JP2005115279A - Hologram element, hologram laser, and optical pickup device using them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホログラム素子およびホログラムレーザならびにそれを用いる光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to a hologram element, a hologram laser, and an optical pickup device using the same.
光を利用して情報の記録または再生などが行われる代表的な光記録媒体(以後、ディスクと呼ぶことがある)にコンパクトディスク(略称CD)ファミリがある。このCDに対する情報の読取すなわち再生または記録には、発振波長が780nmの赤外波長のレーザ光を出射する半導体レーザが用いられている。 There is a compact disk (abbreviated as CD) family as a typical optical recording medium (hereinafter sometimes referred to as a disk) on which information is recorded or reproduced using light. A semiconductor laser that emits an infrared laser beam having an oscillation wavelength of 780 nm is used for reading, reproducing, or recording information on the CD.
近年、光記録媒体に記録される情報量である記録容量の増大要求に従い、CDファミリに比べて記録容量の大きいデジタルバーサタイルディスク(略称DVD)ファミリと呼ばれる光記録媒体が、大量に用いられるようになっている。このDVDファミリに対する情報の再生または記録を行うときには、発振波長が630nm〜690nmの赤色波長のレーザ光を出射する半導体レーザが用いられる。 In recent years, in accordance with a demand for an increase in recording capacity, which is the amount of information recorded on an optical recording medium, an optical recording medium called a digital versatile disk (abbreviated as DVD) family, which has a larger recording capacity than the CD family, is used in large quantities. It has become. When reproducing or recording information on the DVD family, a semiconductor laser that emits a laser beam having a red wavelength with an oscillation wavelength of 630 nm to 690 nm is used.
したがって、CDファミリおよびDVDファミリのいずれの光記録媒体に対しても情報の再生および記録を行うことが可能な、異なる波長のレーザ光をそれぞれ発振する複数の半導体レーザを備える光ピックアップ装置が求められている。 Accordingly, there is a need for an optical pickup device that includes a plurality of semiconductor lasers that respectively oscillate laser beams having different wavelengths and that can reproduce and record information on both optical recording media of the CD family and the DVD family. ing.
種々の構成から成る光ピックアップ装置の開発が進められているけれども、そのうちの一つにホログラムレーザ方式がある。ホログラムレーザ方式は、レーザ光を出射する光源である半導体レーザ素子と受光素子とが一つのパッケージに収められ、該パッケージの上部にホログラム素子を搭載する。このホログラムレーザ方式では、半導体レーザから出射した光が、光ピックアップ光学系を介して光記録媒体に照射され、光記録媒体からの反射光が、ホログラム素子によってパッケージ内の受光素子に集光される。受光素子が受光した光を信号処理することによって、光記録媒体の再生情報を取得することができる。このホログラムレーザ方式は、発光体である半導体レーザと受光体である受光素子とが同一パッケージ内に存在するので、装置をコンパクトにすることができるとともに光学的な信頼性が高いので、広く用いられている。 Although development of optical pickup devices having various configurations is underway, one of them is a hologram laser system. In the hologram laser system, a semiconductor laser element, which is a light source that emits laser light, and a light receiving element are housed in one package, and the hologram element is mounted on the top of the package. In this hologram laser system, light emitted from a semiconductor laser is irradiated onto an optical recording medium via an optical pickup optical system, and reflected light from the optical recording medium is condensed on a light receiving element in a package by the hologram element. . By processing the light received by the light receiving element, reproduction information of the optical recording medium can be acquired. This hologram laser method is widely used because the semiconductor laser as the light emitter and the light receiving element as the light receiver are present in the same package, so that the apparatus can be made compact and has high optical reliability. ing.
図12は、ホログラムレーザ方式を備える従来の光ピックアップ装置1の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置1に備わるホログラムレーザ2では、半導体レーザ3から出射した光4が、ホログラム素子5に形成される回折格子6によって回折され、0次光4aと±1次光4b、4cになる。±1次光4b、4cは、コリメートレンズ7の半径方向外方に放射されて、コリメートレンズ7に入射しない。コリメートレンズ7へは、0次光4aのみが入射する。コリメートレンズ7に入射した0次光4aは、対物レンズ8を透過し、ディスク9に集光される。ディスク9からの反射光10は、逆に対物レンズ8およびコリメートレンズ7を経て、ホログラム素子5に入射し、回折格子6によって0次光10aと±1次光10b、10cとに回折され、+1次光10bのみが、受光素子11に導かれる。
FIG. 12 is a diagram showing a simplified configuration of a conventional
このようなホログラムレーザ方式の光ピックアップ装置1では、半導体レーザ3から出射された光4が、ホログラム素子5の回折格子6によって回折されるので、±1次光4b,4cがディスク9の情報記録面に達することがなく、0次光4aのみがディスク9の情報記録面に達するに過ぎない。したがって、ディスク9の情報記録面におけるレーザ強度が低いという欠点がある。特に、CDおよびDVDの書込み(情報記録)においては、情報記録面で高いレーザ強度が必要とされるので、光ピックアップ装置では、前述のような光損失を出来る限り少なくすることが求められる。
In such a hologram laser type
なお、図12に示す従来の光ピックアップ装置1では、コリメートレンズ7の半径方向外方に放射される+1次光4bを、コリメートレンズ7の側方に配置して設けられるフォトダイオード12によって受光検出し、該検出出力を半導体レーザ3にフィードバックして光出力の制御を行うので、安定した出力制御が可能であるという利点がある。
In the conventional
ホログラムレーザ方式の光ピックアップ装置において、光損失を抑制する方法として、偏光特性を有するホログラム素子を用いることが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In a hologram laser type optical pickup device, it has been proposed to use a hologram element having polarization characteristics as a method of suppressing optical loss (see, for example, Patent Document 1).
図13は、偏光特性を有するホログラム素子を用いる従来の光ピックアップ装置15の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置15は、前述の光ピックアップ装置1に類似するので、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
FIG. 13 is a diagram showing a simplified configuration of a conventional
偏光特性を有する偏光ホログラム素子16は、常光と異常光とで屈折率が異なる物質から成り、コリメートレンズ7を臨む面に回折格子17が形成され、さらに回折格子が等方性接着剤で埋められて構成される。偏光ホログラム素子16の偏光特性は、レーザ光の常光には回折しないで、異常光にのみ回折する。
The
このような偏光特性を有する偏光ホログラム素子16を用いる光ピックアップ装置15では、半導体レーザ3から出射された光18(常光)が、偏光ホログラム素子16の回折格子17で回折されることなく透過し、コリメートレンズ7に入射する。コリメートレンズ7を透過した光は、4分の1(1/4)波長板19により円偏光となり、対物レンズ8を透過し、ディスク9に集光される。ディスク9からの反射光20は、逆に対物レンズ8を透過し、1/4波長板19により直線偏光(異状光)となり、コリメートレンズ7を透過して偏光ホログラム素子16に入射する。偏光ホログラム素子16に入射した反射光20は、偏光ホログラム素子16の回折格子17によって、0次光20aと±1次光20b、20cに回折され、+1次光20bのみが、ホログラムレーザ21に備わる受光素子11に導かれる。
In the
このような偏光ホログラム素子16を備える光ピックアップ装置15では、半導体レーザ3から出射された光18が、偏光ホログラム素子16によって回折されることがない、すなわち±1次光が発生しないので、ディスク9の情報記録面に達する光量の減少が抑制され、また受光素子11での受光光量が多く、高速書込みおよび高速読出しが可能となる。
In the
しかしながら、偏光ホログラム素子16を備える光ピックアップ装置15においても、次のような問題がある。ピックアップ装置15では、偏光ホログラム素子16で±1次光が発生しないので、半導体レーザ3から出射されてコリメートレンズ7近傍に拡散しているレーザ光を、フォトダイオード12で受光検出し、その検出出力を半導体レーザ3にフィードバックして、半導体レーザ3の光出力を制御している。コリメートレンズ7近傍に拡散している光は、前述の光ピックアップ装置1における+1次光4bに比較すると非常に光量が少ないので、半導体レーザ3を安定して出力制御することが困難である。
However, the
このような問題を解決する従来技術の1つに、光路上にハーフミラー26を備える光ピックアップ装置25がある。図14は、光路上にハーフミラー26を備える光ピックアップ装置25の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置25には、コリメートレンズ7と1/4波長板19との間の光路上に、予め定められる反射率で常光を反射するハーフミラー26が設けられる。ハーフミラー26は、半導体レーザ3から出射され、偏光ホログラム素子16およびコリメートレンズ7を透過した光の一部を反射してフォトダイオード12へ入射させる。フォトダイオード12が受光検出した信号を半導体レーザ3へフィードバックし、半導体レーザ3の出力制御が行なわれる。
One conventional technique for solving such a problem is an
このような光ピックアップ装置25では、半導体レーザ3の光出力の安定化は実現されるけれども、ハーフミラー26という光学部材を追加しなければならず、また組立調整作業が余分に必要となるので、コストアップになるという問題がある。さらにハーフミラー26によって、半導体レーザ3から出射した光18の一部が反射されるので、ディスク9の情報記録面に達する光の量が減少するという問題が解決されない。
In such an
本発明の目的は、情報の記録/再生に用いられる光の強度低下を極力抑制し、かつ光源から出射される光の出力安定化を実現することのできるホログラム素子およびホログラムレーザを提供することである。 An object of the present invention is to provide a hologram element and a hologram laser that can suppress a decrease in the intensity of light used for recording / reproducing information as much as possible and can stabilize the output of light emitted from a light source. is there.
本発明は、光が透過する際の光軸に直交する仮想平面において画された複数の領域を有するホログラム素子であって、
複数の領域のうちから選択される少なくとも1つの領域が、偏光特性を有することを特徴とするホログラム素子である。
The present invention is a hologram element having a plurality of regions defined in a virtual plane perpendicular to the optical axis when light is transmitted,
The hologram element is characterized in that at least one region selected from the plurality of regions has polarization characteristics.
また本発明は、複数の領域が、前記仮想平面において光軸を内包するように画される第1領域と、第1領域の外周に沿って第1領域を取囲むように画される第2領域とを含み、
第1領域が偏光特性を有し、第2領域が偏光特性を有しないことを特徴とする。
According to the present invention, a plurality of areas are defined such that a first area is defined so as to contain the optical axis in the virtual plane, and a second area is defined so as to surround the first area along the outer periphery of the first area. Area and
The first region has a polarization property, and the second region has no polarization property.
また本発明は、第1領域の有する偏光特性が、異常光を回折し、常光を回折しないことを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized in that the polarization characteristics of the first region diffract extraordinary light and not ordinary light.
また本発明は、第1領域の有する偏光特性が、常光を回折し、異常光を回折しないことを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized in that the polarization characteristic of the first region diffracts ordinary light and does not diffract extraordinary light.
また本発明は、複数の領域が、前記仮想平面において光軸を内包するように画される第1領域と、第1領域の外周に沿って第1領域を取囲むように画される第2領域とを含み、
第1領域が有する偏光特性と、第2領域が有する偏光特性とは、異なることを特徴とする。
According to the present invention, a plurality of areas are defined such that a first area is defined so as to contain the optical axis in the virtual plane, and a second area is defined so as to surround the first area along the outer periphery of the first area. Area and
The polarization characteristic of the first region is different from the polarization property of the second region.
また本発明は、第2領域には回折格子が設けられ、第1領域には回折格子が設けられないことを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that a diffraction grating is provided in the second region, and no diffraction grating is provided in the first region.
また本発明は、前記いずれか1つのホログラム素子と、
レーザ光を出射する光源と、
レーザ光を受光する受光素子とを含むことを特徴とするホログラムレーザである。
The present invention also includes any one of the hologram elements described above,
A light source that emits laser light;
A hologram laser comprising: a light receiving element that receives laser light.
また本発明は、光記録媒体に光を照射することによって、情報を記録、再生または消去のうち少なくともいずれか1つを行う光ピックアップ装置において、
レーザ光を出射する光源と、
光源から出射されたレーザ光を光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、
光源と対物レンズとの間に設けられ、前記第1領域の偏光特性が異常光を回折し常光を回折しないホログラム素子、第1領域の有する偏光特性が常光を回折し異常光を回折しないホログラム素子、第1領域が有する偏光特性と第2領域が有する偏光特性とは異なるホログラム素子、第2領域には回折格子が設けられ第1領域には回折格子が設けられないホログラム素子のいずれかを少なくとも1つ含む2つ以上のホログラム素子と、
光記録媒体によって反射された光を受光する受光素子とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置である。
The present invention also relates to an optical pickup apparatus that records, reproduces, or erases information by irradiating light onto an optical recording medium.
A light source that emits laser light;
An objective lens for condensing the laser light emitted from the light source onto the information recording surface of the optical recording medium;
A hologram element provided between the light source and the objective lens, the polarization characteristic of the first region diffracts extraordinary light and does not diffract ordinary light, and the hologram element whose polarization characteristic possessed by the first region diffracts ordinary light and does not diffract extraordinary light At least one of a hologram element having a polarization characteristic different from that of the first area and a polarization characteristic of the second area, and a hologram element provided with a diffraction grating in the second area and no diffraction grating in the first area. Two or more hologram elements including one;
An optical pickup device comprising: a light receiving element that receives light reflected by the optical recording medium.
本発明によれば、ホログラム素子は、光が透過する際の光軸に直交する仮想平面において画された複数の領域を有し、複数の領域のうちから選択される少なくとも1つの領域が偏光特性を有するように構成される。好ましくは、複数の領域が、前記仮想平面において光軸を内包するように画される第1領域と、第1領域の外周に沿って第1領域を取囲むように画される第2領域とを含み、第1領域が偏光特性を有し、第2領域が偏光特性を有しないように、特に第1領域の偏光特性が、異常光を回折し、常光を回折しないように構成される。 According to the present invention, the hologram element has a plurality of regions defined in a virtual plane orthogonal to the optical axis when light is transmitted, and at least one region selected from the plurality of regions has polarization characteristics. It is comprised so that it may have. Preferably, a plurality of areas are defined in such a way that a first area is defined so as to contain the optical axis in the virtual plane, and a second area is defined so as to surround the first area along the outer periphery of the first area. In particular, the polarization characteristics of the first region are configured to diffract extraordinary light and not diffract ordinary light so that the first region has polarization characteristics and the second region does not have polarization characteristics.
このホログラム素子では、第1領域を透過する光のすべてを情報の記録/再生に利用することができる。また第2領域は、偏光特性を有しないので、第2領域を透過する光は、回折格子によって回折されるけれども、回折された0次光を、情報の記録/再生に利用し、1次光を、出力制御用の受光素子で受光して光源の出力制御に利用することができる。 In this hologram element, all of the light transmitted through the first region can be used for recording / reproducing information. In addition, since the second region does not have polarization characteristics, the light transmitted through the second region is diffracted by the diffraction grating. However, the diffracted zeroth order light is used for recording / reproducing information, and the first order light. Can be received by the light receiving element for output control and used for output control of the light source.
このように、第1領域を透過する光のすべてと、第2領域で回折される0次光とを、情報の記録/再生に利用することができるので、光の利用効率を高め、光記録媒体の情報記録面に達する光の強度低下を顕著に抑制し、品質の良い信号を得ることが可能である。また第2領域で回折される1次光は、光源の出力制御に充分な光量を有するので、安定した出力制御が実現される。 As described above, since all of the light transmitted through the first region and the 0th-order light diffracted in the second region can be used for recording / reproducing information, the light use efficiency is improved and optical recording is performed. It is possible to remarkably suppress a decrease in the intensity of light reaching the information recording surface of the medium and obtain a signal with good quality. Further, since the primary light diffracted in the second region has a sufficient amount of light for output control of the light source, stable output control is realized.
また本発明によれば、ホログラム素子の第1領域の有する偏光特性が、常光を回折し、異常光を回折しないように構成される。たとえば光ピックアップ装置の光路上に1/4波長板を設け、光源から出射された光と光記録媒体で反射された光とで1/4波長板を往復透過させることによって、反射光を異常光とすることができ、異常光となった反射光は、第1領域を透過するとき、回折されない。一方第2領域を透過する反射光は、回折されるので、第2領域で回折された反射光を受光素子に入射させ、第1領域を透過した回折されない反射光を受光素子に入射させないようにすることができる。 Further, according to the present invention, the polarization characteristic of the first region of the hologram element is configured to diffract ordinary light and not diffract extraordinary light. For example, a quarter-wave plate is provided on the optical path of the optical pickup device, and the reflected light is abnormally transmitted by reciprocating the quarter-wave plate with the light emitted from the light source and the light reflected by the optical recording medium. The reflected light that has become abnormal light is not diffracted when passing through the first region. On the other hand, since the reflected light transmitted through the second region is diffracted, the reflected light diffracted at the second region is incident on the light receiving element, and the non-diffracted reflected light transmitted through the first region is not incident on the light receiving element. can do.
このようなホログラム素子を用いることによって、多層の情報記録面を有する光記録媒体において、再生動作対象の情報記録面以外の情報記録面からの反射光が、受光素子に入射することを防止できるので、たとえばトラッキングエラー信号のノイズを低減し、対物レンズの位置制御精度を向上することが可能になる。 By using such a hologram element, in an optical recording medium having a multilayer information recording surface, it is possible to prevent light reflected from an information recording surface other than the information recording surface to be reproduced from entering the light receiving element. For example, it is possible to reduce the noise of the tracking error signal and improve the position control accuracy of the objective lens.
また本発明によれば、ホログラム素子は、第1領域が有する偏光特性と第2領域が有する偏光特性とが異なるように、たとえば第1領域が常光を回折し異常光を回折しない偏光特性を有し、第2領域が異常光を回折し常光を回折しない偏光特性を有するように構成されても良く、また第2領域に回折格子が設けられ、第1領域に回折格子が設けられないように構成されても良い。いずれのホログラム素子においても、前述のホログラム素子と同様に、第2領域で回折された反射光を受光素子に入射させ、第1領域を透過した回折されない反射光を受光素子に入射させないようにすることができるので、多層の情報記録面を有する光記録媒体において、再生動作対象の情報記録面以外の情報記録面からの反射光が、受光素子に入射することを防止できる。 Further, according to the present invention, the hologram element has, for example, a polarization characteristic in which the first region diffracts ordinary light and does not diffract extraordinary light so that the polarization property of the first region and the polarization property of the second region are different. The second region may be configured to have a polarization characteristic that diffracts extraordinary light and does not diffract ordinary light, and a diffraction grating is provided in the second region and no diffraction grating is provided in the first region. It may be configured. In any hologram element, similarly to the hologram element described above, the reflected light diffracted in the second region is incident on the light receiving element, and the undiffracted reflected light transmitted through the first region is not incident on the light receiving element. Therefore, in an optical recording medium having a multilayer information recording surface, reflected light from an information recording surface other than the information recording surface to be reproduced can be prevented from entering the light receiving element.
また本発明によれば、光ピックアップ装置には、光源と対物レンズとの間に、ホログラム素子が2つ以上設けられ、2つ以上設けられるホログラム素子のうち少なくとも1つは、第1領域の偏光特性が、異常光を回折し常光を回折しないホログラム素子、第1領域の有する偏光特性が、常光を回折し異常光を回折しないホログラム素子、第1領域が有する偏光特性と第2領域が有する偏光特性とは、異なるホログラム素子、第2領域には回折格子が設けられ第1領域には回折格子が設けられないホログラム素子のいずれかである。 According to the invention, in the optical pickup device, two or more hologram elements are provided between the light source and the objective lens, and at least one of the two or more hologram elements provided is polarized light in the first region. Hologram element that diffracts extraordinary light and does not diffract ordinary light, polarization characteristic possessed by first region, hologram element that diffracts ordinary light and does not diffract extraordinary light, polarization property possessed by first region and polarization possessed by second region The characteristic is any of a different hologram element and a hologram element provided with a diffraction grating in the second region and no diffraction grating in the first region.
このような光ピックアップ装置では、異なる波長のレーザ光を用いて、複数の種類の光記録媒体に情報の記録/再生を行うに際し、信号検出のための高い光量を得ることが可能であり、また安定したレーザ出力制御を実現することができる。 In such an optical pickup device, it is possible to obtain a high amount of light for signal detection when recording / reproducing information on a plurality of types of optical recording media using laser beams of different wavelengths. Stable laser output control can be realized.
図1は本発明の実施の一形態であるホログラム素子30の構成を簡略化して示す図であり、図2は図1に示すホログラム素子30を備える光ピックアップ装置51の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a simplified configuration of a
ホログラム素子30は、光ピックアップ装置51に備わる光源である半導体レーザ52から出射された光31が透過する際の光軸32に直交する仮想平面33において画された2つの領域、すなわち仮想平面33において光軸32を内包するように画される第1領域34と、第1領域34の外周に沿って第1領域34を取囲むように画される第2領域35と、第1および第2領域34,35の半導体レーザ52を臨む側と反対側の面上に形成される回折格子36とを含み、第1領域34が偏光特性を有し、第2領域35が偏光特性を有しないように構成される。本実施の形態のホログラム素子30では、第1領域34の偏光特性は、異常光を回折し、常光を回折しないように構成される。
The
ホログラム素子30は、たとえば透明ガラスなどの基板38の半導体レーザ52を臨む側と反対側に、前述の第1および第2領域34,35と回折格子36とが設けられる。ホログラム素子30の第1および第2領域34,35は、常光と異常光とで屈折率が異なる物質から成り、その面上には前述の回折格子36が形成され、さらに回折格子36が等方性接着剤で埋められる。第1および第2領域34,35と回折格子36とは、ホログラム回折パターン37を構成する。
The
本実施の形態の回折格子36は、その平面図上において3つに分割される。ホログラム素子30が光ピックアップ装置51に装着された状態で、光記録媒体53の半径方向に平行な第1分割線39によって、第1分割部41と残余の分割部44とに2分割され、残余の分割部44は、第1分割線39に直交する第2分割線40によって、第2分割部42と第3分割部43とにさらに2分割される。
The
このような回折格子36の分割部41,42,43は、対物レンズ54の光記録媒体53に対する離隔位置および対物レンズ54の光記録媒体53に対する半径方向の相対位置を制御するための信号、すなわちフォーカスエラー信号(FES)およびトラッキングエラー信号(TES)を得ることができるように、半導体レーザから出射された光31を分割するために設けられる。
ホログラム素子30が設けられる光ピックアップ装置51は、大略以下のように構成される。レーザ光を出射する光源である半導体レーザ52と、半導体レーザ52から出射されたレーザ光を光記録媒体53の情報記録面に集光する対物レンズ54と、半導体レーザ52と対物レンズ54との間に、半導体レーザから対物レンズに向って順に配置されるホログラム素子30、コリメートレンズ55、1/4波長板56と、光記録媒体53からの反射光を受光検出する受光素子57と、コリメートレンズ55近傍に設けられ、半導体レーザ52の光出力制御に用いる光を受光検出するフォトダイオード58とを含んで構成される。この光ピックアップ装置51は、光記録媒体53に光を照射することによって、情報を記録、再生または消去のうち少なくともいずれか1つを行うことに用いられる。
The
受光素子57は、たとえばフォトダイオードなどによって構成され、照射される光を電気信号に変換する光電変換素子である。受光素子57は、電極ピン59の設けられたステム60上に装着される半導体レーザ52の近傍に、半導体レーザ52と同様にして装着される。半導体レーザ52と受光素子57とは、キャップ61で覆われて一体的な部材としてパッケージされる。ホログラム素子30と、半導体レーザ52および受光素子57と、半導体レーザ52および受光素子57を覆うキャップ61とは、ホログラムレーザ62を構成する。
The
以下光ピックアップ装置51の動作について説明する。半導体レーザ52から出射された光31は、ホログラム素子30のホログラム回折パターン37を通過する。レーザ光31は、コリメートレンズ55の有効開口数(NA)より大きな広がり角で放射されるので、ホログラム素子30上でのビーム63は、図1(b)に示すように第2領域35を内包する面積を有する。
The operation of the
ホログラム回折パターン37における偏光特性を有する第1領域34では、常光であるレーザ光31のうち第1領域34に入射した光を、回折することなく通過させた光64をコリメートレンズ55へ導く。一方偏光特性を有しない第2領域35では、レーザ光31のうち第2領域35に入射した光が回折されて、0次光65aと±1次光65b、65cとなる。0次光65aは、コリメートレンズ55へ導かれる。±1次光65b,65cは、コリメートレンズ55の半径方向外方へ放射されるけれども、+1次光65bは、コリメートレンズ55近傍に設けられるフォトダイオード58によって受光される。フォトダイオード58による+1次光65bの受光量を用いて半導体レーザ52の出力制御が実施される。
In the
第1領域34を通過した光64と、第2領域35による0次回折光65aとが、コリメートレンズ55で略平行光にされ、1/4波長板56を通過することによって円偏光となり、対物レンズ54によって光記録媒体53の情報記録面に集光される。
The light 64 that has passed through the
このようにホログラム素子30では、ホログラム回折パターン37に入射する光のすべてが回折されるのではなく、偏光特性を有しない第2領域35に入射する光のみが回折される。したがって、半導体レーザ52から出射された光31に対するコリメートレンズ55に導かれる光の光量減少は、ホログラム素子30による減衰を無視すれば、第2領域35によって回折された±1次光65b,65cの光量分に抑えられるので、光の利用効率を高く維持することができる。また拡散光ではなく、第2領域35によって回折された+1次光65bを、半導体レーザ52の出力制御に用いるので、安定した出力制御が可能になる。
Thus, in the
光記録媒体53によって反射された反射光66は、対物レンズ54を透過し、1/4波長板56を再度通過することによって、異常光である直線偏光となる。反射光66は、さらにコリメートレンズ55を透過し、ホログラム素子30のホログラム回折パターン37に入射する。
The reflected light 66 reflected by the
ホログラム回折パターン37の第1領域34は異常光を回折する偏光特性を有し、第2領域35は偏光特性を有しないので、異常光である反射光66は、ホログラム回折パターン37で回折され、0次光67aと±1次光67b,67cとなる。+1次光67bは、受光素子57へ導かれて入射する。受光素子57は、受光した+1次光67bを信号処理することによって、光記録媒体53からの情報を取得することができる。
The
図3は本発明の実施の第2の形態であるホログラム素子70の構成を簡略化して示す平面図であり、図4は図3に示すホログラム素子70を備える光ピックアップ装置75における往路の光の挙動を示す図であり、図5は図3に示すホログラム素子70を備える光ピックアップ装置75における復路の光の挙動を示す図である。本実施の形態のホログラム素子70およびそれを備える光ピックアップ装置75は、実施の第1形態のホログラム素子30およびそれを備える光ピックアップ装置51に類似し、対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
FIG. 3 is a plan view showing a simplified configuration of the
本実施の形態のホログラム素子70は、前述のホログラム素子30と類似の構成であり、第1および第2領域71,72を有する。しかしながら、ホログラム素子70の第1領域71が、常光を回折し、異常光を回折しない偏光特性を有し、第2領域72が偏光特性を有しないことを特徴とする。
The
このようなホログラム素子70を備える光ピックアップ装置75の動作を、以下に説明する。
The operation of the
半導体レーザ52から出射した常光であるレーザ光76は、ホログラム回折パターン73の第1領域71では回折されて、0次光77aと±1次光77b、77cとなる。偏光特性を有しない第2領域72においても、レーザ光76は回折されて、0次光78aと±1次光78b、78cとなる。第1および第2領域71,72の0次光77a,78aは、コリメートレンズ55を透過し、1/4波長板56で円偏光となり、対物レンズ54によって、情報記録面が多層構造から成る光記録媒体79の情報記録面79aに集光される。なお、図示を省くけれども、第1および第2領域71,72による±1次光を、半導体レーザ52の出力制御に用いることができる。
The
光記録媒体79の情報記録面79aからの反射光80は、対物レンズ54を透過し、1/4波長板56を通過することによって異常光である直線偏光となり、さらにコリメートレンズ55を透過して、ホログラム素子70のホログラム回折パターン73に入射する。第1領域71は、異常光を回折しない偏光特性を有するので、反射光80を回折することなく光81として通過させる。一方、偏光特性を有しない第2領域72では、反射光80が回折されて、0次光82a、±1次光82b、82cとなる。第2領域72における回折光のうち、+1次光82bが受光素子57に導かれる。受光素子57は、受光した+1次光82bを信号処理することによって、光記録媒体79からの情報を取得することができる。
The reflected light 80 from the
本実施の形態で光ピックアップ装置75に装着される光記録媒体79は、多層構造の情報記録面を有するので、半導体レーザ52から出射され、ホログラム回折パターン73で回折された0次光77a,78aは、フォーカシングされている情報記録面79aによって反射されるだけでなく、情報記録面79a以外のたとえば情報記録面79bによっても反射される。この情報記録面79bによる反射光も、対物レンズ54、1/4波長板56、コリメートレンズ55を経て、ホログラム回折パターン73の第1領域71に入射される。しかしながら、前述のように、第1領域71は、異常光を回折しない偏光特性を有するので、情報記録面79bによる反射光を回折しない、すなわち情報記録面79bによる反射光から受光素子57へ導かれる光を発生させることがない。
Since the
このように、情報の再生対象としている情報記録面79a以外の情報記録面からの反射光が、受光素子57に導かれることを防止できるので、多層の情報記録面を有する光記録媒体79においても、ノイズが少なく品位の高い信号を得ることが可能になり、精度良く対物レンズ54の位置制御を行うことができる。
As described above, since it is possible to prevent the reflected light from the information recording surface other than the
図6は本発明の実施の第3の形態であるホログラム素子90の構成を簡略化して示す平面図であり、図7は図6に示すホログラム素子90を備える光ピックアップ装置95における往路の光の挙動を示す図である。本実施の形態のホログラム素子90およびそれを備える光ピックアップ装置95は、実施の第2形態のホログラム素子70およびそれを備える光ピックアップ装置75に類似し、対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a plan view showing a simplified configuration of a
本実施の形態のホログラム素子90は、前述のホログラム素子70と類似の構成であり、第1および第2領域91,92を有する。しかしながら、ホログラム素子90の第1領域91の有する偏光特性と、第2領域92の有する偏光特性とが異なることを特徴とし、第1領域91が、常光を回折し異常光を回折しない偏光特性を有し、第2領域92が、異常光を回折し常光を回折しない偏光特性を有する。
このようなホログラム素子90を備える光ピックアップ装置95の動作を、以下に説明する。
The operation of the
半導体レーザ52から出射した常光であるレーザ光96は、ホログラム回折パターン93の第1領域91では回折されて、0次光97aと±1次光97b、97cとなる。常光を回折しない偏光特性を有する第2領域92では、常光であるレーザ96が回折されることなく透過され、透過光98となる。
The
第1領域91の0次光97aおよび第2領域92の透過光98は、コリメートレンズ55を透過し、1/4波長板56で円偏光となり、対物レンズ54によって、情報記録面が多層構造から成る光記録媒体79の情報記録面79aに集光される。なお、図示を省くけれども、第1領域91による±1次光97b,97cを、半導体レーザ52の出力制御に用いることができる。
The 0th-order light 97a in the
ホログラム素子90の第2領域92の偏光特性が、異常光を回折し常光を回折しない点と、実施の第2形態のホログラム素子70の第2領域72が偏光特性を有しない点とが異なるけれども、光記録媒体79からの反射光である異常光に対する挙動は、ホログラム素子90と実施の第2形態のホログラム素子70とで同一になるので、復路の説明を省略する。本実施の形態のホログラム素子90を備える光ピックアップ装置95も、実施の第2形態のホログラム素子70を備える光ピックアップ装置75と同様の効果を奏することができる。
Although the polarization characteristic of the
図8は本発明の実施の第4の形態であるホログラム素子100の構成を簡略化して示す平面図であり、図9は図8に示すホログラム素子100を備える光ピックアップ装置111における往路の光の挙動を示す図である。本実施の形態のホログラム素子100およびそれを備える光ピックアップ装置111は、実施の第2形態のホログラム素子70およびそれを備える光ピックアップ装置75に類似し、対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
FIG. 8 is a plan view showing a simplified configuration of a
本実施の形態のホログラム素子100は、前述のホログラム素子70と類似の構成であり、第1および第2領域91,92を有する。しかしながら、ホログラム素子100の第1領域101の部分には、回折格子が形成されず、第2領域102の部分にのみ回折格子107が形成されることを特徴とする。すなわち回折格子107全体の平面形状は、第1領域101に該当する部分が空所となる円環状に形成され、第1〜第3分割部104,105,106の形状は、扇形に形成される。したがって、第1領域101は、常光および異常光に関わらず回折することがなく、第2領域102は、異常光を回折し常光を回折しない偏光特性を有する構成である。
このようなホログラム素子100を備える光ピックアップ装置111の動作を、以下に説明する。
The operation of the
半導体レーザ52から出射した常光であるレーザ光112は、ホログラム回折パターン103の第1および第2領域102,103のいずれにおいても回折されることなく透過し、透過光113,114となる。透過光113,114は、コリメートレンズ55を透過し、1/4波長板56で円偏光となり、対物レンズ54によって、情報記録面が多層構造から成る光記録媒体79の情報記録面79aに集光される。
The
ホログラム素子100の第1領域101に該当する部分に回折格子が形成されない点と、実施の第2形態のホログラム素子70における第1領域71が異常光を回折し常光を開設しない偏光特性を有する点とが異なるけれども、光記録媒体79からの反射光である異常光に対する挙動は、ホログラム素子100と実施の第2形態のホログラム素子70とで同一になるので、復路の説明を省略する。
The diffraction grating is not formed in the portion corresponding to the
本実施の形態のホログラム素子100を備える光ピックアップ装置111も、実施の第2形態のホログラム素子70を備える光ピックアップ装置75と同様の効果を奏することができる。
The
図10および図11は、本発明の実施の他の形態である光ピックアップ装置121の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置121は、たとえばCDおよびDVDのような、それぞれ異なる波長のレーザ光を情報の記録/再生に用いる2種類の光記録媒体に対応することのできる装置である。したがって、光ピックアップ装置121は、波長が異なるレーザ光をそれぞれ発振することのできる2つの第1および第2半導体レーザ122,123と、2つの第1および第2ホログラム素子30,124とを備える。
10 and 11 are diagrams showing a simplified configuration of an
第1半導体レーザ122には、たとえばCDに用いられる波長780nmの赤外波長のレーザ光を出射するものが用いられ、第2半導体レーザ123には、たとえばDVDに用いられる波長630〜690nmの赤色波長のレーザ光を出射するものが用いられる。これら2つの半導体レーザ122,123は、同一パッケージ内に搭載され、受光素子57は、各半導体レーザ122,123から出射される波長毎に設けても良いけれども、本実施の形態では共通に1つを設ける構成である。
The
2つのホログラム素子30,124は、半導体レーザ122,123とコリメートレンズ55との間に積層するようにして配置され、半導体レーザ122,123寄りに第2ホログラム素子124が配置され、コリメートレンズ55寄りに第1ホログラム素子30が配置される。第1ホログラム素子30は、前述したように第1および第2領域34,35を備え、第1領域34が、異常光を回折し常光を回折しない偏光特性を有し、第2領域35が偏光特性を有しないように構成され、DVD用に設けられる。第2ホログラム素子124は、何ら偏光特性を有しない、すなわち常光および異常光に関わらず回折するように構成され、CD用に設けられる。
The two
図10では、光記録媒体がCD53aである場合における光ピックアップ装置121の動作を示す。第1半導体レーザ122から出射されたCD53a用の波長780nmの赤外光125(常光)は、CD用の第2ホログラム素子124によって回折され、0次光126a、±1次光126b、126cとなる。0次光126aのみが、DVD用の第1ホログラム素子30に導かれる。DVD用の第1ホログラム素子30は、第1領域34が偏光特性を有するけれども、常光を回折しない特性であるので前述の0次光126aが回折されることなく透過される。第2領域35は偏光特性を有しないので、0次光126aは回折され、不図示の0次光と±1次光(+1次光のみ127bとして図示)となる。
FIG. 10 shows the operation of the
ホログラム素子30の第1領域34を透過した透過光と、第2領域35で回折された0次光とが、コリメートレンズ55を透過して略平行光にされ、1/4波長板56、対物レンズ54を経て、CD53aの情報記録面に集光される。なお1/4波長板56は、DVD用の赤色光に対する1/4波長板であるため、赤外光はCD53aの情報記録面では、楕円偏光となる。
The transmitted light transmitted through the
ホログラム素子30の第2領域35により回折された+1次光127bは、コリメートレンズ55近傍に配置されるフォトダイオード58によって受光検出され、第1半導体レーザ122の出力制御に用いられる。
The + 1st order light 127 b diffracted by the
CD53aによる反射光128は、対物レンズ54、1/4波長板56、コリメートレンズ56を透過し、DVD用の第1ホログラム素子30に楕円光として入射する。第1ホログラム素子30の第1および第2領域34,35は、異常光を回折するので、反射光128の異常光成分のみが回折され、±1次光129b、129cとなる。他の光は、CD用の第2ホログラム素子に124に導かれる。第2ホログラム素子124では、回折されて0次光130a、±1次光130b、130cとなり、+1次光130bが受光素子57に導かれる。
The reflected light 128 from the
図11では、光記録媒体がDVD53bである場合における光ピックアップ装置121の動作を示す。第2半導体レーザ123から出射されたDVD53b用の波長650nmの赤色光131(常光)は、CD用の第2ホログラム素子124によって回折され、0次光132a、±1次光132b、132cとなる。0次光132aのみが、DVD用の第1ホログラム素子30に導かれる。DVD用の第1ホログラム素子30は、前述と同様に第1領域34が0次光132aを回折することなく透過させる。第2領域35では、0次光132aは回折され、不図示の0次光と±1次光(+1次光のみ133bとして図示)となる。
FIG. 11 shows the operation of the
ホログラム素子30の第1領域34を透過した透過光と、第2領域35で回折された0次光とが、コリメートレンズ55を透過して略平行光にされ、1/4波長板56を通過することによって円偏光となり、対物レンズ54を経て、CD53aの情報記録面に集光される。
The transmitted light that has passed through the
ホログラム素子30の第2領域35により回折された+1次光133bは、コリメートレンズ55近傍に配置されるフォトダイオード58によって受光検出され、第2半導体レーザ123の出力制御に用いられる。
The + 1st order light 133 b diffracted by the
DVD53bによる反射光134は、対物レンズ54を透過し、1/4波長板56を通過することによって異常光である直線偏光となり、コリメートレンズ56を透過して、DVD用の第1ホログラム素子30に入射する。第1ホログラム素子30の第1および第2領域34,35は、異常光を回折するので、反射光134が回折され、0次光135aおよび±1次光135b、135cとなり、+1次光135bが受光素子57に導かれる。
The reflected light 134 from the
このように、光ピックアップ装置121では、CD53aおよびDVD53bのいずれのディスクに情報を記録/再生する場合であっても、情報の記録/再生に用いられるレーザ光の強度低下を抑制し、安定したレーザ出力制御を実現することができる。
As described above, the
30,70,90,100,124 ホログラム素子
34,71,91,101 第1領域
35,72,92,102 第2領域
36,107 回折格子
37,73,93,103 ホログラム回折パターン
51,75,95,111,121 光ピックアップ装置
52,122,123 半導体レーザ
53 光記録媒体
54 対物レンズ
55 コリメートレンズ
56 1/4波長板
57 受光素子
58 フォトダイオード
62 ホログラムレーザ
30, 70, 90, 100, 124
Claims (8)
複数の領域のうちから選択される少なくとも1つの領域が、偏光特性を有することを特徴とするホログラム素子。 A hologram element having a plurality of regions defined in a virtual plane perpendicular to the optical axis when light is transmitted,
A hologram element, wherein at least one region selected from a plurality of regions has polarization characteristics.
第1領域が偏光特性を有し、第2領域が偏光特性を有しないことを特徴とする請求項1記載のホログラム素子。 The plurality of regions include a first region defined to include the optical axis in the virtual plane, and a second region defined to surround the first region along the outer periphery of the first region,
2. The hologram element according to claim 1, wherein the first region has polarization characteristics and the second region does not have polarization characteristics.
異常光を回折し、常光を回折しないことを特徴とする請求項2記載のホログラム素子。 The polarization characteristic of the first region is
The hologram element according to claim 2, wherein the hologram element diffracts extraordinary light and does not diffract ordinary light.
常光を回折し、異常光を回折しないことを特徴とする請求項2記載のホログラム素子。 The polarization characteristic of the first region is
3. The hologram element according to claim 2, wherein the hologram element diffracts ordinary light and does not diffract extraordinary light.
第1領域が有する偏光特性と、第2領域が有する偏光特性とは、異なることを特徴とする請求項1記載のホログラム素子。 The plurality of regions include a first region defined to include the optical axis in the virtual plane, and a second region defined to surround the first region along the outer periphery of the first region,
2. The hologram element according to claim 1, wherein the polarization characteristics of the first region are different from the polarization properties of the second region.
レーザ光を出射する光源と、
レーザ光を受光する受光素子とを含むことを特徴とするホログラムレーザ。 The hologram element according to any one of claims 1 to 6,
A light source that emits laser light;
A hologram laser comprising: a light receiving element that receives laser light.
レーザ光を出射する光源と、
光源から出射されたレーザ光を光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、
光源と対物レンズとの間に設けられ、前記請求項3〜6のいずれかに記載のホログラム素子を少なくとも1つ含む2つ以上のホログラム素子と、
光記録媒体によって反射された光を受光する受光素子とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置。 In an optical pickup device that records, reproduces, or erases information by irradiating light onto an optical recording medium,
A light source that emits laser light;
An objective lens for condensing the laser light emitted from the light source onto the information recording surface of the optical recording medium;
Two or more hologram elements provided between a light source and an objective lens, including at least one hologram element according to any one of claims 3 to 6;
An optical pickup device comprising: a light receiving element that receives light reflected by the optical recording medium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003352724A JP2005115279A (en) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | Hologram element, hologram laser, and optical pickup device using them |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007079434A (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Asahi Glass Co Ltd | Polarizing diffraction type aperture limiting element, and hologram recording/reproducing apparatus |
-
2003
- 2003-10-10 JP JP2003352724A patent/JP2005115279A/en active Pending
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