JP2006012202A - Optical path correcting apparatus and optical pickup using the same - Google Patents
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本発明は光路補正装置とこれを用いた光ピックアップに関し、特に2波長レーザ部が出射する偏光方向が互いに平行な二つの異なる波長の直線偏光の光路を補正した後、同一光路上を伝搬する前記出射光を円偏光とすると共に、光ディスクより反射するレーザ光を入射して光路補正した後にモニター光検出部に出射する光路補正装置とこれを用いた光ピックアップに関するものである。 The present invention relates to an optical path correction device and an optical pickup using the same, and in particular, after correcting optical paths of two different wavelengths of linearly polarized light whose polarization directions emitted from a two-wavelength laser unit are parallel to each other, propagates on the same optical path. The present invention relates to an optical path correction apparatus that emits light to a monitor light detection unit after making outgoing light circularly polarized light and correcting the optical path by entering laser light reflected from an optical disk, and an optical pickup using the same.
光ディスク装置や光磁気ディスク装置に用いられる光ピックアップは、CDやDVDといった種類の異なる光ディスクに対応するため、波長の異なる複数のレーザ光を使用する構造となっている。
そこで従来、二つのレーザ光を同一光路で伝搬させるため、二つのレーザダイオード(以降、LDと称す)を光路が互いに直交するよう配置すると共に、その交点にダイクロイックプリズムを所定の光路方向で配置して、一方のレーザダイオードが出射するレーザ光はダイクロイックプリズムに入射して分離面を透過させ、直交配置された他方のレーザダイオードが出射するレーザ光は前記ダイクロイックプリズムに入射させて分離面で90°反射させることにより、前記二つのレーザ光を同じ光路で伝搬させて、二つのレーザ光に対応した光ピックアップを構成していた。
ところが、このような従来の2波長合成方法では、二つのLDを用いること、及びこれらの光路を互いに直交するよう配置しなければならないため、光ピックアップの小型化が困難であった。
Optical pickups used in optical disk devices and magneto-optical disk devices have a structure that uses a plurality of laser beams having different wavelengths in order to support different types of optical disks such as CDs and DVDs.
Therefore, conventionally, in order to propagate two laser beams in the same optical path, two laser diodes (hereinafter referred to as LDs) are arranged so that the optical paths are orthogonal to each other, and a dichroic prism is arranged at the intersection in a predetermined optical path direction. The laser light emitted from one laser diode is incident on the dichroic prism and transmitted through the separation surface, and the laser light emitted from the other laser diode arranged orthogonally is incident on the dichroic prism and is 90 ° on the separation surface. By reflecting the two laser beams, the two laser beams are propagated in the same optical path, and an optical pickup corresponding to the two laser beams is configured.
However, in such a conventional two-wavelength synthesizing method, it is difficult to reduce the size of the optical pickup because two LDs are used and their optical paths must be arranged orthogonal to each other.
一方、近年モノリシック型集積型の2波長レーザが提案され実用化されつつある。この2波長レーザは、一つの半導体基板上に二つの異なる波長(例えば、650nm、780nm)のレーザ光源を形成したものであり、二つのレーザ光源は所定の距離(数十〜百数十μm)だけ離れて配置され、二つの異なる波長の平行光を出射している。そこで、このような2波長レーザを光ピックアップに用いるためには、二つのレーザ光を同一光路に伝搬させるために光路補正機能が必要となる。 On the other hand, in recent years, monolithic integrated two-wavelength lasers have been proposed and put into practical use. This two-wavelength laser is obtained by forming laser light sources having two different wavelengths (for example, 650 nm and 780 nm) on one semiconductor substrate, and the two laser light sources have a predetermined distance (several tens to hundreds of tens μm). Are spaced apart and emit parallel light of two different wavelengths. Therefore, in order to use such a two-wavelength laser for an optical pickup, an optical path correction function is required in order to propagate two laser beams to the same optical path.
このような光路補正機能の手段として、特開2001−283457号公報に開示された手法がある。
図7は、特開2001−283457号公報に開示された従来の光路補正装置の原理を説明するための図である。図7において、光路補正装置1は、複屈折板2により構成しており、該複屈折板2は、2波長レーザ3から出射する波長650nmのレーザ光L1、波長780nmのレーザ光L2を入射し、且つ、レーザ光L1の偏波面とレーザ光L2の偏光方向とは互いに直交しているものとする。複屈折性を有する結晶である複屈折板2は、光学軸A0が主表面と45°の角度をなすよう板状に切り出したものである。
このように構成することで、レーザ光L2は光学軸A0に対して常光線となるので複屈折板2を直進して透過する。これに対し、レーザ光L1は光学軸A0に対して異常光線となるので複屈折板2にて屈折して透過することになる。この時、複屈折板2の板厚tを適切に設定することにより、二つのレーザ光を同一光路上に出射することが可能となる。
As means for such an optical path correction function, there is a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-283457.
FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of a conventional optical path correction device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-283457. In FIG. 7, the optical
With this configuration, transmitted straight through
一方、図7に示した従来の光路補正手法は、二つのレーザ光の偏光方向が互いに直交していることが必要であるが、モノリシック集積型の2波長レーザは、一つの半導体基板に二つの異なる波長のレーザ光源を形成するので、出射する二つのレーザ光線の直線偏光の偏光方向が同じとなるのが一般的である。2波長レーザは、製造プロセス上の制約から偏光方向を互いに直交させることは容易ではなく量産に不向きで高価になるため、モノリシック集積型の2波長レーザを上記の光路補正手法に適用することは現実的ではなかった。 On the other hand, the conventional optical path correction method shown in FIG. 7 requires that the polarization directions of two laser beams are orthogonal to each other, but a monolithic integrated two-wavelength laser has two Since laser light sources having different wavelengths are formed, the polarization directions of the linearly polarized light of the two emitted laser beams are generally the same. Since the two-wavelength lasers are not easy to make the polarization directions orthogonal to each other due to restrictions on the manufacturing process and are unsuitable for mass production and expensive, it is practical to apply a monolithic integrated two-wavelength laser to the above optical path correction method. It was not right.
そこで、この点を解決する光路補正手法として、本願発明者らは特願2003−155617号において以下の手法を提起した。
図8は、特願2003−155617号により提起した光路補正装置の原理を説明するための図である。光路補正装置4は、波長板5と複屈折板2とを備えており、2波長レーザ6の前方に配置する。
2波長レーザ6から出射される波長650nmのレーザ光L1、及び波長780nmのレーザ光L2は互いに平行な偏光方向を有する直線偏光であり、光路間隔dにて平行に伝搬する。
波長板5は、複屈折性を有する結晶もしくは高分子フィルムであり、2波長レーザ6から出射された一方のレーザ光L2の偏光方向を90°回転させ、他方のレーザ光L1の偏光方向は回転しないままに透過させることにより、レーザ光L1とL2は互いに直交した直線偏光となるよう構成されている。
Therefore, as an optical path correction method for solving this point, the present inventors have proposed the following method in Japanese Patent Application No. 2003-155617.
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of the optical path correction device proposed by Japanese Patent Application No. 2003-155617. The optical
Laser light L1 having a wavelength of 650 nm and laser light L2 having a wavelength of 780 nm emitted from the two-
The
複屈折板2は、図7に示した複屈折板と同一のもので、複屈折性を有する結晶もしくは液晶からなり、その光学軸は一方のレーザ光L2の偏光方向と同一平面を有するよう構成されている。
この時、波長板5から入射するレーザ光L2は光学軸A0に対して常光線となるのでそのまま直進して複屈折板2を透過し、レーザ光L2と偏光方向が直交するレーザ光L1は、複屈折板2の光学軸A0に対して異常光線となるので屈折して透過することになる。この屈折したレーザ光L1が複屈折板2を出射する際にレーザ光L2と同じ光路を伝搬するよう複屈折板2の板厚tを設定してある。
このように波長板5と複屈折板2が協働して、所定の光路間隔dで平行に伝搬し、且つ同じ偏光方向を有する二つのレーザ光を、同一の光路上に伝搬するよう光路補正をすることが可能となる。
At this time, the laser beam L1 laser light L2 since the ordinary ray to the optical axis A 0 which is transmitted through the
In this way, the
しかしながら従来の光路補正装置は、光ピックアップに用いる際に次のような問題を抱えていた。
図9は、2波長レーザを用いた従来の光路補正装置を光ピックアップに適応した場合の模式図の例を示すものである。光ピックアップ7は、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する2波長レーザ6と、一方の直線偏光の偏光方向を90°回転させる波長板5と、二つの直線偏光を同一の光路上に伝搬するよう光路補正をする複屈折板2と、該複屈折板2を透過する直線偏光のレーザ光を所定の比率で分離するハーフミラー8と、該ハーフミラー8が分離面で90°反射する前記レーザ光を光ディスク9のピット10に集光させる対物レンズ11と、光ディスク9に形成されたピット10上で反射された前記レーザ光を前記対物レンズ11と前記ハーフミラー8を経由して検出する光検出器12と、前記ハーフミラー8の分離面を透過する2波長レーザ6の出射レベルをモニターするモニター光検出器13とにより構成する。
However, the conventional optical path correction device has the following problems when used for an optical pickup.
FIG. 9 shows an example of a schematic diagram when a conventional optical path correction device using a two-wavelength laser is applied to an optical pickup. The optical pickup 7 includes a two-
図9の動作を説明すると、2波長レーザ6から出射される、例えば波長650nmのレーザ光L1、或いは波長780nmのレーザ光L2は互いに平行な偏光方向を有する直線偏光であり、光路間隔dにて平行に伝搬し、波長板5へ入射する。波長板5は、2波長レーザ6から出射された一方のレーザ光L2の直線偏光を90°回転させ、他方のレーザ光L1の直線偏光は回転しないままに透過することにより、レーザ光L1とL2は互いに直交した直線偏光を有するよう構成されている。次に波長板5を透過するレーザ光を複屈折板2に入射する。複屈折板2は、複屈折性を有しその主断面(光学軸と入射光軸とを含む面に平行な面)が一方の前記波長板5を通過したレーザ光L2の直線偏光と直交するよう構成されている。そこで、レーザ光L2は光学軸に対して直交するので常光線となりそのまま直進して複屈折板2を透過し、前記波長板5を通過したレーザ光L1の直線偏光はレーザ光L2の直線偏光と直交しているので複屈折板2の主断面に対して平行となるため異常光線となり屈折して透過する。従って、複屈折板2を透過したレーザ光L1とレーザ光L2は同じ光路を伝搬する。この時、複屈折板2を透過した二つのレーザ光の直線偏光は互いに直交しており、レーザ光L1の直線偏光をLa、レーザ光L2の直線偏光をLbとし、両者を総称してレーザ光L11とする。
9 will be described. For example, the laser light L1 having a wavelength of 650 nm or the laser light L2 having a wavelength of 780 nm emitted from the two-
次に、複屈折板2を透過したレーザ光L11はハーフミラー8に入射され、レーザ光L11のうちの約90%は分離面で90°反射するレーザ光L12として、前記レーザ光L11の約10%は分離面を透過するレーザ光L13として夫々分離される。レーザ光L12は、対物レンズ11により集光されて光ディスク9に形成されたピット10に照射され、ピット10上で反射したレーザ光L14は、反射光となって前記対物レンズ11を介してハーフミラー8に入射され、該レーザ光L14はそのまま透過して光検出器12に入射して光ディスクに書き込まれた情報を読み出す。
Next, the laser beam L11 that has passed through the
一方、ハーフミラー8を透過した前記レーザ光L13は、モニター光検出器13に入射して2波長レーザ6が出射するレーザ光の出射レベルをモニターする。光ピックアップにおいては、レーザ素子が出射するレーザ光の出射レベルを一定に保つことが必要であり、そこで、レーザ光の一部をモニター用の光検出器で受光してAPC(Auto Power Contorol)回路でレーザ素子の駆動回路を制御することにより、レーザ光の出射レベルを一定に保っている。図13に示した光ピックアップにおいては、レーザ光の出射レベルをモニターする手段として精度の高いフロントモニター方式を採用している。
On the other hand, the laser light L13 transmitted through the half mirror 8 enters the
ところで、前述したようなフロントモニター方式でレーザ光を受光する際は、レーザ光が前述したように直線偏光La、Lbのレーザ光からなっているため、ハーフミラー8で、例えば10%のレーザ光を分離面で透過させてモニター光検出器13へ入射させる場合、図10に示すように偏光方向の異なるLa、Lbのレーザ光に対して波長依存性を有しているので、波長λ1とλ2での透過率に差が生じ、レーザ光量を制御する際に要求されるモニター精度を満たすことが出来なかった。
By the way, when the laser beam is received by the front monitor method as described above, the laser beam is composed of laser beams of linearly polarized light La and Lb as described above. Is transmitted through the separation surface and incident on the
図10は直線偏光La、Lbのレーザ光において、波長を可変した際の透過率の変化を示す図である。同図に示すように、ハーフミラー8の入射面に形成する光学薄膜において、LaとLbのレーザ光に対して波長λ1及びλ2における透過率を共に10%となるように透過特性を実現することは非常に困難である。
本発明は上述したような問題を解決するためになされたものであって、レーザ光の波長に関係なくモニター光検出器に一定の透過光が得られる光路補正装置とこれを用いた光ピックアップを提供することを目的とする。
FIG. 10 is a diagram showing a change in transmittance when the wavelength is varied in the linearly polarized laser beams La and Lb. As shown in the figure, in the optical thin film formed on the incident surface of the half mirror 8, the transmission characteristics are realized so that the transmittances at the wavelengths λ1 and λ2 are both 10% with respect to the laser beams of La and Lb. Is very difficult.
The present invention has been made to solve the above-described problems. An optical path correction device capable of obtaining a constant transmitted light in a monitor photodetector regardless of the wavelength of a laser beam and an optical pickup using the same. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために本発明に係わる光路補正装置とこれを用いた光ピックアップは、以下の構成をとる。
請求項1に記載の光路補正装置は、第一の複屈折板と、第一の波長板と、第二の複屈折板と、第二の波長板とを順に配置した構造を有し、偏光方向が互いに平行であり光路が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光レーザ光を第一の複屈折板より入射すると、同じ光路上を進む二つの円偏光レーザ光として第二の波長板より出射し、一方、同じ光路上を進む二つの異なる波長の円偏光レーザ光を第二の波長板より入射すると、二つの異なる光路を進む直線変更レーザ光として第一の複屈折板より出射する光路補正装置であって、 前記第一の複屈折板は、異常光線が入射した時の屈折による光路変更距離をd1、複屈折板の常光線に対する屈折率をn0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をne、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をt1とした時、
t1=d1・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|
を満足するものであり、
前記第一の波長板は、直線偏光レーザ光の一方に対しては2π・mの位相差を、他方の直線偏光レーザ光に対してはπ・(2n−1)の位相差を発生するものであり(m、nは整数)、前記第二の複屈折板は、その光学軸に対して入射した二つの直線偏光レーザ光の何れか一方が常光線、他方が異常光線となるよう配置し、前記二つの直線偏光レーザ光の光路間隔をd2、複屈折板の常光線に対する屈折率をn0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をne、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をt2とした時、
t2=d2・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|
を満足するものであり、
前記第二の波長板は、入射する何れの直線偏光レーザ光、或いは円偏光レーザ光に対してもπ/2・(2p−1)の位相差を発生する(pは整数)ものであるよう構成する。
In order to achieve the above object, an optical path correction apparatus according to the present invention and an optical pickup using the same have the following configurations.
The optical path correction device according to
t1 = d1 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) |
Satisfying
The first wave plate generates a phase difference of 2π · m for one of the linearly polarized laser beams and a phase difference of π · (2n-1) for the other linearly polarized laser beam. (M and n are integers), and the second birefringent plate is arranged so that one of the two linearly polarized laser beams incident on the optical axis is an ordinary ray and the other is an extraordinary ray. The optical path interval between the two linearly polarized laser beams is d2, the refractive index of the birefringent plate with respect to the ordinary ray is n0, the refractive index of the birefringent plate with respect to the extraordinary ray is ne, the principal surface normal of the birefringent plate and the optical axis Is θ, and the thickness of the birefringent plate is t2.
t2 = d2 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) |
Satisfying
The second wave plate generates a phase difference of π / 2 · (2p−1) for any incident linearly polarized laser beam or circularly polarized laser beam (p is an integer). Constitute.
請求項2に記載の光路補正装置は、第一の複屈折板と、第一の波長板と、第二の複屈折板と、第二の波長板と、グレーティングとを順に配置した構造を有し、偏光方向が互いに平行であり光路が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光レーザ光を第一の複屈折板より入射すると、同じ光路を進む二つの円偏光レーザ光とすると共に、3ビーム化してグレーティングより出射し、一方、同じ光路を進む二つの異なる波長の円偏光レーザ光をグレーティングより入射すると、二つの異なる光路を進む直線偏光レーザ光として第一の複屈折板より出射する光路補正装置であって、
前記第一の複屈折板は、異常光線が入射した時の屈折による光路変更距離をd1、複屈折板の常光線に対する屈折率をn0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をne、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をt1とした時、
t1=d1・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|
を満足するものであり、
前記第一の波長板は、直線偏光レーザ光の一方に対しては2π・mの位相差を、他方の直線偏光レーザ光に対してはπ・(2n−1)の位相差を発生するものであり(m、nは整数)、前記第二の複屈折板は、その光学軸に対して入射した二つの直線偏光レーザ光の何れか一方が常光線、他方が異常光線となるよう配置すると共に、前記第一の複屈折板と互いの主断面が直交するよう配置し、前記二つの直線偏光レーザ光の光路間隔をd2、複屈折板の常光線に対する屈折率をn0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をne、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をt2とした時、
t2=d2・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|
を満足するものであり、
前記第二の波長板は、入射する何れの直線偏光レーザ光、或いは円偏光レーザ光に対してもπ/2・(2p−1)の位相差を発生する(pは整数)ものであり、前記グレーティングは、入射した異なる波長の円偏光レーザ光の一方、若しくは両方ともに、0次光と±1次光の3ビームに回折するよう構成する。
The optical path correction device according to
The first birefringent plate has an optical path changing distance due to refraction when an extraordinary ray is incident, d1, a refractive index of the birefringent plate with respect to an ordinary ray, n0, a refractive index of the birefringent plate with respect to an extraordinary ray, ne, and birefringence. When the angle between the principal surface normal of the plate and the optical axis is θ, and the thickness of the birefringent plate is t1,
t1 = d1 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) |
Satisfying
The first wave plate generates a phase difference of 2π · m for one of the linearly polarized laser beams and a phase difference of π · (2n-1) for the other linearly polarized laser beam. (M and n are integers), and the second birefringent plate is arranged so that one of the two linearly polarized laser beams incident on the optical axis is an ordinary ray and the other is an extraordinary ray. In addition, the first birefringent plate and the first birefringent plate are arranged so that their main cross-sections are orthogonal to each other, the optical path interval between the two linearly polarized laser beams is d2, the refractive index of the birefringent plate with respect to ordinary rays is n0, When the refractive index for extraordinary rays is ne, the angle between the principal surface normal of the birefringent plate and the optical axis is θ, and the thickness of the birefringent plate is t2.
t2 = d2 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) |
Satisfying
The second wave plate generates a phase difference of π / 2 · (2p−1) with respect to any incident linearly polarized laser beam or circularly polarized laser beam (p is an integer), The grating is configured to diffract one or both of the incident circularly polarized laser beams having different wavelengths into three beams of zero-order light and ± first-order light.
請求項3に記載の光路補正装置は、前記第一の複屈折板と前記第一の波長板と前記第二の複屈折板と前記第二の波長板とを貼り合わせて一体化した構造を有するよう構成する。
The optical path correction device according to
請求項4に記載の光路補正装置は、前記第一の複屈折板と前記第一の波長板と前記第二の複屈折板と前記第二の波長板と前記グレーティングとを貼り合わせて一体化した構造を有するよう構成する。
5. The optical path correction device according to
請求項5に記載の光路補正装置は、前記第一の波長板及び第二の波長板が、複屈折性を有する結晶であるよう構成する。
The optical path correction apparatus according to
請求項6に記載の光路補正装置は、前記第一の複屈折板及び第二の複屈折板が、リチウムナイオベート若しくはルチルであるよう構成する。
The optical path correction apparatus according to
請求項7に記載の光ピックアップは、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光レーザ光を出射する2波長レーザ部と1対のモニター光検出部とを備えた複合光学素子と、前記2波長レーザ部から二つの直線偏光レーザ光を入射すると共に、モニター光検出部にモニター光を出射する請求項1乃至6の何れかに記載の光路補正装置と、該光路補正装置を出射した光線を光記憶媒体に集光する対物レンズとを備えるよう構成する。
The optical pickup according to claim 7 includes a composite optical element including a two-wavelength laser unit that emits linearly polarized laser beams having two different wavelengths whose polarization directions are parallel to each other, and a pair of monitor light detection units, 7. The optical path correction device according to
請求項8に記載の光ピックアップは、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光レーザ光を出射する2波長レーザ部と1対のモニター光検出部とを備えた複合光学素子と、前記2波長レーザ部から二つの直線偏光レーザ光を入射すると共に、モニター光検出部にモニター光を出射する請求項1乃至6の何れかに記載の光路補正装置と、該光路補正装置を出射した光線を光記憶媒体に集光する対物レンズとを備え、前記複合光学素子と前記光路補正装置とを一体化した構造とするよう構成する。
The optical pickup according to claim 8 includes a composite optical element including a two-wavelength laser unit that emits linearly polarized laser beams having two different wavelengths whose polarization directions are parallel to each other, and a pair of monitor light detection units, 7. The optical path correction device according to
請求項1、5、6に記載の発明は、光路補正装置の出射光を円偏光としたので、光路補正装置を光ピックアップに用いた際に、ハーフミラーのミラー面の光学薄膜の直線偏光に対する波長依存性を回避することが出来て光ピックアップの性能を向上させ、光ピックアップを構成する上で上で大きな効果を発揮する。 According to the first, fifth, and sixth aspects of the invention, since the outgoing light of the optical path correction device is circularly polarized light, when the optical path correction device is used for an optical pickup, the optical thin film against the linearly polarized light on the mirror surface of the half mirror is used. Wavelength dependence can be avoided, the performance of the optical pickup can be improved, and a great effect can be exhibited in constructing the optical pickup.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の光路補正装置の効果の他、出射光を回折光としたので、光ピックアップの性能の向上に大きな効果を発揮する。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the optical path correcting device according to the first aspect, since the emitted light is diffracted light, the effect of improving the performance of the optical pickup is greatly exhibited.
請求項3、4に記載の発明は、光路補正装置を構成する要素を張り合わせて積層一体化したことにより、光路補正装置を小型化すると共にコストを低減する事が出来、光ピックアップを構成する上で大きな効果を発揮する。 According to the third and fourth aspects of the present invention, the elements constituting the optical path correction device are laminated and integrated so that the optical path correction device can be miniaturized and the cost can be reduced. With a great effect.
請求項7に記載の発明は、光路補正装置の出射光を円偏光とし、更には3ビーム化したため、光路補正装置を光ピックアップに用いた際に、ハーフミラーによる波長依存性を回避することが出来て光ピックアップの性能を向上させる共に、2波長レーザ部と1対のモニター光検出部を一体化して配置したので、部品点数が減少し光ピックアップの構造を小型か出来て光ピックアップを使用する上で上で大きな効果を発揮する。 According to the seventh aspect of the present invention, since the light emitted from the optical path correction device is circularly polarized and further converted into three beams, wavelength dependency due to a half mirror can be avoided when the optical path correction device is used for an optical pickup. In addition to improving the performance of the optical pickup, the two-wavelength laser part and the pair of monitor light detection parts are integrated, so the number of parts is reduced and the structure of the optical pickup can be made smaller and the optical pickup is used. Great effect on the top.
請求項8に記載の発明は、複合光学素子と光路補正装置を一体化したことのより、光ピックアップを構成する上で小型化が図られ、光ピックアップを使用する上で大きな効果を発揮する。 According to the eighth aspect of the invention, since the composite optical element and the optical path correction device are integrated, the optical pickup can be reduced in size, and a great effect can be achieved when the optical pickup is used.
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
本発明は、2波長レーザ部から出射した波長の異なる二つの直線偏光のレーザ光を、本発明に係わる光路補正装置において複屈折板を用いて同一光路上に伝搬させると共に、1/4波長板を用いて該二つの直線偏光を円偏光に変換して出射したものである。光路補正装置が出射する二つの直線偏光を円偏光とすることにより、該光路補正装置を光ピックアップに使用した際に、ハーフミラーに形成した光学薄膜における直線偏光の波長依存性を回避できるので、レーザ光の波長に関係なくモニター光検出部に一定の透過光が得られることとなる。一方、本発明に係わる光路補正装置においては、該光路補正装置を光ピックアップに使用した際に、光ディスクのピットで反射したレーザ光を入射し、複屈折板を用いることにより光路変更して2波長レーザ部と一体化して構成された1対のモニター光検出部に入射する機能を有する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
In the present invention, two linearly polarized laser beams having different wavelengths emitted from a two-wavelength laser unit are propagated on the same optical path using a birefringent plate in the optical path correction apparatus according to the present invention, and a quarter-wave plate The two linearly polarized light is converted into circularly polarized light by using and is emitted. By making the two linearly polarized light emitted from the optical path correction device circularly polarized, when the optical path correction device is used for an optical pickup, the wavelength dependence of the linear polarization in the optical thin film formed on the half mirror can be avoided. Regardless of the wavelength of the laser light, a certain amount of transmitted light can be obtained at the monitor light detection unit. On the other hand, in the optical path correction apparatus according to the present invention, when the optical path correction apparatus is used for an optical pickup, the laser beam reflected by the pits of the optical disk is incident, and the optical path is changed by using a birefringent plate to change the two wavelengths. It has a function of being incident on a pair of monitor light detection units that are integrated with the laser unit.
図1は、本発明に係る光路補正装置の第一の実施例を示す構成図であり、図1(a)は、2波長レーザ部から入射する二つのレーザ光の光路を補正し円偏光されたレーザ光を出射する様子を説明するための図を示し、図1(b)は、光ディスクに形成したピットで反射したレーザ光を入射し、光路変更して2波長レーザ部と一体化して構成された1対のモニター光検出部に入射する様子を説明するための図を示す。本実施例において示した光路補正装置は、各機能素子を積層一体化したものを示し、光路補正装置14は、第一の複屈折板15と第一の波長板5と第二の複屈折板2と第二の波長板16とを備えており、複合光学素子17の前方に配置する。複合光学素子17は、異なる二つの波長のレーザ光を出射する2波長レーザ部18と2波長レーザのモニター光を検出する1対のモニター光検出部19とにより構成する。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an optical path correction apparatus according to the present invention. FIG. 1 (a) corrects the optical paths of two laser beams incident from a two-wavelength laser section and is circularly polarized. FIG. 1 (b) shows a configuration for integrating the two-wavelength laser unit by changing the optical path and entering the laser beam reflected by the pits formed on the optical disk. The figure for demonstrating a mode that it injects into a pair of monitor light detection part made. The optical path correction apparatus shown in the present embodiment shows a structure in which each functional element is laminated and integrated, and the optical
図1(a)の動作を説明する。2波長レーザ部18から出射されるレーザ光を、例えば、光路1を伝搬する波長650nmのレーザ光L1、及び光路2を伝搬する波長780nmのレーザ光L2とすると、二つのレーザ光は互いに同じ偏光方向を有する直線偏光P1及びP2であり光路間隔d1にて平行に伝搬し、第一の複屈折板に入射する。
第一の複屈折板15は、複屈折性を有するリチウムナイオベート若しくはルチル等の結晶もしくは液晶からなり、その主断面は二つのレーザ光L1、L2の直線偏光P1、P2に対して直交となるよう構成する。従って、2波長レーザ部18が出射した二つのレーザ光L1、L2は光学軸A0に対して常光線となりそのまま直進して第一の複屈折板15を透過する。
The operation of FIG. 1A will be described. If the laser light emitted from the two-
The first
次に、第一の複屈折板15を透過したレーザ光は、第一の波長板5に入射する。第一の波長板5は、複屈折性を有する結晶もしくは高分子フィルムであり、第一の複屈折板15を透過した一方の直線偏光P1の偏光方向を90°回転させて直線偏光S1とし、他方の直線偏光P2の偏光方向は回転しないままに透過させることにより、レーザ光L1とL2が互いに直交した直線偏光を有するよう構成する。
そこで第一の波長板5は、レーザ光L1に対して1/2波長板として機能するよう構成され、即ち、レーザ光L2に対しては2π・nの位相差を発生するように、レーザ光L1に対してはπ・(2m−1)の位相差を発生するような板厚に設定する。
Next, the laser beam that has passed through the first
Therefore, the
又、前記第一の波長板5の構造としては、図2(a)に示す如く2枚の水晶製波長板を貼り合わせたもの、或いは図2(b)に示す如く1枚の平行平板状の水晶板のみで構成したもの等が使用される。更に、図2(c)に示す如くやや構造は複雑になるものの1枚の水晶板の一部を削って異なる厚みを有する構造としたものでも良いし、図2(d)に示す如く一方の波長の直線偏光に対してπの位相差を呈する位相差板をガラス基板の一部に貼り付けたもので実現しても良い。
The
次に、第一の波長板5を透過したレーザ光は、第二の複屈折板2に入射する。第二の複屈折板2は、第一の複屈折板15と同様に、複屈折性を有するリチウムナイオベート若しくはルチル等の結晶もしくは液晶からなり、その主断面は一方のレーザ光L2の直線偏光P2に対して平行であり、他方のレーザ光L1の直線偏光S1に対して直交するよう構成されている。
前記第一の波長板5より入射したレーザ光L1は光学軸A0に対して常光線となりそのまま直進し第二の複屈折板2を透過して光路1を伝搬し、レーザ光L1と偏光方向が直交するレーザ光L2の直線偏光は光学軸A0に対して異常光線となり屈折して透過することになる。この屈折したレーザ光L2が第二の複屈折板2を透過する際に、レーザ光L2が、レーザ光L1の伝搬光路である光路1を伝搬するよう第二の複屈折板2の板厚t2を設定し、レーザ光L1とレーザ光L2が同一光路を伝搬するよう光路補正を行う。
そこで、前記板厚t2と二つの直線偏光の光路間隔d2との間には次式(1)の関係が成立する。
t2=d2・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|・・・(1)
尚、n0:常光線に対する屈折率であり、ne:異常光線に対する屈折率であり、θ:複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度であり、通常45°に設定されるのが望ましい。
Next, the laser light transmitted through the
The first laser beam L1 incident from the
Therefore, the relationship of the following equation (1) is established between the plate thickness t2 and the optical path interval d2 of the two linearly polarized light.
t2 = d2 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) | (1)
Note that n0 is the refractive index for ordinary light, ne is the refractive index for extraordinary light, θ is the angle between the principal surface normal of the birefringent plate and the optical axis, and is usually set to 45 °. Is desirable.
次に、第二の複屈折板2を透過したレーザ光は、第二の波長板16に入射する。第二の波長板16は、複屈折性を有する結晶もしくは高分子フィルムであり、第二の複屈折板2を透過した二つの直線偏光のS1及びP2入射すると、直線偏光の常光成分と異常光成分との位相差が90°となるよう作用するので、第二の波長板16の透過光は、互いに位相が90°ずれた常光成分と異常光成分とが合成されて、レーザ光L1、L2は互いに回転方向が異なる円偏光となり、光路補正装置14から出射される。
そこで、第二の波長板16は、1/4波長板として機能するよう構成され、波長板をレーザ光L1に対してはπ/2・(2p−1)の位相差を発生するように、又、レーザ光L2に対してもπ/2・(2p−1)の位相差を発生するような板厚に設定する。本実施例において必要な1/4波長板は、二つの波長のレーザ光に対応する広帯域の波長板であり、例えば、特開平10−68816号公報で提案されているような1/4波長板と1/2波長板とを張り合わせた構造が多く使用され、この二枚の波長板を所定の光学軸角度で張り合わせることにより所望の性能を得る。一方、WO03/091768号公報で提案されているような所望の複数の波長に対して1/4波長板として機能する波長板であってもよい。
Next, the laser light transmitted through the second
Therefore, the
以上説明したように本実施例における光路補正装置は、二つの波長のレーザ光を同一光路上に伝搬させると共に、出射する二つのレーザ光を円偏光としたものであり、光ピックアップに本光路補正装置を使用した際に、ハーフミラーに形成した光学薄膜における直線偏光の波長依存性を回避できる。 As described above, the optical path correction apparatus according to the present embodiment propagates laser light of two wavelengths on the same optical path and makes the two laser lights to be circularly polarized, and this optical path correction is applied to the optical pickup. When the apparatus is used, the wavelength dependence of linearly polarized light in the optical thin film formed on the half mirror can be avoided.
次に、図1(b)の動作について説明する。図1(b)は、光ディスクに形成されたピットにおいて反射されたモニター用のレーザ光を入射して光路補正を行い、1対のモニター光検出部に入射する場合の動作を示すもので、光ディスクに形成されたピットにおいて反射され、光路1を伝搬する円偏光のレーザ光L1’及びL2’は、光路補正装置14を出射した円偏光のレーザ光L1及びL2に対して回転方向が逆転して光路補正装置14を構成する第二の波長板16に入射される。
Next, the operation of FIG. 1B will be described. FIG. 1 (b) shows an operation when a laser beam for monitoring reflected by a pit formed on an optical disc is incident to correct an optical path and enter a pair of monitor light detectors. The circularly polarized laser beams L1 ′ and L2 ′ reflected by the pits formed on the
第二の波長板16は、前述したように1/4波長板として機能するよう構成され、円偏光のレーザ光L1’は直線偏光P1に、円偏光のレーザ光L2’は直線偏光S2に変換され、互いに直交した直線偏光となる。
次に、第二の波長板16を透過して直線偏光されたレーザ光L1’及びL2’は、第二の複屈折板2に入射する。
第二の複屈折板2において、その主断面は一方のレーザ光L1’の直線偏光P1に対して平行であり、他方のレーザ光L2’の直線偏光S2に対して直交するよう構成されている。
前記第二の波長板16より第二の複屈折板2に入射したレーザ光L2’は光学軸A0に対して常光線となりそのまま直進して第二の複屈折板2を透過して光路1を伝搬し、レーザ光L2’と偏光方向が直交するレーザ光L1’の直線偏光は光学軸A0に対して異常光線となり屈折して透過し、光路2を伝播する。
As described above, the
Next, the
The main cross section of the second
The second laser beam L2 'is the
次に、第二の複屈折板2を透過したレーザ光L1’、L2’は、第一の波長板5に入射する。第一の波長板5は、前述したように1/2波長板として機能するよう構成され、第二の複屈折板2を屈折して透過した一方のレーザ光L1’である直線偏光P1の偏光方向を90°回転させて直線偏光S1として透過し、他方のレーザ光L2’である直線偏光S2の偏光方向は回転しないままに透過させ、レーザ光L1’及びL2’を同一な偏光方向を有する直線偏光とする。
Next, the
次に、第一の波長板5を透過したレーザ光L1’、L2’は、第一の複屈折板15に入射する。第一の複屈折板15においては、その主断面はレーザ光L1’の直線偏光S1及びレーザ光L2’の直線偏光S2に対して平行となるよう構成されている。又、第一の複屈折板15の主断面は、前記第二の複屈折板2の主断面と直交するよう配置されている。
そこで、前記第一の波長板5より入射したレーザ光L1’及びL2’の直線偏光は光学軸A0に対して異常光線となり屈折して透過することになる。この屈折したレーザ光L1’及びL2’が第一の複屈折板15を透過する際に、レーザ光L1’が光路4を伝搬するように、レーザ光L2’が光路3を伝搬するよう第一の複屈折板15の板厚t1を設定し、2波長レーザ部18のモニター光となるレーザ光L1’とレーザ光L2’が1対のモニター光検出部19の所定の位置に夫々入射するよう光路補正を行う。
前記板厚t1と二つの直線偏光の光路補正距離d1との間には次式(2)の関係が成立する。
t1=d1・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|・・・(2)
尚、n0:常光線に対する屈折率であり、ne:異常光線に対する屈折率であり、θ:複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度であり、通常45°に設定されるのが望ましい。
Next, the
Therefore, linearly polarized light of the first laser beam L1 is incident than the wavelength plate 5 'and L2' will be transmitted refracted becomes extraordinary ray relative to the optical axis A 0. When the refracted laser beams L1 ′ and L2 ′ are transmitted through the first
The relationship of the following formula (2) is established between the plate thickness t1 and the optical path correction distance d1 of the two linearly polarized light.
t1 = d1 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) | (2)
Note that n0 is the refractive index for ordinary light, ne is the refractive index for extraordinary light, θ is the angle between the principal surface normal of the birefringent plate and the optical axis, and is usually set to 45 °. Is desirable.
以上説明したように本発明に於ける光路補正装置14は、二つの波長のレーザ光を同一光路上に伝搬させると共に、出射する二つのレーザ光を円偏光としたものであり、光ピックアップに本光路補正装置を使用した際に、ハーフミラーに形成した光学薄膜における直線偏光の波長依存性を回避できる。又、光ディスクにおいて反射されたレーザ光L1’とL2’の光路を補正して、2波長レーザ部18と一体化して構成された1対のモニター光検出部19に、レーザ光L1’とL2’を入射させるようにした。従って、フロントモニター機能とレーザ光の発光機能とを一体化した複合光学素子17を使用可能とし、光ピックアップを構成する際に構造を小型化することが出来る。更に、複合光学素子17の入出射面全面に光路補正装置14を固定してモジュール化することも可能であり、後述する光ピックアップをアセンブルする際のハンドリング向上や小型化に大きな効果を発揮する。
As described above, the optical
次に、本発明に係わる光路補正装置を光ピックアップに用いた実施例を説明する。
図3は、本発明に係わる光路補正装置14を光ピックアップに適応した場合の模式図を示すものである。光ピックアップ20は、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する2波長レーザ部18と光ディスク9に形成したピット10において反射したモニター用のレーザ光を検出する1対のモニター光検出部19とを備えた複合光学素子17と、前記2波長レーザ部18が出射する二つの波長のレーザ光を同一光路上に伝搬させると共に出射する二つのレーザ光を円偏光とし、一方、光ディスク9に形成したピット10において反射されたレーザ光の光路を補正して1対のモニター光検出部19に入射させる光路補正装置14と、該光路補正装置14が出射するレーザ光を90°全反射すると共に光ディスク9に形成したピット10で反射したレーザ光を所定の比率で分離するハーフミラー21と、該ハーフミラー21の分離面で90°全反射するレーザ光を光ディスク9のピット10に集光させる対物レンズ11と、光ディスク9に形成されたピット10上で反射されたレーザ光を前記対物レンズ11及び前記ハーフミラー21を経由して検出する光検出器12とにより構成する。
Next, an embodiment in which the optical path correcting apparatus according to the present invention is used for an optical pickup will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram when the optical
図3の動作を説明すると、2波長レーザ部18から出射される、例えば、波長650nmのレーザ光L1、及び波長780nmのレーザ光L2は互いに同じ偏光方向を有する直線偏光であり、光路間隔d1にて平行に伝搬し、光路補正装置14へ入射する。光路補正装置14においては前述したように、前記二つの波長のレーザ光L1及びL2を同一光路上に伝搬させると共に、出射する二つのレーザ光を円偏光に変換する。そこで、これらのレーザ光を総称してレーザ光L15とする。
3 will be described. For example, the laser light L1 having a wavelength of 650 nm and the laser light L2 having a wavelength of 780 nm emitted from the two-
次に、光路補正装置14を透過したレーザ光L15はハーフミラー21に入射され、分離面で90°全反射したレーザ光L16は、対物レンズ11により集光されて光ディスク9に形成されたピット10に照射される。そこで、ピット10上で反射したレーザ光L17は、反射光となって前記対物レンズ11を介してハーフミラー21に入射され、レーザ光L17のうちの約90%は分離面を透過するレーザ光L18として、前記レーザ光L17の約10%は分離面を90°反射するレーザ光L19として夫々分離される。この時、ハーフミラー21に入射されるレーザ光は2波長共に円偏光であり、ハーフミラー21に形成した光学薄膜からなる分離面は、円偏光に対して波長依存性を持たないので、二つの波長のレーザ光に対して透過率及び反射率は変化しない。
ハーフミラー21を透過したレーザ光L18は、光検出器12に入射し、光ディスクに書き込まれた情報を読み出す。
Next, the laser beam L15 that has passed through the optical
The laser beam L18 that has passed through the
一方、ハーフミラー21により90°反射したレーザ光L19は、2波長レーザ部18が出射するレーザ光L1及びL2のモニター光として使用するため、前記光路補正装置14が円偏光のレーザ光を出射する面に入射する。光路補正装置14は、前述したように光ディスク9に形成したピット10において反射されたレーザ光L19を構成するレーザ光L1’とL2’の光路を補正して、2波長レーザ部18と一体化して構成された1対のモニター光検出部19に、レーザ光L1’とL2’を入射し、モニター光を検出する。
On the other hand, since the laser beam L19 reflected by 90 ° by the
以上説明したように、本光ピックアップ20においては、光路補正装置14が出射する二つの直線偏光を円偏光とすることにより、該光路補正装置14を光ピックアップに使用した際に、ハーフミラー21に形成した光学薄膜における直線偏光の波長依存性を回避できるので、レーザ光の波長に関係なくモニター光検出部19に一定の透過光が得られると共に、2波長レーザ部18と1対のモニター光検出部19とを一体化して複合光学素子17としたので部品点数が減少し、光ピックアップの構造を小型化することが出来る。
As described above, in the present
次に、本発明に係わる光路補正装置において、第二の実施例について説明する。
一般に、光ディスクを再生するためレーザ光を光ディスクに照射する際に、光ディスクに形成したピットに照射するデータ読み書き用の光と、ピットの両脇の溝に照射するトラッキング用の光とが必要である場合、レーザ光を3ビーム化することが要求され、第二の実施例は、光路補正装置の出射光を3ビーム化したものである。そこで、第一の実施例において説明した光路補正装置の円偏光されたレーザ光の出射側に、レーザ光を回折させるグレーティングを付加し、円偏光されたレーザ光を3ビーム化して出射させた。
Next, a second embodiment of the optical path correction apparatus according to the present invention will be described.
In general, when irradiating an optical disk with a laser beam for reproducing an optical disk, data reading / writing light irradiated on a pit formed on the optical disk and tracking light irradiated on grooves on both sides of the pit are required. In this case, the laser beam is required to be converted into three beams, and in the second embodiment, the emitted light of the optical path correction device is converted into three beams. Therefore, a grating that diffracts the laser beam is added to the exit side of the circularly polarized laser beam of the optical path correction apparatus described in the first embodiment, and the circularly polarized laser beam is emitted as three beams.
図4は、本発明に係る光路補正装置の第二の実施例を示す構成図であり、図4(a)は、2波長レーザ部から入射する二つのレーザ光の光路を補正し円偏光すると共に3ビーム化したレーザ光を出射する様子を説明するための図を示し、図4(b)は、光ディスクに形成したピットで反射したレーザ光を入射し、光路変更して2波長レーザ部と一体化して構成されたモニター光検出部に入射する様子を説明するための図を示す。本実施例において示した光路補正装置は、各機能素子を積層一体化したものを示し、光路補正装置22は、第一の複屈折板15と第一の波長板5と第二の複屈折板2と第二の波長板16とグレーティング23とを備えており、複合光学素子17の前方に配置する。複合光学素子17は、第一の実施例において説明したものと同一のもので、2波長レーザ部18と1対の光検出部19とにより構成する。又、第二の実施例において、複合光学素子17の入出射面全面に光路補正装置22を固定してモジュール化することも可能であり、後述する光ピックアップをアセンブルする際のハンドリング向上や小型化に大きな効果を発揮する。
本第二の実施例は、図1に示した第一の実施例における光路補正装置と比べて、円偏光を出射する第二の波長板16の出射側にグレーティング23を付加したことのみ異なるので、グレーティング23の作用について説明し、他の要素の動作は第一の実施例と同一であるので説明を省略する。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the optical path correction apparatus according to the present invention, and FIG. 4 (a) corrects the optical paths of the two laser beams incident from the two-wavelength laser section and circularly polarizes them. FIG. 4 (b) is a diagram for explaining a state in which the laser beam having three beams is emitted, and FIG. 4 (b) is a diagram showing a case where the laser beam reflected by the pit formed on the optical disk is incident and the optical path is changed to change the two-wavelength laser unit. The figure for demonstrating a mode that it injects into the monitor light detection part comprised integrally is shown. The optical path correction apparatus shown in the present embodiment shows a structure in which functional elements are laminated and integrated, and the optical
The second embodiment is different from the optical path correction device in the first embodiment shown in FIG. 1 only in that a grating 23 is added on the emission side of the
図5は、グレーティングを付加してレーザ光を3ビーム化した例を示し、図5(a)は夫々異なる二つの波長λ1及びλ2のレーザ光共に3ビーム化した例を示し、図5(b)は一方の波長のレーザ光λ1はそのまま透過し、他方の波長のレーザ光λ2のみを3ビーム化した例を示す。尚、図5においては、波長λ1と波長λ2のレーザ光の光路を分離して記載しているが、これは説明を容易にするためで、実際は各波長のレーザ光は同一の光路を伝搬する。そこで、グレーティング23は、基板の片面に所定の屈折率を有する格子を所定の深さとピッチで一面に形成したもので、前記深さとピッチを適宜に設定することにより、所望の波長のレーザ光に対して、入射したレーザ光をメインビームとなる0次光と、サイドビームとなる二つの±1次光とに回折するものである。
そこで、図4に示した本実施例における光路補正装置22は、第二の波長板16が出射する円偏光のレーザ光を入射して3ビームのレーザ光に回折する。
FIG. 5 shows an example in which a grating is added to form a laser beam into three beams, and FIG. 5A shows an example in which laser beams of two different wavelengths λ1 and λ2 are made into three beams, respectively. ) Shows an example in which the laser beam λ1 of one wavelength is transmitted as it is, and only the laser beam λ2 of the other wavelength is converted into three beams. In FIG. 5, the optical paths of the laser beams having the wavelengths λ1 and λ2 are shown separately. However, this is for ease of explanation, and the laser beams of the respective wavelengths actually propagate through the same optical path. . Therefore, the grating 23 is formed by forming a grating having a predetermined refractive index on one side of a substrate with a predetermined depth and pitch. By appropriately setting the depth and pitch, the grating 23 can convert laser light having a desired wavelength. On the other hand, the incident laser light is diffracted into zero-order light as a main beam and two ± first-order lights as side beams.
Therefore, the optical
図6は、本発明に係わる光路補正装置22を光ピックアップに適応した場合の模式図を示すものである。光ピックアップ24は、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する2波長レーザ部18と光ディスク9に形成したピット10において反射したレーザ光を検出する1対のモニター光検出部19とを備えた複合光学素子17と、前記2波長レーザ部18が出射する二つの波長のレーザ光を同一光路上に伝搬させると共に出射する二つのレーザ光を円偏光、且つ、3ビーム化し、一方、光ディスク9に形成したピット10において反射されたレーザ光の光路を補正して1対のモニター光検出部19に入射させる光路補正装置22と、該光路補正装置14が出射するレーザ光を90°全反射すると共に光ディスク9に形成したピット10で反射したレーザ光を所定の比率で分離するハーフミラー21と、該ハーフミラー21の分離面で90°全反射するレーザ光を光ディスク9のピット10に集光させる対物レンズ11と、光ディスク9に形成されたピット10上で反射されたレーザ光を前記対物レンズ11及び前記ハーフミラー21を経由して検出する光検出器12とにより構成する。
FIG. 6 is a schematic diagram when the optical
本第二の実施例は、図3に示した第一の実施例である光ピックアップ20と比べて光路補正装置14の出射側にグレーティング23が付加されていることのみ異なるので、これに関連した部分についてのみ説明し、他の部分の動作については第一の実施例と同一であるので説明を省略する。
光路補正装置22を透過し、回折作用により3ビーム化されたレーザ光L20はハーフミラー21に入射され、分離面で90°全反射したレーザ光L21は、対物レンズ11により集光されて光ディスク9に形成されたピット10に照射される。そこで、ピット10上で反射したレーザ光L22は、反射光となって前記対物レンズ11を介してハーフミラー21に入射され、レーザ光L22のうちの約90%は分離面を透過するレーザ光L23として、前記レーザ光L22の約10%は分離面を90°反射するレーザ光L24として夫々分離される。この時、ハーフミラー21に入射されるレーザ光は二つ共に円偏光され、且つ一方、或いは両方ともに3ビーム化されており、ハーフミラー21に形成した二つの光学薄膜は、円偏光に対して波長依存性を持たないため、二つの波長のレーザ光に対して透過率は変化しない。
ハーフミラー21を透過したレーザ光L23は、光検出器12に入射し、光ディスクに書き込まれた情報を読み出す。
The second embodiment is different from the
The laser beam L20 transmitted through the optical
The laser beam L23 transmitted through the
一方、ハーフミラー21により90°反射したレーザ光24は、2波長レーザ部18が出射するレーザ光L1及びL2のモニター光として使用するため、前記光路補正装置22のグレーティング23の面に入射する。光路補正装置22は、光ディスク9において反射されたレーザ光L24を構成するレーザ光L1’とL2’の光路を補正して、2波長レーザ部18と一体化して構成された1対のモニター光検出部19に、レーザ光L1’とL2’を入射し、モニター光を検出する。
On the other hand, the
本実施例における光ピックアップ24は、ハーフミラー21に入射するレーザ光が円偏光であるためミラー面に形成した光学薄膜における波長依存性を回避できる。2波長レーザ部18の出射レベルをモニターする際に、精度の高いモニター光検出を行うことが出来ると共に、光ディスク9に形成したピット10に照射するレーザ光を3ビーム化することが出来る。又、2波長レーザ部18と1対のモニター光検出部19とを一体化して複合光学素子17としたので部品点数が減少し、光ピックアップの構造を小型化することが出来る。
The
以上、本発明について実施例を基に説明したが、本発明において使用している波長板、複屈折板の材料としては、例えば水晶、リチウムナイオベート(ニオブ酸リチウム)、サファイア、方解石、雲母、ルチル等の複屈折性を有する結晶、若しくは複屈折性を有する高分子フィルムや高分子ポリマー等が使用可能である。 As described above, the present invention has been described based on the embodiments. Examples of the material of the wave plate and the birefringent plate used in the present invention include quartz, lithium niobate (lithium niobate), sapphire, calcite, mica, Crystals having birefringence such as rutile, or polymer films or polymers having birefringence can be used.
1・・光路補正装置、 2・・複屈折板(第二の複屈折板)、
3・・2波長レーザ、 4・・光路補正装置、
5・・波長板(第一の波長板)、 6・・2波長レーザ、
7・・光ピックアップ、 8・・ハーフミラー、
9・・光ディスク、 10・・ピット、
11・・対物レンズ、 12・・光検出器、
13・・モニター光検出器、 14・・光路補正装置、
15・・第一の複屈折板、 16・・第二の波長板、
17・・複合光学素子、 18・・2波長レーザ部、
19・・1対のモニター光検出器、 20・・光ピックアップ、
21・・ハーフミラー、 22・・光路補正装置、
23・・グレーティング、 24・・光ピックアップ
1 .... optical path correction device, 2 .... birefringence plate (second birefringence plate),
3 ・ ・ 2 wavelength laser, 4 ・ ・ Optical path corrector,
5 .... Wave plate (first wave plate), 6 .... Double wavelength laser,
7. Optical pickup, 8. Half mirror,
9. ・ Optical disc, 10. ・ Pit,
11 .... objective lens, 12 .... photo detector,
13. ・ Monitor light detector, 14. ・ Optical path correction device,
15. First birefringent plate, 16. Second wave plate,
17. ・ Composite optical element, 18. ・ Double wavelength laser part,
19 .... a pair of monitor light detectors, 20 .... optical pickups,
21. ・ Half mirror, 22. ・ Optical path corrector,
23 ... Grating, 24 ... Optical pickup
Claims (8)
前記第一の複屈折板は、異常光線が入射した時の屈折による光路変更距離をd1、複屈折板の常光線に対する屈折率をn0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をne、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をt1とした時、
t1=d1・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|
を満足するものであり、
前記第一の波長板は、直線偏光レーザ光の一方に対しては2π・mの位相差を、他方の直線偏光レーザ光に対してはπ・(2n−1)の位相差を発生するものであり(m、nは整数)、
前記第二の複屈折板は、その光学軸に対して入射した二つの直線偏光レーザ光の何れか一方が常光線、他方が異常光線となるよう配置し、前記二つの直線偏光レーザ光の光路間隔をd2、複屈折板の常光線に対する屈折率をn0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をne、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をt2とした時、
t2=d2・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|
を満足するものであり、
前記第二の波長板は、入射する何れの直線偏光レーザ光、或いは円偏光レーザ光に対してもπ/2・(2p−1)の位相差を発生する(pは整数)ものであることを特徴とする光路補正装置。 It has a structure in which a first birefringent plate, a first waveplate, a second birefringent plate, and a second waveplate are arranged in order, the polarization directions are parallel to each other, and the optical paths are parallel to each other. When two linearly polarized laser beams having different wavelengths are incident from the first birefringent plate, they are emitted from the second wavelength plate as two circularly polarized laser beams traveling on the same optical path, while two traveling on the same optical path. When a circularly polarized laser beam having two different wavelengths is incident from a second wavelength plate, an optical path correction device that emits from the first birefringent plate as a linearly modified laser beam traveling through two different optical paths,
The first birefringent plate has an optical path changing distance due to refraction when an extraordinary ray is incident, d1, a refractive index of the birefringent plate with respect to an ordinary ray, n0, a refractive index of the birefringent plate with respect to an extraordinary ray, ne, and birefringence. When the angle between the principal surface normal of the plate and the optical axis is θ, and the thickness of the birefringent plate is t1,
t1 = d1 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) |
Satisfying
The first wave plate generates a phase difference of 2π · m for one of the linearly polarized laser beams and a phase difference of π · (2n-1) for the other linearly polarized laser beam. (M and n are integers)
The second birefringent plate is arranged such that one of the two linearly polarized laser beams incident on the optical axis is an ordinary ray and the other is an extraordinary ray, and the optical path of the two linearly polarized laser beams The interval is d2, the refractive index of the birefringent plate with respect to the ordinary ray is n0, the refractive index of the birefringent plate with respect to the extraordinary ray is ne, the angle between the principal surface normal of the birefringent plate and the optical axis is θ, and the birefringent plate When the plate thickness is t2,
t2 = d2 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) |
Satisfying
The second wave plate generates a phase difference of π / 2 · (2p−1) with respect to any incident linearly polarized laser beam or circularly polarized laser beam (p is an integer). An optical path correction device characterized by the above.
前記第一の複屈折板は、異常光線が入射した時の屈折による光路変更距離をd1、複屈折板の常光線に対する屈折率をn0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をne、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をt1とした時、
t1=d1・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|
を満足するものであり、
前記第一の波長板は、直線偏光レーザ光の一方に対しては2π・mの位相差を、他方の直線偏光レーザ光に対してはπ・(2n−1)の位相差を発生するものであり(m、nは整数)、
前記第二の複屈折板は、その光学軸に対して入射した二つの直線偏光レーザ光の何れか一方が常光線、他方が異常光線となるよう配置すると共に、前記第一の複屈折板と互いの主断面が直交するよう配置し、前記二つの直線偏光レーザ光の光路間隔をd2、複屈折板の常光線に対する屈折率をn0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をne、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をt2とした時、
t2=d2・|(n02・tanθ+ne2)/((n02−ne2)・tanθ)|
を満足するものであり、
前記第二の波長板は、入射する何れの直線偏光レーザ光、或いは円偏光レーザ光に対してもπ/2・(2p−1)の位相差を発生する(pは整数)ものであり、
前記グレーティングは、入射した異なる波長の円偏光レーザ光の一方、若しくは両方ともに、0次光と±1次光の3ビームに回折することを特徴とする光路補正装置。 It has a structure in which a first birefringent plate, a first waveplate, a second birefringent plate, a second waveplate, and a grating are arranged in order, the polarization directions are parallel to each other, and the optical path is When two linearly polarized laser beams having different wavelengths that are parallel to each other are incident from the first birefringent plate, two circularly polarized laser beams traveling on the same optical path are formed, and three beams are emitted from the grating, while the same An optical path correction device that emits from a first birefringent plate as a linearly polarized laser beam traveling through two different optical paths when two circularly polarized laser beams traveling through the optical path are incident from the grating,
The first birefringent plate has an optical path changing distance due to refraction when an extraordinary ray is incident, d1, a refractive index of the birefringent plate with respect to an ordinary ray, n0, a refractive index of the birefringent plate with respect to an extraordinary ray, ne, and birefringence. When the angle between the principal surface normal of the plate and the optical axis is θ, and the thickness of the birefringent plate is t1,
t1 = d1 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) |
Satisfying
The first wave plate generates a phase difference of 2π · m for one of the linearly polarized laser beams and a phase difference of π · (2n-1) for the other linearly polarized laser beam. (M and n are integers)
The second birefringent plate is arranged such that one of two linearly polarized laser beams incident on the optical axis is an ordinary ray and the other is an extraordinary ray, and the first birefringent plate and Arranged so that their main cross-sections are orthogonal to each other, the optical path interval of the two linearly polarized laser beams is d2, the refractive index of the birefringent plate with respect to the ordinary ray is n0, the refractive index of the birefringent plate with respect to the extraordinary ray is ne, birefringence When the angle between the principal surface normal of the plate and the optical axis is θ, and the thickness of the birefringent plate is t2,
t2 = d2 · | (n0 2 · tan θ + ne 2 ) / ((n0 2 −ne 2 ) · tan θ) |
Satisfying
The second wave plate generates a phase difference of π / 2 · (2p−1) with respect to any incident linearly polarized laser beam or circularly polarized laser beam (p is an integer),
1. The optical path correction apparatus according to claim 1, wherein the grating diffracts one or both of the incident circularly polarized laser beams having different wavelengths into three beams of 0th order light and ± 1st order light.
前記2波長レーザ部から二つの直線偏光レーザ光を入射すると共に、モニター光検出部にモニター光を出射する請求項1乃至6の何れかに記載の光路補正装置と、
該光路補正装置を出射した光線を光記憶媒体に集光する対物レンズとを備えたことを特徴とする光ピックアップ。 A composite optical element comprising a two-wavelength laser unit that emits linearly polarized laser beams having two different wavelengths whose polarization directions are parallel to each other, and a pair of monitor light detection units;
The optical path correction device according to any one of claims 1 to 6, wherein two linearly polarized laser beams are incident from the two-wavelength laser unit, and monitor light is emitted to the monitor light detection unit;
An optical pickup comprising: an objective lens that condenses the light beam emitted from the optical path correction device on an optical storage medium.
前記2波長レーザ部から二つの直線偏光レーザ光を入射すると共に、モニター光検出部にモニター光を出射する請求項1乃至6の何れかに記載の光路補正装置と、
該光路補正装置を出射した光線を光記憶媒体に集光する対物レンズとを備え
前記複合光学素子と前記光路補正装置とを一体化した構造とすることを特徴とする光ピックアップ。
A composite optical element comprising a two-wavelength laser unit that emits linearly polarized laser beams having two different wavelengths whose polarization directions are parallel to each other, and a pair of monitor light detection units;
The optical path correction device according to any one of claims 1 to 6, wherein two linearly polarized laser beams are incident from the two-wavelength laser unit, and monitor light is emitted to the monitor light detection unit;
An optical pickup comprising an objective lens for condensing a light beam emitted from the optical path correction device onto an optical storage medium, and having a structure in which the composite optical element and the optical path correction device are integrated.
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JP2004183294A JP2006012202A (en) | 2004-06-22 | 2004-06-22 | Optical path correcting apparatus and optical pickup using the same |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101325071B (en) * | 2007-06-11 | 2011-04-13 | 索尼株式会社 | Optical pickup and optical disk apparatus |
CN109579995A (en) * | 2018-11-05 | 2019-04-05 | 西安交通大学 | A kind of method and device thereof enhancing static birefringent interference spectrum resolution ratio |
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2004
- 2004-06-22 JP JP2004183294A patent/JP2006012202A/en active Pending
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CN109579995A (en) * | 2018-11-05 | 2019-04-05 | 西安交通大学 | A kind of method and device thereof enhancing static birefringent interference spectrum resolution ratio |
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