JP2007018566A - Pickup and optical disk using same - Google Patents

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Katsuhiko Izumi
克彦 泉
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Hitachi Media Electoronics Co Ltd
株式会社日立メディアエレクトロニクス
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup which has high efficiency and is low-cost and compact as an optical pickup adaptive to two optical disks which have the same wavelength and differ in disk substrate thickness like Blu-ray Disc and HD DVD. <P>SOLUTION: The optical pickup has optical pickup constitution comprising one semiconductor laser, a polarized light rotating element capable of rotating the polarization direction of a light beam to a desired polarization direction with an external signal, a polarized light branching element which is disposed behind the polarized light rotating element and has two reflective surfaces, two objectives, and one optical detector, and the polarization direction of the light beam projected from the polarized light rotating element is rotated to switch the light beam reflected by the optical branching element between the objectives. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は光ディスクに記録された情報信号を再生するために用いられる光ディスク装置の光ピックアップに関し、特に、同一の半導体レーザの発振波長に対して異なる基板厚さの光ディスクに対応する光ピックアップに関する。   The present invention relates to an optical pickup of an optical disc apparatus used for reproducing an information signal recorded on an optical disc, and more particularly to an optical pickup corresponding to optical discs having different substrate thicknesses with respect to the oscillation wavelength of the same semiconductor laser.
DVD(Digital Versatile Disc)やCD(Compact Disc)等の光ディスク装置は、非接触、大容量、高速アクセス、低コストメディアを特徴とする情報記録再生装置として広く普及しており、近年では更なる大量の情報を記録保存するために、BD(Blu−ray Disc)やHD DVDなどの次世代光ディスク装置が提案されている。   Optical disc apparatuses such as DVD (Digital Versatile Disc) and CD (Compact Disc) are widely used as information recording / reproducing apparatuses characterized by non-contact, large-capacity, high-speed access, and low-cost media. In order to record and store such information, next-generation optical disc devices such as BD (Blu-ray Disc) and HD DVD have been proposed.
BDとHD DVDは、何れも400nm帯の青紫色半導体レーザを用い、何れも12cm直径の光ディスクを用いる光ディスク装置である。しかしながら、光ディスクの基板厚さはそれぞれ0.1mmと0.6mmであり、光ディスク上の信号を再生するために用いられる光ピックアップに搭載される対物レンズの開口数NA(Numerical Aperture)はそれぞれ0.85と0.65と基本的な物理特性が異なる仕様となっているため、1枚の光ディスクに収納できる情報量はそれぞれ27GBと15GBとなっている。すなわち、BDは記憶容量が非常に大きい光ディスクであり、一方HD DVDは、現在主流のDVDとレーザ波長以外の物理特性の多くが一致する仕様により、DVDと光ピックアップ構成の互換を取りやすいという特徴を備えている。   Both BD and HD DVD are optical disk apparatuses that use a 400 nm band blue-violet semiconductor laser and both use a 12 cm diameter optical disk. However, the substrate thickness of the optical disk is 0.1 mm and 0.6 mm, respectively, and the numerical aperture NA (Numerical Aperture) of the objective lens mounted on the optical pickup used for reproducing the signal on the optical disk is 0. Since the basic physical characteristics are different from 85 and 0.65, the amount of information that can be stored in one optical disk is 27 GB and 15 GB, respectively. That is, the BD is an optical disk having a very large storage capacity, while the HD DVD is characterized in that the DVD and the optical pickup configuration can be easily interchanged due to the specifications in which many of the physical characteristics other than the laser wavelength match the current mainstream DVD. It has.
市場においては、デジタル放送を高精細なまま記録再生し大容量の情報を扱いたいという要求と、現在普及しているDVDとの互換性は確保したいという2つの相反する要求がある。そのため、次世代光ディスク装置としては、当分の間BDとHD DVDが両立して行くものと予想されており、両方の仕様に対して互換性のある光ドライブや光ピックアップの実現が強く望まれている状況である。   In the market, there are two conflicting demands for recording and reproducing digital broadcasts with high definition and handling large volumes of information, and for ensuring compatibility with DVDs that are currently popular. For this reason, it is expected that BD and HD DVD will be compatible for the time being as a next-generation optical disk device, and it is strongly desired to realize an optical drive and an optical pickup compatible with both specifications. It is a situation.
BDとHD DVDの互換光ピックアップを実現するためには、同一波長の半導体レーザから出射される光ビームを異なるNAの対物レンズにより異なるディスク基板厚さの位置にある情報記録層に合焦させる必要がある。一つの対物レンズで対応しようとする場合、使用しない側の光ディスクに対する光ビーム成分の発生を避けることができず、この不要な光ビーム成分は本来再生しようとする側の光ディスクに対しては迷光となり外乱の要因になる場合がある。光利用効率の点では、一つの対物レンズで対応しようとする場合は、各々の専用レンズを設ける場合と比較して、先に述べた迷光が光量損失要因となるため、光ディスク上に高出力な光量を必要とする高倍速記録への展開において不利な構成となる。
一方、光ピックアップ自体の低コスト化に対しては、できうるだけ光学部品を共通化して部品点数を低減することが有効である。特に、高価な部品である半導体レーザや光検出器などは、共通化を図ることで光ピックアップのコスト低減に大きな効果を得ることが可能である。
In order to realize an optical pickup compatible with BD and HD DVD, it is necessary to focus an optical beam emitted from a semiconductor laser of the same wavelength on an information recording layer at a position of a different disc substrate thickness by using an objective lens having a different NA. There is. When trying to cope with one objective lens, the generation of a light beam component on the unused optical disk cannot be avoided, and this unnecessary light beam component becomes stray light on the original optical disk to be reproduced. May cause disturbance. In terms of light utilization efficiency, when trying to deal with one objective lens, compared to the case where each dedicated lens is provided, the stray light described above becomes a cause of light loss, so that it has a high output on the optical disk. This is a disadvantageous configuration for high-speed recording that requires a light amount.
On the other hand, in order to reduce the cost of the optical pickup itself, it is effective to reduce the number of parts by sharing optical parts as much as possible. In particular, it is possible to obtain a great effect in reducing the cost of the optical pickup by sharing the semiconductor laser, the photodetector, etc., which are expensive parts, in common.
ここで、特許文献1には、2つの異なる波長の半導体レーザを用いる2つの光ディスクに対して、異なる偏光状態の光ビームを発光する2つの半導体レーザと、2つの対物レンズと、偏光ビームスプリッタを組合せる光ピックアップの光学系構成が提案されている。このような構成においては、点灯する半導体レーザを切り替えることで使用する光ディスクに適合する対物レンズに高い効率で光ビームを導くことができ、光学系の一部と光検出器の共用化を図ることができる構成となっている。   Here, in Patent Document 1, two semiconductor lasers that emit light beams having different polarization states, two objective lenses, and a polarization beam splitter are provided for two optical disks that use semiconductor lasers having two different wavelengths. An optical system configuration of an optical pickup to be combined has been proposed. In such a configuration, by switching the lit semiconductor laser, the light beam can be guided with high efficiency to the objective lens suitable for the optical disk to be used, and a part of the optical system and the photodetector can be shared. It has a configuration that can.
特開平9−17015号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-17015
解決しようとする課題は、同じ波長の半導体レーザに対して異なる基板厚さの光ディスクを用いる2つの異なる光ディスクに対応する場合において、各々の光ディスクシステムに最適化された2つの対物レンズを設け、さらに偏光方向が略直交する2つの同じ波長の半導体レーザを必要とするため、光ピックアップの低コスト化が難しくなるという点である。また、2つの半導体レーザを用いる構成をとることは、光学系全体を小さくする点でである。   The problem to be solved is to provide two objective lenses optimized for each optical disc system when dealing with two different optical discs using optical discs of different substrate thicknesses for semiconductor lasers of the same wavelength, Since two semiconductor lasers having the same wavelength whose polarization directions are substantially orthogonal to each other are required, it is difficult to reduce the cost of the optical pickup. Also, the use of two semiconductor lasers is a point that reduces the entire optical system.
また、光ディスク上の偏光状態に関しては、一般に再生特性を考慮すると円偏光あるはディスク半径方向に略45度方向をなす直線偏光とすることが望ましい。そのため、2つの異なる光ディスクの何れに対しても偏光方向を円偏光あるいは45度方向の直線偏光とすることが重要である。   As for the polarization state on the optical disk, it is generally desirable to use circularly polarized light or linearly polarized light having a direction of about 45 degrees in the radial direction of the disk in consideration of reproduction characteristics. Therefore, it is important that the polarization direction is circularly polarized light or linearly polarized light in the 45 degree direction for any of two different optical disks.
本発明においては上記課題を解決するために、光ピックアップにおいて、半導体レーザ光源から出射された光ビームの偏光方向を必要に応じて略直交方向に回転可能な偏光回転素子と、光ビームが偏光回転素子を透過した後に配置され、光ビームの偏光状態に応じて反射あるいは透過させる光分岐素子と、光分岐素子の後段に配置され第1の光ディスクに対して光ビームを集光する第1の対物レンズと、光分岐素子の後段に配置され第1の光ディスクとは異なる基板厚さからなる第2の光ディスクに対し第1の光ディスクと同一の半導体レーザから出射された光ビームを集光する第2の対物レンズと、第1及び第2の光ディスクからの反射光を検出する光検出器とを備え、第1及び第2の光ディスクからの反射光の何れもが、光分岐素子を往路同様に反射、あるいは往路同様に透過することにより光検出器に至るような構成とすることを最も主要な特徴とする。   In the present invention, in order to solve the above-described problems, in an optical pickup, a polarization rotation element capable of rotating the polarization direction of a light beam emitted from a semiconductor laser light source in a substantially orthogonal direction as necessary, and the light beam is polarization-rotated. A light branching element that is disposed after passing through the element and reflects or transmits the light according to the polarization state of the light beam, and a first objective that is disposed downstream of the light branching element and focuses the light beam on the first optical disk. A second optical system that collects a light beam emitted from the same semiconductor laser as that of the first optical disk on a second optical disk that has a lens and a substrate thickness different from that of the first optical disk. Objective lens and a photodetector for detecting the reflected light from the first and second optical discs, and any of the reflected light from the first and second optical discs travels through the optical branching element. Similarly reflection, or the most important feature that the like reaches the light detector arrangement by transmitting forward as well.
本発明の光ピックアップにおいては、同じ波長の半導体レーザに対して、異なる基板厚さの光ディスクを用いる2つの異なる光ディスクシステムに対応しながら、1つの半導体レーザと1つの検出系からなる光学系構成とすることができ、低コスト、高光利用効率な光学系構成が実現できるという利点がある。   The optical pickup according to the present invention has an optical system configuration including one semiconductor laser and one detection system while supporting two different optical disc systems using optical discs having different substrate thicknesses with respect to a semiconductor laser having the same wavelength. There is an advantage that an optical system configuration with low cost and high light utilization efficiency can be realized.
同じ波長の半導体レーザに対して、異なる基板厚さの光ディスクを用いる2つの異なる光ディスクシステムに対応する目的に対し、光ピックアップのコスト上昇要因である半導体レーザと検出系の光学系を共用化する構成により、簡素、低コスト、高光利用効率、かつ外乱要因となる不要光が発生しない光ピックアップ光学系を実現した。   A configuration in which the optical system of the semiconductor laser and the detection system are shared for the purpose of corresponding to two different optical disk systems using optical disks of different substrate thicknesses for the same wavelength semiconductor laser. As a result, an optical pickup optical system that is simple, low cost, has high light utilization efficiency, and does not generate unnecessary light that causes disturbance is realized.
以下、本発明の実施例1としての光ピックアップの構成について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, the configuration of an optical pickup as Example 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1における光ピックアップの構成を示す図である。図1において、半導体レーザ1は400nm帯の波長で発振する青紫色用の半導体レーザであり、常温における発振波長は405nmとなっている。半導体レーザ1より出射した光ビームは、紙面に平行な方向の偏光状態(以下、P偏光と記す)の光ビームとなっており、回折格子2を透過した後にハーフミラー3に至る。ここで、回折格子2は入射する光ビームを0次光と±1次光の3つの光ビームに分岐し、光ディスク上で3つの光スポットを生成するためのものである。ハーフミラー3は、半導体レーザ1から出射された光ビームの出射光軸に対して、45°の角度をなすように配置されており、その表面に形成された膜で400nm帯の波長の光ビームを約80%反射する光学素子である。また、光ビームの約20%はハーフミラー3を透過しその一部は光ビームの光量をモニタするためのフロントモニタ14に至る。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical pickup in Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a semiconductor laser 1 is a blue-violet semiconductor laser that oscillates at a wavelength of 400 nm band, and an oscillation wavelength at room temperature is 405 nm. The light beam emitted from the semiconductor laser 1 is a light beam in a polarization state (hereinafter referred to as P-polarized light) in a direction parallel to the paper surface, and passes through the diffraction grating 2 and reaches the half mirror 3. Here, the diffraction grating 2 is for splitting an incident light beam into three light beams of zero-order light and ± first-order light and generating three light spots on the optical disk. The half mirror 3 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the light beam emitted from the semiconductor laser 1, and is a light beam having a wavelength of 400 nm band formed on the surface of the half mirror 3. Is an optical element that reflects approximately 80%. Further, about 20% of the light beam passes through the half mirror 3, and a part thereof reaches the front monitor 14 for monitoring the light quantity of the light beam.
ハーフミラー3の反射膜において反射した光ビームは、コリメートレンズ4によって平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ4を出射した光ビームは、偏光回転素子5を透過する。ここで、コリメートレンズ4を透過した光ビームがP偏光の場合、偏光回転素子5は外部からの入力信号に応じて透過するP偏光の偏光角度を90度回転することが可能な素子であり、P偏光が90度回転された場合の光ビームの偏光方向は紙面に垂直な方向(以下、S偏光と記す)となる。   The light beam reflected by the reflection film of the half mirror 3 is converted into a parallel light beam by the collimating lens 4. The light beam emitted from the collimating lens 4 passes through the polarization rotation element 5. Here, when the light beam transmitted through the collimating lens 4 is P-polarized light, the polarization rotation element 5 is an element capable of rotating the polarization angle of P-polarized light transmitted in accordance with an input signal from the outside by 90 degrees. When the P-polarized light is rotated by 90 degrees, the polarization direction of the light beam is a direction perpendicular to the paper surface (hereinafter referred to as S-polarized light).
偏光回転素子5を透過した光ビームは、PBS6に入射する。PBS6は、内部に45度の傾きをもつ2つの膜面6a、6bを有する構造となっている。膜面6aは、入射する光ビームの偏光状態がP偏光の場合約100%反射し、S偏光の場合約100%透過するような特性となっている。また、膜面6bは、入射する光ビームの偏光状態と関係なく光ビームを約100%反射する特性となっている。   The light beam that has passed through the polarization rotation element 5 enters the PBS 6. The PBS 6 has a structure having two film surfaces 6a and 6b having an inclination of 45 degrees inside. The film surface 6a reflects about 100% when the polarization state of the incident light beam is P-polarized light and transmits about 100% when it is S-polarized light. The film surface 6b has a characteristic of reflecting the light beam by about 100% regardless of the polarization state of the incident light beam.
PBS6に入射する光ビームがP偏光の場合、光ビームは膜面6aで反射され、対物レンズ7に入射する。対物レンズ7は、400nm帯の光ビームが平行光で入射した場合に、例えばBlu−ray Discのように基板厚さが0.1mmである第1の光ディスク12の情報記録面に対して合焦可能な機能を持つレンズである。一方、PBS6に入射する光ビームがS偏光の場合、光ビームのほぼ全ては膜面6aを透過し、膜面6bで反射した後、対物レンズ8に入射する。対物レンズ8は、400nm帯の光ビームが平行光で入射した場合に、例えばHD DVDのように基板厚さが0.6mmである第2の光ディスク13の情報記録面に対して合焦可能な機能を持つレンズである。また、対物レンズ7と対物レンズ8は、駆動コイル10と一体になっているアクチュエータ9に保持されており、駆動コイル10と対向する位置にはマグネット11が配置されている。そのため駆動コイル10に通電しマグネット11からの反力による駆動力を発生させることにより、対物レンズ7及び対物レンズ8を光ディスク12あるいは光ディスク13の略半径方向およびディスク面に垂直な方向に移動することが可能な構成となっている。   When the light beam incident on the PBS 6 is P-polarized light, the light beam is reflected by the film surface 6 a and is incident on the objective lens 7. The objective lens 7 is focused on the information recording surface of the first optical disk 12 having a substrate thickness of 0.1 mm, such as a Blu-ray Disc, when a 400 nm band light beam is incident as parallel light. It is a lens with a possible function. On the other hand, when the light beam incident on the PBS 6 is S-polarized light, almost all of the light beam is transmitted through the film surface 6a, reflected by the film surface 6b, and then incident on the objective lens 8. The objective lens 8 can focus on the information recording surface of the second optical disk 13 having a substrate thickness of 0.6 mm, such as HD DVD, when a 400 nm band light beam is incident as parallel light. This lens has a function. The objective lens 7 and the objective lens 8 are held by an actuator 9 integrated with the drive coil 10, and a magnet 11 is disposed at a position facing the drive coil 10. For this reason, the objective lens 7 and the objective lens 8 are moved in a substantially radial direction of the optical disc 12 or the optical disc 13 and in a direction perpendicular to the disc surface by energizing the drive coil 10 and generating a driving force by a reaction force from the magnet 11. Is possible.
ここで、対物レンズ7あるいは対物レンズ8を透過した光ビームは、フロントモニタ14により検出した光量を基にして、それぞれ対物レンズ7あるいは対物レンズ8を透過する光ビームの光量、あるいは光ディスク12、光ディスク13上に集光する光スポットの光量を推定可能な構成となっている。   Here, the light beam transmitted through the objective lens 7 or the objective lens 8 is based on the amount of light detected by the front monitor 14, or the amount of light beam transmitted through the objective lens 7 or the objective lens 8, respectively, or the optical disc 12 or optical disc. The light quantity of the light spot condensed on 13 can be estimated.
光ディスク12を反射した光ビームは、往路光と同様の光路を往路とは逆方向に戻り、対物レンズ7を経てPBS6に至る。光ディスク12を反射しPBS6に入射した光ビームは、ほとんどの偏光方向が往路と同じP偏光であるため、膜面6aにて反射し、偏光回転素子5を経てコリメートレンズ4に入射する。コリメートレンズ4により、光ビームは平行光から収束光に変換され、ハーフミラー3に到達する。ハーフミラー3に到達した光ビームは、ハーフミラー3の膜面により約20%の光ビームがハーフミラー3を透過する。
同様に、光ディスク13を反射した光ビームは、往路光と同様の光路を往路とは逆方向に戻り、対物レンズ8を経てPBS6に至る。光ディスク13を反射しPBS6に入射した光ビームは、まず膜面6bにて反射する。さらに、光ビームのほとんどの偏光方向が往路と同じS偏光であるため、膜面6aを透過し、偏光回転素子5を経てコリメートレンズ4に入射する。コリメートレンズ4により、光ビームは平行光から収束光に変換され、ハーフミラー3に到達する。ハーフミラー3に到達した光ビームは、ハーフミラー3の膜面により約20%の光ビームがハーフミラー3を透過する。
The light beam reflected from the optical disc 12 returns to the PBS 6 through the objective lens 7 through the same optical path as that of the outward light in the opposite direction. The light beam reflected from the optical disk 12 and incident on the PBS 6 is reflected by the film surface 6 a because most of the polarization direction is the same as that in the forward path, and enters the collimating lens 4 through the polarization rotating element 5. The collimating lens 4 converts the light beam from parallel light into convergent light and reaches the half mirror 3. About 20% of the light beam reaching the half mirror 3 is transmitted through the half mirror 3 by the film surface of the half mirror 3.
Similarly, the light beam reflected from the optical disc 13 returns to the PBS 6 through the objective lens 8 through the same optical path as the forward light in the opposite direction to the forward light. The light beam reflected from the optical disk 13 and incident on the PBS 6 is first reflected by the film surface 6b. Furthermore, since most of the polarization direction of the light beam is the same S-polarized light as in the forward path, it passes through the film surface 6 a and enters the collimating lens 4 through the polarization rotating element 5. The collimating lens 4 converts the light beam from parallel light into convergent light and reaches the half mirror 3. About 20% of the light beam reaching the half mirror 3 is transmitted through the half mirror 3 by the film surface of the half mirror 3.
ここで、ハーフミラー3を透過する光ビームは、コリメートレンズ4を透過することによりすでに収束光となっており、光ビームの進行方向に対して45°方向に傾斜しているハーフミラー3を透過する際に光ビームに非点収差が与えられることなる。その後、光ビームは検出レンズ15を透過した後に光検出器16の所定の光検出面に集光されるようになっている。検出レンズ15は、ハーフミラー3で発生するコマ収差をキャンセルするため、及び検出系側の合成焦点距離を拡大するためのレンズである。光検出器16では、受光した光ビームから光ディスク12あるいは光ディスク13からのサーボ信号や再生信号などを出力可能となっている。   Here, the light beam that passes through the half mirror 3 has already become convergent light by passing through the collimating lens 4, and passes through the half mirror 3 that is inclined at 45 ° with respect to the traveling direction of the light beam. In doing so, astigmatism is given to the light beam. Thereafter, the light beam passes through the detection lens 15 and is then focused on a predetermined light detection surface of the light detector 16. The detection lens 15 is a lens for canceling coma generated in the half mirror 3 and enlarging the combined focal length on the detection system side. The photodetector 16 can output a servo signal or a reproduction signal from the optical disc 12 or the optical disc 13 from the received light beam.
以上説明した光学部品と電気部品の組合せにより、光ピックアップ17が構成されている。   The optical pickup 17 is configured by the combination of the optical component and the electrical component described above.
次に、図2を用いて半導体レーザを出射した後の光ビームの偏光方向に関して説明する。図2において、レーザチップ21は、半導体レーザ1の内部に搭載されているものである。レーザチップ21にある活性層22の端面からレーザチップ21の長手方向に略平行な方向に出射した光ビームは、光ビームの光軸に対して活性層22に平行な方向θh(水平方向)の広がり角が狭く、活性層22に垂直な方向θv(垂直方向)の広がり角が広くなっている。一般にこの広がり角は、おおよそ9°と18°であり、光ビームの広がり23はθv方向に長い楕円状の強度分布を持つものとなっている。ここで、レーザチップ21から出射された光ビームの振動面は、活性層22に平行な面、すなわちθh方向と略一致しており、図中に矢印で示した方向に振動する、いわゆるP偏光の偏光状態となっている。   Next, the polarization direction of the light beam after emitting the semiconductor laser will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the laser chip 21 is mounted inside the semiconductor laser 1. A light beam emitted from the end face of the active layer 22 in the laser chip 21 in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the laser chip 21 has a direction θh (horizontal direction) parallel to the active layer 22 with respect to the optical axis of the light beam. The spread angle is narrow and the spread angle in the direction θv (vertical direction) perpendicular to the active layer 22 is wide. In general, the spread angles are approximately 9 ° and 18 °, and the light beam spread 23 has an elliptical intensity distribution that is long in the θv direction. Here, the vibration plane of the light beam emitted from the laser chip 21 is substantially the same as the plane parallel to the active layer 22, that is, the θh direction, and so-called P-polarized light that vibrates in the direction indicated by the arrow in the figure. The polarization state is.
次に、図3を用いて偏光回転素子の動作について説明する。図3において、偏光回転素子25は外部からの電気信号のオン/オフに連動して、偏光回転素子25を透過するP偏光を偏光面が光軸に対して90度回転したS偏光に変換可能な素子である。この素子自体は液晶素子を用いて構成されているものであるが、素子の構成自体は本発明との関連が少ないため詳細な説明をここでは省略する。   Next, the operation of the polarization rotation element will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the polarization rotating element 25 can convert P-polarized light transmitted through the polarization rotating element 25 into S-polarized light whose plane of polarization is rotated by 90 degrees with respect to the optical axis in conjunction with the on / off of an electric signal from the outside. Element. Although the element itself is configured using a liquid crystal element, detailed description thereof is omitted here because the configuration of the element is not related to the present invention.
図3(a)において、スイッチ24はオフ状態となっており、偏光回転素子25に外部から通電されていない状態を示している。この状態においては、偏光回転素子25には何ら電気的作用が発生しないので、入射側から入射したP偏光は、偏光回転素子25をそのまま通過し、出射側からP偏光のまま出射される。一方、図3(b)においては、スイッチ24がオン状態を示しており、偏光回転素子25内の液晶素子が電気的に作用を受けている状態である。この状態において入射側から入射したP偏光は、偏光回転素子52内で偏光面を90度回転させられ、出射側からS偏光の光ビームとなって出射される。以上により、偏光回転素子25においては、通電状態のオン/オフにより入射偏光に対して出射偏光を90度回転可能となる。尚、この偏光回転素子は、光ビームの偏光面を回転させるものであり、出射する光ビームの偏光状態に関係なく、95%以上の透過率を確保できるものである。   In FIG. 3A, the switch 24 is in an OFF state, and the polarization rotator 25 is not energized from the outside. In this state, since no electrical action is generated in the polarization rotation element 25, the P-polarized light incident from the incident side passes through the polarization rotation element 25 as it is and is emitted as P-polarized light from the emission side. On the other hand, in FIG. 3B, the switch 24 is in an on state, and the liquid crystal element in the polarization rotation element 25 is in an electrically acted state. In this state, the P-polarized light incident from the incident side is rotated by 90 degrees in the polarization plane within the polarization rotation element 52, and is emitted as an S-polarized light beam from the emission side. As described above, in the polarization rotation element 25, the output polarization can be rotated by 90 degrees with respect to the incident polarization by turning on / off the energized state. This polarization rotation element rotates the polarization plane of the light beam, and can ensure a transmittance of 95% or more regardless of the polarization state of the emitted light beam.
図4は、PBS6の膜面6aのハーフミラーの特性を示した図である。図4において、横軸は膜面6aに入射する光ビームの波長を示しており、縦軸は入射した光ビームの透過率となっている。光ビームに対して45度の角度で配置されている膜面6aにおいて、P偏光の光ビームの場合は405nm付近で約100%の光を透過し、S偏光の光ビームに関しては405nm付近でほとんど光を透過しない特性となっている。そのため、405nm付近の光ビームに関しては、P偏光はほとんどが反射せず透過し、S偏光は約100%が反射することとなる。すなわち、P偏光とS偏光は膜面6aでほぼ分離され、透過及び反射することとなる。   FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the half mirror on the film surface 6 a of the PBS 6. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the wavelength of the light beam incident on the film surface 6a, and the vertical axis indicates the transmittance of the incident light beam. On the film surface 6a arranged at an angle of 45 degrees with respect to the light beam, approximately 100% of light is transmitted around 405 nm in the case of a P-polarized light beam, and almost at 405 nm for an S-polarized light beam. It has the characteristic of not transmitting light. Therefore, for the light beam near 405 nm, the P-polarized light is hardly reflected and transmitted, and the S-polarized light is reflected by about 100%. That is, the P-polarized light and the S-polarized light are substantially separated by the film surface 6a, and are transmitted and reflected.
図5は、光ピックアップの構成を示す図であり、第1のディスクの再生時の状況を示している。各部品の詳細な説明に関しては既に説明を終えているので省略する。半導体レーザ1からは図中の矢印で示す紙面に平行な偏光面を持つP偏光の光ビームが出射される。ここで、第1の光ディスク12が光ディスク装置(図示しない)に搭載された場合、偏光回転素子5のスイッチ24はオン状態に設定される。そのため、偏光回転素子5を透過した光ビームの偏光面は略90度回転され、図中の丸印で示す紙面に垂直な方向の偏光面を持つS偏光に変換される。その後、PBS6に入射する。PBS6の膜面6aに入射した光ビームは、S偏光で入射するために、光ビームの光量の約100%が対物レンズ7側に反射する。その後、光ビームは対物レンズ7により、光ディスク12の情報記録面上に集光される。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the optical pickup, and shows a situation at the time of reproduction of the first disc. The detailed description of each component has already been described and will not be repeated. The semiconductor laser 1 emits a P-polarized light beam having a polarization plane parallel to the paper surface indicated by the arrow in the figure. Here, when the first optical disk 12 is mounted on an optical disk device (not shown), the switch 24 of the polarization rotation element 5 is set to an on state. Therefore, the polarization plane of the light beam transmitted through the polarization rotation element 5 is rotated by approximately 90 degrees, and converted to S-polarized light having a polarization plane in a direction perpendicular to the paper surface indicated by a circle in the drawing. Thereafter, the light enters the PBS 6. Since the light beam incident on the film surface 6a of the PBS 6 is incident as S-polarized light, about 100% of the light amount of the light beam is reflected to the objective lens 7 side. Thereafter, the light beam is condensed on the information recording surface of the optical disk 12 by the objective lens 7.
光ディスク12で反射した光ビームは、対物レンズ7、PBS6の順に往路とは逆の経路を辿り、偏光回転素子5に至る。偏光回転素子5では、往路とは逆にS偏光がP偏光に変換され、光ビームはコリメートレンズ4に至る。コリメートレンズ4により収束光に変換された光ビームは、光量の約20%がハーフミラー3を透過することとなる。その後、レンズ15を透過した光ビームは光検出器16に到達し、各種サーボ信号や情報再生信号を出力することが可能となっている。すなわち、図5に示すような構成において、スイッチ24を通電しオン状態を選択することで、半導体レーザ1から出射される光ビームを効率よく対物レンズ7に導き、光ディスク12に集光することが可能となる。   The light beam reflected by the optical disk 12 follows a path opposite to the forward path in the order of the objective lens 7 and the PBS 6 and reaches the polarization rotation element 5. In the polarization rotation element 5, S-polarized light is converted to P-polarized light, contrary to the forward path, and the light beam reaches the collimating lens 4. About 20% of the light amount of the light beam converted into convergent light by the collimating lens 4 is transmitted through the half mirror 3. Thereafter, the light beam that has passed through the lens 15 reaches the photodetector 16 and can output various servo signals and information reproduction signals. That is, in the configuration as shown in FIG. 5, the light beam emitted from the semiconductor laser 1 can be efficiently guided to the objective lens 7 and condensed on the optical disk 12 by energizing the switch 24 and selecting the ON state. It becomes possible.
図6は、光ピックアップの構成を示す図であり、第2のディスクの再生時の状況を示している。半導体レーザ1からは図中の矢印で示す紙面に平行な偏光面を持つP偏光の光ビームが出射されるところに関しては、図5にて説明を行った第1のディスク12における場合と同様である。半導体レーザ1からは図中の矢印で示す紙面に平行な偏光面を持つP偏光の光ビームが出射される。ここで、図6においては、第2の光ディスク13が用いられており、偏光回転素子5のスイッチ24はオフの状態に設定されている。そのため、偏光回転素子5を透過した光ビームはP偏光のままの偏光状態である。その後PBS6に入射する。PBS6の膜面6aに入射した光ビームは、P偏光で入射するために、PBSの膜面6aをそのまま透過し、膜面6bにおいて対物レンズ8側に反射する。その後、光ビームは対物レンズ8により、光ディスク13の情報記録面上に集光される。   FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the optical pickup, and shows the situation during reproduction of the second disc. The semiconductor laser 1 emits a P-polarized light beam having a plane of polarization parallel to the paper surface indicated by the arrow in the figure, as in the case of the first disk 12 described in FIG. is there. The semiconductor laser 1 emits a P-polarized light beam having a polarization plane parallel to the paper surface indicated by the arrow in the figure. Here, in FIG. 6, the second optical disk 13 is used, and the switch 24 of the polarization rotation element 5 is set to an off state. For this reason, the light beam transmitted through the polarization rotation element 5 remains in the polarization state as P-polarized light. Thereafter, the light enters the PBS 6. Since the light beam incident on the film surface 6a of the PBS 6 is incident as P-polarized light, it passes through the film surface 6a of the PBS as it is and is reflected on the film surface 6b toward the objective lens 8 side. Thereafter, the light beam is condensed on the information recording surface of the optical disc 13 by the objective lens 8.
光ディスク13で反射した光ビームは、対物レンズ8、PBS6の順に往路とは逆の経路を辿り、偏光回転素子5に至る。偏光回転素子5は通電されていない状態なので、光ビームはP偏光のままコリメートレンズ4に至る。コリメートレンズ4により収束光に変換された光ビームは、光量の約20%がハーフミラー3を透過することとなる。その後、検出レンズ15を透過した光ビームは光検出器16に到達し、各種サーボ信号や情報再生信号を出力することが可能となっている。すなわち、図6に示すような構成において、スイッチ24をオフ状態に選択することで、半導体レーザ1から出射される光ビームを効率よく対物レンズ8に導き、光ディスク13に集光することが可能となる。   The light beam reflected by the optical disk 13 follows the path opposite to the forward path in the order of the objective lens 8 and the PBS 6 and reaches the polarization rotation element 5. Since the polarization rotating element 5 is not energized, the light beam reaches the collimating lens 4 while remaining P-polarized light. About 20% of the light amount of the light beam converted into convergent light by the collimating lens 4 is transmitted through the half mirror 3. Thereafter, the light beam that has passed through the detection lens 15 reaches the light detector 16 and can output various servo signals and information reproduction signals. That is, in the configuration as shown in FIG. 6, by selecting the switch 24 in the OFF state, the light beam emitted from the semiconductor laser 1 can be efficiently guided to the objective lens 8 and condensed on the optical disc 13. Become.
以上より、本実施例1に示すような構成とすることにより、1つの半導体レーザ1と1つの光検出器16を用いた構成で、同じ波長で異なるディスク基板厚さの2つの光ディスクに対応した光ピックアップの光学系を実現することができる。また、このような構成をとることにより、対物レンズ7及び対物レンズ8の直下にはPBS6のみを配置すればよいため、対物レンズ直下の部分の高さを小さくすることが可能となっている。   As described above, the configuration as shown in the first embodiment can be applied to two optical discs having the same wavelength and different disc substrate thicknesses by using one semiconductor laser 1 and one photodetector 16. An optical system of an optical pickup can be realized. Further, by adopting such a configuration, since only the PBS 6 has to be disposed immediately below the objective lens 7 and the objective lens 8, the height of the portion immediately below the objective lens can be reduced.
図7は光ディスク上の偏光状態を示した図である。便宜上、対物レンズ7及び対物レンズ8の両方から出射されている状態での光ビームの偏光状態を併記している。対物レンズ7は、光ピックアップ17の送り方向と一致する光ディスク12の半径方向(以下、ディスク半径方向と記載する)の軸上からレンズ中心をずらした配置としている。一方、対物レンズ8はディスク半径方向の軸上に配置されている。図7において、対物レンズ7から光ディスク12に集光される光ビームの偏光状態は、図中のディスク半径方向と一致する方向であり、対物レンズ8から出射された光ビームの偏光状態は、ディスク半径方向と直交する方向(以下、トラック方向と記載する)と一致している。   FIG. 7 shows the polarization state on the optical disk. For convenience, the polarization state of the light beam in a state where it is emitted from both the objective lens 7 and the objective lens 8 is also shown. The objective lens 7 is arranged such that the center of the lens is shifted from the axis in the radial direction of the optical disc 12 (hereinafter referred to as the disc radial direction) that coincides with the feeding direction of the optical pickup 17. On the other hand, the objective lens 8 is arranged on an axis in the disk radial direction. In FIG. 7, the polarization state of the light beam focused on the optical disk 12 from the objective lens 7 is a direction that matches the disk radial direction in the figure, and the polarization state of the light beam emitted from the objective lens 8 is It coincides with a direction orthogonal to the radial direction (hereinafter referred to as the track direction).
以上説明したように、1つの半導体レーザと1つの光検出器を用いながら、偏光状態をディスクに応じて変更する光ピックアップ構成とすることにより、同じ波長を用いながら異なる基板厚さの光ディスクを用いる2つの光ディスクシステム、例えばBlu−ray DiscとHD DVDの何れの光ディスクシステムに対しても対応可能な低コストな光ピックアップを実現することができる。さらに、本構成とすることにより、対物レンズ直下に配置する光学部品をPBSのみとすることが可能なため、光ピックアップの薄型化に大いに寄与することができる。   As described above, by using an optical pickup configuration in which the polarization state is changed according to the disc while using one semiconductor laser and one photodetector, optical discs having different substrate thicknesses while using the same wavelength are used. It is possible to realize a low-cost optical pickup that can be applied to two optical disc systems, for example, any of Blu-ray Disc and HD DVD optical disc systems. Furthermore, with this configuration, the optical component disposed immediately below the objective lens can be only PBS, which can greatly contribute to the thinning of the optical pickup.
次に、本発明の実施例2について説明する。図8は実施例2における光ピックアップの光学系構成を示した図であり、図9は実施例2における光ディスク上の偏光状態を示す図である。図8において、先述した実施例1の構成と異なるのは、PBS6の膜面6bの上方に2分の1波長板18を配置している点である。このような構成とすることにより、2分の1波長板18を透過した後の偏光方向を回転することが可能であり、例えば図9に示したようの対物レンズ8からの出射偏光をディスク半径方向とトラック方向を2分する方向に設定することが可能である。ここで、光ディスク上の偏光方向に関しては、一般には円偏光とするのが再生性能確保の上で望ましいことが経験的にわかっている。実施例2においては、対物レンズ8側の偏光方向を略45度方向とすることにより、ディスク半径方向成分とトラック方向成分に直線偏光成分を発生させることができ、円偏光と等価な効果を得ることが可能である。光ディスク13からの反射光ビームは、2分の1波長板18において再度P偏光に戻るため、以降の復路での光ビームの挙動は、実施例1と同じである。尚、2分の1波長板18は、PBS6と対物レンズ8の間に配置されていればよく、例えば、レンズホルダ9側に設置されていても同様な効果を発揮することは言うまでもない。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram showing an optical system configuration of the optical pickup in the second embodiment, and FIG. 9 is a diagram showing a polarization state on the optical disc in the second embodiment. In FIG. 8, the difference from the configuration of the first embodiment described above is that a half-wave plate 18 is disposed above the film surface 6 b of the PBS 6. With such a configuration, the polarization direction after passing through the half-wave plate 18 can be rotated. For example, the output polarized light from the objective lens 8 as shown in FIG. It is possible to set the direction and the direction of the track in half. Here, as for the polarization direction on the optical disk, it has been empirically found that circular polarization is generally desirable for ensuring reproduction performance. In the second embodiment, by setting the polarization direction on the objective lens 8 side to approximately 45 degrees, linearly polarized components can be generated in the disk radial direction component and the track direction component, and an effect equivalent to circularly polarized light is obtained. It is possible. Since the reflected light beam from the optical disk 13 returns to the P-polarized light again at the half-wave plate 18, the behavior of the light beam in the subsequent return path is the same as in the first embodiment. The half-wave plate 18 only needs to be disposed between the PBS 6 and the objective lens 8, and it goes without saying that, for example, the same effect is exhibited even if it is installed on the lens holder 9 side.
次に、本発明の実施例3について説明する。図10は実施例3における光ピックアップの光学系構成を示した図であり、図11は実施例3における光ディスク上の偏光状態を示す図である。図10において、先述した実施例2の構成と異なるのは、PBS6の膜面6aの上方に2分の1波長板19を配置している点である。このような構成とすることにより、2分の1波長板18及び2分の1波長板19を透過した後の偏光方向を回転することが可能であり、例えば図11に示したようの対物レンズ7及び対物レンズ8からの出射偏光を何れもディスク半径方向とトラック方向を2分する方向に設定することが可能である。そのため、光ディスク12及び光ディスク13の何れに対しても良好な再生性能を確保することが可能である。光ディスク12からの反射光ビームは、2分の1波長板19において再度P偏光に戻るため、以降の復路での光ビームの挙動は、実施例2と同じである。尚、2分の1波長板18及び2分の1波長板19の何れもは、PBS6と対物レンズ8及び対物レンズ7の間に配置されていればよく、例えば、レンズホルダ9側に設置されていても同様な効果を発揮することは言うまでもない。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 10 is a diagram showing an optical system configuration of the optical pickup in the third embodiment, and FIG. 11 is a diagram showing a polarization state on the optical disc in the third embodiment. In FIG. 10, the difference from the configuration of the second embodiment described above is that a half-wave plate 19 is disposed above the film surface 6 a of the PBS 6. By adopting such a configuration, the polarization direction after passing through the half-wave plate 18 and the half-wave plate 19 can be rotated. For example, an objective lens as shown in FIG. 7 and the output polarized light from the objective lens 8 can be set to a direction that divides the disk radial direction and the track direction into two. Therefore, it is possible to ensure good reproduction performance for both the optical disk 12 and the optical disk 13. Since the reflected light beam from the optical disk 12 returns to the P-polarized light again at the half-wave plate 19, the behavior of the light beam in the subsequent return path is the same as in the second embodiment. Note that both the half-wave plate 18 and the half-wave plate 19 may be disposed between the PBS 6, the objective lens 8, and the objective lens 7, for example, installed on the lens holder 9 side. Needless to say, the same effect can be achieved.
次に、本発明の実施例4について説明する。図12は実施例4における光ピックアップの光学系構成を示した図であり、図13は実施例4における光ディスク上の偏光状態を示す図である。図12において、先述した実施例1の構成と異なるのは、PBS6に相当する部分にPBSミラー20を設ける構成としている点である。PBSミラー20の表面には45度の傾斜を持つ膜面20aが形成されており、PBSミラー20内部には膜面20bが形成されている。この膜面20a及び膜面20bの光学特性は、実施例1における膜面6a及び膜面6bと同じようにしているため、実施例1にて説明したのと同じ動作及び効果を得ることが可能である。そのため、光ディスク上においては、図13に示すように図7で説明したのと同様な偏光状態を得ることが可能である。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a diagram showing an optical system configuration of the optical pickup in the fourth embodiment, and FIG. 13 is a diagram showing a polarization state on the optical disc in the fourth embodiment. In FIG. 12, the difference from the configuration of the first embodiment described above is that the PBS mirror 20 is provided in a portion corresponding to the PBS 6. A film surface 20 a having an inclination of 45 degrees is formed on the surface of the PBS mirror 20, and a film surface 20 b is formed inside the PBS mirror 20. Since the optical characteristics of the film surface 20a and the film surface 20b are the same as those of the film surface 6a and the film surface 6b in the first embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment can be obtained. It is. Therefore, on the optical disc, it is possible to obtain a polarization state similar to that described in FIG. 7 as shown in FIG.
このような構成とすることにより、PBS6よりも低コストなPBSミラー20で光ピックアップの光学系を実現可能となり、光ピックアップの低コスト化を図ることが可能となる。さらに、本発明においても、膜面20a及び膜面20bと対物レンズ7及び対物レンズ8の間に2分の1波長板を配置する構成とすることにより、実施例2及び実施例3で示したのと同じ効果を得ることができるのは言うまでもない。   With such a configuration, an optical system of the optical pickup can be realized by the PBS mirror 20 that is lower in cost than the PBS 6, and the cost of the optical pickup can be reduced. Furthermore, also in the present invention, the second and third embodiments have been described by adopting a configuration in which a half-wave plate is disposed between the film surface 20a and the film surface 20b and the objective lens 7 and the objective lens 8. It goes without saying that the same effect can be obtained.
次に、実施例1乃至実施例4における光ピックアップを搭載した光ディスク装置について説明する。図14に本発明の実施例における光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概略ブロック図を示す。光ピックアップ17により検出された信号の一部は光ディスク判別回路51に送られる。光ディスク判別回路51における光ディスクの判別動作は、光ディスクの基板厚さが点灯している半導体レーザの発振波長に対応したものである場合と、異なる発振波長に対応したものである場合とを比較した場合に、光ピックアップ17より検出された例えばフォーカスエラー信号振幅レベルが前者の場合に大きくなることを利用している。その判別結果はコントロール回路54に送られる。さらに、光ピックアップ17により検出された検出信号の一部は、サーボ信号生成回路52あるいは情報信号検出回路53に送られる。サーボ信号生成回路52では、光ピックアップ17で検出された各種信号から光ディスク12あるいは光ディスク13に適したフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、コントロール回路54に送る。一方、情報信号検出回路53では、光ピックアップ17の検出信号から光ディスク12あるいは光ディスク13に記録された情報信号を検出し再生信号出力端子へ出力する。コントロール回路54は、光ディスク判別回路51からの信号により光ディスク12あるいは光ディスク13を設定し、それに対応してサーボ信号生成回路52にて生成されたフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ駆動信号をアクチュエータ駆動回路55に送る。この対物レンズ駆動信号によりアクチュエータ駆動回路55は、光ピックアップ17内のアクチュエータ9を駆動し対物レンズ7及び対物レンズ8の位置制御を行う。また、コントロール回路54は、アクセス制御回路56により光ピックアップ17のアクセス方向位置制御を行い、スピンドルモータ制御回路57によりスピンドルモータ58を回転制御しディスク12あるいは光ディスク13を回転させる。   Next, an optical disk device on which the optical pickup according to the first to fourth embodiments is mounted will be described. FIG. 14 shows a schematic block diagram of an optical disc apparatus equipped with an optical pickup in an embodiment of the present invention. A part of the signal detected by the optical pickup 17 is sent to the optical disc discrimination circuit 51. When the optical disc discriminating operation of the optical disc discriminating circuit 51 corresponds to the oscillation wavelength of the semiconductor laser in which the substrate thickness of the optical disc is lit, and when it corresponds to the different oscillation wavelength In addition, for example, the fact that the focus error signal amplitude level detected by the optical pickup 17 becomes larger in the former case is utilized. The determination result is sent to the control circuit 54. Further, a part of the detection signal detected by the optical pickup 17 is sent to the servo signal generation circuit 52 or the information signal detection circuit 53. The servo signal generation circuit 52 generates a focus error signal and a tracking error signal suitable for the optical disc 12 or the optical disc 13 from various signals detected by the optical pickup 17 and sends them to the control circuit 54. On the other hand, the information signal detection circuit 53 detects the information signal recorded on the optical disc 12 or the optical disc 13 from the detection signal of the optical pickup 17 and outputs it to the reproduction signal output terminal. The control circuit 54 sets the optical disk 12 or the optical disk 13 based on the signal from the optical disk discrimination circuit 51, and drives the objective lens based on the focus error signal and tracking error signal generated by the servo signal generation circuit 52 correspondingly. A signal is sent to the actuator drive circuit 55. Based on this objective lens drive signal, the actuator drive circuit 55 drives the actuator 9 in the optical pickup 17 to control the positions of the objective lens 7 and the objective lens 8. The control circuit 54 controls the position of the optical pickup 17 in the access direction by the access control circuit 56, and controls the rotation of the spindle motor 58 by the spindle motor control circuit 57 to rotate the disk 12 or the optical disk 13.
さらに、コントロール回路54は、レーザ点灯回路59を駆動することにより、光ピックアップ17に搭載されている半導体レーザ1を光ディスク12あるいは光ディスク13に応じて適宜点灯させ、光ディスク装置での記録再生動作を実現している。また、コントロール回路54は、光ディスク判別回路51の判別結果に基づいて、偏光回転素子5のスイッチ24のオン/オフを行う。これにより、光ピックアップ17における光ビームの偏光状態を最適に制御することが可能とし、光ディスク12あるいは光ディスク13からそれぞれ良好な信号を検出することが可能である。   Further, the control circuit 54 drives the laser lighting circuit 59 so that the semiconductor laser 1 mounted on the optical pickup 17 is appropriately lit according to the optical disk 12 or the optical disk 13, thereby realizing the recording / reproducing operation in the optical disk device. is doing. The control circuit 54 turns on / off the switch 24 of the polarization rotation element 5 based on the discrimination result of the optical disc discrimination circuit 51. Thereby, the polarization state of the light beam in the optical pickup 17 can be optimally controlled, and a good signal can be detected from the optical disc 12 or the optical disc 13, respectively.
尚、以上説明した本発明の実施例1乃至実施例4においては、光ディスク12においてS偏光を利用し、光ディスク13においてP偏光を利用する構成としているが、本発明は各ディスクに対する偏光状態を限定するものではなく、対物レンズ7及び対物レンズ8の配置を入れ替えて光学系の構成によっては別の偏光状態を利用する構成であってもかまわないことは言うまでもない。   In the first to fourth embodiments of the present invention described above, the optical disk 12 uses S-polarized light and the optical disk 13 uses P-polarized light. However, the present invention limits the polarization state for each disk. However, it goes without saying that the arrangement of the objective lens 7 and the objective lens 8 may be changed to use a different polarization state depending on the configuration of the optical system.
実施例1における光ピックアップの構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an optical pickup in Embodiment 1. FIG. 半導体レーザを出射した後の光ビームの偏光方向を示す図である。It is a figure which shows the polarization direction of the light beam after radiate | emitting a semiconductor laser. 偏光回転素子の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of a polarization rotation element. PBSの膜面6aの特性を示した図である。It is the figure which showed the characteristic of the film | membrane surface 6a of PBS. 第1の光ディスク再生時における偏光状態を示した図である。It is the figure which showed the polarization state at the time of the 1st optical disk reproduction | regeneration. 第2の光ディスク再生時における偏光状態を示した図である。It is the figure which showed the polarization state at the time of the 2nd optical disk reproduction | regeneration. 光ディスク上の偏光状態を示した図である。It is the figure which showed the polarization state on an optical disk. 実施例2における光ピックアップの構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration of an optical pickup in Embodiment 2. FIG. 実施例2における光ディスク上の偏光状態を示した図である。6 is a diagram showing a polarization state on an optical disc in Example 2. FIG. 実施例3における光ピックアップの構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration of an optical pickup in Embodiment 3. FIG. 実施例3における光ディスク上の偏光状態を示した図である。6 is a diagram showing a polarization state on an optical disc in Example 3. FIG. 実施例4における光ピックアップの構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an optical pickup according to a fourth embodiment. 実施例4における光ディスク上の偏光状態を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a polarization state on an optical disc in Example 4. 光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概略ブロック図であるIt is a schematic block diagram of the optical disk device carrying an optical pickup.
符号の説明Explanation of symbols
1…半導体レーザ、5…偏光回転素子、6…PBS、7…対物レンズ、8…対物レンズ、12…第1の光ディスク、13…第2の光ディスク、17…光ピックアップ、18…2分の1波長板、19…2分の1波長板、24…スイッチ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser, 5 ... Polarization rotation element, 6 ... PBS, 7 ... Objective lens, 8 ... Objective lens, 12 ... 1st optical disk, 13 ... 2nd optical disk, 17 ... Optical pick-up, 18 ... 1/2 Wave plate, 19 ... half-wave plate, 24 ... switch.

Claims (8)

  1. 半導体レーザ光源と、前記半導体レーザ光源から出射された光ビームの偏光方向を必要に応じて略直交方向に回転可能な偏光回転素子と、前記光ビームが前記偏光回転素子を透過した後に配置され、前記光ビームの偏光状態に応じて反射あるいは透過させる光分岐素子と、前記光分岐素子の後段に配置され第1の光ディスクに対して光ビームを集光する第1の対物レンズと、前記光分岐素子の後段に配置され前記第1の光ディスクとは異なる基板厚さからなる第2の光ディスクに対し前記第1の光ディスクと同一の前記半導体レーザから出射された光ビームを集光する第2の対物レンズと、前記第1及び第2の光ディスクからの反射光を検出する光検出器とを備えた光ピックアップであって、
    前記第1及び第2の光ディスクからの反射光の何れもが、それぞれ前記光分岐素子を往路同様に反射、あるいは往路同様に透過することにより前記光検出器に至ることを特徴とする光ピックアップ。
    A semiconductor laser light source, a polarization rotation element capable of rotating the polarization direction of the light beam emitted from the semiconductor laser light source in a substantially orthogonal direction as necessary, and the light beam disposed after passing through the polarization rotation element; A light branching element that reflects or transmits the light beam according to a polarization state of the light beam; a first objective lens that is disposed downstream of the light branching element and focuses the light beam on a first optical disk; and the light branching A second objective for condensing a light beam emitted from the same semiconductor laser as the first optical disc on a second optical disc disposed at a subsequent stage of the element and having a substrate thickness different from that of the first optical disc. An optical pickup comprising a lens and a photodetector for detecting reflected light from the first and second optical disks,
    An optical pickup characterized in that each of reflected light from the first and second optical discs reaches the photodetector by reflecting or transmitting the light branching element in the same way as in the forward path.
  2. 請求項1記載の光ピックアップにおいて、前記光分岐素子の反射後あるいは透過後もしくはその両方の位置に略2分の1波長板を配置することを特徴とする光ピックアップ。   2. The optical pickup according to claim 1, wherein a half-wave plate is disposed at a position after reflection or transmission of the optical branching element or both.
  3. 請求項2記載の光ピックアップにおいて、前記対物レンズ1及び前記対物レンズ2を出射した光ビームの偏光状態が、略同じ方向又は互いに直交する方向の直線偏光であることを特徴とする光ピックアップ。   3. The optical pickup according to claim 2, wherein the polarization states of the light beams emitted from the objective lens 1 and the objective lens 2 are linearly polarized light in substantially the same direction or in directions orthogonal to each other.
  4. 請求項1乃至請求項3記載の光ピックアップにおいて、前記半導体レーザ光源の発振波長を400nm帯に設定することを特徴とする光ピックアップ。   4. The optical pickup according to claim 1, wherein an oscillation wavelength of the semiconductor laser light source is set in a 400 nm band.
  5. 請求項1乃至請求項4記載の光ピックアップにおいて、前記第1の光ディスクの基板厚さを略0.1mmに設定し、前記第2の光ディスクの基板厚さを略0.6mmに設定することを特徴とする光ピックアップ。   5. The optical pickup according to claim 1, wherein the substrate thickness of the first optical disc is set to about 0.1 mm, and the substrate thickness of the second optical disc is set to about 0.6 mm. Features an optical pickup.
  6. 請求項1乃至請求項5記載の光ピックアップにおいて、前記光分岐素子は2つの反射膜面を有し、前記反射膜面は互いに略平行に設定されていることを特徴とする光ピックアップ。   6. The optical pickup according to claim 1, wherein the optical branching element has two reflecting film surfaces, and the reflecting film surfaces are set substantially parallel to each other.
  7. 請求項1乃至請求項6記載の光ピックアップにおいて、前記光分岐素子は平板ミラーで構成されていることを特徴とする光ピックアップ。   7. The optical pickup according to claim 1, wherein the optical branching element is a flat mirror.
  8. 請求項1乃至請求項7に記載の光ピックアップを用いた光ディスク装置において、搭載された光ディスクが前記第1あるいは前記第2の何れの光ディスクであるかを判別する光ディスク判別回路と、前記偏光回転素子を透過する光ビームの偏光方向を回転するための信号を出力する偏光回転素子駆動回路とを備え、前記光ディスク判別回路からの信号に基づき前記偏光回転素子駆動回路からの信号を前記偏光回転素子に出力するようにすることを特徴とする光ディスク装置。
    8. An optical disc apparatus using the optical pickup according to claim 1, wherein an optical disc discriminating circuit for discriminating whether the mounted optical disc is the first optical disc or the second optical disc, and the polarization rotation element A polarization rotation element drive circuit that outputs a signal for rotating the polarization direction of the light beam that passes through the optical disk, and based on the signal from the optical disc discrimination circuit, the signal from the polarization rotation element drive circuit to the polarization rotation element An optical disc apparatus characterized by output.
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