JP2004151659A - Polarizing optical element, method for manufacturing polarizing optical element, optical pickup device, and optical disk device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光光学素子、偏光光学素子の製造方法、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、光ピックアップ装置に用いられる偏光光学素子、該偏光光学素子の製造方法、前記偏光光学素子を含む光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ディスク装置では、スパイラル状又は同心円状のトラックが形成された光ディスクなどの情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射して情報の記録又は消去を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置は、情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射して光スポットを形成するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として、光ピックアップ装置を備えている。
【0003】
一般的に光ピックアップ装置は、対物レンズを含み、光源から出射される光束を情報記録媒体の記録面に導くとともに、記録面で反射された光束(戻り光束)を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された受光素子などを備えている。この受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報(サーボ情報)などを含む信号が出力される。
【0004】
記録面の所定位置にデータを正しく記録したり、記録面の所定位置に記録されているデータを正しく再生するためには、光スポットが記録面の所定位置に正確に形成されなければならない。そのためには、光スポットの形成位置を正確に検出する必要がある。記録面における光スポットの形成位置を検出する方法としては、記録面に形成された1つの光スポットの戻り光束を利用する方法(1ビーム方式)と、記録面に形成された3つの光スポットの各戻り光束を利用する方法(3ビーム方式)とに大別できる。3ビーム方式を用いる場合には、記録面に3つの光スポットを形成するために、光源から出射される光束を3つに分割(3ビーム化)する必要がある。そこで、この場合には、光源から出射される光束を3ビーム化するための光学素子としてグレーティングが一般的に用いられている。
【0005】
3ビーム方式に対応した光ピックアップ装置として、上述したグレーティングと、記録面で反射された戻り光束を往路と復路の共通光路から分岐して前記受光位置に導くためのホログラムとを集積化した光ピックアップ装置が提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。非特許文献1に開示されている光ピックアップ装置では、図23(A)に示されるように、ガラス基板GPの一方の面にピッチが1〜2μmの凹凸がホログラムHM用に形成され、他方の面にピッチが10〜20μmの凹凸がグレーティングGT用に形成されている。なお、ホログラムHMで分岐され受光素子PDの受光面に向かう戻り光束(以下、便宜上「分岐戻り光束」ともいう)がグレーティングGTに入射すると、その戻り光束はグレーティングGTで回折されるため、受光素子PDでの受光量が減少することとなる。そこで、分岐戻り光束がグレーティングGTに入射しないようにするために、ホログラムHMとグレーティングGTとの間隔Lは2mm程度に設定されている。さらに、図23(B)に示されるように、グレーティングGTの面積をホログラムHMの面積よりも小さくすることで、分岐戻り光束がグレーティングGTに入射するのを防止している。これにより、光ピックアップ装置の小型化が図られた。
【0006】
しかしながら、上記光ピックアップ装置では、光源LDから出射された光束もホログラムHMでホログラム作用を受けるため、記録面に集光される光束の光量(照射光量)が低下する。光ピックアップ装置が再生専用として用いられる場合には、1mW程度の照射光量があれば良いので問題ないが、記録用として用いられる場合には、10〜20mWの照射光量を必要とするため、特に記録速度が大きい場合には対応が困難であるという不都合があった。また、書き換え可能な光ディスクでは反射率が低いため、照射光量が少ないと受光素子で受光される戻り光束の光量が不足し、受光素子の出力信号における信号レベル及びS/N比が低いという不都合もあった。すなわち、光利用効率が低かった。
【0007】
これらの不都合を改善すべく、入射する光束の偏光方向によってその回折効率が異なる偏光回折素子を用いた光ヘッド装置が考案された(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に開示されている光ヘッド装置では、図24に示されるように、ホログラム用の凹凸が形成されたガラス基板GHと、グレーティング用の凹凸が形成されたガラス基板GGとを、光学的異方性を有する充填材(例えば液晶)FMを介して各凹凸面が対向するように一体化した偏光回折素子が用いられている。ここでは、2つのガラス基板のうち一方は充填材FMの常光屈折率(例えば1.5)とほぼ等しい屈折率を有し、他方は充填材FMの異常光屈折率(例えば1.8)とほぼ等しい屈折率を有している。これにより、光源から出射された光束はホログラムにてホログラム作用を受けないため、照射光量の低下を抑制することが可能となった。また、ホログラムでは、戻り光束の大部分が分岐されるため、受光素子での受光量が増加し、受光素子の出力信号における信号レベル及びS/N比を高くすることが可能となった。すなわち、光利用効率を向上させることが可能となった。さらに、分岐戻り光束がグレーティングに入射しても、受光素子と異なる方向に回折されることがないため、ホログラムとグレーティングとの間隔を近づけることが可能となった。
【0008】
【特許文献1】
特開平10−68820号公報 (第2−7頁、第1図)
【非特許文献1】
倉田幸夫、他8名、「3ビーム法を用いたCD用ホログラムピックアップ」、シャープ技報、シャープ株式会社、平成元年9月、通巻第42号、p.45−52
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1に開示されている光ヘッド装置では、偏光回折素子を構成するガラス基板GH及びガラス基板GGの屈折率がそれぞれ限定されているため、安価な汎用ガラス基板を用いることが困難(特に屈折率1.8の汎用ガラス基板は一般的に入手困難)であり、その結果偏光回折素子が高価になるという不都合があった。また、ガラス基板GH及びガラス基板GGの材質(特に硬度)がそれぞれ異なるために、例えば偏光回折素子の製造工程において、ガラス基板GH、液晶FM及びガラス基板GGを一体化した後に行われる、所定の形状及び寸法の偏光回折素子を切り出す切断作業では、作業の途中で加工工具(例えばダイシングソー)を取り替えたり、あるいは加工条件(例えば送り速度)を変更するなどの必要が生じ、結果的に生産性が低下してコストアップを招くという不都合があった。
【0010】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、光利用効率に優れた小型で安価な偏光光学素子を提供することにある。
【0011】
また、本発明の第2の目的は、光利用効率に優れた小型の偏光光学素子を低コストで製造する製造方法を提供することにある。
【0012】
また、本発明の第3の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【0013】
また、本発明の第4の目的は、情報記録媒体への高速度でのアクセスを精度良く安定して行うことができる光ディスク装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、光ピックアップ装置に用いられる偏光光学素子であって、その一側の面に第1の凹凸が形成された第1光学部材と;前記第1の凹凸と対向して第2の凹凸が形成された第2光学部材と;前記第1光学部材と前記第2光学部材との間に充填された、光学的等方性を有する充填部材と;を備え、前記第1光学部材及び前記第2光学部材の少なくとも一方は光学的異方性を有する光学部材であることを特徴とする偏光光学素子である。
【0015】
これによれば、その一側の面に第1の凹凸が形成された第1光学部材と、第1の凹凸と対向して第2の凹凸が形成された第2光学部材とが、光学的等方性を有する充填部材を介して一体化されている。そして、第1光学部材及び第2光学部材の少なくとも一方が光学的異方性を有する光学部材であるため、前述した従来技術における偏光回折素子に比べて安価な汎用光学部材を用いて、ほぼ設計通りの光学特性を実現することができる。従って、光利用効率を低下させることなく、小型化及び低コスト化を促進することが可能となる。
【0016】
この場合において、前記充填部材としては、種々の部材が考えられるが、請求項2に記載の偏光光学素子の如く、前記充填部材は、接着性を有する紫外線硬化型の樹脂であることとしても良い。かかる場合には、第1光学部材と第2光学部材との位置関係の調整が容易となり、第1光学部材と第2光学部材とを正確な位置関係で貼り合せることができる。
【0017】
上記請求項1及び2に記載の各偏光光学素子において、請求項3に記載の偏光光学素子の如く、前記充填部材は、光学レンズ用の接着剤であることとすることができる。かかる場合には、汎用品を用いることができるため、充填部材の材料コストを低下させることが可能となる。
【0018】
上記請求項1〜3に記載の各偏光光学素子において、請求項4に記載の偏光光学素子の如く、前記第1の凹凸のピッチは、前記第2の凹凸のピッチよりも大きく、前記第1の凹凸が形成された領域の面積は、前記第2の凹凸が形成された領域の面積よりも広いこととすることができる。
【0019】
上記請求項1〜4に記載の各偏光光学素子において、請求項5に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材はグレーティングであり、前記第2光学部材はホログラムであることとすることができる。
【0020】
上記請求項1〜5に記載の各偏光光学素子において、請求項6に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材及び前記第2光学部材は、いずれも光学的異方性を有する光学部材であり、前記第1光学部材の光学的異方性と前記第2光学部材の光学的異方性とは所定の関係にあることとすることができる。かかる場合には、第1光学部材と第2光学部材とは、それぞれの光学的異方性が所定の関係を有していれば良いため、安価で入手が容易な汎用光学部材を第1光学部材及び第2光学部材として用いることが可能となる。
【0021】
この場合において、請求項7に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材の異常光屈折率と前記第2光学部材の常光屈折率とが互いにほぼ等しいこととすることができる。
【0022】
この場合において、請求項8に記載の偏光光学素子の如く、前記充填部材の屈折率は、前記第1光学部材の異常光屈折率又は前記第2光学部材の常光屈折率とほぼ等しいこととすることができる。かかる場合には、第1光学部材では、入射された光束における常光成分は回折されるが、異常光成分はそのほとんどが回折されることなくそのまま透過することとなる。また、第2光学部材では、入射された光束における異常光成分は回折されるが、常光成分はそのほとんどが回折されることなくそのまま透過することとなる。
【0023】
上記請求項6〜8に記載の各偏光光学素子において、請求項9に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材と前記第2光学部材とは互いにほぼ等しい光学的異方性を有し、前記第2光学部材は、その常光線方向が前記第1光学部材の常光線方向に対してほぼ角度90度をなすように配置されていることとすることができる。ここで、「角度」とは、方向と方向とが成す角の大きさを意味し、その角度方向(正負)までは含まない概念である。本明細書では、かかる概念として、「角度」という語彙を用いるものとする。
【0024】
この場合において、前記第1光学部材及び前記第2光学部材の素材はそれぞれ異なることとしても良いが、請求項10に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材及び前記第2光学部材の素材はそれぞれ同一であることとしても良い。かかる場合には、第1光学部材及び第2光学部材として同一の部材を用いることができるため、コスト低下を促進することが可能となる。
【0025】
上記請求項6〜10に記載の各偏光光学素子において、請求項11に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材及び前記第2光学部材は、それぞれ有機延伸膜から成ることとすることができる。かかる場合には、微細加工を正確にしかも容易に行うことができるため、歩留まりが向上し、その結果としてコスト低下を促進することが可能となる。また、有機延伸膜は例えば液晶などに比べて安価であるため、部品コストの低下を促進することが可能となる。さらに、有機延伸膜はシート状であるために、小型化を促進することが可能となる。
【0026】
上記請求項6〜11に記載の各偏光光学素子において、請求項12に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材の他側に配置され、前記第1光学部材を保持する第1基板と;前記第2光学部材の前記第2の凹凸が形成された面とは反対側に配置され、前記第2光学部材を保持する第2基板と;を更に備えることとすることができる。
【0027】
この場合において、前記第1基板と前記第2基板とは、互いに同じ厚みであることとしても良いが、請求項13に記載の偏光光学素子の如く、前記第1基板と前記第2基板とは、互いに厚みが異なることとしても良い。
【0028】
上記請求項12及び13に記載の各偏光光学素子において、請求項14に記載の偏光光学素子の如く、前記第1基板は、前記第1光学部材の常光屈折率とほぼ等しい屈折率を有する接着剤を介して前記第1光学部材と貼り合わされていることとすることができる。かかる場合には、例えば接着剤層の厚みが不均一な場合には、第1光学部材と第1基板との接着界面における常光に対する平面性の乱れが補正され、記録面に集光される光束における波面収差の劣化を抑制することが可能となる。
【0029】
上記請求項12〜14に記載の各偏光光学素子において、請求項15に記載の偏光光学素子の如く、前記第2基板は、前記第2光学部材の常光屈折率とほぼ等しい屈折率を有する接着剤を介して前記第2光学部材と貼り合わされていることとすることができる。かかる場合には、例えば接着剤層の厚みが不均一な場合には、第2光学部材と第2基板との接着界面における常光に対する平面性の乱れが補正され、記録面に集光される光束における波面収差の劣化を抑制することが可能となる。
【0030】
上記請求項12〜15に記載の各偏光光学素子において、請求項16に記載の偏光光学素子の如く、前記第1基板と前記第2基板とはほぼ同一の材質であることとすることができる。かかる場合は、第1基板と第2基板とが異なる材質の場合に比べて生産性が向上し、コスト低下を促進することができる。
【0031】
この場合において、請求項17に記載の偏光光学素子の如く、前記第1基板及び前記第2基板の素材は、それぞれ光学ガラス又は透明樹脂であることとすることができる。かかる場合には、部品コストの低下を促進することができる。
【0032】
上記請求項12〜17に記載の各偏光光学素子において、請求項18に記載の偏光光学素子の如く、前記第1基板における前記第1光学部材側とは反対側の面に第3の凹凸が形成されていることとすることができる。
【0033】
この場合において、請求項19に記載の偏光光学素子の如く、前記第3の凹凸はグレーティング用の凹凸であり、前記第1の凹凸とは異なる波長の光束に対して最適化されていることとすることができる。かかる場合には、互いに異なる波長の光束を出射する2つの光源を備えた、いわゆる2波長光ピックアップ装置に用いることができる。
【0034】
上記請求項12〜19に記載の各偏光光学素子において、請求項20に記載の偏光光学素子の如く、前記第2基板における前記第2光学部材側とは反対側の面に第4の凹凸が形成されていることとすることができる。
【0035】
この場合において、請求項21に記載の偏光光学素子の如く、前記第4の凹凸はホログラム用の凹凸であり、前記第2の凹凸とは異なる波長の光束に対して最適化されていることとすることができる。かかる場合には、2波長光ピックアップ装置に用いることができる。
【0036】
上記請求項1〜5に記載の各偏光光学素子において、請求項22に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材は光学的異方性を有する光学部材であり、前記第2光学部材は光学的等方性を有する光学部材であることとすることができる。
【0037】
この場合において、請求項23に記載の偏光光学素子の如く、前記充填部材の屈折率は、前記第1光学部材の常光屈折率又は異常光屈折率とほぼ等しいこととすることができる。
【0038】
上記請求項22及び23に記載の各偏光光学素子において、請求項24に記載の偏光光学素子の如く、前記充填部材の屈折率は、前記第2光学部材の屈折率と異なることとすることができる。
【0039】
上記請求項22〜24に記載の各偏光光学素子において、請求項25に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材は、有機延伸膜から成ることとすることができる。かかる場合には、微細加工を正確にしかも容易に行うことができるため、歩留まりが向上し、その結果としてコスト低下を促進することが可能となる。また、有機延伸膜は例えば液晶などに比べて安価であるため、部品コストの低下を促進することが可能となる。さらに、有機延伸膜はシート状であるために、小型化を促進することが可能となる。
【0040】
上記請求項22〜25に記載の各偏光光学素子において、請求項26に記載の偏光光学素子の如く、前記第1光学部材の他側に配置され、前記第1光学部材を保持する第3基板を更に備えることとすることができる。
【0041】
この場合において、請求項27に記載の偏光光学素子の如く、前記第3基板は、前記第1光学部材の常光屈折率とほぼ等しい屈折率を有する接着剤を介して前記第1光学部材と貼り合わされていることとすることができる。
【0042】
上記請求項26及び27に記載の各偏光光学素子において、請求項28に記載の偏光光学素子の如く、前記第2光学部材と前記第3基板とはほぼ同一の材質であることとすることができる。かかる場合は、第2光学部材と第3基板とが異なる材質の場合に比べて生産性が向上し、コスト低下を促進することができる。
【0043】
上記請求項26〜28に記載の各偏光光学素子において、請求項29に記載の偏光光学素子の如く、前記第2光学部材と前記第3基板とは、互いに厚みが異なることとすることができる。
【0044】
上記請求項26〜29に記載の各偏光光学素子において、請求項30に記載の偏光光学素子の如く、前記第3基板における前記第1光学部材側とは反対側の面に第5の凹凸が形成されていることとすることができる。
【0045】
上記請求項22〜30に記載の各偏光光学素子において、請求項31に記載の偏光光学素子の如く、前記第2光学部材の前記第2の凹凸が形成された面とは反対側に配置され、前記第2光学部材と異なる屈折率を有する第4基板を更に備えることとすることができる。
【0046】
この場合において、請求項32に記載の偏光光学素子の如く、前記第4基板における前記第2光学部材側とは反対側の面に第6の凹凸が形成されていることとすることができる。
【0047】
請求項33に記載の発明は、光ピックアップ装置に用いられる偏光光学素子の製造方法であって、光学的異方性を有する第1部材の一方の面に第1の凹凸を形成する第1工程と;光学的異方性又は光学的等方性を有する第2部材の一方の面に第2の凹凸を形成する第2工程と;前記第1の凹凸と第2の凹凸とが対向するように、等方性を有する充填部材を介して前記第1部材と前記第2部材とを貼り合わせる第3工程と;を含む偏光光学素子の製造方法である。
【0048】
これによれば、光学的異方性を有する第1部材の一方の面に第1の凹凸が形成され(第1工程)、光学的異方性又は光学的等方性を有する第2部材の一方の面に第2の凹凸が形成される(第2工程)。そして、第1の凹凸と第2の凹凸とが対向するように、等方性を有する充填部材を介して第1部材と第2部材とが貼り合わされる(第3工程)。すなわち、第1光学部材が光学的異方性を有する光学部材であり、第2光学部材が光学的異方性又は光学的等方性を有する光学部材であるため、前述した従来技術における偏光回折素子に比べて安価な汎用光学部材を用いて、ほぼ設計通りの光学特性を実現することができる。従って、光利用効率に優れた小型の偏光光学素子を低コストで製造することが可能となる。
【0049】
この場合において、請求項34に記載の製造方法の如く、前記第1工程に先立って、前記第1部材を保持するための第1基板と前記第1部材とを貼り合わせる第4工程と;前記第2部材を保持するための第2基板と前記第2部材とを貼り合わせる第5工程と;を更に含むこととすることができる。かかる場合には、例えば第1部材及び第2部材が外力によって容易に変形する部材であっても、それぞれ第1基板及び第2基板によって保持されるため、以降の工程での作業性が低下することを抑制できる。
【0050】
この場合において、請求項35に記載の製造方法の如く、前記第3工程に先立って、前記第1基板における前記第1部材側と反対側の面に第3の凹凸を形成する第6工程を更に含むこととすることができる。
【0051】
上記請求項34及び35に記載の各製造方法において、請求項36に記載の製造方法の如く、前記第3工程に先立って、前記第2基板における前記第2部材側と反対側の面に第4の凹凸を形成する第7工程を更に含むこととすることができる。
【0052】
請求項37に記載の発明は、情報記録媒体の記録面上に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、光源と;前記光源から出射される光束を前記記録面に集光する対物レンズと、前記光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置された請求項1〜17、22〜29、31のいずれか一項に記載の偏光光学素子とを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と;前記受光位置に配置された光検出器と;を備える光ピックアップ装置である。
【0053】
これによれば、請求項1〜17、22〜29、31のいずれか一項に記載の偏光光学素子を備えていることから、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【0054】
請求項38に記載の発明は、複数種類の情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、前記複数の情報記録媒体に個別に対応して設けられ、波長の異なる光束を択一的に出射する複数の光源と;前記複数の光源から出射される各光束を前記記録面に集光する対物レンズと、前記複数の光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置された請求項18〜21、30、32のいずれか一項に記載の偏光光学素子とを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と;前記受光位置に配置された光検出器と;を備える光ピックアップ装置である。
【0055】
これによれば、請求項18〜21、30、32のいずれか一項に記載の偏光光学素子を備えていることから、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【0056】
上記請求項37及び38に記載の各光ピックアップ装置において、請求項39に記載の光ピックアップ装置の如く、前記対物レンズと前記偏光光学素子とは一体化されていることとすることができる。かかる場合には、対物レンズのシフトに起因して光検出器の出力信号にオフセット成分が付加されることを防止できる。
【0057】
請求項40に記載の発明は、情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、請求項37〜39のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と;前記光ピックアップ装置からの出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と;を備える光ディスク装置である。
【0058】
これによれば、請求項37〜39のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置からの出力信号に基づいて、RF信号及びサーボ信号などを精度良く安定して検出することができるため、結果として情報記録媒体への高速度での情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。さらに、光ピックアップ装置の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、更に長時間の使用が可能となる。
【0059】
【発明の実施の形態】
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態を図1〜図9に基づいて説明する。
【0060】
図1には、本発明の第1の実施形態に係る光ディスク装置20の概略構成が示されている。
【0061】
この図1に示される光ディスク装置20は、光ディスク15を回転駆動するためのスピンドルモータ22、光ピックアップ装置23、レーザコントロール回路24、エンコーダ25、モータドライバ27、再生信号処理回路28、サーボコントローラ33、バッファRAM34、バッファマネージャ37、インターフェース38、ROM39、CPU40及びRAM41などを備えている。なお、図1における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。なお、本第1の実施形態では、一例としてDVD系の規格に準拠した情報記録媒体が光ディスク15に用いられるものとする。
【0062】
前記光ピックアップ装置23は、光ディスク15のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置である。なお、この光ピックアップ装置23の構成等については後に詳述する。
【0063】
前記再生信号処理回路28は、光ピックアップ装置23からの出力信号に基づいてウォブル信号、RF信号及びサーボ信号(フォーカスエラー信号、トラックエラー信号)などを検出する。そして、再生信号処理回路28はウォブル信号からアドレス情報及び同期信号などを抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はCPU40に出力され、同期信号はエンコーダ25に出力される。さらに、再生信号処理回路28は、RF信号に対して誤り訂正処理などを行なった後、バッファマネージャ37を介してバッファRAM34に格納する。また、サーボ信号は再生信号処理回路28からサーボコントローラ33に出力される。
【0064】
前記サーボコントローラ33は、サーボ信号に基づいて光ピックアップ装置23を制御するための各種制御信号を生成し、モータドライバ27に出力する。
【0065】
前記バッファマネージャ37は、バッファRAM34へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定量になるとCPU40に通知する。
【0066】
前記モータドライバ27は、サーボコントローラ33からの制御信号及びCPU40の指示に基づいて光ピックアップ装置23及びスピンドルモータ22に駆動信号を出力する。
【0067】
前記エンコーダ25は、CPU40の指示に基づいて、バッファRAM34に蓄積されているデータをバッファマネージャ37を介して取り出し、データの変調、エラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク15への書き込み信号を作成するとともに、再生信号処理回路28からの同期信号に同期して書き込み信号をレーザコントロール回路24に出力する。
【0068】
前記レーザコントロール回路24は、エンコーダ25からの書き込み信号及びCPU40の指示に基づいて光ディスク15に照射するレーザ光の出力を制御する。
【0069】
前記インターフェース38は、ホスト(例えばパソコン)との双方向の通信インターフェースであり、ATAPI(AT Attachment Packet Interface)及びSCSI(Small Computer System Interface)などの標準インターフェースに準拠している。
【0070】
前記ROM39には、CPU40にて解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。そして、CPU40は、ROM39に格納されているプログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的に前記RAM41に保存する。
【0071】
次に、前記光ピックアップ装置23の構成等について図2(A)〜図7(C)に基づいて説明する。
【0072】
この光ピックアップ装置23は、図2(A)に示されるように、光源ユニット51、偏光光学素子としての偏光回折素子50、カップリングレンズ52、λ/4板55、光検出器としての受光器59、対物レンズ60及び駆動系(フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ(いずれも図示省略))などを備えている。
【0073】
前記光源ユニット51は、波長が660nmの光束を出射する光源としての半導体レーザ51aを含んで構成されている。なお、ここでは、半導体レーザ51aから出射される光束(以下、便宜上「出射光束」ともいう)の最大強度出射方向を+X方向(図2(A)における紙面右方向)とする。また、本第1の実施形態では、一例として出射光束はP偏光の光束であるものとする。
【0074】
前記偏光回折素子50は、光源ユニット51の+X側に配置されている。この偏光回折素子50は、図2(B)に示されるように、第1基板としての第1ガラス基板50a、第1光学部材としてのグレーティング50b、充填部材としての充填材50e、第2光学部材としてのホログラム50c、及び第2基板としての第2ガラス基板50dを含んで構成されている。
【0075】
前記グレーティング50bは、出射光束を0次光及び±1次回折光に分割する。このグレーティング50bの材料には、光学的異方性を有する有機延伸膜(特開2000−075130号公報参照)が用いられている。ここでは、出射光束がP偏光の光束であるため、一例としてP偏光の光束(常光)に対する屈折率(常光屈折率)が1.6、S偏光の光束(異常光)に対する屈折率(異常光屈折率)が1.5の有機延伸膜(以下、便宜上「第1の有機延伸膜」という)が用いられる。そして、その第1の有機延伸膜の一方の面にピッチが10〜30μm、深さが約1.0μmの凹凸が形成されている。この凹凸が形成されている面(以下「第1の凹凸形成面」という)と反対側の面は、前記第1ガラス基板50aと貼り合わされている。すなわち、グレーティング50bは第1ガラス基板50aに保持されている。そこで、出射光束は第1ガラス基板50aを介してグレーティング50bに入射することとなる。
【0076】
前記ホログラム50cは、光ディスク15の記録面からの戻り光束を受光素子59の受光面方向に分岐する。このホログラム50cの材料には、前記第1の有機延伸膜の光学的異方性と所定の関係にある光学的異方性を有する有機延伸膜が用いられている。ここでは、戻り光束はS偏光の光束であるため、一例として常光屈折率が1.5、異常光屈折率が1.7の有機延伸膜(以下、便宜上「第2の有機延伸膜」という)が用いられる。すなわち、グレーティング50bの異常光屈折率とホログラム50cの常光屈折率とは等しくなる。そして、その第2の有機延伸膜の表面にピッチが1〜5μm、深さが2〜5μmの凹凸が形成されている。この凹凸が形成されている面(以下「第2の凹凸形成面」という)と反対側の面は、前記第2ガラス基板50dと貼り合わされている。すなわち、ホログラム50cは第2ガラス基板50dに保持されている。そこで、戻り光束は第2ガラス基板50dを介してホログラム50cに入射することとなる。
【0077】
本第1の実施形態では、一例として図3に示されるように、第1の有機延伸膜上の凹凸が形成されている領域(以下、便宜上「グレーティング領域」ともいう)AGの面積は、第2の有機延伸膜上の凹凸が形成されている領域(以下、便宜上「ホログラム領域」ともいう)AHの面積よりも大きくなるように設定されている。
【0078】
第1の有機延伸膜及び第2の有機延伸膜は、ポリエステル系、ポリイミド系、ポリエチレン系、ポリカーボネート系、ポリビニルアルコール系、ポリメタクリル酸メチル系、ポリスチレン系、ポリサルフォン系、ポリエーテルサルフォン系、及びポリエチレンテレフタレート系などの有機材料から作られている。また、第1ガラス基板50aと第2ガラス基板50dとは同じ材質であり、光学ガラスの一種であるBSC7や石英ガラスなどの安価なガラスが用いられている。なお、第1ガラス基板50a及び第2ガラス基板50dとして、白板ガラスや透明な樹脂製の基板を用いても良い。
【0079】
前記充填材50eは等方性を有し、第1の凹凸形成面及び第2の凹凸形成面における溝にそれぞれ充填されている。さらに、この充填材50eはグレーティング50bとホログラム50cとを接着するための接着剤の役割も備えている。すなわち、充填材50eはグレーティング50bとホログラム50cとの間に形成される空間内に充填されている。また、充填材50eの屈折率はグレーティング50bにおける異常光屈折率と一致するように1.5に設定されている。そこで、本実施形態では、充填材50eには、一例として屈折率がほぼ1.5となるように成分調整されたレンズ接着用の紫外線硬化型の樹脂が用いられている。なお、充填材50eの屈折率はホログラム50cにおける常光屈折率(ここでは、1.5)と一致するように設定されても良い。
【0080】
偏光回折素子50は上記の如く構成されているため、図4(A)及び図4(B)に示されるように、グレーティング50bでは、P偏光(常光)の光束LBpは回折されるが、S偏光(異常光)の光束LBsはそのまま透過することとなる。また、ホログラム50cでは、S偏光の光束LBsは回折されるが、P偏光の光束LBpはそのまま透過することとなる。
【0081】
ここで、偏光回折素子50の製造方法の一例について図5(A)〜図7(C)を用いて説明する。なお、図5(A)〜図7(C)には便宜上1個の偏光回折素子に対応する部分のみが示されている。
【0082】
先ず、第1ガラス基板50aとなるガラス円板G1と、第1の有機延伸膜となる有機延伸膜M1とを第1の接着剤AD1で貼り付ける(図5(A)参照)。なお、ガラス円板G1及び有機延伸膜M1は、それぞれ通常のシリコンウェハと同程度の直径(例えば約10cm)を有している。第1の接着剤AD1は有機延伸膜M1の常光屈折率とほぼ同じ屈折率(ここでは約1.6)を有している。
【0083】
さらに、スピン塗布装置(図示省略)を用いて有機延伸膜M1の表面に感光性樹脂(以下、「フォトレジスト」と呼ぶ)Rを均一に塗布する(図5(B)参照)。
【0084】
そして、露光装置(図示省略)を用いて波長が660nmの光束に対応したグレーティング用の格子パターンをフォトレジストRに転写した後、現像装置(図示省略)を用いてフォトレジストRを現像し、フォトレジストRによる格子パターンを形成する(図5(C)参照)。この格子パターンのピッチは10〜30μmである。なお、図5(C)には便宜上1つの格子パターンが示されているが、有機延伸膜M1の表面には図5(C)に示される格子パターンと同じ格子パターンが複数個形成されている。
【0085】
そして、反応性イオンエッチング装置(図示省略)を用いてフォトレジストRが残っていない部分の有機延伸膜M1をドライエッチングし、深さが約1.0μmの溝を形成した後、洗浄装置(図示省略)を用いて溶剤あるいはガスなどによりフォトレジストRを除去する。これにより、有機延伸膜M1の表面にピッチが10〜30μm、深さが約1.0μmの凹凸が形成される(図5(D)参照)。
【0086】
次に、第2ガラス基板50dとなるガラス円板G2と、第2の有機延伸膜となる有機延伸膜M2とを第2の接着剤AD2で貼り付ける(図6(A)参照)。なお、ガラス円板G2及び有機延伸膜M2は、それぞれガラス円板G1及び有機延伸膜M1とほぼ同じ直径を有している。また、第2の接着剤AD2は有機延伸膜M2の常光屈折率とほぼ同じ屈折率(ここでは約1.5)を有している。
【0087】
さらに、スピン塗布装置(図示省略)を用いて有機延伸膜M2の上にフォトレジストRを均一に塗布する(図6(B)参照)。
【0088】
そして、露光装置(図示省略)を用いて波長が660nmの光束に対応したホログラム用の格子パターンをフォトレジストRに転写した後、現像装置(図示省略)を用いてフォトレジストRを現像し、フォトレジストRによる格子パターンを形成する(図6(C)参照)。この格子パターンのピッチは1〜5μmである。なお、図6(C)には便宜上1つの格子パターンが示されているが、有機延伸膜M2の表面には図6(C)に示される格子パターンと同じ格子パターンが複数個形成されている。
【0089】
そして、反応性イオンエッチング装置(図示省略)を用いてフォトレジストが残っていない部分の有機延伸膜M2をドライエッチングし、深さが2〜5μmの溝を形成した後、洗浄装置(図示省略)を用いて溶剤あるいはガスなどによりフォトレジストRを除去する。これにより、有機延伸膜M2の表面にピッチが1〜5μm、深さが2〜5μmの凹凸が形成される(図6(D)参照)。
【0090】
続いて、有機延伸膜M1の表面に形成された凹凸の溝に充填材50eとなる紫外線硬化型樹脂UPを充填する(図7(A)参照)。また、有機延伸膜M2の表面に形成された凹凸の溝にも紫外線硬化型樹脂UPを充填する(図7(B)参照)。
【0091】
そして、凹凸が形成された面同士がそれぞれ紫外線硬化型樹脂UPを介して対向するように、有機延伸膜M1と有機延伸膜M2とを重ね合わせる(図7(C)参照)。
【0092】
次に、紫外線照射装置(図示省略)を用いて紫外線硬化型樹脂UPに紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂UPを硬化させる。これにより、ガラス円板G1、有機延伸膜M1、紫外線硬化型樹脂UP、ガラス円板G2及び有機延伸膜M2が積層され一体化した円板(以下、便宜上「第1の積層円板」という)HPが作られる。
【0093】
紫外線硬化型樹脂UPが十分に硬化した後、第1の積層円板HPを切断装置(図示省略)にセットし、所定の寸法に切断する。そして、仕上げ工程、洗浄・乾燥工程及び検査工程などを経て偏光回折素子50となる。すなわち、1枚の第1の積層円板HPから複数個の偏光回折素子50を得ることができる。
【0094】
図2(A)に戻り、前記カップリングレンズ52は、偏光回折素子50の+X側に配置され、グレーティング50bにて分割された各光束をそれぞれ略平行光とする。そして、このカップリングレンズ52の+X側には、透過する光束に1/4波長の光学的位相差を付加するための前記λ/4板55が配置されている。このλ/4板55の+X側には、λ/4板55を透過した光束を集光し、光ディスク15の記録面に光スポットを形成する前記対物レンズ60が配置されている。
【0095】
前記受光器59は、光源ユニット51の近傍に配置され、ホログラム50cで回折された戻り光束を受光する。この受光器59は、3ビーム法に対応した複数の受光素子を含んで構成されている。
【0096】
上記のように構成される光ピックアップ装置23の作用を説明する。
【0097】
半導体レーザ51aから出射された直線偏光(ここではP偏光)の光束は、第1ガラス基板50aを介してグレーティング50bに入射する。この光束はグレーティング50bで0次光及び±1次回折光に分割される。そして、各光束はホログラム作用を受けることなくホログラム50cを透過し、コリメートレンズ52で略平行光となった後、λ/4板55で円偏光とされ、対物レンズ60を介して光ディスク15の記録面に微小スポットとしてそれぞれ集光される。
【0098】
光ディスク15の記録面にて反射した各反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、それぞれ戻り光束として対物レンズ60で再び略平行光とされ、λ/4板55で往路と直交した直線偏光(ここではS偏光)とされる。そして、各戻り光束は、コリメートレンズ52を透過した後、ホログラム50cで回折され、グレーティング50bをそのまま透過して受光器59で受光される。受光器59を構成する各受光素子は、受光量に応じた信号をそれぞれ再生信号処理回路28に出力する。
【0099】
次に、前述の光ディスク装置20を用いて、光ディスク15にデータを記録する場合の処理動作について簡単に説明する。
【0100】
CPU40はホストから記録要求のコマンドを受信すると、記録速度に基づいてスピンドルモータ22の回転を制御するための制御信号をモータドライバ27に出力するとともに、ホストから記録要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路28に通知する。また、CPU40はホストから受信したデータ(以下、「ユーザデータ」という)をバッファRAM34に蓄積するようにバッファマネージャ37に指示する。
【0101】
光ディスク15の回転が所定の線速度に達すると、再生信号処理回路28は受光器59の出力信号に基づいてサーボ信号(トラックエラー信号及びフォーカスエラー信号)を検出し、その検出結果をサーボコントローラ33に出力する。
【0102】
サーボコントローラ33はトラックエラー信号に基づいてモータドライバ27を介して光ピックアップ装置23のトラッキングアクチュエータを制御し、トラックずれを補正する。また、サーボコントローラ33はフォーカスエラー信号に基づいてモータドライバ27を介して光ピックアップ装置23のフォーカシングアクチュエータを制御し、フォーカスずれを補正する。このようにして、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。
【0103】
また、再生信号処理回路28は受光器59の出力信号に基づいてウォブル信号を検出し、そのウォブル信号から抽出したアドレス情報をCPU40に通知する。そして、CPU40は再生信号処理回路28からのアドレス情報に基づいて、指定された書き込み開始地点に光ピックアップ装置23が位置するように光ピックアップ装置23のシークモータを制御する信号をモータドライバ27に出力する。なお、再生信号処理回路28はアドレス情報の抽出を所定のタイミング毎に行い、抽出したアドレス情報をCPU40に通知する。
【0104】
CPU40はバッファマネージャ37からバッファRAM34に蓄積されたユーザデータのデータ量が所定の量を超えたとの通知を受けると、エンコーダ25に書き込み信号の作成を指示する。
【0105】
また、CPU40はアドレス情報に基づいて光ピックアップ装置23の位置が書き込み開始地点であると判断すると、エンコーダ25に通知する。これにより、ユーザデータは、エンコーダ25、レーザコントロール回路24及び光ピックアップ装置23を介して光ディスク15に記録される。
【0106】
次に、前述した光ディスク装置20を用いて、光ディスク15に記録されているユーザデータを再生する場合の処理動作について簡単に説明する。
【0107】
CPU40はホストから再生要求のコマンドを受信すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ22の回転を制御するための制御信号をモータドライバ27に出力するとともに、ホストから再生要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路28に通知する。そして、光ディスク15の回転が所定の線速度に達すると、上記記録処理の場合と同様に、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。また、再生信号処理回路28は上記記録処理の場合と同様に、アドレス情報を抽出し、CPU40に通知する。
【0108】
CPU40はアドレス情報に基づいて、指定された読み込み開始地点に光ピックアップ装置23が位置するようにシークモータを制御する信号をモータドライバ27に出力する。CPU40はアドレス情報に基づいて、光ピックアップ装置23の位置が読み込み開始地点であると判断すると、再生信号処理回路28に通知する。
【0109】
そして、再生信号処理回路28は、受光器59の出力信号に基づいてRF信号を検出し、復調処理、誤り訂正処理などを行った後、バッファRAM34に蓄積する。バッファマネージャ37は、バッファRAM34に蓄積された再生データがセクタデータとして揃ったときに、インターフェース38を介してホストに転送する。
【0110】
なお、記録処理及び再生処理が終了するまで、トラッキング制御及びフォーカス制御は所定のタイミング毎に行われる。
【0111】
以上の説明から明らかなように、本第1の実施形態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路28とCPU40及び該CPU40によって実行されるプログラムとによって、処理装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記第1の実施形態は一例に過ぎず、上記のCPU40によるプログラムに従う処理によって実現した構成各部の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全ての構成部分をハードウェアによって構成することとしても良い。
【0112】
以上説明したように、本第1の実施形態に係る偏光回折素子50によると、グレーティング用の凹凸が形成された光学的異方性を有する有機延伸膜と、ホログラム用の凹凸が形成された光学的異方性を有する有機延伸膜とが光学的等方性の充填材を介して一体化されているために、それぞれの屈折率に関する設計上の条件を容易に満足させることができる。すなわち、安価な材料を用いることができるため、光利用効率を低下させることなく、低コスト化を促進することが可能となる。
【0113】
また、本第1の実施形態によると、グレーティング用の凹凸が形成された有機延伸膜M1及びホログラム用の凹凸が形成された有機延伸膜M2は、それぞれ同じ材質のガラス基板上に保持されているために、第1の積層円板HPから偏光回折素子50を切り出す際に、作業の途中で加工工具(例えばダイシングソー)を取り替えたり、あるいは加工条件(例えば送り速度)を変更する必要がない。従って、生産性が向上し、低コスト化を促進することが可能となる。
【0114】
また、本第1の実施形態によると、ガラス円板G1と有機延伸膜M1とを接着するための第1の接着剤AD1が有機延伸膜M1の常光屈折率とほぼ同じ屈折率を有しているために、一例として図8(A)に示されるように、接着剤層の厚みが不均一な場合には、有機延伸膜M1と第1の接着剤AD1との接着界面における平面性の乱れが補正され、記録面に集光される光束における波面収差の劣化を抑制することができる。同様に、ガラス円板G2と有機延伸膜M2とを接着するための第2の接着剤AD2が有機延伸膜M2の常光屈折率とほぼ同じ屈折率を有しているために、一例として図8(B)に示されるように、接着剤層の厚みが不均一な場合には、有機延伸膜M2と第2の接着剤AD2との接着界面における平面性の乱れが補正され、記録面に集光される光束における波面収差の劣化を抑制することができる。すなわち、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。
【0115】
また、本第1の実施形態によると、光学的異方性を有する材料として有機延伸膜を用いているために、微細加工が容易であり、所定の凹凸を精度良く形成することができる。従って、ほぼ設計通りの偏光特性を得ることができ、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。また、有機延伸膜の厚さが50〜100μmと非常に薄いため、発散光路中に配置されても波面収差の発生を抑制することができる。
【0116】
また、本第1の実施形態によると、グレーティング領域の面積が、ホログラム領域の面積よりも大きくなるように設定されているために、例えば組み付け時の位置ずれや、対物レンズのレンズシフトがあっても、ホログラム50cで回折された戻り光束は常にグレーティング領域を透過して受光器59で受光されることとなる。これにより、ホログラム50cで回折された戻り光束は、ほぼ一定の透過率でグレーティング50bを透過するとともに、波面収差の乱れをほとんど生じることなく受光器59で受光される。従って、受光器59から出力される信号の安定性を向上させることができる。
【0117】
一般的にホログラムでの回折角θは、次の(1)式で示されることが知られている。ここで、λは入射する光束の波長であり、Λは凹凸のピッチ(ホログラムピッチ)である。
【0118】
sinθ=λ/Λ ……(1)
【0119】
そこで、光束の波長が短くなると、ホログラムピッチを小さくするか、あるいは光源と受光器との間隔を狭くする必要がある。これらはいずれも作業の困難性を伴い、コストアップを招く。しかしながら、本第1の実施形態によると、ホログラム50cで回折された戻り光束はグレーティング50bの影響を受けないため、偏光回折素子を薄型化することができ、例えば青色光源(λ=405nm)を用いる場合であっても、ホログラムピッチ及び光源と受光器との間隔のいずれも変更することなく、偏光回折素子の位置を変更するだけで所定の光量の戻り光束を受光器で受光することができる。
【0120】
また、本第1の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、光利用効率に優れた小型で安価な偏光回折素子を用いているために、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【0121】
また、本第1の実施形態に係る光ディスク装置20によると、光ピックアップ装置23の出力信号に基づいて光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置を精度良く制御することができるため、高速度での情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。さらに、光ピックアップ装置の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、更に長時間の使用が可能となる。
【0122】
なお、上記第1の実施形態では、第1の有機延伸膜の光学的異方性と第2の有機延伸膜の光学的異方性とがそれぞれ異なる場合について説明したが、これに限らず、例えば第1の有機延伸膜を第2の有機延伸膜の代わりに用いても良い。この場合には、第1基板上の第1の有機延伸膜における常光線方向と第2基板上の第1の有機延伸膜における常光線方向とが互いに角度90度をなすように配置される。すなわち、ホログラムでは、常光屈折率が1.5、異常光屈折率が1.6となる。第2の有機延伸膜を用いた場合に比べて異常光屈折率が小さく、回折効率が低下するが、溝の深さを上記第1の実施形態の場合よりも深くすることにより、回折効率の低下を抑制することが可能である。また、これにより、使用される有機延伸膜が1種類となるため、低コスト化を促進することができる。
【0123】
また、上記第1の実施形態では、ガラス円板G1と有機延伸膜M1とを接着するための第1の接着剤AD1が有機延伸膜M1の常光屈折率とほぼ同じ屈折率を有する場合について説明したが、例えば接着剤層が極めて薄い場合や、接着界面の平面性が担保されている場合には、必ずしも有機延伸膜M1の常光屈折率と同じ屈折率でなくても良い。同様に、ガラス円板G2と有機延伸膜M2とを接着するための第2の接着剤AD2についても、例えば接着剤層が極めて薄い場合や、接着界面の平面性が担保されている場合には、必ずしも有機延伸膜M2の常光屈折率と同じ屈折率でなくても良い。
【0124】
また、上記第1の実施形態では、光学的異方性を有する材料として有機延伸膜を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。但し、例えば図9に示されるように、光学的異方性を有する材料としてニオブ酸リチウムLN1、LN2を用いた偏光回折素子50Nの場合は、ガラス基板が不要であるため素子全体としては、偏光回折素子50よりも薄くなる。しかしながら、光学的異方性を有する光学部材の厚みが偏光回折素子50よりも厚くなり、非平行光路中では波面収差が大きくなるため、偏光回折素子50Nは平行光路中にしか配置できないという制約がある。また、一例として図9に示されるように、光学的異方性を有する材料として液晶LC1、LC2を用いた偏光回折素子50Lの場合は、光学的異方性を有する光学部材の厚みは偏光回折素子50よりも薄くなる。しかしながら、液晶はガラス板LGで挟む必要があるため、素子全体としては偏光回折素子50よりも厚くなる。
【0125】
また、上記第1の実施形態では、第1ガラス基板50aと第2ガラス基板50dとが同じ板厚の場合について説明したが、これに限らず、第1ガラス基板50aの板厚と第2ガラス基板50dの板厚とが互いに異なっていても良い。例えば図10に示されるように、第1ガラス基板50aの代わりに第1ガラス基板50aよりも板厚が厚い第1ガラス基板50a’を用い、第2ガラス基板50dの代わりに第2ガラス基板50dよりも板厚が薄い第2ガラス基板50d’を用いた偏光回折素子50’であっても、偏光回折素子50と同様にして製造することができる。この場合には、第1ガラス基板50a’の板厚は第2ガラス基板50d’の板厚よりも厚くなる。これにより、一例として図11(A)及び図11(B)に示されるように、偏光回折素子50’におけるホログラム(ホログラム50c’)と受光器59とのX軸方向に関する距離が、偏光回折素子50におけるホログラム(ホログラム50c)と受光器59とのX軸方向に関する距離よりも長くなるため、偏光回折素子50’におけるホログラムでの回折角を偏光回折素子50の場合に比べて小さくすることができる。そこで、ホログラム50c’ではホログラム50cに比べて凹凸のピッチを大きくすることが可能となる。すなわち、ホログラム用の凹凸の形成が容易となり、歩留まりを向上させることができる。
【0126】
また、上記第1の実施形態では、光源として波長が660nmの光束を出射する半導体レーザを用いる場合について説明したが、これに限られるものはなく、例えば波長が405nmの光束を出射する光源及び波長が780nmの光束を出射する光源のいずれかが用いられても良い。但し、その場合には、グレーティング用の凹凸及びホログラム用の凹凸は、使用される光源から出射される光束の波長に対応したものとなる。
【0127】
《第2の実施形態》
以下、本発明の第2の実施形態を図12〜図18に基づいて説明する。
【0128】
この第2の実施形態は、一例として図12(A)に示されるように、上記第1の実施形態における光ピックアップ装置23の代わりに、2波長の光束に対応した光ピックアップ装置23’が用いられる点に特徴を有する。この光ピックアップ装置23’には、光源ユニット51の代わりに互いに異なる波長の光束を発光する2つの光源を備えた光源ユニット71が用いられ、偏光回折素子50の代わりに2波長の光束に対応した偏光回折素子70が用いられる。なお、その他の光ピックアップ装置及び光ディスク装置の構成などは、波長によって処理内容が若干異なる部分もあるが、概ね第1の実施形態と同様である。従って、以下においては、第1の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第1の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。また、前提条件についても第1の実施形態と同様とする。
【0129】
前記光源ユニット71は、波長が660nmの光束を出射する光源としての第1の半導体レーザ71aと、波長が780nmの光束を出射する光源としての第2の半導体レーザ71bとを含んで構成されている。従って、DVD系の規格に準拠した情報記録媒体(以下、「DVD」という)及びCD系の規格に準拠した情報記録媒体(以下、「CD」という)が光ディスク15に用いられる。すなわち、光ディスク装置は、いわゆるコンボドライブ装置である。
【0130】
前記偏光回折素子70は、第1の実施形態における偏光回折素子50に、波長が780nmの光束を0次光及び±1次回折光に分割するグレーティング(以下、便宜上「CDグレーティング」ともいう)と、波長が780nmの戻り光束を受光素子59の受光面方向に分岐するホログラム(以下、便宜上「CDホログラム」ともいう)とを付加したものである。ここでは、一例として図12(B)に示されるように、第1ガラス基板50aの光源ユニット71側の面にCDグレーティング70a用の凹凸が形成され、第2ガラス基板50dのカップリングレンズ52側の面にCDホログラム70b用の凹凸が形成されている。すなわち、偏光回折素子70は、波長が660nmの光束を0次光及び±1次回折光に分割するグレーティング(以下、便宜上「DVDグレーティング」ともいう)50bと、波長が660nmの戻り光束を受光素子59の受光面方向に回折するホログラム(以下、便宜上「DVDホログラム」ともいう)50cと、CDグレーティング70aと、CDホログラム70bとを備えている。なお、CDグレーティング70a及びCDホログラム70bは無偏光性である。そこで、CDグレーティング70aの面積は、CDホログラム70bで分岐された戻り光束が入射しないようにCDホログラム70bの面積よりも小さく設定されている。
【0131】
ここで、偏光回折素子70の製造方法について図13(A)〜図15(C)を用いて説明する。なお、図13(A)〜図15(C)には便宜上1個の偏光回折素子に対応する部分のみが示されている。
【0132】
先ず、偏光回折素子50の場合と同様にして、ガラス円板G1と有機延伸膜M1とを第1の接着剤AD1で接着した後、有機延伸膜M1の表面にピッチが10〜30μm、深さが約1.0μmのDVDグレーティング用の凹凸を形成する(図5(A)〜図5(D)参照)。
【0133】
次に、ガラス円板G1が上側となるように反転する(図13(A)参照)。さらに、スピン塗布装置(図示省略)を用いてガラス円板G1の上にフォトレジストRを均一に塗布する(図13(B)参照)。
【0134】
そして、露光装置(図示省略)を用いて波長が780nmの光束に対応したグレーティング用の格子パターンをフォトレジストRに転写した後、現像装置(図示省略)を用いてフォトレジストRを現像し、フォトレジストRによる格子パターンを形成する(図13(C)参照)。なお、図13(C)には便宜上1つの格子パターンが示されているが、ガラス円板G1の表面には図13(C)に示される格子パターンと同じ格子パターンが複数個形成されている。
【0135】
そして、反応性イオンエッチング装置(図示省略)を用いてフォトレジストRが残っていない部分のガラス円板G1をドライエッチングした後、洗浄装置(図示省略)を用いて溶剤あるいはガスなどによりフォトレジストRを除去する。これにより、ガラス円板G1の表面にCDグレーティング用の凹凸が形成される(図13(D)参照)。
【0136】
また、偏光回折素子50の場合と同様にして、ガラス円板G2と有機延伸膜M2とを第2の接着剤AD2で接着した後、有機延伸膜M2の表面にピッチが1〜5μm、深さが2〜5μmのDVDホログラム用の凹凸を形成する(図6(A)〜図6(D)参照)。
【0137】
次に、ガラス円板G2が上側となるように反転する(図14(A)参照)。さらに、スピン塗布装置(図示省略)を用いてガラス円板G2の上にフォトレジストRを均一に塗布する(図14(B)参照)。
【0138】
そして、露光装置(図示省略)を用いて波長が780nmの光束に対応したホログラム用の格子パターンをフォトレジストRに転写した後、現像装置(図示省略)を用いてフォトレジストRを現像し、フォトレジストRによる格子パターンを形成する(図14(C)参照)。なお、図14(C)には便宜上1つの格子パターンが示されているが、ガラス円板G2の表面には図14(C)に示される格子パターンと同じ格子パターンが複数個形成されている。
【0139】
そして、反応性イオンエッチング装置(図示省略)を用いてフォトレジストRが残っていない部分のガラス円板G2をドライエッチングした後、洗浄装置(図示省略)を用いて溶剤あるいはガスなどによりフォトレジストRを除去する。これにより、ガラス円板G2の表面にCDホログラム用の凹凸が形成される(図14(D)参照)。
【0140】
続いて、有機延伸膜M1の表面に形成された凹凸の溝に充填材50eとなる紫外線硬化型樹脂UPを充填する(図15(A)参照)。また、有機延伸膜M2の表面に形成された凹凸の溝に紫外線硬化型樹脂UPを充填する(図15(B)参照)。
【0141】
そして、凹凸が形成された面同士がそれぞれ紫外線硬化型樹脂UPを介して対向するように、有機延伸膜M1と有機延伸膜M2とを重ね合わせる(図15(C)参照)。
【0142】
次に、紫外線照射装置(図示省略)を用いて紫外線硬化型樹脂UPに紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂UPを硬化させる。これにより、ガラス円板G1、有機延伸膜M1、紫外線硬化型樹脂UP、ガラス円板G2及び有機延伸膜M2が一体化した円板(以下、便宜上「第2の積層円板」という)WPが作られる。
【0143】
紫外線硬化型樹脂UPが十分に硬化した後、第2の積層円板WPを切断装置(図示省略)にセットし、所定の寸法に切断する。そして、仕上げ工程、洗浄・乾燥工程及び検査工程などを経て偏光回折素子70となる。すなわち、1枚の第2の積層円板WPから複数個の偏光回折素子70を得ることができる。
【0144】
上記のように構成される光ピックアップ装置23’の作用を説明する。先ず、光ディスク15がDVDの場合について図16(A)及び図16(B)を用いて説明する。
【0145】
第1の半導体レーザ71aから出射された直線偏光(ここではP偏光)の光束は、CDグレーティング70aに入射する。この光束は、図16(A)に示されるように、CDグレーティング70aではほとんど分割されず、その大部分はCDグレーティング70aを透過する。CDグレーティング70aを透過した光束は、第1ガラス基板50aを透過し、DVDグレーティング50bで0次光及び±1次回折光に分割される。そして、各光束はDVDホログラム50cを透過し、CDホログラム70bに入射する。CDホログラム70bを透過した各光束は、それぞれコリメートレンズ52で略平行光となった後、λ/4板55で円偏光とされ、対物レンズ60を介して光ディスク15の記録面に微小スポットとして集光される。
【0146】
光ディスク15の記録面にて反射した各反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、それぞれ戻り光束として対物レンズ60で再び略平行光とされ、λ/4板55で往路と直交した直線偏光(ここではS偏光)とされる。各戻り光束は、コリメートレンズ52を透過した後、CDホログラム70bに入射する。図16(B)に示されるように、CDホログラム70bを透過した各戻り光束は、DVDホログラム50cで回折され、DVDグレーティング50bをそのまま透過して受光器59で受光される。受光器59を構成する各受光素子は、受光量に応じた信号をそれぞれ再生信号処理回路28に出力する。
【0147】
次に、光ディスク15がCDの場合について図17(A)及び図17(B)を用いて説明する。
【0148】
第2の半導体レーザ71bから出射された直線偏光(ここではP偏光)の光束は、図17(A)に示されるように、CDグレーティング70aで0次光及び±1次回折光に分割され、第1ガラス基板50aを透過し、DVDグレーティング50bに入射する。DVDグレーティング50bを透過した各光束はDVDホログラム50cを透過し、CDホログラム70bに入射する。CDホログラム70bを透過した各光束は、それぞれコリメートレンズ52で略平行光となった後、λ/4板55で円偏光とされ、対物レンズ60を介して光ディスク15の記録面に微小スポットとして集光される。
【0149】
光ディスク15の記録面にて反射した各反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、それぞれ戻り光束として対物レンズ60で再び略平行光とされ、λ/4板55で往路と直交した直線偏光(ここではS偏光)とされる。各戻り光束は、コリメートレンズ52を透過した後、図17(B)に示されるように、CDホログラム70bで回折され、DVDホログラム50c及びDVDグレーティング50bを介して受光器59で受光される。受光器59を構成する各受光素子は、受光量に応じた信号をそれぞれ再生信号処理回路28に出力する。
【0150】
また、光ディスク15がCDであるかDVDであるかは、その記録面からの反射光の強度から判別することができる。通常、この判別は光ディスク15が光ディスク装置20の所定位置に挿入されたとき、すなわちローディング時に行われる。また、光ディスク15に予め記録されているTOC(Table Of Contents)情報、PMA(Program Memory Area)情報及びウォブル信号などに基づいて光ディスク15の種類を判別することも可能である。そして、その判別結果はレーザコントロール回路24に通知され、レーザコントロール回路24によって、第1の半導体レーザ71a及び第2の半導体レーザ71bのいずれか一方が選択される。また、判別結果は光ディスクの種類に応じた処理を行う他の回路等にも通知される。
【0151】
本第2の実施形態に係る光ディスク装置では、光ディスク15がDVDの場合には、第1の実施形態と同様にして、光ディスク15へのデータの記録及び光ディスク15に記録されているデータの再生が行われる。また、光ディスク15がCDの場合には、DVDの場合と若干異なる処理もあるが、DVDとほぼ同様な手順で記録及び再生が行なわれる。
【0152】
以上の説明から明らかなように、本第2の実施形態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路28とCPU40及び該CPU40によって実行されるプログラムとによって、処理装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記第2の実施形態は一例に過ぎず、上記のCPU40によるプログラムに従う処理によって実現した構成各部の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全ての構成部分をハードウェアによって構成することとしても良い。
【0153】
以上説明したように、本第2の実施形態に係る偏光回折素子70によると、第1ガラス基板50aの光源側の面上にCDグレーティング70a用の凹凸を形成し、第2ガラス基板50dのカップリングレンズ側の面上にCDホログラム70b用の凹凸を形成しているために、一例として図18に示されるように、従来の2波長対応の回折素子KSに比べて小型化することができる。なお、回折素子KSでは、CD用の光源から出射された光束はCD用のグレーティングGcdで3ビーム化され、DVD用の光源から出射された光束はDVD用のグレーティングGdvdで3ビーム化される。また、CDからの戻り光束はCD用のホログラムHcdで分岐され、DVDからの戻り光束はDVD用のホログラムHdvdで分岐される。すなわち、偏光回折素子70は、CD及びDVDいずれに対してもグレーティングとホログラムとの間隔を従来よりも短縮することができる。
【0154】
また、本第2の実施形態によると、DVDグレーティング、DVDホログラムCDグレーティング及びCDホログラムは、それぞれ同じ材質のガラス基板を介して配置されているために、第2の積層円板WPから偏光回折素子70を切り出す際に、作業の途中で加工工具(例えばダイシングソー)を取り替えたり、あるいは加工条件(例えば送り速度)を変更する必要がない。従って、生産性が向上し、光利用効率に優れた偏光回折素子の低コスト化を実現することが可能となる。
【0155】
また、本第2の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、光利用効率に優れた小型で安価な2波長対応の偏光回折素子を用いているために、アクセスの対象となる光ディスクがCD及びDVDのいずれであっても、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【0156】
また、本第2の実施形態に係る光ディスク装置によると、アクセスの対象となる光ディスクがCD及びDVDのいずれであっても、光ピックアップ装置の出力信号に基づいて光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置を精度良く制御することができるため、光ディスクに対して高速度での情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。さらに、光ピックアップ装置の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、更に長時間の使用が可能となる。
【0157】
なお、上記第2の実施形態では、第2ガラス基板50dにCDホログラム70bを形成し、DVDホログラム50cと一体化させる場合について説明したが、これに限らず、例えばDVDホログラムとCDホログラムとを個別に調整する必要がある場合には、一例として図19に示されるように、新たなガラス基板70c上にCDホログラム70bを形成しても良い。この場合には、DVDホログラムとCDホログラムとの位置調整を行った後に、第2ガラス基板50dとガラス基板70cとを接着することとなる。
【0158】
また、上記第2の実施形態では、光源から出射される光束の波長が2種類の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0159】
また、上記第2の実施形態では、波長が660nmの光束を出射する光源と波長が780nmの光束を出射する光源とを備える場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えばいずれかの光源の代わりに、波長が405nmの光束を出射する光源を備えても良い。
【0160】
また、上記第2の実施形態では、光学的異方性を有する材料として有機延伸膜を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0161】
また、上記第1及び第2の実施形態では、第1光学部材及び第2光学部材が、それぞれ有機延伸膜から成る場合について説明したが、これに限らず、いずれかが有機延伸膜から成っても良い。
【0162】
また、上記第1及び第2の実施形態では、第1光学部材及び第2光学部材が、それぞれ同一の材質のガラス基板で保持される場合について説明したが、これに限らず、異なる材質のガラス基板で保持されても良い。例えば、各ガラス基板の材質がそれぞれ異なっていても機械的性質に大きな違いがなければ生産性を低下させるおそれはない。
【0163】
また、上記第1及び第2の実施形態では、第1光学部材及び第2光学部材が、それぞれガラス基板で保持される場合について説明したが、これに限らず、例えば変形のおそれがないときは、ガラス基板で保持されてなくても良い。
【0164】
《第3の実施形態》
以下、本発明の第3の実施形態を図20(A)及び図20(B)に基づいて説明する。
【0165】
この第3の実施形態では、上記第1の実施形態における光ピックアップ装置23の代わりに、一例として図20(A)に示されるような光ピックアップ装置23”が用いられる。この光ピックアップ装置23”は、光ピックアップ装置23の偏光回折素子50を偏光回折素子80に変更したものであり、ホログラムが無偏光性である点に特徴を有する。なお、その他の光ピックアップ装置及び光ディスク装置の構成などは、第1の実施形態と同様である。従って、以下においては、第1の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第1の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。また、前提条件についても第1の実施形態と同様とする。
【0166】
前記偏光回折素子80は、図20(B)に示されるように、第3基板としてのガラス基板80a、第1光学部材としてのグレーティング80b、充填部材としての充填材80e及び第2光学部材としてのホログラム80cを含んで構成されている。
【0167】
前記グレーティング80bは、出射光束を0次光及び±1次回折光に分割する。このグレーティング80bの材料には、光学的異方性を有する有機延伸膜が用いられている。ここでは、出射光束がP偏光の光束であるため、一例として常光屈折率が1.6、異常光屈折率が1.5の有機延伸膜(以下「第3の有機延伸膜」という)が用いられる。そして、その第3の有機延伸膜の一方の面にピッチが10〜30μm、深さが約1.0μmの凹凸が形成されている。この凹凸が形成されている面(以下「第3の凹凸形成面」という)と反対側の面は、前記ガラス基板80aと貼り合わされている。すなわち、グレーティング80bはガラス基板80aに保持されている。そこで、出射光束はガラス基板80aを介してグレーティング80bに入射することとなる。
【0168】
前記充填材80eには、第1の実施形態における充填材50eと同じ材質のものが用いられている。すなわち、屈折率がほぼ1.5となるように成分調整されたレンズ接着用の紫外線硬化型の樹脂が用いられている。
【0169】
前記ホログラム80cは、光ディスク15の記録面からの戻り光束を受光素子59の受光面方向に分岐する。このホログラム80cの材料には、ガラス基板80aと同じ材質の光学ガラス(例えば、BSC7及び石英ガラスなど)が用いられている。そして、その光学ガラスの表面にピッチが1〜5μm、深さが約3μmの凹凸が形成されている。例えば、光学ガラスとして屈折率が1.45の石英ガラスが用いられると、充填材80eとの間に0.05の屈折率の差が生じることとなり、入射する光束の一部を回折する。但し、第1の実施形態と異なりホログラム80cは光学的等方性の光学部材から成っているため、その回折効率は入射する光束の偏光状態に依存せず一定である。すなわち、無偏光ホログラムである。この凹凸が形成されている面(以下「第4の凹凸形成面」という)は、第3の凹凸形成面と対向している。なお、光学ガラスの代わりに、白板ガラスや透明な樹脂製の基板を用いても良い。
【0170】
本第3の実施形態では、第1の実施形態と同様に、グレーティング領域の面積は、ホログラム領域の面積よりも大きくなるように設定されている。
【0171】
偏光回折素子80は上記の如く構成されているため、グレーティング80bでは、P偏光(常光)の光束は回折されるが、S偏光(異常光)の光束はそのまま透過することとなる。また、ホログラム80cでは、P偏光の光束及びS偏光の光束はいずれもその一部が回折されることとなる。
【0172】
偏光回折素子80は、偏光回折素子50よりも容易に製造することができる。
【0173】
1.偏光回折素子50の場合と同様にして、ガラス基板用のガラス円板(以下「グレーティング用ガラス円板」という)と第3の有機延伸膜となる有機延伸膜とを接着剤で接着した後、有機延伸膜の表面にピッチが10〜30μm、深さが約1.0μmのグレーティング用凹凸を形成する。なお、接着剤は有機延伸膜の常光屈折率とほぼ同じ屈折率を有している。
2.ホログラム用のガラス円板の上に、スピン塗布装置を用いてフォトレジストRを均一に塗布する。なお、後工程では一部に市販の半導体製造装置を用いており、後工程の作業性を向上させるために、ホログラム用のガラス円板の板厚はグレーティング用ガラス円板の板厚よりも薄くなっている。ここでは、一例として、ホログラム用のガラス円板の板厚を約0.6mm、グレーティング用ガラス円板の板厚を約1.0mmとしている。
3.露光装置を用いてホログラム用の格子パターンをフォトレジストRに転写した後、現像装置を用いてフォトレジストRを現像し、フォトレジストRによる格子パターンを形成する。この格子パターンのピッチは1〜5μmである。
4.反応性イオンエッチング装置を用いてフォトレジストRが残っていない部分のガラス円板をドライエッチングし、深さが約3μmの溝を形成した後、洗浄装置を用いて溶剤あるいはガスなどによりフォトレジストRを除去する。これにより、ホログラム用ガラス円板の表面にピッチが1〜5μm、深さが約3μmのホログラム用凹凸が形成される。
5.グレーティング用凹凸及びホログラム用凹凸の溝に充填材80eとなる紫外線硬化型樹脂をそれぞれ充填する。
6.グレーティング用凹凸とホログラム用凹凸とが対向するように重ね合わせた後、紫外線照射装置を用いて紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂を硬化させる。これにより、グレーティング用ガラス円板、有機延伸膜、紫外線硬化型樹脂、及びホログラム用ガラス円板が積層され一体化した円板(以下、便宜上「第3の積層円板」という)が作られる。
7.紫外線硬化型樹脂が十分に硬化した後、第3の積層円板を切断装置にセットし、所定の寸法に切断する。そして、仕上げ工程、洗浄・乾燥工程及び検査工程などを経て偏光回折素子80となる。
【0174】
上記のように構成される光ピックアップ装置23”の作用を説明する。
【0175】
半導体レーザ51aから出射された直線偏光(ここではP偏光)の光束は、ガラス基板80aを介してグレーティング80bに入射する。この光束はグレーティング80bで0次光及び±1次回折光に分割される。そして、各光束はホログラム80cでその一部が回折されるが、大部分はホログラム80cを透過し、コリメートレンズ52で略平行光となった後、λ/4板55で円偏光とされ、対物レンズ60を介して光ディスク15の記録面に微小スポットとしてそれぞれ集光される。
【0176】
光ディスク15の記録面にて反射した各反射光は、それぞれ戻り光束として対物レンズ60で再び略平行光とされ、λ/4板55及びコリメートレンズ52を透過した後、ホログラム80cで回折され、グレーティング80bをそのまま透過して受光器59で受光される。受光器59を構成する各受光素子は、受光量に応じた信号をそれぞれ再生信号処理回路28に出力する。
【0177】
本第3の実施形態に係る光ディスク装置では、第1の実施形態と同様にして、光ディスク15へのデータの記録及び光ディスク15に記録されているデータの再生が行われる。
【0178】
以上説明したように、本第3の実施形態に係る偏光回折素子80によると、ホログラムが無偏光であるため、ホログラムに入射する戻り光束にP偏光成分が含まれていても、所定の光量の戻り光束を受光器で受光することができ、受光器からの出力信号における信号レベル及びS/N比を高くすることが可能となる。
【0179】
一般に光ディスクでは、透明の樹脂基板上に記録面が形成されており、対物レンズからの光束はその樹脂基板を透過して記録面に集光されるようになっている。その樹脂基板の大部分は生産性の点から、成形品と類似した形状のキャビティを有する成形用型(通常は金型)に溶融状態の樹脂を加圧しながら注入する射出成形法及びそれに類似する方法により製造されている。成形品が光ディスクのように円盤形状の場合には、キャビティの中央部(基板の回転中心に対応する部分)にダイレクトゲート(注入口)を持つラジアルフロータイプの成形用型を用いた成形方式(方案)が通常採用され、溶融樹脂はダイレクトゲートを介してキャビティの中央部から外周部に向かって流れていく。キャビティ内に注入された樹脂は、その温度及び冷却速度が一定ではないために、成形品に内部応力が残留したり、樹脂の密度が不均一となることがある。そこで、上記のようにして製造された光ディスクの樹脂基板は、トラックの接線方向とそれに直交する方向とで屈折率が互いに異なる性質(複屈折性)を有する場合がある。このように樹脂基板が複屈折性を有する場合には、樹脂基板を透過する光束に対して方向によって屈折率が異なるために、非点収差成分を含む波面収差が発生する。そして、光ディスクの記録面で反射した反射光は、楕円偏光となる。楕円偏光の戻り光束がλ/4板に入射すると、ホログラムに入射する戻り光束にP偏光成分が含まれることとなる。ホログラムが第1の実施形態のような偏光性を有する場合には、P偏光成分はホログラム作用を受けずに透過するため、受光器での受光量が減少する。また、通常樹脂基板の複屈折性は一様でないため、受光器の出力信号は不安定となる。本第3の実施形態では、ホログラムが無偏光であるため、大きな複屈折性を有する粗悪な光ディスクが用いられるときには、受光器での受光量の減少を抑制することができ、信号検出を安定して行うことが可能となる。
【0180】
また、本第3の実施形態によると、グレーティングの材料として有機延伸膜を用いているために、ニオブ酸リチウム結晶(LN結晶)を用いた場合よりも小型化が可能である。さらに、グレーティングの材料として液晶を用いて、いわゆる選択露光方式で偏光回折素子を作成する場合には、一例として図21に示されるように、グレーティング用凹凸Pとホログラム用凹凸Qとを対向させることが困難となり、ホログラム用凹凸Qが露出するために取り扱いが面倒になる。一方、偏光回折素子80は、光源側の面及び光ディスク側の面の両面がガラス平面であるため、取り扱いが容易であり、しかも、完成後であっても研磨により厚さ調整が可能である。
【0181】
また、本第3の実施形態によると、グレーティング用ガラス円板と有機延伸膜とを接着するための接着剤が有機延伸膜の常光屈折率とほぼ同じ屈折率を有しているために、接着剤層の厚みが不均一な場合には、有機延伸膜と接着剤との接着界面における常光の平面性の乱れが補正され、記録面に集光される光束における波面収差の劣化を抑制することができる。
【0182】
また、本第3の実施形態によると、偏光回折素子80を製造する際に、ホログラム用のガラス円板の板厚を、グレーティング用ガラス円板の板厚よりも薄くしているために、各工程での取り扱いが容易となり、歩留まりを向上させることができる。
【0183】
また、本第3の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、光利用効率に優れた小型で安価な偏光回折素子を用いているために、第1の実施形態に係る光ピックアップ装置と同様な効果を得ることが可能となる。
【0184】
また、本第3の実施形態に係る光ディスク装置によると、光ピックアップ装置23’’の出力信号に基づいて光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置を精度良く制御することができるため第1の実施形態に係る光ディスク装置と同様な効果を得ることが可能となる。
【0185】
なお、上記第3の実施形態において、図22に示されるように、充填材80eとの屈折率の差が大きい等方性の光学部材TKにホログラム用凹凸を形成し、この光学部材TKを光学ガラス板KG(第4基板)で保持しても良い。例えば、光学部材TKの屈折率が1.7の場合には、充填材80eとの屈折率の差が0.2となり、ホログラム用凹凸の溝深さを1/4とすることができる。これにより、ホログラム用凹凸の作成が容易となり、作業コストが低減するとともに、ばらつきが小さくなり、製品歩留まりが向上する。すなわち、グレーティングを保持するガラス基板とホログラムの材質が異なっていても良い。さらに、光学ガラス板KGの材質はグレーティングを保持するガラス基板と同じであっても良いし、異なっていても良い。
【0186】
また、上記第3の実施形態において、ガラス基板80aの光源ユニット側の面に例えばCD用の出射光束を3ビーム化するための凹凸(グレーティング用凹凸)を形成しても良い。これにより、2波長光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。さらに、上記光学ガラス板KGの光ディスク側の面に例えばCD用の戻り光束を分岐するための凹凸(ホログラム用凹凸)を形成しても良い。
【0187】
また、上記第3の実施形態では、グレーティング用ガラス円板と有機延伸膜とを接着するための接着剤が有機延伸膜の常光屈折率とほぼ同じ屈折率を有する場合について説明したが、例えば接着剤層が極めて薄い場合や、接着界面の平面性が担保されている場合には、必ずしも有機延伸膜の常光屈折率と同じ屈折率でなくても良い。
【0188】
また、上記第3の実施形態では、光学的異方性を有する材料として有機延伸膜を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。そして、グレーティングが変形するおそれがない場合には、グレーティングを保持するためのガラス基板はなくても良い。
【0189】
なお、上記各実施形態では、半導体レーザと受光器とが個別に実装された場合について説明したが、これに限らず、半導体レーザと受光器とが同一の筐体内に実装されても良い。また、上記各実施形態では、光源ユニットと偏光回折素子とが個別に実装された場合について説明したが、これに限らず、光源ユニットと偏光回折素子とが一体化されても良い。これらにより、光ピックアップ装置の小型化を促進することができるとともに、組み付け時の構成部品の数が減少し、組み付け作業及び調整作業を簡略化することができ、作業コストを削減することが可能となる。
【0190】
また、上記各実施形態では、偏光回折素子が光源ユニットとカップリングレンズとの間に配置される場合について説明したが、これに限らず、例えば対物レンズのシフトに起因して受光器からの出力信号にオフセットが付加されるおそれがある場合には、偏光回折素子と対物レンズとを一体化しても良い。このとき、偏光回折素子が従来よりも薄いため、大きな設計変更を必要としない。
【0191】
また、上記各実施形態では、情報の記録及び再生が可能な光ディスク装置について説明したが、これに限らず、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ディスク装置であれば良い。
【0192】
また、上記各実施形態では、光源として半導体レーザを用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0193】
また、上記各実施形態では、光ディスクとして、CD、DVD及び光磁気ディスクなど、光を利用して情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が行われる情報記録媒体を用いることができる。
【0194】
【発明の効果】
本発明に係る偏光光学素子によれば、光利用効率を低下させることなく、小型化及び低コスト化を促進することができるという効果がある。
【0195】
また、本発明に係る偏光光学素子の製造方法によれば、光利用効率に優れた小型の偏光光学素子を低コストで製造することができるという効果がある。
【0196】
また、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することができるという効果がある。
【0197】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、情報記録媒体への高速度でのアクセスを精度良く安定して行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図2(A)は、図1の光ピックアップ装置23における光学系の概略構成を示す図であり、図2(B)は、図2(A)における偏光回折素子50の詳細構成を説明するための図である。
【図3】偏光回折素子50におけるグレーティング領域AGの面積とホログラム領域AHの面積との関係を説明するための図である。
【図4】図4(A)及び図4(B)は、それぞれ偏光回折素子50の偏光特性を説明するための図である。
【図5】図5(A)〜図5(D)は、それぞれ偏光回折素子50の製造方法を説明するための図(その1)である。
【図6】図6(A)〜図6(D)は、それぞれ偏光回折素子50の製造方法を説明するための図(その2)である。
【図7】図7(A)〜図7(C)は、それぞれ偏光回折素子50の製造方法を説明するための図(その3)である。
【図8】図8(A)及び図8(B)は、それぞれガラス基板と有機延伸膜とを接着するための接着剤を説明するための図である。
【図9】光学的異方性を有する部材の種類と偏光回折素子との関係を説明するための図である。
【図10】第1ガラス基板の板厚と第2ガラス基板の板厚とが異なる場合の例を説明するための図である。
【図11】図11(A)及び図11(B)は、それぞれ図10の偏光回折素子の利点を説明するための図である。
【図12】図12(A)は、本発明の第2の実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成を示す図であり、図12(B)は、図12(A)における偏光回折素子70の詳細構成を説明するための図である。
【図13】図13(A)〜図13(D)は、それぞれ偏光回折素子70の製造方法を説明するための図(その1)である。
【図14】図14(A)〜図14(D)は、それぞれ偏光回折素子70の製造方法を説明するための図(その2)である。
【図15】図15(A)〜図15(C)は、それぞれ偏光回折素子70の製造方法を説明するための図(その3)である。
【図16】図16(A)及び図16(B)は、それぞれ光ディスクがDVDの場合における偏光回折素子70の作用を説明するための図である。
【図17】図17(A)及び図17(B)は、それぞれ光ディスクがCDの場合における偏光回折素子70の作用を説明するための図である。
【図18】偏光回折素子70と従来の偏光回折素子KSとの厚みの違いを説明するための図である。
【図19】第2の実施形態における偏光回折素子の変形例を説明するための図である。
【図20】図20(A)は、本発明の第3の実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成を示す図であり、図20(B)は、図20(A)における偏光回折素子80の詳細構成を説明するための図である。
【図21】光学的異方性を有する光学部材として液晶が用いられた場合を説明するための図である。
【図22】第3の実施形態における偏光回折素子の変形例を説明するための図である。
【図23】図23(A)及び図23(B)は、それぞれ従来の偏光性を有さない回折素子の例を説明するための図である。
【図24】従来の偏光回折素子の例を説明するための図である。
【符号の説明】
15…光ディスク(情報記録媒体)、20…光ディスク装置、23…光ピックアップ装置、28…再生信号処理回路(処理装置の一部)、40…CPU(処理装置の一部)、50,50’…偏光回折素子(偏光光学素子)、50a…第1ガラス基板(第1基板)、50b…グレーティング(第1光学部材)、50c…ホログラム(第2光学部材)、50d…第2ガラス基板(第2基板)、50e…充填材(充填部材)、51a…半導体レーザ(光源)、59…受光器(光検出器)、60…対物レンズ、70…偏光回折素子(偏光光学素子)、70a…CDグレーティング(第3の凹凸)、70b…CDホログラム(第4の凹凸)、71a…第1の半導体レーザ(光源)、71b…第2の半導体レーザ(光源)、80…偏光回折素子(偏光光学素子)、80a…ガラス基板(第3基板)、80b…グレーティング(第1光学部材)、80c…ホログラム(第2光学部材)、80e…充填材(充填部材)、AD1…第1の接着剤(接着剤)、AD2…第2の接着剤(接着剤)、G1,G2…ガラス円板(第1部材)、KG…光学ガラス板(第4基板)、M1,M2…有機延伸膜(第2部材)、UP…紫外線硬化型樹脂(充填部材)。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polarizing optical element, a method for manufacturing a polarizing optical element, an optical pickup device, and an optical disk device. More specifically, a polarizing optical element used for an optical pickup device, a method for manufacturing the polarizing optical element, and the polarizing optical element And an optical disc device provided with the optical pickup device.
[0002]
[Prior art]
In an optical disc device, recording or erasing of information is performed by irradiating a recording surface of an information recording medium, such as an optical disc, on which spiral or concentric tracks are formed with laser light, and information is recorded based on reflected light from the recording surface. Playing and so on. The optical disc device includes an optical pickup device as a device for irradiating a recording surface of the information recording medium with a laser beam to form a light spot and receiving reflected light from the recording surface.
[0003]
In general, an optical pickup device includes an objective lens, and guides a light beam emitted from a light source to a recording surface of an information recording medium and guides a light beam (return light beam) reflected by the recording surface to a predetermined light receiving position. , And a light receiving element arranged at a light receiving position. The light receiving element outputs a signal including not only reproduction information of data recorded on the recording surface but also information (servo information) necessary for controlling the position of the optical pickup device itself and the objective lens.
[0004]
In order to correctly record data at a predetermined position on the recording surface or to correctly reproduce data recorded at a predetermined position on the recording surface, a light spot must be accurately formed at a predetermined position on the recording surface. For that purpose, it is necessary to accurately detect the formation position of the light spot. As a method for detecting the formation position of the light spot on the recording surface, a method using the return light flux of one light spot formed on the recording surface (single beam method) and a method using three light spots formed on the recording surface are used. The method can be broadly classified into a method using each return light beam (three-beam method). When the three-beam method is used, it is necessary to divide a light beam emitted from the light source into three (three-beam) in order to form three light spots on the recording surface. Therefore, in this case, a grating is generally used as an optical element for converting a light beam emitted from the light source into three beams.
[0005]
As an optical pickup device compatible with a three-beam method, an optical pickup in which the above-described grating and a hologram for branching a return light beam reflected by a recording surface from a common optical path of an outward path and a return path and guiding the same to the light receiving position are integrated. An apparatus has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1). In the optical pickup device disclosed in
[0006]
However, in the above optical pickup device, the light beam emitted from the light source LD is also subjected to the hologram effect by the hologram HM, so that the light amount (irradiation light amount) of the light beam condensed on the recording surface decreases. When the optical pickup device is used only for reproduction, there is no problem as long as an irradiation light amount of about 1 mW is sufficient, but when it is used for recording, an irradiation light amount of 10 to 20 mW is required. When the speed is high, there is an inconvenience that it is difficult to respond. Also, since the rewritable optical disk has a low reflectance, if the irradiation light amount is small, the light amount of the return light beam received by the light receiving element is insufficient, and the signal level and the S / N ratio of the output signal of the light receiving element are low. there were. That is, the light use efficiency was low.
[0007]
In order to improve these inconveniences, an optical head device using a polarization diffraction element having a different diffraction efficiency depending on the polarization direction of an incident light beam has been devised (for example, see Patent Document 1). In the optical head device disclosed in
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-10-68820 (Page 2-7, FIG. 1)
[Non-patent document 1]
Yukio Kurata and 8 others, "Hologram pickup for CD using three-beam method", Sharp Technical Report, Sharp Corporation, September 1989, Vol. 42, p. 45-52
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical head device disclosed in
[0010]
The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a small and inexpensive polarizing optical element having excellent light use efficiency.
[0011]
A second object of the present invention is to provide a manufacturing method for manufacturing a small-sized polarizing optical element having excellent light use efficiency at low cost.
[0012]
A third object of the present invention is to provide an optical pickup capable of outputting a signal including information necessary for controlling the position of an optical pickup device itself and an objective lens with high accuracy without increasing the size and cost. It is to provide a device.
[0013]
It is a fourth object of the present invention to provide an optical disk device capable of accurately and stably accessing an information recording medium at a high speed.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0015]
According to this, the first optical member having the first unevenness formed on one surface thereof, and the second optical member having the second unevenness formed opposite to the first unevenness are optically coupled. They are integrated via an isotropic filling member. Further, since at least one of the first optical member and the second optical member is an optical member having optical anisotropy, it is substantially designed using a general-purpose optical member which is inexpensive as compared with the above-described conventional polarization diffraction element. Various optical characteristics can be realized. Therefore, miniaturization and cost reduction can be promoted without lowering the light use efficiency.
[0016]
In this case, various members can be considered as the filling member. However, as in the polarization optical element according to claim 2, the filling member may be an ultraviolet curable resin having adhesiveness. . In such a case, it is easy to adjust the positional relationship between the first optical member and the second optical member, and the first optical member and the second optical member can be bonded together with an accurate positional relationship.
[0017]
In each of the polarizing optical elements according to the first and second aspects, as in the polarizing optical element according to the third aspect, the filling member may be an adhesive for an optical lens. In such a case, since a general-purpose product can be used, the material cost of the filling member can be reduced.
[0018]
In each of the polarizing optical elements according to the first to third aspects, as in the polarizing optical element according to the fourth aspect, the pitch of the first unevenness is larger than the pitch of the second unevenness, and the first The area of the region where the irregularities are formed can be larger than the area of the region where the second irregularities are formed.
[0019]
In each of the polarizing optical elements according to
[0020]
In each of the polarizing optical elements according to
[0021]
In this case, as in the polarization optical element according to claim 7, the extraordinary light refractive index of the first optical member and the ordinary light refractive index of the second optical member can be substantially equal to each other.
[0022]
In this case, the refractive index of the filling member is substantially equal to the extraordinary light refractive index of the first optical member or the ordinary light refractive index of the second optical member. be able to. In such a case, in the first optical member, the ordinary light component in the incident light beam is diffracted, but the extraordinary light component is transmitted as it is without being diffracted. In the second optical member, the extraordinary light component in the incident light beam is diffracted, but the ordinary light component is transmitted as it is without being diffracted.
[0023]
In each of the polarizing optical elements according to claims 6 to 8, as in the polarizing optical element according to claim 9, the first optical member and the second optical member have substantially the same optical anisotropy. The second optical member may be arranged so that its ordinary ray direction forms an angle of approximately 90 degrees with respect to the ordinary ray direction of the first optical member. Here, the “angle” means a magnitude of an angle formed by the directions, and is a concept that does not include the angle direction (positive or negative). In this specification, the term “angle” is used as such a concept.
[0024]
In this case, the materials of the first optical member and the second optical member may be different from each other. However, as in the polarization optical element according to claim 10, the first optical member and the second optical member may have different materials. The materials may be the same. In such a case, since the same member can be used as the first optical member and the second optical member, cost reduction can be promoted.
[0025]
In each of the polarizing optical elements according to claims 6 to 10, as in the polarizing optical element according to claim 11, the first optical member and the second optical member each include an organic stretched film. Can be. In such a case, fine processing can be performed accurately and easily, so that the yield is improved, and as a result, the cost can be reduced. Further, since the organic stretched film is inexpensive as compared with, for example, liquid crystal or the like, it is possible to promote a reduction in component cost. Furthermore, since the organic stretched film is in a sheet shape, it is possible to promote miniaturization.
[0026]
In each of the polarizing optical elements according to claims 6 to 11, as in the polarizing optical element according to claim 12, a first substrate that is disposed on the other side of the first optical member and holds the first optical member. And a second substrate that is arranged on a side of the second optical member opposite to the surface on which the second unevenness is formed, and that holds the second optical member.
[0027]
In this case, the first substrate and the second substrate may have the same thickness as each other, but as in the polarization optical element according to claim 13, the first substrate and the second substrate Alternatively, the thicknesses may be different from each other.
[0028]
In each of the polarizing optical elements according to Claims 12 and 13, as in the polarizing optical element according to Claim 14, the first substrate has a refractive index substantially equal to the ordinary light refractive index of the first optical member. The first optical member may be bonded via an agent. In such a case, for example, when the thickness of the adhesive layer is not uniform, the disorder of the planarity with respect to ordinary light at the bonding interface between the first optical member and the first substrate is corrected, and the light flux condensed on the recording surface is corrected. , It is possible to suppress the deterioration of the wavefront aberration.
[0029]
In each of the polarizing optical elements according to claims 12 to 14, as in the polarizing optical element according to
[0030]
In each of the polarizing optical elements according to claims 12 to 15, as in the polarizing optical element according to claim 16, the first substrate and the second substrate can be made of substantially the same material. . In such a case, productivity can be improved and cost reduction can be promoted as compared with a case where the first substrate and the second substrate are made of different materials.
[0031]
In this case, the material of the first substrate and the material of the second substrate may be optical glass or transparent resin, respectively. In such a case, the cost of parts can be reduced.
[0032]
In each of the polarizing optical elements according to claims 12 to 17, as in the polarizing optical element according to claim 18, a third unevenness is formed on a surface of the first substrate opposite to the first optical member side. Can be formed.
[0033]
In this case, as in the polarization optical element according to claim 19, the third unevenness is an unevenness for a grating, and the third unevenness is optimized for a light flux having a wavelength different from that of the first unevenness. can do. In such a case, the present invention can be used for a so-called two-wavelength optical pickup device including two light sources that emit light beams having different wavelengths.
[0034]
In each of the polarizing optical elements according to claims 12 to 19, as in the polarizing optical element according to
[0035]
In this case, as in the polarization optical element according to claim 21, the fourth unevenness is an unevenness for a hologram, and the fourth unevenness is optimized for a light beam having a wavelength different from that of the second unevenness. can do. In such a case, it can be used for a two-wavelength optical pickup device.
[0036]
In each of the polarizing optical elements according to
[0037]
In this case, the refractive index of the filling member may be substantially equal to the ordinary light refractive index or the extraordinary light refractive index of the first optical member.
[0038]
In each of the polarizing optical elements according to
[0039]
In each of the polarizing optical elements according to
[0040]
27. The polarizing optical element according to
[0041]
In this case, as in the polarization optical element according to
[0042]
In each of the polarizing optical elements according to
[0043]
In each of the polarizing optical elements according to claims 26 to 28, as in the polarizing optical element according to claim 29, the second optical member and the third substrate can have different thicknesses from each other. .
[0044]
In each of the polarizing optical elements according to Claims 26 to 29, as in the polarizing optical element according to Claim 30, a fifth unevenness is formed on a surface of the third substrate opposite to the first optical member. Can be formed.
[0045]
In each of the polarizing optical elements according to
[0046]
In this case, as in the polarization optical element according to the thirty-second aspect, sixth irregularities may be formed on the surface of the fourth substrate opposite to the side of the second optical member.
[0047]
An invention according to
[0048]
According to this, the first unevenness is formed on one surface of the first member having optical anisotropy (first step), and the second member having optical anisotropy or optical isotropy is formed. Second irregularities are formed on one surface (second step). Then, the first member and the second member are bonded via an isotropic filling member such that the first unevenness and the second unevenness face each other (third step). That is, since the first optical member is an optical member having optical anisotropy and the second optical member is an optical member having optical anisotropy or optical isotropy, the polarization diffraction in the prior art described above is performed. Using a general-purpose optical member that is inexpensive as compared with the element, it is possible to realize optical characteristics almost as designed. Therefore, it is possible to manufacture a small-sized polarizing optical element having excellent light use efficiency at low cost.
[0049]
In this case, as in the manufacturing method according to
[0050]
In this case, as in the manufacturing method according to claim 35, prior to the third step, a sixth step of forming third irregularities on a surface of the first substrate opposite to the first member is performed. It may further include.
[0051]
In each of the manufacturing methods according to
[0052]
An invention according to
[0053]
According to this, since the polarizing optical element according to any one of
[0054]
An invention according to
[0055]
According to this, since the polarization optical element according to any one of claims 18 to 21, 30, and 32 is provided, the optical pickup device itself and the objective lens can be achieved without increasing the size and cost. It is possible to accurately output a signal including information necessary for the position control of the camera.
[0056]
In each of the optical pickup devices described in
[0057]
The invention according to
[0058]
According to this, based on the output signal from the optical pickup device according to any one of
[0059]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<< 1st Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0060]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an
[0061]
The
[0062]
The
[0063]
The reproduction
[0064]
The
[0065]
The
[0066]
The
[0067]
The
[0068]
The
[0069]
The
[0070]
The
[0071]
Next, the configuration and the like of the
[0072]
As shown in FIG. 2A, the
[0073]
The
[0074]
The
[0075]
The grating 50b divides the emitted light beam into zero-order light and ± first-order diffracted light. As the material of the grating 50b, an organic stretched film having optical anisotropy (see JP-A-2000-075130) is used. Here, since the emitted light beam is a P-polarized light beam, as an example, the refractive index (ordinary refractive index) for a P-polarized light beam (ordinary light) is 1.6, and the refractive index (anomalous light) for an S-polarized light beam (extraordinary light) An organic stretched film having a refractive index of 1.5 (hereinafter, referred to as “first organic stretched film” for convenience) is used. Then, irregularities having a pitch of 10 to 30 μm and a depth of about 1.0 μm are formed on one surface of the first organic stretched film. The surface opposite to the surface on which the unevenness is formed (hereinafter referred to as “first unevenness forming surface”) is bonded to the
[0076]
The
[0077]
In the first embodiment, as an example, as shown in FIG. 3, the area of a region (hereinafter also referred to as “grating region” for convenience) AG on which unevenness is formed on the first organic stretched film is equal to the area of the first organic stretched film. 2 is set to be larger than the area of the area AH where the unevenness is formed on the organic stretched film (hereinafter, also referred to as “hologram area” for convenience).
[0078]
The first organic stretched film and the second organic stretched film are polyester, polyimide, polyethylene, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polystyrene, polysulfone, polyethersulfone, and It is made from organic materials such as polyethylene terephthalate. The
[0079]
The
[0080]
Since the
[0081]
Here, an example of a method for manufacturing the
[0082]
First, a glass disk G1 serving as a
[0083]
Further, a photosensitive resin (hereinafter, referred to as "photoresist") R is uniformly applied to the surface of the organic stretched film M1 by using a spin coater (not shown) (see FIG. 5B).
[0084]
Then, a grating pattern for grating corresponding to a light beam having a wavelength of 660 nm is transferred to the photoresist R using an exposure device (not shown), and then the photoresist R is developed using a developing device (not shown). A lattice pattern is formed by the resist R (see FIG. 5C). The pitch of this lattice pattern is 10 to 30 μm. Although one lattice pattern is shown in FIG. 5C for convenience, a plurality of lattice patterns identical to the lattice pattern shown in FIG. 5C are formed on the surface of the organic stretched film M1. .
[0085]
Then, the organic stretched film M1 in a portion where the photoresist R is not left is dry-etched using a reactive ion etching device (not shown) to form a groove having a depth of about 1.0 μm, and then a cleaning device (not shown) The photoresist R is removed with a solvent or a gas by using (omitted). Thereby, irregularities having a pitch of 10 to 30 μm and a depth of about 1.0 μm are formed on the surface of the organic stretched film M1 (see FIG. 5D).
[0086]
Next, a glass disk G2 serving as the
[0087]
Further, a photoresist R is uniformly applied on the organic stretched film M2 using a spin coating device (not shown) (see FIG. 6B).
[0088]
Then, a hologram lattice pattern corresponding to a light beam having a wavelength of 660 nm is transferred to the photoresist R using an exposure device (not shown), and then the photoresist R is developed using a developing device (not shown). A lattice pattern is formed by the resist R (see FIG. 6C). The pitch of this lattice pattern is 1 to 5 μm. Although one lattice pattern is shown in FIG. 6C for convenience, a plurality of lattice patterns identical to the lattice pattern shown in FIG. 6C are formed on the surface of the organic stretched film M2. .
[0089]
Then, using a reactive ion etching device (not shown), the organic stretched film M2 in a portion where the photoresist does not remain is dry-etched to form a groove having a depth of 2 to 5 μm, and then a cleaning device (not shown) The photoresist R is removed by a solvent or a gas using the method described above. Thereby, irregularities having a pitch of 1 to 5 μm and a depth of 2 to 5 μm are formed on the surface of the organic stretched film M2 (see FIG. 6D).
[0090]
Subsequently, an ultraviolet curable resin UP serving as a
[0091]
Then, the organic stretched film M1 and the organic stretched film M2 are overlapped so that the surfaces on which the irregularities are formed face each other via the ultraviolet curable resin UP (see FIG. 7C).
[0092]
Next, the ultraviolet curable resin UP is irradiated with ultraviolet light using an ultraviolet irradiation device (not shown) to cure the ultraviolet curable resin UP. Thus, a disc in which the glass disc G1, the organic stretched film M1, the ultraviolet curable resin UP, the glass disc G2, and the organic stretched film M2 are laminated and integrated (hereinafter, referred to as “first laminated disc” for convenience). HP is made.
[0093]
After the ultraviolet curable resin UP is sufficiently cured, the first laminated disk HP is set in a cutting device (not shown) and cut into predetermined dimensions. Then, through a finishing step, a washing / drying step, an inspection step, and the like, the
[0094]
Returning to FIG. 2A, the
[0095]
The
[0096]
The operation of the
[0097]
A light beam of linearly polarized light (here, P-polarized light) emitted from the
[0098]
Each reflected light reflected on the recording surface of the
[0099]
Next, a processing operation for recording data on the
[0100]
Upon receiving the recording request command from the host, the
[0101]
When the rotation of the
[0102]
The
[0103]
Further, the reproduction
[0104]
When receiving from the
[0105]
When the
[0106]
Next, a brief description will be given of a processing operation when reproducing the user data recorded on the
[0107]
When the
[0108]
The
[0109]
Then, the reproduction
[0110]
Note that the tracking control and the focus control are performed at predetermined timings until the recording processing and the reproduction processing are completed.
[0111]
As is clear from the above description, in the optical disc device according to the first embodiment, a processing device is realized by the reproduction
[0112]
As described above, according to the
[0113]
Further, according to the first embodiment, the organic stretched film M1 having the unevenness for the grating and the organic stretched film M2 having the unevenness for the hologram are held on the same glass substrate. Therefore, when cutting out the
[0114]
According to the first embodiment, the first adhesive AD1 for bonding the glass disk G1 and the organic stretched film M1 has a refractive index substantially equal to the ordinary light refractive index of the organic stretched film M1. For example, as shown in FIG. 8A, when the thickness of the adhesive layer is not uniform, the planarity at the bonding interface between the organic stretched film M1 and the first adhesive AD1 is disturbed. Is corrected, and deterioration of the wavefront aberration in the light beam condensed on the recording surface can be suppressed. Similarly, since the second adhesive AD2 for bonding the glass disk G2 and the organic stretched film M2 has a refractive index substantially the same as the ordinary light refractive index of the organic stretched film M2, FIG. As shown in (B), when the thickness of the adhesive layer is not uniform, the irregularity of the flatness at the adhesive interface between the organic stretched film M2 and the second adhesive AD2 is corrected, and the unevenness on the recording surface is corrected. It is possible to suppress the deterioration of the wavefront aberration in the emitted light beam. That is, it is possible to suppress a decrease in light use efficiency.
[0115]
Further, according to the first embodiment, since the organic stretched film is used as the material having optical anisotropy, fine processing is easy, and predetermined irregularities can be accurately formed. Therefore, it is possible to obtain a polarization characteristic substantially as designed, and it is possible to suppress a decrease in light use efficiency. Further, since the thickness of the organic stretched film is extremely thin, 50 to 100 μm, it is possible to suppress the generation of wavefront aberration even when the organic stretched film is disposed in the divergent light path.
[0116]
Further, according to the first embodiment, since the area of the grating area is set to be larger than the area of the hologram area, for example, there is a displacement during assembly or a lens shift of the objective lens. Also, the return light beam diffracted by the
[0117]
It is generally known that the diffraction angle θ of a hologram is represented by the following equation (1). Here, λ is the wavelength of the incident light beam, and Λ is the pitch of the unevenness (hologram pitch).
[0118]
sin θ = λ / Λ (1)
[0119]
Therefore, when the wavelength of the light beam becomes shorter, it is necessary to reduce the hologram pitch or to reduce the distance between the light source and the light receiver. All of these involve work difficulties and increase costs. However, according to the first embodiment, since the return light beam diffracted by the
[0120]
Further, according to the optical pickup device according to the first embodiment, since a small and inexpensive polarization diffraction element having excellent light use efficiency is used, the optical pickup device can be manufactured without increasing the size and cost. It is possible to accurately output a signal including information necessary for controlling the position of itself and the objective lens.
[0121]
Further, according to the
[0122]
In the above-described first embodiment, the case where the optical anisotropy of the first organic stretched film and the optical anisotropy of the second organic stretched film are different from each other has been described. For example, the first organic stretched film may be used instead of the second organic stretched film. In this case, the ordinary ray direction in the first organic stretched film on the first substrate and the ordinary ray direction in the first organic stretched film on the second substrate are arranged at an angle of 90 degrees to each other. That is, in the hologram, the ordinary light refractive index is 1.5 and the extraordinary light refractive index is 1.6. Although the extraordinary light refractive index is smaller and the diffraction efficiency is lower than when the second organic stretched film is used, the diffraction efficiency is reduced by making the groove deeper than in the case of the first embodiment. It is possible to suppress the decrease. In addition, since one type of the organic stretched film is used, cost reduction can be promoted.
[0123]
In the first embodiment, the case where the first adhesive AD1 for bonding the glass disk G1 and the organic stretched film M1 has a refractive index substantially equal to the ordinary light refractive index of the organic stretched film M1 will be described. However, for example, when the adhesive layer is extremely thin or when the flatness of the bonding interface is secured, the refractive index does not necessarily have to be the same as the ordinary light refractive index of the organic stretched film M1. Similarly, the second adhesive AD2 for bonding the glass disk G2 and the organic stretched film M2 is also used, for example, when the adhesive layer is extremely thin or when the flatness of the bonding interface is ensured. However, the refractive index does not necessarily have to be the same as the ordinary light refractive index of the organic stretched film M2.
[0124]
In the first embodiment, the case where the organic stretched film is used as the material having optical anisotropy has been described, but the present invention is not limited to this. However, for example, as shown in FIG. 9, in the case of a
[0125]
In the first embodiment, the case where the
[0126]
Further, in the first embodiment, a case has been described in which a semiconductor laser that emits a light beam having a wavelength of 660 nm is used as a light source. However, the present invention is not limited to this. For example, a light source that emits a light beam having a wavelength of 405 nm and a wavelength Any of the light sources that emit a light beam of 780 nm may be used. However, in this case, the unevenness for the grating and the unevenness for the hologram correspond to the wavelength of the light beam emitted from the light source used.
[0127]
<< 2nd Embodiment >>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0128]
In the second embodiment, as shown in FIG. 12A as an example, an optical pickup device 23 'corresponding to a light beam of two wavelengths is used instead of the
[0129]
The
[0130]
The
[0131]
Here, a method for manufacturing the
[0132]
First, in the same manner as in the case of the
[0133]
Next, the glass disk G1 is inverted so that the glass disk G1 faces upward (see FIG. 13A). Further, a photoresist R is uniformly applied on the glass disk G1 by using a spin coating apparatus (not shown) (see FIG. 13B).
[0134]
Then, a grating pattern corresponding to a light beam having a wavelength of 780 nm is transferred to the photoresist R using an exposure device (not shown), and then the photoresist R is developed using a developing device (not shown). A lattice pattern is formed by the resist R (see FIG. 13C). Although one lattice pattern is shown in FIG. 13C for convenience, a plurality of lattice patterns identical to the lattice pattern shown in FIG. 13C are formed on the surface of the glass disk G1. .
[0135]
Then, after dry etching the glass disk G1 in a portion where the photoresist R does not remain using a reactive ion etching device (not shown), the photoresist R is removed with a solvent or gas using a cleaning device (not shown). Is removed. Thereby, irregularities for the CD grating are formed on the surface of the glass disk G1 (see FIG. 13D).
[0136]
Further, in the same manner as in the case of the
[0137]
Next, the glass disk G2 is inverted so that the glass disk G2 faces upward (see FIG. 14A). Further, a photoresist R is uniformly applied onto the glass disk G2 using a spin coating apparatus (not shown) (see FIG. 14B).
[0138]
Then, a hologram lattice pattern corresponding to a light beam having a wavelength of 780 nm is transferred to the photoresist R using an exposure device (not shown), and then the photoresist R is developed using a developing device (not shown). A lattice pattern is formed by the resist R (see FIG. 14C). Although one grid pattern is shown in FIG. 14C for convenience, a plurality of the same grid patterns as those shown in FIG. 14C are formed on the surface of the glass disk G2. .
[0139]
Then, after dry etching the glass disk G2 in a portion where the photoresist R does not remain using a reactive ion etching device (not shown), the photoresist R is removed with a solvent or gas using a cleaning device (not shown). Is removed. Thereby, irregularities for a CD hologram are formed on the surface of the glass disk G2 (see FIG. 14D).
[0140]
Subsequently, an ultraviolet curable resin UP serving as a
[0141]
Then, the organic stretched film M1 and the organic stretched film M2 are overlapped so that the surfaces on which the irregularities are formed face each other via the ultraviolet curable resin UP (see FIG. 15C).
[0142]
Next, the ultraviolet curable resin UP is irradiated with ultraviolet light using an ultraviolet irradiation device (not shown) to cure the ultraviolet curable resin UP. As a result, a disk (hereinafter, referred to as a “second laminated disk”) WP in which the glass disk G1, the organic stretched film M1, the ultraviolet curable resin UP, the glass disk G2, and the organic stretched film M2 are integrated is formed. Made.
[0143]
After the ultraviolet curable resin UP is sufficiently cured, the second laminated disk WP is set in a cutting device (not shown) and cut into predetermined dimensions. Then, through a finishing step, a washing / drying step, an inspection step, etc., the
[0144]
The operation of the optical pickup device 23 'configured as described above will be described. First, the case where the
[0145]
The light beam of linearly polarized light (here, P-polarized light) emitted from the
[0146]
Each reflected light reflected on the recording surface of the
[0147]
Next, the case where the
[0148]
The linearly polarized light (here, P-polarized light) emitted from the
[0149]
Each reflected light reflected on the recording surface of the
[0150]
Whether the
[0151]
In the optical disc device according to the second embodiment, when the
[0152]
As is clear from the above description, in the optical disk device according to the second embodiment, a processing device is realized by the reproduction
[0153]
As described above, according to the
[0154]
According to the second embodiment, the DVD grating, the DVD hologram CD grating, and the CD hologram are arranged via the same glass substrate, respectively. When cutting 70, there is no need to replace a processing tool (for example, a dicing saw) or change processing conditions (for example, feed speed) during the operation. Therefore, it is possible to improve the productivity and reduce the cost of the polarization diffraction element having excellent light use efficiency.
[0155]
In addition, according to the optical pickup device according to the second embodiment, since a compact and inexpensive two-wavelength compatible polarization diffraction element having excellent light use efficiency is used, an optical disk to be accessed is a CD or a DVD. In any case, it is possible to output a signal including information necessary for controlling the position of the optical pickup device itself and the objective lens with high accuracy.
[0156]
Further, according to the optical disk device according to the second embodiment, regardless of whether the optical disk to be accessed is a CD or a DVD, the position of the optical pickup device itself and the position of the objective lens are determined based on the output signal of the optical pickup device. Can be controlled with high accuracy, so that at least high-speed information recording, reproduction, and erasure can be performed with high accuracy and stable access to the optical disk. Furthermore, the miniaturization of the optical pickup device can promote the miniaturization of the optical disc device itself and the reduction of power consumption. For example, when the optical pickup device is used for portable use, it is easy to carry and can be used for a longer time. It becomes.
[0157]
In the second embodiment, the case where the
[0158]
Further, in the second embodiment, the case has been described where the light beam emitted from the light source has two wavelengths, but the present invention is not limited to this.
[0159]
In the second embodiment, the case where the light source that emits the light beam having the wavelength of 660 nm and the light source that emits the light beam having the wavelength of 780 nm is described, but the present invention is not limited to this. For example, a light source that emits a light beam having a wavelength of 405 nm may be provided instead of one of the light sources.
[0160]
In the second embodiment, the case where the organic stretched film is used as the material having optical anisotropy has been described, but the present invention is not limited to this.
[0161]
In the first and second embodiments, the case where the first optical member and the second optical member are each formed of an organic stretched film has been described. However, the present invention is not limited to this, and one of them is formed of an organic stretched film. Is also good.
[0162]
Further, in the first and second embodiments, the case where the first optical member and the second optical member are held by the same glass substrate is described. However, the present invention is not limited to this. It may be held by a substrate. For example, even if the materials of the respective glass substrates are different from each other, there is no possibility of lowering the productivity unless there is a large difference in mechanical properties.
[0163]
Further, in the first and second embodiments, the case where the first optical member and the second optical member are each held by the glass substrate has been described. However, the present invention is not limited to this. It is not necessary to be held by the glass substrate.
[0164]
<< 3rd Embodiment >>
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 20 (A) and 20 (B).
[0165]
In the third embodiment, an
[0166]
As shown in FIG. 20B, the
[0167]
The grating 80b divides the emitted light beam into zero-order light and ± first-order diffracted light. As a material of the grating 80b, an organic stretched film having optical anisotropy is used. Here, since the emitted light beam is a P-polarized light beam, an organic stretched film having an ordinary light refractive index of 1.6 and an extraordinary light refractive index of 1.5 (hereinafter, referred to as a “third organic stretched film”) is used as an example. Can be Then, irregularities having a pitch of 10 to 30 μm and a depth of about 1.0 μm are formed on one surface of the third organic stretched film. The surface opposite to the surface on which the unevenness is formed (hereinafter referred to as “third unevenness forming surface”) is bonded to the
[0168]
The
[0169]
The
[0170]
In the third embodiment, as in the first embodiment, the area of the grating region is set to be larger than the area of the hologram region.
[0171]
Since the
[0172]
The
[0173]
1. Similarly to the case of the
2. A photoresist R is uniformly applied on a hologram glass disk using a spin coating apparatus. In the post-process, some commercially available semiconductor manufacturing equipment is used.In order to improve the workability in the post-process, the thickness of the glass disk for the hologram is smaller than the thickness of the glass disk for the grating. Has become. Here, as an example, the thickness of the hologram glass disk is about 0.6 mm, and the thickness of the grating glass disk is about 1.0 mm.
3. After transferring the hologram lattice pattern to the photoresist R using an exposure device, the photoresist R is developed using a developing device to form a lattice pattern using the photoresist R. The pitch of this lattice pattern is 1 to 5 μm.
4. The glass disk at the portion where the photoresist R is not left is dry-etched using a reactive ion etching apparatus to form a groove having a depth of about 3 μm, and then the photoresist R is etched with a solvent or gas using a cleaning apparatus. Is removed. Thus, hologram irregularities having a pitch of 1 to 5 μm and a depth of about 3 μm are formed on the surface of the hologram glass disk.
5. The grooves of the grating irregularities and the hologram irregularities are each filled with an ultraviolet curable resin to be the
6. After the grating unevenness and the hologram unevenness are superimposed on each other, the ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays using an ultraviolet irradiation device to cure the ultraviolet curable resin. As a result, a disc (hereinafter, referred to as a “third laminated disc” for convenience) is formed by laminating and integrating the glass disc for grating, the organic stretched film, the ultraviolet curable resin, and the glass disc for hologram.
7. After the UV-curable resin is sufficiently cured, the third laminated disk is set in a cutting device and cut into predetermined dimensions. Then, through a finishing step, a washing / drying step, an inspection step, and the like, the
[0174]
The operation of the
[0175]
A light beam of linearly polarized light (here, P-polarized light) emitted from the
[0176]
Each reflected light reflected on the recording surface of the
[0177]
In the optical disk device according to the third embodiment, recording of data on the
[0178]
As described above, according to the
[0179]
Generally, in an optical disk, a recording surface is formed on a transparent resin substrate, and a light beam from an objective lens passes through the resin substrate and is condensed on the recording surface. From the viewpoint of productivity, most of the resin substrate is an injection molding method in which a molten resin is injected while being pressed into a molding die (usually a mold) having a cavity having a shape similar to a molded product, and the like. It is manufactured by a method. In the case where the molded product is a disk shape like an optical disk, a molding method using a radial flow type molding die having a direct gate (injection port) at the center of the cavity (a portion corresponding to the rotation center of the substrate) ( Method) is usually adopted, and the molten resin flows from the central part of the cavity to the outer peripheral part through the direct gate. Since the temperature and cooling rate of the resin injected into the cavity are not constant, internal stress may remain in the molded product or the density of the resin may be non-uniform. Therefore, the resin substrate of the optical disk manufactured as described above may have a property (birefringence) in which the refractive index differs from each other in the tangential direction of the track and in the direction perpendicular thereto. When the resin substrate has birefringence as described above, since the refractive index of the light beam transmitted through the resin substrate differs depending on the direction, a wavefront aberration including an astigmatism component occurs. Then, the light reflected on the recording surface of the optical disk becomes elliptically polarized light. When the elliptically polarized return light beam enters the λ / 4 plate, the return light beam incident on the hologram contains a P-polarized component. When the hologram has a polarization property as in the first embodiment, the P-polarized component is transmitted without being affected by the hologram, so that the amount of light received by the light receiver decreases. Further, since the birefringence of the resin substrate is usually not uniform, the output signal of the light receiver becomes unstable. In the third embodiment, since the hologram is non-polarized, when a poor optical disk having a large birefringence is used, a decrease in the amount of light received by the light receiver can be suppressed, and the signal detection can be stabilized. Can be performed.
[0180]
Further, according to the third embodiment, since the organic stretched film is used as the material of the grating, the size can be reduced as compared with the case where the lithium niobate crystal (LN crystal) is used. Further, in the case of using a liquid crystal as a material of the grating to form a polarization diffraction element by a so-called selective exposure method, as shown in FIG. 21 as an example, the unevenness P for the grating and the unevenness Q for the hologram are opposed to each other. Becomes difficult, and the hologram unevenness Q is exposed, so that handling becomes troublesome. On the other hand, the
[0181]
Further, according to the third embodiment, since the adhesive for bonding the glass disk for grating and the organic stretched film has a refractive index substantially the same as the ordinary light refractive index of the organic stretched film, When the thickness of the agent layer is not uniform, the disorder of the flatness of ordinary light at the bonding interface between the organic stretched film and the adhesive is corrected, and the deterioration of wavefront aberration in the light beam focused on the recording surface is suppressed. Can be.
[0182]
According to the third embodiment, when the
[0183]
Further, according to the optical pickup device according to the third embodiment, since a small and inexpensive polarization diffraction element having excellent light use efficiency is used, the same effect as the optical pickup device according to the first embodiment is obtained. Can be obtained.
[0184]
Further, according to the optical disc device of the third embodiment, the position of the optical pickup device itself and the position of the objective lens can be controlled with high accuracy based on the output signal of the
[0185]
In the third embodiment, as shown in FIG. 22, hologram irregularities are formed on an isotropic optical member TK having a large difference in refractive index from the
[0186]
Further, in the third embodiment, irregularities (grating irregularities) may be formed on the surface of the
[0187]
In the third embodiment, the case where the adhesive for bonding the grating glass disk and the organic stretched film has a refractive index substantially equal to the ordinary light refractive index of the organic stretched film has been described. When the agent layer is extremely thin or when the flatness of the bonding interface is ensured, the refractive index does not necessarily have to be the same as the ordinary light refractive index of the organic stretched film.
[0188]
In the third embodiment, the case where the organic stretched film is used as the material having optical anisotropy has been described, but the present invention is not limited to this. When there is no possibility that the grating is deformed, the glass substrate for holding the grating may not be provided.
[0189]
In each of the above embodiments, the case where the semiconductor laser and the light receiver are individually mounted has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the semiconductor laser and the light receiver may be mounted in the same housing. Further, in each of the above embodiments, the case where the light source unit and the polarization diffraction element are individually mounted has been described. However, the present invention is not limited to this, and the light source unit and the polarization diffraction element may be integrated. As a result, it is possible to promote downsizing of the optical pickup device, reduce the number of components at the time of assembling, simplify assembling work and adjustment work, and reduce work costs. Become.
[0190]
In each of the above embodiments, the case where the polarization diffraction element is disposed between the light source unit and the coupling lens has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the output from the light receiver due to the shift of the objective lens is described. When there is a possibility that an offset may be added to the signal, the polarization diffraction element and the objective lens may be integrated. At this time, since the polarization diffraction element is thinner than the conventional one, no major design change is required.
[0191]
Further, in each of the above embodiments, the optical disk device capable of recording and reproducing information has been described. However, the present invention is not limited to this, and any optical disk device capable of at least reproducing among information recording, reproduction, and erasing may be used.
[0192]
Further, in each of the above embodiments, the case where the semiconductor laser is used as the light source has been described, but the present invention is not limited to this.
[0193]
Further, in each of the above embodiments, an information recording medium such as a CD, a DVD, and a magneto-optical disk, which performs at least reproduction among information recording, reproduction, and erasure by using light, can be used as the optical disk.
[0194]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the polarizing optical element which concerns on this invention, there exists an effect that size reduction and cost reduction can be promoted, without reducing light use efficiency.
[0195]
Further, according to the method for manufacturing a polarizing optical element according to the present invention, there is an effect that a small polarizing optical element having excellent light use efficiency can be manufactured at low cost.
[0196]
Further, according to the optical pickup device of the present invention, it is possible to accurately output a signal including information necessary for controlling the position of the optical pickup device itself and the objective lens without increasing the size and cost. This has the effect.
[0197]
Further, according to the optical disc device of the present invention, there is an effect that high-speed access to the information recording medium can be performed accurately and stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical disc device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram showing a schematic configuration of an optical system in the
FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between an area of a grating area AG and an area of a hologram area AH in the
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the polarization characteristics of the
FIGS. 5A to 5D are diagrams (part 1) for explaining a method of manufacturing the
FIGS. 6A to 6D are diagrams for explaining a method of manufacturing the polarization diffraction element 50 (part 2). FIGS.
FIGS. 7A to 7C are diagrams (part 3) for explaining a method of manufacturing the
FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams for explaining an adhesive for bonding a glass substrate and an organic stretched film, respectively.
FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the type of a member having optical anisotropy and a polarization diffraction element.
FIG. 10 is a diagram for describing an example in which the plate thickness of the first glass substrate is different from the plate thickness of the second glass substrate.
FIGS. 11A and 11B are diagrams for explaining advantages of the polarization diffraction element of FIG. 10;
FIG. 12A is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical pickup device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a diagram illustrating a
FIGS. 13A to 13D are diagrams (part 1) for explaining a method of manufacturing the
FIGS. 14A to 14D are diagrams (part 2) for describing a method of manufacturing the
FIGS. 15A to 15C are views (No. 3) for explaining a method of manufacturing the
FIGS. 16A and 16B are diagrams illustrating the operation of the
17 (A) and 17 (B) are diagrams for explaining the operation of the
FIG. 18 is a diagram for explaining a difference in thickness between the
FIG. 19 is a view for explaining a modification of the polarization diffraction element according to the second embodiment.
20A is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical pickup device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 20B is a diagram illustrating the
FIG. 21 is a diagram illustrating a case where liquid crystal is used as an optical member having optical anisotropy.
FIG. 22 is a view for explaining a modification of the polarization diffraction element according to the third embodiment.
FIGS. 23A and 23B are diagrams illustrating examples of a conventional diffraction element having no polarization.
FIG. 24 is a view for explaining an example of a conventional polarization diffraction element.
[Explanation of symbols]
15 optical disk (information recording medium), 20 optical disk device, 23 optical pickup device, 28 reproduction signal processing circuit (part of processing device), 40 CPU (part of processing device), 50, 50 ' Polarization diffraction element (polarization optical element), 50a: first glass substrate (first substrate), 50b: grating (first optical member), 50c: hologram (second optical member), 50d: second glass substrate (second Substrate), 50e: Filler (filling member), 51a: Semiconductor laser (light source), 59: Photodetector (photodetector), 60: Objective lens, 70: Polarization diffraction element (polarization optical element), 70a: CD grating (Third unevenness), 70b: CD hologram (fourth unevenness), 71a: first semiconductor laser (light source), 71b: second semiconductor laser (light source), 80: polarization diffraction element (polarization optical element) , 80a: glass substrate (third substrate), 80b: grating (first optical member), 80c: hologram (second optical member), 80e: filler (filling member), AD1: first adhesive ( AD2: second adhesive (adhesive), G1, G2: glass disk (first member), KG: optical glass plate (fourth substrate), M1, M2: organic stretched film (second) Member), UP: UV-curable resin (filling member).
Claims (40)
その一側の面に第1の凹凸が形成された第1光学部材と;
前記第1の凹凸と対向して第2の凹凸が形成された第2光学部材と;
前記第1光学部材と前記第2光学部材との間に充填された、光学的等方性を有する充填部材と;を備え、
前記第1光学部材及び前記第2光学部材の少なくとも一方は光学的異方性を有する光学部材であることを特徴とする偏光光学素子。A polarizing optical element used in an optical pickup device,
A first optical member having first irregularities formed on one surface thereof;
A second optical member having second irregularities formed opposite to the first irregularities;
A filling member filled between the first optical member and the second optical member and having optical isotropy;
A polarizing optical element, wherein at least one of the first optical member and the second optical member is an optical member having optical anisotropy.
前記第1の凹凸が形成された領域の面積は、前記第2の凹凸が形成された領域の面積よりも広いことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の偏光光学素子。The pitch of the first unevenness is larger than the pitch of the second unevenness,
The polarizing optical element according to claim 1, wherein an area of the region where the first unevenness is formed is larger than an area of the region where the second unevenness is formed. .
前記第1光学部材の光学的異方性と前記第2光学部材の光学的異方性とは所定の関係にあることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の偏光光学素子。The first optical member and the second optical member are both optical members having optical anisotropy,
The polarization optics according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical anisotropy of the first optical member and the optical anisotropy of the second optical member have a predetermined relationship. element.
前記第2光学部材は、その常光線方向が前記第1光学部材の常光線方向に対してほぼ角度90度をなすように配置されていることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の偏光光学素子。The first optical member and the second optical member have substantially the same optical anisotropy,
9. The second optical member according to claim 6, wherein an ordinary ray direction of the second optical member is substantially 90 degrees with respect to an ordinary ray direction of the first optical member. The polarizing optical element according to Item.
前記第2光学部材の前記第2の凹凸が形成された面とは反対側に配置され、前記第2光学部材を保持する第2基板と;を更に備えることを特徴とする請求項6〜11のいずれか一項に記載の偏光光学素子。A first substrate disposed on the other side of the first optical member and holding the first optical member;
12. A second substrate which is arranged on a side of the second optical member opposite to a surface on which the second unevenness is formed, and which holds the second optical member. The polarizing optical element according to any one of the above.
光学的異方性を有する第1部材の一方の面に第1の凹凸を形成する第1工程と;
光学的異方性又は光学的等方性を有する第2部材の一方の面に第2の凹凸を形成する第2工程と;
前記第1の凹凸と第2の凹凸とが対向するように、等方性を有する充填部材を介して前記第1部材と前記第2部材とを貼り合わせる第3工程と;を含む偏光光学素子の製造方法。A method for manufacturing a polarizing optical element used in an optical pickup device,
A first step of forming first irregularities on one surface of a first member having optical anisotropy;
A second step of forming second irregularities on one surface of a second member having optical anisotropy or optical isotropy;
A third step of bonding the first member and the second member via an isotropic filling member such that the first unevenness and the second unevenness face each other. Manufacturing method.
前記第1部材を保持するための第1基板と前記第1部材とを貼り合わせる第4工程と;
前記第2部材を保持するための第2基板と前記第2部材とを貼り合わせる第5工程と;を更に含むことを特徴とする請求項33に記載の偏光光学素子の製造方法。Prior to the first step,
A fourth step of bonding a first substrate for holding the first member and the first member;
The method for manufacturing a polarizing optical element according to claim 33, further comprising: a fifth step of bonding a second substrate for holding the second member and the second member.
光源と;
前記光源から出射される光束を前記記録面に集光する対物レンズと、前記光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置された請求項1〜17、22〜29、31のいずれか一項に記載の偏光光学素子とを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と;
前記受光位置に配置された光検出器と;を備える光ピックアップ装置。An optical pickup device that irradiates light onto a recording surface of an information recording medium and receives reflected light from the recording surface,
A light source;
32. An objective lens for converging a light beam emitted from the light source on the recording surface, and disposed on an optical path of a light beam emitted from the light source and traveling toward the objective lens. An optical system that includes the polarization optical element according to any one of claims 1 to 3, and guides a return light beam reflected on the recording surface to a predetermined light receiving position;
An optical detector disposed at the light receiving position.
前記複数の情報記録媒体に個別に対応して設けられ、波長の異なる光束を択一的に出射する複数の光源と;
前記複数の光源から出射される各光束を前記記録面に集光する対物レンズと、前記複数の光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置された請求項18〜21、30、32のいずれか一項に記載の偏光光学素子とを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と;
前記受光位置に配置された光検出器と;を備える光ピックアップ装置。An optical pickup device that irradiates light onto a recording surface of a plurality of types of information recording media and receives light reflected from the recording surface,
A plurality of light sources provided individually corresponding to the plurality of information recording media and selectively emitting light beams having different wavelengths;
31. An objective lens for condensing each light beam emitted from the plurality of light sources on the recording surface, and disposed on an optical path of a light beam emitted from the plurality of light sources toward the objective lens. 33. An optical system comprising: the polarization optical element according to any one of 32; and guiding a return light beam reflected by the recording surface to a predetermined light receiving position;
An optical detector disposed at the light receiving position.
請求項37〜39のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と;
前記光ピックアップ装置からの出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と;を備える光ディスク装置。An optical disc device that performs at least reproduction of information recording, reproduction, and erasure on an information recording medium,
An optical pickup device according to any one of claims 37 to 39;
An optical disk device comprising: a processing device that performs at least reproduction among recording, reproduction, and erasure of the information by using an output signal from the optical pickup device.
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JP2002330262A JP2004151659A (en) | 2002-09-02 | 2002-11-14 | Polarizing optical element, method for manufacturing polarizing optical element, optical pickup device, and optical disk device |
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- 2002-11-14 JP JP2002330262A patent/JP2004151659A/en active Pending
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