JP2008016082A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光ビームの収差を効果的に補正できるようにする。
【解決手段】光ピックアップ21は、2分割1/2波長板22によって光軸Lxを挟む2つのレーンNA及びNBにおける出射光ビームL1の偏光方向を互いに異なるようにし、光ディスク12の信号記録面12Aにおける反射時に円偏光の回転方向が反対方向に変換されると同時に光ビームのレーンを入れ替えることにより、各レーンにおける光ビームの偏光方向を維持することができるので、2分割液晶板24によって、光ディスク12の信号記録面12Aに照射される照射光ビームL1の収差と、フォトディテクタ13に照射される反射光ビームL2の収差との両方を補正することができる。
【選択図】図10
【解決手段】光ピックアップ21は、2分割1/2波長板22によって光軸Lxを挟む2つのレーンNA及びNBにおける出射光ビームL1の偏光方向を互いに異なるようにし、光ディスク12の信号記録面12Aにおける反射時に円偏光の回転方向が反対方向に変換されると同時に光ビームのレーンを入れ替えることにより、各レーンにおける光ビームの偏光方向を維持することができるので、2分割液晶板24によって、光ディスク12の信号記録面12Aに照射される照射光ビームL1の収差と、フォトディテクタ13に照射される反射光ビームL2の収差との両方を補正することができる。
【選択図】図10
Description
本発明は光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、例えば光ディスク装置に適用して好適なものである。
従来、光ディスク装置においては、記録媒体としての光ディスクに対して音楽、映像、或いは各種データ等の情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を読み出して再生するようになされたものが広く普及している。
かかる光ディスク装置においては、例えば情報を再生する場合、光ディスクに対して光ビームを照射し、その反射光を基に当該情報を再生するようになされている。
例えば図1に示すように、Blu−ray Disc(登録商標、以下BDと呼ぶ)方式に対応した光ディスク装置1は、光ピックアップ2のレーザダイオード3から直線偏光でなる出射光ビームL1を出射させる。以下では、説明の便宜上、出射光ビームL1がp偏光であるものとする。
続いて光ピックアップ2は、グレーティング4により出射光ビームL1をメインビーム及びトラッキングエラー検出用のサイドビームに分光し、ビームスプリッタ5へ照射させる。以下では、このメインビームを出射光ビームL1とし、サイドビームについての説明を省略する。
ここでビームスプリッタ5は、入射された光ビームを所定の割合で透過すると共に、その残りを反射するようになされており、当該出射光ビームL1の一部を透過させフロントモニタフォトディテクタ6へ入射させると共に、その残りを反射してミラー7へ入射させる。
このとき光ピックアップ2は、フロントモニタフォトディテクタ6により受光した光量に応じたフロントモニタ信号を生成し、これを基にレーザダイオード3から出射する出射光ビームL1の光量を所望の値とするようフィードバック制御するようになされている。
同時に光ピックアップ2は、ビームスプリッタ5により反射された出射光ビームL1をミラー7により反射し、コリメータレンズ8により発散光から平行光に変換して、液晶板9を介して1/4波長板10により直線偏光(p偏光)から例えば右回転でなる円偏光(以下これを右円偏光と呼ぶ)に変換した上で、対物レンズ11により集光することにより、BD方式でなる光ディスク12の信号記録面12Aに合焦するよう照射させる。
また光ピックアップ2は、出射光ビームL1が光ディスク12の信号記録面12Aにおいて反射された反射光ビームL2を、対物レンズ11により発散光から平行光に変換し、1/4波長板10により円偏光から直線偏光に変換する。
ここで反射光ビームL2は、光ディスク12に信号記録面12Aにおいて反射される際に円偏光の回転方向が反転され、左回転の円偏光(以下これを左円偏光と呼ぶ)となる。このため当該反射光ビームL2は、1/4波長板10により直線偏光に変換される際、出射光ビームL1におけるp偏光と偏光方向が直交するs偏光となる。
さらに光ピックアップ2は、液晶板9を介した反射光ビームL2をコリメータレンズ8により平行光から収束光に変換し、ミラー7によって反射しビームスプリッタ5において当該反射光ビームL2を所定の割合で透過させて、フォトディテクタ13へ入射させる。
フォトディテクタ13は、反射光ビームL2の光量に応じた検出信号を生成し、これを信号処理部(図示せず)へ送出する。その後光ディスク装置1は、信号処理部において信号演算処理、復調処理や復号化処理等を行うことにより、記録されている情報を再生するようになされている。
ここで、光ピックアップ2における、レーザダイオード3から出射された出射光ビームL1が光ディスク12に照射されるまでの経路(以下、これを往路と呼ぶ)の様子を模式的に表すと、図2に示すようになる。この場合、出射光ビームL1の入射面は、紙面と平行であるものとしている。
また、光ピックアップ2において光ビームの反射に伴い偏光が変化する様子を、図2と対応する図3に模式的に示す。すなわち光ディスク装置1では、p偏光(直線偏光)の出射光ビームL1が1/2波長板10により右円偏光に変換され、光ディスク12により反射され反射光ビームL2となったときに左円偏光となり、再度1/2波長板10によりs偏光(直線偏光)に変換される。
ところで光ディスク12のなかには、複数の信号記録面を有するものがある。このような光ディスク12では、信号記録面ごとに表面からの距離(すなわちカバー層の厚さ)が異なることになる。このため光ピックアップ2では、出射光ビームL1を合焦する信号記録面によって波面収差等の収差を生じてしまう可能性がある。
そこで、光ピックアップにおいて液晶パネルを用い、液晶パネル上の液晶分子に対して印加する電圧を調整し各液晶分子の配向方向を変化させて屈折率を変化させることにより、光ビームの収差を補正する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
具体的に液晶板9には、出射光ビームL1の照射面を所定形状でなる複数の小領域に分割する複数の透明電極が配置されており、当該小領域ごとに電圧が印加され得るようになされている。このため液晶板9は、制御部(図示せず)によって印加電圧が制御されることにより、小領域ごとの屈折率を変化させ光ビームの位相を調整することになる。
光ピックアップ2は、液晶板9に対して印加する電圧を光ディスク12ごとに適応的に調整することにより、当該光ディスク12のカバー層において出射光ビームL1に生じる波面収差を打ち消すような逆特性の波面収差を当該出射光ビームL1に予め付与する。因みに図2では、鋸歯状に折れ曲がった上下方向の破線矢印により、出射光ビームL1が逆特性の波面収差を有していることを模式的に表している。
これにより光ピックアップ2は、出射光ビームL1が光ディスク12のカバー層を通過する際に、予め与えられた逆特性の波面収差を当該カバー層における波面収差によって相殺することになる。この結果、光ピックアップ2は、信号記録層12Aに到達する段階における出射光ビームL1を波面収差が補正された状態とし得るようになされている。
特開平9−128785号公報(第2図・第3図)
ところで光ディスク装置1では、反射後の反射光ビームL2が光ディスク12のカバー層を透過する際にも、波面収差が発生することになる。因みに図3では、鋸歯状に折れ曲がった左右方向の実線矢印により、s偏光でなる反射光ビームL2が波面収差を有していることを模式的に表している。
ここで液晶板9は、光ビームの偏光方向が複屈折における異常光線の光軸と一致する場合には、当該光ビームに対して屈折作用を呈するものの、当該光ビームの偏光方向が異常光線の光軸と直交する場合、当該光ビームに対して屈折作用を呈しない。
すなわち液晶板9は、p偏光でなる出射光ビームL1の波面収差を補正する(予め逆特性の波面収差を与えておく)ことができるものの、s偏光でなる反射光ビームL2に対して屈折作用を呈しないため、波面収差を補正することができない。
ここで、光ディスク12により反射された反射光ビームL2がフォトディテクタ13へ照射されるまでの経路(以下、これを復路と呼ぶ)の様子を図2及び図3と対応する図4に示す。この図4からわかるように、光ピックアップ2は、波面収差が補正されていない反射光ビームL2をフォトディテクタ13によって受光することになる。
この結果、光ディスク装置1は、理想的な検出信号よりも低精度の検出信号を生成することになり、最終的に再生する情報の品質を低下させてしまうという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ビームの収差を効果的に補正し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明の光ピックアップにおいては、光ビームを出射する光源と、光ビームの断面を当該光ビームの光軸を中心とした点対称形状でなる複数の偏光領域に分割し、光軸を中心として互いに点対称となる2つの偏光領域から互いの偏光方向が異なる直線偏光の偏光調整光ビームをそれぞれ出射する偏光部と、偏光領域にそれぞれ対応する複数の収差補正領域を有し、各収差補正領域において当該収差補正領域を透過する偏光調整光ビームの偏光方向に応じて当該偏光調整光ビームの収差を補正する収差補正部と、偏光調整光ビームを直線偏光から円偏光へ変換する偏光変換部と、円偏光へ変換された各偏光調整光ビームを所定の照射対象に焦点を合わせるよう集光すると共に、当該照射対象により反射された各偏光調整ビームを受光する対物レンズと、照射対象において反射される際に円偏光の回転方向が反転され、偏光変換部により円偏光から直線偏光に変換され、さらに収差補正部を透過した各偏光調整光ビームを検出する検出部とを設けるようにした。
これにより、照射対象による反射後の各偏光調整光ビームの偏光方向を、当該反射された各偏光調整光ビームが透過する各収差補正領域の偏光方向に合った状態とすることができるので、収差補正部の各収差補正領域により反射前及び反射後の各偏光調整光ビームをいずれも補正することができる。
また本発明の光ディスク装置においては、光ビームを出射する光源と、光ビームの断面を当該光ビームの光軸を中心とした点対称形状でなる複数の偏光領域に分割し、光軸を中心として互いに点対称となる2つの偏光領域から互いの偏光方向が異なる直線偏光の偏光調整光ビームをそれぞれ出射する偏光部と、偏光領域にそれぞれ対応する複数の収差補正領域を有し、各収差補正領域において当該収差補正領域を透過する偏光調整光ビームの偏光方向に応じて当該偏光調整光ビームの収差を補正する収差補正部と、偏光調整光ビームを直線偏光から円偏光へ変換する偏光変換部と、円偏光へ変換された各偏光調整光ビームを光ディスクの信号記録面に焦点を合わせるよう集光すると共に、当該信号記録面により反射された各偏光調整ビームを受光する対物レンズと、信号記録面において反射される際に円偏光の回転方向が反転され、偏光変換部により円偏光から直線偏光に変換され、さらに収差補正部により収差が補正された各偏光調整光ビームを検出する検出部とを設けるようにした。
これにより、光ディスクの信号記録面による反射後の各偏光調整光ビームの偏光方向を、当該反射された各偏光調整光ビームが透過する各収差補正領域の偏光方向に合った状態とすることができるので、収差補正部の各収差補正領域により反射前及び反射後の各偏光調整光ビームをいずれも補正することができる。
本発明によれば、照射対象による反射後の各偏光調整光ビームの偏光方向を、当該反射された各偏光調整光ビームが透過する各収差補正領域の偏光方向に合った状態とすることができるので、収差補正部の各収差補正領域により反射前及び反射後の各偏光調整光ビームをいずれも補正することができ、かくして光ビームの収差を効果的に補正し得る光ピックアップを実現できる。
また本発明によれば、光ディスクの信号記録面による反射後の各偏光調整光ビームの偏光方向を、当該反射された各偏光調整光ビームが透過する各収差補正領域の偏光方向に合った状態とすることができるので、収差補正部の各収差補正領域により反射前及び反射後の各偏光調整光ビームをいずれも補正することができ、かくして光ビームの収差を効果的に補正し得る光ディスク装置を実現できる。
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)光ディスク装置の構成
図1との対応部分に同一符号を付して示す図5において、光ディスク装置20は、光ディスク装置1と同様、BD方式でなる光ディスク12に対して光ビームを照射し、その反射光を基に情報を再生するようになされている。
図1との対応部分に同一符号を付して示す図5において、光ディスク装置20は、光ディスク装置1と同様、BD方式でなる光ディスク12に対して光ビームを照射し、その反射光を基に情報を再生するようになされている。
光ディスク装置20の光ピックアップ21は、光ディスク装置1の光ピックアップ2と比較して一部異なる構成を有している。すなわち光ピックアップ2は、レーザダイオード3から出射された出射光ビームL1をまず2分割1/2波長板22へ入射させる。
2分割1/2波長板22は、図6(A)に示すように、出射光ビームL1の光軸Lxを挟む2つの領域22A及び22Bに分割されている。
領域22Aは、光学軸(図中矢印で示す)が出射光ビームL1の偏光方向(p偏光)と平行になされており、当該出射光ビームL1のうち当該領域22Aに入射された部分をそのままの偏光方向で出射する(以下これを偏光調整出射光ビームL1Aと呼ぶ)。
一方、領域22Bは、光学軸が領域22Aにおける光学軸(すなわち出射光ビームL1の偏光方向)と45°の角度をなすようになされており、1/2波長板としての作用により、出射光ビームL1のうち当該領域22Bに入射された部分の偏光方向を90°回転させs偏光として出射する(以下これを偏光調整出射光ビームL1Bと呼ぶ)
すなわち図6(B)に示すように、2分割1/2波長板22は、p偏光でなる出射光ビームL1のうち半分をp偏光のまま偏光調整出射光ビームL1Aとし、残り半分をs偏光に変換した偏光調整出射光ビームL1Bとして、2分割グレーティング23へ入射させるようになされている。なお説明の便宜上、以下では偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bをまとめて単に出射光ビームL1とも呼ぶ。
2分割グレーティング23は、全体として出射光ビームL1をメインビーム及びトラッキングエラー検出用のサイドビーム(図示せず)に分光するようになされていると共に、図7に示すように、当該出射光ビームL1の光軸Lxを通り2分割1/2波長板22における分割線と平行な分割線により、2つの領域23A及び23Bに分割されている。
一般に、ビームスプリッタは、光ビームの偏光方向により反射率が異なるといった性質を呈する。そこで2分割グレーティング23は、後段のビームスプリッタ5における各偏光方向に対する反射率の比に応じて、領域23A及び23Bにおける透過光量の比が設定されている。これにより2分割グレーティング23は、偏光方向が互いに異なる偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bの光量比を調整して揃えることができる。
光ピックアップ21は、2分割グレーティング23から出射された出射光ビームL1の一部をビームスプリッタ5により反射させ、さらにミラー7により反射させて、コリメータレンズ8により発散光から平行光に変換した後、2分割液晶板24へ入射させる。
2分割液晶板24は、図8に示すように、出射光ビームL1の光軸Lxを通り2分割1/2波長板22における分割線と平行な分割線により、2つの領域24A及び24Bに分割されており、当該領域24A及び24Bにおいて液晶分子の配向方向が互いに異なるようになされている。
具体的に2分割液晶板24は、図8において矢印により模式的に示したように、領域24Aにおける液晶分子の配向方向が偏光調整出射光ビームL1Aの偏光方向(p偏光)に合わせられると共に、領域24Bにおける液晶分子の配向方向が偏光調整出射光ビームL1Bの偏光方向(s偏光)に合わせられている。
また2分割液晶板24は、領域24A及び24Bをそれぞれ所定形状でなる複数の小領域に分割する複数の透明電極が配置されており、当該小領域ごとに電圧が印加され得るようになされている。この2分割液晶板24は、領域24A及び24Bにおいて、それぞれ小領域ごとの印加電圧が変化されることにより、各小領域における液晶分子の回転角度を調整し、いわゆる複屈折の原理により小領域ごとの屈折率を変化させるようになされている。
実際上、2分割液晶板24は、制御部(図示せず)によって印加電圧が制御されることにより、領域24A及び24Bにおけるそれぞれの小領域ごとの屈折率を変化させる。これにより2分割液晶板24は、小領域ごとに光ビームの位相を変化させて偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bの波面収差を調整した上で、1/4波長板10へ入射させるようになされている。
このとき2分割液晶板24は、偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bが光ディスク12のカバー層を透過する際に生じる収差を補正する(相殺する)ような、逆特性の波面収差を当該偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bに対して付与する。
その後、光ピックアップ21は、1/4波長板10により偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bをそれぞれ直線偏光から円偏光に変換した上で、対物レンズ11により当該偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bを光ディスク12の信号記録面12Aに合焦するよう集光させる(詳しくは後述する)。
因みに光ピックアップ21は、2分割1/2波長板22、2分割グレーティング23及び2分割液晶板24の分割線がいずれも出射光ビームL1の光軸Lxと交差するよう、取付位置が調整されている。
また光ピックアップ21は、偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bが光ディスク12の信号記録面12Aにおいてそれぞれ反射された偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bを、対物レンズ11により発散光から平行光に変換し、1/4波長板10により円偏光から直線偏光に変換した上で、2分割液晶板24を介してコリメータレンズ8へ入射させる(詳しくは後述する)。
さらに光ピックアップ21は、偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bをコリメータレンズ8により平行光から収束光に変換し、ミラー7によって反射してビームスプリッタ5において所定の割合で透過させて、フォトディテクタ13へ入射させる。
フォトディテクタ13は、反射光ビームL2の光量に応じた検出信号を生成し、これを信号処理部(図示せず)へ送出する。その後光ディスク装置20は、信号処理部において信号演算処理により再生RF信号を生成し、当該再生RF信号に対して復調処理や復号化処理等を施すことにより、記録されている情報を再生するようになされている。
因みにフォトディテクタ13には、サイドビーム検出用の検出領域等も形成されており、1種類の検出信号のみでなく、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号の生成に用いるための複数種類の検出信号を生成するようになされている。光ディスク装置20は、信号処理部(図示せず)において、これらの複数種類の検出信号を用いて所定の演算処理を行うことによりフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成してアクチュエータ(図示せず)を駆動することにより、フォーカスサーボ制御やトラッキングサーボ制御を行うようになされている。
このように光ディスク装置20の光ピックアップ21は、2分割1/2波長板22により出射光ビームL1を互いに偏光方向が異なる偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bに分け、2分割液晶板24により波面収差を調整した上で光ディスク12の信号記録面12Aに照射すると共に、その反射光を偏光調整出射光ビームL2A及びL2Bとして、2分割液晶板24を介してフォトディテクタ13へ入射させるようになされている。
(2)光ビームの偏光と収差の補正
(2−1)往路における出射光ビームの偏光
ここで、図2と同様に、光ディスク装置20においてレーザダイオード3から出射された出射光ビームL1が光ディスク12に照射されるまでの経路(すなわち往路)の様子を模式的に表すと、図9に示すようになる。
(2−1)往路における出射光ビームの偏光
ここで、図2と同様に、光ディスク装置20においてレーザダイオード3から出射された出射光ビームL1が光ディスク12に照射されるまでの経路(すなわち往路)の様子を模式的に表すと、図9に示すようになる。
この図9は、図6における2分割1/2波長板22を上側から見た状態を表しており、出射光ビームL1の光軸Lxを挟んで上下に領域22A及び22Bが位置する状態となっている。すなわち図9では、偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bは、当該光軸Lxの上側及び下側をそれぞれ通過することになる。
なお説明の便宜上、以下では偏光調整出射光ビームL1Aの通過経路(すなわち図9における光軸Lxの上側)をAレーンNAと呼び、当該偏光調整出射光ビームL1Bの通過経路(すなわち図9における光軸Lxの下側)をBレーンNBと呼ぶ。
図9では、レーザダイオード3から出射された出射光ビームL1がp偏光であり、2分割1/2波長板22の領域22Aを通過した偏光調整出射光ビームL1Aがコリメータレンズ8を介して2分割液晶板24の領域24Aに照射されるまでp偏光であることを、図中の上下方向の実線矢印により示している。
さらに図9では、2分割液晶板24の領域24Aにより波面収差が調整された(逆特性の波面収差が付与された)p偏光の偏光調整出射光ビームL1Aを、鋸歯状に折れ曲がった上下方向の破線矢印により示している。
この偏光調整出射光ビームL1Aは、1/4波長板10によりp偏光(直線偏光)から右円偏光に変換され、対物レンズ11を介して光ディスク12の信号記録面12Aに照射される。
また図9では、出射光ビームL1の一部が2分割1/2波長板22の領域22Bを通過することによりs偏光の偏光調整出射光ビームL1Bとなり、当該偏光調整出射光ビームL1Bがコリメータレンズ8を介して2分割液晶板24の領域24Bに照射されるまでs偏光であることを、図中の左右方向の実線矢印により示している。
さらに図9では、2分割液晶板24の領域24Bにより波面収差が調整された(逆特性の波面収差が付与された)s偏光の偏光調整出射光ビームL1Bを、鋸歯状に折れ曲がった左右方向の破線矢印により示している。
この偏光調整出射光ビームL1Bは、1/4波長板10によりs偏光(直線偏光)から左円偏光に変換され、対物レンズ11を介して光ディスク12の信号記録面12Aに照射される。
(2−2)反射に伴うレーンの入れ替わりと偏光の変化
次に、光ディスク12の信号記録面12Aにおいて偏光調整出射光ビームL1A及び偏光調整出射光ビームL1Bが反射されるときの様子を、図9と対応する図10(A)及び(B)に模式的に示す。
次に、光ディスク12の信号記録面12Aにおいて偏光調整出射光ビームL1A及び偏光調整出射光ビームL1Bが反射されるときの様子を、図9と対応する図10(A)及び(B)に模式的に示す。
ここで、光ディスク12の信号記録面12Aにおいて光ビームが反射される際には、一般的な反射の法則が成立し、光軸Lxに関して対称となる方向へ当該光ビームの入射角と反射角とが等しくなるように反射されることになる。
このため、図10(A)に示すように、AレーンNAを通ってきた偏光調整出射光ビームL1Aは、光ディスク12の信号記録面12Aにおいて反射されることにより、BレーンNBを通る偏光調整反射光ビームL2Bとなる。
この反射の際、右円偏光である偏光調整出射光ビームL1Aから円偏光における回転方向が反転されるため、偏光調整出射光ビームL2Bは左円偏光となる。
すなわち光ピックアップ21では、BレーンNBのうち1/4波長板10から光ディスク12までの区間において、偏光調整出射光ビームL1B(図10(B))及び偏光調整反射光ビームL2B(図10(A))のいずれも左円偏光となる。
従って偏光調整反射光ビームL2Bは、1/4波長板10により直線偏光に変換される際、領域照射光ビームL1Bと同様にs偏光となる。
ところで偏光調整出射光ビームL1Aは、2分割液晶板24の領域24Aにより付与された逆特性の波面収差と、光ディスク12のカバー層を透過する際に生じる波面収差とが相殺されるため、光ディスク12の信号記録面12Aに照射された時点で、収差が補正された状態となる。
しかしながら偏光調整反射光ビームL2Bは、反射後に光ディスク12のカバー層を透過する際に、新たな波面収差が生じることになる。
このため偏光調整反射光ビームL2Bは、1/4波長板10により直線偏光(s偏光)に変換された後も、波面収差を含んだ状態となる。図10(A)では、このようにs偏光でなり波面収差を含んだ偏光調整反射光ビームL2Bを、鋸歯状に折れ曲がった左右方向の実線矢印により模式的に表している。
一方、図10(B)に示すように、BレーンNBを通ってきた偏光調整出射光ビームL1Bは、光ディスク12の信号記録面12Aにおいて反射されることにより、AレーンNAを通る偏光調整反射光ビームL2Aとなる。
この反射の際、左円偏光である偏光調整出射光ビームL1Bから円偏光における回転方向が反転されるため、偏光調整出射光ビームL2Aは右円偏光となる。
すなわち光ピックアップ21では、AレーンNAのうち1/4波長板10から光ディスク12までの区間において、偏光調整出射光ビームL1A(図10(A))及び偏光調整反射光ビームL2A(図10(B))のいずれも右円偏光となる。
従って偏光調整反射光ビームL2Aは、1/4波長板10により直線偏光に変換される際、領域照射光ビームL1Aと同様にp偏光となる。
また偏光調整反射光ビームL2Aは、偏光調整反射光ビームL2Bと同様、1/4波長板10により直線偏光(p偏光)に変換された後も、波面収差を含んだ状態となる。図10(B)では、このようにp偏光でなり波面収差を含んだ偏光調整反射光ビームL2Bを、鋸歯状に折れ曲がった上下方向の実線矢印により模式的に表している。
このように光ディスク装置20では、AレーンNA及びBレーンNBが光軸Lxを挟んで分割されているため、反射の法則に従い、偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bが光ディスク12の信号記録面12Aで反射される際、互いのレーンを入れ替える。また偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bは、反射時に円偏光における回転方向がそれぞれ反転される。
この結果、各レーンにおける円偏光の回転方向は、反射の前後において変化せず、各レーンを通る偏光調整出射光ビームL1A、L1B及び偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bの偏光方向も、反射の前後において変化しないことになる。
(2−3)復路における反射光ビームの偏光
次に、図4と同様に、光ディスク12の信号記録面12Aにおいて反射された偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bがフォトディテクタ13に照射されるまでの経路(すなわち復路)の様子を模式的に表すと、図11に示すようになる。
次に、図4と同様に、光ディスク12の信号記録面12Aにおいて反射された偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bがフォトディテクタ13に照射されるまでの経路(すなわち復路)の様子を模式的に表すと、図11に示すようになる。
図11において、偏光調整反射光ビームL2Aは、1/4波長板10により右円偏光からp偏光でなる直線偏光に変換され、2分割液晶板24の領域24Aに入射される。このとき偏光調整反射光ビームL2Aは、光ディスク12の信号記録面12Aで反射された際に生じた波面収差を含んだままとなる。
2分割液晶板24の領域24Aは、偏光調整反射光ビームL2Aがp偏光であることから当該偏光調整反射光ビームL2Aに対して屈折作用し、波面収差を補正する。因みに図11では、波面収差が補正されたp偏光の偏光調整反射光ビームL2Aを、上下方向の実線矢印により示している。
また図11において、偏光調整反射光ビームL2Bは、1/4波長板10により左円偏光からs偏光でなる直線偏光に変換され、2分割液晶板24の領域24Bに入射される。このとき偏光調整反射光ビームL2Bは、偏光調整反射光ビームL2Aと同様、波面収差を含んだままとなる。
2分割液晶板24の領域24Bは、偏光調整反射光ビームL2Bがs偏光であることから当該偏光調整反射光ビームL2Bに対して屈折作用し、波面収差を補正する。因みに図11では、波面収差が補正されたs偏光の偏光調整反射光ビームL2Aを、左右方向の実線矢印により示している。
この結果、光ディスク装置20は、波面収差が補正された偏光調整反射光ビームL2A及びL2B(以下、これらをまとめて単に反射光ビームL2と呼ぶ)をフォトディテクタ13に照射することができる。
このように光ディスク装置20は、2分割液晶板24の領域24A及び24Bにより、偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bに対して屈折作用し逆特性の波面収差を予め持たせ得ると共に、偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bに対しても屈折作用し波面収差を補正し得るようになされている。
(3)動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置20の光ピックアップ21は、レーザダイオード3から照射されるp偏光でなる出射光ビームL1を、2分割1/2波長板22により、AレーンNAを通るp偏光の偏光調整出射光ビームL1A及びBレーンNBを通るs偏光の偏光調整出射光ビームL1Bに分け、2分割液晶板24によりそれぞれに予め逆特性の波面収差を持たせて光ディスク12の信号記録面12Aに照射させる。
以上の構成において、光ディスク装置20の光ピックアップ21は、レーザダイオード3から照射されるp偏光でなる出射光ビームL1を、2分割1/2波長板22により、AレーンNAを通るp偏光の偏光調整出射光ビームL1A及びBレーンNBを通るs偏光の偏光調整出射光ビームL1Bに分け、2分割液晶板24によりそれぞれに予め逆特性の波面収差を持たせて光ディスク12の信号記録面12Aに照射させる。
ここで光ピックアップ21は、AレーンNA及びBレーンNBが光軸Lxを挟んで対称な位置関係にあるため、反射時に円偏光の回転方向が反転されると同時に各光ビームのレーンを入れ替えることにより、反射の前後において各レーンを通る光ビームにおける円偏光の回転方向を変化させず維持することができる。
このため光ピックアップ21は、偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bを1/4波長板10により直線偏光に変換することにより、それぞれ同じレーンを通る偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bと偏光方向を合わせることができる。
これにより光ピックアップ21は、2分割液晶板24により、往路における領域照射光ビームL1A及びL1Bのみでなく復路における偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bに対しても屈折作用させることができるので、当該偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bに対して逆特性の波面収差を持たせるのみでなく、当該偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bに対して波面収差を補正することができる。
すなわち光ピックアップ21は、2分割液晶板24により、光ディスク12の信号記録面12Aに照射される照射光ビームL1の収差と、フォトディテクタ13に照射される反射光ビームL2の収差との両方を補正することができる。
この場合、光ピックアップ21は、従来の光ピックアップ2におけるグレーティング4及び液晶板9をそれぞれ2分割グレーティング23及び2分割液晶板24に置き換えて2分割1/2波長板22を設けるといった、簡易な構成により実現され得る。
このため光ピックアップ21は、例えば出射光ビームL1と反射光ビームL2との光路を分けておき、複数の収差補正素子によりそれぞれ収差を補正するといった手法を用いる場合と比較して、収差補正素子等の光学部品を殆ど増加させることなく、当該光ピックアップ21や光ディスク装置20の構成を大幅に複雑化させ、或いは大型化させずに済む。
また光ピックアップ21は、波面収差が補正されることにより再生RF信号の精度を向上し得るのみでなく、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号の精度も高めることができるので、所望トラックに対する照射光ビームL1のフォーカシング精度及びトラッキング精度を向上することもできるので、再生RF信号の精度を格段に向上させることができ、情報の再生品質を高めることができる。
このとき光ピックアップ21は、例えばフォーカスエラーの検出方式としていわゆるナイフエッジ法を用いることにより、偏光調整反射光ビームL2A及びL2Bにおける偏光方向の違いに伴って生じる最終的な光量差の影響を排除することができる。
以上の構成によれば、光ディスク装置20の光ピックアップ21は、2分割1/2波長板22によって光軸Lxを挟む2つのレーンNA及びNBにおける出射光ビームL1の偏光方向を互いに異なるようにし、光ディスク12の信号記録面12Aにおける反射時に円偏光の回転方向が反対方向に変換されると同時に光ビームのレーンを入れ替えることにより、各レーンにおける光ビームの偏光方向を維持することができるので、2分割液晶板24によって、光ディスク12の信号記録面12Aに照射される照射光ビームL1の収差と、フォトディテクタ13に照射される反射光ビームL2の収差との両方を補正することができる。
(4)他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、図6(A)領域22A及び22Bにおける光学軸の方向が互いに異なる2分割1/2波長板22(図6(A))を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図12に示すように、光ディスク装置30の光ピックアップ31が2分割1/2波長板22に代わる2分割1/2波長板32を用いるようにしても良い。
なお上述した実施の形態においては、図6(A)領域22A及び22Bにおける光学軸の方向が互いに異なる2分割1/2波長板22(図6(A))を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図12に示すように、光ディスク装置30の光ピックアップ31が2分割1/2波長板22に代わる2分割1/2波長板32を用いるようにしても良い。
この2分割1/2波長板32は、図13に示すように、領域32Aが1/2波長板として機能せず出射光ビームL1をそのまま透過するようになされている。この場合、出射光ビームL1がp偏光であるため、領域32Aを透過した偏光調整出射光ビームL1Aもp偏光となり、結果的に2分割1/2波長板22と同様の効果を得ることができる。
また上述した実施の形態においては、2分割1/2波長板22(図6)、2分割グレーティング23(図7)及び2分割液晶板24(図8)を、それぞれ光軸Lxを挟む2つの領域に分割することにより、出射光ビームL1及び反射光ビームL2が通過するレーンを2本とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の分割数とするようにしても良い。
例えば図14(A)に示すように、1/2波長板42は、光軸Lxを中心とした6つの領域42A〜42Fに分割されている。またグレーティング及び液晶板も、この1/2波長板42と同様に6つの領域に分割されているものとする(図示せず)。
領域42A、42C及び42Eは、領域22Aと同様、光学軸が出射光ビームL1の偏光方向(p偏光)と平行になされ、それぞれp偏光のまま光ビームを出射する。一方、領域42B、42D及び42Fは、領域22Bと同様、光学軸が出射光ビームL1の偏光方向(p偏光)と45°の角度をなすようになされ、当該出射光ビームL1を約90°回転させs偏光に変換した出射光ビームを出射する。
これにより出射光ビームL1は6本に分割され、6本のレーンが形成されることになる。また液晶板(図示せず)は、1/2波長板42の各領域に対応して、各領域における液晶分子の配向方向が設定されているものとする。
この場合、出射光ビームL1は、光軸Lxを中心とした対称位置にある領域同士(例えば領域42Aと領域42D等)をそれぞれ透過した光ビーム同士の偏光方向が互いに異なることになる。このため、各レーンを通る光ビームは、当該光軸Lxを中心として互いに対称な位置関係にあるレーン同士において、図10に示した場合と同様に、光ディスク12の信号記録面12Aにおける反射時に入れ替わると共に円偏光の回転方向が反転することになる。
この結果、6分割された1/2波長板42、当該1/2波長板42に対応したグレーティング及び液晶板を用いた光ディスク装置においても、光ディスク装置20と同様に、当該液晶板の各領域によって出射光ビームL1及び反射光ビームL2の波面収差をそれぞれ補正することができる。
また図14(B)に示すように、1/2波長板52が10の領域52A〜52Jに分割されると共に、グレーティング及び液晶板が当該1/2波長板52と対応するように分割されている場合であっても、光ディスク装置20と同様に、液晶板によって出射光ビームL1及び反射光ビームL2の波面収差を補正することができる。
この場合、分割数nは2、6又は10以外にも、n=4k−2(ただしkは1以上の整数)を満たす整数であれば良い。また1/2波長板、グレーティング及び液晶板は必ずしも等分割される必要は無く、少なくとも光軸Lxを対象の中心とした点対称位置にある領域同士が点対称形状となっていれば良い。
このように1/2波長板、グレーティング及び液晶板の分割数(すなわちレーンの数)を増加した場合、出射光ビームL1及び反射光ビームL2の照射面において、偏光方向の異なる部分を偏らせず分散させることができるので、光ピックアップ21の各光学素子における光学特性が偏光方向により異なったとしても、光量等の偏りを拡散させることができる。
さらに上述した実施の形態においては、出射光ビームL1を互いの偏光方向が異なる出射光ビームL1A及びL1Bに分ける際に1/2波長板を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の光学素子を用いるようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、光ビームを直線偏光から円偏光に、又は円偏光から直線偏光に変換する光学素子として1/4波長板を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の光学素子を用いるようにしても良い。この場合、偏光方向と円偏光における回転方向との間に一定の関係性を有していればよい。
さらに上述した実施の形態においては、2分割グレーティング23により偏光方向が異なる偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bの光量を調整するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばND(Neutral Density)フィルタ等の他の光学素子により偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bの光量を調整するようにしても良く、或いは当該偏光調整出射光ビームL1A及びL1Bにおける光量差が無視できる程度であれば、当該2分割グレーティング23に代えて、例えばトラッキングエラー検出用のサイドビームを分光するためのグレーティング4(図1)を用いるようにする等しても良い。
さらに上述した実施の形態においては、BD方式に対応した光ディスク装置20に本発明を適用するようにした場合について述べたが、これに限らず、DVD(Digital Versatile Disc)方式等の他の方式に対応した光ディスク装置や、CD(Compact Disc)、DVD及びBDといった複数種類の方式に対応した光ディスク装置に本発明を適用するようにしても良い。また光ディスク装置としては、光ディスクから情報を再生する機能のみでなく、当該光ディスクに情報を記録する機能を有するものであっても良い。
さらに上述した実施の形態においては、光源としてのレーザダイオード3と、偏光部としての2分割1/2波長板22と、収差補正部としての2分割液晶板24と、偏光変換部としての1/4波長板10と、対物レンズとしての対物レンズ11と、検出部としてのフォトディテクタ13とによって光ピックアップとしての光ピックアップ21を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、偏光部と、収差補正部と、偏光変換部と、対物レンズと、検出部とによって光ピックアップを構成するようにしても良い。
本発明は、光ディスクに対して光ビームを照射し、その反射光を検出する過程で収差補正を行う種々の方式の光ディスク装置でも利用できる。
1、20……光ディスク装置、2、21……光ピックアップ、3……レーザダイオード、10……1/4波長板、11……対物レンズ、12……光ディスク、12A……信号記録面、22……2分割1/2波長板、23……2分割グレーティング、24……2分割液晶板、L1……出射光ビーム、L1A、L1B……偏光調整出射光ビーム、L2……反射光ビーム、L2A、L2B……偏光調整反射光ビーム、Lx……光軸、NA、NB……レーン。
Claims (9)
- 光ビームを出射する光源と、
上記光ビームの断面を当該光ビームの光軸を中心とした点対称形状でなる複数の偏光領域に分割し、上記光軸を中心として互いに点対称となる2つの上記偏光領域から互いの偏光方向が異なる直線偏光の偏光調整光ビームをそれぞれ出射する偏光部と、
上記偏光領域にそれぞれ対応する複数の収差補正領域を有し、各上記収差補正領域において当該収差補正領域を透過する上記偏光調整光ビームの偏光方向に応じて当該偏光調整光ビームの収差を補正する収差補正部と、
上記偏光調整光ビームを直線偏光から円偏光へ変換する偏光変換部と、
上記円偏光へ変換された各上記偏光調整光ビームを所定の照射対象に焦点を合わせるよう集光すると共に、当該照射対象により反射された各上記偏光調整光ビームを受光する対物レンズと、
上記照射対象において反射される際に円偏光の回転方向が反転され、上記偏光変換部により円偏光から直線偏光に変換され、さらに上記収差補正部により収差が補正された各上記偏光調整光ビームを検出する検出部と
を具えることを特徴とする光ピックアップ。 - 上記偏光部は、
上記光軸に関して互いに対称な上記偏光領域から、互いの偏光方向のなす角が約90°でなる上記偏光調整光ビームを出射する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記光ビームは、直線偏光でなり、
上記偏光部は、
1/2波長板でなり、上記光軸に関して互いに対称となる上記偏光領域の一方において、入射される上記光ビームの偏光方向に対して光学軸が約45°をなす
ことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記偏光部は、
上記光軸に関して互いに対称となる上記偏光領域の他方において、上記直線偏光でなる上記光ビームをそのまま透過させる
ことを特徴とする請求項3に記載の光ピックアップ。 - 上記偏光部は、
上記光軸を挟む2つの上記偏光領域に分割されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記偏光部は、
(4k−2)個(但しkは1以上の整数)の上記偏光領域に分割されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記収差補正部は、
各上記収差補正領域を透過する上記偏光調整光ビームの偏光方向に応じて液晶分子が配向された液晶板でなる
ことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記偏光変換部は、
1/4波長板でなる
ことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ。 - 光ビームを出射する光源と、
上記光ビームの断面を当該光ビームの光軸を中心とした点対称形状でなる複数の偏光領域に分割し、上記光軸を中心として互いに点対称となる2つの上記偏光領域から互いの偏光方向が異なる直線偏光の偏光調整光ビームをそれぞれ出射する偏光部と、
上記偏光領域にそれぞれ対応する複数の収差補正領域を有し、各上記収差補正領域において当該収差補正領域を透過する上記偏光調整光ビームの偏光方向に応じて当該偏光調整光ビームの収差を補正する収差補正部と、
上記偏光調整光ビームを直線偏光から円偏光へ変換する偏光変換部と、
上記円偏光へ変換された各上記偏光調整光ビームを光ディスクの信号記録面に焦点を合わせるよう集光すると共に、当該信号記録面により反射された各上記偏光調整ビームを受光する対物レンズと、
上記信号記録面において反射される際に円偏光の回転方向が反転され、上記偏光変換部により円偏光から直線偏光に変換され、さらに上記収差補正部により収差が補正された各上記偏光調整光ビームを検出する検出部と
を具えることを特徴とする光ディスク装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006183415A JP2008016082A (ja) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | 光ピックアップ及び光ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006183415A JP2008016082A (ja) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | 光ピックアップ及び光ディスク装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008016082A true JP2008016082A (ja) | 2008-01-24 |
Family
ID=39072958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006183415A Pending JP2008016082A (ja) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | 光ピックアップ及び光ディスク装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008016082A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011044204A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Asahi Glass Co Ltd | 偏光位相分離素子、光ヘッド装置及び光通信装置 |
-
2006
- 2006-07-03 JP JP2006183415A patent/JP2008016082A/ja active Pending
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JP2011044204A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Asahi Glass Co Ltd | 偏光位相分離素子、光ヘッド装置及び光通信装置 |
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