JP2007317315A - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】対物レンズの光軸方向の厚みを抑えながらも、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】コレステリック液晶CLQから反射した光束は、BDの情報記録面で反射し、再度コレステリック液晶CLQに入射したときにも反射し、またコレステリック液晶CLQを透過した光束は、HDの情報記録面で反射し、再度コレステリック液晶CLQに入射したときにも透過するので、光検出器PDを、コレステリック液晶CLQを挟んで第1の対物レンズOBJ1の反対側に設ける必要がなく、又λ/4波長板QWPをコレステリック液晶CLQと第1の対物レンズOBJ1との間に配置しなくて済む。更に、光検出器PDは、第1の対物レンズOBJ1及び第2の対物レンズOBJ2と離れた位置に設置できるので、トラッキング及びフォーカシング用アクチュエータから離すことができる。
【選択図】図1
【解決手段】コレステリック液晶CLQから反射した光束は、BDの情報記録面で反射し、再度コレステリック液晶CLQに入射したときにも反射し、またコレステリック液晶CLQを透過した光束は、HDの情報記録面で反射し、再度コレステリック液晶CLQに入射したときにも透過するので、光検出器PDを、コレステリック液晶CLQを挟んで第1の対物レンズOBJ1の反対側に設ける必要がなく、又λ/4波長板QWPをコレステリック液晶CLQと第1の対物レンズOBJ1との間に配置しなくて済む。更に、光検出器PDは、第1の対物レンズOBJ1及び第2の対物レンズOBJ2と離れた位置に設置できるので、トラッキング及びフォーカシング用アクチュエータから離すことができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置に関する。
近年、波長400nm程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録/再生を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、NA0.85、光源波長405nmの仕様で情報記録/再生を行う光ディスク、いわゆるBlu−ray Disc(以下、BDという)では、DVD(NA0.6、光源波長650nm、記憶容量4、7GB)と同じ大きさである直径12cmの光ディスクに対して、1面あたり20〜30GBの情報の記録が可能であり、又、NA0.65、光源波長405nmの仕様で情報記録/再生を行う光ディスク、いわゆるHD DVD(以下、HDという)では、直径12cmの光ディスクに対して、1面あたり15〜20GBの情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。
ところで、BDとHDとに対して互換可能に情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置があれば、ユーザーにとっては好ましい。しかるに、BDとHDとに互換可能に情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、BDは保護層の厚さが0.1mm程度であり、HDは保護層の厚さが0.6mmであるため、同じ対物レンズを用いると保護層の厚さが異なることに起因して球面収差が生じるという問題がある。従って、保護層厚の差に起因する球面収差を補正するために、光ピックアップ装置の集光光学系に何らかの工夫が必要となる。ここで、使用する光束の波長が異なる場合、対物レンズに回折輪帯を設けるなどすれば、一方の光束のみに回折効果を与え、それにより保護層厚の差に起因する球面収差を補正することができるが、BDとHDとは共に405nm程度の短波長の光束を用いるため、保護層厚の差に起因する球面収差を補正するために回折を用いることができないという問題がある。
これに対し、特許文献1においては、BDとHDとの互換ではないが、共通の光学系と2つの対物レンズを設け、異なる種類の光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う際に、共通の光学系を経た光束が、いずれかの対物レンズに対し選択的に入射するよう光束切替え手段で光路を切り替える技術が提案されている。
特開平9−212905号公報
かかる技術によれば、偏光ビームスプリッタに対する入射光がP偏光となるようにすると、偏光ビームスプリッタでは主に透過し、後方の反射ミラーで反射され、これに対応した対物レンズに入射する。また同偏光ビームスプリッタへの入射光がS偏光となるようにすると、偏光ビームスプリッタでは主に反射し、別の対物レンズに入射する。こうして異なる2つの対物レンズの内、記録/再生に用いられる対物レンズを選択することができる。
又、偏光ビームスプリッタと各対物レンズとの間にλ/4波長板を配置すると、光ディスクからの反射光束は、それを2回通過するので光の偏波面は90度回転し位相がλ/2分ずれることとなる。従って、入射時においてP偏光であったため偏光ビームスプリッタで反射した光束は、光ディスク(例えばBD)から反射して再び偏光ビームスプリッタに入射する際にはS偏光に変わっているので、今度は偏光ビームスプリッタを透過することとなる。一方、入射時においてS偏光であったため偏光ビームスプリッタを透過した光束は、光ディスク(例えばHD)から反射して再び偏光ビームスプリッタに入射する際にはP偏光に変わっているので、今度は偏光ビームスプリッタで反射することとなる。即ち、偏光ビームスプリッタを挟んで、BD用の対物レンズと反対側に光検出器を配置すれば、BDから反射し偏光ビームスプリッタを透過した光束と、HDから反射し偏光ビームスプリッタで反射した光束と受光することができ、光ピックアップ装置の簡素化を実現できる。
ここで、ノート型パソコンなどのように薄さを要求される機器に光ピックアップ装置を搭載しようとする場合、通常は光ディスクの情報記録面がキーボード面と平行になるように配置される。ところが、特許文献1の光ピックアップ装置では、その構成上、偏光ビームスプリッタを挟んで、BD用の対物レンズと反対側に光検出器を配置しなければならないため、厚さ方向の寸法が大きくなり、搭載される機器の薄さを確保できないという問題がある。これに対し、光ピックアップ装置の薄さを確保するために、光源やプリズム等の光学系を光ディスクと平行面内に配置にした上で、別の立ち上げミラーを設けて光ディスクに光を垂直照射してやることも考えられるが、スペースや部品点数で不利な構成となる。
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の対物レンズへの光量の分配を効率よく行えると共に、対物レンズの光軸方向の厚みを抑えながらも、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の光ピックアップ装置は、
第1の直線偏光状態で光束を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を入射したときに、一方向回りの円偏光状態と他方向回りの円偏光状態のいずれかの状態を選択的に設定する偏光状態設定手段と、
前記偏光状態設定手段により出射された光束において、前記一方向回りの円偏光状態が選択されていた場合には、前記光束を反射し、前記他方向回りの円偏光状態が選択されていた場合には、前記光束を透過する円偏光二色性を有する第1光分配素子と、
前記第1光分配素子で反射した光束を、第1光情報記録媒体の情報記録面に集光する第1の対物レンズと、
前記第1光分配素子を透過した光束を、第2光情報記録媒体の情報記録面に集光する第2の対物レンズと、
前記光源と前記偏光状態設定手段との間に配置され、第1の直線偏光状態の光束は通過させ、第2の直線変更状態の光束は反射させる光分岐手段と、
前記光分岐手段からの光束を受光する光検出器と、を有し、
前記第1光情報記録媒体からの反射光は、前記第1光分配素子により反射され、前記偏光状態設定手段に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射し、前記第2光情報記録媒体からの反射光は、前記第1光分配素子を透過し、前記偏光状態設定手段に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射することを特徴とする。
第1の直線偏光状態で光束を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を入射したときに、一方向回りの円偏光状態と他方向回りの円偏光状態のいずれかの状態を選択的に設定する偏光状態設定手段と、
前記偏光状態設定手段により出射された光束において、前記一方向回りの円偏光状態が選択されていた場合には、前記光束を反射し、前記他方向回りの円偏光状態が選択されていた場合には、前記光束を透過する円偏光二色性を有する第1光分配素子と、
前記第1光分配素子で反射した光束を、第1光情報記録媒体の情報記録面に集光する第1の対物レンズと、
前記第1光分配素子を透過した光束を、第2光情報記録媒体の情報記録面に集光する第2の対物レンズと、
前記光源と前記偏光状態設定手段との間に配置され、第1の直線偏光状態の光束は通過させ、第2の直線変更状態の光束は反射させる光分岐手段と、
前記光分岐手段からの光束を受光する光検出器と、を有し、
前記第1光情報記録媒体からの反射光は、前記第1光分配素子により反射され、前記偏光状態設定手段に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射し、前記第2光情報記録媒体からの反射光は、前記第1光分配素子を透過し、前記偏光状態設定手段に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射することを特徴とする。
本発明によれば、前記第1光分配素子から反射した光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面で反射し、再度前記第1光分配素子に入射したときにも反射し、また前記第1光分配素子を透過した光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面で反射し、再度前記第1光分配素子に入射したときにも透過するので、前記光検出器を、前記第1光分配素子を挟んで前記第1の対物レンズの反対側に設ける必要がなく、又λ/4波長板を前記第1光分配素子と前記対物レンズとの間に配置しなくて済むこととも相まって、前記第1の対物レンズの光軸方向における光ピックアップ装置の厚さ方向の寸法を抑えることができる。更に、光検出器は、前記第1の対物レンズ及び前記第2の対物レンズと離れた位置に設置できるので、トラッキング及びフォーカシング用アクチュエータから離すことができ、空間の有効利用を図ることができる。
請求項2に記載の光ピックアップ装置は、請求項1に記載の発明において、前記第1光分配手段は、円偏光二色性を有するコレステリック液晶であることを特徴とする。コレステリック液晶など円偏光二色性を有す部材は、特定の波長域の右回り円偏光状態または左回り円偏光状態のいずれかにある光束を反射するという性質を有する(参考:日東技報39巻1号「光の利用効率の向上を追及したPCF(反射偏光板)」、応用物理第70巻第9号「液晶分子の自己組織化現象を利用した固体反射膜の作成」)。すなわち円偏光二色性を有すコレステリック液晶をミラーとし、このミラーに対して右回り円偏光状態または左回り円偏光状態の光束を選択的に入射させることで、光情報記録媒体に集光する対物レンズの切り換えを任意に行うことができる。
特に、CD、DVD等の一般的な光情報記録媒体は、円偏光状態の光束が入射することを基準条件とした設計となっているため、直線偏光状態の光束が入射した場合には、円偏光状態の光束が入射する場合に比べて、好適な再生信号が得られにくいという問題がある。さらに、立ち上げミラーの素材(液晶)が、ある方向成分の直線偏光の光束を反射させ、それ以外の光束を透過させるものである場合、立ち上げミラーを介して戻った光束は、往路と同じ方向の直線偏光状態を維持するため、光検出器への分離に偏光ビームスプリッタを用いることができず、ハーフミラーなどのような光量ロスの大きなミラーを用いざるを得ず、効率が悪いという問題がある。本発明のように、コレステリック液晶を用いて、円偏光状態の光束を反射もしくは透過することで、対物レンズから光情報記録媒体に集光するようにすれば、かかる問題を解消もしくは緩和することができる。
請求項3に記載の光ピックアップ装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記偏光状態設定手段は、回転位置を切り替え可能なλ/4波長板であることを特徴とするので、前記λ/4波長板を回転させることで、一方向回りの円偏光状態と他方向回りの円偏光状態のいずれかを機械的に選択できる。
請求項4に記載の光ピックアップ装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記偏光状態設定手段は、液晶素子であることを特徴とするので、前記液晶を駆動することで、一方向回りの円偏光状態と他方向回りの円偏光状態のいずれかを電気的に選択できる。
請求項5に記載の光ピックアップ装置は、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明において、前記第1の対物レンズ光軸と、前記第2の対物レンズの光軸とは平行に配置されており、前記第1光分配素子を透過した光束は、反射手段により反射されて前記第2の対物レンズに入射することを特徴とする。
請求項6に記載の光ピックアップ装置は、請求項5に記載の発明において、前記第1光分配素子と前記反射手段とは一体のプリズムに組み込まれていることを特徴とするので、部品点数が少なく簡素な構成を提供できる。
請求項7に記載の光ピックアップ装置は、請求項5に記載の発明において、前記第1光分配素子は、光を透過する平行平板に取り付けられ、前記反射手段とは別体となっており、前記第1光分配素子に入射する光束は無限平行光束であることを特徴とするので、光軸の調整が容易であり収差特性に優れた光ピックアップ装置を提供できる。又、前記対物レンズの光源側面の下方にスペースが生じ、光ピックアップ装置の薄形化に貢献する。
請求項8に記載の光ピックアップ装置は、請求項1乃至7のいずれかに記載の発明において、前記第1光情報記録媒体の記録密度は、前記第2の光情報記録媒体の記録密度と異なることを特徴とする。
請求項9に記載の光ピックアップ装置は、請求項8に記載の発明において、前記第1光情報記録媒体と前記第2光情報記録媒体のうち一方は、保護基板厚t1が0.1mmであり、他方は保護基板厚t2が0.6mmであることを特徴とするので、BDとHDの互換使用が可能になる。
請求項10に記載の光ピックアップ装置は、請求項1乃至9のいずれかに記載の発明において、前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、前記第2の対物レンズは、波長λ1の光束を前記第2光情報記録媒体の情報記録面に集光し、また波長λ2の光束を第3光情報記録媒体の情報記録面に集光することを特徴とするので、例えばBDとHDに加えて、DVDの互換使用が可能になる。
請求項11に記載の光ピックアップ装置は、請求項10に記載の発明において、前記第2光情報記録媒体と前記第3光情報記録媒体の保護基板厚が等しいことを特徴とするので、前記第2の対物レンズの設計の自由度が向上し、生産歩留まりが向上し、コストを低減できる。
請求項12に記載の光ピックアップ装置は、請求項1乃至9のいずれかに記載の発明において、前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束と、波長λ3(700nm≦λ3≦800nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、前記第2の対物レンズは、波長λ1の光束を前記第2光情報記録媒体の情報記録面に集光し、また波長λ2の光束を保護基板厚t3が0.6mmの第3光情報記録媒体の情報記録面に集光し、更に波長λ3の光束を保護基板厚t4が1.2mmの第4光情報記録媒体の情報記録面に集光することを特徴とするので、例えばBDとHDに加えて、DVDとCDの互換使用が可能になる。
請求項13に記載の光ピックアップ装置は、請求項1乃至9のいずれかに記載の発明において、前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束及び/又は波長λ3(700nm≦λ3≦800nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、
前記第1光分配素子を透過した光束は、第2光分配素子に入射し、前記第2光分配素子は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束を反射し、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)及び/又は波長λ3(700nm≦λ3≦800nm)の光束を透過させ、前記第2光分配素子を透過した光束は、第3の対物レンズに入射することを特徴とするので、光情報記録媒体に専用の対物レンズを用いて適切な情報の記録及び/又は再生を行うことができる。
前記第1光分配素子を透過した光束は、第2光分配素子に入射し、前記第2光分配素子は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束を反射し、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)及び/又は波長λ3(700nm≦λ3≦800nm)の光束を透過させ、前記第2光分配素子を透過した光束は、第3の対物レンズに入射することを特徴とするので、光情報記録媒体に専用の対物レンズを用いて適切な情報の記録及び/又は再生を行うことができる。
請求項14に記載の光ピックアップ装置は、
第1の直線偏光状態で光束を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を入射したときに、一方向回りの円偏光状態又は他方向回りの円偏光状態を選択的に設定する位相差素子と、
円偏光二色性の発現を切り替え可能な光分配素子と、
前記光分配素子で反射した光束を、第1光情報記録媒体の情報記録面に集光する第1の対物レンズと、
前記光分配素子を透過した光束を、第2光情報記録媒体の情報記録面に集光する第2の対物レンズと、
前記光源と前記位相差素子との間に配置され、第1の直線偏光状態の光束は通過させ、第2の直線変更状態の光束は反射させる光分岐手段と、
前記光分岐手段からの光束を受光する光検出器と、を有し、
前記第1光情報記録媒体からの反射光は、前記光分配素子により反射され、前記位相差素子に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射し、前記第2光情報記録媒体からの反射光は、前記光分配素子を透過し、前記位相差素子に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射することを特徴とする。
第1の直線偏光状態で光束を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を入射したときに、一方向回りの円偏光状態又は他方向回りの円偏光状態を選択的に設定する位相差素子と、
円偏光二色性の発現を切り替え可能な光分配素子と、
前記光分配素子で反射した光束を、第1光情報記録媒体の情報記録面に集光する第1の対物レンズと、
前記光分配素子を透過した光束を、第2光情報記録媒体の情報記録面に集光する第2の対物レンズと、
前記光源と前記位相差素子との間に配置され、第1の直線偏光状態の光束は通過させ、第2の直線変更状態の光束は反射させる光分岐手段と、
前記光分岐手段からの光束を受光する光検出器と、を有し、
前記第1光情報記録媒体からの反射光は、前記光分配素子により反射され、前記位相差素子に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射し、前記第2光情報記録媒体からの反射光は、前記光分配素子を透過し、前記位相差素子に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射することを特徴とする。
本発明によれば、前記光分配素子が円偏光二色性の発現を切り替え可能となっているので、かかる円偏光二色性の発現を切り替えることで前記光分配素子から反射した光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面で反射し、再度前記第1光分配素子に入射したときにも反射し、また円偏光二色性の発現を切り替えることで前記光分配素子を透過した光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面で反射し、再度前記光分配素子に入射したときにも透過するため、前記光検出器を、前記光分配素子を挟んで前記第1の対物レンズの反対側に設ける必要がなく、又λ/4波長板を前記第1光分配素子と前記対物レンズとの間に配置しなくて済むこととも相まって、前記第1の対物レンズの光軸方向における光ピックアップ装置の厚さ方向の寸法を抑えることができる。更に、光検出器は、前記第1の対物レンズ及び前記第2の対物レンズと離れた位置に設置できるので、トラッキング及びフォーカシング用アクチュエータから離すことができ、空間の有効利用を図ることができる。
請求項15に記載の光ピックアップ装置は、請求項14に記載の発明において、前記光分配素子はコレステリック液晶を含むことを特徴とする。
請求項16に記載の光ピックアップ装置は、請求項14又は15に記載の発明において、前記光分配素子に印加する電圧を切り替えることで、前記円偏光二色性の発現を切り替え可能となっていることを特徴とする。
例えば図6(a)に示すように、コレステリック液晶CLQに電圧を印加されない状態では、各層において分子が異なる螺旋配置となっているが、図6(b)に示すように、コレステリック液晶CLQに所定の電圧を印加すると、各層における分子配置が整列され、直線配列となる。これにより円偏光二色性の発現を切り替えることができる。
請求項17に記載の光ピックアップ装置は、請求項13乃至16のいずれかに記載の発明において、前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、前記第2の対物レンズを、波長λ1の光束と波長λ2の光束が通過することを特徴とするので、BDとHDに加えて、DVDとCDの互換使用が可能になる。
請求項18に記載の光ピックアップ装置は、請求項13乃至16のいずれかに記載の発明において、前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束と、波長λ3(700nm≦λ3≦800nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、前記第2の対物レンズを、波長λ1の光束と波長λ2の光束と波長λ3の光束が通過することを特徴とするので、BDとHDに加えて、DVDとCDの互換使用が可能になる。
請求項19に記載の光ピックアップ装置は、請求項1乃至18のいずれかに記載の発明において、前記円偏光状態は楕円偏光状態を含むことを特徴とする。例えば右円偏光を反射する円偏光二色性の物質に楕円偏光が入射した場合、反射率は右円偏光入射時に最大となり、左円偏光入射時に最小となる。これらの中間的偏光状態である楕円偏光(直線偏光を含む)においては、反射率は偏光が右円偏光に近いほど反射率は高くなる。例えば図1で、半導体レーザLDから出射した光束が偏光ビームスプリッタPBSを透過した際の偏波面の方向と、λ/4波長板QWPの光学軸とのなす角θが+45°のとき右円偏光、-45°のとき左円偏光になるとする。いまλ/4波長板QWPの回転を調整して、θを+45°から-45°まで変化させたとすると、これに応じてコレステリック液晶CLQでの反射率は低下すると共に透過率が上昇する。つまりコレステリック液晶CLQに入射する光を楕円偏光とし、楕円偏光の状態を変化させてもコレステリック液晶CLQによる光量の分配を制御することが可能である。かかる構成は、例えばλ/4波長板QWPの回転範囲がメカ的制約のためθを+45°から-45°まで変化させることができない場合や偏光状態の変化を迅速に行う必要がある場合などに有効である。
尚、異なる波長の光束を出射する光源は、同一のパッケージに複数の発光点を有するものでも良く、或いは別体の光源であっても良い。
本発明によれば、対物レンズの光軸方向の厚みを抑えながらも、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1(a)は、保護層の厚さが異なる光情報記録媒体(光ディスクともいう)であるBD及びHDに対して適切に情報の記録/再生を行える第1の実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す側面図であり、図1(b)は、その上面図である。偏光状態設定手段であるλ/4波長板QWPは、不図示のアクチュエータにより光軸を中心として回転駆動されるようになっており、偏光ビームスプリッタPBSから出射した直線偏光状態の光束に対してλ/4波長板QWPの光学軸と偏波面とのなす角を+45°または−45°となるよう光軸を中心に回転することで、直線偏光状態で入射した光束を、右回りの円偏光状態か左回りの円偏光状態のいずれかの光束に変換して出射できる。又、円偏光二色性を有するコレステリック液晶CLQが透明な平行平板PP上に貼り付けられている。コレステリック液晶CLQは、右回りの円偏光状態にある光束を反射させ、左回りの円偏光状態にある光束を透過させるようになっている。ここでは、その反射率及び透過率を約100%として説明するが、それに限る必要はなく、コレステリック液晶CLQの作り込みに応じて50%を超える範囲で任意に設定できるようになっている。
コレステリック液晶CLQは、その概念図である図5に示すように、平面内において細長い液晶分子が一定方向に配列されており、さらにこれが平面と垂直方向に重なって形成された層状構造をなしている。この分子の向く方向は隣合う層ごとに少しずつねじれており、らせん構造になっている。これに入射する光は、このらせんの回転方向の偏光を反射するという性質を持つ。したがって、この液晶分子のらせんがたとえば右回転にそろっていれば右回転の円偏光が反射し、左円偏光は透過する(これを円偏光二色性という)。なお、らせん軸に平行に光が入射する場合、入射された光のうち反射する光の波長は、このらせんのピッチをPとするとき中心波長λ=nP、波長幅Δλ=PΔnで与えられる(n:液晶の平均屈折率、Δn:屈折率の異方性)。らせん軸に対してθの角度で入射した場合は、反射光の中心波長、波長幅が上記値のcosθ倍となる。また液晶分子のらせん軸方向の一様性が低ければ、コレステリック液晶としての円偏光二色性が低下することになるため、同液晶の作りこみの方法で円偏光二色性の強さを変えることができる。
尚、第1の対物レンズOBJ1は、BDに対して最適に収差が補正されるように設計されており、第2の対物レンズOBJ2は、HDに対して最適に収差が補正されるように設計されている。又、光軸が互いに平行に配置された第1の対物レンズOBJ1と第2の対物レンズOBJ2の周囲には、アクチュエータ(不図示)が配置され、トラッキング及びフォーカシング動作のために駆動されるようになっている。又、半導体レーザLDから出射された光束は、不図示のコリメートレンズを通過することにより、無限平行光束の状態でコレステリック液晶CLQに入射するようになっている。
また図1のように、円偏光二色性を有すコレステリック液晶CLQを透明なガラスやプラスチックなどの平行平板PPに設けた上で、これを第1の対物レンズOBJ1の近傍に配置し、さらにコレステリック液晶CLQを透過した光束が三角プリズム状の立ち上げミラー(反射手段ともいう)Mを介して第2の対物レンズOBJ2に入射するようにしているので、コレステリック液晶CLQの反射面が空気に近接または接しているため、第1の対物レンズの光学面をコレステリック液晶CLQ子の表面まで近づけることができ、この結果光ピックアップ装置の薄型化を図ることができる。ただし円偏光二色性を有すコレステリック液晶CLQを透過した光束が非平行である場合、光束が同コレステリック液晶CLQを透過する際に非点収差が発生することになるので、この光束を用いる対物レンズとしては、光学倍率が無限に設計されたものを用いることが望ましい。
まず、BDに対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、λ/4波長板QWPの光学軸を所定方向に向けて、右回りの円偏光状態の光束のみを出射できるようにする。図1の光ピックアップ装置において、光源波長λ1=400±50nmの半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、右回りの円偏光状態(光量A0)となり、第1光分配素子であるコレステリック液晶CLQに入射する。
ここで、コレステリック液晶CLQに入射した光束は、その大部分(光量R1>0.5×A0)が反射され、第1の対物レンズOBJ1に入射して、ここからBDの情報記録面(保護層の厚さt1=0.1mm)に集光される。
BDの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第1の対物レンズOBJ1を通過するが、BDの情報記録面で反射された円偏光の光束は、コレステリック液晶CLQのらせん方向と同じ方向であり、コレステリック液晶CLQで再度反射され、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、BDに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第1の対物レンズOBJ1のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をBDの情報記録面上に適切に結像するように、第1の対物レンズOBJ1を移動させるようになっている。
次に、HDに対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、λ/4波長板QWPの光学軸を所定方向から90度回転させて、左回りの円偏光状態の光束のみを出射できるようにする。図1の光ピックアップ装置において、光源波長λ1=400±50nmの半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、左回りの円偏光状態(光量A0)となり、第1光分配素子であるコレステリック液晶CLQに入射する。
ここで、コレステリック液晶CLQに入射した光束は、その大部分(光量T1>0.5×A0)が透過し、平行平板PPを通過して、立ち上げミラーMで反射され、第2の対物レンズOBJ2に入射して、ここからHDの情報記録面(保護層の厚さt2=0.6mm)に集光される。
HDの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第2の対物レンズOBJ2を通過し、立ち上げミラーMで反射され、平行平板PPを通過するが、HDの情報記録面で反射された円偏光の光束は、コレステリック液晶CLQのらせん方向と逆方向であり、コレステリック液晶CLQを再度透過し、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、HDに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第2の対物レンズOBJ2のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をHDの情報記録面上に適切に結像するように、第2の対物レンズOBJ2を移動させるようになっている。
本実施の形態によれば、コレステリック液晶CLQから反射した光束は、BDの情報記録面で反射し、再度コレステリック液晶CLQに入射したときにも反射し、またコレステリック液晶CLQを透過した光束は、HDの情報記録面で反射し、再度コレステリック液晶CLQに入射したときにも透過するので、光検出器PDを、コレステリック液晶CLQを挟んで第1の対物レンズOBJ1の反対側に設ける必要がなく、又λ/4波長板QWPをコレステリック液晶CLQと第1の対物レンズOBJ1との間に配置しなくて済むこととも相まって、第1の対物レンズOBJ1の光軸方向における光ピックアップ装置の厚さ方向の寸法を抑えることができる。更に、光検出器PDは、第1の対物レンズOBJ1及び第2の対物レンズOBJ2と離れた位置に設置できるので、トラッキング及びフォーカシング用アクチュエータから離すことができ、空間の有効利用を図ることができる。
次に、第2の実施の形態を図面を参照して説明する。図2は、保護層の厚さが異なる光情報記録媒体(光ディスクともいう)であるBD、HD及びDVD(又はCD)に対して適切に情報の記録/再生を行える第2の実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す側面図である。偏光状態設定手段であるλ/4波長板QWPは、不図示のアクチュエータにより光軸を中心として回転駆動されるようになっており、偏光ビームスプリッタPBSから出射した直線偏光状態の光束に対してλ/4波長板QWPの光学軸と偏波面とのなす角を+45°または−45°となるよう光軸を中心に回転することで、直線偏光状態で入射した光束を、右回りの円偏光状態か左回りの円偏光状態のいずれかの光束に変換して出射できる。又、第1の光分配手段である円偏光二色性を有する第1コレステリック液晶CLQ1と、第2の光分配手段である円偏光二色性を有する第2コレステリック液晶CLQ2とが、プリズムPZ内に一体的に形成されている。第1コレステリック液晶CLQ1は、右回りの円偏光状態にある光束を反射させ、左回りの円偏光状態にある光束を透過させるようになっている。第2コレステリック液晶CLQ2は、左回りの円偏光状態にある光束を反射させ、且つ波長が700nm以下の光束を透過させるようになっている。本実施の形態のように、第1コレステリック液晶CLQ1と第2コレステリック液晶CLQ2とを、一体プリズム状に作れば生産性が上がり部品コストを抑えることができる。尚、半導体レーザLDは、2つの異なる波長(λ1,λ2)の光束を出射できる、いわゆる2レーザ1パッケージである。
更に、第1の対物レンズOBJ1は、BDに対して最適に収差が補正されるように設計されており、第2の対物レンズOBJ2は、HDに対して最適に収差が補正されるように設計され、第3の対物レンズOBJ3は、DVD(又はCD)に対して最適に収差が補正されるように設計されている。
まず、BDに対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、λ/4波長板QWPの光学軸を所定方向に向けて、右回りの円偏光状態の光束のみを出射できるようにする。図2の光ピックアップ装置において、光源波長λ1=400±50nmの半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、右回りの円偏光状態(光量A0)となり、プリズムPZ内の第1コレステリック液晶CLQ1に入射する。
ここで、第1コレステリック液晶CLQ1に入射した光束は、その大部分(光量R1>0.5×A0)が反射され、プリズムPZから出射した後、第1の対物レンズOBJ1に入射して、ここからBDの情報記録面(保護層の厚さt1=0.1mm)に集光される。
BDの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第1の対物レンズOBJ1を通過するが、BDの情報記録面で反射された円偏光の光束は、第1コレステリック液晶CLQ1のらせん方向と同じ方向であり、プリズムPZ内の第1コレステリック液晶CLQ1で再度反射され、プリズムPZから出射した後、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、BDに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第1の対物レンズOBJ1のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をBDの情報記録面上に適切に結像するように、第1の対物レンズOBJ1を移動させるようになっている。
次に、HDに対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、λ/4波長板QWPの光学軸を所定方向から90度回転させて、左回りの円偏光状態の光束のみを出射できるようにする。図2の光ピックアップ装置において、光源波長λ1=400±50nmの半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、左回りの円偏光状態(光量A0)となり、プリズムPZ内の第1コレステリック液晶CLQ1に入射する。
ここで、第1コレステリック液晶CLQ1に入射した光束は、その大部分(光量T1>0.5×A0)が透過するが、第2コレステリック液晶CLQ2で反射され、プリズムPZから出射した後、第2の対物レンズOBJ2に入射して、ここからHDの情報記録面(保護層の厚さt2=0.6mm)に集光される。
HDの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第2の対物レンズOBJ2を通過するが、HDの情報記録面で反射された円偏光の光束は、第2コレステリック液晶CLQ2のらせん方向と同じ方向であり、プリズムPZ内の第2コレステリック液晶CLQ2で再度反射され、第1コレステリック液晶CLQ1を透過し、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、HDに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第2の対物レンズOBJ2のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をHDの情報記録面上に適切に結像するように、第2の対物レンズOBJ2を移動させるようになっている。
更に、DVD(又はCD)に対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、λ/4波長板QWPの光学軸を所定方向から90度回転させて、左回りの円偏光状態の光束のみを出射できるようにする。図2の光ピックアップ装置において、光源波長λ2=650±50nm(又はλ3=750±50nm)の半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、左回りの円偏光状態(光量A0)となり、プリズムPZ内の第1コレステリック液晶CLQ1に入射する。
ここで、第1コレステリック液晶CLQ1に入射した光束は、その大部分(光量T1’>0.5×A0)が透過し、更に第2コレステリック液晶CLQ2を透過し、プリズムPZの反射面RPで反射した後、第3の対物レンズOBJ3に入射して、ここからDVD(又はCD)の情報記録面(保護層の厚さt3=0.6mm(又はt4=1.2mm))に集光される。
DVD(又はCD)の情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第3の対物レンズOBJ3を通過し、プリズムPZの反射面RPで反射した後、プリズムPZ内の第2コレステリック液晶CLQ2を透過し、更に第1コレステリック液晶CLQ1を透過し、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、DVD(又はCD)に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第3の対物レンズOBJ3のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をDVD(又はCD)の情報記録面上に適切に結像するように、第2の対物レンズOBJ3を移動させるようになっている。
次に、第3の実施の形態を図面を参照して説明する。図3は、保護層の厚さが異なる光情報記録媒体(光ディスクともいう)であるBD、HD及びDVD(又はCDでも良い)に対して適切に情報の記録/再生を行える第3の実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す側面図である。本実施の形態では、位相差素子であるλ/4波長板QWPは固定されており、直線偏光状態の光束を、右回りの円偏光状態の光束に変換して出射できる。又、光分配素子である円偏光二色性を有するコレステリック液晶CLQは外部入力端子(不図示)を有し、これを介して所定の電圧が印加されない場合(図6(a)の状態)、右回りの円偏光状態又は左回りの円偏光状態にある光束を反射させるが、所定の電圧が印加された場合(図6(b)の状態)、かかる光束を透過させ、即ち円偏光二色性の発現を切り替えるようになっている。より具体的には、所定の電圧が印加されないコレステリック液晶CLQは、光量A0の光束を入射して、光量R1(>0.5×A0)の光束を反射するが、所定の電圧が印加されたコレステリック液晶CLQは、光量A0の光束を入射して、光量T1(>0.5×A0)の光束を透過するようになっている。尚、半導体レーザLDは、2つの異なる波長(λ1,λ2)の光束を出射できる、いわゆる2レーザ1パッケージである。
更に、第1の対物レンズOBJ1は、BDに対して最適に収差が補正されるように設計されており、第2の対物レンズOBJ2は、HD及びDVD(又はCDでも良い)に対して最適に収差が補正されるように設計されている。
まず、BDに対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、コレステリック液晶CLQに所定の電圧を印加しない。図3の光ピックアップ装置において、光源波長λ1=400±50nmの半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、円偏光状態(光量A0)となり、プリズムPZ内のコレステリック液晶CLQに入射する。
ここで、コレステリック液晶CLQに入射した光束は、その大部分(光量R1>0.5×A0)が反射され、プリズムPZから出射した後、第1の対物レンズOBJ1に入射して、ここからBDの情報記録面(保護層の厚さt1=0.1mm)に集光される。
BDの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第1の対物レンズOBJ1を通過するが、BDの情報記録面で反射された円偏光の光束は、プリズムPZ内のコレステリック液晶CLQのらせん方向と同じ方向であり、コレステリック液晶CLQで再度反射され、プリズムPZから出射した後、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、BDに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第1の対物レンズOBJ1のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をBDの情報記録面上に適切に結像するように、第1の対物レンズOBJ1を移動させるようになっている。
次に、HD(又はDVD)に対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、コレステリック液晶CLQに所定の電圧を印加する。図3の光ピックアップ装置において、光源波長λ1=400±50nm(又はλ2=650±50nm)の半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、円偏光状態(光量A0)となり、プリズムPZ内のコレステリック液晶CLQに入射する。
ここで、コレステリック液晶CLQに入射した光束は、その大部分(光量T1>0.5×A0)が透過し、プリズムPZの反射面RPで反射され、プリズムPZから出射した後、第2の対物レンズOBJ2に入射して、ここからHD(又はDVD)の情報記録面(保護層の厚さt2(又はt3)=0.6mm)に集光される。
HD(又はDVD)の情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第2の対物レンズOBJ2を通過し、プリズムPZの反射面RPで反射されるが、HDの情報記録面で反射された円偏光の光束は、コレステリック液晶CLQのらせん方向と逆方向であり、コレステリック液晶CLQを再度透過し、プリズムPZから出射した後、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、HD(又はDVD)に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第2の対物レンズOBJ2のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をHD(又はDVD)の情報記録面上に適切に結像するように、第2の対物レンズOBJ2を移動させるようになっている。
次に、第4の実施の形態を図面を参照して説明する。図4は、保護層の厚さが異なる光情報記録媒体(光ディスクともいう)であるBD(又はHD)、DVD及びCDに対して適切に情報の記録/再生を行える第4の実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す側面図である。偏光状態設定手段であるλ/4波長板QWPは固定されており、直線偏光状態で入射した光束を、右回りの円偏光状態に変換して出射できる。又、第1の光分配手段である円偏光二色性を有する第1コレステリック液晶CLQ1と、第2の光分配手段である円偏光二色性を有する第2コレステリック液晶CLQ2とが、プリズムPZ内に一体的に形成されている。第1コレステリック液晶CLQ1は、右回りの円偏光状態にあり波長500nm以下の光束を反射させ、それ以外の光束を透過させるようになっている。第2コレステリック液晶CLQ2は、右回りの円偏光状態にあり波長700nm以下の光束を反射させ、それ以外の光束を透過させるようになっている。尚、半導体レーザLDは、3つの異なる波長(λ1,λ2、λ3)の光束を出射できる、いわゆる3レーザ1パッケージである。
更に、第1の対物レンズOBJ1は、BD(又はHD)に対して最適に収差が補正されるように設計されており、第2の対物レンズOBJ2は、DVDに対して最適に収差が補正されるように設計され、第3の対物レンズOBJ3は、CDに対して最適に収差が補正されるように設計されている。
まず、BD(又はHD)に対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、図4の光ピックアップ装置において、光源波長λ1=400±50nmの半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、右回りの円偏光状態(光量A0)となり、プリズムPZ内の第1コレステリック液晶CLQ1に入射する。
ここで、第1コレステリック液晶CLQ1に入射した光束は、その大部分(光量R1>0.5×A0)が反射され、プリズムPZから出射した後、第1の対物レンズOBJ1に入射して、ここからBD(又はHD)の情報記録面(保護層の厚さt1=0.1(又は0.6)mm)に集光される。
BD(又はHD)の情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第1の対物レンズOBJ1を通過するが、BDの情報記録面で反射された円偏光の光束は、プリズムPZ内の第1コレステリック液晶CLQ1のらせん方向と同じ方向であり、第1コレステリック液晶CLQ1で再度反射され、プリズムPZから出射した後、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、BD(又はHD)に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第1の対物レンズOBJ1のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をBD(又はHD)の情報記録面上に適切に結像するように、第1の対物レンズOBJ1を移動させるようになっている。
次に、DVDに対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、図4の光ピックアップ装置において、光源波長λ2=650±50nmの半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、右回りの円偏光状態(光量A0)となり、プリズムPZ内の第1コレステリック液晶CLQ1に入射する。
ここで、第1コレステリック液晶CLQ1に入射した光束は、その大部分(光量T1>0.5×A0)が透過するが、第2コレステリック液晶CLQ2で反射され、プリズムPZから出射した後、第2の対物レンズOBJ2に入射して、ここからDVDの情報記録面(保護層の厚さt2=0.6mm)に集光される。
DVDの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第2の対物レンズOBJ2を通過するが、HDの情報記録面で反射された円偏光の光束は、プリズムPZ内の第2コレステリック液晶CLQ2のらせん方向と同じ方向であり、第2コレステリック液晶CLQ2で再度反射され、第1コレステリック液晶CLQ1を透過し、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、DVDに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第2の対物レンズOBJ2のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をDVDの情報記録面上に適切に結像するように、第2の対物レンズOBJ2を移動させるようになっている。
更に、CDに対して情報の記録及び/又は再生を行う場合、図4の光ピックアップ装置において、光源波長λ3=750±50nmの半導体レーザLD(光源)から出射されたP偏光(第1)の直線偏光状態の光束は、光分岐手段である偏光ビームスプリッタPBSを通過し、更にλ/4波長板QWPを通過して、右回りの円偏光状態(光量A0)となり、プリズムPZ内の第1コレステリック液晶CLQ1に入射する。
ここで、第1コレステリック液晶CLQ1に入射した光束は、その大部分(光量T1’>0.5×A0)が透過し、更に第2コレステリック液晶CLQ2を透過し、プリズムPZの反射面RPで反射した後、第3の対物レンズOBJ3に入射して、ここからCDの情報記録面(保護層の厚さt3=1.2mm)に集光される。
CDの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第3の対物レンズOBJ3を通過し、プリズムPZの反射面RPで反射した後、プリズムPZ内の第2コレステリック液晶CLQ2を透過し、更に第1コレステリック液晶CLQ1を透過し、λ/4波長板QWPに入射する。ここで、λ/4波長板QWPに入射した光束は、再び円偏光状態から直線偏光状態に変換されることとなるが、位相がずれることでS偏光(第2の直線偏光)状態となる。
λ/4波長板QWPを通過してP偏光となった光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて、光検出器PDの受光面に集光されるようになっている。光検出器PDの出力信号を用いて、CDに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化や光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第3の対物レンズOBJ3のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ(不図示)が半導体レーザLDからの光束をCDの情報記録面上に適切に結像するように、第2の対物レンズOBJ3を移動させるようになっている。
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。コレステリック液晶としては、異なる波長λ1、λ2、λ3の光束の45°入射光に対して、例えば右回りの円偏光状態の光束を反射させ、左回りの円偏光状態の光束を透過させるもの(1種類の液晶)を選ぶか、あるいは波長λ1、λ2、λ3それぞれの光束の45°入射光に対して、例えば右円偏光を反射させ左円偏光を透過させるような3種の液晶を積層するようにすればよい。又、偏光状態設定手段又は位相差素子としては、透明電極にはさまれた液晶に電圧を印加することで、通過する光束に位相差を与えるようにしたものでもよく、それによりλ/4波長板を機械的に回転する場合より小型化が図れる。
CLQ コレステリック液晶
CLQ1 第1のコレステリック液晶
CLQ2 第2のコレステリック液晶
LD 半導体レーザ
M 立ち上げミラー
OBJ1 第1の対物レンズ
OBJ2 第2の対物レンズ
OBJ3 第3の対物レンズ
PBS 偏光ビームスプリッタ
PD 光検出器
PP 平行平板
PZ プリズム
QWP λ/4波長板
RP 反射面
CLQ1 第1のコレステリック液晶
CLQ2 第2のコレステリック液晶
LD 半導体レーザ
M 立ち上げミラー
OBJ1 第1の対物レンズ
OBJ2 第2の対物レンズ
OBJ3 第3の対物レンズ
PBS 偏光ビームスプリッタ
PD 光検出器
PP 平行平板
PZ プリズム
QWP λ/4波長板
RP 反射面
Claims (19)
- 第1の直線偏光状態で光束を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を入射したときに、一方向回りの円偏光状態と他方向回りの円偏光状態のいずれかの状態を選択的に設定する偏光状態設定手段と、
前記偏光状態設定手段により出射された光束において、前記一方向回りの円偏光状態が選択されていた場合には、前記光束を反射し、前記他方向回りの円偏光状態が選択されていた場合には、前記光束を透過する円偏光二色性を有する第1光分配素子と、
前記第1光分配素子で反射した光束を、第1光情報記録媒体の情報記録面に集光する第1の対物レンズと、
前記第1光分配素子を透過した光束を、第2光情報記録媒体の情報記録面に集光する第2の対物レンズと、
前記光源と前記偏光状態設定手段との間に配置され、第1の直線偏光状態の光束は通過させ、第2の直線変更状態の光束は反射させる光分岐手段と、
前記光分岐手段からの光束を受光する光検出器と、を有し、
前記第1光情報記録媒体からの反射光は、前記第1光分配素子により反射され、前記偏光状態設定手段に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射し、前記第2光情報記録媒体からの反射光は、前記第1光分配素子を透過し、前記偏光状態設定手段に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第1光分配手段はコレステリック液晶であることを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。
- 前記偏光状態設定手段は、回転位置を切り替え可能なλ/4波長板であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置。
- 前記偏光状態設定手段は、液晶素子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の対物レンズ光軸と、前記第2の対物レンズの光軸とは平行に配置されており、前記第1光分配素子を透過した光束は、反射手段により反射されて前記第2の対物レンズに入射することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光分配素子と前記反射手段とは一体のプリズムに組み込まれていることを特徴とする請求項5に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光分配素子は、光を透過する平行平板に取り付けられ、前記反射手段とは別体となっており、前記第1光分配素子に入射する光束は無限平行光束であることを特徴とする請求項5に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光情報記録媒体の記録密度は、前記第2の光情報記録媒体の記録密度と異なることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光情報記録媒体と前記第2光情報記録媒体のうち一方は、保護基板厚t1が0.1mmであり、他方は保護基板厚t2が0.6mmであることを特徴とする請求項8に記載の光ピックアップ装置。
- 前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、前記第2の対物レンズは、波長λ1の光束を前記第2光情報記録媒体の情報記録面に集光し、また波長λ2の光束を第3光情報記録媒体の情報記録面に集光することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第2光情報記録媒体と前記第3光情報記録媒体の保護基板厚が等しいことを特徴とする請求項10に記載の光ピックアップ装置。
- 前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束と、波長λ3(700nm≦λ3≦800nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、前記第2の対物レンズは、波長λ1の光束を前記第2光情報記録媒体の情報記録面に集光し、また波長λ2の光束を保護基板厚t3が0.6mmの第3光情報記録媒体の情報記録面に集光し、更に波長λ3の光束を保護基板厚t4が1.2mmの第4光情報記録媒体の情報記録面に集光することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束及び/又は波長λ3(700nm≦λ3≦800nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、
前記第1光分配素子を透過した光束は、第2光分配素子に入射し、前記第2光分配素子は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束を反射し、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)及び/又は波長λ3(700nm≦λ3≦800nm)の光束を透過させ、前記第2光分配素子を透過した光束は、第3の対物レンズに入射することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 第1の直線偏光状態で光束を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を入射したときに、一方向回りの円偏光状態又は他方向回りの円偏光状態を選択的に設定する位相差素子と、
円偏光二色性の発現を切り替え可能な光分配素子と、
前記光分配素子で反射した光束を、第1光情報記録媒体の情報記録面に集光する第1の対物レンズと、
前記光分配素子を透過した光束を、第2光情報記録媒体の情報記録面に集光する第2の対物レンズと、
前記光源と前記位相差素子との間に配置され、第1の直線偏光状態の光束は通過させ、第2の直線変更状態の光束は反射させる光分岐手段と、
前記光分岐手段からの光束を受光する光検出器と、を有し、
前記第1光情報記録媒体からの反射光は、前記光分配素子により反射され、前記位相差素子に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射し、前記第2光情報記録媒体からの反射光は、前記光分配素子を透過し、前記位相差素子に入射することで、第2の直線偏光状態となって前記光分岐手段に入射することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記光分配素子はコレステリック液晶を含むことを特徴とする請求項14に記載の光ピックアップ装置。
- 前記光分配素子に印加する電圧を切り替えることで、前記円偏光二色性の発現を切り替え可能となっていることを特徴とする請求項14又は15に記載の光ピックアップ装置。
- 前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、前記第2の対物レンズを、波長λ1の光束と波長λ2の光束が通過することを特徴とする請求項13乃至16のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記光源は、波長λ1(350nm≦λ1≦450nm)の光束と、波長λ2(600nm≦λ2≦700nm)の光束と、波長λ3(700nm≦λ3≦800nm)の光束とを選択的に出射可能となっており、前記第2の対物レンズを、波長λ1の光束と波長λ2の光束と波長λ3の光束が通過することを特徴とする請求項13乃至16のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記円偏光状態は楕円偏光状態を含むことを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006146504A JP2007317315A (ja) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | 光ピックアップ装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007317315A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009107748A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 旭硝子株式会社 | 波長選択旋光子および光ヘッド装置 |
US9013965B2 (en) | 2012-07-03 | 2015-04-21 | Toshiba Samsung Storage Technology Korea Corporation | Optical pickup device and optical disk drive including the same |
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2006
- 2006-05-26 JP JP2006146504A patent/JP2007317315A/ja active Pending
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