JP2010244681A - Optical head device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ヘッド装置に関する。 The present invention relates to an optical head device.
CDやDVDなどの光ディスクおよび光磁気ディスクなどの光記録媒体の情報の記録・再生を行う光ヘッド装置において、光源である半導体レーザからの出射光はレンズにより光記録媒体上に集光され、光記録媒体で反射し戻り光となる。この戻り光はビームスプリッタを用いて光検出器である受光素子へ導かれ、光記録媒体の情報が電気信号に変換される。 In an optical head device for recording / reproducing information on an optical recording medium such as an optical disk such as a CD or DVD and a magneto-optical disk, light emitted from a semiconductor laser, which is a light source, is condensed on the optical recording medium by a lens. It is reflected by the recording medium and becomes return light. This return light is guided to a light receiving element which is a photodetector using a beam splitter, and information on the optical recording medium is converted into an electric signal.
また、同一の光ヘッド装置を用いて規格の異なる光記録媒体である、CDおよびDVD光ディスクの情報の記録・再生を行うため、CD/DVD互換の光ヘッド装置が製品化されている。光記録媒体の記録層として光の反射・吸収に対して波長依存性の高い媒質を用いる、CD−Rなどの再生を前提とした光ディスクにおいては、CDに用いる半導体レーザは790nm波長帯のものである。このとき、DVD用には660nm波長帯の半導体レーザが用いられている。 Also, CD / DVD compatible optical head devices have been commercialized in order to record / reproduce information on CD and DVD optical discs, which are optical recording media of different standards, using the same optical head device. In an optical disc that uses a medium having a high wavelength dependency with respect to reflection / absorption of light as a recording layer of an optical recording medium and is premised on reproduction such as a CD-R, the semiconductor laser used for the CD has a wavelength of 790 nm. is there. At this time, a semiconductor laser having a wavelength band of 660 nm is used for DVD.
790nm波長帯の半導体レーザと660nm波長帯の半導体レーザを1チップ内に形成したモノリシックな2波長半導体レーザを用いることにより、発光点位置精度が高く、安定した光ヘッド特性を得ることができる。さらに、部品点数を削減して光ヘッド装置の小型化・軽量化が図られ、光学系の設計も簡略化できるなどのメリットが期待できるため、2波長半導体レーザを用いる種々の光ヘッド装置の構成が提案されている。 By using a monolithic two-wavelength semiconductor laser in which a semiconductor laser having a 790 nm wavelength band and a semiconductor laser having a 660 nm wavelength band are formed in one chip, the emission point position accuracy is high and stable optical head characteristics can be obtained. In addition, the optical head device can be reduced in size and weight by reducing the number of components, and advantages such as simplification of the optical system design can be expected. Therefore, various optical head device configurations using two-wavelength semiconductor lasers can be expected. Has been proposed.
図4の2波長半導体レーザを用いるCD/DVD互換の光ヘッド装置では、2波長半導体レーザ1における660nm波長帯の発光点1A(図4(a))および790nm波長帯の発光点1B(図4(b))からの出射光は、ビームスプリッタ4を透過し、コリメートレンズ5により平行光となり、対物レンズ6で光記録媒体であるCDやDVDなどの光ディスク7の光記録面上に集光される。光ディスク7の光記録面で反射した光は、再び対物レンズ6およびコリメートレンズ5により集光され、ビームスプリッタ4で反射して、光検出器8Aまたは8Bに到達する。
In the CD / DVD compatible optical head device using the two-wavelength semiconductor laser of FIG. 4, the
このとき、図4(a)、(b)に示すように、2波長半導体レーザ1上の660nm波長帯の発光点1Aと790nm波長帯の発光点1Bとの位置が異なるため、光検出器へ集光する位置も異なり、660nm波長帯用の光検出器8Aと790nm波長帯用の光検出器8Bとが必要となり、構成が複雑で光ヘッド装置が大型となった。そこで、2つの検出器の受光部面積をカバーできる受光面積の大きい一個の光検出器(図示せず)を用いて両方の波長帯の光を検出する方法もあるが、検出の応答速度が遅く、装置が大型化する問題があった。
At this time, as shown in FIGS. 4A and 4B, the positions of the
上記の問題を解決する方法として、2波長半導体レーザからの2つの波長帯の出射光の偏光特性を利用して、2つの出射光の光軸を一致させる光学素子を用いる方法が考えられるが、2つの出射光の偏波面が互いに平行であるため、この2つの出射光を分離することが困難であった。 As a method for solving the above problem, a method using an optical element that matches the optical axes of the two outgoing lights by using the polarization characteristics of the outgoing lights of the two wavelength bands from the two-wavelength semiconductor laser can be considered. Since the polarization planes of the two outgoing lights are parallel to each other, it is difficult to separate the two outgoing lights.
本発明の目的は、発光点位置が異なり、かつ偏波面が互いに平行である2波長半導体レーザからの2つの出射光の光軸を一致させる光学素子を光ヘッド装置に搭載して、構成が複雑でなく、小型・軽量で、さらに検出の応答速度の早い光ヘッド装置を提供することである。 It is an object of the present invention to mount an optical element on an optical head device that matches the optical axes of two emitted light beams from a two-wavelength semiconductor laser having different light emitting point positions and parallel planes of polarization. In addition, the present invention is to provide an optical head device that is small and lightweight and has a quick detection response speed.
本発明は、異なる発光点位置から、それぞれ異なる2種の波長λ1と波長λ2(λ1≠λ2)で、偏波面が互いに平行な直線偏光を出射する光源と、前記光源からの光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光記録媒体で反射する光を検出する光検出器と、を備えた光ヘッド装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中、または、前記対物レンズと前記光検出器との間の光路中に、位相子を備え、前記位相子は、少なくとも1枚の透明基板上に固定された複屈折性を有する有機物薄膜と、回折格子と、を有し、前記有機物薄膜は、進相軸が、偏波面が互いに平行な2種の直線偏光の偏光方向に対して45°傾けて入射するように配置され、前記波長λ1の直線偏光に対しては2π(m1−1/2)(m1は自然数)の位相差を、前記波長λ2の直線偏光に対しては2πm2(m2は自然数)の位相差を発生させるリタデーション値に調整されて、前記2種の直線偏光の偏波面が互いに直交化され、前記回折格子は、前記2種の波長の直線偏光のいずれか一方を回折させ、他方を回折させずに前記2種の波長の光の光軸を一致させる光ヘッド装置を提供する。 The present invention includes a light source that emits linearly polarized light with two different wavelengths λ 1 and λ 2 (λ 1 ≠ λ 2 ) and different polarization planes from different light emitting point positions, and light from the light source. An optical head device comprising: an objective lens that focuses light on an optical recording medium; and a photodetector that detects light reflected by the optical recording medium, in an optical path between the light source and the objective lens Or a phase shifter in an optical path between the objective lens and the photodetector, the phase shifter being a birefringent organic thin film fixed on at least one transparent substrate, and diffraction The organic thin film is arranged so that the fast axis is incident at an angle of 45 ° with respect to the polarization directions of two types of linearly polarized light whose polarization planes are parallel to each other, and the organic thin film has the wavelength λ 1 For linearly polarized light, a phase of 2π (m 1 −1/2) (m 1 is a natural number) The difference is adjusted to a retardation value that generates a phase difference of 2πm 2 (m 2 is a natural number) for the linearly polarized light having the wavelength λ 2 , and the polarization planes of the two types of linearly polarized light are made orthogonal to each other. The diffraction grating provides an optical head device that diffracts one of the linearly polarized light of the two wavelengths and matches the optical axes of the light of the two wavelengths without diffracting the other.
また、前記回折格子は、断面が直角三角形状または階段状となる鋸歯状格子であって、常光屈折率noと異常光屈折率neを有する複屈折材料からなり、前記常光屈折率noと等しく均一な屈折率nsを有する充填接着剤が、前記鋸歯状格子を充填する上記の光ヘッド装置を提供する。 Further, the diffraction grating is a sawtooth grating in cross-section at right angles triangular or stepped, made of a birefringent material having an ordinary refractive index n o and extraordinary refractive index n e, the ordinary refractive index n o filling adhesive with equally uniform refractive index n s and provides the above optical head device for filling the sawtooth grating.
本発明の光ヘッド装置に用いる位相子は、互いに平行な偏波面を有する異なる2種の波長の直線偏光を、互いに直交させることができる。また、上記位相子に直線偏光の回折機能を付加することにより、位相子に垂直および斜方入射する、2つの直線偏光の光軸を一致させることができる。さらに、回折機能が付加された位相子を、2波長半導体レーザを有する光ヘッド装置に搭載することにより、2つの直線偏光の光軸を一致させることができるため装置中の各光学部品がそれぞれ良好な光学特性を発揮でき、光ディスク上の情報再生時の読み取りエラーおよび光ディスク上への情報記録時の書き込みエラーの極めて少ない安定した信号検出が行える光ヘッド装置を実現できる。また、光検出器が1個でよいため光ヘッド装置の単純化が図れ、組み立て工程数を削減でき、また装置の小型化・軽量化が実現できる。 The phaser used in the optical head device of the present invention can make two kinds of linearly polarized light having different polarization planes parallel to each other and orthogonal to each other. Further, by adding a linearly polarized light diffraction function to the above phaser, the optical axes of the two linearly polarized light incident perpendicularly and obliquely to the phaser can be matched. Furthermore, by mounting a phaser with a diffraction function on an optical head device having a two-wavelength semiconductor laser, the optical axes of the two linearly polarized light can be matched, so that each optical component in the device is excellent. It is possible to realize an optical head device that can exhibit stable optical characteristics and can perform stable signal detection with very few read errors when reproducing information on the optical disk and writing errors when recording information on the optical disk. Further, since only one photodetector is required, the optical head device can be simplified, the number of assembly steps can be reduced, and the device can be reduced in size and weight.
「第1の実施態様」
本発明の光ヘッド装置に用いる第1の実施態様の位相子101は、図1に示すように、有機物薄膜14を透明基板11と透明基板16の間に挟んで、接着剤15を用いて固定している。透明基板11および16としては、ガラスや石英などの光学的等方性媒質を用いることが、透過光に複屈折性などの影響を与えず好ましい。有機物薄膜14としては、ポリカーボネートなどの有機材料を延伸させることにより延伸方向に光軸の揃った複屈折性膜を用いるのが好ましい。
“First Embodiment”
As shown in FIG. 1, the
偏波面が互いに平行である、異なる2種の直線偏光の波長の一方をλ1、他方をλ2とし、m1とm2を自然数とする。波長λ1の光が有機物薄膜14を透過するとき、2π(m1−1/2)の位相差が発生し、一方波長λ2の光が有機物薄膜14を透過するとき、2πm2の位相差が発生し、2種の直線偏光の偏波面が互いに直交するように有機物薄膜14のリタデーション値が調整されている。ただし、波長λ1、λ2の直線偏光は有機物薄膜14の進相軸方向(図示せず)に対し偏光方向を45°傾けて有機物薄膜14に入射する。
One of the wavelengths of two different types of linearly polarized light whose polarization planes are parallel to each other is λ 1 , the other is λ 2, and m 1 and m 2 are natural numbers. When light having a wavelength λ 1 is transmitted through the organic
例えば、波長λ1の光をDVD系光ディスク用の660nm波長帯の光とし、波長λ2の光をCD系光ディスク用の790nm波長帯の光とした場合を説明する。波長λ1の光に対し、波長の5/2倍(m1=3)となるリタデーション値(位相差は5π)を有するポリカーボネート製の有機物薄膜14を、入射直線偏光方向に対し進相軸を45°傾けて配置することにより、波長λ1の直線偏光は有機物薄膜14を透過すると、その偏波面を90°回転する。一方波長λ2の光に対し、有機物薄膜14のリタデーション値は、波長の2倍(m2=2)に相当(位相差は4π)することになり、有機物薄膜14を透過する波長λ2の直線偏光の偏波面は回転しない。すなわち、互いに平行な偏波面は、有機物薄膜14を透過後直交する。
For example, a case will be described in which light of wavelength λ 1 is light in the 660 nm wavelength band for DVD optical disks and light of wavelength λ 2 is light in the 790 nm wavelength band for CD optical disks. The organic
波長λ1が800nm波長帯であり、波長λ2が400nm波長帯である場合、波長λ1の光に対し、波長の1/2倍(m1=1)となるリタデーション値(位相差はπ)を有する有機物薄膜14を、入射直線偏光方向に対し進相軸を45°傾けて配置することにより、波長λ1の直線偏光は、有機物薄膜14を透過すると、その偏波面を90°回転する。一方波長λ2の光に対し、有機物薄膜14のリタデーション値は、波長に等しく(m2=1)なり(位相差は2π)、有機物薄膜14を透過する波長λ2の直線偏光の偏波面は回転しない。すなわち、互いに平行な偏波面は、有機物薄膜14を透過後直交する。
ここで、自然数m1およびm2としてはそれぞれ3程度がよく、これより大きくなると、有機物薄膜を複数枚重ねることになり、生産性の点から好ましくない。
When the wavelength λ 1 is in the 800 nm wavelength band and the wavelength λ 2 is in the 400 nm wavelength band, the retardation value is ½ times the wavelength (m 1 = 1) for the light of the wavelength λ 1 (the phase difference is π ) Is disposed so that the fast axis is inclined by 45 ° with respect to the incident linear polarization direction, the linearly polarized light having the wavelength λ 1 is rotated by 90 ° when polarized through the organic
Here, often each about 3 as natural numbers m 1 and m 2, becomes larger than this, will be stacked plurality of thin organic film, it is not preferred from the viewpoint of productivity.
複屈折性を有する有機物薄膜14として、透明基板16上に塗布した配向膜用の膜に、所望の配向処理を施した後、この膜上に複屈折性材料である液晶モノマーの溶液を塗布し、光重合用の光源光を照射することで重合硬化させた高分子液晶膜を用いることもできる。この場合、接着剤15を用いることなく位相子を形成できる。
As the organic
上記において、有機物薄膜を2枚の透明基板間に固定する場合を説明したが、1枚の透明基板上に固定してもよい。この場合も、接着剤を使用してもよいし直接透明基板に形成してもよい。 Although the case where the organic thin film is fixed between two transparent substrates has been described above, the organic thin film may be fixed on one transparent substrate. In this case as well, an adhesive may be used, or it may be formed directly on the transparent substrate.
接着剤15の材料としては、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリイミド系、ウレア系、メラミン系、フラン系、イソシアネート系、シリコーン系、セルロース系、酢酸ビニル系、塩化ビニル系、ゴム系やそれらの混合系のものを使用できる。接着剤はUV硬化型や熱硬化型であれば作業性がよく好ましいがこれらに限定されない。接着剤は平滑に一定厚さで薄く塗布することが、透過光の波面収差の補正を良好にするために必要である。塗布の方法としては、スピンコートまたはロールコートなどの方法を用いると作業性が優れ、また厚さの制御が容易であり好ましい。
Materials for the
前述のように構成された位相子は、偏波面が互いに平行である異なる2種の波長の直線偏光を、偏波面が互いに直交する直線偏光に変換する作用を有し、異なる2種の波長光を偏波面の違いによって分離できる。 The phase shifter configured as described above has a function of converting linearly polarized light having two different wavelengths whose polarization planes are parallel to each other into linearly polarized light whose polarization planes are orthogonal to each other. Can be separated by the difference in the plane of polarization.
「第2の実施態様」
本発明の光ヘッド装置に用いる第2の実施態様の位相子102は、図2に示すように、有機物薄膜14を透明基板16に接着剤15を用いて固定した有機物薄膜部と、鋸歯状格子12からなり光軸調整機能を有する透明基板11とを、有機物薄膜14と鋸歯状格子12が向かい合うように充填接着剤13を用いて固定してある。鋸歯状格子12は、入射した2種の波長の直線偏光のいずれか一方を回折させ、他方を回折させない機能を有する。
“Second Embodiment”
As shown in FIG. 2, the
透明基板11および16、有機物薄膜14、接着剤15は第1の実施態様と同様のものが使われる。すなわち、有機物薄膜14として、偏波面の互いに平行な異なる2種の直線偏光が有機物薄膜14を、進相軸方向に対し偏光方向を45°傾けて透過後、偏波面が互いに直交するものを使用する。
The
ここで、光軸調整機能とは、図2(b)に示すように、透明基板に対し光軸が斜方入射の直線偏光を垂直方向に調整する機能をいう。図2(a)は、透明基板に対し光軸が垂直入射する直線偏光の場合である。 Here, as shown in FIG. 2B, the optical axis adjustment function refers to a function of adjusting linearly polarized light whose optical axis is obliquely incident on the transparent substrate in the vertical direction. FIG. 2A shows a case of linearly polarized light whose optical axis is perpendicularly incident on the transparent substrate.
鋸歯状格子12は、複屈折材料(常光屈折率no、異常光屈折率ne)の例えば高分子液晶からなり、以下の手順で作製される。高分子液晶を、所望の厚さになるように透明基板11上に塗布する。高分子液晶の異常光屈折率ne方向の液晶分子の配向ベクトルが、面内の特定方向に揃うように液晶分子を配向させ、光重合用の光源光を照射して重合硬化させたのち、フォトリソグラフィとエッチングの技術により鋸歯状格子を形成する。鋸歯状格子の断面は直角三角形状が好ましいが、図2のように階段状でもよい。階段状の場合、階段のステップ数が多いほど光の利用効率は大きくなり、4段以上のステップを形成すると、70%以上の1次回折光を利用できて望ましい。
The
充填接着剤13は屈折率nsが均一で透明な接着剤であり、例えば屈折率nsが高分子液晶12の常光屈折率noとほぼ等しくなるように材料を選定する。充填接着剤は、第1の実施態様で述べた接着剤の中から、適宜選択できる。
上述のように構成された位相子は、偏波面が互いに平行である異なる2種の波長の直線偏光を、偏波面が互いに直交する直線偏光に変換する機能を有し、異なる2種の波長の光を分離するとともに、例えば、波長λ1の直線偏光には回折格子として作用しないが、波長λ2の直線偏光に対しては回折格子として作用する。 The phase shifter configured as described above has a function of converting linearly polarized light having two different wavelengths whose polarization planes are parallel to each other into linearly polarized light whose polarization planes are orthogonal to each other, and having two different wavelengths. While separating light, for example, it does not act as a diffraction grating for linearly polarized light of wavelength λ 1 , but acts as a diffraction grating for linearly polarized light of wavelength λ 2 .
また、図2において透明基板11の表面に回折格子を形成することにより、光記録媒体の情報の記録・再生時のトラッキングエラー検出用の3ビ−ムを発生できる。この場合、波長λ1とλ2の光のうち一方の光のみ回折するように格子深さに基く位相差がλ1またはλ2に対して2πとなるようにすることが好ましい。すなわち、波長λ1の光のみが回折するときはλ2に対して2πとなり、波長λ2の光が回折するときはλ1に対して2πとなる。
Further, by forming a diffraction grating on the surface of the
本実施態様の別の例として、上述の光軸調整機能の代わりに、位相補正機能を透明基板に付加した位相子とすることもできる。これは、入射直線偏光の波面を制御するものであり、透明基板上に複屈折性の位相補正部を形成すればよい。 As another example of this embodiment, a phase shifter having a phase correction function added to a transparent substrate can be used instead of the above-described optical axis adjustment function. This controls the wavefront of incident linearly polarized light, and a birefringent phase correction unit may be formed on the transparent substrate.
「第3の実施態様」
図3の光ヘッド装置は、2つの発光点1Aおよび1Bからそれぞれ異なる波長の直線偏光を出射するモノリシックな2波長半導体レーザ1、本発明の光ヘッド装置に用いる、第2の実施態様で述べた偏光の光軸調整機能を有する位相子102、ビームスプリッタ4、コリメートレンズ5、対物レンズ6、光検出器8から構成され、光ディスク7に記録された情報の再生または光ディスク7に情報の記録を行う。
“Third Embodiment”
The optical head device shown in FIG. 3 is a monolithic two-
偏光の光軸調整機能を有する位相子102に、波長λ1の直線偏光が入射すると、有機物薄膜部によって、直線偏光の偏波面が90°回転し、鋸歯状格子12を構成する高分子液晶に対し常光となる。したがって、鋸歯状格子12の常光屈折率noと充填接着剤13の屈折率nsがほぼ等しい(no=ns)ため、回折せずに直進透過する。
When the linearly polarized light having the wavelength λ 1 is incident on the
一方、位相子上の位置であり波長λ1の直線偏光が入射する点から離れた位置に、斜方入射する波長λ2の直線偏光は、有機物薄膜部を透過しても直線偏光の偏波面を回転せず、鋸歯状格子12を構成する高分子液晶に対し異常光となる。したがって、鋸歯状格子12の異常光屈折率neと充填接着剤13の屈折率no(ns=no)との差(ne−no)、および鋸歯状格子12の形状に依存する効率を有する+1次回折光を生じる。波長λ2の+1次回折光は、位相子上の波長λ1の光の出射点と同一点から、波長λ1の光と光軸を一致させて出射する。
On the other hand, the linearly polarized light having the wavelength λ 2 that is obliquely incident on the phase shifter and away from the point where the linearly polarized light having the wavelength λ 1 is incident is the polarization plane of the linearly polarized light even though it is transmitted through the organic thin film portion. Is not rotated and becomes abnormal light with respect to the polymer liquid crystal constituting the
すなわち、本発明の偏光の光軸調整機能を有する位相子102を搭載した光ヘッド装置は、モノリシックな2波長半導体レーザから出射した異なる2種の波長の直線偏光の光軸を一致させることができる。したがって、2つの直線偏光が透過する光学部品が、それぞれの直線偏光に対して良好な光学特性を発揮でき、光ディスク上の情報再生時の読み取りエラーおよび光ディスク上への情報記録時の書き込みエラーの極めて少ない安定した信号検出を行うことができる。
さらに、光検出器は1個でよいため光ヘッド装置の単純化が図れ組み立て工程数を削減でき、また装置の小型化・軽量化が実現できる。
That is, the optical head device equipped with the
Furthermore, since only one photodetector is required, the optical head device can be simplified, the number of assembly steps can be reduced, and the device can be reduced in size and weight.
「第4の実施態様」
本発明の第4の実施態様の光ヘッド装置は、2波長半導体レーザ、位相子などを有するパッケージ(光源ユニット)を光ヘッド装置に搭載する。
まず、光源ユニットについて説明する。例えば図2に示す、偏光の光軸調整機能を有する位相子102を2波長半導体レーザとともにパッケージに固定して光源ユニットとしてもよい。
“Fourth Embodiment”
In the optical head device according to the fourth embodiment of the present invention, a package (light source unit) having a two-wavelength semiconductor laser, a phase shifter and the like is mounted on the optical head device.
First, the light source unit will be described. For example, a
図5に示すように、波長がλ1とλ2で互いに平行な偏波面を有する2つの直線偏光を発光点位置1Aと1Bから出射する2波長半導体レーザ1が一つの金属製のパッケージ26内のヒートシンク用金属ブロック28に固定される。パッケージ26の2波長半導体レーザ1用の光出射窓ガラス27によってパッケージ26は密封されている。2波長半導体レーザ1へ電極29を通して電流が供給されて、2波長半導体レーザ1発光する。偏光の光軸調整機能を有する位相子102は、パッケージ26の光出射窓ガラス27の外側に固定され、全体として一つの光源ユニットとなっている。
As shown in FIG. 5, the two-
また、パッケージに光検出器、電気信号処理回路、アンプ回路などを集積化した光電変換素子を内蔵した光源ユニットとしてもよい。これにより、いっそう小型・集積化を実現できる。 Alternatively, the light source unit may include a photoelectric conversion element in which a photodetector, an electric signal processing circuit, an amplifier circuit, and the like are integrated in a package. Thereby, further miniaturization and integration can be realized.
偏光の光軸調整機能を有する位相子102に、光記録媒体での反射による戻り光を光検出器に導くビ−ムスプリッタ用ホログラムをさらに積層して一体化してもよい。これにより、複数の機能が複合化された光源ユニットが実現できるため、部品点数が削減されるとともに小型化できる。
A beam splitter hologram that guides the return light reflected by the optical recording medium to the photodetector may be further laminated and integrated with the
上述のような構成の光源ユニットが搭載された光ヘッド装置において、偏光の光軸調整機能を有する位相子102の上表面の同一の発光点位置から、波長λ1とλ2の2つの直線偏光を切り替えて出射すると、光源ユニットは2波長光源として使用できるため、従来の単一波長光源と同様に扱うことができ好ましい。
In the optical head device in which the light source unit having the above-described configuration is mounted, two linearly polarized light beams having wavelengths λ 1 and λ 2 from the same light emitting point position on the upper surface of the
また、光源ユニットが搭載された光ヘッド装置は、2波長半導体レーザや位相子などの光軸合わせの手間が省け光ヘッド装置の組み立て工程が簡略化でき生産性が向上するとともに、光ヘッド装置の小型化・軽量化が実現でき好ましい。 In addition, the optical head device on which the light source unit is mounted eliminates the trouble of optical axis alignment such as a two-wavelength semiconductor laser and a phase shifter, simplifies the assembly process of the optical head device, improves productivity, and improves the productivity of the optical head device. It is preferable because it can be reduced in size and weight.
「例1」
例1は図2に示した第2の実施態様の位相子の具体例である。屈折率が1.5である透明基板16に、DVD系光ディスク用の660nm波長帯の光に対してリタデーション値が1650nmであるポリカーボネート製の有機物薄膜14をアクリル系接着剤15によって固定した。このリタデーション値は、m1=3とした値であり発生する位相差は5πであった。また、CD系光ディスク用の790nm波長帯の直線偏光に対しては、上記のリタデーション値に対応するのは、m2=2とした値であり発生する位相差は4πであった。
"Example 1"
Example 1 is a specific example of the phase shifter of the second embodiment shown in FIG. A polycarbonate organic
これらの位相差により、660nm波長帯の直線偏光は偏波面を90°回転させ、790nm波長帯の直線偏光は偏波面を回転させないため、偏波面が互いに平行である2つの波長帯の光はポリカーボネート製の有機物薄膜14を透過後、偏波面が直交化された。ただし、660nm波長帯と790nm波長帯の2種の直線偏光を、有機物薄膜14の進相軸方向に対し偏光方向を45°傾けて有機物薄膜14に入射させた。
Because of these phase differences, the linearly polarized light in the 660 nm wavelength band rotates the plane of polarization by 90 °, and the linearly polarized light in the 790 nm wavelength band does not rotate the plane of polarization. After passing through the manufactured organic
一方、屈折率が1.5である透明基板11に、配向膜用のポリイミドを膜状に塗布し、ラビング配向処理を施したのち、この膜上に高分子液晶膜を形成した。高分子液晶の屈折率は、光重合硬化後に異常光屈折率neが約1.6、常光屈折率noが約1.5となった。位相子に斜方入射するCD系光ディスク用の790nm波長帯の光に対し、所望の回折角度、回折効率が得られるように、3回のフォトリソグラフィとエッチングをそれぞれ交互に繰り返して高分子液晶を段数が8段の鋸歯状格子12に加工し、偏光の光軸調整機能を有する透明基板を作製した。一方、660nm波長帯の光に対しては、回折効果を有しない。
On the other hand, a polyimide for alignment film was applied in the form of a film on the
有機物薄膜14と鋸歯状格子12が向かい合うように、屈折率nsが高分子液晶の常光屈折率noとほぼ等しいアクリル系の透明な充填接着剤13を用いて固定し、偏光の光軸調整機能を有する位相子102を作製した。
As thin
「例2」
例1で作製された偏光の光軸調整機能を有する位相子102を、図3に示すように、光ヘッド装置の2波長半導体レーザ1と対物レンズ6との間に設置した。この光ヘッド装置では、DVD系光ディスク用の660nm波長帯の光に対して最適設計された光学系の光軸に、CD系光ディスク用の790nm波長帯の光の光軸を一致させることができた。そして、CD系とDVD系の光ディスクの記録・再生時に共用される受光面積の小さい光検出器8を用いて、DVD系およびCD系の光ディスクに対し良好な再生・記録が行えた。
"Example 2"
The
また、光ヘッド装置において、対物レンズ6と光検出器8との間に、偏光の光軸調整機能を有する位相子102を設置しても同様の効果が得られる。CD系光ディスク用の790nm波長帯の光は、コリメートレンズ中や対物レンズ中では最適な光軸を透過することは困難であるが、光検出器の直前で直線偏光の光軸調整を行うことで、CD系とDVD系の両光ディスクの記録・再生時に共用される受光面積の小さい光検出器8でも使用できる。
In the optical head device, the same effect can be obtained even if a
101:位相子
102:偏光の光軸調整機能を有する位相子
11、16:透明基板
12:鋸歯状格子
13:充填接着剤
14:有機物薄膜
15:接着剤
1:2波長半導体レーザ
1A、1B:発光点
4:ビームスプリッタ
5:コリメートレンズ
6:対物レンズ
7:光ディスク
8A、8B:光検出器
26:パッケージ
27:光出射窓ガラス
28:ヒートシンク用金属ブロック
29:電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101: Phaser 102:
Claims (4)
前記光源からの光を光記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光記録媒体で反射する光を検出する光検出器と、を備えた光ヘッド装置であって、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路中、または、前記対物レンズと前記光検出器との間の光路中に、位相子を備え、
前記位相子は、少なくとも1枚の透明基板上に固定された複屈折性を有する有機物薄膜と、回折格子と、を有し、
前記有機物薄膜は、進相軸が、偏波面が互いに平行な2種の直線偏光の偏光方向に対して45°傾けて入射するように配置され、前記波長λ1の直線偏光に対しては2π(m1−1/2)(m1は自然数)の位相差を、前記波長λ2の直線偏光に対しては2πm2(m2は自然数)の位相差を発生させるリタデーション値に調整されて、前記2種の直線偏光の偏波面が互いに直交化され、
前記回折格子は、前記2種の波長の直線偏光のいずれか一方を回折させ、他方を回折させずに前記2種の波長の光の光軸を一致させる光ヘッド装置。 A light source that emits linearly polarized light whose polarization planes are parallel to each other at two different wavelengths λ 1 and λ 2 (λ 1 ≠ λ 2 ) from different emission point positions;
An objective lens for condensing light from the light source onto an optical recording medium;
A light detector for detecting light reflected by the optical recording medium, and an optical head device comprising:
In the optical path between the light source and the objective lens, or in the optical path between the objective lens and the photodetector, a phaser is provided,
The phaser includes a birefringent organic thin film fixed on at least one transparent substrate, and a diffraction grating.
The organic thin film is disposed so that a fast axis is inclined by 45 ° with respect to the polarization directions of two types of linearly polarized light whose polarization planes are parallel to each other, and 2π for the linearly polarized light having the wavelength λ 1 The phase difference of (m 1 −1/2) (m 1 is a natural number) is adjusted to a retardation value that generates a phase difference of 2πm 2 (m 2 is a natural number) for the linearly polarized light having the wavelength λ 2. The planes of polarization of the two types of linearly polarized light are orthogonal to each other,
The diffraction grating is an optical head device that diffracts one of the linearly polarized light of the two types of wavelengths and matches the optical axes of the light of the two types of wavelengths without diffracting the other.
前記常光屈折率noと等しく均一な屈折率nsを有する充填接着剤が、前記鋸歯状格子を充填する請求項1に記載の光ヘッド装置。 The diffraction grating is a sawtooth grating in cross-section at right angles triangular or stepped, made of a birefringent material having an ordinary refractive index n o and extraordinary refractive index n e,
Filling adhesive with equally uniform refractive index n s and the ordinary refractive index n o is the optical head device according to claim 1, filling the sawtooth grating.
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