JP4560906B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4560906B2 JP4560906B2 JP2000218976A JP2000218976A JP4560906B2 JP 4560906 B2 JP4560906 B2 JP 4560906B2 JP 2000218976 A JP2000218976 A JP 2000218976A JP 2000218976 A JP2000218976 A JP 2000218976A JP 4560906 B2 JP4560906 B2 JP 4560906B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- light
- diffraction grating
- optical
- linearly polarized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも2つの波長の光を光源とする光ディスクなどの光記録媒体用の記録装置や再生装置などに用いる光ヘッド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばCDやDVDのような光ディスクまたは光磁気ディスクなどの光記録媒体(以下、これらをまとめて光ディスクとよぶ)の情報記録面上に情報を記録し、または情報記録面上に記録された情報を再生する光ヘッド装置が各種用いられている。
【0003】
通常、この光ヘッド装置では、レーザ光などのビーム(光束)を使用して光学的に情報記録面上に情報を記録したり情報記録面上に記録された情報を再生するようになっているが、そのビームを(情報記録面のトラック上に集光させた状態で)光ディスクの回転に追随させながらトラック上をトレースさせていくために、各種のトラッキング方法が開発されている。
【0004】
これらのトラッキング方法を用いて情報記録面の記録情報を再生する際の信号検出方法としては、例えば3ビーム法が知られている。この3ビーム法では、光源の半導体レーザから出射される1本のビームを回折格子によって回折し、この回折光の中から0次および±1次の3本の回折光を各ビームとして用いている。このうち、0次光はメインビームとしてトラック上に記録されたピットの信号再生に使用するが、残りの±1次光はトラッキング用の2つのサブビームとして使用するために、例えばトラック線方向に対してピットの前後にトラックピッチの約1/4だけずらして照射するように配置する。これにより、3本のビームの情報記録面での反射光は、それぞれ適宜位置に配置した受光素子に入射し、受光した光強度に応じた電気信号に変換される。
【0005】
このような3ビーム法では、サブビーム側の電気信号の平均値レベルの差をとることで、トラック追跡サーボ用のトラッキング誤差信号が得られ、このトラッキング誤差信号を利用してメインビームをトラック上から逸脱せぬようにサーボ制御を行う。すなわち、メインビームがトラック中心を走査しているときには、サブビームの平均レベルはどちらも同じレベルであるが、メインビームがトラック中心を外れると、サブビームの平均レベルに相違が生じ、トラッキング誤差信号として検知される。
【0006】
また、これとは別の信号検出方法としては、情報記録面で反射したビームをトラックと平行に2分割させた受光素子で受け、このときの出力差からトラッキング誤差信号を検出するようにしたプッシュプル法も知られている。このプッシュプル法においては、1本のビームだけでは信号にオフセットが生じ、トラッキング精度が劣化するので、そのオフセットをキャンセルするために差動プッシュプル法が用いられる。
【0007】
すなわち、この差動プッシュプル法でも、前述の3ビーム法と同様に半導体レーザから出射した1本のビームを回折格子で回折させて生成した0次光および±1次光の3本のビームを用いるが、メインビームの0次光はトラック上に配置し、±1次光は2本のサブビームとしてトラック線方向に対して斜めの方向に配置し、メインビームが配置されたピットの前後にトラックピッチの約1/2だけトラックに垂直方向にずらして照射するように配置する。そして、それぞれのビームに対して配置された2分割の受光素子で情報記録面からの反射光を受け、2つの受光部における受光光量のプッシュプルを行う。この差動プッシュプル法では、メインビームのプッシュプル値とサブビームのプッシュプル値を減算することでオフセットをキャンセルする。
【0008】
また、最近では、例えば同一の光ヘッド装置を用いて、規格・構成の異なるCDおよびDVDの双方に記録された情報を再生するため、CD/DVD互換光ヘッド装置が実用化されている。この互換光ヘッド装置にあっては、特に光記録媒体層に波長依存性の高い媒質を用いるCD−Rなどの再生を前提とする場合には、CD系の光ディスク再生用には790nm波長帯の半導体レーザが、またDVD系の光ディスク再生用には650nm波長帯の半導体レーザが用いられている。
【0009】
ここで、790nm波長帯の半導体レーザと650nm波長帯の半導体レーザとが分離した状態で配置された従来の光ヘッド装置について、図7の構成例を参照しながら説明する。
【0010】
光ヘッド装置は、2つの半導体レーザ3A(650nm波長帯)および3B(790nm波長帯)と、波長合成プリズム9と、ビームスプリッタ4と、コリメータレンズ5と、対物レンズ6と、光検出器8とを備えている。また、この光ヘッド装置には、半導体レーザ3Bと波長合成プリズム9との間に、3ビーム発生用の回折格子10が配設されている。
【0011】
この光ヘッド装置では、半導体レーザ3A、3Bからの出射光は、波長合成プリズム9により同一光軸α上で合成され、ビームスプリッタ4を透過した後に、コリメータレンズ5で平行光とされ、対物レンズ6に入射する。そして、この対物レンズ6を透過し、光ディスク7の情報記録面に集光されたビームが、その情報記録面で反射された光(以下、信号光とよぶ)は、元の往路と同じ光路を逆行していく。すなわち、この信号光は、再び、対物レンズ6によって平行光となり、コリメータレンズ5で集光されたのち、ビームスプリッタ4に入射するが、このビームスプリッタ4で反射されたものが、元の往路の光軸αとは90度偏向した光軸βに沿って進行して、光検出器8の受光面に集光されて入射する。そして、この光検出器8で電気信号に変換される。
【0012】
このような構成の光ヘッド装置では、情報記録面からの反射光が戻り光となって半導体レーザ3A、3Bのレーザ発光点に入射すると、レーザの発振状態が変動し、これに応じて半導体レーザ3A、3Bの出力変動が生じるので、情報の記録再生の際の障害となる。そこで、この対策として、半導体レーザ3A、3Bの電源に高周波重畳回路を組み合わせて出力変動を低減させたり、あるいは、半導体レーザ3A、3Bと光ディスク7との間の光路中に、レーザ発振波長λに対してほぼ1/4波長板となる位相板を配置する方法がとられている。この位相板を使用することにより、往路の光路中での位相に対して復路では1/2波長だけ位相が変化し、戻り光の偏光方向がレーザ発振光の偏光方向と直交するので、レーザ発振の偏光に作用しないようにして半導体レーザの出力変動を抑制できる。
【0013】
また、2つの波長の光を発光する半導体レーザとして、例えば790nm波長帯の半導体レーザと650nm波長帯の半導体レーザとを1チップ内に形成したモノリシックな2波長用半導体レーザや、各波長帯のレーザチップを発光点間が100〜300μm程度の間隔となるように配置した複数チップからなる2波長用半導体レーザも提案されている。これらの半導体レーザを用いれば、図7に示したような2つの半導体レーザが別ユニットで構成された従来の光ヘッド装置に比べ、部品点数が低減し、小型化および低コスト化を図ることができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したような光ヘッド装置において、3ビーム法や差動プッシュプル法での3ビーム発生に用いる回折格子を2波長用半導体レーザと組み合わせて使用すると、CD系再生用の790nm波長帯またはDVD系再生用の650nm波長帯のいずれの光が回折格子に入射しても回折光が形成されるので、余分な回折光が迷光となって光検出器に混入することがあり、情報の記録や記録された情報の再生ができなくなる問題が生じる。
【0015】
また、3ビーム法や差動プッシュプル法を、CD系再生用のみに、またはDVD系再生用のみに利用する場合には、回折格子により生成された回折光が、他方の波長光に対しては光量損失をもたらし、信号光が低下する問題が生じる。
【0016】
さらに、3ビーム法や差動プッシュプル法に用いる回折格子と、レーザ出力変動を抑制するために戻り光の低減対策に設けた位相板とが個別に配置された場合には、個々の光学素子の波面収差値が合算されるため、全体の波面収差値が増大する問題が生じる。
【0017】
また、2波長用半導体レーザを用いた場合、各波長帯のレーザチップの発光点間隔が100〜300μm程度離れているため、CD系光ディスクおよびDVD系光ディスクの信号を受光する光検出器として従来のように受光面積の小さな単一光検出器が適用できないといった問題点があった。
【0018】
本発明の目的は、2波長用半導体レーザを光源として2つの波長帯の光によりCD系光ディスクおよびDVD系光ディスクなどのような異種の光記録媒体への情報の記録・再生を行う際に、安定した信号検出ができる光ヘッド装置を提供することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明は、波長λ1の光および波長λ2(λ1≠λ2)の光を、偏波面が互いに平行な第1の直線偏光で出射する光源と、前記波長λ1の光および前記波長λ2の光を偏向するビームスプリッタと、前記波長λ1の光および前記波長λ2の光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光記録媒体の情報記録面で反射した信号光を受光する光検出器と、を備え、前記光記録媒体に情報の記録・再生を行う光ヘッド装置であって、前記光源から前記ビームスプリッタに至る前記波長λ1の光および前記波長λ2の光の光路中にのみ2波長用回折素子を備え、前記2波長用回折素子は、前記光源側から位相板と、偏光性の回折格子を有し、前記位相板は、前記波長λ1の光と前記波長λ2の光うち、いずれか一方の光に対して2π・(m1−1/2)の位相差を発生して(m1は自然数)前記第1の直線偏光と直交する第2の直線偏光を出射するとともに、他方の光に対して2π・m2の位相差を発生して(m2は自然数)前記第1の直線偏光を出射し、前記偏光性の回折格子は、第1の偏光性の回折格子と、第2の偏光性の回折格子と、を有し、前記第1の偏光性の回折格子は、前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち、いずれか一方を回折させずに透過させるとともに、他方を回折させ、前記第2の偏光性の回折格子は、前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち、前記第1の偏光性の回折格子で回折させる方の直線偏光を回折させずに透過させるとともに、他方を回折させる光ヘッド装置を提供する。
【0023】
また、前記偏光性の回折格子は、階段状またはブレーズ状に形成され複屈折性材料からなる偏向機能層を有し、前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち、いずれか一方を回折させずに透過させるとともに、他方を回折させて前記波長λ 1 の光と前記波長λ 2 の光の光軸をそろえる上記の光ヘッド装置を提供する。
【0024】
また、前記波長λ1 は、DVD系の650nm波長帯であり、波長λ2 は、CD系の790nm波長帯である上記の光ヘッド装置を提供する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0026】
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る光ヘッド装置に用いる2波長用回折素子の構成を示す模式図である。2波長用回折素子1は、回折格子と位相板とが一体化された構成となっている。この2波長用回折素子1は、概略構成として、第1の透光性基板11Aと、位相板11Cと、第2の透光性基板11Dとを互いに接着剤11Eで接着した3層構造となっている。
【0027】
本実施形態における透光性基板11Aは、均一屈折率の透光性材料で形成されており、位相板11Cを接着してある一面とは逆の(空気と界面をなす)他面側の表面に凹凸部分からなる均一屈折率の回折格子11Bを形成してある。この回折格子11Bである凹凸部分の格子深さ(厚さ)d1および凸部の屈折率n1は、波長λ1および波長λ2の入射光に対して、以下の関係式を満すように形成されている。
波長λ1の入射光が空気との屈折率差により形成される位相差が、
2π・(n1−1)・d1/λ1≒2πN ……(1)
同様に、波長λ2の入射光が空気との屈折率差により形成される位相差が、
2π・(n1−1)・d1/λ2≠2πN ……(2)
ここで、n1は回折格子11Bの凸部の屈折率、Nは自然数である。
【0028】
また、位相板11Cは、有機物薄膜からなり、例えば、ポリカーボネート膜を延伸させることにより延伸方向に光軸のそろった複屈折性膜を形成させて位相差機能を発生させている。この場合、波長λ1の直線偏光の入射光が有機物薄膜を透過するとき、ほぼ円偏光となる位相差が発生するように位相板11Cの進相軸(複屈折軸)方向と入射光の直線偏光方向とが調整されている。
【0029】
回折格子11Bは屈折率n1の第1の透光性基板11Aの表面を凹凸形状に加工してもよいし、第1の透光性基板11A上に屈折率n1の膜が厚さd1の凸部を形成するように成膜・加工してもよい。
【0030】
このような構成の2波長用回折素子1に、波長λ1と波長λ2の異なる波長で同じ偏光方向あるいは直交する偏光方向の直線偏光が入射すると、図1(A)に示すように、一方の波長λ1の直線偏光入射光は回折されることなく円偏光となって透過するが、図1(B)に示すように、他方の波長λ2の直線偏光入射光はその一部が回折される。この波長λ2の直線偏光入射光は、一般に楕円偏光となって出射する。つまり、一方の波長の光に対しては回折格子として作用するが、他方の波長の光に対しては回折格子として作用しない2波長用回折素子が実現できる。
【0031】
本実施形態では、位相板11Cと回折格子11Bの形成された透光性基板11Aと透光性基板11Dとを接着剤11Eを用いて接着した構造としたが、透光性基板11Dを用いないで、透光性基板11Aと位相板11Cのみを接着剤11Eで接着した構成でもよい。これにより、部品点数削減および軽量化につながる。
【0032】
[第2実施形態]
図2は、本発明の第2実施形態に係る光ヘッド装置に用いる2波長用回折素子の構成を示す模式図である。第2実施形態は前述した第1実施形態の変形例を示す。
【0033】
本実施形態の2波長用回折素子1では、第1の透光性基板11Aのみに回折格子11Bを形成するだけではなく、図2(A)に示すように、2波長用回折素子1において、第2の透光性基板11Dにも、表面に凹凸部分からなる均一屈折率の回折格子11Gを形成する。この場合、回折格子11Gである凹凸部分の格子深さ(厚さ)d2および凸部の屈折率n2は、波長λ1および波長λ2の入射光に対して、以下の関係式を満足するように形成されている。
波長λ1の入射光が空気との屈折率差により形成される位相差が、
2π・(n2−1)・d2/λ1≠2πN ……(3)
同様に、波長λ2の入射光が空気との屈折率差により形成される位相差が、
2π・(n2−1)・d2/λ2≒2πN ……(4)
ここで、n2は回折格子11Gの凸部の屈折率、Nは自然数である。
【0034】
これにより、異なる波長光に対しそれぞれ回折機能を持った波長選択性回折格子を実現できる。すなわち、図2(A)に示すように、波長λ1の入射光に対しては、回折格子11Gが回折作用を及ぼし、0次光および±1次回折光を生成できる。一方、図2(B)に示すように、波長λ2の入射光に対しては、回折格子11Bが回折作用を及ぼし、0次光および±1次回折光を生成できる。ここで図2中の11Cおよび11Eは、図1の同符号の要素と同じものを意味する。
【0035】
[第3実施形態]
図3は、本発明の第3実施形態に係る光ヘッド装置に用いる2波長用回折素子の構成を示す模式図である。この第3実施形態に係る光ヘッド装置に用いる2波長用回折素子2は、第1実施形態と同様に、回折格子と位相板とが一体化されて構成され、第1の透光性基板21Aと、位相板21Cと、第2の透光性基板21Dとを互いに充填材21Fおよび接着剤21Eで接着した3層構造となっている。
【0036】
第1の透光性基板21Aは、ガラス基板などの透光性材料で形成され、界面が外部(空気)と接していない一方の面には、常光屈折率noで異常光屈折率neである複屈折性直線格子が周期的に形成された透過型の回折格子21Bが設けられている。この回折格子21Bは、凹凸部分を形成した複屈折性材料からなり、その凹部には複屈折性材料の常光屈折率noとほぼ等しい屈折率nsの充填材21Fを充填させてある。これにより、常光偏光入射光に対しては回折せず、異常光偏光入射光に対しては回折する偏光性回折格子を構成する。
【0037】
この偏光性の回折格子21Bの凹凸部分の格子深さをd1とすると、常光偏光入射光に対しては、凹凸部分と充填材21Fとで屈折率差がないので、位相差が生じないため、回折されることなく直進透過する。一方、異常光偏光入射光に対しては、波長を例えばλ2とすると、
2π・(ne−ns)・d1/λ2 ……(5)
で与えられる位相差を発生し、回折格子として作用する。
【0038】
また、位相板21Cは、前述した第1実施形態の2波長用回折素子1での位相板11Cと同様のものが設けられており、波長λ1の直線偏光の入射光がこの有機物薄膜を透過する際にほぼ円偏光となる位相差を発生するように、位相板21Cの進相軸(複屈折軸)方向と入力光の直線偏光方向とが調整されている。
【0039】
このような構成の2波長用回折素子2に、波長の異なる波長λ1と波長λ2の偏波面が直交し、かつ、偏光性の回折格子21Bに対して、一方の波長λ1の光が常光偏光で、他方の波長λ2の光が異常光偏光となる直線偏光が回折格子21B側から入射すると、波長λ1の常光偏光の入射光は回折されることなく円偏光となって透過するが、波長λ2の異常光偏光の入射光はその一部が回折される。この波長λ2の入射光は、一般に楕円偏光となって出射する。
【0040】
なお、波長λ1と波長λ2の入射光偏波面が平行の場合、位相板21Cとして、例えば波長λ1の直線偏光に対しては2π・(m1−1/2)(m1は自然数)の位相差を、波長λ2の直線偏光に対しては2π・m2(m2は自然数)の位相差を発生する機能を有する有機物薄膜を用いるとともに、2波長用回折素子2において光入射側に位相板21Cを配置し、光出射側に回折格子21Bを配置する構成が好ましい。
【0041】
この場合、偏波面が平行な波長λ1と波長λ2が位相板21Cを透過したとき、波長λ1は偏波面が90゜回転するが、波長λ2は偏波面が回転しないため、直交偏光となって回折格子21Bへ入射する。その結果、波長λ1と波長λ2の入射光に対して、一方の入射光は回折するが、他方の入射光は回折しないで透過する2波長用回折素子が得られる。
【0042】
[第4実施形態]
図4は、本発明の第4実施形態に係る光ヘッド装置に用いる2波長用回折素子の構成を示す模式図である。第4実施形態は前述した第3実施形態の変形例を示す。
【0043】
本実施形態の2波長用回折素子2では、第1の透光性基板21Aのみに複屈折性材料で形成された偏光性の回折格子21B(格子深さd1)を設けるだけでなく、図4(A)に示すように、位相板21Cにも、複屈折性材料で形成された偏光性の回折格子21Gを設けて構成する。この回折格子21Gは、回折格子21Bと同一の常光屈折率noと異常光屈折率neを有する複屈折性材料を用いるが、この複屈折性材料での常光屈折率方向が、回折格子21Bを形成する複屈折性材料での常光屈折率方向と直交するように形成されている。ここで21Dは、透光性基板である。
【0044】
したがって、偏光性の回折格子21Gの格子深さをd2とすると、波長λ2の入射偏光に対しては、凹凸部分と充填材21Fとで屈折率差がないので、位相差が生じないため、回折されることなく直進透過する。一方、波長λ1の入射偏光に対しては、
2π・(ne−ns)・d2/λ1 ……(6)
で与えられる位相差を発生し、回折格子として作用する。
【0045】
これにより、異なる波長の光に対しそれぞれ回折機能を持った波長選択性回折格子を実現できる。すなわち、図4(A)に示すように、波長λ1の入射光に対しては、回折格子21Gのみが回折作用を及ぼし、一方、図4(B)に示すように、波長λ2の入射光に対しては、回折格子21Bのみが回折作用を及ぼし、それぞれ0次光および±1次回折光を生成できる。
【0046】
なお、図4では、位相板21Cと偏光性の回折格子21Gとが接した構成となっているが、別途ガラス基板を設けてその片面に偏光性の回折格子21Gを形成して、偏光性の回折格子21Bが形成されたガラス基板21Aと一体化した後、位相板21Cを光入射側に接着してもよい。
【0047】
また、第3実施形態と同様に、波長λ1と波長λ2の入射光偏波面が平行の場合、位相板21Cとして、例えば波長λ1の直線偏光に対しては2π・(m1−1/2)(m1は自然数)の位相差を、波長λ2の直線偏光に対しては2π・m2(m2は自然数)の位相差を発生する機能を有する有機物薄膜を用いるとともに、2波長用回折素子2において光入射側に位相板21Cを配置し、光出射側に回折格子21Bを配置する構成とすればよい。この場合、偏波面が平行な波長λ1と波長λ2の入射光が位相板21Cを透過したとき、波長λ1は偏波面が90゜回転するが、波長λ2は偏波面が回転しないため、直交偏光となって回折格子21Bと21Gへ入射する。その結果、波長λ1は回折格子21Gで、波長λ2は回折格子21Bでそれぞれ独立に回折される2波長用回折素子が得られる。ここで、2波長用回折素子の光出射側にさらに波長λ1または波長λ2の入射光が透過したとき、ほぼ円偏光となる位相差が発生する位相板(図示せず)を配置してもよい。
【0048】
[第5実施形態]
図5は、本発明の第5実施形態に係る光ヘッド装置に用いる2波長用回折素子の構成を示す模式図である。第5実施形態の2波長用回折素子2Aは、前述した第1から第4実施形態の2波長用回折素子1または2に、波長λ1と波長λ2の入射光のうちで一方の波長のみを偏向する偏向機能層が付加された形態である。
【0049】
2波長用半導体レーザを光源として用いた場合、各波長帯のレーザチップの発光点間隔が100〜300μm程度離れているため、2波長用回折素子への入射光の光軸を例えば波長λ1の発光点に合わせると、波長λ2の入射光は光軸外の斜入射光となる。図5では、斜入射光となる波長λ2の入射光が偏向機能層を形成する回折格子21Hにより波長λ1の入射光と同じ光軸上に偏向され、波長λ1と波長λ2ともに同じ光軸の光として2波長用回折素子から出射する。
【0050】
偏向機能層を形成する回折格子21Hの具体的構成として、偏向機能に偏光依存性のないタイプAと偏光依存性のあるタイプBとがある。
【0051】
タイプAは、均一屈折率n1の透光性基板の表面を階段状に形状加工した回折格子で、波長λ1および波長λ2の入射光に対して、回折格子の階段1段当たりの深さd1が前述の関係式(1)および(2)を満たすように形成されている。階段の段数は4から8段である。このような回折格子に波長λ1の光が入射すると回折されることなく透過し、波長λ2の入射に対して50%以上が1次回折光として格子ピッチで規定される回折角度方位に回折される。
【0052】
このようなタイプAの回折格子は、図1の2波長用回折素子1において第2の透光性基板11Dの表面、あるいは、図3または図4の2波長用回折素子2において、第1の透光性基板21Aまたは第2の透光性基板21Dの表面に形成される。
【0053】
タイプBは、常光屈折率noで異常光屈折率neの複屈折性材料を鋸波状または階段状で周期的な回折格子として透光性基板上に形成し、複屈折性材料の常光屈折率noとほぼ等しい屈折率nsの充填剤で回折格子の凹凸部を充填して別の透光性基板により狭持した構造となっている。
【0054】
ここで、常光偏光入射光に対しては、複屈折性材料と充填材とで屈折率差がないので、位相差が生じないため、回折されることなく直進透過する。一方、異常光偏光入射光に対しては、波長を例えばλ2とし、階段状回折格子の格子深さをd、階段の段数をN(N≧3)とすると、
2π・(ne−ns)・d={(N−1)/N}・λ2 ……(7)
で規定される格子深さdとして構成することで、1次回折光の効率が60%以上となる位相差が発生する回折格子、すなわち偏向機能層が得られる。鋸波状のブレーズ格子の場合はNが無限大の場合に相当する。
【0055】
このようなタイプBの複屈折性材料からなる回折格子は、図1または図2の2波長用回折素子1において第2の透光性基板11Dの位相板11C面側に形成する。あるいは、図3または図4の2波長用回折素子2において、第1の透光性基板21Aの表面に形成した後、充填剤を用いて別の透光性基板と接合する。
【0056】
また、タイプAおよびタイブBいずれも、偏向機能層である階段状またはブレーズ状に形状加工した回折格子は、格子ピッチが空間的に分布したまたは透光性基板面上の格子パターンが直線でなく空間的に曲線となったいわゆるホログラムパターンとすることにより光学系の収差を補正してもよいし、集光性や発散性などのレンズ機能を付加した構成としてもよい。
【0057】
また、第3実施形態と同様に、図3または図4において波長λ1と波長λ2の入射光偏波面が平行の場合、位相板21Cとして、例えば波長λ1の直線偏光に対しては2π・(m1−1/2)(m1は自然数)の位相差を、波長λ2の直線偏光に対しては2π・m2(m2は自然数)の位相差を発生する機能を有する有機物薄膜を用いるとともに、2波長用回折素子において光入射側に位相板21Cを配置し、波長λ1と波長λ2の入射光偏波面を直交化する。その後に、タイプBの複屈折性材料からなる回折格子および偏向機能層を積層した構成とすればよい。なお、図5では、タイプBの回折格子21Hが用いられた場合の構成例が示されている。
【0058】
[第6実施形態]
次に、第6実施形態として、上述した第1〜第5実施形態に係る光ヘッド装置に用いる2波長用回折素子を搭載した光ヘッド装置について説明する。図6は第6実施形態に係る光ヘッド装置を示す概略構成図である。
【0059】
光ヘッド装置は、DVD系光ディスク用の波長λ1のレーザ光を発生する半導体レーザとCD系光ディスク用の波長λ2のレーザ光を発生する半導体レーザとの2つの半導体レーザが一体化されて構成された2波長用半導体レーザ3と、2波長用回折素子1または2と、ビームスプリッタ4と、コリメータレンズ5と、対物レンズ6と、光検出器8とを備えて構成され、光ディスク7に対してレーザ光のビームを照射して情報の記録・再生を行うものである。ここで、例えば、DVD系光ディスク用の波長λ1をλ1=650nm、CD系光ディスク用の波長λ2をλ2=790nmの各波長帯とする。
【0060】
このように構成された光ヘッド装置において、2波長用半導体レーザ3から出射した波長λ1の光は、2波長用回折素子1または2で回折されることなく光軸α上を直進透過し、さらにビームスプリッタ4を透過し、コリメータレンズ5により平行光にされる。その後、この平行光は、対物レンズ6により光ディスク7(DVD系)の情報記録面の情報記録トラック上に集光される。そして、情報記録面で反射された光は、再び対物レンズ6およびコリメータレンズ5を透過し、ビームスプリッタ4により反射されて往路の光軸αとは90度偏向した光軸βに沿って進行し、光検出器8の受光面に集光される。
【0061】
一方、2波長用半導体レーザ3から出射した波長λ2の光は、2波長用回折素子1または2で入射光の一部(例えば、10%から40%)が±1次回折光として回折し、さらにビームスプリッタ4を透過し、コリメータレンズ5により平行光にされる。その後、この平行光は、対物レンズ6により光ディスク7(CD系)の情報記録面の情報記録トラック上に、0次光および±1次回折光が3ビームとなって集光される。そして、情報記録面で反射された光は、再び対物レンズ6およびコリメータレンズ5を透過し、ビームスプリッタ4により反射されて光検出器8の受光面に集光される。
【0062】
このように、本実施形態の2波長用回折素子1または2を搭載した光ヘッド装置の場合、波長λ1の光は、2波長用回折素子1または2により回折されることなく直進透過するため、効率低下をもたらさず、また、迷光も生じない。したがって、DVD系の光ディスクにおける光検出法として一般的な4分割の受光面で構成される光検出器を用いて、ヘテロダイン検波法や位相差法によるトラッキング誤差信号検出、非点収差法による光ディスク情報記録面へのフォーカス信号検出、および記録情報であるピット信号検出が安定して行える。
【0063】
一方、CD系の光ディスクでは、DVD系と同一の4分割受光面の光検出器を用いて、非点収差法による光ディスク情報記録面へのフォーカス信号検出およびピット信号検出が行われ、さらに光検出器における他の2つの受光面で±1次回折光を受光することにより、3ビーム法によるトラッキング誤差信号の検出が行われる。
【0064】
さらに、2波長用回折素子1または2を透過した波長λ1の直線偏光は、位相差発生機能を有する有機物薄膜からなる図1または図3などの位相板11Cまたは21Cにより、円偏光となる。したがって、情報記録面で反射され無偏光のビームスプリッタ4を透過する戻り光は、再び2波長用回折素子1または2を透過することで、レーザ発振光の直線偏光方向と直交する直線偏光方向となって半導体レーザの発光点に入射する。このため、光ディスクからの戻り光がレーザ発振光と干渉することがなく、発振出力変動が発生しないので、安定した光ディスクの情報の記録・再生ができる。また、波長λ2の光に対しても、同様に、2波長用半導体レーザ3への戻り光の偏光状態はレーザ発振光の偏光状態と異なるので、半導体レーザの発振出力変動が抑制されて安定した光ディスクの情報の記録・再生ができる。
【0065】
ここで、2波長用回折素子として、第1および第2実施形態の2波長用回折素子1を用いる場合には、入射光の直線偏光の方向に依存しない回折格子が形成されるため、2波長用回折素子の配置の制約がなく、位相板11Cが回折格子11Bに対して半導体レーザ側にあっても、その逆でもよいという構成の自由度がある。一方、第3および第4実施形態の2波長用回折素子2を用いる場合には、波長λ1の入射光偏光方向と波長λ2の入射光偏光方向とを直交させれば、一方の波長のみに作用する偏光性の回折格子となるため、これを形成している複屈折性材料の格子深さを変えることにより、0次透過光および±1次回折光の効率比を目的に応じて調整できる自由度がある。特に、0次光の透過率を70%以上に設定することが好ましい記録用の光ヘッド装置に有効である。
【0066】
なお、2波長用回折素子1および2の格子ピッチは、それが搭載される光ヘッド装置の光学系および光記録媒体のトラッキング法に応じて適宜定められる。また、位相板として、位相差発生機能を有する有機物薄膜、例えば面内に光軸がそろったポリカーボネートなどの複屈折性材料を用いることにより、従来の水晶位相板に比べて入射光の入射角度の相違による位相差変動が少ないため、発散光が2波長用回折素子に入射するような半導体レーザの近傍に配置する構成であっても、一定で均一な位相差を発生できる。特に、面内に光軸がそろった有機物薄膜の2種の位相板を2種の光軸方向が面内で角度をなすように張り合わせることにより、広い波長帯の直線偏光の入射光に対しても、ほぼ円偏光となる位相差を発生できるため、波長λ1および波長λ2の入射光に対して、レーザ発振出力の変動をより効果的に低減し、安定した光ディスクの情報の記録・再生ができる。
【0067】
また、図1および図3では、位相板として、ポリカーボネート複屈折性膜をガラス基板に接着剤を用いて固定した構成のものを示したが、位相差発生機能を有する有機物薄膜をガラス基板に直接成膜してもよい。例えば、具体的には、ガラス基板上に配向膜用の膜を塗布し、所望の配向処理を施した後配向膜とし、複屈折性材料である液晶とモノマーの混合液を塗布することにより、配向膜の配向方向に液晶分子の光軸方向をそろえる。さらに、液晶とモノマーの混合液にあらかじめ光重合硬化剤を含有させておき、光重合用の光源光を照射することでモノマーを高分子化し、高分子液晶層とすることによって、接着剤を用いないで位相板を形成できる。
【0068】
なお、上述した実施形態では、2波長用回折素子をCD系の光ディスクで用いる波長λ2の光に対する3ビーム法のビーム発生に適用した構成について説明したが、情報記録用に用いられる差動プッシュプル法やDVD系の光ディスクで用いる波長λ1の光に対して、回折格子として作用する構成としても有効である。
【0069】
さらに、第2実施形態の2波長用回折素子1の光入射面である透光性基板11Aの表面と光出射面である透光性基板11Dの表面との両面に、それぞれ波長λ1の光および波長λ2の光のみに回折格子として機能する凹凸形状を形成して、CD系およびDVD系の光ディスクに対応させて仕様の異なる3ビームを生成するようにしてもよい。
【0070】
同様に、第4実施形態の2波長用回折素子2においても、透光性基板21Aの表面に形成された複屈折性材料の回折格子21Bと対向する位相板21Cの面にも複屈折性材料の回折格子を形成し、それぞれ波長λ1の偏光および波長λ2の偏光のみに回折格子として機能する偏光性回折格子を設けて、CD系およびDVD系の光ディスクに対応させて仕様の異なる3ビームを生成するようにしてもよい。
【0071】
また、図6に示した光ヘッド装置の例では、ビームスプリッタ4が用いられ、2波長用半導体レーザ3のユニットと光検出器8とが分離された構成としたが、ビームスプリッタ4の代わりにホログラムビームスプリッタを用いて、情報記録面で反射された光を回折させることにより分離し、2波長用半導体レーザユニット内の半導体レーザ近傍に配置された光検出器に集光するように構成してもよい。この場合、半導体レーザと光検出器とが同一のユニット内に配置されるため、光ヘッド装置を小型化できる。
【0072】
また、第5実施形態の2波長用回折素子では、偏向機能層が付加されているため、各波長帯の発光点間隔が離れている2波長用半導体レーザと組み合わせて用いた場合であっても、出射光は同一発光点位置から出射する光源として取り扱うことができる。したがって、光ヘッド装置に搭載する場合、光源位置の調整が簡便となり取り付け精度も向上する。2波長用回折素子を2波長用半導体レーザが内側に配置されたパッケージの光出射窓位置に固定した光源装置とすることにより、従来の単一波長の光源と同様に扱うことができるため、光ヘッド装置の組立調整が著しく簡略化される。
【0073】
【実施例】
以下の実施例において、前述した実施形態の構成の具体例を示す。
【0074】
「例1」
例1は図1に示した第1実施形態の具体例である。第1の透光性基板11Aを屈折率n1がn1=1.5の均一屈折率材料で構成し、凹凸形状に加工して空気と界面をなす回折格子11Bを形成する。そして、この凹凸部分の格子深さd1を、(n1−1)・d1がλ1となるよう、すなわちd1=1.3μmとする。このような構成とすると、DVD系の光ディスクに使用する波長λ1=650nmの入射光では、生じる位相差が2πとなり、一方、CD系の光ディスクに使用する波長λ2=790nmの入射光では、生じる位相差が2πにならない。これにより、図1(B)に示すように、波長λ2の光に対しては回折格子として作用し、図1(A)に示すように、波長λ1の光に対しては回折格子として作用しない波長選択性回折格子が得られる。
【0075】
この場合、回折格子として作用する波長λ2の入射光のみに対して、0次光の透過率がほぼ70%であり、±1次回折光の回折効率がほぼ10%となる2波長用回折素子を構成できる。なお、第1の透光性基板11Aにおいて空気との界面をなす回折格子11Bの形成された面および第2の透光性基板11Dにおいて空気との界面をなす一面には、波長λ1および波長λ2の入射光に対してフレネル反射の発生を1%以下に抑えるために、反射防止膜が成膜されている。
【0076】
また、位相板11Cは、ポリカーボネート膜を延伸させることにより、延伸方向に光軸のそろった複屈折性膜を形成して位相差機能を発生させている。ここで、延伸条件を調整することにより、具体的には、位相板11Cの進相軸を波長λ1の直線偏光方向に対して45°傾斜した配置とすることにより、波長λ1の4分の1波長板として機能させている。したがって、この位相板11Cでは、例えば波長λ1の直線偏光の入射光がこの位相板11Cを透過すると、円偏光となって出射する。
【0077】
なお、位相板11Cを構成するポリカーボネート膜自体は20μmから80μm程度の厚さの薄膜であり、膜厚分布が均一とはいえないため、このポリカーボネート膜を単体で用いる場合には、ここを透過するレーザ光の透過波面収差にばらつきが多く発生するおそれがある。そこで、この例1では、ポリカーボネートの位相板11Cを平均屈折率とほぼ等しい接着剤を用いて、厚さ精度および面精度の優れた変形の少ない透光性基板11A、11Dに挟んで接合させるように構成することで、2波長用回折素子1としての透過波面収差が安定した小さな値に抑えることができる。具体的には、波長λ1および波長λ2の光に対して、二乗平均波面収差値で0.015λ(ただし、λ=λ1またはλ2)以下の値となった。
【0078】
したがって、このような構成の2波長用回折素子1に、位相板11Cの光軸に対して直線偏光方向が+45°または−45°傾いた波長λ1および波長λ2の異なる波長の直線偏光が入射すると、一方の波長λ1の直線偏光入射光は回折されることなく円偏光となって直進透過するが、他方の波長λ2の直線偏光入射光は一部が回折され、楕円偏光となって前述した効率で回折光が生成されて透過する。つまり、一方の波長の光に対しては回折格子として作用するが、他方の波長の光に対しては回折格子として作用しないようになる。
【0079】
このような構成の2波長用回折素子を光ヘッド装置に搭載することにより、装置構成が簡略化されるため、部品点数の削減および小型化が実現でき、かつ、CD系およびDVD系の各光ディスクに対して、それぞれ光利用効率の高い安定した記録・再生信号の検出ができる。
【0080】
「例2」
例2は図2に示した第2実施形態の具体例である。回折格子11Bが形成された第1の透光性基板11Aに加えて、第2の透光性基板11Dを屈折率n2がn2=1.5の均一屈折率材料で構成し、凹凸形状に加工して空気と界面をなす回折格子11Gを形成する。そして、この凹凸部分の格子深さd2を、(n2−1)・d2がλ2となるよう、すなわちd2=1.58μmとする。この構成により、波長λ1=650nmの入射光のみに対して0次光の透過率がほぼ60%であり、±1次回折光の回折効率がほぼ10%となる波長選択性回折格子が得られる。すなわち、異なる波長λ1、λ2の光に対しそれぞれ回折機能を持った波長選択性の2波長用回折素子を実現できる。
【0081】
この場合、図2(A)に示すように、波長λ1の入射光に対しては、回折格子11Gが回折作用を及ぼし、0次光および±1次回折光が生成される。一方、図2(B)に示すように、波長λ2の入射光に対しては、回折格子11Bが回折作用を及ぼし、0次光および±1次回折光が生成される。したがって、このような構成の2波長用回折素子を光ヘッド装置に搭載することにより、CD系およびDVD系の各光ディスクに対して、それぞれ独立に信号検出用の3ビームを発生できるので、光利用効率の高い安定した記録・再生信号の検出ができる。
【0082】
「例3」
例3は図3に示した第3実施形態の具体例である。第1の透光性基板21Aの一面に、常光屈折率no=1.5、異常光屈折率ne=1.65の複屈折性材料を凹凸形状に加工形成してなる偏光性の回折格子21Bを設ける。そして、凹部には前記複屈折性材料の常光屈折率noとほぼ等しい均一屈折率nsの充填材21Fを充填させ、常光偏光入射光に対しては回折せず、異常光偏光入射光に対しては回折する偏光性の回折格子を構成する。
【0083】
この構成において、例えば、偏光性の回折格子21Bに対して、DVD系の光ディスクに使用する波長λ1=650nmの入射光が常光に、CD系の光ディスクに使用する波長λ2=790nmの入射光が異常光に対応するように、波長λ1と波長λ2の入射光の偏光方向を直交させることにより、波長λ1の入射光に対しては回折格子として作用しないが、波長λ2の入射光に対しては回折格子として作用する波長選択性回折格子が得られる。具体的には、格子深さd1をd1=0.92μmに形成することにより、波長λ2=790nmの入射光のみに対して0次光の透過率がほぼ70%であり、±1次回折光の回折効率がほぼ10%となる波長選択性の2波長用回折素子を実現できる。
【0084】
なお、例えば、この例3の構成の2波長用回折素子2を光ヘッド装置に使用する場合、波長λ1と波長λ2をそれぞれ出射する2つのレーザチップからなる2波長用半導体レーザを搭載するには、一般に、半導体レーザからの出射光は直線偏光であるため、各レーザチップを波長λ1と波長λ2の偏光方向が直交するように、ベースにマウントすればよい。
【0085】
また、波長λ1と波長λ2の偏光方向が同一方向にそろって出射する2波長用半導体レーザを用いる場合には、2波長用半導体レーザと2波長用回折素子2との間に、波長λ1と波長λ2のうちいずれか一方の波長の光の偏波面を90°回転し、他方の波長の光の偏波面は回転しない位相板あるいは旋光子を配置すればよい。例えば、波長λ1=650nmの波長の光に対して5/2波長板となる位相板を用いれば、波長λ2=790nmの波長の光に対してはほぼ4/2波長板となるので、位相板を透過する波長λ1の出射光の偏光方向は90°回転するが、波長λ2の出射光の偏光方向は回転しない。したがって、これら波長λ1および波長λ2の出射光は互いに直交する偏光方向となる。
【0086】
さらに、上記の位相板の代わりに、電圧印加により偏光方向を0°と90°での回転角度の切替えができる偏光方向切替え素子を用いてもよい。この場合の構成としては、例えば、1対のガラス基板の各片面上に透明電極および直交する配向膜を形成し、セル化させた後、ネマティック液晶を注入してツイステッドネマティック液晶素子を形成する。そして、この液晶素子の透明電極間への電圧印加をオン・オフすると、入射光の直線偏光方向を90°回転させる偏光方向切替え素子が形成できる。このような素子を半導体レーザとこの2波長用回折素子2との間に配置すれば、例えば波長λ1の波長の光入射に対しては電圧をオフして偏光方向を変化させず、波長λ2の波長の光入射に対しては電圧をオンして偏光方向を変化させる偏光方向の切替えができる。
【0087】
「例4」
例4は図4に示した第4実施形態の具体例である。第1の透光性基板21Aに設けた回折格子21Bに加えて、位相板21Cにも複屈折性材料で形成された偏光性の回折格子21Gを設ける。この場合、回折格子21Bと同一の常光屈折率no=1.5と異常光屈折率ne=1.65を有する複屈折性材料を用いるが、この複屈折性材料での常光屈折率方向が、回折格子21Bを形成する複屈折性材料での常光屈折率方向と直交するように形成する。すなわち、DVD系光ディスクで用いる波長λ1の入射偏光に対して、回折格子21Bでは常光屈折率noであるが、回折格子21Gでは異常光屈折率neとなる。一方、CD系光ディスクで用いる波長λ2の入射偏光に対して、偏光性回折格子21Bでは異常光屈折率neであるが、偏光性の回折格子21Gでは常光屈折率noとなる。
【0088】
したがって、波長λ2の入射偏光に対しては、回折格子21Gの凹凸部分と充填材21Fとで屈折率差がないので、位相差が生じることなく、回折格子として作用せずに直進透過する。一方、波長λ1の入射偏光に対しては、上記(6)式で示される位相差を発生し、回折格子として作用する。具体的には、偏光性の回折格子21Gの格子深さd2をd2=0.78μmとすることにより、波長λ1=650nmの入射光のみに対して、0次光の透過率がほぼ70%であり、±1次回折光の回折効率がほぼ10%となる波長選択性回折格子が得られる。すなわち、異なる波長λ1、λ2の光に対しそれぞれ回折機能を持った波長選択性の2波長用回折素子を実現できる。
【0089】
この場合、図4(A)に示すように、波長λ1の入射光に対しては、回折格子21Gのみが回折作用を及ぼし、一方、図4(B)に示すように、波長λ2の入射光に対しては、回折格子21Bのみが回折作用を及ぼし、それぞれ0次光および±1次回折光が生成される。したがって、このような構成の2波長用回折素子を光ヘッド装置に搭載することにより、CD系およびDVD系の各光ディスクに対して、それぞれ独立に信号検出用の3ビームを発生できるので、光利用効率の高い安定した記録・再生信号の検出ができる。
【0090】
また、この例4では、前述した例2の2波長用回折素子1(図2参照)と比較して、DVD系の光ディスクに用いる波長λ1の入射光とCD系の光ディスクに用いる波長λ2の入射光の0次光の透過効率および±1次回折光の回折効率を、独立に、かつ、任意の値に設定できるため、種々の光ヘッド装置の光学系構成に対して容易に適用できる。
【0091】
「例5」
例5は上述した例1〜4の2波長用回折素子1、2において位相板の構成を変更した変形例である。
【0092】
2波長用回折素子1、2において、位相板11Cまたは21Cとして用いられる位相差発生機能を有する有機物薄膜を2種類積層することにより、波長λ1=650nmと波長λ2=790nmの双方の波長に対してほぼ1/4波長板となる位相板を構成する(図示せず)。
【0093】
具体的には、例えば、リターデーション値が180nmのポリカーボネート膜位相板Xと、リターデーション値が360nmのポリカーボネート膜位相板Yとを各々の進相軸方向がほぼ60°の角度をなすように、接着剤で張り合わせて一体の積層位相板とする。すなわち、この積層位相板を形成する際に、進相軸を位相板Xと位相板Yのそれぞれの進相軸方向の中間の方向とし、波長λ1と波長λ2の入射偏光方向に対して積層位相板の進相軸が45°の角度をなすようにして、ガラス基板などの透光性基板に接着剤で固着する。
【0094】
このような構成の位相板を有する2波長用回折素子を光ヘッド装置に搭載することにより、光ディスクの情報記録面で反射されて半導体レーザに入射する波長λ1と波長λ2の戻り光は、偏光方向がいずれもレーザ出射光の偏光方向に対して直交するため、レーザ発振状態に影響を及ぼさない。したがって、波長λ1と波長λ2のいずれのレーザ光についてもレーザ発振強度の変動が抑制され、安定した記録・再生ができる。
【0095】
「例6」
例6は図5に示した第5実施形態の具体例である。第1の透光性基板21Aの一面に、常光屈折率no=1.5、異常光屈折率ne=1.65の複屈折性材料を8段の階段形状に加工形成してなる偏光性の回折格子21Hを設ける。また、第2の透光性基板21Dに同じ複屈折性材料を凹凸矩形形状に加工形成してなる偏光性の回折格子21Gを設ける。ここで、回折格子21Hは常光偏光入射光に対して常光屈折率noとして作用するが、回折格子21Gは異常光屈折率neとして作用するように複屈折性材料の配向軸方向が直交する構成としている。次に、第1の透光性基板21Aと第2の透光性基板21Dを各偏光性の回折格子が形成された側を対向させ、複屈折性材料の常光屈折率no=1.5とほぼ等しい均一屈折率nsの充填材21Fを回折格子の凹部に充填させる。
【0096】
さらに、位相板21Cとして位相差発生機能を有する有機薄膜を用い、第1の透光性基板21Aの片面に接着材21Eで位相板21Cが固定されている。ここで、位相板21Cは例1と同様にポリカーボネート膜を延伸させることで複屈折膜を形成して位相差機能を発生させている。位相板21Cは、波長λ1=650nmの入射光に対する位相差が5πとなる複屈折とし、波長λ2=790nmの入射光に対する位相差はほぼ4πとなっている。さらに、第3の透光性基板21Kに同じ複屈折性材料を凹凸矩形形状に加工形成してなる偏光性の回折格子21Bを設ける。ここで、回折格子21Bは常光偏光入射光に対して常光屈折率noとして作用する複屈折性材料の配向軸方向としている。偏光性の回折格子21Bと回折格子21Gは例4で説明した構成および作用と同一である。回折格子21Bの凹部には前記複屈折性材料の常光屈折率noとほぼ等しい均一屈折率nsの充填材21Iを充填させる。
【0097】
このような構成の2波長用回折素子2Aに波長λ1の異常光偏光が入射すると、位相板21C透過後に偏波面が90゜回転して常光偏光となり、回折格子21Hおよび回折格子21Bでは回折されず、回折格子21Gのみで回折され0次光と±1次回折光が発生する。一方、波長λ2の異常光偏光が入射すると、位相板21C透過後に偏波面は回転しないため異常光偏光のままで、回折格子21Hおよび回折格子21Gで回折され、回折格子21Bでは回折されない。
【0098】
ここで、偏光性の回折格子21Hの平均格子ピッチを28μmとした場合、θ=1.6゜光軸方向が傾いて入射する波長λ2の異常光偏光のほぼ80%を波長λ1と同じ光軸方向に1次回折して偏向する偏向機能層として作用する。すなわち、回折格子21Hの形成された面からほぼ3.6mm離れた面で、波長λ1のレーザ発光点と100μm間隔を成して配置された波長λ2のレーザ発光点からの出射光を波長λ1のレーザ発光点からの出射光と同一軸に偏向する。
【0099】
また、格子ピッチが空間的に同一で直線状の回折格子を用いた場合、1次回折光にはコマ収差等の収差が発生するため、収差が生じないように1次回折光に位相分布を付加するように面内の格子パターン形状が空間的に分布したホログラム格子パターンを用いた。さらに、必要に応じて波長λ1と波長λ2の波長の相異に起因した光学系の色収差を補正するホログラム格子パターンとしてもよい。また、偏光性の回折格子21Bと回折格子21Gにより、例4と同様にCD系およびDVD系の各ディスクに対して、それぞれ独立に信号検出用の3ビームを発生する。図5では偏光性の回折格子21H、回折格子21B、回折格子21G、位相板21Cが一体化された構成例を示したが、個別に各回折素子を作製した後組み合わせて用いてもよい。
【0100】
この例6では、前述した例4の2波長用回折素子2(図4参照)と比較して、CD系およびDVD系の各波長帯のレーザチップが互いの発光点間が離れて配置された2波長用半導体レーザを用いた場合でも、偏向機能層により一方の波長の大半の光が偏向され、結果的に同一発光点から2波長の光が出射する光源装置となる。その結果、CD系光ディスクおよびDVD系光ディスクの信号を従来のように受光面積の小さな単一光検出器で受光することができるため、光ヘッド装置の小型化と高速応答が実現できる。
【0101】
上述したように、本実施形態の2波長用回折素子によれば、波面収差を劣化させることなく、特定の波長に対して3ビーム以上を発生する回折格子機能と、直線偏光の入射光を円偏光の出射光に変換する位相板機能とを、単一のもので併せ持った光学素子が実現でき、部品点数の削減による小型化を図れる。
【0102】
また、本実施形態の2波長用回折素子を光ヘッド装置に搭載することにより、光源に2波長用半導体レーザを用いて構成でき、光学系および光源の構成を簡略化できるため、装置の部品点数の削減および小型化が実現できる。しかも、例えばCD系光ディスクおよびDVD系光ディスクなどの複数種の光ディスクそれぞれへの信号の記録・再生時において、光利用効率が高く、しかも安定した信号検出ができ、高い記録・再生性能を実現できる。
【0103】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、2波長用半導体レーザを光源として2つの波長帯の光によりCD系光ディスクおよびDVD系光ディスクなどのような異種の光記録媒体への情報の記録・再生を行う際に、安定した信号検出を行える2波長用回折素子およびそれを用いた光ヘッド装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る2波長用回折素子の構成を示すものであり、(A)は一方の波長の入射光の光路を示す模式図、(B)は他方の波長の入射光の光路を示す模式図である。
【図2】本発明の第2実施形態に係る2波長用回折素子の構成を示すものであり、(A)は一方の波長の入射光の光路を示す模式図、(B)は他方の波長の入射光の光路を示す模式図である。
【図3】本発明の第3実施形態に係る2波長用回折素子の構成を示すものであり、(A)は一方の波長の入射光の光路を示す模式図、(B)は他方の波長の入射光の光路を示す模式図である。
【図4】本発明の第4実施形態に係る2波長用回折素子の構成を示すものであり、(A)は一方の波長の入射光の光路を示す模式図、(B)は他方の波長の入射光の光路を示す模式図である。
【図5】本発明の第5実施形態に係る2波長用回折素子の構成を示すものであり、(A)は一方の波長の入射光の光路を示す模式図、(B)は他方の波長の入射光の光路を示す模式図である。
【図6】本発明の第6実施形態に係る光ヘッド装置を示す概略構成図である。
【図7】従来の光ヘッド装置の構成例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1,2,2A 2波長用回折素子
3 2波長用半導体レーザ
4 ビームスプリッタ
5 コリメータレンズ
6 対物レンズ
7 光ディスク(光記録媒体)
8 光検出器
11A,21A,11D,21D,21K 透光性基板(ガラス基板)
11B,11G 回折格子
11C,21C 位相板
11E,21E 接着剤
21B,21G,21H 偏光性の回折格子
21F,21I 充填材
Claims (3)
- 波長λ1の光および波長λ2(λ1≠λ2)の光を、偏波面が互いに平行な第1の直線偏光で出射する光源と、前記波長λ1の光および前記波長λ2の光を偏向するビームスプリッタと、前記波長λ1の光および前記波長λ2の光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光記録媒体の情報記録面で反射した信号光を受光する光検出器と、を備え、前記光記録媒体に情報の記録・再生を行う光ヘッド装置であって、
前記光源から前記ビームスプリッタに至る前記波長λ1の光および前記波長λ2の光の光路中にのみ2波長用回折素子を備え、
前記2波長用回折素子は、前記光源側から位相板と、偏光性の回折格子を有し、
前記位相板は、前記波長λ1の光と前記波長λ2の光うち、いずれか一方の光に対して2π・(m1−1/2)の位相差を発生して(m1は自然数)前記第1の直線偏光と直交する第2の直線偏光を出射するとともに、他方の光に対して2π・m2の位相差を発生して(m2は自然数)前記第1の直線偏光を出射し、
前記偏光性の回折格子は、第1の偏光性の回折格子と、第2の偏光性の回折格子と、を有し、
前記第1の偏光性の回折格子は、前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち、いずれか一方を回折させずに透過させるとともに、他方を回折させ、
前記第2の偏光性の回折格子は、前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち、前記第1の偏光性の回折格子で回折させる方の直線偏光を回折させずに透過させるとともに、他方を回折させる光ヘッド装置。 - 前記偏光性の回折格子は、階段状またはブレーズ状に形成され複屈折性材料からなる偏向機能層を有し、前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち、いずれか一方を回折させずに透過させるとともに、他方を回折させて前記波長λ1の光と前記波長λ2の光の光軸をそろえる請求項1に記載の光ヘッド装置。
- 前記波長λ1は、DVD系の650nm波長帯であり、波長λ2は、CD系の790nm波長帯である請求項1または請求項2に記載の光ヘッド装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000218976A JP4560906B2 (ja) | 2000-01-31 | 2000-07-19 | 光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-21363 | 2000-01-31 | ||
JP2000021363 | 2000-01-31 | ||
JP2000218976A JP4560906B2 (ja) | 2000-01-31 | 2000-07-19 | 光ヘッド装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009203657A Division JP4735749B2 (ja) | 2000-01-31 | 2009-09-03 | 光ヘッド装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001290017A JP2001290017A (ja) | 2001-10-19 |
JP4560906B2 true JP4560906B2 (ja) | 2010-10-13 |
Family
ID=26584451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000218976A Expired - Fee Related JP4560906B2 (ja) | 2000-01-31 | 2000-07-19 | 光ヘッド装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4560906B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002311219A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Alps Electric Co Ltd | 光学部材及びこれを用いた光ピックアップ |
KR100464419B1 (ko) * | 2002-06-20 | 2005-01-03 | 삼성전자주식회사 | 기록/재생용 호환형 광픽업 |
JP2004264620A (ja) * | 2003-03-03 | 2004-09-24 | Jsr Corp | 積層波長板 |
JP4412065B2 (ja) | 2004-06-14 | 2010-02-10 | 日本電気株式会社 | 光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置 |
JP2006099946A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-04-13 | Asahi Glass Co Ltd | 光ヘッド装置 |
JP4985799B2 (ja) * | 2005-01-31 | 2012-07-25 | 旭硝子株式会社 | 偏光回折素子および積層光学素子 |
JP4518009B2 (ja) * | 2005-11-29 | 2010-08-04 | 旭硝子株式会社 | 3波長用回折素子、位相板付3波長用回折素子および光ヘッド装置 |
US7835252B2 (en) | 2007-04-12 | 2010-11-16 | Asahi Glass Company, Limited | Optical head apparatus |
JP5333434B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2013-11-06 | 旭硝子株式会社 | 波長選択旋光子および光ヘッド装置 |
JP2009009140A (ja) * | 2008-07-14 | 2009-01-15 | Konica Minolta Holdings Inc | 基材、光ピックアップ装置、電子ビーム描画装置 |
JP5360399B2 (ja) * | 2009-08-06 | 2013-12-04 | 大日本印刷株式会社 | 回折格子作製用位相マスク |
KR100971708B1 (ko) * | 2010-03-11 | 2010-07-22 | 주식회사 엘엠에스 | 광 픽업용 회절소자 및 상기 회절소자가 구비된 광학 모듈 |
JP5767858B2 (ja) * | 2010-05-21 | 2015-08-19 | 株式会社有沢製作所 | 光回折素子、光ピックアップ及び光回折素子の製造方法 |
JP5496258B2 (ja) * | 2012-06-11 | 2014-05-21 | キヤノン株式会社 | 積層型回折光学素子および光学系 |
EP3190445A4 (en) * | 2014-09-05 | 2017-12-13 | Funai Electric Co., Ltd. | Laser optical device and image projection device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000123403A (ja) * | 1998-10-19 | 2000-04-28 | Victor Co Of Japan Ltd | 光ピックアップ及び光デバイス |
JP2000322761A (ja) * | 1999-05-10 | 2000-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光信号検出装置及び光ピックアップ装置 |
JP2001028146A (ja) * | 1999-07-13 | 2001-01-30 | Sony Corp | 光学ヘッド及び光記録再生装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2901728B2 (ja) * | 1990-09-19 | 1999-06-07 | 株式会社日立製作所 | 光ヘッド及びそれを用いた情報記録再生装置 |
JP4043058B2 (ja) * | 1995-06-01 | 2008-02-06 | 旭硝子株式会社 | 光ヘッド装置に用いられる回折素子の製造方法 |
JP3713778B2 (ja) * | 1995-12-22 | 2005-11-09 | 旭硝子株式会社 | 光ヘッド装置 |
KR100267233B1 (ko) * | 1996-09-24 | 2000-10-16 | 윤종용 | 2광원을 이용한 홀로그램 광픽업 |
JP3635516B2 (ja) * | 1997-07-11 | 2005-04-06 | 株式会社リコー | 光ディスク装置 |
JP3978821B2 (ja) * | 1997-08-20 | 2007-09-19 | 旭硝子株式会社 | 回折素子 |
JPH11174226A (ja) * | 1997-12-09 | 1999-07-02 | Ricoh Co Ltd | 偏光性ホログラムとそれを用いた光ヘッド |
JPH11185282A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Sony Corp | 光学ピックアップ及び光ディスク装置 |
-
2000
- 2000-07-19 JP JP2000218976A patent/JP4560906B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000123403A (ja) * | 1998-10-19 | 2000-04-28 | Victor Co Of Japan Ltd | 光ピックアップ及び光デバイス |
JP2000322761A (ja) * | 1999-05-10 | 2000-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光信号検出装置及び光ピックアップ装置 |
JP2001028146A (ja) * | 1999-07-13 | 2001-01-30 | Sony Corp | 光学ヘッド及び光記録再生装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001290017A (ja) | 2001-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4341332B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
US7463569B2 (en) | Optical disk apparatus with a wavelength plate having a two-dimensional array of birefringent regions | |
JP4560906B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
JP2002318306A (ja) | 波長選択性回折素子および光ヘッド装置 | |
US7548359B2 (en) | Double-wavelength light source unit and optical head device having four diffraction gratings | |
JPH07182687A (ja) | 光ピックアップ | |
JP2006351086A (ja) | 光路補正装置とこれを用いた光ピックアップ | |
JP2004355790A (ja) | ホログラム結合体およびその製造方法、ホログラムレーザユニットならびに光ピックアップ装置 | |
US7710849B2 (en) | Optical head device and optical information recording or reproducing device | |
JP4300784B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
JP4378832B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
US6369377B1 (en) | Multiple-beam holographic optical pick-up head | |
WO2004097819A1 (ja) | 光回折素子および光情報処理装置 | |
JP4631135B2 (ja) | 位相子 | |
KR100985422B1 (ko) | 2파장 광원유닛 및 광헤드 장치 | |
JP4478398B2 (ja) | 偏光光学素子、光学素子ユニット、光ヘッド装置及び光ディスクドライブ装置 | |
JP4735749B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
JP4599763B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
JP4337510B2 (ja) | 回折素子および光ヘッド装置 | |
JP2001014714A (ja) | 光学素子および光ディスク装置 | |
JP3851253B2 (ja) | 回折格子及び光ピックアップ | |
JP2006066011A (ja) | ホログラムレーザユニットおよび光ピックアップ装置 | |
JP4432255B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
JP2006099946A (ja) | 光ヘッド装置 | |
JP2002341125A (ja) | 回折素子および光ヘッド装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060425 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070614 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090702 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090714 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090911 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100309 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100427 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100611 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100706 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100719 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806 Year of fee payment: 3 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |