光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
【課題】コンパクト且つ低コストでありながら異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行えるピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】偏光ビームスプリッタＰＢＳは第１の位置と第２の位置との間で移動可能となっており、ＢＤの情報記録面から反射した光束は、第１の位置に移動した偏光ビームスプリッタＰＢＳで第１の方向に反射され、第１の光検出器ＰＤ１に入射し、またＨＤの情報記録面から反射した光束は、第２の位置に移動した偏光ビームスプリッタＰＢＳで第２の方向に反射され、第２の光検出器ＰＤ２に入射するようになっているので、偏光ホログラム素子ＨＯＥが異なる倍率を与えた場合でも、ＢＤの情報記録面からの反射光と、ＨＤの情報記録面からの反射光とを、適切に受光することができる。良好なスポット光を形成することができ、ピットの読み取り性を高めることができる。
【解決手段】偏光ビームスプリッタＰＢＳは第１の位置と第２の位置との間で移動可能となっており、ＢＤの情報記録面から反射した光束は、第１の位置に移動した偏光ビームスプリッタＰＢＳで第１の方向に反射され、第１の光検出器ＰＤ１に入射し、またＨＤの情報記録面から反射した光束は、第２の位置に移動した偏光ビームスプリッタＰＢＳで第２の方向に反射され、第２の光検出器ＰＤ２に入射するようになっているので、偏光ホログラム素子ＨＯＥが異なる倍率を与えた場合でも、ＢＤの情報記録面からの反射光と、ＨＤの情報記録面からの反射光とを、適切に受光することができる。良好なスポット光を形成することができ、ピットの読み取り性を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関し、特に高密度光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うのに好適な光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を「記録／再生」と記載する）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、ＮＡ０．６５、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層あたり１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能である。また別な例として、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、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５〜２５ＧＢ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。
【０００３】
ところで、一方の高密度光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダの製品としての価値は十分なものとはいえない。ここで、波長が同じ光束を用いて、異なる種類の高密度光ディスクに互換可能に情報の記録及び／又は再生を行う場合、複数種類の集光光学系を用いれば、異なる光ディスクに応じて最適な集光スポットの形成ができるが、光ピックアップ装置のコンパクト化・低コスト化が図れないという問題がある。そこで、特許文献１においては、通過する光束の偏光方向に応じて回折効果が異なるようにした偏光ホログラム素子を用いて、同一の光源波長を有する２つの光源を用いて異なる光ディスクに対する互換使用を可能としている。
【特許文献１】特開２００４−３２６８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１の光ピックアップ装置では、偏光ホログラム素子を用いて偏光方向に応じて倍率を変えるようにしているので、例えばＢＤとＨＤとで、どのように光検出器を設けるかという問題がある。又、特許文献１の光ピックアップ装置では、λ／４波長板を光路内に挿入していないので、光ディスクの情報記録面上に集光されるスポット光が円偏光でなく直線偏光となってしまい、それにより集光スポット形が楕円となることが多いため、ピットの読み取り性が低下するという問題がある。かかる問題は、ＤＶＤやＣＤ使用時など比較的低い開口数で用いる場合には問題になる恐れは少ないが、ＢＤ使用時等の比較的高い開口数で用いる場合に問題がより顕在化することとなる。集光スポットの形状を整形するために、ビームシェイパ等を設けることもできるが、所望の光学特性を確保しづらいという問題がある。
【０００５】
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、コンパクト且つ低コストでありながら異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行えるピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、光束を射出する光源と、前記光束を厚さｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、また前記光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、前記第１光ディスクの情報記録面上で反射した光束を受光する第１の光検出器と、前記第２光ディスクの情報記録面上で反射した光束を受光する第２の光検出器とを有し、前記対物光学素子が、前記光源からの光束を、厚さｔ１の前記保護基板を介して前記第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっていると共に、前記光源からの光束を、厚さｔ２の前記保護基板を介して前記第２光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置であって、
入射した光束の偏光方向を第１の偏光方向又は第２の偏光方向に選択的に切り換える偏光面切換素子と、
前記偏光面切換素子と前記対物光学素子との間に配置され、入射した直線偏光の光束を円偏光の光束に変換して出射し、又は入射した円偏光の光束を直線偏光の光束に変換して出射する位相素子と、
前記偏光面切換素子と前記位相素子との間に配置され、通過する前記第１の偏光方向の光束に対しては、第１の倍率を与え、通過する前記第２の偏光方向の光束に対しては、前記第１の倍率とは異なる第２の倍率を与える選択性光学素子と、
前記光源と前記偏光面切換素子との間に配置され、入射した光束の直線偏光の方向に応じて透過もしくは反射させる偏光ビームスプリッタと、を有し、
前記偏光ビームスプリッタは第１の位置と第２の位置との間で移動可能となっており、前記第１光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第１の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第１の方向に反射され、前記第１の光検出器に入射し、また前記第２光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第２の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第２の方向に反射され、前記第２の光検出器に入射するようになっていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、前記選択性光学素子が、通過する前記第１の偏光方向の光束に対しては、第１の倍率を与え、通過する前記第２の偏光方向の光束に対しては、前記第１の倍率とは異なる第２の倍率を与えるので、これにより保護基板の厚さに起因する球面収差を補正して、第１光ディスク及び第２光ディスクのいずれに対しても適切に情報の記録及び／又は再生を行える。又、前記偏光ビームスプリッタは第１の位置と第２の位置との間で移動可能となっており、前記第１光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第１の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第１の方向に反射され、前記第１の光検出器に入射し、また前記第２光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第２の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第２の方向に反射され、前記第２の光検出器に入射するようになっているので、前記選択性光学素子が異なる倍率を与えた場合でも、前記第１光ディスクの情報記録面からの反射光と、前記第２光ディスクの情報記録面からの反射光とを、適切に受光することができる。又、前記位相素子としてλ／４波長板などを用いることで、光ディスクの情報記録面上に円偏光の光束が集光されるので、円形の良好なスポット光を形成することができ、ピットの読み取り性を高めることができる。更に、前記偏光ビームスプリッタを用いることで、前記λ／４波長板を２回（往復）通過した光束の偏波面を変更することにより、前記光源からの光束の光路と、前記光検出器への光束の光路とを分岐でき、前記光源と前記光検出器とを任意の位置に配置できる。
【０００８】
偏光面切換素子の例としては、以下が挙げられる。
（１）ＴＮ（ツイスト・ネマティック）型液晶
紙面に平行な方向（第１の偏光方向）に偏光する光束がＴＮ型液晶に入射するものとした場合、液晶に電圧を加えないときは、図１（ａ）に示すように、入射した光束は、ＴＮ型液晶により偏光方向を９０度変えられ紙面に垂直な方向（第２の偏光方向）に偏光方向を変えて出射するようになる。一方で、液晶に電圧を加えたときは、図１（ｂ）に示すように、入射した光束は、ＴＮ型液晶により偏光方向を変えられずに、紙面に平行な方向（第１の偏光方向）のまま透過する。
（２）λ／２板
ＢＤの使用時には、ＨＤの使用時の状態から光軸回りに４５度回転させることで、偏光方向を９０度変えられる。
【０００９】
光源波長の好ましい範囲は、３５０〜４４０ｎｍである。又、前記第１光ディスクの好ましい例はＢＤであり、前記２光ディスクの好ましい例はＨＤである。従って、前記第１の光ディスクの保護基板における厚さｔ１の好ましい範囲は、０．０７５０≦ｔ１（ｍｍ）≦０．１１２５であり、前記第２の光ディスクの保護基板における厚さｔ２の好ましい範囲は、０．５≦ｔ２（ｍｍ）≦０．７である。
【００１０】
第１光ディスクと第２光ディスクとは、同一波長の光束を用いて情報の記録及び／又は再生が行われるものである。単一の光源からの光束が第１光ディスクと第２光ディスクに用いられると好ましいが、同一の波長の光束を出射する複数の光源を用いることを妨げるものではない。但し、光ピックアップ装置が、出射される光束の波長が異なる他の光源を搭載し、第１光ディスクや第２光ディスクとは異なる第３光ディスク或いは第４光ディスクの情報記録面に対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行うことを排除するものではない。
【００１１】
第１光ディスクの情報記録面上で反射された光束と、第２光ディスクの情報記録面上で反射された光束とは、倍率が異なるため、偏光ビームスプリッタから第１の受光素子までの光路長と、偏光ビームスプリッタから第２の受光素子までの光路長とを、異ならせることにより、それぞれの受光素子上で良好なスポットを形成するようにしている。ここで、「良好なスポットを形成する」とは、読み取りエラーがなく正確に情報の記録及び／又は再生を行える程度のスポットを光検出器の受光面に形成することをいう。
【００１２】
特に、ＢＤのような透明基板の厚さが薄い光ディスクにおいては、偏光ビームスプリッタから第１の受光素子までの光路長を長く取り、ＨＤのような透明基板の厚さが厚い光ディスクにおいては、偏光ビームスプリッタから第２の受光素子までの光路長を短く取ることが好ましい。
【００１３】
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、前記偏光ビームスプリッタは光軸回りに回転移動することを特徴とする。例えば、前記偏光ビームスプリッタは光軸回りに９０度回転させることが好ましい。
【００１４】
請求項３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、前記偏光ビームスプリッタは、方向の異なる複数の透過反射面を備えており、移動することによって光路内にいずれかの透過反射面が挿入されることを特徴とする。「透過反射面」とは、第１の偏光方向の光束は透過するが、第２の偏光方向の光束は反射する特性を有する面をいう。
【００１５】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記選択性光学素子は、前記第１光ディスクの保護基板ｔ１と、前記第２光ディスクの保護基板ｔ２の厚さの差に起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする。
【００１６】
前記選択性光学素子に、倍率変更の機能に加えて、入射光束の偏光方向に応じて球面収差を発生させる機能を組み合わせても良いが、倍率変更の機能のみ設けた方が光学系構成を単純化できる。ここで、「組み合わせる」とは、選択性光学素子自体に、入射光束の偏光方向に応じて球面収差を発生させる機能を付加しても良いし、入射光束の偏光方向に応じて球面収差を発生させる別個の素子を追加しても良い。例えば、第２光ディスクを用いるときは、アンダーの球面収差を発生させるような素子を用い、保護基板の厚さが厚くなることによって発生するオーバーの球面収差を低減するようにしても良い。
【００１７】
前記選択性光学素子は、以下の条件式を満たすように、選択的に倍率を変更することが望ましい。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２
−０．１０＜ｍ２＜０．００
但し、
ｍ１：第１光ディスク（又は第２光ディスク）に対して情報を記録／再生する際の、対物光学素子への入射光束の倍率
ｍ２：第２光ディスク（又は第１光ディスク）に対して情報を記録／再生する際の、対物光学素子への入射光束の倍率
【００１８】
選択性光学素子の例としては、光束の偏光方向によって選択的に光束を回折させ、与える収差量を異ならせることができる「偏光回折素子」が挙げられる。
【００１９】
偏光回折素子の具体例としては、例えば等方性媒質と複屈折媒質とを回折状に組み合わせた偏光ホログラム素子が挙げられる。偏光ホログラム素子は、図２に示す光軸直交方向部分断面形状を有している。図２において、偏光ホログラム素子は、等方性媒質Ｈ２と複屈折媒質Ｈ３とこれらを挟むようにして配置された一対のガラス板Ｈ１、Ｈ１とからなる。複屈折媒質Ｈ３は、図２に示すように入射光の進行方向での断面が鋸歯状に形成され、円心部から円周に同心円に多数形成された形状とされた回折構造を有している。その具体的な形状は図示のものに限定されない。他の鋸歯状であっても良く、鋸歯の斜面を階段状にしても良い。等方性媒質Ｈ２はこの複屈折媒質Ｈ３と相補的な形状であり、複屈折媒質の鋸歯状に形成された面に密着している。等方性媒質Ｈ２は、入射光に対して屈折率ｎを持つ物質であり、複屈折媒質Ｈ３は入射光の偏光面が所定の方向である場合には屈折率ｎ、入射光の偏光面が所定の方向に直交する場合には屈折率ｎ’となる特性を有している。すなわち、偏光面切換素子を通過した光束が所定の偏光状態で偏光ホログラム素子に入射する際に、偏光ホログラム素手が、０以外の所定の回折次数で回折効率が最大となる回折光を発生させるようになっている。
【００２０】
光源から出射された光束は、例えば偏光面切換素子であるＴＮ型液晶を通過することにより、例えばＢＤの記録再生を行う場合と、ＨＤの記録再生を行う場合とで、偏光面を９０度異ならせており、ＢＤの記録再生を行う際の光束の偏光面を所定の方向とすると、偏光ホログラム素子を通過しても均質な平行平面媒質を通過したのと同じであるため発散角は変更されず、そのままの状態で対物レンズに入射するので、０．１ｍｍの保護層を有するＢＤに対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００２１】
一方、ＨＤの記録再生を行う際には、光束は偏光ホログラム素子内の屈折率ｎ、ｎ’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの回折効果が生じ、発散角や球面収差を変更して対物レンズに入射するので、同じ対物レンズを用いた場合でも、０．６ｍｍの保護層を有するＨＤに対して、球面収差を補正して適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００２２】
更に、ＨＤ使用時には偏光ホログラムの選択的回折作用により、有効径の外側の光束がスポット結像に寄与しないようにフレア化させることで、偏光ホログラム素子に絞り機能を持たせることもできる。このとき、偏光ホログラム素子が、偏光面が互いに直交する所定の波長の入射光に対し、少なくとも一方の入射光に対し回折効率が８５％以上で回折する回折光を発生させることが好ましい。
【００２３】
尚、例えばＢＤとＨＤとは同じ青紫色レーザ光を使用するにも関わらず、開口数ＮＡが異なる。そこで、例えば前記第２の偏光方向の光束のみ前記選択性光学素子を介して要求開口数以上の光束をフレア化させることで、絞りの効果を与えることもできる。特に第２光ディスクを用いている場合は、所定の開口数の外を通る光束はフレアにし、第１光ディスクを用いている場合は、所定の開口数の外を通る光束も情報記録面上に集光できるように収差付与することが好ましい。又は、所定開口数以上の光束を透過させたり、透過させなくしたりする液晶シャッタやメカニカルシャッタなどの開口制限手段を設け、開口数が異なる第１光ディスク使用時と、第２光ディスク使用時とに対応可能としても良い。
【００２４】
請求項５に記載の光情報記録再生装置は、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を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、コンパクト且つ低コストでありながら異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行えるピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図３は、光ディスクＢＤ、ＨＤに対して適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。本実施の形態においては、コリメータＣＬと対物レンズＯＢＪとの間に、偏光面切換素子としてＴＮ型液晶ＴＮと、偏光ビームスプリッタＰＢＳと、選択性光学素子として偏光回折素子ＨＯＥと、λ／４波長板ＱＷＰとが配置されている。ＴＮ型液晶ＴＮと偏光回折素子ＨＯＥの構成については上述しているので、その説明は省略する。又、偏光ビームスプリッタＰＢＳの下方には、第１のセンサレンズＳＮ１と、第１の光検出器ＰＤが配置され、偏光ビームスプリッタＰＢＳの側方には、第２のセンサレンズＳＮ１と、第２の光検出器ＰＤが配置されている。ここでは、偏光ビームスプリッタＰＢＳを光軸回りに回転させるアクチュエータは図示していないが、例えば特開２００６−１７１３４６号公報に記載されたアクチュエータ等を用いることができる。尚、偏光ビームスプリッタＰＢＳと第１のセンサレンズＳＮ１までの距離は、偏光ビームスプリッタＰＢＳと第２のセンサレンズＳＮ２までの距離より長くなっている。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、ＢＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、ＴＮ型液晶ＴＮに所定の電圧を加える。更に、偏光ビームスプリッタＰＢＳを図示の第１の位置に回転させ、透過反射面ＴＲＰを下方に向ける。
【００２８】
光源としての半導体レーザＬＤ（ここで、波長λ１＝４０５ｎｍ）から出射された光束は、第１の偏光方向を有しており、コリメータＣＬで平行光束とされた後、ＴＮ型液晶ＴＮに入射するが、このときは図３（ａ）に示すように偏光方向は変わらない。従って、第１の偏光方向のままＴＮ型液晶ＴＮを出射した光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過した後、偏光回折素子ＨＯＥが平行平板として機能する（倍率ｍ１＝０）ため、平行光束のままλ／４波長板ＱＷＰに入射し、円偏光に変換されて開口数ＮＡが０．８５の対物レンズＯＢＪにより、ＢＤの保護基板（ここで、厚さｔ１＝０．１ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する（図４（ａ）参照）。
【００２９】
そして情報記録面で情報ピットにより変調された光束は、再び対物レンズＯＢＪを通過し、更にλ／４波長板ＱＷＰに入射して、入射時とは偏光方向が９０度異なる第２の偏光方向である直線偏光に変換され、偏光回折素子ＨＯＥに入射する。かかる場合、偏光回折素子ＨＯＥが回折作用を発揮するので、その倍率に応じた発散光束が出射されることとなる（図４（ｂ）参照）。かかる発散光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳの透過反射面ＴＲＰで下方（第１の方向）に反射され、かかる反射光束は、第１のセンサレンズＳＮ１で集光され、第１の光検出器ＰＤ１の受光面に集光スポットを形成する。そ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。
【００３０】
また、第１の光検出器ＰＤ１上でのスポットの形状変化、位置変化による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、不図示のアクチュエータが、半導体レーザＬＤからの光束をＢＤの情報記録面上に結像するように対物レンズＯＢＪを移動させるようになっている。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示すように、ＨＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、ＴＮ型液晶ＴＮに所定の電圧を加えない。更に、偏光ビームスプリッタＰＢＳを図示の第２の位置に回転させ、透過反射面ＴＲＰを側方に向ける。
【００３２】
光源としての半導体レーザＬＤ（ここで、波長λ１＝４０５ｎｍ）から出射された光束は、第１の偏光方向を有しており、コリメータＣＬで平行光束とされた後、ＴＮ型液晶ＴＮに入射するが、このとき図３（ｂ）に示すように偏光方向が９０度変わる。従って、第２の偏光方向に変換されてＴＮ型液晶ＴＮを出射した光束が、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、偏光回折素子ＨＯＥに入射したときに、偏光回折素子ＨＯＥが回折作用を発揮するため（倍率ｍ２≠０）ため、有効径外（ここでは、ＮＡ０．６５より大きい部分）を通過する光束は回折作用によりフレア光となり、且つ有効径内（ここでは、ＮＡ０．６５以下の部分）の光束が回折作用により発散光とされる。かかる発散光束は、λ／４波長板ＱＷＰに入射し、円偏光に変換されて開口数ＮＡが０．８５の対物レンズＯＢＪより、ＨＤの保護基板（ここで、厚さｔ２＝０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する（図５（ａ）参照）。
【００３３】
そして情報記録面で情報ピットにより変調された光束は、再び対物レンズＯＢＪを通過し収束光束となって、λ／４波長板ＱＷＰに入射して、入射時とは偏光方向が９０度異なる第１の偏光方向である直線偏光に変換され、偏光回折素子ＨＯＥに入射する。かかる場合、偏光回折素子ＨＯＥは平行平板として機能するので、入射時と同じ収束角の収束光束が出射されることとなる（図５（ｂ）参照）。かかる収束光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳで側方（第２の方向）に反射され、その反射光束は、第２のセンサレンズＳＮ２で集光され、第２の光検出器ＰＤ２の受光面に集光スポットを形成する。そ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。
【００３４】
また、第２の光検出器ＰＤ２上でのスポットの形状変化、位置変化による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、不図示のアクチュエータが、半導体レーザＬＤからの光束をＨＤの情報記録面上に結像するように対物レンズＯＢＪを移動させるようになっている。
【００３５】
尚、偏光ビームスプリッタは、偏光方向の異なる透過反射面を複数設けておき、光ディスクの種類に応じて、いずれかの透過反射面を光路内に挿入するようにしても良い。この場合、透過反射面からの光束の反射方向に、それぞれセンサレンズと光検出器とを配置する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ＴＮ（ツイスト・ネマティック）型液晶の構成を示す概略断面図である。
【図２】偏光ホログラム素子の構成を示す概略断面図である。
【図３】光ディスクＢＤ、ＨＤに対して適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵの構成を概略的に示す図である。
【図４】図４（ａ）は、偏光ホログラム素子からＢＤに向かう光束の偏光状態と発散又は収束状態を模式的に示した図であり、図４（ｂ）は、ＢＤから偏光ホログラム素子に向かう光束の偏光状態と発散又は収束状態を模式的に示した図である。
【図５】図５（ａ）は、偏光ホログラム素子からＨＤに向かう光束の偏光状態と発散又は収束状態を模式的に示した図であり、図５（ｂ）は、ＨＤから偏光ホログラム素子に向かう光束の偏光状態と発散又は収束状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
ＣＬ コリメータ
Ｈ１ ガラス板
Ｈ２ 等方性媒質
Ｈ３ 複屈折媒質
ＨＯＥ 偏光回折素子
ＬＤ 半導体レーザ
ＯＢＪ 対物レンズ
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ１ 第１の光検出器
ＰＤ２ 第２の光検出器
ＰＵ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＳＮ１ 第１のセンサレンズ
ＳＮ２ 第２のセンサレンズ
ＴＮ ＴＮ型液晶
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関し、特に高密度光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うのに好適な光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を「記録／再生」と記載する）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、ＮＡ０．６５、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層あたり１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能である。また別な例として、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、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５〜２５ＧＢ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。
【０００３】
ところで、一方の高密度光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダの製品としての価値は十分なものとはいえない。ここで、波長が同じ光束を用いて、異なる種類の高密度光ディスクに互換可能に情報の記録及び／又は再生を行う場合、複数種類の集光光学系を用いれば、異なる光ディスクに応じて最適な集光スポットの形成ができるが、光ピックアップ装置のコンパクト化・低コスト化が図れないという問題がある。そこで、特許文献１においては、通過する光束の偏光方向に応じて回折効果が異なるようにした偏光ホログラム素子を用いて、同一の光源波長を有する２つの光源を用いて異なる光ディスクに対する互換使用を可能としている。
【特許文献１】特開２００４−３２６８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１の光ピックアップ装置では、偏光ホログラム素子を用いて偏光方向に応じて倍率を変えるようにしているので、例えばＢＤとＨＤとで、どのように光検出器を設けるかという問題がある。又、特許文献１の光ピックアップ装置では、λ／４波長板を光路内に挿入していないので、光ディスクの情報記録面上に集光されるスポット光が円偏光でなく直線偏光となってしまい、それにより集光スポット形が楕円となることが多いため、ピットの読み取り性が低下するという問題がある。かかる問題は、ＤＶＤやＣＤ使用時など比較的低い開口数で用いる場合には問題になる恐れは少ないが、ＢＤ使用時等の比較的高い開口数で用いる場合に問題がより顕在化することとなる。集光スポットの形状を整形するために、ビームシェイパ等を設けることもできるが、所望の光学特性を確保しづらいという問題がある。
【０００５】
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、コンパクト且つ低コストでありながら異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行えるピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、光束を射出する光源と、前記光束を厚さｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、また前記光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、前記第１光ディスクの情報記録面上で反射した光束を受光する第１の光検出器と、前記第２光ディスクの情報記録面上で反射した光束を受光する第２の光検出器とを有し、前記対物光学素子が、前記光源からの光束を、厚さｔ１の前記保護基板を介して前記第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっていると共に、前記光源からの光束を、厚さｔ２の前記保護基板を介して前記第２光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置であって、
入射した光束の偏光方向を第１の偏光方向又は第２の偏光方向に選択的に切り換える偏光面切換素子と、
前記偏光面切換素子と前記対物光学素子との間に配置され、入射した直線偏光の光束を円偏光の光束に変換して出射し、又は入射した円偏光の光束を直線偏光の光束に変換して出射する位相素子と、
前記偏光面切換素子と前記位相素子との間に配置され、通過する前記第１の偏光方向の光束に対しては、第１の倍率を与え、通過する前記第２の偏光方向の光束に対しては、前記第１の倍率とは異なる第２の倍率を与える選択性光学素子と、
前記光源と前記偏光面切換素子との間に配置され、入射した光束の直線偏光の方向に応じて透過もしくは反射させる偏光ビームスプリッタと、を有し、
前記偏光ビームスプリッタは第１の位置と第２の位置との間で移動可能となっており、前記第１光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第１の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第１の方向に反射され、前記第１の光検出器に入射し、また前記第２光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第２の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第２の方向に反射され、前記第２の光検出器に入射するようになっていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、前記選択性光学素子が、通過する前記第１の偏光方向の光束に対しては、第１の倍率を与え、通過する前記第２の偏光方向の光束に対しては、前記第１の倍率とは異なる第２の倍率を与えるので、これにより保護基板の厚さに起因する球面収差を補正して、第１光ディスク及び第２光ディスクのいずれに対しても適切に情報の記録及び／又は再生を行える。又、前記偏光ビームスプリッタは第１の位置と第２の位置との間で移動可能となっており、前記第１光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第１の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第１の方向に反射され、前記第１の光検出器に入射し、また前記第２光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第２の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第２の方向に反射され、前記第２の光検出器に入射するようになっているので、前記選択性光学素子が異なる倍率を与えた場合でも、前記第１光ディスクの情報記録面からの反射光と、前記第２光ディスクの情報記録面からの反射光とを、適切に受光することができる。又、前記位相素子としてλ／４波長板などを用いることで、光ディスクの情報記録面上に円偏光の光束が集光されるので、円形の良好なスポット光を形成することができ、ピットの読み取り性を高めることができる。更に、前記偏光ビームスプリッタを用いることで、前記λ／４波長板を２回（往復）通過した光束の偏波面を変更することにより、前記光源からの光束の光路と、前記光検出器への光束の光路とを分岐でき、前記光源と前記光検出器とを任意の位置に配置できる。
【０００８】
偏光面切換素子の例としては、以下が挙げられる。
（１）ＴＮ（ツイスト・ネマティック）型液晶
紙面に平行な方向（第１の偏光方向）に偏光する光束がＴＮ型液晶に入射するものとした場合、液晶に電圧を加えないときは、図１（ａ）に示すように、入射した光束は、ＴＮ型液晶により偏光方向を９０度変えられ紙面に垂直な方向（第２の偏光方向）に偏光方向を変えて出射するようになる。一方で、液晶に電圧を加えたときは、図１（ｂ）に示すように、入射した光束は、ＴＮ型液晶により偏光方向を変えられずに、紙面に平行な方向（第１の偏光方向）のまま透過する。
（２）λ／２板
ＢＤの使用時には、ＨＤの使用時の状態から光軸回りに４５度回転させることで、偏光方向を９０度変えられる。
【０００９】
光源波長の好ましい範囲は、３５０〜４４０ｎｍである。又、前記第１光ディスクの好ましい例はＢＤであり、前記２光ディスクの好ましい例はＨＤである。従って、前記第１の光ディスクの保護基板における厚さｔ１の好ましい範囲は、０．０７５０≦ｔ１（ｍｍ）≦０．１１２５であり、前記第２の光ディスクの保護基板における厚さｔ２の好ましい範囲は、０．５≦ｔ２（ｍｍ）≦０．７である。
【００１０】
第１光ディスクと第２光ディスクとは、同一波長の光束を用いて情報の記録及び／又は再生が行われるものである。単一の光源からの光束が第１光ディスクと第２光ディスクに用いられると好ましいが、同一の波長の光束を出射する複数の光源を用いることを妨げるものではない。但し、光ピックアップ装置が、出射される光束の波長が異なる他の光源を搭載し、第１光ディスクや第２光ディスクとは異なる第３光ディスク或いは第４光ディスクの情報記録面に対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行うことを排除するものではない。
【００１１】
第１光ディスクの情報記録面上で反射された光束と、第２光ディスクの情報記録面上で反射された光束とは、倍率が異なるため、偏光ビームスプリッタから第１の受光素子までの光路長と、偏光ビームスプリッタから第２の受光素子までの光路長とを、異ならせることにより、それぞれの受光素子上で良好なスポットを形成するようにしている。ここで、「良好なスポットを形成する」とは、読み取りエラーがなく正確に情報の記録及び／又は再生を行える程度のスポットを光検出器の受光面に形成することをいう。
【００１２】
特に、ＢＤのような透明基板の厚さが薄い光ディスクにおいては、偏光ビームスプリッタから第１の受光素子までの光路長を長く取り、ＨＤのような透明基板の厚さが厚い光ディスクにおいては、偏光ビームスプリッタから第２の受光素子までの光路長を短く取ることが好ましい。
【００１３】
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、前記偏光ビームスプリッタは光軸回りに回転移動することを特徴とする。例えば、前記偏光ビームスプリッタは光軸回りに９０度回転させることが好ましい。
【００１４】
請求項３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、前記偏光ビームスプリッタは、方向の異なる複数の透過反射面を備えており、移動することによって光路内にいずれかの透過反射面が挿入されることを特徴とする。「透過反射面」とは、第１の偏光方向の光束は透過するが、第２の偏光方向の光束は反射する特性を有する面をいう。
【００１５】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記選択性光学素子は、前記第１光ディスクの保護基板ｔ１と、前記第２光ディスクの保護基板ｔ２の厚さの差に起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする。
【００１６】
前記選択性光学素子に、倍率変更の機能に加えて、入射光束の偏光方向に応じて球面収差を発生させる機能を組み合わせても良いが、倍率変更の機能のみ設けた方が光学系構成を単純化できる。ここで、「組み合わせる」とは、選択性光学素子自体に、入射光束の偏光方向に応じて球面収差を発生させる機能を付加しても良いし、入射光束の偏光方向に応じて球面収差を発生させる別個の素子を追加しても良い。例えば、第２光ディスクを用いるときは、アンダーの球面収差を発生させるような素子を用い、保護基板の厚さが厚くなることによって発生するオーバーの球面収差を低減するようにしても良い。
【００１７】
前記選択性光学素子は、以下の条件式を満たすように、選択的に倍率を変更することが望ましい。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２
−０．１０＜ｍ２＜０．００
但し、
ｍ１：第１光ディスク（又は第２光ディスク）に対して情報を記録／再生する際の、対物光学素子への入射光束の倍率
ｍ２：第２光ディスク（又は第１光ディスク）に対して情報を記録／再生する際の、対物光学素子への入射光束の倍率
【００１８】
選択性光学素子の例としては、光束の偏光方向によって選択的に光束を回折させ、与える収差量を異ならせることができる「偏光回折素子」が挙げられる。
【００１９】
偏光回折素子の具体例としては、例えば等方性媒質と複屈折媒質とを回折状に組み合わせた偏光ホログラム素子が挙げられる。偏光ホログラム素子は、図２に示す光軸直交方向部分断面形状を有している。図２において、偏光ホログラム素子は、等方性媒質Ｈ２と複屈折媒質Ｈ３とこれらを挟むようにして配置された一対のガラス板Ｈ１、Ｈ１とからなる。複屈折媒質Ｈ３は、図２に示すように入射光の進行方向での断面が鋸歯状に形成され、円心部から円周に同心円に多数形成された形状とされた回折構造を有している。その具体的な形状は図示のものに限定されない。他の鋸歯状であっても良く、鋸歯の斜面を階段状にしても良い。等方性媒質Ｈ２はこの複屈折媒質Ｈ３と相補的な形状であり、複屈折媒質の鋸歯状に形成された面に密着している。等方性媒質Ｈ２は、入射光に対して屈折率ｎを持つ物質であり、複屈折媒質Ｈ３は入射光の偏光面が所定の方向である場合には屈折率ｎ、入射光の偏光面が所定の方向に直交する場合には屈折率ｎ’となる特性を有している。すなわち、偏光面切換素子を通過した光束が所定の偏光状態で偏光ホログラム素子に入射する際に、偏光ホログラム素手が、０以外の所定の回折次数で回折効率が最大となる回折光を発生させるようになっている。
【００２０】
光源から出射された光束は、例えば偏光面切換素子であるＴＮ型液晶を通過することにより、例えばＢＤの記録再生を行う場合と、ＨＤの記録再生を行う場合とで、偏光面を９０度異ならせており、ＢＤの記録再生を行う際の光束の偏光面を所定の方向とすると、偏光ホログラム素子を通過しても均質な平行平面媒質を通過したのと同じであるため発散角は変更されず、そのままの状態で対物レンズに入射するので、０．１ｍｍの保護層を有するＢＤに対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００２１】
一方、ＨＤの記録再生を行う際には、光束は偏光ホログラム素子内の屈折率ｎ、ｎ’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの回折効果が生じ、発散角や球面収差を変更して対物レンズに入射するので、同じ対物レンズを用いた場合でも、０．６ｍｍの保護層を有するＨＤに対して、球面収差を補正して適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００２２】
更に、ＨＤ使用時には偏光ホログラムの選択的回折作用により、有効径の外側の光束がスポット結像に寄与しないようにフレア化させることで、偏光ホログラム素子に絞り機能を持たせることもできる。このとき、偏光ホログラム素子が、偏光面が互いに直交する所定の波長の入射光に対し、少なくとも一方の入射光に対し回折効率が８５％以上で回折する回折光を発生させることが好ましい。
【００２３】
尚、例えばＢＤとＨＤとは同じ青紫色レーザ光を使用するにも関わらず、開口数ＮＡが異なる。そこで、例えば前記第２の偏光方向の光束のみ前記選択性光学素子を介して要求開口数以上の光束をフレア化させることで、絞りの効果を与えることもできる。特に第２光ディスクを用いている場合は、所定の開口数の外を通る光束はフレアにし、第１光ディスクを用いている場合は、所定の開口数の外を通る光束も情報記録面上に集光できるように収差付与することが好ましい。又は、所定開口数以上の光束を透過させたり、透過させなくしたりする液晶シャッタやメカニカルシャッタなどの開口制限手段を設け、開口数が異なる第１光ディスク使用時と、第２光ディスク使用時とに対応可能としても良い。
【００２４】
請求項５に記載の光情報記録再生装置は、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を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、コンパクト且つ低コストでありながら異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行えるピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図３は、光ディスクＢＤ、ＨＤに対して適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。本実施の形態においては、コリメータＣＬと対物レンズＯＢＪとの間に、偏光面切換素子としてＴＮ型液晶ＴＮと、偏光ビームスプリッタＰＢＳと、選択性光学素子として偏光回折素子ＨＯＥと、λ／４波長板ＱＷＰとが配置されている。ＴＮ型液晶ＴＮと偏光回折素子ＨＯＥの構成については上述しているので、その説明は省略する。又、偏光ビームスプリッタＰＢＳの下方には、第１のセンサレンズＳＮ１と、第１の光検出器ＰＤが配置され、偏光ビームスプリッタＰＢＳの側方には、第２のセンサレンズＳＮ１と、第２の光検出器ＰＤが配置されている。ここでは、偏光ビームスプリッタＰＢＳを光軸回りに回転させるアクチュエータは図示していないが、例えば特開２００６−１７１３４６号公報に記載されたアクチュエータ等を用いることができる。尚、偏光ビームスプリッタＰＢＳと第１のセンサレンズＳＮ１までの距離は、偏光ビームスプリッタＰＢＳと第２のセンサレンズＳＮ２までの距離より長くなっている。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、ＢＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、ＴＮ型液晶ＴＮに所定の電圧を加える。更に、偏光ビームスプリッタＰＢＳを図示の第１の位置に回転させ、透過反射面ＴＲＰを下方に向ける。
【００２８】
光源としての半導体レーザＬＤ（ここで、波長λ１＝４０５ｎｍ）から出射された光束は、第１の偏光方向を有しており、コリメータＣＬで平行光束とされた後、ＴＮ型液晶ＴＮに入射するが、このときは図３（ａ）に示すように偏光方向は変わらない。従って、第１の偏光方向のままＴＮ型液晶ＴＮを出射した光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過した後、偏光回折素子ＨＯＥが平行平板として機能する（倍率ｍ１＝０）ため、平行光束のままλ／４波長板ＱＷＰに入射し、円偏光に変換されて開口数ＮＡが０．８５の対物レンズＯＢＪにより、ＢＤの保護基板（ここで、厚さｔ１＝０．１ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する（図４（ａ）参照）。
【００２９】
そして情報記録面で情報ピットにより変調された光束は、再び対物レンズＯＢＪを通過し、更にλ／４波長板ＱＷＰに入射して、入射時とは偏光方向が９０度異なる第２の偏光方向である直線偏光に変換され、偏光回折素子ＨＯＥに入射する。かかる場合、偏光回折素子ＨＯＥが回折作用を発揮するので、その倍率に応じた発散光束が出射されることとなる（図４（ｂ）参照）。かかる発散光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳの透過反射面ＴＲＰで下方（第１の方向）に反射され、かかる反射光束は、第１のセンサレンズＳＮ１で集光され、第１の光検出器ＰＤ１の受光面に集光スポットを形成する。そ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。
【００３０】
また、第１の光検出器ＰＤ１上でのスポットの形状変化、位置変化による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、不図示のアクチュエータが、半導体レーザＬＤからの光束をＢＤの情報記録面上に結像するように対物レンズＯＢＪを移動させるようになっている。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示すように、ＨＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、ＴＮ型液晶ＴＮに所定の電圧を加えない。更に、偏光ビームスプリッタＰＢＳを図示の第２の位置に回転させ、透過反射面ＴＲＰを側方に向ける。
【００３２】
光源としての半導体レーザＬＤ（ここで、波長λ１＝４０５ｎｍ）から出射された光束は、第１の偏光方向を有しており、コリメータＣＬで平行光束とされた後、ＴＮ型液晶ＴＮに入射するが、このとき図３（ｂ）に示すように偏光方向が９０度変わる。従って、第２の偏光方向に変換されてＴＮ型液晶ＴＮを出射した光束が、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、偏光回折素子ＨＯＥに入射したときに、偏光回折素子ＨＯＥが回折作用を発揮するため（倍率ｍ２≠０）ため、有効径外（ここでは、ＮＡ０．６５より大きい部分）を通過する光束は回折作用によりフレア光となり、且つ有効径内（ここでは、ＮＡ０．６５以下の部分）の光束が回折作用により発散光とされる。かかる発散光束は、λ／４波長板ＱＷＰに入射し、円偏光に変換されて開口数ＮＡが０．８５の対物レンズＯＢＪより、ＨＤの保護基板（ここで、厚さｔ２＝０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する（図５（ａ）参照）。
【００３３】
そして情報記録面で情報ピットにより変調された光束は、再び対物レンズＯＢＪを通過し収束光束となって、λ／４波長板ＱＷＰに入射して、入射時とは偏光方向が９０度異なる第１の偏光方向である直線偏光に変換され、偏光回折素子ＨＯＥに入射する。かかる場合、偏光回折素子ＨＯＥは平行平板として機能するので、入射時と同じ収束角の収束光束が出射されることとなる（図５（ｂ）参照）。かかる収束光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳで側方（第２の方向）に反射され、その反射光束は、第２のセンサレンズＳＮ２で集光され、第２の光検出器ＰＤ２の受光面に集光スポットを形成する。そ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。
【００３４】
また、第２の光検出器ＰＤ２上でのスポットの形状変化、位置変化による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、不図示のアクチュエータが、半導体レーザＬＤからの光束をＨＤの情報記録面上に結像するように対物レンズＯＢＪを移動させるようになっている。
【００３５】
尚、偏光ビームスプリッタは、偏光方向の異なる透過反射面を複数設けておき、光ディスクの種類に応じて、いずれかの透過反射面を光路内に挿入するようにしても良い。この場合、透過反射面からの光束の反射方向に、それぞれセンサレンズと光検出器とを配置する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ＴＮ（ツイスト・ネマティック）型液晶の構成を示す概略断面図である。
【図２】偏光ホログラム素子の構成を示す概略断面図である。
【図３】光ディスクＢＤ、ＨＤに対して適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵの構成を概略的に示す図である。
【図４】図４（ａ）は、偏光ホログラム素子からＢＤに向かう光束の偏光状態と発散又は収束状態を模式的に示した図であり、図４（ｂ）は、ＢＤから偏光ホログラム素子に向かう光束の偏光状態と発散又は収束状態を模式的に示した図である。
【図５】図５（ａ）は、偏光ホログラム素子からＨＤに向かう光束の偏光状態と発散又は収束状態を模式的に示した図であり、図５（ｂ）は、ＨＤから偏光ホログラム素子に向かう光束の偏光状態と発散又は収束状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
ＣＬ コリメータ
Ｈ１ ガラス板
Ｈ２ 等方性媒質
Ｈ３ 複屈折媒質
ＨＯＥ 偏光回折素子
ＬＤ 半導体レーザ
ＯＢＪ 対物レンズ
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ１ 第１の光検出器
ＰＤ２ 第２の光検出器
ＰＵ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＳＮ１ 第１のセンサレンズ
ＳＮ２ 第２のセンサレンズ
ＴＮ ＴＮ型液晶
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を射出する光源と、前記光束を厚さｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、また前記光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、前記第１光ディスクの情報記録面上で反射した光束を受光する第１の光検出器と、前記第２光ディスクの情報記録面上で反射した光束を受光する第２の光検出器とを有し、前記対物光学素子が、前記光源からの光束を、厚さｔ１の前記保護基板を介して前記第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっていると共に、前記光源からの光束を、厚さｔ２の前記保護基板を介して前記第２光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置であって、
入射した光束の偏光方向を第１の偏光方向又は第２の偏光方向に選択的に切り換える偏光面切換素子と、
前記偏光面切換素子と前記対物光学素子との間に配置され、入射した直線偏光の光束を円偏光の光束に変換して出射し、又は入射した円偏光の光束を直線偏光の光束に変換して出射する位相素子と、
前記偏光面切換素子と前記位相素子との間に配置され、通過する前記第１の偏光方向の光束に対しては、第１の倍率を与え、通過する前記第２の偏光方向の光束に対しては、前記第１の倍率とは異なる第２の倍率を与える選択性光学素子と、
前記光源と前記偏光面切換素子との間に配置され、入射した光束の直線偏光の方向に応じて透過もしくは反射させる偏光ビームスプリッタと、を有し、
前記偏光ビームスプリッタは第１の位置と第２の位置との間で移動可能となっており、前記第１光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第１の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第１の方向に反射され、前記第１の光検出器に入射し、また前記第２光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第２の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第２の方向に反射され、前記第２の光検出器に入射するようになっていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記偏光ビームスプリッタは光軸回りに回転移動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装置。
【請求項３】
前記偏光ビームスプリッタは、方向の異なる複数の透過反射面を備えており、移動することによって光路内にいずれかの透過反射面が挿入され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。
【請求項４】
前記選択性光学素子は、前記第１光ディスクの保護基板ｔ１と、前記第２光ディスクの保護基板ｔ２の厚さの差に起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
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を用いたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１】
光束を射出する光源と、前記光束を厚さｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、また前記光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、前記第１光ディスクの情報記録面上で反射した光束を受光する第１の光検出器と、前記第２光ディスクの情報記録面上で反射した光束を受光する第２の光検出器とを有し、前記対物光学素子が、前記光源からの光束を、厚さｔ１の前記保護基板を介して前記第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっていると共に、前記光源からの光束を、厚さｔ２の前記保護基板を介して前記第２光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置であって、
入射した光束の偏光方向を第１の偏光方向又は第２の偏光方向に選択的に切り換える偏光面切換素子と、
前記偏光面切換素子と前記対物光学素子との間に配置され、入射した直線偏光の光束を円偏光の光束に変換して出射し、又は入射した円偏光の光束を直線偏光の光束に変換して出射する位相素子と、
前記偏光面切換素子と前記位相素子との間に配置され、通過する前記第１の偏光方向の光束に対しては、第１の倍率を与え、通過する前記第２の偏光方向の光束に対しては、前記第１の倍率とは異なる第２の倍率を与える選択性光学素子と、
前記光源と前記偏光面切換素子との間に配置され、入射した光束の直線偏光の方向に応じて透過もしくは反射させる偏光ビームスプリッタと、を有し、
前記偏光ビームスプリッタは第１の位置と第２の位置との間で移動可能となっており、前記第１光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第１の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第１の方向に反射され、前記第１の光検出器に入射し、また前記第２光ディスクの情報記録面から反射した光束は、前記第２の位置に移動した前記偏光ビームスプリッタで第２の方向に反射され、前記第２の光検出器に入射するようになっていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記偏光ビームスプリッタは光軸回りに回転移動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装置。
【請求項３】
前記偏光ビームスプリッタは、方向の異なる複数の透過反射面を備えており、移動することによって光路内にいずれかの透過反射面が挿入され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。
【請求項４】
前記選択性光学素子は、前記第１光ディスクの保護基板ｔ１と、前記第２光ディスクの保護基板ｔ２の厚さの差に起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
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を用いたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１０８３９３（Ｐ２００８−１０８３９３Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９２６０８（Ｐ２００６−２９２６０８）
【出願日】平成１８年１０月２７日（２００６．１０．２７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２７日（２００６．１０．２７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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