JP2000155974A - 位相制御素子及びこれを用いた光ヘッド装置 - Google Patents
位相制御素子及びこれを用いた光ヘッド装置Info
- Publication number
- JP2000155974A JP2000155974A JP10329896A JP32989698A JP2000155974A JP 2000155974 A JP2000155974 A JP 2000155974A JP 10329896 A JP10329896 A JP 10329896A JP 32989698 A JP32989698 A JP 32989698A JP 2000155974 A JP2000155974 A JP 2000155974A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hologram
- light
- phase control
- optical
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】出射光の波長が異なる２つの光源を有する光ヘ
ッド装置で使用する、小型で軽量化され、光の位相を変
化させる位相制御素子を得る。 【解決手段】平面形状が環状で断面形状が階段状の溝１
Ａを有する位相制御用の基板１とビームスプリッタ用ホ
ログラム２Ａが形成されているホログラム用の基板２と
を一体化して位相制御素子とする。
ッド装置で使用する、小型で軽量化され、光の位相を変
化させる位相制御素子を得る。 【解決手段】平面形状が環状で断面形状が階段状の溝１
Ａを有する位相制御用の基板１とビームスプリッタ用ホ
ログラム２Ａが形成されているホログラム用の基板２と
を一体化して位相制御素子とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクなどの
光記録媒体用の記録装置や再生装置などに用いる光ヘッ
ド装置用の位相制御素子及びこれを用いた光ヘッド装置
に関する。
光記録媒体用の記録装置や再生装置などに用いる光ヘッ
ド装置用の位相制御素子及びこれを用いた光ヘッド装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＤ−Ｒを含むＣＤ系の光記録媒体（以
後、光ディスクで代表する）の記録再生のために、光源
として波長が７８０ｎｍ帯の半導体レーザとＮＡ（開口
数）が０．４５の対物レンズ及び厚さが１．２ｍｍの光
ディスクが使用される。一方ＤＶＤ系の光ディスクの記
録再生には、光源として波長が６５０ｎｍ帯の半導体レ
ーザとＮＡが０．６の対物レンズ及び厚さが０．６ｍｍ
の光ディスクが使用される。
後、光ディスクで代表する）の記録再生のために、光源
として波長が７８０ｎｍ帯の半導体レーザとＮＡ（開口
数）が０．４５の対物レンズ及び厚さが１．２ｍｍの光
ディスクが使用される。一方ＤＶＤ系の光ディスクの記
録再生には、光源として波長が６５０ｎｍ帯の半導体レ
ーザとＮＡが０．６の対物レンズ及び厚さが０．６ｍｍ
の光ディスクが使用される。
【０００３】したがって、一つの光ヘッド装置でＣＤ系
とＤＶＤ系との両系の光ディスクの記録再生を実現させ
るには、ＣＤ系とＤＶＤ系用のそれぞれの発振波長の半
導体レーザを２個、及びそれぞれのＮＡに対応した２個
の対物レンズを使用する。しかし、この方式では、光学
系が２系統となるため光ヘッド装置の体積が大きく、重
量も重く、部品点数が多いため組立工程が複雑であるな
どの欠点があった。
とＤＶＤ系との両系の光ディスクの記録再生を実現させ
るには、ＣＤ系とＤＶＤ系用のそれぞれの発振波長の半
導体レーザを２個、及びそれぞれのＮＡに対応した２個
の対物レンズを使用する。しかし、この方式では、光学
系が２系統となるため光ヘッド装置の体積が大きく、重
量も重く、部品点数が多いため組立工程が複雑であるな
どの欠点があった。
【０００４】これらの欠点を解決するため、波長の異な
る半導体レーザからの光を波長選択性の合成分離ミラー
で合成分離し同一の対物レンズを使用してコンパクトな
光ヘッド装置を構成することが提案されているが、前述
のようにＣＤ系とＤＶＤ系の光ディスクでは対物レンズ
に要求されるＮＡが異なる。そのため、両系の光ディス
クを同一の対物レンズを使用し記録再生する場合、対物
レンズのＮＡを波長に応じて変える必要がある。
る半導体レーザからの光を波長選択性の合成分離ミラー
で合成分離し同一の対物レンズを使用してコンパクトな
光ヘッド装置を構成することが提案されているが、前述
のようにＣＤ系とＤＶＤ系の光ディスクでは対物レンズ
に要求されるＮＡが異なる。そのため、両系の光ディス
クを同一の対物レンズを使用し記録再生する場合、対物
レンズのＮＡを波長に応じて変える必要がある。
【０００５】この波長に応じて変える方法として光軸を
含む対物レンズの中心領域では、２つの波長帯の光は直
進透過させ、光軸を含まない対物レンズの周辺領域では
大きなＮＡが必要な波長６５０ｎｍの光は直線的に透過
させ、小さなＮＡでもよい波長７８０ｎｍの光は反射さ
せる。このように、一つの波長に対しては周辺領域で直
線透過率を低くする機能を有した波長選択性の絞りを、
光ディスクと光源との間に配置することによりＣＤ系と
ＤＶＤ系での光ディスクの波長に対するＮＡの切替を行
っている。しかし、ＣＤ系とＤＶＤ系では光ディスクの
厚さが異なるので、発生する球面収差をこのような開口
制御（ＮＡ制御）のみでは十分に低減させることは困難
であった。
含む対物レンズの中心領域では、２つの波長帯の光は直
進透過させ、光軸を含まない対物レンズの周辺領域では
大きなＮＡが必要な波長６５０ｎｍの光は直線的に透過
させ、小さなＮＡでもよい波長７８０ｎｍの光は反射さ
せる。このように、一つの波長に対しては周辺領域で直
線透過率を低くする機能を有した波長選択性の絞りを、
光ディスクと光源との間に配置することによりＣＤ系と
ＤＶＤ系での光ディスクの波長に対するＮＡの切替を行
っている。しかし、ＣＤ系とＤＶＤ系では光ディスクの
厚さが異なるので、発生する球面収差をこのような開口
制御（ＮＡ制御）のみでは十分に低減させることは困難
であった。
【０００６】一方、光ディスク用の光ヘッド装置におい
ては、半導体レーザからの出射光が光ディスクで反射さ
れて戻り光となり、この戻り光をビームスプリッタを用
いて光検出器である受光素子に導く必要がある。このビ
ームスプリッタとして、異なる波長の半導体レーザ光を
合成分離するための前述の合成分離ミラーに加えて、こ
の合成分離ミラーによって分離されたそれぞれの波長の
光を上記の受光素子へ導くためのハーフミラーがさらに
必要となる。したがって、このように部品点数が多くな
って、組立工程が複雑となり生産性が下がる。また、こ
のハーフミラーは通常入射光方向に対し９０度方向に光
を反射するように使用するために、光ヘッド装置の小型
化も困難であった。
ては、半導体レーザからの出射光が光ディスクで反射さ
れて戻り光となり、この戻り光をビームスプリッタを用
いて光検出器である受光素子に導く必要がある。このビ
ームスプリッタとして、異なる波長の半導体レーザ光を
合成分離するための前述の合成分離ミラーに加えて、こ
の合成分離ミラーによって分離されたそれぞれの波長の
光を上記の受光素子へ導くためのハーフミラーがさらに
必要となる。したがって、このように部品点数が多くな
って、組立工程が複雑となり生産性が下がる。また、こ
のハーフミラーは通常入射光方向に対し９０度方向に光
を反射するように使用するために、光ヘッド装置の小型
化も困難であった。
【０００７】この小型化のため、このビームスプリッタ
としてホログラム素子を用いることが提案されている。
このホログラフィックビームスプリッタは、光の進行方
向を回折によって曲げて、半導体レーザの近くに配置し
た受光素子に光を導くことができる。
としてホログラム素子を用いることが提案されている。
このホログラフィックビームスプリッタは、光の進行方
向を回折によって曲げて、半導体レーザの近くに配置し
た受光素子に光を導くことができる。
【０００８】このホログラフィックビームスプリッタを
半導体レーザと対物レンズとの間の、半導体レーザに近
い側に配置すると、２つの異なる波長の半導体レーザの
近くにそれぞれのホログラム素子が必要となり部品点数
が増加する。また、特にＤＶＤ系の光ディスクの再生時
には、ホログラム素子を対物レンズと一体に駆動した方
がトラッキングの精度が高くなる。
半導体レーザと対物レンズとの間の、半導体レーザに近
い側に配置すると、２つの異なる波長の半導体レーザの
近くにそれぞれのホログラム素子が必要となり部品点数
が増加する。また、特にＤＶＤ系の光ディスクの再生時
には、ホログラム素子を対物レンズと一体に駆動した方
がトラッキングの精度が高くなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が有していた前述の問題を解決する位相制御素子及
びこれを用いた光ヘッド装置を提供することである。
技術が有していた前述の問題を解決する位相制御素子及
びこれを用いた光ヘッド装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題に
鑑みてなされたものであり、光の位相を変化させる位相
制御素子において、平面形状が環状で断面形状が階段状
の溝を有する位相制御用の基板にビームスプリッタ用ホ
ログラムが一体化されていることを特徴とする光ヘッド
装置用の位相制御素子を提供する。また、ビームスプリ
ッタ用ホログラムが複屈折性の光学材料と光学的等方性
材料とから構成されており、いずれか一方の材料により
形成された格子状の凹凸部に他方の材料が組み合わされ
たものである上記の位相制御素子を提供する。
鑑みてなされたものであり、光の位相を変化させる位相
制御素子において、平面形状が環状で断面形状が階段状
の溝を有する位相制御用の基板にビームスプリッタ用ホ
ログラムが一体化されていることを特徴とする光ヘッド
装置用の位相制御素子を提供する。また、ビームスプリ
ッタ用ホログラムが複屈折性の光学材料と光学的等方性
材料とから構成されており、いずれか一方の材料により
形成された格子状の凹凸部に他方の材料が組み合わされ
たものである上記の位相制御素子を提供する。
【００１１】また、波長がそれぞれ異なる２つの光源か
らの出射光を光記録媒体へ導き、光記録媒体からの反射
光を検出する光検出器とを少なくとも備えた光ヘッド装
置において、光源と光記録媒体との間に上記の位相制御
素子が配された光ヘッド装置を提供する。
らの出射光を光記録媒体へ導き、光記録媒体からの反射
光を検出する光検出器とを少なくとも備えた光ヘッド装
置において、光源と光記録媒体との間に上記の位相制御
素子が配された光ヘッド装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ系用の光
ディスクに対して最適化されたＮＡ０．６の対物レンズ
を使用して、厚さ１．２ｍｍのＣＤ系の光ディスクを再
生すると例えば図２に示すような位相差を有する球面収
差が発生する。この図２では位相差の断面を表してお
り、実際には３次元的で周辺部の盛り上がったドーナツ
状で、かつ環状である。
ディスクに対して最適化されたＮＡ０．６の対物レンズ
を使用して、厚さ１．２ｍｍのＣＤ系の光ディスクを再
生すると例えば図２に示すような位相差を有する球面収
差が発生する。この図２では位相差の断面を表してお
り、実際には３次元的で周辺部の盛り上がったドーナツ
状で、かつ環状である。
【００１３】この球面収差を補正するには、図２と逆符
号の位相差を発生する位相制御素子を用いればよい。具
体的には、ガラス基板などと空気との界面にこの位相差
形状の溝を形成する場合には、ガラス基板などの屈折率
をｎg としたとき、与えたい位相差形状φを（ｎg −
１）で除した形状をガラス基板などの表面に形成すれば
よい。しかし、このような３次元曲面は、ＣＤ系の光デ
ィスク再生時には球面収差を補正するが、ＤＶＤ系の光
ディスク再生時には球面収差を逆に悪化させる。
号の位相差を発生する位相制御素子を用いればよい。具
体的には、ガラス基板などと空気との界面にこの位相差
形状の溝を形成する場合には、ガラス基板などの屈折率
をｎg としたとき、与えたい位相差形状φを（ｎg −
１）で除した形状をガラス基板などの表面に形成すれば
よい。しかし、このような３次元曲面は、ＣＤ系の光デ
ィスク再生時には球面収差を補正するが、ＤＶＤ系の光
ディスク再生時には球面収差を逆に悪化させる。
【００１４】本発明においては、上記の位相差形状を階
段状であるステップ形状で近似する。図４には、基板２
１に形成された平面形状が環状で断面形状がステップ形
状の溝２２が示してあり、段差ｈ（隣接するステップ間
の高度差）を有する。形成される段数は通常２〜５段で
ある。ここで環状とは完全な円形である必要はなく多少
楕円に近くてもよく、さらに円形が繋がってなく部分的
に切れていてもよい。また、溝の形成方法にはフォトリ
ソグラフィーとエッチングを組み合わせる方法、プレス
法、射出成形法などがあり、溝の形成される材料に応じ
て適切な方法が選択される。
段状であるステップ形状で近似する。図４には、基板２
１に形成された平面形状が環状で断面形状がステップ形
状の溝２２が示してあり、段差ｈ（隣接するステップ間
の高度差）を有する。形成される段数は通常２〜５段で
ある。ここで環状とは完全な円形である必要はなく多少
楕円に近くてもよく、さらに円形が繋がってなく部分的
に切れていてもよい。また、溝の形成方法にはフォトリ
ソグラフィーとエッチングを組み合わせる方法、プレス
法、射出成形法などがあり、溝の形成される材料に応じ
て適切な方法が選択される。
【００１５】段差ｈから発生する位相差は２π（ｎ−
１）ｈ／λで表せる。波長λ＝６５０ｎｍのＤＶＤ系の
光ディスク使用時には位相を変化させないために、ｈを
適切に選択してφを２πとする。例えば、屈折率ｎ＝
１．５のときｈ＝１．３μｍとすることで、実質的に波
長６５０ｎｍの光に対しては位相を変化させない。
１）ｈ／λで表せる。波長λ＝６５０ｎｍのＤＶＤ系の
光ディスク使用時には位相を変化させないために、ｈを
適切に選択してφを２πとする。例えば、屈折率ｎ＝
１．５のときｈ＝１．３μｍとすることで、実質的に波
長６５０ｎｍの光に対しては位相を変化させない。
【００１６】一方このような段差に波長７８０ｎｍの光
を透過させると、１．６７πの位相差が発生する。図４
のように、この段差を複数個作成すること、すなわち階
段状に溝を形成することで、波長７８０ｎｍの光に対し
てのみ位相を変化させ得る。このことを利用して、基板
に平面形状が環状で断面形状が階段状の溝を形成するこ
とで入射光の位相を制御し球面収差を補正できる。
を透過させると、１．６７πの位相差が発生する。図４
のように、この段差を複数個作成すること、すなわち階
段状に溝を形成することで、波長７８０ｎｍの光に対し
てのみ位相を変化させ得る。このことを利用して、基板
に平面形状が環状で断面形状が階段状の溝を形成するこ
とで入射光の位相を制御し球面収差を補正できる。
【００１７】ここで使用する基板は、光透過性がよく耐
久性があり、屈折率が適切に選択されていればどのよう
な材料でもよく、例えばガラスのほか、アクリル樹脂、
ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどがある。しか
し、ガラス基板は高い光透過性と高い耐久性を有するの
で好ましい。
久性があり、屈折率が適切に選択されていればどのよう
な材料でもよく、例えばガラスのほか、アクリル樹脂、
ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどがある。しか
し、ガラス基板は高い光透過性と高い耐久性を有するの
で好ましい。
【００１８】さらに図１に示すように、平面形状が環状
で断面形状が階段状の溝１Ａを形成した位相制御用の基
板１とビームスプリッタ用ホログラム２Ａを形成したホ
ログラム用の基板２とを一体化する。このように一体化
することで部品点数を減らすことができ、小型化や軽量
化ができ、さらには光ヘッド装置の組立が容易になる。
また、このように一体化することで、位相制御用の溝と
ホログラムの凹凸間との位置精度もよくなり生産の歩留
まりを向上させることもできる。
で断面形状が階段状の溝１Ａを形成した位相制御用の基
板１とビームスプリッタ用ホログラム２Ａを形成したホ
ログラム用の基板２とを一体化する。このように一体化
することで部品点数を減らすことができ、小型化や軽量
化ができ、さらには光ヘッド装置の組立が容易になる。
また、このように一体化することで、位相制御用の溝と
ホログラムの凹凸間との位置精度もよくなり生産の歩留
まりを向上させることもできる。
【００１９】一体化の方法としては位相制御用の溝を形
成した基板の裏面にホログラムを形成してもよいし、位
相制御用の溝を形成した基板とホログラムを形成した基
板を積層してもよい。後者の積層をする場合、基板の位
相制御用の溝を形成した面とホログラムの格子を形成し
た面が、図１のように面の同じ側にあってもよいし、形
成面が向き合っていてもよいし、形成面が逆に背を向け
あっていてもよい。
成した基板の裏面にホログラムを形成してもよいし、位
相制御用の溝を形成した基板とホログラムを形成した基
板を積層してもよい。後者の積層をする場合、基板の位
相制御用の溝を形成した面とホログラムの格子を形成し
た面が、図１のように面の同じ側にあってもよいし、形
成面が向き合っていてもよいし、形成面が逆に背を向け
あっていてもよい。
【００２０】この位相制御素子にさらにλ／４板などの
波長板を一体化することにより、光ディスクへ向かう光
及び光ディスクからの反射戻り光の偏光特性を制御でき
て、さらに好ましい。
波長板を一体化することにより、光ディスクへ向かう光
及び光ディスクからの反射戻り光の偏光特性を制御でき
て、さらに好ましい。
【００２１】また、一体化するホログラムとしては、複
屈折性を有する光学材料に格子状の凹凸部が設けられ、
その凹凸部が他の光学的等方性材料によって充填されて
いる偏光ホログラムを使用することが好ましい。この偏
光ホログラムは光利用効率が高いので好ましい。この複
屈折性を有する光学材料の凹凸部に充填する光学的等方
性材料の屈折率は、光利用効率を高めたい場合、複屈折
性の光学材料の常光屈折率又は異常屈折率のいずれかに
等しくする。
屈折性を有する光学材料に格子状の凹凸部が設けられ、
その凹凸部が他の光学的等方性材料によって充填されて
いる偏光ホログラムを使用することが好ましい。この偏
光ホログラムは光利用効率が高いので好ましい。この複
屈折性を有する光学材料の凹凸部に充填する光学的等方
性材料の屈折率は、光利用効率を高めたい場合、複屈折
性の光学材料の常光屈折率又は異常屈折率のいずれかに
等しくする。
【００２２】上記においては、複屈折性の光学材料に格
子状の凹凸部を設けて、この凹凸部に光学的等方性材料
を充填することを述べたが、その逆であってもよい。す
なわち、光学的等方性材料に格子状の凹凸部を設けて、
この凹凸部に複屈折性の光学材料を充填してもよい。ま
た、複屈折性の光学材料に格子状の凹凸部を設けて、光
学的等方性材料に格子状の凹凸部を設けて、両方の凹凸
部を嵌合させてもよい。
子状の凹凸部を設けて、この凹凸部に光学的等方性材料
を充填することを述べたが、その逆であってもよい。す
なわち、光学的等方性材料に格子状の凹凸部を設けて、
この凹凸部に複屈折性の光学材料を充填してもよい。ま
た、複屈折性の光学材料に格子状の凹凸部を設けて、光
学的等方性材料に格子状の凹凸部を設けて、両方の凹凸
部を嵌合させてもよい。
【００２３】この偏光ホログラムは、入射する光の偏光
方向により回折効率が異なるもので、光源から光ディス
クに向かう出射光の往路では高透過率の偏光方向とし、
光ディスクにより反射され戻ってくる出射光の復路では
λ／４板などにより偏光方向を回転させ、高回折効率の
偏光方向とすることが望ましい。このように偏光方向を
変化させることで往路の不要回折光を減らすことができ
好ましい。
方向により回折効率が異なるもので、光源から光ディス
クに向かう出射光の往路では高透過率の偏光方向とし、
光ディスクにより反射され戻ってくる出射光の復路では
λ／４板などにより偏光方向を回転させ、高回折効率の
偏光方向とすることが望ましい。このように偏光方向を
変化させることで往路の不要回折光を減らすことができ
好ましい。
【００２４】光ディスクの基盤にたとえ複屈折性があっ
ても光ディスクにより反射され戻ってくる出射光に含ま
れている情報が検出できるようにするためには、光学的
等方性材料の屈折率が、複屈折性の光学材料の常光屈折
率及び異常屈折率のいずれにも等しくないように設定す
る。この場合、光の利用効率は低下する。
ても光ディスクにより反射され戻ってくる出射光に含ま
れている情報が検出できるようにするためには、光学的
等方性材料の屈折率が、複屈折性の光学材料の常光屈折
率及び異常屈折率のいずれにも等しくないように設定す
る。この場合、光の利用効率は低下する。
【００２５】上記の偏光ホログラムは、ＬｉＮｂＯ3 な
どの複屈折性の光学単結晶を用いても作成できるが、複
屈折性の有機薄膜、特に高分子液晶の薄膜に格子状の凹
凸部を作成し他の光学的等方性材料でその格子部分を充
填することが作成の容易性、屈折率の選択性の自由度の
観点から好ましい。さらに、有機薄膜により作成した偏
光ホログラムは材料費や加工コストが低くて好ましい。
光学的等方性材料としては、アクリル系高分子、エポキ
シ系高分子、ウレタン系高分子などが挙げられる。
どの複屈折性の光学単結晶を用いても作成できるが、複
屈折性の有機薄膜、特に高分子液晶の薄膜に格子状の凹
凸部を作成し他の光学的等方性材料でその格子部分を充
填することが作成の容易性、屈折率の選択性の自由度の
観点から好ましい。さらに、有機薄膜により作成した偏
光ホログラムは材料費や加工コストが低くて好ましい。
光学的等方性材料としては、アクリル系高分子、エポキ
シ系高分子、ウレタン系高分子などが挙げられる。
【００２６】位相制御用の溝を形成した基板は、前述の
ように段差を制御し波長６５０ｎｍの光に対して位相を
２πずらせることにより、この波長では実質的に位相差
が生じず、波長７８０ｎｍの光に対しては位相差が生じ
る。このため段差の精密制御が必要である。段差を大き
くすることにより位相差の制御性を上げる場合には、段
差を設けている基板の屈折率を小さくするか、又は基板
の階段状の溝の部分に他の光学材料を充填することによ
り２つの材料の屈折率差を小さくして位相差を発生させ
ることが好ましい。
ように段差を制御し波長６５０ｎｍの光に対して位相を
２πずらせることにより、この波長では実質的に位相差
が生じず、波長７８０ｎｍの光に対しては位相差が生じ
る。このため段差の精密制御が必要である。段差を大き
くすることにより位相差の制御性を上げる場合には、段
差を設けている基板の屈折率を小さくするか、又は基板
の階段状の溝の部分に他の光学材料を充填することによ
り２つの材料の屈折率差を小さくして位相差を発生させ
ることが好ましい。
【００２７】また、ＤＶＤ系とＣＤ系の光ディスクでは
要求されるＮＡが異なり、ＣＤ系の光ディスク再生時に
はＮＡがＤＶＤ系のそれより小さく、対物レンズや位相
制御素子の周辺部を使用しないように制限することが好
ましい。そのため、位相制御素子の周辺部に、ＤＶＤ系
の光ディスク用の波長６５０ｎｍの光は透過するがＣＤ
系の光ディスク用の波長７８０ｎｍの光は透過しない、
波長選択性の開口制御フィルタを使用できる。
要求されるＮＡが異なり、ＣＤ系の光ディスク再生時に
はＮＡがＤＶＤ系のそれより小さく、対物レンズや位相
制御素子の周辺部を使用しないように制限することが好
ましい。そのため、位相制御素子の周辺部に、ＤＶＤ系
の光ディスク用の波長６５０ｎｍの光は透過するがＣＤ
系の光ディスク用の波長７８０ｎｍの光は透過しない、
波長選択性の開口制御フィルタを使用できる。
【００２８】また、ＣＤ系の光ディスク再生時には位相
制御素子の周辺部透過光の位相がずれるように光学設計
して、光ディスク面上に有効に出射光が集光しないよう
に収差を発生させて、実質的に開口制御できる。この場
合は、波長選択性の開口制御フィルタを省くことがで
き、使用部品の点数が減らせて好ましい。
制御素子の周辺部透過光の位相がずれるように光学設計
して、光ディスク面上に有効に出射光が集光しないよう
に収差を発生させて、実質的に開口制御できる。この場
合は、波長選択性の開口制御フィルタを省くことがで
き、使用部品の点数が減らせて好ましい。
【００２９】さらに、上述の位相制御素子を、波長がそ
れぞれ異なる２つの光源からの出射光を光記録媒体へ導
き、光記録媒体からの反射光を検出する光検出器とを少
なくとも備えた光ヘッド装置の、光源と光記録媒体との
間に配置することが好ましい。
れぞれ異なる２つの光源からの出射光を光記録媒体へ導
き、光記録媒体からの反射光を検出する光検出器とを少
なくとも備えた光ヘッド装置の、光源と光記録媒体との
間に配置することが好ましい。
【００３０】本発明の位相制御素子を光ヘッド装置に組
み込むことにより、波面収差が小さくなり、したがって
光ディスクからの反射光である信号光のノイズを低減す
ることができる。本発明の位相制御素子を使用すると、
この装置の構成部品点数が低減でき、この分体積も小さ
くなり、さらに、光ヘッド装置作成の工程数が低減でき
生産性も向上する。
み込むことにより、波面収差が小さくなり、したがって
光ディスクからの反射光である信号光のノイズを低減す
ることができる。本発明の位相制御素子を使用すると、
この装置の構成部品点数が低減でき、この分体積も小さ
くなり、さらに、光ヘッド装置作成の工程数が低減でき
生産性も向上する。
【００３１】
【実施例】以下、図面を参照しながら本実施例について
説明する。ここで使用した、２つの半導体レーザの発振
波長は、６５０ｎｍと７８０ｎｍであった。
説明する。ここで使用した、２つの半導体レーザの発振
波長は、６５０ｎｍと７８０ｎｍであった。
【００３２】まず、位相制御用の階段状の溝について説
明する。使用した基板の屈折率ｎ＝１．５であり段差ｈ
＝１．３μｍとすることで、実質的に波長６５０ｎｍの
光に対しては位相を変化させないようにした。一方この
段差に波長７８０ｎｍの光を透過させると、１．６７π
の位相差を発生させることができた。すなわち、図４の
ように、この段差を２段に作成することで、波長７８０
ｎｍの光に対してのみ位相を変化させた。この位相制御
用の溝を形成した基板を用いたときの位相差を図３に示
した。
明する。使用した基板の屈折率ｎ＝１．５であり段差ｈ
＝１．３μｍとすることで、実質的に波長６５０ｎｍの
光に対しては位相を変化させないようにした。一方この
段差に波長７８０ｎｍの光を透過させると、１．６７π
の位相差を発生させることができた。すなわち、図４の
ように、この段差を２段に作成することで、波長７８０
ｎｍの光に対してのみ位相を変化させた。この位相制御
用の溝を形成した基板を用いたときの位相差を図３に示
した。
【００３３】この位相制御用の溝を形成した基板とビー
ムスプリッタ用ホログラムが形成された基板とを積層し
て一体化して位相制御素子とし、この位相制御素子を光
ヘッド装置に組み込んだ（図５）。
ムスプリッタ用ホログラムが形成された基板とを積層し
て一体化して位相制御素子とし、この位相制御素子を光
ヘッド装置に組み込んだ（図５）。
【００３４】このホログラムとしては、複屈折性を有す
る高分子液晶の薄膜に格子状の凹凸部を設け、この高分
子液晶の常光屈折率とほぼ等しい屈折率を有する光学的
等方性材料で、高分子液晶の薄膜の凹凸部を充填した偏
光ホログラムを用いた。この偏光ホログラムは、入射す
る光の偏光方向により回折効率が異なるもので、半導体
レーザから光ディスクに向かう往路では高透過率の偏光
方向を利用し、また復路ではλ／４板により偏光方向を
回転させ高回折効率の偏光方向を利用し、光検出器に光
を導くことができる。ここで用いたλ／４板は２つの波
長６５０ｎｍと７８０ｎｍの平均の波長に対する１／４
の位相差とした。
る高分子液晶の薄膜に格子状の凹凸部を設け、この高分
子液晶の常光屈折率とほぼ等しい屈折率を有する光学的
等方性材料で、高分子液晶の薄膜の凹凸部を充填した偏
光ホログラムを用いた。この偏光ホログラムは、入射す
る光の偏光方向により回折効率が異なるもので、半導体
レーザから光ディスクに向かう往路では高透過率の偏光
方向を利用し、また復路ではλ／４板により偏光方向を
回転させ高回折効率の偏光方向を利用し、光検出器に光
を導くことができる。ここで用いたλ／４板は２つの波
長６５０ｎｍと７８０ｎｍの平均の波長に対する１／４
の位相差とした。
【００３５】図５の光ヘッド装置において、光源は、Ｄ
ＶＤ系の光ディスク用の波長６５０ｎｍの半導体レーザ
９ＡとＣＤ系の光ディスク用の波長７８０ｎｍの半導体
レーザ９Ｂからの出射光はそれぞれのコリメートレンズ
１０Ａ、１０Ｂを透過し波長選択性プリズムミラー７に
より光軸を一致させ、本発明の偏光ホログラム付きの位
相制御素子６を透過し、λ／４板透過後、対物レンズ５
により光ディスク４の面に集光する。この光ディスク４
のピット情報を有した反射光は再びλ／４板透過後、対
物レンズ５を透過し、偏光ホログラムにより光軸をわず
かに曲げ、各光検出器１１Ａ、１１Ｂに到達する。λ／
４板の役割は上記したとおりである。
ＶＤ系の光ディスク用の波長６５０ｎｍの半導体レーザ
９ＡとＣＤ系の光ディスク用の波長７８０ｎｍの半導体
レーザ９Ｂからの出射光はそれぞれのコリメートレンズ
１０Ａ、１０Ｂを透過し波長選択性プリズムミラー７に
より光軸を一致させ、本発明の偏光ホログラム付きの位
相制御素子６を透過し、λ／４板透過後、対物レンズ５
により光ディスク４の面に集光する。この光ディスク４
のピット情報を有した反射光は再びλ／４板透過後、対
物レンズ５を透過し、偏光ホログラムにより光軸をわず
かに曲げ、各光検出器１１Ａ、１１Ｂに到達する。λ／
４板の役割は上記したとおりである。
【００３６】ここで、ＤＶＤ系の光ディスク用の半導体
レーザを９Ｂ、ＣＤ系の光ディスク用の半導体レーザを
９Ａとしてもよい。この場合、波長選択性プリズムミラ
ー７の反射特性は上記の場合と異なり、波長６５０ｎｍ
の光を反射することとなる。
レーザを９Ｂ、ＣＤ系の光ディスク用の半導体レーザを
９Ａとしてもよい。この場合、波長選択性プリズムミラ
ー７の反射特性は上記の場合と異なり、波長６５０ｎｍ
の光を反射することとなる。
【００３７】ＣＤ系の光ディスク再生時にこの位相制御
素子を用いないときの波面収差０．１４λrms に対し、
この位相制御素子を挿入することにより、波面収差は
０．０１８λrms まで小さくできた。これによって、光
ディスクからの反射光である情報光のノイズを低減でき
た。また、光ヘッド装置の構成部品点数を減らすことが
でき、小型化が実現できた。
素子を用いないときの波面収差０．１４λrms に対し、
この位相制御素子を挿入することにより、波面収差は
０．０１８λrms まで小さくできた。これによって、光
ディスクからの反射光である情報光のノイズを低減でき
た。また、光ヘッド装置の構成部品点数を減らすことが
でき、小型化が実現できた。
【００３８】
【発明の効果】本発明により、位相制御用の階段状の溝
を形成した基板とビームスプリッタ用ホログラムが形成
された基板とが一体化されたため、部品点数を低減で
き、さらに小型化と軽量化が実現した。
を形成した基板とビームスプリッタ用ホログラムが形成
された基板とが一体化されたため、部品点数を低減で
き、さらに小型化と軽量化が実現した。
【００３９】また、光ヘッド装置として組み込む場合、
初めから両基板を一体化しているため、両基板の位置合
わせ精度も高く、組み立て工程で両基板の位置合わせの
必要がないことに加え、構成部品点数が少ないことによ
り生産性を上げることができる。
初めから両基板を一体化しているため、両基板の位置合
わせ精度も高く、組み立て工程で両基板の位置合わせの
必要がないことに加え、構成部品点数が少ないことによ
り生産性を上げることができる。
【図１】本発明の、ホログラムと一体化した位相制御素
子の概念図。
子の概念図。
【図２】ＣＤ系光ディスク再生時に発生する球面収差の
一例を示す概念図。
一例を示す概念図。
【図３】本発明の位相制御素子による収差補正の一例を
示す概念図。
示す概念図。
【図４】本発明の位相制御素子の凹凸形状の一例を示す
概念図。
概念図。
【図５】本発明の、ホログラムと一体化した位相制御素
子を用いた光ヘッド装置の構成の一例を示す概念図。
子を用いた光ヘッド装置の構成の一例を示す概念図。
１Ａ：平面形状が環状で断面形状が階段状の溝 １：位相制御用の基板１ ２Ａ：ビームスプリッタ用ホログラム ２：ホログラム用の基板 ４：光ディスク ５：対物レンズ ６：位相制御素子 ７：波長選択性ビームスプリッタ ９Ａ、９Ｂ：半導体レーザ １０Ａ、１０Ｂ：コリメートレンズ １１Ａ、１０Ｂ：光検出器 １５：λ／４板 ２１：基板 ２２：平面形状が環状で断面形状がステップ形状の溝
Claims (3)
- 【請求項１】光の位相を変化させる位相制御素子におい
て、平面形状が環状で断面形状が階段状の溝を有する位
相制御用の基板にビームスプリッタ用ホログラムが一体
化されていることを特徴とする光ヘッド装置用の位相制
御素子。 - 【請求項２】ビームスプリッタ用ホログラムが複屈折性
の光学材料と光学的等方性材料とから構成されており、
いずれか一方の材料により形成された格子状の凹凸部に
他方の材料が組み合わされたものである請求項１に記載
の位相制御素子。 - 【請求項３】波長がそれぞれ異なる２つの光源からの出
射光を光記録媒体へ導き、光記録媒体からの反射光を検
出する光検出器とを少なくとも備えた光ヘッド装置にお
いて、光源と光記録媒体との間に請求項１又は２に記載
の位相制御素子が配された光ヘッド装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329896A JP2000155974A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 位相制御素子及びこれを用いた光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329896A JP2000155974A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 位相制御素子及びこれを用いた光ヘッド装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000155974A true JP2000155974A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18226477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10329896A Pending JP2000155974A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 位相制御素子及びこれを用いた光ヘッド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000155974A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001016627A1 (fr) * | 1999-08-26 | 2001-03-08 | Asahi Glass Company, Limited | Dephaseur et tete optique montee en association avec ledit dephaseur |
| JP2006244593A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Ricoh Co Ltd | 光ピックアップ、光情報処理装置 |
| US7324424B2 (en) | 2001-11-15 | 2008-01-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Compatible optical pickup having diffractive device to correct chromatism and divergent lens to increase working distance |
| US7848209B2 (en) | 2002-02-27 | 2010-12-07 | Ricoh Company, Ltd. | Optical pickup and optical information processing apparatus with light sources of three different wavelengths |
-
1998
- 1998-11-19 JP JP10329896A patent/JP2000155974A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001016627A1 (fr) * | 1999-08-26 | 2001-03-08 | Asahi Glass Company, Limited | Dephaseur et tete optique montee en association avec ledit dephaseur |
| US6580674B1 (en) | 1999-08-26 | 2003-06-17 | Asahi Glass Company, Limited | Phase shifter and optical head device mounted with the same |
| US6917576B2 (en) | 1999-08-26 | 2005-07-12 | Asahi Glass Company, Limited | Retarder and optical head device installing the same |
| US7324424B2 (en) | 2001-11-15 | 2008-01-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Compatible optical pickup having diffractive device to correct chromatism and divergent lens to increase working distance |
| US7848209B2 (en) | 2002-02-27 | 2010-12-07 | Ricoh Company, Ltd. | Optical pickup and optical information processing apparatus with light sources of three different wavelengths |
| JP2006244593A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Ricoh Co Ltd | 光ピックアップ、光情報処理装置 |
| JP4596938B2 (ja) * | 2005-03-02 | 2010-12-15 | 株式会社リコー | 光ピックアップ、光情報処理装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3886313B2 (ja) | 光ピックアップ | |
| KR101118765B1 (ko) | 대물 렌즈 및 광픽업 장치 | |
| US6043912A (en) | Optical pickup compatible with a digital versatile disk and a recordable compact disk using a holographic ring lens | |
| USRE43106E1 (en) | Optical pickup compatible with a digital versatile disk and a recordable compact disk using a holographic ring lens | |
| KR100335446B1 (ko) | 수차 보정소자 및 이를 채용한 광픽업장치 | |
| JP2001093179A (ja) | 光ピックアップ | |
| KR20040091553A (ko) | 광 픽업 장치, 광 정보 기록 재생 장치, 익스팬더 렌즈,커플링 렌즈 및 색수차 보정용 광학 소자 | |
| EP1494227B1 (en) | Optical pickup | |
| JP4224654B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
| JP4434369B2 (ja) | 対物レンズ | |
| US7239596B2 (en) | Optical pickup device and optical recording medium driving apparatus | |
| EP1494226A2 (en) | Objective lens optical pickup and optical information processing apparatus using the same | |
| CN100395833C (zh) | 光记录介质用物镜光学系统以及使用它的光拾取装置 | |
| JP2000155974A (ja) | 位相制御素子及びこれを用いた光ヘッド装置 | |
| JP4281187B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
| JP4252806B2 (ja) | 光ピックアップ及びこれを用いる光情報処理装置 | |
| EP1562186A1 (en) | Double-wavelength light source unit and optical head device | |
| JP2004178773A (ja) | 光ヘッド装置 | |
| JP2003173572A (ja) | 光ディスクとその記録再生装置 | |
| EP1624453A1 (en) | Optical head and optical disk device | |
| JP2001126294A (ja) | 光学素子および光ヘッド装置 | |
| EP0996120A1 (en) | Optical pickup compatible with a digital versatile disk and a recordable compact disk using a holographic ring lens | |
| JP2002040257A (ja) | 開口制限素子および光ヘッド装置 | |
| JP2006351090A (ja) | 光ピックアップとこれを用いた光情報処理装置 | |
| KR20030033316A (ko) | 편광 위상보상소자 및 그 편광 위상보상소자를 이용한광픽업 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040729 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050930 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051115 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060113 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070206 |