56411 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於,可支援再生訊號高S/N化的光拾取 頭以及搭載有該當光拾取頭的光碟裝置。 【先前技術】 屬於光資訊記錄媒體的光碟,係已經進步到使用藍色 半導體雷射和可支援高NA之接物透鏡的藍光碟片的商品 化,光學系的解析度已經幾乎到達極限,若要更加大容量 化,今後是以光碟記錄層的多層化爲主要考量。該多層光 碟係被要求從各層測出的光量要幾乎同等,不可有來自特 定層的照射光之反射率是較小。可是,光碟係除了大容量 化還必須要使錄影等的拷貝速度高速化,傳輸速度的高速 化也持續進展,這樣下去,再生訊號的S/N比可能會逐漸 無法充分確保。因此,爲了今後同時發展多層化和高速化 ,偵測訊號的高S/N化是必需的。 關於光碟的再生訊號高S/N化之技術,係有例如專利 文獻1、專利文獻2等所揭露。兩者都是有關光磁碟的再 生訊號高S/N化,重點都是使來自半導體雷射的光在照射 到光碟之前先分歧,藉由將不照射至光碟的光,與來自光 碟的反射光合波而產生干涉,使得微弱訊號的振幅’藉由 放大不照射光碟之光的光量而加以增幅。在光磁碟的訊號 偵測上先前所使用的偏光分束器的穿透光與反射光的差動 偵測中,就本質而言,是讓原本的入射偏光成份’和經由 -5- 1356411 光碟而被偏光旋轉所生之入 ,發生干涉,以入射偏光來 測。因此,雖然只要能使原 使訊號增大,但是,入射至 料抹除或覆寫等等,必須要 對於此點,在上記先前技術 的光加以分離,使其不聚光 可使訊號增幅用的進行干涉 面的光強度地增強。藉此原 只要光強度越強,則將來自 換的放大器的雜訊,或光偵 相較的S/Ν比,係可更爲提 專利文獻1中,係使2 度。此時,使發生干涉的碟 以確保干涉訊號振幅。專利 測還進行差動偵測。藉此, 成份會被抵消,這些光所帶 求高S/Ν化。此時的差動偵 〔專利文獻1〕日本特| 〔專利文獻2〕日本特丨 射偏光方向所正交的偏光成份 增幅正交偏光成份,以進行偵 本的入射偏光成份增大,就能 光碟的光強度,爲了不發生資 控制在某種程度以下之強度。 中,事先使訊號光和發生干涉 至碟片而與訊號光發生干涉, 之光的強度,可無關於碟片表 理,在光強度的容許範圍內, 光偵測器的光電流進行電壓轉 測器上所產生的短路雜訊等所 局。 個光發生干涉而偵測出干涉強 片非反射光的光路長爲可變, 文獻2係除了進行干涉強度偵 對訊號沒有貢獻的各光的強度 有的雜訊成分也被抵消,而謀 測,係使用無偏光的分束器。 谓平5 -3 42 678號公報 圍平6-223 43 3號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 之干涉儀的光學系,皆屬於馬 上記先前技術中所使用 1356411 赫-曾德(Mach-Zehnder )型的光學系,其光學零件的件 數多,不利於光學系的小型化。馬赫-曾德型干涉儀的光 學系係爲,最初把光分割成訊號光與參照光的分割手段, 和對訊號光施加作爲訊號的某種調變之後,使其再度與參 照光合波而發生干涉所用的手段,是不同的。相對於此, 最初分割的手段和再度使訊號光和參照光返回而發生干涉 的有,特懷曼·格林(Twyman-Green )或麥克爾森( Michaelson )型干涉儀的光學系。上記先前例中採用馬 赫-曾德型光學系的理由,雖然上記文獻中沒有詳述,但 推測是爲了使光磁碟的訊號光藉由偏光旋轉而產生,而爲 了調整要被干涉之光的偏光方向,必須要使能夠旋轉調整 的λ/2板(λ :波長)在發生干涉的光路中配置成,讓光 不能往復,而是僅單向地通透。再來就其他問題還有,調 整2個光之光程差的方法並未特別描述,實用上係有困難 。專利文獻2中’對於此問題,雖然記載著將用來獲得干 涉光的參照鏡’在碟片上離開記錄膜地設置,但這是屬於 提出新規格的碟片,並非將既存的碟片加以高S/N化。 再者上記先前技術中都爲了訊號增幅,必須要將訊號 光與參照光的光程差,調整成波長的數分之1的精度,以 使干涉強度成爲最大。可是要不使參照光照射至碟片,而 經常地以該精度來調整參照鏡的位置,在實際上是極爲困 難的。 有鑑於上記課題’本發明的目的在於提供一種,容易 調整2個光的光程差’且訊號增幅效果高,適合光學系小 1356411 型化的干涉型光拾取頭及光碟裝置。 〔用以解決課題之手段〕 爲了達成本發明的目的,採用以下手段。 本發明的光拾取頭’基本上是由以下所構成:半導體 雷射等之光源;和第1分割手段,係將從該光源所射出的 光’分割成第1與第2光束的偏光稜鏡等;和聚光手段, 係使第1光束聚光在光資訊記錄媒體上而照射的接物透鏡 等;和反射鏡,係使第2光束不被聚光在前記光資訊記錄 媒體上而被反射成爲參照光;和第2分割手段,係將:從 光資訊記錄媒體所反射之訊號光與前記參照光再次被引導 至第1分割手段而使其重合並發生干涉後的光,予以分割 ,並使已被分割的各個光中所含之訊號光與參照光的相位 關係,彼此互異;和複數之偵測手段,係偵測出已被分割 的光。此時,身爲複數之偵測手段的光偵測器,係被形成 在同一基板上,爲其特徵。藉此,可防止光學系變大,可 穩定地進行訊號增幅,同時可使光學系構成小型化。 再者,可將反射鏡置換成角隅稜鏡。角隅稜鏡係將立 方體的對向之頂點所連結的對角線上以垂直的面將立方體 切斷,若光從切斷面入射,則不論光線是以哪種入射角入 入射,根據反射光的對稱性,反射光必定會往與入射光相 同方向返回,是具有如此性質的元件。使訊號光和參照光 發生干涉時,若參照光有傾斜’則干涉所產生的干涉條紋 會多數發生,干涉強度就被平均化而降低。可是角隅稜鏡 -8- 1356411 係根據上記性質,即使角隅稜鏡有傾斜,反射光也不會有 傾斜,因此可以防止此種干涉強度的降低。只不過,爲了 使入射光與反射光的光軸一致,必須要在立方體之頂點, 調整光軸。若讓光入射至頂點或稜線,則因倒角領域或微 細的碎屑之影響,導致散射光發生,通常是將光軸錯開頂 點或稜線而配置。可是在本發明中係爲了不使光軸挪移, 而使頂點或稜線的寬度對於入射之光束徑儘可能地狹窄, 亦抑制散射。藉此除了可使調整變得容易,還可確保高訊 號增幅效果》 而且,第2分割手段係爲光學系構成小型化的關鍵。 該分割手段,係由:無偏光的第3分割手段;和被第3分 割手段所分割,至少對2條光中的一方無作用,至少對另 —方的光轉換成圓偏光的,由同一基板所成的選擇性偏光 轉換元件;和偏光分離元件所成。 又再者,第3分割手段、選擇性偏光轉換元件、偏光 分離元件,係非個別配置,而是貼合成一體而形成,藉此 ’除了可使光學系構成更加小型,還可解除彼此位置誤差 之影響》 又再者’以在光軸方向上具有光學軸之異方性光學材 料來構成選擇性偏光轉換元件,藉此可達成小型化。不使 用異方性光學材料的方法’例如有,使已被無偏光的第3 分割手段所分割過的光,不只在光線的行進方向上不同, 使偏光轉換元件在光軸方向上離間配置成在空間上完全分 離的位置’分離的光對偏光轉換元件入射的位置就是對互 -9- 1356411 異的位置入射,如此一來,就可使得在各個位置上所賦予 的偏光成份間的相位差爲互異。可是,以此而被分離的光 彼此要達到完全分離爲止的距離需要很長,因此光學系的 尺寸會很大。於是,在本發明係使用在光軸方向上具有光 學軸的一軸性異方性光學材料。藉由將該材料形成爲板狀 以形成偏光轉換元件,垂直入射至元件的光係不隨偏光方 向而產生相位差,相對於此,傾斜入射的光係爲,電場是 φ 在含入射光軸與元件法線的平面內振動的偏光成份(P偏 光),與電場是在同平面垂直方向上振動的偏光成份(s 偏光)之間,產生了隨著折射率異方性的大小、入射角、 . 元件厚度而決定的相位差。此處,藉由將這些參數設計成 使得相位差成爲90°,就可即使在空間上不分離,也能使 得只有特定入射角的光成爲選擇性的圓偏光。藉此,就不 須要在光軸方向上將無偏光之第3分割手段與偏光轉換元 件遠離配置,可實現光學系的小型化。 # 又再者,具有將照射在光資訊記錄媒體上的訊號光的 焦點偏離偵測成爲訊號的手段;控制著藉由焦點偏離訊號 _ 而使第1光束聚光並照射的手段以補償焦點偏離,並且角 _ 隅稜鏡係爲可在光軸方向上移動,可藉由焦點偏離訊號而 使訊號光與參照光的光程差,調整成光源的可干涉距離( 同調長)以內。藉此,藉由焦點控制以使接物透鏡在光軸 方向上驅動,即使從第1分割手段至光記錄媒體的光路長 是變化成光源之同調長以上的情況下,仍可維持訊號光與 參照光的干涉性,可維持訊號增幅效果。 -10- 1356411 〔發明效果〕 可以提供一種,容易調整2個光的光程差,且訊號增 幅效果高,適合光學系小型化的干涉型光拾取頭及光碟裝 置。藉此,在多層光碟等、各層反射率不得降低的情況下 _ ,或再生速度較快、對訊號的相對雜訊增加的情況下,可 藉由訊號增幅來提升再生訊號品質。 【實施方式】 . 以下,使用圖面來說明本發明的實施形態。 圖1係本發明的基本實施形態。來自半導體雷射1 0 1 的光係被準直透鏡102變成平行光,穿透;1/2板103而入 射至偏光稜鏡104。偏光稜鏡104係具有,使入射至分離 面的P偏光幾乎100%穿透,使S偏光幾乎100%反射的機 能。此時可藉由調整λ /2板的光軸附近的旋轉角度,而使 φ 一部份的光成爲S偏光而被偏光稜鏡104反射,一部份的 光成爲Ρ偏光而穿透。被反射的光係穿透λ/4板105而 被轉換成圓偏光,藉由被搭載在2維致動器106上的接物 透鏡107,而被聚光在光碟108上的記錄膜。來自光碟的 反射光係返回相同的光路,被接物透鏡107變成平行光, 被;I /4板1 05轉變成偏光方向是與最初入射時旋轉了 90° 的直線偏光,然後入射'至偏光稜鏡1 04。如此一來因爲偏 光有旋轉,因此來自該光碟108的反射光係變成Ρ偏光而 穿透偏光稜鏡104,入射至偏光稜鏡113。另一方面,來 -11 - 1356411 自半導體雷射101的光當中,穿透過偏光稜鏡104 光,係入射至可在光軸方向上移動的被搭載於1維 111上的角隅稜鏡112。如後面所說明,在角隅棱 射過程中,偏光或相位會有紊亂,因此***有該補 122。該補償元件,係兼任使返回光的偏光變成S 角色,S偏光的返回光是以相同光軸相同光路而返 射至偏光稜鏡104。如此一來因爲偏光有旋轉,因 該角隅稜鏡112的反射光係被偏光稜鏡104反射, 光碟108的反射光重合,入射至偏光稜鏡113。只 來自光碟108的反射光和來自角隅稜鏡112的反射 爲彼此正交的直線偏光。偏光稜鏡113係異於偏 104,具有使P偏光的一部份穿透、使S偏光幾乎 射之機能。藉此,來自角隅稜鏡112的反射光 10 0%被反射,來自碟片的反射光係一部份穿透偏 113,一部份被反射。被反射的光係入射至偏光相 分離元件114,來自光碟108的反射光與來自角 1 1 2的反射光係保持重疊之狀態,被分割成因2道 涉而相位差互異的4道光,藉由聚光透鏡115而晃 分割光偵測器1 1 6上所設置的4個受光部,而被分 。圖中雖然簡化而圖示爲分離聚光成2條聚光光束 際上係爲4條聚光光束。根據所被測出的訊號,秉 訊號演算電路120,輸出再生RF訊號(RFS)。另 ,穿透偏光稜鏡113的來自光碟108的反射光,係 光透鏡1 1 7、柱面透鏡1 1 8而被賦予非點像差,然 的P偏 致動器 鏡的反 償元件 偏光的 回,入 此來自 與來自 不過, 光,係 光稜鏡 1 0 0 % 反 係幾乎 光稜鏡 位轉換 隅稜鏡 光的干 :光至4 別偵測 ,但實 I由RF 一方面 藉由聚 後被聚 -12- 1356411 光至4分割光偵測器119,根據其輸出訊號,藉由伺服訊 號演算電路121而輸出焦點偏離訊號(FES)和循軌誤差 訊號(TES )。焦點偏離訊號係被回饋至搭載著接物透鏡 107的2維致動器106的對焦驅動端子,以使焦點位置被 閉迴圈控制。再者,相同訊號也會被回饋至搭載著角隅稜 鏡112的1維致動器111,以和接物透鏡107連動來驅動 角隅稜鏡112。藉此,光碟108所反射的訊號光,和角隅 稜鏡112所反射的參照光的光程差,係可保持幾乎爲0。 由於通常的半導體雷射的同調長係爲數l〇Wm,因此光程 差的調整精度只要在該範圍以下即可。循軌誤差訊號係被 回饋至搭載著接物透鏡107的2維致動器的循軌驅動端子 ,以進行閉迴圈控制。 圖2係說明偏光相位轉換分離元件114之構造與機能 的圖。偏光相位轉換分離元件U4,係由:屬於無偏光元 件的無偏光繞射光柵203、屬於選擇性偏光轉換元件的角 度選擇性偏光轉換元件2 04、屬於偏光分離元件的偏光分 離繞射光柵205所成。圖1中雖然將它們圖示成一體化狀 態,但此處爲了說明上的方便,而圖示成分離狀態。就其 機能而言,無論一體化還是分離,都是一樣的。一旦訊號 光與參照光是以使訊號光偏光方向201和參照光偏光方向 2 02呈正交的方式而入射至無偏光繞射光柵203,則無論 偏光方向爲何,2道光係一起被分離成往2個互異行進方 向的光。這是藉由使無偏光繞射光柵203鋸齒(biaze) 化就可容易達成。其中一方係爲直進的0次光,另一方係 -13- 1356411 以所定繞射角進行繞射而成爲1次繞射光。接著,一旦這 些光係入射至角度選擇性偏光轉換元件204,則雖然直進 的〇次光不會發生任何相位差,但傾斜入射的1次繞射光 係會發生相位差,被轉換成在訊號光與參照光的旋轉方向 上是逆向的圓偏光。此係只要光學軸206是帶有對角度選 擇性偏光轉換元件的面垂直的一軸異方性,無偏光繞射光 柵的繞射光的繞射方向是與訊號光偏光方向201與參照光 偏光方向202在實質上分別夾著45度的方向即可。如此 一來,於角度選擇性偏光轉換元件2 04中,訊號光 '參照 光的1次繞射光皆均等地具有P偏光成份與S偏光成份, 藉由折射率異方性量(垂直方向折射率與面內折射率的差 )和入射角,可使成爲圓偏光所需之相位差是被統一決定 。然後,角度選擇性偏光轉換元件204的出射光,係被入 射至偏光分離繞射光柵205。作爲偏光分離繞射光柵係可 使用例如日本登錄專利公報第3 8 3 2243號所記載的元件。 此係可藉由液晶、鈮酸鋰、石英等異方性材料來形成鋸齒 光柵,就可容易實現之。亦即,因爲是折射率是隨偏光方 向而不同的材料,所以只要配置成,某個偏光方向和與其 正交之偏光方向會因光柵而使施加的相位分布逆轉即可。 藉此,就可使其成爲1次繞射光、和正交於1次繞射光之 偏光方向。或者亦可以貼合了 Wollaston稜鏡的這類異方 性光學晶體所作成的元件來取代之。如以上,所被分離的 4道光中的訊號光成份和參照光成份的干涉之相位差,係 如圖中所示,爲〇°、90。、180。、270。。 -14- 1356411 圖3係圖1的4分割光偵測器1 1 6的受光部配置和 RF訊號演算電路120之配置與機能的圖示》4分割光偵 測器1 66係具有圖2所示的用來接受4道光的4個受光部 301、302、303 ' 304,各白接受具有相位差〇°、90°、270。 、180°之干涉相位差之干涉強度的光。其各者的輸出藉由 差動增幅器305、306進行差動演算,然後被2次方加算 平方根電路307偵測出RF訊號。 圖4係用來說明經由圖2所示之偏光相位轉換分離元 件,藉由4道光的干涉而使相位差成爲0°、180°、9(Γ、 270°的圖。圖中,Eref係爲參照光的電場向量,Esig係爲 訊號光的電場向量。(a)係圖2的直線偏光側的偏光狀 態,(b )係圓偏光側的偏光狀態。由於參照光與訊號光 的偏光方向係爲正交,因此對被偏光分離繞射光柵所分離 之各偏光成份的投影向量,在PD1側係爲箭頭是同向, 在PD2側則爲箭頭是逆向。藉此,在PD1上參照光與訊 號光是以相位差〇°,在PD2上是以相位差180°而發生干 涉。接著在(b)中由於參照光和訊號光皆成爲旋轉方向 互異的圓偏光,因此各自往PD3側的投影向量與往PD4 側的投影向量,其箭頭的尖端並非到達表示向量之線的端 ,還是在中途的位置就錯開。此時的相位差,係分別爲 9 0。和 2 7 0。。 然後將其以數式表示,藉由圖3所示的演算,來說明 再生RF訊號被參照光所增幅。在PD1、PD2、PD3、PD4 上入射的光的干涉強度係分別爲: -15- 1356411
〔數3〕 =\\Ε4 +^KJK,/|sin(<P%-〇 〔數4〕 ‘=驷+机,+(1-枚/ =批2+》/令求加‘梅-~) 可表示如上。因此,圖3中的差動增幅器305、306的輸 出訊號Sigl、Sig2,係爲: • · 〔數 5〕 ^zgl = Ipa -IPD1 = co^!>iig -φΓί/) 〔數6〕 %2=U似=KJ 五H-〜) 可表示如上。因此,若取這些的2次方和然後取平方根, 則爲: -16- 1356411
yi^pa +(^p/b -Λ>/μ)2 e4e^ 如此,就可偵測出,再生訊號的電場振幅是被參照光的電 場振幅所增幅過的訊號。此處藉由進行2次方加算之演算 ,可知參照光與訊號光在相位差上,不會對最終獲得的訊 號造成影響。因此不需要像是如先前技術所述,進行波長 的數分之1之精度的光程差調整。此外,亦可不進行上記 平方根演算,而是輸出2個作動訊號的2次方和。不取平 方根時,係可獲得正比於訊號光強度的訊號,因此先前的 CD、DVD,可與藍光碟片獲得同樣的訊號波形。由於取 平方根時的輸出係爲正比於訊號光成分的平方根的輸出, 因此會是和先前的光磁碟訊號相同之訊號波形。 圖5係作爲角度選擇性偏光轉換元件204是以鈮酸鋰 爲例子所計算成的對光線入射角之偏光相位差的計算結果 。此處,面內折射率係爲2.200,光軸方向折射率係爲 2.28 6,元件的厚度係爲lmm來計算。藉此可知,若使入 射角度呈約4.5°左右,來調整無偏光繞射光柵的繞射角, 則可僅選擇性地僅將繞射光轉換成圓偏光。 圖6係說明入射至角隅稜鏡之反射面的光’是返回同 樣光路而被反射的說明圖。入射的光線’基本上是被反射 3次而經由所有相鄰的3面而被反射。圖中的實線係爲光 線,虛線係爲往各面的投影’點線係爲表示反射位置的輔 -17- 1356411 助線。各面的光線之投影係形成平行四邊形的一部份,根 據其對稱性可知,反射的光係被反射至同樣方向。只不過 ,入射光和反射光雖然是平行,但卻有位置的偏移。爲了 解決此問題,必須要將光軸朝向頂點地照射,使光束全體 不發生位置偏移。此時,由於考慮在頂點或稜線上的光的 散射,因此需要形成銳利的邊緣以盡量減輕該影響。反射 光中係會出現3個稜線的影子,因此可觀察到6條稜線的 像。 圖7(a)係從角隅稜鏡的前面觀看的圖。圖中的粗 線係爲反射面的稜線,點線係爲以下說明所需的輔助線。 入射至角隅稜鏡的光,如前述係被反射3次而返回,但因 爲各次反射係爲全反射,因此會依存於入射之偏光而產生 相位差。其結果爲,返回來的光,係爲異於入射光的偏光 。圖7(a) ( b ) ( c ),係分別表示反射時的光線之偏 光方向的軸。入射至圖7(a)的6個領域(1)至(6) 的光,係由於抵達反射面的順序不同,因此會成爲彼此互 異的偏光而返回。來自角隅稜鏡的返回光要成爲參照光而 引導至偵測器,是需要不隨入射場所不同而都以S偏光返 回。再者,來自各領域的返回光,其係相位必須要爲一致 。這些條件,如圖8所示,僅存在於領域(2 ) 、( 3 )、 (6)。藉由:對S偏光與P偏光賦予適當相位差的相位 板701,和入射光或反射光會照射全面的λ /4板702,和 在每一領域光軸方向互異(但是對角上的領域係爲相同方 向)的;I /2板703,將這些依序排列而成偏光相位補償元 -18- 1356411 件102’就可達成。作爲—例,當角隅稜鏡的媒質爲bk7 ’光的波長爲405nm時的設定値,整理成表1。所謂相位 板的相位差’係代表S偏光對P偏光的延遲。所謂λ /4 板、λ/2板的光學軸’係從入射方向來看時,fast軸對垂 直方向的方向(反時鐘係爲正向)。 〔表1〕 偏光相位補償元件的設定値之例子 領域 相位板的相位差 又/4板的光學軸 λ /2板的光學軸 ① — -17.72。 28.64° ② 33.29° -17.72。 -1.36° ③ 33.29° -17.72° 58.64° ④ — -17.72· 58.64° ⑤ — -17.72。 -1.36。 ⑥ 33.29° -17.72。 28.64°
圖8係作爲另一實施形態,使用差動推挽法作爲循軌 訊號偵測方式的情形。在差動推挽法中,入射至碟片的光 係被繞射光柵801變成3個光束。然後,將碟片上的主光 點配置在資訊軌時,係調整繞射光柵801的旋轉以使2個 副光點是被配置在相鄰軌道間。此處,雖然參照光也是3 光束,但這些也會和各自訊號光對應的光束彼此發生干涉 ,因此循軌誤差訊號也會藉由差動演算而增幅。又,焦點 偏離訊號也是,藉由繞射光柵801所致之〇次光以4個各 干涉相位差分別被4分割偵測’非點像差法的焦點偏離訊 號也是會被干涉差動偵測而增幅。藉由其做成1個封裝化 -19- 1356411 而成的光偵測器802進行受光,以訊號演算電路803進行 訊號演算。 圖9係對應於圖3,圖示對於訊號光與參照光之干涉 相位差〇°、180°、90°、270°的4個干涉光分別使用主光束 用的4分割光偵測器902、副光束用的2分割光偵測器 901、903、加算放大器904、差動增幅器905、906,來偵 測出各 4 個 RF 訊號(RFS1、RFS2、RFS3、RFS4 )、焦 點偏離訊號(FES1、FES2、FES3、FES4 )、循軌誤差訊 號(TES1、TES2、TES3、TES4)的電路構成。這些差動 增幅電路等係被內藏在圖8的訊號演算電路8 03之中。 圖1 〇係根據圖9所示的各干涉相位差的訊號,分別 藉由差動偵測和2次方加算平方根演算,而偵測出增幅訊 號的電路構成。這些也以差動放大器求出與180°、90° 與270°的差動訊號後,藉由2次方加算平方根演算電路 1 0 02,就可分別求出RF訊號、焦點偏離訊號、循軌誤差 訊號。若爲此種構成,則在多層碟片等之情況下,對於來 自焦點大幅偏離之多層的訊號,可選擇性地增幅來自應偵 測之層的光所致之訊號,對於降低串訊是有利的。 圖1 1係將圖8所未的光學系加以改良,將角隅稜鏡 112和接物透鏡107 —起搭載在接物透鏡致動器11〇1上 。如此一來,在對焦賜福爲ON的狀態下’接物透鏡1〇7 是追隨著光碟108的表面振動而在光軸方向上驅動時’角 隅稜鏡112也會被同時驅動,因此具有基本上訊號光與參 照光的光程差是不會有變化之優點。近年來’作爲接物透 -20- 1356411 鏡致動器,係可將BD用接物透鏡、DVD/CD相容接 鏡一起搭載,也就是所謂的2透鏡致動器係被實用化 種致動器的一方之透鏡位置上若搭載角隅稜鏡112, 容易地實現本實施形態。此時爲了支援複數種類的光 接物透鏡係採用例如將BD/DVD/CD三規格相容之透 搭載在任一方之透鏡搭載位置即可。 圖12係圖2所示角度選擇性圓偏光板的另一實 態。此處,改掉圖2的無偏光繞射光柵203,配置偏 繞射光柵1201。然後改掉角度選擇性圓偏光板204, 第2偏光性繞射光柵1 202。各個光學軸方位1 203、 ,係如圖中所示被配置成正交。其他的偏光性繞射 2 07係和圖2同樣配置。如此一來,藉由第1偏光性 光柵1201,沿著光學軸1 203的直線偏光成份的光, —部份被繞射。又,藉由第2偏光性繞射光栅1 202 著光學軸1 204的直線偏光成份的光,是僅一部份被 。因此,被第1、第2偏光性繞射光柵所繞射的光係 此正交的偏光方向,此外光柵排列的相位係如圖示, 了光柵週期P的1/4 ( 90° )。如此一來繞射光的相位 彼此錯開90°,因此,2道繞射光合成的偏光狀態係 偏光狀態。此處繞射光雖然各自只表示1道,但這是 使繞射光柵呈階梯光柵、或鋸齒狀光柵的blaze化, 容易實現。又,若以第1、第2偏光性繞射光柵使各 交的偏光成份恰好以同樣的光量比繞射,則不繞射的 偏光狀態係可維持成和最初入射的光的偏光狀態。此 物透 。此 則可 碟, 鏡, 施形 光性 配置 1204 光柵 繞射 是僅 ,沿 繞射 呈彼 錯開 也是 爲圓 藉由 就可 自正 光的 外, -21 - 1356411 這些圖中雖然爲了便於說明而將元件予以分離表示,但實 際的光學系中這些是被貼合而成一體化。此種構成係相較 於圖2的構成,無偏光繞射光柵雖然是被置換成偏光性繞 射光柵,但由於較爲高價的異方性光學材料所形成的角度 選擇性圓偏光板,是被置換成液晶固化等容易形成的偏光 性繞射光柵,所以成本是略微減少。再者,爲了在角度選 擇性圓偏光板上產生90°的相位差,雖然必須要使光線入 射角加大或是元件厚度加厚,但本實施例中係可以任意之 光柵間距來實現圓偏光的相位差,對元件小型化是有利的 〇 圖1 3係於圖1 1所示的實施形態中,將λ /2板1 03置 換成偏光轉換元件1 300的實施形態。藉此,在偏光稜鏡 1 04反射的訊號光和穿透的參照光的分離比,就爲可變。 藉此,在對光碟1 08進行記錄時,所有的光都照射至光碟 ,可進行高效率的記錄,並且在再生時,可使參照光的強 度比增大而將訊號予以增幅以進行再生。 圖14係圖示,圖13中的使用偏光轉換元件13 00時 的偏光狀態,和訊號光與參照光的強度比。藉由改變對液 晶元件的施加電壓以使訊號光的效率變成1 〇〇%的狀態起 ,至加大了參照光之強度比的再生時之狀態爲止,可令偏 光狀態改變。對液晶的施加電壓係只要施加交流電壓即可 。再生時的一例,當訊號光與參照光的相位差爲135°時, 可使訊號光與參照光的比率是分配成14.6%: 85.4%,此 時若設碟片的強度反射率爲5%,則入射至偵測光學系的 -22- 1356411 參照光對訊號光之比率係爲116倍。此時訊號增 !0_8 倍。 圖15及圖16係圖示,圖13中的作爲偏光 使用液晶元件時的元件構造。液晶元件係被 1501、1 502將液晶夾住,以密封材1 5 06加以密 。此時,使玻璃基板1501與15 02的大小互異, 璃基板1501露出的面起,露出透明電極1503、 明電極1 5 03係在玻璃基板1 50 1的液晶側面被圖 明電極1 5 0 5則是用來與在玻璃基板1 502的液晶 案化的透明電極1 5 04,透過導電性樹脂1 507而 接所需之電極。液晶係被透明電極1 5 03與1504 電壓,可使液晶因刮痕製程而被賦予之2個正交 線偏光間的相位差,產生變化。 圖1 6係圖1 5的側面圖。可知液晶1 60 1是 璃基板1501和1 502之間。 圖17係於圖1所示的實施形態中,將偏光 元件122置換成偏光補償元件1701的另一實施 光補償元件1701係從偏光相位補償元件122摘 板,而由;1/4板1702和;L /2板1703所成。此時 中所示的(1 ) ( 4 ) ( 5 )領域與(2 ) ( 3 ) ( 6 ,參照光的相位是互異’因此訊號光的干涉度係 是因爲領域間的相位差是小到3 3.29度’因此相 領域中相位一致的情況,干涉度係爲9 5 %左右’ 充分的千涉訊號。又’偏光相位補償元件1 22 ’ 幅綠係爲 轉換元件 玻璃基板 封的構造 使得從玻 1505« 透 案化,透 側面被圖 呈電氣連 施加交流 方向的直 被夾在玻 相位補償 形態。偏 除了相位 F,在圖7 i )領域中 降低。可 較於所有 是可獲得 係相位板 -23- 1356411 或λ /2板的分割領域與角隅稜鏡的領域從光軸方向來看是 必須要重疊,因此將角隅稜鏡搭載在致動器111之際,也 必須要和偏光相位補償元件1 22 —體而搭載在致動器1 1 1 上。若非如此則會因致動器111驅動時所產生的位置偏差 而使返回光的偏光有變化,導致干涉訊號會受到調變。可 是本實施例中,需要搭載在致動器111上的只有λ /2板 1 703,Λ /4板1 702係因爲沒有領域分割因此可和致動器 分離配置。因此,可抑制致動器111的可動部的重量,可 抑制性能的降低。 圖1 8係於圖1 1所示的實施形態中,將偏光相位補償 元件122置換成偏光補償元件1701的另一實施形態。此 時也是和圖17所示的實施形態相同,偏光補償元件1701 之中的;W4板1702係不搭載在致動器1101上,僅又/2 板17 02被搭載。藉此,可抑制致動器的性能降低。 〔產業上利用之可能性〕 藉由本發明,可使大容量多層高速光碟的再生訊號能 夠被穩定、高品質地測出,可期待大容量錄影機、硬碟備 份裝置、保存資訊封存裝置等廣泛之產業應用。 【圖式簡單說明】 〔圖1〕本發明的基本實施形態。 〔圖2〕偏光相位轉換分離元件說明圖。 〔圖3〕RF訊號受光部與演算電路説明圖。 -24- 1356411 〔圖4〕干涉相位差說明圖》 〔圖5〕角度選擇性偏光轉換元件的入射角對相位差 特性例。 〔圖6〕角隅稜鏡的反射光線之說明圖。 〔圖7〕角隅稜鏡所致之偏光旋轉之圖示。 '〔圖8〕進行差動推挽法所致之循軌偵測的實施形態 〇 φ 〔圖9〕各干涉相位差的RF訊號、焦點偏離訊號、 循軌誤差訊號偵測的構成圖。 〔圖1 〇〕進行差動偵測所致之訊號增幅的電路構成 圖示。 〔圖11〕將角隅稜鏡與接物透鏡一起搭載在致動器 的實施形態。 〔圖1 2〕藉由2片偏光性繞射光柵來取代角度選擇 性偏光轉換元件的實施形態。 # 〔圖1 3〕於圖1 1所示的實施形態中,將又/2板1 03 置換成偏光轉換元件1 3 0 0的實施形態。 〔圖14〕圖13中的使用偏光轉換元件1300時的偏 光狀態,和訊號光與參照光的強度比的圖示。 . * 〔圖1 5〕作爲偏光轉換元件是使用液晶元件時的液 晶元件構造。 〔圖1 6〕圖1 5的側面圖。 〔圖1 7〕於圖1所示的實施形態中,將偏光相位補 償元件122置換成偏光補償元件1701的實施形態。 -25- 1356411 〔圖1 8〕於圖1 1所示的實施形態中,將偏光相位補 償元件1 22置換成偏光補償元件1 70 1的實施形態。 【主要元件符號說明】 1 0 1 :半導體雷射 _ 102 :準直透鏡 103 : λ /2 板 φ 104 :偏光稜鏡 105 :入/4板 106 : 2維致動器 107 :接物透鏡 108 :光碟 1 0 9 :轉軸馬達 1 10 : λ /4 板 1 1 1 : 1維致動器 φ 1 1 2 :角隅稜鏡 113:偏光稜鏡(S偏光反射率1 00% ) 1 1 4 ‘·偏光相位轉換分離元件 1 1 5 :聚光透鏡 1 1 6 : 4分割光偵測器 1 1 7 :聚光透鏡 1 1 8 :柱面透鏡 1 1 9 : 4分割光偵測器 120 : RF訊號演算電路 -26- 1356411 1 2 1 :伺服訊號演算電路 122 :偏光方向補償元件 201 :訊號光偏光方向 202 :參照光偏光方向 203 :無偏光繞射光柵 • 204:角度選擇性偏光轉換元件 205:偏光分離繞射光柵 φ 206 :光學軸 207 :光學軸 301、3 02、303、3 04 :受光部 3 05、3 06 :差動增幅器 307: 2次方加算平方根演算電路 8 0 1 :繞射光柵 8 02 :光偵測器 803 :訊號演算電路 • 90 1、9〇3 : 2分割光偵測器 902 : 4分割光偵測器 904:加算放大器 905、906、1001 :差動增幅器 1002: 2次方加算平方根演算電路 1 1 0 1 :接物透鏡致動器 1 102 :反射稜鏡 1201、1 202 :偏光性繞射光柵 1203 ' 1204 :光學軸 -27- Γί356411 1 3 00 : 偏光轉換元件 1501、 1 502 :玻璃基板 1 5 03、 1504、1505 :透明電極 1 506: 密封材 1 507: 導電性樹脂 160 1 : 液晶 1701: 偏光補償元件 1 702 : 又/4板 1 703: 又/2板 -28-