JP2009070533A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な制御を行わずにトラッキング補正を正確に行うことが出来る光ピックアップの構成を提供すること。
【解決手段】レーザ光源から出射された光ビームの偏光状態を切り換える偏光回転子と、この偏光回転子と偏向ビームスプリッタとの間に配し、光ビームを３ビームに分割するための回折格子と、偏向ビームスプリッタから出射される一方の光ビームを、第１の光ディスクに集光する第１の対物レンズと、偏向ビームスプリッタから出射される他方の光ビームを、第２の光ディスクに集光する第２の対物レンズとを備え、上記回折格子が、第１の光ディスクのトラックピッチと、第１の対物レンズの開口数を考慮して設定された第１の回折格子と、当該第１の回折格子の回折方向と直交して設けられ、第２の光ディスクのトラックピッチと、第２の対物レンズの開口数を考慮して設定された第２の回折格子が、光ビームの光軸方向に重なる構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、トラックピッチの異なる光記録媒体への光学的な情報の記録・再生を行うための光ピックアップ装置に関し、特に、夫々の光記録媒体のトラックピッチ、光記録媒体にレーザ光を集光する対物レンズに対応した回折格子を備えることで、記録・再生時のトラッキング補正精度を向上させた光ピックアップ装置に関する。

現在、ＣＤからＤＶＤ、次世代光記録媒体へと光記録媒体の進化への、記録内容の大容量化が進み、記録ピット・ランドが極小化することにより、トラッキング補正に用いるトラック間隔も極小化している。この次世代光記録媒体の規格には、保護層厚の違いから、保護層厚０．１μｍのＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以後、ＢＤとする。）と、保護層厚０．６μｍのＨＤ−ＤＶＤ(以後、ＨＤとする。)とがある。そして、今後ＢＤとＨＤの互換性を併せたピックアップ装置と共に、正確な光ディスク読み取り技術が求められている。

光ピックアップ装置は、レーザ光源から出射された所定の波長の光ビームを光ディスクに集光し、この光ディスクから反射する光ビームの大きさを受光素子で検出することで光ディスクの情報を再生し、またはレーザ光源から出射される光量を変調した光ディスクに照射する光量を変化させることで、光ディスクの情報を記録する装置として使われる。

この光ピックアップ装置のディスク読み取り方法の一つとして、３ビーム法が知られている。この３ビーム法によれば、レーザ光源から出射した光ビームを、回折格子を用いて三本の光ビーム（メインビームと一対のサブビーム）に分離させ、光ディスクに対物レンズを用いて集光させることができる。これにより、光ディスク表面には、メインビーム（０次光）を中心とした三点の光が照射されることとなり、このメインビームにより光ディスクの情報を受光素子で読み取る。また、光ディスク表面におけるトラックに照射されるサブビームの明暗を受光素子で検出することで、光ディスクのトラッキング補正を行い、光ディスクに記録されたデータの読み取りを行うことができる様になっている。

上述した光ピックアップ装置のディスク読み取り方法は、光ディスク上の案内溝（トラック）を用いて行われる。光記録媒体であるＣＤとＤＶＤ、またはＨＤとＢＤは、３ビーム法によりトラッキング補正を行う場合、夫々トラックピッチが異なることにより、最適な光ビームスポット間隔で、かつ最適なスポット角度で光ディスク上に結像しなければならない。

そこで、３ビーム法により光ピックアップ装置のディスク読み取りを行う為に、光ディスクのトラッキング補正を行える様にした光ピックアップ装置が提案された（例えば、特許文献１参照のこと）。

この従来の光ピックアップの構成について詳細に説明する。図６は、従来の光ピックアップ装置の全体構成を示す図面である。図７は、従来の光ピックアップ装置に搭載されるグレーティング２４の作用を示す図面である。

図６に示すように、従来の光ピックアップ装置２００は、レーザ光源１から出射される往路光束２１０がグレーティング２４を透過し、３本の光ビームを形成する。その後、コリメータレンズ２で平行光に変換され、偏光切換素子２３ａに入射してＳ偏光とＰ偏光に切り換えられる。そして、偏光切換素子２３ａから出射される往路光束２１０は、偏光ビームスプリッタ５に入射する。この時、偏光ビームスプリッタ５内の偏光分離膜５ａは、
Ｓ偏光を反射しＰ偏光を透過させる機能とする。そして、往路光束２１０のＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ５により反射され、光路が変更されてＳ偏光往路光束２２０となり、λ／４板７で円偏光に変換され、対物レンズ２９でその円偏光に変換されたＳ偏光往路光束２２０を第１の光ディスク１１に集光する。この第１の光ディスク１１から反射されるＳ偏光復路光束２４０は、対物レンズ２９とλ／４板７を通過してP偏光となり、偏光ビームスプリッタ５を透過し、集光レンズ１３とマルチレンズ１５を介して、第１の光ディスク１１からの復路光束２６０を受光素子１４に集める。

また、往路光束２１０のP偏光成分は、偏光ビームスプリッタ５を透過し、Ｐ偏光往路光束２３０となって全反射ミラー６により反射され、λ／４板８と対物レンズ３０を透過し、Ｐ偏光往路光束２３０を第２の光ディスク１２に集光させる。そして、第２の光ディスク１２から反射されるＰ偏光復路光束２５０は、対物レンズ３０とλ／４板８を通過してＳ偏光となり、全反射ミラー６、偏光ブームスプリッタ５で反射されることにより、光路を変えて集光レンズ１３とマルチレンズ１５を介して、第２の光ディスク１２からの復路光束２６０を受光素子１４に集める。なお、対物レンズ３０は、Ｓ偏光往路光束２１０の光路中に配した対物レンズ２９の開口数とは異なる開口数を有するレンズである。

また、上述したグレーティング２４は、図７に示す様に、レーザ光源１から出射した往路光束２１０を回折させて、偏光方向が同一の三本の光ビーム（メインビームである光ビーム２１０ａと、一対のサブビームである光ビーム２１０ｂ、２１０ｃ）を形成する。その後、回折された三本の光ビーム２１０ａ〜２１０ｃは、図６に示したように、偏光切換素子２３ａと偏光ビームスプリッタ５によって、第１の光ディスク１１の光路と第２の光ディスク１２の光路に分離される。これらグレーティング２４により回折された三本の光ビーム２１０ａ〜２１０ｃは、対物レンズ２９、３０に入射するまでは、偏光方向のみが異なる光ビームである。

また、上述した光ピックアップ装置の読み取り信号制御系は、図６に示す様に、受光素子１４により検出した各光ビームに対応する信号を、プリアンプ部３１に供給することで、アクチュエータ駆動信号やトラッキング補正信号の制御を行っている。

プリアンプ部３１は、夫々の光ディスク毎に異なって検出される光ビームに対応する信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号をサーボ制御回路３２に送り、制御信号３２aを通して対物レンズ２９、３０を駆動させることにより、フォーカシング制御とトラッキング制御を行っている。

また、プリアンプ部３１は、受光素子１４で検出した光ビームの信号３１ａをディスク判別部３３に送り、夫々のディスクを検出し、液晶駆動信号３３ａを偏光切換素子２３ａに接続する液晶駆動回路２３ｂに送り、この切換素子に入射する往路光束２１０に対する偏光の切り換えを行っている。

この様に、上記グレーティング２４、偏光切換素子２３ａ、第１と第２の光ディスク１１、１２に合わせた対物レンズ２９、３０と、トラッキング制御系をこの光ピックアップ装置２００に搭載すれば、同一な波長で光ディスクの記録／再生を行うとともに、トラッキング補正も併せて行うことが出来る。

特開２００７−４８７５号公報（第３−１２頁、第１−２図）

特許文献１に記載の光ピックアップ装置は、同一波長の光ビームを用いて、異なるトラ
ックピッチに対応してディスクの読み書きをすることができ、光ディスクの互換（ＢＤとＨＤ互換等）を実現することが可能となっている。しかしながら、この光ピックアップ装置では、まだまだ複雑なトラッキング補正が必要であるという問題点を有している。その問題点について説明する。図８（ａ）は、３本の光ビームが光ディスクに照射される様子を示す図面であり、図８（ｂ）は、この光ディスクに照射される３本の光ビームとトラックとの関係を示す図面である。

先に図６、図７にて説明したように、グレーティング２４は、第１の光ディスク１１のトラックピッチに沿うように設計される。これにより、図８（ａ）左図に示す様に、一方の往路光束に対しては、回折された三本の光ビーム２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃが、対物レンズ２９に入射して第１の光ディスク１１上に集光される。この往路光束は、３ビーム往路光束となる光ビーム２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃとなり、図８（ｂ）左図に示す様に、第１の光ディスク１１のトラックピッチ４０に沿った光ビームスポット（メインスポット１１ａ、サブスポット１１ｂ、１１ｃ）を形成する。これにより、対物レンズ２９に搭載されるアクチュエータをトラッキング補正するために、わざわざ動作させる必要がない。

また、図８（ａ）右図に示す様に、他方の往路光束に対しては、回折された三本の光ビーム２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが、対物レンズ３０により第２の光ディスク１２に集光され、３ビーム往路光束２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃとなり、第２の光ディスク１２上にスポットを形成する。

ところが、この往路光束２８０ａ〜２８０ｃは、図８（ｂ）右図に示す様に、第２の光ディスク１２のトラックピッチ５０に沿った設計となっていない為、光ビームスポット（メインスポット１２ａ、サブスポット１２ｂ、１２ｃ）が、第２の光ディスク１２のトラックピッチ５０からずれてしまうこととなる。これにより、各往路光束２８０ａ〜２８０ｃに対して、第２の光ディスク１２のトラックピッチ５０に沿う様に、対物レンズ３０に搭載されるアクチュエータ駆動を駆動させて、トラッキング補正をする必要がある。このアクチュエータは、この様にトラッキング補正をするだけでなく、フォーカシング制御として、光ディスクのトラックに追従してビームスポットが当てて、対物レンズを動作させる必要があるため、これら２つの機能をアクチュエータ装置に持たせることは、その制御が複雑となり、好ましくない。

この様に、単一のグレーティング２４で、複数の光ディスクのトラッキング補正を行う光ピックアップ装置２００では、複雑な制御によりアクチュエータを動作させなくてはならないという問題点を有していた。

そこで、本発明の光ピックアップの構成は上記の問題を解決し、複雑な制御を行わずにトラッキング補正を正確に行うことが出来る光ピックアップの構成を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の光ピックアップ装置は、基本的に下記記載の構成を有するものである。

本発明の光ピックアップ装置は、光ビームを出射するレーザ光源と、レーザ光源から出射された前記光ビームの偏光状態を切り換える偏光回転子と、偏光回転子から出射する光ビームの偏光状態により、異なる光路に出射する偏向ビームスプリッタと、偏光回転子と偏向ビームスプリッタとの間に配し、光ビームを３ビームに分割するための回折格子と、偏向ビームスプリッタから出射される一方の光ビームを、第１の光ディスクに集光する第
１の対物レンズと、偏向ビームスプリッタから出射される他方の光ビームを、第２の光ディスクに集光する第２の対物レンズとを備え、上記回折格子が、第１の光ディスクのトラックピッチと、第１の対物レンズの開口数を考慮して設定された第１の回折格子と、当該第１の回折格子の回折方向と直交して設けられ、第２の光ディスクのトラックピッチと、第２の対物レンズの開口数を考慮して設定された第２の回折格子が、光ビームの光軸方向に重ねて配置されて構成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の光ピックアップ装置は、前述した第１と第２の回折素子が、一体にして形成されることを特徴とするものである。

また、本発明の光ピックアップ装置は、前述した第１、第２の回折素子に、偏光回転子がさらに一体化して形成されていることを特徴とするものである。

本発明の光ピックアップ装置によれば、アクチュエータの複雑な制御を行わずに正確なトラッキング補正を行うことができる。

本発明の光ピックアップの構成は、レーザ光源と偏光ビームスプリッタ間に偏光回転子と二枚の回折機能素子を配した構成としている。以下に、本発明の光ピックアップ装置について図面を用いて詳細に説明をする。

まず、本発明の光ピックアップ装置の構成と作用について説明する。図１は、本発明の光ピックアップ装置の構成および作用を説明するための図面である。

図１に示すように、本発明の光ピックアップ装置１００は、レーザ光源１から出射される往路光束１０１が、コリメートレンズ２で平行光に変換され、偏光回転子３と回折機能素子４に入射する。そして、偏光回転子３と回折機能素子４から出射される往路光束１０１は楕円偏光となり、偏光ビームスプリッタ５を偏光分離膜５ａにより、反射又は透過して往路光束１０２と、往路光束１０３とに分離される。そして、この往路光束１０２は、λ／４板７で光ビームを円偏光に変換され、対物レンズ９で円偏光に変換された光ビームを第１の光ディスク１１に集光する。また、往路光束１０３は、全反射ミラー６を介してλ／４板８で光ビームを円偏光に変換され、対物レンズ９とは異なる開口数の対物レンズ１０で円偏光に変換された光ビームを第２の光ディスク１２に集光する。第１の光ディスク１１から反射された復路光束１０４は、対物レンズ９とλ／４板７、偏光ビームスプリッタ５を透過し、集光レンズ１３を介して、第１の光ディスク１１からの復路光束１０６を、受光素子１４に集める。また、第２の光ディスク１２から反射された復路光束１０５は、対物レンズ１０とλ／４板８、全反射ミラー６を介して、偏光ビームスプリッタ５により反射され、集光レンズ１３を通過して、第２の光ディスク１２からの復路光束１０７を、受光素子１４に集める。

なお、上述した偏光回転子３は、レーザ光源１から出射された往路光束１０１を、所望の偏光方向（Ｓ偏光光束である往路光束１０２又はＰ偏光光束である往路光束１０３）に切り換える。この偏光回転子３は、入射する往路光束１０１の偏光方向を、９０度回転させる機能を有し、透明基板間に液晶層を挟持して構成された液晶パネルにより構成される。また、回折機能素子４は、回折機能によりこの往路光束１０１に対して、夫々の偏光方向に三本の光ビームを形成する。

回折機能素子４は、第１の光ディスク１１に対応した回折格子と、第２の光ディスクに
対応した回折格子を、往路光束１０１の光軸に沿って積層して配置されている。この回折機能素子４は、２つのグレーティングを重ね合わせて配置した形態としても構わないが、本実施例では、２つの液晶回折素子を重ね合わせた形態を採用している。この様に回折素子に液晶回折素子を用いれば、多品種の光ディスクの読み込みと、書き込みの性能の両方の機能を向上させる。

この、回折機能素子４は、受光素子１４で得られる光量信号１５に基づき、マイコン１６で生成される液晶駆動信号１８により、回折機能により発現した３ビーム（メインビームと一対のサブビーム）を生成する。このとき積層して配置される２つの液晶回折素子は、この液晶駆動信号１８により液晶駆動電圧が制御され、第１、第２の光ディスク１１、１２に集光する３ビーム（メインビームと一対のサブビーム）の回折効率を可変とすることが出来る。

この様に、本実施例では回折機能素子４を２つの液晶回折素子を積層して構成し、回折効率を可変にできる様にしたからこそ、第１の光ディスク１１上の３ビームの内のメインビームに対する、一対のサブビームの光量比を選択的に変えて、第１、第２の光ディスク１１、１２を再生する時に比べて、記録する時にはサブビームに対するメインビームの光量比を向上させる様にすれば、光ディスクへの正確な記録を行うことができる様になる。

また、偏光ビームスプリッタ５は、偏光回転子３により設定された偏光方向によって光路を切り換えて、第１、第２の光ディスク１１、１２に向けて往路光束１０２、１０３を導出する。

この様にして、光ピックアップ装置１００により記録／再生される光ディスクの種類により、往路光束１０１の偏光切り換えや、復路光束１０６、１０７の光量調整が出来る様に、このマイコン１６が液晶駆動信号１７又は１８を生成して、偏光回転子３、回折機能素子４を制御する。

また、レーザ光源１は、青紫色を発光波長とする半導体レーザダイオードであり、発散角を持った単色の直線偏光光束である往路光束１０１を発生する。コリメートレンズ２は、この発散光束を平行光束にする。偏光回転子３と偏光ビームスプリッタ５は、この平行光束の光ビームを、液晶駆動信号１７で所望の偏光方向に切り換え、平行光束である往路光束１０２、１０３に分離する。λ／４板７、８は、直線偏光である夫々の平行光束を、円偏光である平行光束に変換する。対物レンズ９、１０は、この円偏光の平行光束を、第１、第２の光ディスク１１、１２に集光する。上述した発散光束と平行光束は、本図面における往路光束１０１、１０２、１０３に相当する。また、このレーザ光源１から発せられた光束の、第１、第２の光ディスク１１、１２に至るまでの光路を、以下「往路」と呼ぶ。

第１、第２の光ディスク１１、１２から反射された発散光束は、再び対物レンズ９、１０に入射して平行光束になり、λ／４板７、８を透過して、円偏光から直線偏光の復路光束１０４、１０５に変換される。この直線偏光の偏光方向は、往路と直交しており、偏光ビームスプリッタ５は、このλ／４板７、８から出射される復路光束１０４、１０５の光路を９０度回転し、復路光束１０６、１０７を、集光レンズ１３によって受光素子１４に集光する。この第１、第２の光ディスク１１、１２から反射された光束の、受光素子１４に至るまでの光路を、以下「復路」と呼ぶ。

次に、上述した回折機能素子４の構成および作用について詳細に説明する。図２は、本発明に係る回折機能素子の構成を説明するための図面である。図３は、この回折機能素子の作用を示す図面である。

図２（ａ）に示す様に、回折機能素子４は、２つの液晶回折素子１５０と液晶回折素子１６０によって構成されている。そして、液晶回折素子１５０は、透明電極を有した透明基板１１１ａと透明基板１１１ｂ、およびシール材１１４ａを介して両透明基板に挟持された液晶層１１５ａを備えている。また、液晶回折素子１６０は、透明電極を有した透明基板１１１ｂと透明基板１１１ｃ、およびシール材１１４ｂを介して両透明基板に挟持された液晶層１１５ｂを備えている。

また、回折機能素子４における液晶回折素子１５０、１６０は、上述した様に、共通の透明基板１１１ｂと夫々透明基板１１１ａ、１１１ｃ上に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により形成された透明電極１１３ａ〜１１３ｄと配向処理が施された有機系ポリイミドからなる配向膜１１２ａ〜１１２ｄを有する。

なお、この液晶回折素子１５０、１６０の液晶層１１５ａ、１１５ｂの液晶材料には、ポジ型の液晶を用いている。さらに、各配向膜１１２ａ〜１１２ｄの配向方向は、ホモジニアス配向とするのがよい。

次に、液晶回折素子１５０、１６０内の回折格子からなる透明電極１１３ａ、１１３ｃについて図２（ａ）（ｂ）を用いて説明する。

液晶回折素子１５０内の回折パターンは、ＩＴＯをパターニングすることにより、第１の光ディスク１１のトラックピッチと、対物レンズ９の開口数に対応した回折格子からなる透明電極１１３ａ（以下、回折格子１１３ａとする。）を作製することができる。また、液晶回折素子１６０内の回折パターンは、液晶回折素子１５０内に作製した回折格子１１３ａの回折方向と直交した状態で、液晶回折素子１５０内の回折格子１１３ａの作製方法と同様の方法により、第２の光ディスク１２のトラックピッチと対物レンズ１０の開口数に対応した回折格子からなる透明電極１１３ｃ（以下、回折格子１１３ｃとする。）を作製することができる。なお、これら回折格子１１３ａ、１１３ｃと対向する透明電極１１３ｂ、１１３ｄは、ともにベタ電極となっている。

この様に構成し、回折機能素子４への液晶駆動信号１８を制御することにより、回折機能素子４は、図３に示す様に、Ｓ偏光の往路光束１０２又はＰ偏光の往路光束１０３である偏光成分に対して、夫々の偏光毎に三本の光ビームであり、Ｓ偏光メインビーム１０２ａ、Ｓ偏光サブビーム１０２ｂ、１０２ｃ、およびＰ偏光メインビーム１０３ａ、Ｐ偏光サブビーム１０３ｂ、１０３ｃに分離させる様に機能させることができる。

この回折機能素子４は、往路では、偏光回転子３によって切り換えられた偏光方向（Ｓ偏光光束（紙面に垂直）の往路光束１０２は、回折格子１１３ａ、１１３ｃにより、夫々の入射偏光と同一な三本の光ビームである、Ｓ偏光の往路メインビーム１０２ａと、Ｓ偏光の往路サブビーム１０２ｂ、１０２ｃに、また、Ｐ偏光光束（紙面に平行）の往路光束１０３は、Ｐ偏光の往路メインビーム１０３ａと、Ｐ偏光の往路サブビーム１０３ｂ、１０３ｃに分けられる。

ここで、液晶回折素子１５０、１６０から出射される三本の光ビームは、液晶回折素子１５０、１６０内の回折格子１１３ａ、１１３ｃの設計パラメータである格子定数１３２ａ、１３２ｂにより、三本の光ビームの中のメインビームとサブビームの間に、ある所定の回折角度１３０ａ、１３０ｂを付けて出射させることになる。この格子定数１３２ａ、１３２ｂの設定についての説明は、後述する。

そして、図１に示す様に、回折機能素子４を出射した往路光束１０２、１０３は、それ
ぞれ第１の光ディスク１１と第２の光ディスク１２を集光し、第１、第２の光ディスク１１、１２を反射した復路光束１０４、１０５を、受光素子１４へ導く。

この様にして受け取った往路光束１０４、１０５は、既に第１、第２の光ディスク１１、１２に対応した３つの光ビームが生成された信号を含んでいるので、受光素子１４は、第１の光ディスク１１のトラックピッチ、第２の光ディスク１２のトラックピッチから反射された復路光束１０６、１０７を受け取って、第１、第２の光ディスク１１、１２に記録された正確な情報の読み取り、または正確な書き込みをすることができる。

また、第１、第２の光ディスク１１、１２のトラックに追随して対物レンズ９、１０を動作（フォーカシング動作）させるために、受光素子１４から発せられる補正信号１９を、アクチュエータ制御部２０により受けて、アクチュエータ駆動信号２１を発する。さらに、受光素子１４からの光量信号１５を受けて、マイコン１６により液晶駆動信号１７で偏光回転子３を駆動させることで、現在セットされている光ディスクの種類を判別して偏光の切り換えを行って、往路光束１０２、１０３の切り換えを行う。このとき、回折機能素子４の液晶回折素子１５０と１６０は、偏光回転子３から出射される往路光束１０１の偏光方向に対して、その偏光と合ったどちらかの液晶回折素子の回折機能しか発現しない。

ここで、前述した液晶回折素子における回折格子の設計パラメータである回折定数の設定手法について説明する。図４は、本発明に係る光ディスクのトラックに対する光束の作用とトラックに対する作用を示す図面である。

前述した様に、液晶回折素子１５０内に形成された回折格子１１３ａ（図３参照）は、第１の光ディスク１１のトラックに、往路光束１０２を集光する対物レンズ９の開口数を考慮した設計となっている。

また、液晶回折素子１６０内に形成された回折格子１１３ｃは、第２の光ディスク１２のトラックに、往路光束１０３を集光する対物レンズ１０の開口数を考慮した設計となっている。

ここで、上記した対物レンズ９は、ガラス又はプラスチックからなり、第１の光ディスク１１に対応したものであり、開口数は０．８５である。そして、この対物レンズ９は、レーザ光源１から出射された光ビームを第１の光ディスク１１上に球面収差を補正する様に集光する。

また、対物レンズ１０もガラス又はプラスチックからなり、第２の光ディスク１２に対応したものであり、開口数は０．６５である。そして、この対物レンズ１０は、レーザ光源１から出射された光ビームを、第２の光ディスク１２上に球面収差を補正する様に集光する。

そこで、図３（ａ）、図４（ａ）左図に示す様に、液晶回折素子１５０内の回折格子１１３ａにより形成された三本の往路メインビーム１０２ａと、往路サブビーム１０２ｂ、１０２ｃは、格子定数１３２ａで設定した回折角度１３０ａによって対物レンズ９に入射する。この回折角度１３０ａを変化させると、開口数０．８５の対物レンズ９は、入射角度によって、三本の光ビームの光路を往路メインビーム１０２ｄと、往路サブビーム１０２ｅ、１０２ｆへと変化し、図４（ｂ）左図に示す、トラックピッチ４０に設定された、第１の光ディスク１１上のトラックに集光するメインビームスポット１１ａと、サブビームスポット１１ｂ、１１ｃの間隔を変化させる。

同様に、図３（ｂ）、図４（ａ）右図に示す様に、液晶回折素子１６０内の回折格子１１３ｃにより形成された三本の往路メインビーム１０３ａと、往路サブビーム１０３ｂ、１０３ｃは、格子定数１３２ｂで設定した回折角度１３０ｂによって、三本の光ビームの光路を往路メインビーム１０３ｄと、往路サブビーム１０３ｅ、１０３ｆへと変化し、対物レンズ１０に入射する。この回折角度１３０ｂを変化させると、開口数０．６５の対物レンズ１０は、入射角度によって、三本の光ビームの光路を往路メインビーム１０３ｄと、往路サブビーム１０３ｅ、１０３ｆへと変化し、図４（ｂ）右図に示す、トラックピッチ５０に設定された、第２の光ディスク１２上のトラックに集光するメインビームスポット１２ａと、サブビームスポット１２ｂ、１２ｃの間隔を変化させる。

この様に、第１の光ディスク１１上のトラックピッチ４０と、対物レンズ９の開口数、第２の光ディスク１２上のトラックピッチ５０と、対物レンズ１０の開口数に合わせた格子定数１３２ａ、１３２ｂを設計し、回折角度１３０ａ、１３０ｂを変化させることで、トラックピッチの異なる光ディスクのトラックへの位置合わせが容易に出来る。

以上のように、本実施の形態による回折機能素子４は、レーザ光源１からの出射光をトラックピッチの異なる第１、第２の光ディスク１１、１２のトラックへ正確に位置合わせが可能となる為、基本的には、トラッキング補正をするにあたってアクチュエータを動作させる必要がなくなる。また、これにより正確なトラッキング補正ができるので、光ディスクの高い読み取り精度、および高い書き込み精度を有する光ピックアップ装置となる。

次に、本発明の実施の形態２の光ピックアップ装置に係る、偏光回転子と回折機能素子の構成を図５を用いて説明する。図５は、本発明に係る回折機能素子の他の構成例を示す図面である。なお、この実施の形態２の説明において、上述の実施の形態１に示した偏光回転子と回折機能素子との同じ動作を示す箇所には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

この実施の形態２に係る回折機能素子３００は、図５で示すように、偏光回転子９０と、液晶回折素子１５０、１６０を組み合わせて、一体の液晶素子として構成としている。この偏光回転子９０は、実施の形態１に係る液晶回折素子１５０の透明基板１１１ａの液晶層１１５ａとは反対側の面に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により形成された透明電極１１３ｆを配し、対向面にＩＴＯからなる透明電極１１３ｅを有した透明基板１１１ｄ、およびシール材１１４ｃを介して透明基板１１１ａ、１１１ｄによって挟持された液晶層１１５ｃを備える。これにより、偏光回転子９０と、液晶回折素子１５０、１６０を一体とした回折機能素子３００とすることができる。

なお、この偏光回転子９０の液晶層１１５ｃは、液晶材料にポジ型の液晶を用いて形成されている。また、配向膜１１２ｅ、１１２ｆは、ポリイミドからなる配向膜１１２ａ〜１１２ｄと同様に、ホモジニアス配向に設定するのがよい。

さらに、この偏光回転子９０の液晶層１１５ｃの液晶材料として、上述したポジ型の液晶に代えて、ネガ型の液晶を用いても良い。さらに、この有機材料からなる配向膜に代えて、無機配向膜を用い、この無機配向膜と液晶材料との組み合わせにより、ホメオトロピック配向としてもよい。

このように、この実施の形態２に係る回折機能素子３００は、実施例１に示したと同様に、トラッキング補正時にアクチュエータを動作させる必要がなくなるだけでなく、従来の構成における部品点数の増加を抑えることにより、小型化且つレーザ光源１からの往路光束１０１の光軸に対して、容易な光軸調整を可能とした光ピックアップ装置とすること
が出来る。

本発明の光ピックアップ装置の構成を示す図面である。（実施例１） 本発明に係る回折機能素子の構成を示す図面である。（実施例１） 本発明に係る回折機能素子の作用を示す図面である。（実施例１） 本発明に係る光ディスクのトラックに対する光束の作用とトラックに対する作用を示す図面である。（実施例１） 本発明に係る回折機能素子の構成を示す図面である。（実施例２） 従来の光ピックアップ装置の構成を示す図面である。 従来のグレーティングの構成、および作用を示す図面である。 従来の光ディスクのトラックに対する光束の作用とトラックに対する作用を示す図面である。

符号の説明

１ レーザ光源
２ コリメートレンズ
３ 偏光回転子
４ 回折機能素子
５ 偏光ビームスプリッタ
５ａ 偏光分離膜
６ 全反射ミラー
７、８ λ／４板
９、１０ 対物レンズ
１１ 第１の光ディスク
１２ 第２の光ディスク
１１ａ、１２ａ メインビームスポット
１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ サブビームスポット
１３ 集光レンズ
１４ 受光素子
１５ 光量信号
１９ 補正信号
１６ マイコン
１７、１８ 液晶駆動信号
２０ アクチュエータ制御部
２１ アクチュエータ駆動信号
４０、５０ トラックピッチ
９０ 偏光回転子
１００ 光ピックアップ装置
１０１〜１０３ 往路光束
１０２ａ、１０２ｄ、１０３ａ、１０３ｄ 往路メインビーム
１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｅ、１０２ｆ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｅ、１０３ｆ
往路サブビーム
１０４〜１０７ 復路光束
１１１ａ〜１１１ｄ 透明基板
１１２ａ〜１１２ｆ 配向膜
１１３ａ〜１１３ｆ 透明電極
１１４ａ〜１１４ｃ シール材
１１５ａ〜１１５ｃ 液晶層
１３０ａ、１３０ｂ 回折角度
１３１ａ、１３１ｂ 回転角度
１３２ａ、１３２ｂ 格子定数
１５０、１６０ 液晶回折素子
３００ 回折機能素子

Claims (4)

1. 光ビームを出射するレーザ光源と、
   当該レーザ光源から出射された前記光ビームの偏光状態を切り換える偏光回転子と、
   当該偏光回転子から出射する光ビームの偏光状態により、異なる光路に出射する偏向ビームスプリッタと、
   前記偏光回転子と前記偏向ビームスプリッタとの間に配し、前記光ビームを３ビームに分割するための回折格子と、
   前記偏向ビームスプリッタから出射される一方の光ビームを、第１の光ディスクに集光する第１の対物レンズと、
   前記偏向ビームスプリッタから出射される他方の光ビームを、第２の光ディスクに集光する第２の対物レンズと、を備え、
   前記回折格子は、前記第１の光ディスクのトラックピッチと、第１の対物レンズの開口数を考慮して設定された第１の回折格子と、当該第１の回折格子の回折方向と直交して設けられ、前記第２の光ディスクのトラックピッチと、第２の対物レンズの開口数を考慮して設定された第２の回折格子とが、前記光ビームの光軸方向に重ねて配置されて構成されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記第１と第２の回折素子は、２枚の透明基板の間に液晶層を挟持する液晶回折素子である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記第１と第２の回折素子は、一体にして形成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記第１、第２の回折素子に、前記偏光回転子がさらに一体化して形成される
   ことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。

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