JP3635516B2

JP3635516B2 - Optical disk device

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Publication number: JP3635516B2
Application number: JP20105597A
Authority: JP
Inventors: 義孝高橋; 洋秋山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: JPH1139701A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，基板厚の異なる情報記録媒体（以下光ディスクという）に対して互換性を保つと共に，レーザ光の有効利用及び装置の小型化等を可能にした光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の光ディスク装置の概念的構成は図１４に示す様な構成となっている。同図において，半導体レーザ１０１から出射した直線偏光のレーザ光は，コリメートレンズ１０２で略平行光とされ，偏光ビームスプリツタ１０３を通過し，そしてλ／４板１０４を通過して円偏光となる。その後，レーザ光は，偏向プリズム１０５で偏向されて対物レンズ１０６に入射し，当該対物レンズ１０６で集光されて光ディスク１０７に微小径のレーザスポットが形成，照射される。
【０００３】
一方，光ディスク１０７で反射したレーザ光は，往路とは反対回りの円偏光となり，対物レンズ１０６で再び略平行光とされ，偏向プリズム１０５で偏向されてλ／４板１０４を通過する。当該λ／４板１０４を通過することにより，レーザ光は往路と直交した直線偏光となって，偏光ビームスプリッタ１０３に入射し，当該偏光ビームスプリッタ１０３で反射され集光レンズ１０８により集束される。そして，レーザ光は受光素子１０９で受光され，当該受光素子１０９からの信号に基づき情報信号及びサーボ信号が検出されるようになっている。
【０００４】
このような光ディスク装置に対して，記録容量の大容量化が強く要望され，かかる要望に応えるべくレーザ光の短波長化が進められている。
【０００５】
一般に，光ディスク１０７に形成されるレーザスポットのスポット径は，レーザ光の波長λに比例し，記録容量は波長λの二乗に反比例して増大する。従って，レーザ光の波長を短くすれば，記憶容量の大容量化が可能になる。
【０００６】
しかし，光ディスク１０７には，反射率や記録パワーに対して強い波長依存性を持つものがあり，かかる光ディスク１０７に短波長のレーザ光を用いると再生や記録等ができなくなる問題がある。即ち，互換性が保たれなくなる問題がある。
【０００７】
そこで，従来用いられている波長（例えば，７８５ｎｍ）と，それより短波長（例えば，６５０ｎｍ）の２つのレーザ光を用いる方法が考えられ，そのためにそれぞれ波長の異なるレーザ光を出射する２つのレーザ源と，それぞれの波長に対応した光学特性を持つ２つの対物レンズ等により，２つの光ピックアップを持つ構成にすることが概念的に最も簡単な方法である。
【０００８】
ところが，このように２つの光ピックアップを持つ構成にすると，装置の大型化及びコストアップの要因となるので，レーザ源が２つで，対物レンズが１つからなる１つの光ピックアップにより光ディスク装置を構成することが提案されている（例えば，特開平６−２５９８０４号公報）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，レーザ源が２つで対物レンズが１つとする構成の場合，光路中のレーザ光の一部を分離し，当該分離されたレーザ光を用いてレーザ源から出射されるレーザ光の光量を光量検出器等で検出する際には，両方のレーザ源からのレーザ光に対して等量又は所定比で分離することが困難であった。このため光量検出器からの信号を処理するときにゲイン調整が必要になり，当該ゲイン調整回路によるコストアップ等が生じる問題がある。
【００１０】
また，分離する光量を適正に制御することが困難であるため，過剰な光量が光量検出器に導かれてレーザ光の有効利用が図れなくなる問題がある。
【００１１】
さらに，レーザ光の往復路の光路分離等を行う場合には，略直交した光路に分離されるので，装置の小型化が困難になる問題がある。
【００１２】
そこで，本発明は，従来の光ディスクに対して互換性を保ちながらレーザ光の有効利用，装置の簡略化，小型化及びコストアップを抑えることができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，請求項１にかかる発明は，基板厚の異なる２つの情報記録媒体と，基板厚に対応してそれぞれ異なる波長のレーザ光を出射する２つのレーザ源と，該レーザ源からのレーザ光を集光して情報記録媒体に微少径のレーザスポットを形成する対物レンズとを有してなる光ディスク装置において，レーザ源と対物レンズとの間に配設されて，入射するレーザ光の偏光状態に応じてレーザ光の往路と復路の光路分離を行う偏光性光路分離手段と，レーザ源と偏光性光路分離手段との間に配設されて，該偏光性光路分離手段に入射するレーザ源からのレーザ光に所定の位相差を生じさせる第１位相子と，偏光性光路分離手段で分離された復路のレーザ光を受光する受光手段とを有し，第１位相子の厚みをＤ１，２つのレーザ源の波長をλ１，λ２として，波長λ１，λ２の常光線に対する第１位相子の屈折率をｎｏ（λ１），ｎｏ（λ２），波長λ１，λ２の異常光線に対する第１位相子の屈折率をｎｅ（λ１），ｎｅ（λ２），波長λ１，λ２のレーザ光が第１位相子を通過することにより生じる位相差をδ（λ１），δ（λ２）としたときに，
δ（λ１）＝（２π／λ１）×（ｎｏ（λ１）−ｎｅ（λ１））×Ｄ１ …（式Ａ）
δ（λ２）＝（２π／λ２）×（ｎｏ（λ２）−ｎｅ（λ２））×Ｄ１ …（式Ｂ）
δ（λ１）＝（２ｎ＋１）×δ（λ２）＝（２Ｎ＋１）π …（式Ｃ）
但し，ｎ＝０，１，２，３… Ｎ＝１，２，３…
前記式Ａ，式Ｂ，式Ｃを満足するように第１位相子の厚さＤ１を設定して，偏光性光路分離手段に入射したレーザ源からのレーザ光のうち所定光量のレーザ光を例えば前方に設けた光量検出器に入射させることができるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２にかかる発明は，前記第１位相子の設定を，
δ（λ１）＝２ｎπ かつ δ（λ２）＝（Ｎ＋１）π …（式Ｄ）
又は
δ（λ２）＝２ｎπ かつ δ（λ１）＝（Ｎ＋１）π …（式Ｅ）
前記式Ａ，式Ｂ，式Ｄ又は式Ａ，式Ｂ，式Ｅを満足するように第１位相子の厚さＤ１を設定するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３にかかる発明は，偏光性光路分離手段と対物レンズとの間に設けた，当該領域を通過するレーザ光に略１／４波長の位相差を生じさせる第２位相子と，第１位相子のうち少なくとも１つを偏光性光路分離手段と一体に設けて，装置の小型化を可能にしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４にかかる発明は，第１位相子又は第２位相子の少なくとも１つを蒸着位相差膜で形成して，第１位相子又は第２位相子を必要十分な薄さにできるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５にかかる発明は，偏光性光路分離手段を入射したレーザ光の偏光状態に応じて，当該レーザ光を回折，透過させる偏光性回折格子により形成して，往路と復路とが直交しないようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６にかかる発明は，偏光性光路分離手段により光路分離された復路のレーザ光を受光する２つの受光素子からなる受光手段と，当該受光手段の各受光素子に，偏光性光路分離手段で分離された復路のレーザ光を分割し又は当該レーザ光の波長に応じて光路変更して受光させるレーザ光振分手段を設けて，異なる基板厚の情報記録媒体で反射されたレーザ光を当該情報記録媒体に対応させた受光素子で受光できるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７にかかる発明は，レーザ光振分手段として入射したレーザ光を回折する回折格子を用いて，当該レーザ光振分手段で振分けるレーザ光の振分方向の角度を小さくしたことを特徴とする。
【００２０】
請求項８にかかる発明は，偏光性光路分離手段とレーザ光振分手段との間に配設されて，波長の異なる一方のレーザ光に対しては，当該レーザ光の波長の略整数倍の位相差を生じさせ，他方のレーザ光に対しては，当該レーザ光の波長の略１／２倍の位相差を生じさせる第３位相子を設けることによりレーザ光の偏光状態を変え，その偏光状態に応じてレーザ光振分手段によりレーザ光を分割し又は当該レーザ光の波長に応じて光路を変更させるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
請求項９にかかる発明は，第３位相子を蒸着位相差膜で形成することにより，当該第３位相子を必要十分な薄さにできるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１０にかかる発明は，第３位相子をレーザ光振分手段と一体に設けたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１１にかかる発明は，レーザ光振分手段を入射するレーザ光の偏光状態に応じて回折，透過する偏光性回折格子で形成して，当該レーザ光振分手段で振分ける角度を小さくしたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１２にかかる発明は，２つのレーザ源と受光手段とが，１つに収納されたレーザユニットであることを特徴とする。
【００２５】
請求項１３にかかる発明は，２つのレーザ源が半導体レーザであって，その活性層の方向が互いに直交するように配設されてなることを特徴とする。
【００２６】
請求項１４にかかる発明は，第１位相子が，一方のレーザ源からのレーザ光に対して，波長の略整数倍の位相差を生じさせ，他方のレーザ源からのレーザ光に対しては略１／２波長の位相差を生じさせて偏光性光路分離手段に入射する際の各レーザ光の偏光状態を同一になるようにしたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１５にかかる発明は，レーザユニットに第１位相子，偏光性光路分離手段及び第２位相子が一体に設けられていることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本実施の形態にかかる光ディスク装置の概略構成図を示したものである。
【００２９】
第１，２半導体レーザ１ａ，１ｂから波長の異なるレーザ光が出射されて，コリメートレンズ３により略平行光にされる。その後，レーザ光は第１位相子である位相子４に入射して，当該位相子４で所定の位相差が生じて偏光ビームスプリッタ５に入射する。
【００３０】
偏光ビームスプリッタ５は，図２に示す様にＰ偏光のレーザ光は略１００％透過し，Ｓ偏光のレーザ光は略１００％反射する特性を持っている。広帯域の波長に対して，このような透過反射特性を持つ偏光ビームスプリッタを用いることにより，異なる波長に対しても十分な偏光特性が得られ，どちらの波長に対しても高効率の光学系を実現できる利点がある。
【００３１】
これにより位相子４から出射されたレーザ光がＳ偏光成分を含む場合には，当該Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ５で反射されて集光レンズ１３により集光され，光量検出器１４に受光される。
【００３２】
一方，Ｐ偏光成分は偏光ビームスプリッタ５で反射されることなく透過し，第２位相子であるλ／４板６に入射する。当該λ／４板６で位相がλ／４変化して円偏光となり偏向プリズム７に入射し偏向される。その後，対物レンズ８で集光されて第１又は第２の光ディスク９ａ，９ｂに微少スポットのレーザ光が照射される。
【００３３】
当該第１，２光ディスク９ａ，９ｂで反射されたレーザ光は，往路と略同一の光路をたどり，対物レンズ８で集束され，偏向プリズム７で偏向されてλ／４板６に入射する。そして，当該λ／４板６で往路と直交したＳ偏光にされて，偏光ビームスプリッタ５に入射し，当該偏光ビームスプリッタ５で略１００％反射される。
【００３４】
反射されたレーザ光は，検出レンズ１１により集束光となり受光手段である受光素子１２に受光され，当該受光素子１２からの信号に基づき公知の方法を用いて情報信号，トラッキング信号及びフォーカス信号のサーボ信号が検出される。
【００３５】
なお，第１，２半導体レーザ１ａ，１ｂから出射されるレーザ光の波長は，第１半導体レーザ１ａが７８５ｎｍ，第２半導体レーザ１ｂが６５０ｎｍであり，また，第１光ディスク９ａは基板厚の厚い（１．２ｍｍ）低容量光ディスクを示し，第２光ディスク９ｂは基板厚の薄い（０．６ｍｍ）大容量光ディスクを示すものとして説明する。
【００３６】
そして，第１光ディスク９ａに対して記録再生を行う時は，第１半導体レーザ１ａを発振させ，第２光ディスク９ｂに対して記録再生を行う時は，第２半導体レーザ１ｂを発振させる。
【００３７】
無論，上述した波長及び基板厚は例示であることを敢て付言するまでもない。また以下の説明では，便宜的理由から第１半導体レーザ１ａを長波長レーザ１ａ，第２半導体レーザ１ｂを短波長レーザ１ｂと記載し，これらを総称してレーザ１と記載する。さらに，基板厚の厚い光ディスク９ａを低密度ディスク９ａ，基板厚の薄い光ディスク９ｂを高密度ディスク９ｂと記載し，これらを総称して光ディスク９と記載する。
【００３８】
また，検出レンズ１１は，例えば片方の面が球面の円筒レンズが適用可能であり，フォーカス信号に対しては，例えば非点収差法が適用でき，トラッキング信号に対しては，位相差法等を適用することが可能である。
【００３９】
また，上述した偏光ビームスプリッタ５の光学特性としては，図３に示すように，Ｐ偏光のレーザ光は略１００％反射し，Ｓ偏光のレーザ光は略１００％透過させるものであってもよく，この様な特性を持つ場合には，位相子４及びλ／４板６における位相差の発生条件を当該偏光ビームスプリッタの特性に合わせて設定すればよいことは以下の説明から明らかである。以下においては，偏光ビームスプリッタ５の特性が，図２に示すような特性であるとして説明する。
【００４０】
さらに，位相子４及びλ／４板６は，単板の場合について説明するが，本発明はこれに限定されるものではなく，それぞれの光学軸を直交させて張合わせたものを用いることも可能である。
【００４１】
図４を参照して位相子４の機能を説明する。一般的に半導体レーザは同図に示すようなレーザチップ１ｃを有し，当該レーザチップ１ｃの活性層１ｄから当該活性層１ｄに平行な方向に偏光したレーザ光が出射される。そこで，図１においてレーザ１における各レーザチップ１ｃの活性層１ｄの方向が，それぞれ紙面上下方向に設定されているとする。
【００４２】
このとき偏光ビームスプリッタ５に入射するレーザ光は，共にＰ偏光となるので，光量検出器１４にレーザ光を導かない場合，即ちレーザ１から偏光ビームスプリッタ５に入射したレーザ光をそのまま通過させる場合には，位相子４により位相差を生じさせる必要がない。
【００４３】
一方，偏光ビームスプリッタ５に入射したレーザ光の一部，例えば光ディスク９に至るレーザ光の約１０（％）を光量検出器１４に導く場合は，後述する式１〜３を満たすように位相子４の厚みＤ１を設定すればよい。
【００４４】
即ち，光ディスク９に至るレーザ光の約１０（％）を光量検出器１４に入射させる場合は，位相子４の光学軸をＰ偏光面に対し約９度傾けて，位相子４で位相差がλ／２を生じさせることによりＳ偏光成分を発生させて，偏光ビームスプリッタ５に入射させればよい。
【００４５】
レーザ１からのレーザ光の波長をそれぞれλ１，λ２，波長λ１，λ２の常光線に対する位相子４の屈折率をｎｏ（λ１），ｎｏ（λ２），波長λ１，λ２の異常光線に対する屈折率をｎｅ（λ１），ｎｅ（λ２）とすれば，各波長λ１，λ２のレーザ光が位相子４を通過することにより生じる位相差δ（λ１），δ（λ２）は，
δ（λ１）＝（２π／λ１）（ｎｏ（λ１）−ｎｅ（λ１））Ｄ１ …（１）
δ（λ２）＝（２π／λ２）（ｎｏ（λ２）−ｎｅ（λ２））Ｄ１ …（２）
となる。
【００４６】
そして，波長λ１，λ２のレーザ光に対して，位相差が共にλ／２となるためには，位相差δ（λ１）と位相差δ（λ２）とが，
δ（λ１）＝（２ｎ＋１）δ（λ２）＝（２Ｎ＋１）π …（３）
但し，ｎ＝０，１，２，３…，Ｎ＝１，２，３…
の関係を満たせばよい。
【００４７】
また，長波長レーザ１ａに対しては，当該長波長レーザ１ａに内蔵されている図示しない後方光検出器で出射光量を検出し，短波長レーザ１ｂに対しては，光量検出器１４で光ディスクに至るレーザ光の約１０（％）を用いて出射光量を検出する場合には，位相子４の厚みＤ１を以下のように設定する。
【００４８】
即ち，長波長レーザ１ａからのレーザ光は，偏光ビームスプリッタ５により反射されることなく通過するようにすればよいので，位相子４により当該レーザ光に対して位相差を発生させる必要はなく，仮に位相差が発生する場合であっても，当該位相差が波長λの整数倍になればよい。
δ（λ１）＝２ｎπ …（４）
【００４９】
一方，短波長レーザ１ｂに対しては，上述した方法により，位相子４の光学軸をＰ偏光面に対して約９度傾けて，当該位相子４で生じる位相差が短波長レーザ１ｂからのレーザ光に対してλ／２となるようにすればよい。
δ（λ２）＝（Ｎ＋１）π …（５）
【００５０】
そして，式１，２で示す位相差δ（λ１），δ（λ２）が，式４，５を満たすように位相子４の厚みＤ１を設定すればよい。
【００５１】
なお，短波長レーザ１ｂに対しては，当該短波長レーザ１ｂに内蔵されている図示しない後方光検出器で出射光量を検出し，長波長レーザ１ａに対しては，光量検出器１４で光ディスクに至るレーザ光の約１０（％）を用いて出射光量を検出する場合も，上述した方法により位相子４の厚みＤ１を設定すればよい。
【００５２】
次に，光ディスク９からのレーザ光が偏向プリズム７で偏向されて偏光ビームスプリッタ５に入射し，当該偏光ビームスプリッタ５により入射したレーザ光の略全てを反射して受光素子１２に導く場合，即ち偏光ビームスプリッタ５で往路と復路との光路分離を行う場合について説明する。
【００５３】
この場合は，図２に示した特性から解るように，復路のレーザ光がＳ偏光であればよく，往路において偏光ビームスプリッタ５から出射された直後のレーザ光がＰ偏光なので，λ／４板６を往復２回通過することにより位相差がλ／２異なればよいことになる。即ち，λ／４板６を１っかい通過することにより，λ／４の位相差が発じればよい。
【００５４】
この条件を満足するλ／４板６の厚みＤ２は，λ／４板６の波長λ１，λ２に対する常光線に対する屈折率をＮｏ（λ１），Ｎｏ（λ２），異常光線に対する屈折率をＮｅ（λ１），Ｎｅ（λ２）とすると，各波長λ１，λ２のレーザ光に発生する位相差δ（λ１），δ（λ２）が，
δ（λ１）＝（２π／λ１）（Ｎｏ（λ１）−Ｎｅ（λ１））Ｄ２ …（６）
δ（λ２）＝（２π／λ２）（Ｎｏ（λ２）−Ｎｅ（λ２））Ｄ２ …（７）
となるので，これらが
δ（λ１）＝（２ｎ＋１）δ（λ２）＝（２Ｎ＋１）（π／２） …（８）
ｎ＝０，１，２，３…，Ｎ＝１，２，３…
を満たすようにλ／４板６の厚みＤ２を決定すればよい。
【００５５】
以上説明したように，位相子４の厚みを目的に合わせて設定することにより，異なる波長のレーザ光にそれぞれ所望の位相差を発生させることができ，これにより偏光性光路分離手段５において所定量のレーザ光を分離して取出すことが可能になる。
【００５６】
従って，分離して取り出されたレーザ光を光量検出器１４で受光する場合でも，当該受光したレーザ光の光量が所定光量であるためゲイン調整が不要になり，当該ゲイン調整回路が不要になる。また，当該取り出されたレーザ光は必要十分な光量であるので，レーザ光の有効利用が可能になり，光学系の設計自由度を増すことが可能になる。
【００５７】
さらに，異なる波長の光に対して共にλ／４の位相差を生じるλ／４板を設けたので，どちらの波長のレーザ光に対しても，往路と復路とで偏光状態を完全に直交させることができ，偏光ビームスプリッタ５で高効率に往路，復路の光路分離が行え，レーザ光の利用効率を高くすることが可能になる。
【００５８】
なお，位相子４及びλ／４板６を偏光ビームスプリッタ５と一体に設けることも可能であり，かかる場合には部品数の削減が可能になるので装置の小型化や低コストが図れる。
【００５９】
特に，位相子４及びλ／４板６を蒸着による蒸着位相差膜とすることにより当該位相子４，λ／４板６を必要十分な厚さに形成することがきると共に，これらの材料として高価な復屈折結晶を用いる必要が無くなり，装置の小型化や低コストに大きく寄与することが可能になる。
【００６０】
蒸着位相差膜の材料としては，Ｔａ₂Ｏ₅，ＳｎＯ₂等を用いることができる。
【００６１】
ここで，必要十分な厚さとは以下の意味である。従来，例えば，波長λ＝６５０ｎｍで，位相子４をλ／４の厚さにしたいときは，λ／４＝１６２．５ｎｍとなり，これが必要十分な厚さであるが，このような薄い膜を切出し加工等により形成し，そして組込み等を行うことは非常に困難である。そこで，位相子の厚みをλ／４＋ｋλ（ｋ：整数）として，同一の位相差が発生するようにしながら厚さのみを厚くすることが行われる。しかし，蒸着位相差膜は，このような加工，組立等が不要なので，実際の寸法としてλ／４＝１６２．５ｎｍの厚みの位相子を用いることが可能になる。
【００６２】
次に，本発明の第２の実施の形態を図を参照して説明する。なお，第１の実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。
【００６３】
図５は本実施の形態にかかる光ディスク装置の概略構成を示す図である。本実施の形態においては，図１における偏光ビームスプリッタ５に変えて偏光性回折格子１５を用いた点が特徴となっている。そして当該偏光性回折格子１５に位相子４及びλ／４板６が一体に設けられている。無論，これらを一体に設け無ければならない必然性は無いが，一体に設けることにより上述した効果を得ることが可能になる利点がある。
【００６４】
偏光性回折格子１５は，格子溝１５ａを有して，当該格子溝１５ａに入射したレーザ光の偏光状態により透過，回折が生じる。
【００６５】
このような偏光性回折格子１５としては，例えば，ＬｉＮｂＯ₃（下付）に格子溝を形成した偏光性ホログラムでもよく，また狭ピッチ（波長λの１／２程度），深溝の格子溝を形成したものでもよい（光学第２０巻第８号ｐｐ．３６（１９９１年８月）前田英男他光磁気ヘッド用高密度デュアルグレーティング）。本実施の形態では，偏光性回折格子１５としてＬｉＮｂＯ₃に格子溝を形成した場合について説明する。
【００６６】
レーザ１からのレーザ光は，格子溝１５ａの溝方向（図５において右方向：以下同じ）に平行に進行するレーザ光で，位相子４により格子溝１５ａと直交（図５において上下方向：以下同じ）する偏光成分が発生すると，当該偏光成分は回折されて光量検出器１４に入射するようになる。
【００６７】
一方，格子溝１５ａに平行（図５において紙面に垂直な方向：以下同じ）な偏光成分は，偏光性回折格子１５を通過し，λ／４板６により円偏光とされ，光ディスク９に照射される。
【００６８】
低密度ディスク９ａで反射されたレーザ光は，λ／４板６により格子溝１５ａと直交した偏光になり，これにより偏光性回折格子１５で回折され，その回折光がコリメートレンズ３で集束光されて受光素子１２に受光され，情報信号及びサーボ信号が検出される。
【００６９】
偏光性回折格子１５及び受光素子１２の構成として，図６，図７に示すような領域分割されたものが可能である。但し，これは例示であって，本発明はこれに限定されるものではない。
【００７０】
図６に示す偏光性回折格子１５は，３つの領域Ａ，Ｂ，Ｃからなり，各領域Ａ，Ｂ，Ｃに形成された格子溝１５ａに対応した方向にレーザ光が回折される。また，受光素子１２は，図７に示すように４つの領域Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに分割構成されている。
【００７１】
そして，図６の領域Ａで回折されたレーザ光は，受光素子１２の領域Ｅと領域Ｆの中央部分に入射するように設定され，ナイフエッジ法によりフォーカス信号Ｆｏが領域Ｅと領域Ｆとの光電信号の差分から検出される。
【００７２】
また，領域Ｂ，Ｃで回折されたレーザ光は，受光素子１２の領域Ｇ，Ｈにそれぞれ入射し，領域Ｇ，Ｈの光電信号の差分からトラック信号Ｔｒが検出される。
【００７３】
さらに，情報信号は，領域Ｅ，Ｆ，Ｇ．Ｈからの光電信号の総和又はその一部から検出される。
【００７４】
このように偏光性回折格子１５により往復路の光路分離を行った場合，往路と復路とが直角にならないので，装置の小型化が可能になり利点がある。
【００７５】
また，偏光性回折格子を複数の領域に分割してサーボ信号を検出するようにしたので，従来必要であった，シリンドリカルレンズ，ナイフエッジプリズム等のサーボ信号発生用光学素子が不要となって，部品点数の削減及び低コスト化が可能になる。
【００７６】
次に，本発明の第３の実施の形態を図を参照して説明する。なお，第１，２の実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。
【００７７】
上述した各実施の形態においては，受光手段は１つの受光素子１２からなり，低密度ディスク９ａ及び高密度ディスク９ｂからの反射光は，当該受光素子１２で受光するようにしていた。
【００７８】
しかし，本発明はこれに限定されるものではなく，２つの受光素子１７，１８を用いて，例えば受光素子１７を低密度ディスク９ａに対するサーボ信号等を検出するための専用素子とし，受光素子１８を高密度ディスク９ｂに対するサーボ信号等を検出するための専用素子として，各受光素子１７，１８の調整等を容易にすると共に，高品質な各種検出信号が得られるようにしたものである。
【００７９】
図８〜１１は，第１実施の形態にかかる構成について例示したものであるが，第２の実施の形態についても同様の構成とすることが原理的に可能である。
【００８０】
なお，図８，９に示すレーザ光振分手段１６，１９は，波長に関係なく，即ち低密度ディスク９ａからの反射光であるか高密度ディスク９ｂからの反射光であるかを問わずに入射したレーザ光を分割して受光素子１７，１８に入射させる構成である。また図１０，１１に示すレーザ光振分手段２１，２２は波長，即ち低密度ディスク９ａからの反射光であるか高密度ディスク９ｂからの反射光であるかにより，入射したレーザ光の光路を変えて対応する受光素子１７，１８に入射させる構成となっている。
【００８１】
即ち，図８は，検出レンズ１１と受光素子１７，１８との光路中にレーザ光振分手段であるハーフミラ１６を設けて，検出レンズ１１からのレーザ光をハーフミラー１６で２つに分け，それぞれを受光素子１７，１８で受光するようにしたものである。
【００８２】
そして，長波長レーザ１ａからのレーザ光により，低密度ディスク９ａに対して記録再生する時は，受光素子１７からの光電信号によりサーボ信号及び情報信号を検出する。また，短波長レーザ１ｂからのレーザ光により，高密度ディスク９ｂに対して記録再生する時は，受光素子１８からの信号によりサーボ信号及び情報信号を検出する。
【００８３】
また図９は，検出レンズ１１と受光素子１７，１８との光路中にレーザ光振分手段である回折格子１９を設けて，検出レンズ１１からのレーザ光を，回折格子１９により２つに分け，それぞれを受光素子１７，１８で受光するようにしたものである。
【００８４】
そして，長波長レーザ１ａからのレーザ光により，低密度ディスク９ａに対して記録再生する時は，受光素子１７からの信号によりサーボ信号及び情報信号を検出する。また，短波長レーザ１ｂからのレーザ光により，高密度ディスク９ｂに対して記録生成する時は，受光素子１８からの信号によりサーボ信号及び情報信号を検出する。
【００８５】
図１０は，検出レンズ１１と受光素子１７，１８との光路中に第３位相子である位相子２０とレーザ光振分手段である偏光ビームスプリッタ等の偏光光学素子２１とを順次設けた構成となっている。
【００８６】
そして，位相子２０により長波長レーザ１ａからのレーザ光に対しては，整数倍の位相差を生じさせ，短波長レーザ１ｂからのレーザ光に対しては，略λ／２の位相差を生じさせる。その後，偏光光学素子２１に入射させて光路分離を行うようにしたものである。
【００８７】
これにより低密度ディスク９ａで反射された長波長レーザ１ａからのレーザ光は，位相子２０によりＳ偏光となって偏光光学素子２１に入射し，当該偏光光学素子２１で略１００％反射されて受光素子１７に入射する。また，短波長レーザ１ｂからのレーザ光は，位相子２０によりＰ偏光となって偏光光学素子２１に入射し，当該偏光光学素子２１を略１００％透過して受光素子１８に入射するようになる。
【００８８】
そこで，長波長レーザ１ａからのレーザにより低密度ディスク９ａに対して記録再生を行う時は，受光素子１７の出力に基づいてサーボ信号及び情報信号を検出し，短波長レーザ１ｂからのレーザにより高密度ディスク９ｂに対して記録再生を行う時は，受光素子１８の出力に基づいてサーボ信号及び情報信号を検出する。
【００８９】
図１１は，検出レンズ１１と受光素子１７，１８との光路中に第３の位相子である位相子２０と偏光性回折格子２２とを順次設けたものである。そして，位相子２０により長波長レーザ１ａからのレーザ光に対しては，整数倍の位相差を生じさせ，短波長レーザ１ｂからのレーザ光に対しては，略λ／２の位相差を生じさせる。その後，偏光性回折格子２２に入射させて受光素子１７，１８に入射させる。なお，偏光性回折格子２２は，偏光性回折格子１５と同様な構成でよい。
【００９０】
そして，長波長レーザ１ａからのレーザ光は，位相子２０で偏光性回折格子２２の格子溝２２ａに直交（図１１で左右方向）した偏光となり，これにより偏光性回折格子２２で回折されて受光素子１７に入射する。
【００９１】
一方，短波長レーザ１ｂからのレーザ光は，位相子２０により偏光方向が９０度回転されて，偏光性回折格子２２の格子溝２２ａに対し平行（図１１で紙面に垂直な方向）な偏光となり，これにより偏光性回折格子２２を透過して受光素子１８に入射する。
【００９２】
これにより長波長レーザ１ａからのレーザ光により，低密度ディスク９ａに対して記録再生する時は，受光素子１７から信号に基づきサーボ信号及び情報信号を検出する。また，短波長レーザ１ｂからのレーザ光により，高密度ディスク９ｂに対して記録再生する時は，受光素子１８からの信号に基づきサーボ信号及び情報信号を検出する。
【００９３】
なお，レーザ光振分手段として回折格子１９及び偏光性回折格子２２を用いることにより，レーザ光の振分方向の角度が小さくできるので，装置の小型化が可能になり利点がある。
【００９４】
また，位相子２０を用いて偏光光学素子２１及び偏光性回折格子２２に入射する波長の異なる２つのレーザ光の偏光方向を略直交させたので，波長の異なる２つのレーザ光を完全に分離して，対応する受光素子１７，１８で受光できるようになり，レーザ光の利用効率が高くなると共にＳ／Ｎの高い情報信号及びサーボ信号が検出できるようになる。
【００９５】
次に，本発明の第４の実施の形態を図を参照して説明する。なお，第１〜３の実施の形態と同一構成に関しては同一符号を用い説明を適宜省略する。
【００９６】
これまでの説明では，長波長レーザ１ａ及び短波長レーザ１ｂはそれぞれ別体に形成された場合について説明した。しかし，本発明はこれに限定されるものではなく，図１２，図１３に示すように２つレーザ１を１つのケース内に収納したレーザユニットを用いても良い。
【００９７】
図１２，図１３は，第２の実施の形態かかる構成にレーザユニットを用いた場合を示したものであるが，第１の実施の形態に当該レーザユニットを用いても良いことは付言するまでもない。
【００９８】
図１２に示すように，レーザユニットには図４に示すような２つレーザチップと１つの受光素子１２とが配設されている。当該レーザチップを２３ａ，２３ｂで示す。各レーザチップ２３ａ，２３ｂからは，レーザ１から出射されると同様の波長のレーザ光，即ちレーザチップ２３ａからの波長６３５ｎｍのレーザ光が，またレーザチップ２３ｂから波長７８５ｎｍのレーザ光が出射されるものとする。
【００９９】
そして，波長６３５ｎｍのレーザ光の偏光方向は，レーザチップ２３ａの活性層に垂直方向（図４においてＴＭモード）であり，波長７８５ｎｍのレーザ光の偏光方向は，レーザチップ２３ｂの活性層に平行方向（図４においてＴＥモード）とする。
【０１００】
このとき，偏光性回折格子１５に入射する際のレーザ光の偏光方向は，共に格子溝１５ａに平行（図１２で紙面に垂直な方向）な偏光とする必要があるので，例えば，それぞれのレーザチツプ２３ａ，２３ｂの活性層の方向を直交させるか，または一方の波長に対しては整数倍の位相差を生じさせ，他方の波長に対しては略λ／２の位相差を生じさせるように位相子４の厚みを設定する。
【０１０１】
なお，図１３に示すように，位相子４，偏光性回折格子１５及びλ／４板６はそれぞれ一体に設けられても良く，またこれらがレーザユニット２３のレーザ光出射窓に取付けられていても良い。
【０１０２】
このようにレーザユニットを用いることにより，部品点数の削減及び装置の小型化が可能になると共に光学系組み付け工数の削減及びそれによる低コスト化が可能になる。
【０１０３】
また，各部品を一体化しているので，温度，湿度の変化及び経時変化に対して，高い信頼性を得ることが可能になる。
【０１０４】
また，２つのレーザチップ２３ａ，２３ｂの活性層が互いに直交するように配設されて，当該各レーザチップ２３ａ，２３ｂから出射されるレーザ光の偏光方向が互いに直交する場合であっても，位相子４により偏光性光路分離手段１５に入射するレーザ光の偏光状態を同一にすることができるので，往路及び復路のレーザ光の利用効率を高くすることが可能になる。
【０１０５】
さらにレーザチップ２３ａ，２３ｂの活性層に対し，当該レーザチップ２３ａ，２３ｂから出射されるレーザ光の偏光方向が直交している異なる種類のレーザ源を用いる場合に，活性層の方向を平行に取付けたときであっても，一方のレーザ光に対しては波長の略整数倍の位相差を生じせしめ，他方のレーザ光に対しては，波長の略１／２倍の位相差を生じさせるように位相子４を設けたので，偏光性光路分離手段１５に入射する際の各レーザ光の偏光状態を同一にすることができ，往路，復路のレーザ光の利用効率を高くすることが可能になる。
【０１０６】
【発明の効果】
請求項１にかかる発明によれば，第１位相子により異なる波長の２つのレーザ光に対し，それぞれ所定の位相差を生じさせることが可能になり，当該位相差に応じて偏光性光路分離手段での反射，透過するレーザ光の光量比率を容易に調整することができるようになる。
【０１０７】
従って，２つのレーザに対して同じ位相差を生じさせて同量のレーザ光を光量検出器等に導くことができて，レーザ光の有効利用が可能になると共に，光量検出器からの信号のゲイン調整を不要にして回路を簡略化でき，さらに光学系の設計自由度を増すことが可能になる。
【０１０８】
請求項２にかかる発明によれば，一方のレーザ光に対してのみ位相差を生じさせて，当該レーザ光の一部を偏光性光路分離手段で反射させて光量検出器等に導くことができて，レーザ光の有効利用が可能になると共に，光量検出器からの信号のゲイン調整を不要にして回路を簡略化でき，さらに光学系の設計自由度を増すことが可能になる。
【０１０９】
請求項３にかかる発明によれば，第１位相子又は第２位相子とのうち少なくとも１つを偏光性光路分離手段と一体に設けたので，装置の小型化が図れる。
【０１１０】
請求項４にかかる発明によれば，第１位相子又は第２位相子の少なくとも１つを蒸着位相差膜で形成したので，各位相子を必要十分な薄さにすることができるようになると共に，各位相子の材料として高価な複屈折結晶を用いる必要がなくなるため，装置の小型化，低コスト化が図れる。
【０１１１】
請求項５にかかる発明によれば，偏光性光路分離手段に偏光性回折格子を用いたので，往路と復路とが直交しない構成とすることができ，装置の小型化が図れると共に，当該偏光性回折格子を複数の領域に分割してサーボ信号を検出するようにしたので，従来必要であった，シリンドリカルレンズ，ナイフエッジプリズム等のサーボ信号発生用光学素子が不要となって，部品点数の削減及び低コスト化が図れる。
【０１１２】
請求項６にかかる発明によれば，情報記録媒体で反射されたレーザ光を受光する受光手段に，当該レーザ光の波長に対応して受光素子を設けたので，各波長の反射光に対して受光素子が調整でき，精度の高いサーボ信号を検出することが可能になる。
【０１１３】
請求項７にかかる発明によれば，レーザ光振分手段として回折格子を用いたので，レーザ光の振分方向の角度が小さくでき，装置の小型化が図られる。
【０１１４】
請求項８にかかる発明によれば，偏光性光路分離手段とレーザ光振分手段との間に設けた第３位相子により，一方のレーザ光に対しては，当該レーザ光の波長の略整数倍の位相差を生じさせ，他方のレーザ光に対しては，当該レーザ光の波長の略１／２倍の位相差を生じさせるようにしたので，これら波長の異なる２つのレーザ光の偏光方向を直交させることが可能になって，レーザ光振分手段により当該波長の異なる２つのレーザ光を完全に分離できるようになる。よって，効率良く受光手段で受光することができ，Ｓ／Ｎの高い情報信号及びサーボ信号の検出が可能になる。
【０１１５】
請求項９にかかる発明によれば，第３位相子に蒸着による位相差膜を用いたので，当該第３位相子を必要十分な薄さにすることができるようになると共に，当該第３位相子の材料として高価な複屈折結晶を用いる必要がなくなるため，装置の小型化及び低コスト化が可能になる。
【０１１６】
請求項１０にかかる発明によれば，第３位相子とレーザ光振分手段とを一体化したので，装置の小型化が可能になる。
【０１１７】
請求項１１にかかる発明によれば，レーザ光振分手段として偏光性回折格子を用いたので，当該レーザ光振分手段で振分ける角度を小さくすることができて装置の小型化が図られる。
【０１１８】
また，偏光性回折格子を複数の領域に分割することにより，サーボ信号検出用のレーザ光を生成することができ，従来必要であったシリンドリカルレンズ，ナイフエッジプリズム等のサーボ信号発生用の光学素子が不要になり部品の削減及び装置のコストかが可能になる。
【０１１９】
請求項１２にかかる発明によれば，２つのレーザ源と受光手段とを１つのケースに収納したレーザユニットを用いたので，部品点数の削減及び装置の小型化が可能になる。
【０１２０】
請求項１３にかかる発明によれば，２つのレーザチップの活性層が互いに直交するように配設されて，当該各レーザチップから出射されるレーザ光の偏光方向が互いに直交する場合であっても，偏光性光路分離手段に入射するレーザ光の偏光状態を同一にすることができるので，往路及び復路のレーザ光の利用効率を高くすることが可能になる。
【０１２１】
請求項１４にかかる発明によれば，レーザチップの活性層に対し，当該レーザチップから出射されるレーザ光の偏光方向が直交している異なる種類のレーザ源を用いる場合に，活性層の方向を平行に取付けたときであっても，一方のレーザ光に対しては波長の略整数倍の位相差を生じせしめ，他方のレーザ光に対しては，波長の略１／２倍の位相差を生じさせるように第１位相子を設けたので，偏光性光路分離手段に入射する際の各レーザ光の偏光状態を同一にすることができ，往路，復路のレーザ光の利用効率を高くすることが可能になる。
【０１２２】
請求項１５にかかる発明によれば，レーザユニットに第１位相子，偏光性光路分離手段及び第２位相子を一体に設けたので，光学系の部品点数を大幅の削減することがきると共に，光学系組み付け工数の削減及びそれによる低コスト化，さらに装置の小型化が可能になる。
【０１２３】
また，各部品を一体化しているので，温度，湿度の変化及び経時変化に対して，高い信頼性を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の説明に適用される光ディスク装置の概略構成図である。
【図２】偏光ビームスプリッタの特性図である。
【図３】図２と逆の特性を持つ偏光ビームスプリッタと特性図である。
【図４】レーザチップの斜視図である。
【図５】第２の実施の形態の説明に適用される光ディスク装置の概略構成図である。
【図６】図５に用いられる偏光性回折格子の構成図である。
【図７】図５に用いられている受光素子の構成図である。
【図８】第３の実施の形態の説明に適用される光ディスク装置の概略構成図である。
【図９】第３の実施の形態の説明に適用される光ディスク装置の他の概略構成図である。
【図１０】第３の実施の形態の説明に適用される光ディスク装置の他の概略構成図である。
【図１１】第３の実施の形態の説明に適用される光ディスク装置の他の概略構成図である。
【図１２】第４の実施の形態の説明に適用される光ディスク装置の概略構成図である。
【図１３】第４の実施の形態の説明に適用される光ディスク装置の他の概略構成図である。
【図１４】従来の技術の説明に適用される一般的な光ディスク装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ａ第１半導体レーザ素子
１ｂ第２半導体レーザ素子
４，２０位相子
５偏光ビームスプリッタ
６ λ／４板
８対物レンズ
９ａ，９ｂ光ディスク
１２，１７，１８受光素子
１４光量検出器
１５，２２偏光性回折格子
１６ハーフミラー
１９回折格子
２１偏光光学素子
２３レーザユニット
Ｉｃレーザチップ
Ｉｄ活性層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disk apparatus that maintains compatibility with information recording media (hereinafter referred to as optical disks) having different substrate thicknesses, and that enables effective use of laser light and downsizing of the apparatus.
[0002]
[Prior art]
The conceptual configuration of a conventional optical disk apparatus is as shown in FIG. In the figure, linearly polarized laser light emitted from the semiconductor laser 101 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 102, passes through the polarization beam splitter 103, and passes through the λ / 4 plate 104 to become circularly polarized light. . Thereafter, the laser light is deflected by the deflecting prism 105 and enters the objective lens 106, and is condensed by the objective lens 106 to form and irradiate the optical disc 107 with a laser spot having a small diameter.
[0003]
On the other hand, the laser light reflected by the optical disk 107 becomes circularly polarized light opposite to the outward path, is converted into substantially parallel light again by the objective lens 106, is deflected by the deflecting prism 105, and passes through the λ / 4 plate 104. By passing through the λ / 4 plate 104, the laser light becomes linearly polarized light orthogonal to the forward path, enters the polarization beam splitter 103, is reflected by the polarization beam splitter 103, and is focused by the condenser lens 108. The laser light is received by the light receiving element 109, and an information signal and a servo signal are detected based on a signal from the light receiving element 109.
[0004]
For such an optical disc apparatus, there is a strong demand for an increase in recording capacity, and in order to meet such a demand, the wavelength of laser light is being shortened.
[0005]
In general, the spot diameter of the laser spot formed on the optical disc 107 is proportional to the wavelength λ of the laser beam, and the recording capacity increases in inverse proportion to the square of the wavelength λ. Therefore, the storage capacity can be increased by shortening the wavelength of the laser beam.
[0006]
However, some optical discs 107 have a strong wavelength dependence with respect to reflectance and recording power, and there is a problem that reproduction or recording cannot be performed if a short wavelength laser beam is used for the optical disc 107. That is, there is a problem that compatibility cannot be maintained.
[0007]
Therefore, a method using two laser beams having a wavelength (for example, 785 nm) and a shorter wavelength (for example, 650 nm) that have been conventionally used is conceivable. For this reason, two lasers that emit laser beams having different wavelengths are used. The simplest method is conceptually having two optical pickups by using a source and two objective lenses having optical characteristics corresponding to the respective wavelengths.
[0008]
However, such a configuration having two optical pickups causes an increase in size and cost of the apparatus, so that the optical disk apparatus can be configured by one optical pickup having two laser sources and one objective lens. It has been proposed to configure (for example, JP-A-6-259804).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of a configuration in which there are two laser sources and one objective lens, a part of the laser light in the optical path is separated, and the amount of the laser light emitted from the laser source using the separated laser light is reduced. When detecting with a light quantity detector or the like, it is difficult to separate the laser beams from both laser sources at an equal amount or a predetermined ratio. For this reason, gain adjustment is required when processing the signal from the light quantity detector, and there is a problem in that the cost is increased by the gain adjustment circuit.
[0010]
In addition, since it is difficult to properly control the amount of light to be separated, there is a problem that excessive amount of light is guided to the light amount detector and the laser light cannot be effectively used.
[0011]
Furthermore, when performing the optical path separation of the round trip path of the laser beam, the optical path is separated into substantially orthogonal paths, which makes it difficult to reduce the size of the apparatus.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical disc apparatus capable of suppressing the effective use of laser light, simplification of the apparatus, miniaturization, and cost increase while maintaining compatibility with conventional optical discs.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes two information recording media having different substrate thicknesses, two laser sources that emit laser beams having different wavelengths corresponding to the substrate thickness, and the laser sources. In an optical disk apparatus having an objective lens for condensing laser light from a laser beam and forming a laser spot with a small diameter on an information recording medium, an incident laser disposed between the laser source and the objective lens Depending on the polarization state of the lightRoadA polarizing optical path separating means for separating the optical path from the return path, and a laser beam from the laser source incident on the polarizing optical path separating means. A first phase shifter for generating a phase difference, and a light receiving means for receiving the laser beam in the return path separated by the polarizing optical path separating means.The thickness of the first phase shifter is D1, the wavelengths of the two laser sources are λ1 and λ2, and the refractive indices of the first phase shifter with respect to the ordinary rays of the wavelengths λ1 and λ2 are no (λ1), no (λ2), The refractive index of the first phase shifter for the extraordinary rays of wavelengths λ1 and λ2 is ne (λ1) and ne (λ2), and the phase difference caused by the laser light of wavelengths λ1 and λ2 passing through the first phase shifter is δ (λ1 ), Δ (λ2),
  δ (λ1) = (2π / λ1) × (no (λ1) −ne (λ1)) × D1 ... (Formula A)
  δ (λ2) = (2π / λ2) × (no (λ2) −ne (λ2)) × D1 ... (Formula B)
  δ (λ1) = (2n + 1) × δ (λ2) = (2N + 1) π ... (Formula C)
      However, n = 0, 1, 2, 3... N = 1, 2, 3.
  The thickness D1 of the first phase shifter is set so as to satisfy the expressions A, B, and C.The laser light having a predetermined light amount out of the laser light incident on the polarizing optical path separating means can be made incident on, for example, a light amount detector provided in front.
[0014]
  The invention according to claim 2The setting of the first phaser is
  δ (λ1) = 2nπ and δ (λ2) = (N + 1) π (formula D)
  Or
  δ (λ2) = 2nπ and δ (λ1) = (N + 1) π (Equation E)
  The thickness D1 of the first phase shifter is set so as to satisfy the expressions A, B, D or A, B, E.It is characterized by doing so.
[0015]
  The invention according to claim 3 is:A second phase shifter that is provided between the polarizing optical path separating means and the objective lens and causes a phase difference of approximately ¼ wavelength in the laser light passing through the region; and a first phase shifterAt least one of them is provided integrally with the polarizing optical path separating means, and the apparatus can be miniaturized.
[0016]
In the invention according to claim 4, at least one of the first phase shifter or the second phase shifter is formed of a vapor deposition phase difference film so that the first phase shifter or the second phase shifter can be made sufficiently thin. It is characterized by that.
[0017]
The invention according to claim 5 is formed by a polarizing diffraction grating that diffracts and transmits the laser light in accordance with the polarization state of the laser light incident on the polarizing optical path separation means so that the forward path and the backward path do not intersect at right angles. It is characterized by that.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a light receiving means comprising two light receiving elements for receiving the return laser beam separated by the polarizing light path separating means, and each light receiving element of the light receiving means includes a polarizing light path separating means. Laser light distribution means for splitting the separated backward laser beam or changing the optical path according to the wavelength of the laser beam and receiving the laser beam is provided, and the laser beam reflected by the information recording medium having a different substrate thickness is used as the information. A light receiving element corresponding to the recording medium can receive light.
[0019]
The invention according to claim 7 is characterized in that a diffraction grating for diffracting incident laser light is used as the laser light distribution means, and the angle of the laser light distribution direction distributed by the laser light distribution means is reduced. And
[0020]
The invention according to claim 8 is disposed between the polarizing optical path separating means and the laser light distributing means, and for one laser light having a different wavelength, is approximately an integral multiple of the wavelength of the laser light. For the other laser beam, a third phase shifter that generates a phase difference of approximately ½ times the wavelength of the laser beam is provided to change the polarization state of the laser beam. According to the present invention, the laser beam is divided by the laser beam distribution means or the optical path is changed according to the wavelength of the laser beam.
[0021]
The invention according to claim 9 is characterized in that the third phase retarder can be made thin and necessary by forming the third phase retarder with a vapor deposition phase difference film.
[0022]
The invention according to claim 10 is characterized in that the third phase shifter is provided integrally with the laser beam distribution means.
[0023]
According to the eleventh aspect of the present invention, the laser beam distribution unit is formed of a polarizing diffraction grating that diffracts and transmits according to the polarization state of the incident laser beam, and the angle of distribution by the laser beam distribution unit is reduced. It is characterized by that.
[0024]
The invention according to claim 12 is a laser unit in which the two laser sources and the light receiving means are housed in one.
[0025]
The invention according to claim 13 is characterized in that the two laser sources are semiconductor lasers, and the active layers are arranged so that their directions are orthogonal to each other.
[0026]
According to the fourteenth aspect of the present invention, the first phase shifter causes a phase difference that is approximately an integral multiple of the wavelength of the laser beam from one laser source, and the laser beam from the other laser source. It is characterized in that the polarization state of each laser beam is made the same when a phase difference of approximately ½ wavelength is generated and incident on the polarizing optical path separating means.
[0027]
The invention according to claim 15 is characterized in that the laser unit is integrally provided with the first phase shifter, the polarizing optical path separating means and the second phase shifter.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus according to the present embodiment.
[0029]
Laser light having different wavelengths is emitted from the first and second semiconductor lasers 1 a and 1 b, and is collimated by the collimating lens 3. Thereafter, the laser light enters the phase shifter 4 that is the first phase shifter, and a predetermined phase difference is generated in the phase shifter 4 and enters the polarization beam splitter 5.
[0030]
As shown in FIG. 2, the polarization beam splitter 5 has a characteristic of transmitting approximately 100% of P-polarized laser light and reflecting approximately 100% of S-polarized laser light. By using a polarizing beam splitter with such transmission and reflection characteristics for a wide range of wavelengths, sufficient polarization characteristics can be obtained for different wavelengths, and a highly efficient optical system for both wavelengths can be obtained. There are benefits that can be realized.
[0031]
As a result, when the laser light emitted from the phase shifter 4 includes an S-polarized component, the S-polarized component is reflected by the polarization beam splitter 5, collected by the condenser lens 13, and received by the light amount detector 14. The
[0032]
On the other hand, the P-polarized component is transmitted without being reflected by the polarization beam splitter 5 and is incident on the λ / 4 plate 6 which is the second phase shifter. The phase is changed by λ / 4 by the λ / 4 plate 6 to become circularly polarized light, which is incident on the deflecting prism 7 and deflected. Thereafter, the light is condensed by the objective lens 8 and the first or second optical disk 9a, 9b is irradiated with a laser beam of a minute spot.
[0033]
The laser beams reflected by the first and second optical disks 9a and 9b follow substantially the same optical path as the forward path, are focused by the objective lens 8, are deflected by the deflecting prism 7, and are incident on the λ / 4 plate 6. Then, the λ / 4 plate 6 is made S-polarized light orthogonal to the outward path, enters the polarization beam splitter 5, and is reflected by the polarization beam splitter 5 approximately 100%.
[0034]
The reflected laser light is converged by the detection lens 11 and received by the light receiving element 12 as the light receiving means, and servos of the information signal, tracking signal, and focus signal are performed using a known method based on the signal from the light receiving element 12. A signal is detected.
[0035]
The wavelengths of the laser beams emitted from the first and second semiconductor lasers 1a and 1b are 785 nm for the first semiconductor laser 1a and 650 nm for the second semiconductor laser 1b, and the first optical disk 9a has a thick substrate. A (1.2 mm) low-capacity optical disk will be described, and the second optical disk 9b will be described as a thin-film (0.6 mm) large-capacity optical disk.
[0036]
The first semiconductor laser 1a is oscillated when recording / reproduction is performed on the first optical disk 9a, and the second semiconductor laser 1b is oscillated when recording / reproduction is performed on the second optical disk 9b.
[0037]
Of course, it goes without saying that the above-described wavelengths and substrate thicknesses are merely examples. In the following description, for convenience, the first semiconductor laser 1a is referred to as a long wavelength laser 1a, the second semiconductor laser 1b is referred to as a short wavelength laser 1b, and these are collectively referred to as a laser 1. Further, the optical disk 9a having a thick substrate is referred to as a low density disk 9a, the optical disk 9b having a thin substrate thickness is referred to as a high density disk 9b, and these are collectively referred to as an optical disk 9.
[0038]
As the detection lens 11, for example, a cylindrical lens having one spherical surface can be applied. For example, an astigmatism method can be applied to the focus signal, and a phase difference method or the like can be applied to the tracking signal. It is possible to apply.
[0039]
As the optical characteristics of the polarizing beam splitter 5 described above, as shown in FIG. 3, the P-polarized laser beam may be reflected by approximately 100% and the S-polarized laser beam may be transmitted by approximately 100%. In the case of having such characteristics, it is apparent from the following description that the phase difference generation conditions in the phase shifter 4 and the λ / 4 plate 6 may be set in accordance with the characteristics of the polarization beam splitter. In the following description, it is assumed that the polarization beam splitter 5 has the characteristics as shown in FIG.
[0040]
Furthermore, although the case where the phase shifter 4 and the λ / 4 plate 6 are single plates will be described, the present invention is not limited to this, and it is also possible to use a laminate in which the optical axes are orthogonal to each other. Is possible.
[0041]
The function of the phase shifter 4 will be described with reference to FIG. Generally, a semiconductor laser has a laser chip 1c as shown in the figure, and laser light polarized in a direction parallel to the active layer 1d is emitted from the active layer 1d of the laser chip 1c. Therefore, in FIG. 1, it is assumed that the direction of the active layer 1d of each laser chip 1c in the laser 1 is set in the vertical direction on the paper surface.
[0042]
Since the laser light incident on the polarization beam splitter 5 at this time is both P-polarized light, when the laser light is not guided to the light amount detector 14, that is, when the laser light incident on the polarization beam splitter 5 is passed as it is. Therefore, it is not necessary to cause a phase difference by the phase shifter 4.
[0043]
On the other hand, when a part of the laser light incident on the polarization beam splitter 5, for example, about 10 (%) of the laser light reaching the optical disk 9 is guided to the light amount detector 14, the phase shifter is set so as to satisfy the expressions 1 to 3 described later. A thickness D1 of 4 may be set.
[0044]
That is, when about 10 (%) of the laser beam reaching the optical disk 9 is incident on the light quantity detector 14, the optical axis of the phase shifter 4 is tilted by about 9 degrees with respect to the P-polarized surface, and the phase shift of the phase shifter 4 By generating λ / 2, an S-polarized component may be generated and incident on the polarization beam splitter 5.
[0045]
The wavelength of the laser beam from the laser 1 is λ1, λ2, the wavelength λ1, λ2, the refractive index of the phase shifter 4 for ordinary rays of λ1, λ2, respectively, If ne (λ1) and ne (λ2), the phase differences δ (λ1) and δ (λ2) generated when the laser beams having the wavelengths λ1 and λ2 pass through the phase shifter 4 are
δ (λ1) = (2π / λ1) (no (λ1) −ne (λ1)) D1 (1)
δ (λ2) = (2π / λ2) (no (λ2) −ne (λ2)) D1 (2)
It becomes.
[0046]
In order for the phase difference to be both λ / 2 with respect to the laser beams having the wavelengths λ1 and λ2, the phase difference δ (λ1) and the phase difference δ (λ2)
δ (λ1) = (2n + 1) δ (λ2) = (2N + 1) π (3)
However, n = 0, 1, 2, 3,..., N = 1, 2, 3,.
Satisfy this relationship.
[0047]
For the long wavelength laser 1a, the amount of emitted light is detected by a rear light detector (not shown) built in the long wavelength laser 1a. In the case where the amount of emitted light is detected using about 10% (%) of the reaching laser beam, the thickness D1 of the phase shifter 4 is set as follows.
[0048]
That is, the laser light from the long wavelength laser 1a only needs to pass through without being reflected by the polarization beam splitter 5, so there is no need to generate a phase difference with respect to the laser light by the phase shifter 4. Even if a phase difference occurs, the phase difference only needs to be an integral multiple of the wavelength λ.
δ (λ1) = 2nπ (4)
[0049]
On the other hand, for the short wavelength laser 1b, the optical axis of the phase shifter 4 is tilted by about 9 degrees with respect to the P polarization plane by the above-described method, and the phase difference generated in the phase shifter 4 is different from that of the short wavelength laser 1b. What is necessary is just to set it as (lambda) / 2 with respect to a laser beam.
δ (λ2) = (N + 1) π (5)
[0050]
Then, the thickness D1 of the phase shifter 4 may be set so that the phase differences δ (λ1) and δ (λ2) expressed by Equations 1 and 2 satisfy Equations 4 and 5.
[0051]
For the short wavelength laser 1b, the amount of emitted light is detected by a back light detector (not shown) built in the short wavelength laser 1b. Even when the amount of emitted light is detected using about 10% of the laser beam to reach, the thickness D1 of the phase shifter 4 may be set by the method described above.
[0052]
Next, when the laser light from the optical disk 9 is deflected by the deflecting prism 7 and enters the polarizing beam splitter 5, and substantially all of the laser light incident by the polarizing beam splitter 5 is reflected and guided to the light receiving element 12, that is, A case where the polarization beam splitter 5 performs optical path separation between the forward path and the return path will be described.
[0053]
In this case, as can be seen from the characteristics shown in FIG. 2, the laser beam on the return path only needs to be S-polarized light, and the laser light immediately after being emitted from the polarization beam splitter 5 on the forward path is P-polarized light. It is sufficient for the phase difference to be different by λ / 2 by passing through 6 twice. That is, a phase difference of λ / 4 may be generated by passing through the λ / 4 plate 6 as much as possible.
[0054]
The thickness D2 of the λ / 4 plate 6 satisfying this condition is such that the refractive index with respect to the ordinary rays with respect to the wavelengths λ1 and λ2 of the λ / 4 plate 6 is No (λ1), No (λ2), and the refractive index with respect to the extraordinary ray is Ne ( Assuming that λ1) and Ne (λ2), the phase differences δ (λ1) and δ (λ2) generated in the laser beams having the wavelengths λ1 and λ2 are
δ (λ1) = (2π / λ1) (No (λ1) −Ne (λ1)) D2 (6)
δ (λ2) = (2π / λ2) (No (λ2) −Ne (λ2)) D2 (7)
So these are
δ (λ1) = (2n + 1) δ (λ2) = (2N + 1) (π / 2) (8)
n = 0, 1, 2, 3,..., N = 1, 2, 3,.
The thickness D2 of the λ / 4 plate 6 may be determined so as to satisfy the above.
[0055]
As described above, by setting the thickness of the phase shifter 4 in accordance with the purpose, it is possible to generate a desired phase difference for each laser beam having a different wavelength. The laser beam can be separated and extracted.
[0056]
Therefore, even when the separately extracted laser light is received by the light amount detector 14, since the light amount of the received laser light is a predetermined light amount, gain adjustment becomes unnecessary, and the gain adjustment circuit becomes unnecessary. Further, since the extracted laser light has a necessary and sufficient light amount, the laser light can be effectively used, and the degree of freedom in designing the optical system can be increased.
[0057]
Furthermore, since a λ / 4 plate that generates a phase difference of λ / 4 with respect to light of different wavelengths is provided, the polarization state of the laser light of either wavelength is completely orthogonal between the forward path and the return path. Therefore, the polarization beam splitter 5 can perform the optical path separation of the forward path and the backward path with high efficiency, and can increase the utilization efficiency of the laser beam.
[0058]
Note that the phase shifter 4 and the λ / 4 plate 6 can be provided integrally with the polarization beam splitter 5. In this case, the number of components can be reduced, so that the apparatus can be reduced in size and cost.
[0059]
In particular, the phase retarder 4 and the λ / 4 plate 6 can be formed to have a necessary and sufficient thickness by using the phase retarder 4 and the λ / 4 plate 6 as vapor deposition phase difference films, and these materials can be used. There is no need to use expensive birefringent crystals, which can greatly contribute to downsizing and low cost of the apparatus.
[0060]
As a material for the vapor deposition phase difference film, Ta₂O_Five, SnO₂Etc. can be used.
[0061]
Here, the necessary and sufficient thickness means the following. Conventionally, for example, when the wavelength λ = 650 nm and the thickness of the phase shifter 4 is λ / 4, λ / 4 = 162.5 nm, which is a necessary and sufficient thickness. It is very difficult to form by cutting and so on and to incorporate it. Therefore, the thickness of the phase shifter is set to λ / 4 + kλ (k: integer), and only the thickness is increased while the same phase difference is generated. However, since the deposition retardation film does not require such processing and assembly, a phase retarder having a thickness of λ / 4 = 162.5 nm can be used as an actual dimension.
[0062]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is used and description is abbreviate | omitted suitably.
[0063]
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the optical disc apparatus according to the present embodiment. The present embodiment is characterized in that a polarizing diffraction grating 15 is used instead of the polarizing beam splitter 5 in FIG. The polarizer 4 and the λ / 4 plate 6 are integrally provided on the polarizing diffraction grating 15. Of course, there is no necessity to provide these integrally, but there is an advantage that the above-described effects can be obtained by providing them integrally.
[0064]
The polarizing diffraction grating 15 has a grating groove 15a, and transmission and diffraction occur depending on the polarization state of the laser light incident on the grating groove 15a.
[0065]
As such a polarizing diffraction grating 15, for example, LiNbO_Three(Subscript) may be a polarization hologram having a grating groove, or a narrow pitch (about ½ of the wavelength λ) and a deep grating groove (Optical Vol. 20, No. 8, pp. 36). (August 1991) Hideo Maeda et al. High-density dual grating for magneto-optical head). In the present embodiment, LiNbO is used as the polarizing diffraction grating 15._ThreeA case where a lattice groove is formed on the substrate will be described.
[0066]
The laser beam from the laser 1 is a laser beam that travels in parallel to the groove direction of the grating groove 15a (right direction in FIG. 5; hereinafter the same), and is orthogonal to the grating groove 15a by the phase shifter 4 (vertical direction in FIG. When the same polarization component is generated, the polarization component is diffracted and enters the light amount detector 14.
[0067]
On the other hand, the polarization component parallel to the grating groove 15a (in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 5; the same applies hereinafter) passes through the polarizing diffraction grating 15, is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plate 6, and is applied to the optical disk 9. The
[0068]
The laser light reflected by the low-density disk 9a becomes polarized light orthogonal to the grating grooves 15a by the λ / 4 plate 6, thereby being diffracted by the polarizing diffraction grating 15, and the diffracted light is focused by the collimating lens 3. The light receiving element 12 receives the light and detects an information signal and a servo signal.
[0069]
As the configuration of the polarizing diffraction grating 15 and the light receiving element 12, a region divided as shown in FIGS. 6 and 7 is possible. However, this is merely an example, and the present invention is not limited to this.
[0070]
The polarizing diffraction grating 15 shown in FIG. 6 includes three regions A, B, and C, and the laser light is diffracted in a direction corresponding to the grating groove 15a formed in each region A, B, and C. The light receiving element 12 is divided into four regions E, F, G, and H as shown in FIG.
[0071]
Then, the laser light diffracted in the region A in FIG. 6 is set so as to enter the central portion of the region E and the region F of the light receiving element 12, and the focus signal Fo is changed between the region E and the region F by the knife edge method. It is detected from the difference between the photoelectric signals.
[0072]
The laser beams diffracted in the regions B and C are incident on the regions G and H of the light receiving element 12, respectively, and the track signal Tr is detected from the difference between the photoelectric signals in the regions G and H.
[0073]
Further, the information signal is transmitted from regions E, F, G. It is detected from the sum of photoelectric signals from H or a part thereof.
[0074]
In this way, when the optical path separation of the round trip path is performed by the polarizing diffraction grating 15, the forward path and the return path are not perpendicular to each other.
[0075]
In addition, since the polarizing diffraction grating is divided into a plurality of areas to detect servo signals, servo signal generating optical elements such as a cylindrical lens and a knife edge prism, which have been necessary in the past, are no longer necessary. The number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
[0076]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
[0077]
In each of the above-described embodiments, the light receiving means is composed of one light receiving element 12, and the reflected light from the low density disk 9a and the high density disk 9b is received by the light receiving element 12.
[0078]
However, the present invention is not limited to this, and the two light receiving elements 17 and 18 are used, for example, to make the light receiving element 17 a dedicated element for detecting a servo signal or the like for the low density disk 9a. As a dedicated element for detecting a servo signal or the like for the high-density disk 9b, the light receiving elements 17 and 18 can be easily adjusted and various high-quality detection signals can be obtained.
[0079]
FIGS. 8 to 11 illustrate the configuration according to the first embodiment, but the same configuration can be applied to the second embodiment in principle.
[0080]
The laser light distribution means 16 and 19 shown in FIGS. 8 and 9 are irrespective of the wavelength, that is, regardless of whether the light is reflected from the low density disk 9a or the reflected light from the high density disk 9b. In this configuration, the incident laser light is divided and incident on the light receiving elements 17 and 18. Further, the laser beam distribution means 21 and 22 shown in FIGS. 10 and 11 change the optical path of the incident laser beam depending on the wavelength, that is, the reflected light from the low density disk 9a or the reflected light from the high density disk 9b. In other words, the light is incident on the corresponding light receiving elements 17 and 18.
[0081]
That is, in FIG. 8, a half mirror 16 which is a laser beam distribution unit is provided in the optical path between the detection lens 11 and the light receiving elements 17 and 18, and the laser beam from the detection lens 11 is divided into two by the half mirror 16. Each of them is received by light receiving elements 17 and 18.
[0082]
When recording / reproducing with respect to the low density disk 9a by the laser beam from the long wavelength laser 1a, the servo signal and the information signal are detected by the photoelectric signal from the light receiving element 17. When recording / reproducing with respect to the high-density disk 9b by the laser beam from the short wavelength laser 1b, the servo signal and the information signal are detected by the signal from the light receiving element 18.
[0083]
In FIG. 9, a diffraction grating 19 serving as a laser beam distribution unit is provided in the optical path between the detection lens 11 and the light receiving elements 17 and 18, and the laser light from the detection lens 11 is divided into two by the diffraction grating 19. The light receiving elements 17 and 18 receive the light respectively.
[0084]
When recording / reproducing with respect to the low density disk 9a by the laser beam from the long wavelength laser 1a, the servo signal and the information signal are detected by the signal from the light receiving element 17. Further, when recording is generated on the high-density disk 9b by the laser beam from the short wavelength laser 1b, the servo signal and the information signal are detected by the signal from the light receiving element 18.
[0085]
FIG. 10 shows a configuration in which a phase shifter 20 as a third phase shifter and a polarization optical element 21 such as a polarization beam splitter as laser beam distribution means are sequentially provided in the optical path between the detection lens 11 and the light receiving elements 17 and 18. It has become.
[0086]
The phase shifter 20 causes an integer multiple phase difference for the laser light from the long wavelength laser 1a, and a phase difference of approximately λ / 2 for the laser light from the short wavelength laser 1b. Let Thereafter, the light is incident on the polarizing optical element 21 to perform optical path separation.
[0087]
As a result, the laser light from the long wavelength laser 1a reflected by the low-density disk 9a is converted into S-polarized light by the phase shifter 20 and is incident on the polarizing optical element 21, and is reflected by the polarizing optical element 21 to receive approximately 100%. Incident on the element 17. Further, the laser light from the short wavelength laser 1 b becomes P-polarized light by the phase shifter 20 and enters the polarizing optical element 21, and substantially 100% of the polarizing optical element 21 passes through and enters the light receiving element 18. .
[0088]
Therefore, when recording / reproducing with respect to the low density disk 9a by the laser from the long wavelength laser 1a, the servo signal and the information signal are detected based on the output of the light receiving element 17, and the laser signal from the short wavelength laser 1b is used to increase When recording / reproducing is performed on the density disk 9b, servo signals and information signals are detected based on the output of the light receiving element 18.
[0089]
In FIG. 11, a phase shifter 20 as a third phase shifter and a polarizing diffraction grating 22 are sequentially provided in the optical path between the detection lens 11 and the light receiving elements 17 and 18. The phase shifter 20 causes an integer multiple phase difference for the laser light from the long wavelength laser 1a, and a phase difference of approximately λ / 2 for the laser light from the short wavelength laser 1b. Let Thereafter, the light is incident on the polarizing diffraction grating 22 and is incident on the light receiving elements 17 and 18. The polarizing diffraction grating 22 may have the same configuration as the polarizing diffraction grating 15.
[0090]
The laser light from the long wavelength laser 1a becomes polarized light orthogonal to the grating groove 22a of the polarizing diffraction grating 22 by the phase shifter 20 (left and right in FIG. 11), and is diffracted by the polarizing diffraction grating 22 to be received. Incident on the element 17.
[0091]
On the other hand, the laser light from the short wavelength laser 1b is rotated by 90 degrees in the polarization direction by the phase shifter 20 and becomes polarized parallel to the grating groove 22a of the polarizing diffraction grating 22 (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 11). Thus, the light passes through the polarizing diffraction grating 22 and enters the light receiving element 18.
[0092]
Thus, when recording / reproducing with respect to the low density disk 9a by the laser light from the long wavelength laser 1a, the servo signal and the information signal are detected from the light receiving element 17 based on the signal. When recording / reproducing with respect to the high-density disk 9b by the laser beam from the short wavelength laser 1b, the servo signal and the information signal are detected based on the signal from the light receiving element 18.
[0093]
Note that the use of the diffraction grating 19 and the polarizing diffraction grating 22 as the laser beam distribution means can reduce the angle of the laser beam distribution direction, which is advantageous in that the apparatus can be downsized.
[0094]
Further, since the polarization directions of the two laser beams having different wavelengths incident on the polarizing optical element 21 and the polarizing diffraction grating 22 are made substantially orthogonal using the phase shifter 20, the two laser beams having different wavelengths are completely separated. Accordingly, light can be received by the corresponding light receiving elements 17 and 18, so that the use efficiency of the laser light is increased and the information signal and servo signal having a high S / N can be detected.
[0095]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same structure as 1st-3rd embodiment, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.
[0096]
In the description so far, the case where the long wavelength laser 1a and the short wavelength laser 1b are formed separately has been described. However, the present invention is not limited to this, and a laser unit in which two lasers 1 are housed in one case as shown in FIGS. 12 and 13 may be used.
[0097]
FIGS. 12 and 13 show the case where the laser unit is used in the configuration according to the second embodiment. However, it should be noted that the laser unit may be used in the first embodiment. Nor.
[0098]
As shown in FIG. 12, the laser unit is provided with two laser chips and one light receiving element 12 as shown in FIG. The laser chip is indicated by 23a and 23b. Each laser chip 23a, 23b emits laser light having the same wavelength as emitted from the laser 1, that is, laser light having a wavelength of 635 nm from the laser chip 23a, and laser light having a wavelength of 785 nm is emitted from the laser chip 23b. Shall.
[0099]
The polarization direction of the laser beam with a wavelength of 635 nm is perpendicular to the active layer of the laser chip 23a (TM mode in FIG. 4), and the polarization direction of the laser beam with a wavelength of 785 nm is parallel to the active layer of the laser chip 23b. (TE mode in FIG. 4).
[0100]
At this time, since the polarization direction of the laser light when entering the polarizing diffraction grating 15 needs to be polarized parallel to the grating groove 15a (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 12), for example, each laser chip The phases of the active layers 23a and 23b are orthogonal to each other, or a phase difference of an integral multiple is generated for one wavelength and a phase difference of approximately λ / 2 is generated for the other wavelength. The thickness of the child 4 is set.
[0101]
As shown in FIG. 13, the phase shifter 4, the polarizing diffraction grating 15 and the λ / 4 plate 6 may be provided integrally, and these are attached to the laser light emission window of the laser unit 23. Also good.
[0102]
By using the laser unit in this way, it is possible to reduce the number of parts and the size of the apparatus, and to reduce the man-hours for assembling the optical system and thereby reduce the cost.
[0103]
In addition, since each component is integrated, it is possible to obtain high reliability against changes in temperature, humidity, and changes with time.
[0104]
Even when the active layers of the two laser chips 23a and 23b are arranged so as to be orthogonal to each other and the polarization directions of the laser beams emitted from the laser chips 23a and 23b are orthogonal to each other, Since the polarization state of the laser light incident on the polarizing optical path separating means 15 can be made the same by the optical element 4, it is possible to increase the utilization efficiency of the forward and backward laser light.
[0105]
Further, when using different types of laser sources in which the polarization directions of the laser beams emitted from the laser chips 23a and 23b are orthogonal to the active layers of the laser chips 23a and 23b, the directions of the active layers are attached in parallel. Even in such a case, a phase difference of approximately an integral multiple of the wavelength is produced for one laser beam, and a phase difference of approximately ½ the wavelength is produced for the other laser beam. Since the phase shifter 4 is provided to the polarizing optical path separating means 15, the polarization state of each laser light when entering the polarizing optical path separating means 15 can be made the same, and the utilization efficiency of the laser light in the forward path and the backward path can be increased. Become.
[0106]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to cause a predetermined phase difference between the two laser beams having different wavelengths by the first phase shifter, and the polarizing optical path separating means according to the phase difference. It becomes possible to easily adjust the light quantity ratio of the reflected and transmitted laser light.
[0107]
  Therefore, the same phase difference is generated for the two lasers, and the same amount of laser light can be guided to the light quantity detector or the like.comeThe laser light can be used effectively, the circuit gain can be simplified by eliminating the gain adjustment of the signal from the light quantity detector, and the degree of freedom in designing the optical system can be increased.
[0108]
  According to the invention of claim 2,A phase difference can be generated only for one laser beam, and a part of the laser beam can be reflected by the polarizing optical path separating means and guided to a light quantity detector, etc., enabling effective use of the laser beam. In addition, the circuit can be simplified by eliminating the gain adjustment of the signal from the light quantity detector, and the degree of freedom in designing the optical system can be increased.
[0109]
According to the invention of claim 3, since at least one of the first phase shifter and the second phase shifter is provided integrally with the polarizing optical path separating means, the apparatus can be miniaturized.
[0110]
According to the fourth aspect of the present invention, since at least one of the first phase shifter and the second phase shifter is formed by the vapor deposition phase difference film, each phase shifter can be made sufficiently thin. At the same time, it is not necessary to use an expensive birefringent crystal as the material of each phase shifter, so that the apparatus can be reduced in size and cost.
[0111]
According to the invention of claim 5, since the polarizing diffraction grating is used as the polarizing optical path separating means, the forward path and the backward path can be configured not to be orthogonal to each other, and the apparatus can be miniaturized and the polarizing property can be reduced. Servo signals are detected by dividing the diffraction grating into multiple areas, eliminating the need for servo signal generating optical elements such as cylindrical lenses and knife edge prisms, which were required in the past, and reducing the number of parts In addition, the cost can be reduced.
[0112]
According to the sixth aspect of the present invention, the light receiving means for receiving the laser beam reflected by the information recording medium is provided with the light receiving element corresponding to the wavelength of the laser beam. The light receiving element can be adjusted, and a highly accurate servo signal can be detected.
[0113]
According to the seventh aspect of the invention, since the diffraction grating is used as the laser beam distribution means, the angle of the laser beam distribution direction can be reduced, and the apparatus can be miniaturized.
[0114]
According to the eighth aspect of the present invention, the third phaser provided between the polarizing optical path separating unit and the laser beam allocating unit causes the first laser beam to have a substantially integer wavelength of the laser beam. Since the phase difference is doubled and a phase difference of approximately ½ times the wavelength of the laser beam is generated for the other laser beam, the polarization directions of the two laser beams having different wavelengths are the same. Can be made orthogonal to each other, and two laser beams having different wavelengths can be completely separated by the laser beam distribution means. Therefore, light can be efficiently received by the light receiving means, and information signals and servo signals with high S / N can be detected.
[0115]
According to the invention of claim 9, since the retardation film formed by vapor deposition is used for the third phase shifter, the third phase shifter can be made thin and necessary and the third phase shifter can be made. Since it is not necessary to use an expensive birefringent crystal as a material for the child, the apparatus can be reduced in size and cost.
[0116]
According to the invention of claim 10, since the third phase shifter and the laser beam distribution means are integrated, the apparatus can be miniaturized.
[0117]
According to the invention of the eleventh aspect, since the polarizing diffraction grating is used as the laser beam distribution unit, the angle of distribution by the laser beam distribution unit can be reduced, and the apparatus can be miniaturized.
[0118]
In addition, by dividing the polarizing diffraction grating into a plurality of regions, laser light for servo signal detection can be generated. Optical elements for servo signal generation such as cylindrical lenses and knife edge prisms that have been required in the past This eliminates the need for parts and reduces the cost of the apparatus.
[0119]
According to the twelfth aspect of the present invention, since the laser unit in which the two laser sources and the light receiving means are housed in one case is used, the number of parts can be reduced and the apparatus can be downsized.
[0120]
According to the invention of claim 13, even if the active layers of the two laser chips are arranged so as to be orthogonal to each other, and the polarization directions of the laser beams emitted from the laser chips are orthogonal to each other, Since the polarization state of the laser light incident on the polarizing optical path separating means can be made the same, the utilization efficiency of the forward and backward laser light can be increased.
[0121]
According to the fourteenth aspect of the present invention, when using different types of laser sources in which the polarization direction of the laser light emitted from the laser chip is orthogonal to the active layer of the laser chip, the direction of the active layer is set. Even when mounted in parallel, a phase difference of approximately an integral multiple of the wavelength is produced for one laser beam, and a phase difference of approximately a half of the wavelength is produced for the other laser beam. Since the first phaser is provided so as to be generated, the polarization state of each laser beam when entering the polarizing optical path separating means can be made the same, and the utilization efficiency of the laser light in the forward path and the backward path can be increased. Is possible.
[0122]
According to the fifteenth aspect of the present invention, since the first phaser, the polarizing optical path separating means and the second phaser are integrally provided in the laser unit, the number of parts of the optical system can be greatly reduced, It is possible to reduce the man-hours for assembling the optical system, reduce the cost, and reduce the size of the device.
[0123]
In addition, since each component is integrated, it is possible to obtain high reliability against changes in temperature, humidity, and changes with time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus applied to the description of a first embodiment.
FIG. 2 is a characteristic diagram of a polarizing beam splitter.
FIG. 3 is a characteristic diagram of a polarizing beam splitter having characteristics opposite to those in FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a laser chip.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus applied to the description of the second embodiment.
6 is a configuration diagram of a polarizing diffraction grating used in FIG. 5;
7 is a configuration diagram of a light receiving element used in FIG. 5;
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an optical disc device applied to the description of the third embodiment.
FIG. 9 is another schematic configuration diagram of an optical disk device applied to the description of the third embodiment.
FIG. 10 is another schematic configuration diagram of an optical disk device applied to the description of the third embodiment.
FIG. 11 is another schematic configuration diagram of an optical disk device applied to the description of the third embodiment.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an optical disc device applied to the description of the fourth embodiment.
FIG. 13 is another schematic configuration diagram of an optical disk device applied to the description of the fourth embodiment.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a general optical disc apparatus applied to the description of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1a First semiconductor laser element
1b Second semiconductor laser element
4,20 phaser
5 Polarizing beam splitter
6 λ / 4 plate
8 Objective lens
9a, 9b optical disc
12, 17, 18 Light receiving element
14 Light intensity detector
15,22 Polarizing diffraction grating
16 half mirror
19 Diffraction grating
21 Polarizing optical element
23 Laser unit
Ic laser chip
Id active layer

Claims

Two information recording media having different substrate thicknesses, two laser sources emitting laser beams having different wavelengths corresponding to the substrate thickness, and condensing the laser beams from the laser sources to the information recording medium In an optical disk apparatus having an objective lens that forms a laser spot with a small diameter,
And is disposed, the polarizing optical path separating means for performing forward path and the backward path of the optical path separating the laser beam according to the polarization state of the incident laser beam between the laser source and the objective lens,
A first phase shifter disposed between the laser source and the polarizing optical path separating unit to cause a predetermined phase difference in the laser light from the laser source incident on the polarizing optical path separating unit;
Have a light receiving means for receiving the laser beam on the return path separated by the polarizing optical path separating means,
The thickness of the first phase shifter is D1, the wavelengths of the two laser sources are λ1 and λ2, and the refractive index of the first phase shifter with respect to the ordinary rays of wavelengths λ1 and λ2 are no (λ1), no (λ2), and wavelength The refractive index of the first phase shifter for the extraordinary rays of λ1 and λ2 is ne (λ1) and ne (λ2), and the phase difference caused by the laser light of wavelengths λ1 and λ2 passing through the first phase shifter is δ (λ1) , Δ (λ2),
δ (λ1) = (2π / λ1) × (no (λ1) −ne (λ1)) × D1 ... (Formula A)
δ (λ2) = (2π / λ2) × (no (λ2) −ne (λ2)) × D1 ... (Formula B)
δ (λ1) = (2n + 1) × δ (λ2) = (2N + 1) π ... (Formula C)
However, n = 0, 1, 2, 3... N = 1, 2, 3.
An optical disc apparatus characterized in that the thickness D1 of the first phase shifter is set so as to satisfy the expressions A, B, and C.

The setting of the first phaser is
δ (λ1) = 2nπ and δ (λ2) = (N + 1) π (formula D)
Or
δ (λ2) = 2nπ and δ (λ1) = (N + 1) π (Equation E)
2. The optical disc apparatus according to claim 1, wherein the thickness D1 of the first phase shifter is set so as to satisfy the expressions A, B, D or A, B, E.

A second phase shifter that is provided between the polarizing optical path separating means and the objective lens and that causes a phase difference of approximately ¼ wavelength in laser light passing through the region; and at least one of the first phase shifters 3. The optical disc apparatus according to claim 1, wherein one is provided integrally with the polarizing optical path separating means.

4. The optical disk device according to claim 1, wherein at least one of the first phase shifter and the second phase shifter is a vapor deposition phase difference film. 5.

5. The optical disk according to claim 1, wherein the polarizing optical path separating means is a polarizing diffraction grating that diffracts and transmits the laser light according to the polarization state of the incident laser light. apparatus.

The light receiving means is composed of two light receiving elements that receive the backward laser beam separated by the polarizing optical path separating means, and the laser light from the polarizing optical path separating means is divided into the respective light receiving elements. 6. An optical disc apparatus according to claim 1, further comprising laser beam distribution means for receiving light by changing an optical path in accordance with the wavelength of the laser beam.

7. The optical disk apparatus according to claim 6, wherein the laser beam distribution means is a diffraction grating that diffracts the incident laser beam.

For one of the laser beams having different wavelengths, disposed between the polarizing optical path separating unit and the laser beam distributing unit, a phase difference of approximately an integer multiple of the wavelength of the laser beam is generated. 7. The optical disk apparatus according to claim 6, further comprising a third phase shifter that causes a phase difference of about ½ times the wavelength of the laser beam to the other laser beam.

9. The optical disk apparatus according to claim 8, wherein the third phase shifter is a vapor deposition phase difference film.

The optical disk apparatus according to claim 8 or 9, wherein the third phase shifter is provided integrally with the laser beam distribution means.

11. The optical disc apparatus according to claim 8, wherein the laser beam distribution unit is a polarizing diffraction grating that diffracts and transmits light according to a polarization state of incident laser beam.

6. The optical disc apparatus according to claim 1, wherein a laser unit in which the two laser sources and the light receiving means are housed in one case is used.

13. The optical disk apparatus according to claim 12, wherein the two laser sources are semiconductor lasers, and the active layers are arranged so that the directions of the active layers are orthogonal to each other.

The first phase shifter causes a phase difference that is approximately an integral multiple of the wavelength of the laser light to the laser light from one of the laser sources, and the laser to the laser light from the other laser source. 13. The optical disk device according to claim 12, wherein a phase difference of approximately ½ times the wavelength of light is generated.

15. The optical disk apparatus according to claim 1, wherein the first phaser, the polarizing optical path separating unit, and the second phaser are integrally provided in the laser unit. .