JPH1011782A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる基板厚の２種類の光ディスクに対して
記録及び再生の少なくとも一方を行うことができ、か
つ、光効率の良い光ピックアップを提供する。 【解決手段】 光を射出する光源手段 (1)と、光源手段
(1)から射出された光の偏光状態を、ネマティック液晶
のＴＮ効果を用いて選択的に９０゜変化する偏光切換手
段 (3)と、偏光切換手段 (3)を経た光の偏光方向に応じ
て、その光を第１の光路 (A)と第２の光路 (B)に切換え
る光路切換手段 (4)と、前記第１の光路(A)上に配置さ
れ、ある基板厚を有する第１の記録媒体 (10a)に応じて
設計された第１の対物レンズ(6a)と、第２の光路 (B)上
に配置され、第１の記録媒体 (10a)とは異なる基板厚を
有する第２の記録媒体 (10b)に応じて設計された第２の
対物レンズ(6b)とを有する光ピックアップとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板厚の異なる記録
媒体に対して情報の記録および再生の少なくとも一方を
行う光記録再生装置の光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来技術】基板厚の異なる２種類の記録媒体（光ディ
スク）に対して情報の記録再生を行う光ピックアップと
しては、例えば特開平６−３３３２５５号公報に開示さ
れた光ピックアップが知られている。この特開平６−３
３３２５５号公報に開示されている光ピックアップは、
図１１及び図１２に図示するように、基板厚の薄い光デ
ィスク１３１に対応して設計された対物レンズ１０３ａ
と、基板厚の厚い光ディスク１４１に対応して設計され
た対物レンズ１０３ｂとを有し、これら対物レンズ１０
３ａおよび１０３ｂはレンズホルダ１０４に固着されて
いる。レンズホルダ１０４は、固定部材１０８と一端で
結合された磁気ヨーク１０２の上に配置されたマグネッ
ト１０１ａ、１０１ｂ間に位置し、４本の金属サスペン
ション１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ（１０
７ａ，１０７ｂのみ図示）を介してフォーカス方向及び
トラッキング方向に並進できるように支持されている。

【０００３】レンズホルダ１０４をフォーカス方向に駆
動し位置制御するフォーカシングコイルはレンズホルダ
１０４に直接巻回され、レンズホルダ１０４をトラッキ
ング方向に駆動し位置制御するトラッキングコイルはレ
ンズホルダ１０４に固着されている。マグネット１０１
ａ、１０１ｂは磁気ヨーク１０２に限定されており、磁
気回路を構成している。

【０００４】光学台１１６の側にはビーム分離ミラー１
１２、ビームスプリッタ１１３、半導体レーザ１１４、
フォトディテクタ１１５が配設されている。磁気ヨーク
１０２は光学台１１６にネジ等の手段で固定されてい
る。光学台１１６は図示しないキャリヤに保持されて、
トラッキング方向に移動でき、光ディスク１３１や１４
１の記録範囲の全域に記録することができるようになっ
ている。

【０００５】図１２（ａ）では対物レンズ１０３ａ、１
０３ｂと光ディスク１３１との収光状態を示している。
図１１において半導体レーザ１１４から出射された光ビ
ーム１１７は光ビーム分離ミラー１１２で２つの光ビー
ム１１７ａ、１１７ｂに分離されて両対物レンズ１０３
ａ、１０３ｂに同時に入射され、記録膜１３１ｂ上に収
束光として照射される。

【０００６】対物レンズ１０３ａは光ディスク１３１に
対応するように設計されているので、その収束光は記録
膜１３１ｂの位置で最適光スポットを形成するが、対物
レンズ１０３ｂは光ディスク１３１との間で光学特性つ
まり収光特性が不適当であるからその収束光は十分に収
束されない。よって、フォトディテクタ１１５によって
受光されるのは対物レンズ１０３ａからの反射光であっ
て、この反射光に基づいてフォーカシングエラー信号お
よびトラッキングエラー信号が検出され、結果として対
物レンズ１０３ａで記録再生されることになる。

【０００７】対物レンズ１０３ｂからの反射光は、記録
膜１３１ｂ上で収束されないため散乱してしまい、フォ
トディテクタ１１５に十分に入射されない（もしくはノ
イズが多くなって入射してしまう）。また、図１２
（ｂ）において、対物レンズ１０３ｂは光ディスク１４
１の光学特性に対応して設計されているので、この対物
レンズ１０３ｂによる収束光は記録膜１４１ｂの位置で
最適光スポットを形成するが、対物レンズ１０３ａは光
ディスク１４１の光学特性に対し不適当であるからその
収束光は十分に収束されない。

【０００８】よって、光ディスク１４１の場合には対物
レンズ１０３ｂによって記録再生されることになる。さ
らに、図１２（ａ）、図１２（ｂ）において、ビーム分
離ミラー１１２には前記光ビーム１１７を２つの光ビー
ム１１７ａ、１１７ｂに分離するために２つのミラー面
１１２ａとハーフミラー面１１２ｂが形成されている。
ハーフミラー面１１２ｂは光ビーム１１７を１００％反
射せず、対物レンズ１０３ａを介して光ディスク１３１
に投入するのに適した光ビーム１１７ａのパワーを得る
透過率をもって設計され、ハーフミラー面１１２ｂで反
射される光ビーム１１７ｂについては対物レンズ１０３
ｂを介して光ディスク１４１に投入するに適したパワー
が得られるようにしている。

【０００９】これによって、異なる光学特性、特に基板
厚の異なる光ディスク１３１、１４１に対して互換が可
能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
光ピックアップは以下に挙げる問題点を有している。半
導体レーザ１１４から射出される光ビームを対物レンズ
１０３ａと１０３ｂにそれぞれ分離するのにハーフミラ
ー面１１２ｂを用いており、常に２つの光ビーム１１７
ａ、１１７ｂを光ディスクに照射させている。しかし、
このハーフミラー面１１２によって２つの光ビーム１１
７ａ、１１７ｂに分離することにより、光効率が約半分
になってしまうので、記録再生を行うには半導体レーザ
１１４は通常の約２倍のパワーの光ビームを射出しなけ
ればならない。

【００１１】また、選択されない対物レンズからの反射
光は散乱するためフォトディテクタ１１５には迷光とし
て検出される。この迷光はノイズとなるため、フォーカ
シングエラー信号およびトラッキングエラー信号に影響
が出てしまうことがある。本発明は、上記問題点を解決
し、異なる基板厚の２種類の光ディスクに対して記録お
よび再生の少なくとも一方を行うことができ、かつ光量
の損失をほとんど無くし光効率の良い光ピックアップを
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基板厚の異なる２種類の記録媒体に対して
情報を光学的に記録及び再生の少なくとも一方を行う光
記録再生装置における光ピックアップにおいて、光を射
出する光源手段と、前記光源手段から射出された光の偏
光の状態を、ネマティック液晶のＴＮ効果を用いて選択
的に９０°変化する偏光切り換え手段と、前記偏光切り
換え手段を経た光の偏光方向に応じて、その光を第１の
光路と第２の光路に切り換える光路切り換え手段と、前
記第１の光路上に配置され、ある基板厚を有する第１の
記録媒体に応じて設計された第１の対物レンズと、前記
第２の光路上に配置され、前記第１の記録媒体とは異な
る基板厚を有する第２の記録媒体に応じて設計された第
２の対物レンズと、を有する。

【００１３】なお、上記光ピックアップにおいて、光路
切り換え手段は偏光ビームスプリッタであることが好ま
しい。また、上記光ピックアップにおいて、光路切り換
え手段は複屈折性プリズムであることが好ましい。ま
た、上記光ピックアップにおいて、光源手段は直線偏光
を射出するものが好ましい。また、光源手段は直線偏光
を射出しなくても、偏光切り換え手段に入射する際の光
の偏光状態が直線偏光であればよい。

【００１４】

【作用】光源手段から射出された直線偏光を偏光切り換
え手段に入射させる。偏光切り換え手段では、情報の再
生及び記録のいずれかを行おうとする記録媒体に応じ
て、入射された光の直線偏光を切り換えて射出する。光
路切り換え手段では、入射された光の直線偏光の方向に
応じて、その光の光路を第１又は第２の光路に切り換え
る。第１の光路上には例えば基板の薄い第１の記録媒体
に応じて設計された対物レンズが配置され、第１の対物
レンズに入射された光は第１の記録媒体の記録面上に光
スポットを形成する。同じように、第２の光路上には基
板厚の厚い第２の記録媒体に応じて設計された第２の対
物レンズが配置され、第２の対物レンズに入射された光
は、第２の記録媒体の記録面上に光スポットを形成す
る。光路切り換え手段では入射された光を分離させず、
入射された光のほとんどを記録媒体に照射させているの
で光量の損失が低減される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態を示
す光ピックアップである。以下、図１を参照して第１実
施形態の説明をする。まず、図１を参照して本実施形態
の光ピックアップの構成を説明する。１は光ビームを射
出する光源の半導体レーザである。２は半導体レーザ１
から射出された光ビームを平行光にするコリメータレン
ズである。３は２枚の透明電極基板３ａ、３ｂの間にネ
マティック液晶３ｃが分子配向を透明基板の上下へ９０
°連続にねじられるようにして介在している液晶セルで
ある。なお、３ｄは透明電極基板３ａ，３ｂに電圧を印
加しネマティック液晶３ｃの分子配向を切り換える電源
である。

【００１６】この液晶セル３についてさらに詳細に説明
する。液晶セル３は２枚の透明電極基板３ａ，３ｂの間
に誘電異方性が正のネマティック液晶３ｃを数μｍ〜数
百μｍの厚さにサンドイッチし、その分子配向を２枚の
透明電極基板３ａ，３ｂ間で９０°連続的ねじらせて作
製されている。液晶セル３は、その印加電圧によって入
射直線偏光の偏光方向を選択的に９０°回転させて出射
させる。即ち、印加される電圧が、あるしきい値未満で
は、ネマティック液晶３ｃは、２枚の透明電極基板３
ａ，３ｂ間で９０°連続的にねじれた分子配向を維持
し、入射直線偏光をその偏光方向を９０°回転して出射
させる。これに対して、印加電圧がしきい値以上だと、
ネマティック液晶３ｃは、その分子配向が電場方向に傾
いて９０°の旋光性を消失し、入射直線偏光をその偏光
方向を回転させることなく出射させる。

【００１７】４は液晶セル３から射出された光ビームが
入射される複屈折性プリズムである。複屈折性プリズム
４は入射される光ビームの偏光方向によって屈折率が異
なる性質を有しており、Ｐ偏光の光ビームが入射される
と光ビームを図中Ａ方向に屈折させ、Ｓ偏光の光ビーム
が入射されると光ビームを図中Ｂ方向に屈折させる。５
は入射される光ビームの直線偏光を円偏光に、また円偏
光を直線偏光に変換する１／４波長板である。６ａ、６
ｂは対物レンズであって、対物レンズ６ａは、基板厚の
薄い光ディスク１０ａに対応して設計されたレンズであ
って、複屈折性プリズム４でＡ方向に屈折された光ビー
ムが入射される。また、対物レンズ６ｂは、基板厚の厚
い光ディスク１０ｂに対応して設計された対物レンズで
あって、複屈折性プリズム４でＢ方向に屈折された光ビ
ームが入射される。７ａ、７ｂは光ディスク１０ａ、１
０ｂからの反射光を受光する光検出器であって、光検出
器７ａは光ディスク１０ａから対物レンズ６ａを介して
戻ってくる反射光を受光し、光検出器７ｂは光ディスク
１０ｂから対物レンズ６ｂを介して戻ってくる反射光を
受光する。

【００１８】次に本実施形態の光ピックアップの作用に
ついて説明する。半導体レーザ１から射出された拡散光
ビームは、コリメータレンズ２によって平行光ビームに
される。ここでは、半導体レーザ１から射出された光ビ
ームがＰ偏光の直線偏光として説明する。平行光ビーム
は液晶セル３に入射し、その偏光方向を制御される。

【００１９】情報の再生を行おうとしている光ディスク
が基板厚の薄い光ディスク１０ａであれば、電源３ｄは
液晶セル３の透明電極基板３ａ，３ｂに所定の電圧を印
加し、Ｐ偏光のまま射出させる。このＰ偏光の光ビーム
は複屈折性プリズム４に入射し、図中Ａ方向に屈折さ
れ、１／４波長板５に入射する。ここで光ビームはＰ偏
光の直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６ａに
入射され、光ディスク１０ａの記録面上に光スポットを
形成する。光ディスク１０ａからの反射光は逆の経路を
たどり、１／４波長板５に入射し円偏光からＳ偏光の直
線偏光に変換され、複屈折性プリズム４に入射される。
ここで光ビームはＳ偏光の直線偏光に変換されているの
で、図中Ｃ方向に屈折される。光ビームはその後液晶セ
ル３、コリメータレンズ２を介して光検出器７ａに受光
され、光ディスク１０ａの情報が検出される。

【００２０】光ディスク１０ｂから情報を再生しようと
する場合は、電源３ｄは液晶セル３の透明電極基板３
ａ、３ｂに電圧を印加しない（もしくはしきい値未満の
電圧を印加）。よって液晶セル３に入射された光ビーム
はＳ偏光の直線偏光の光ビームに変換されて液晶セル３
を射出される。この光ビームは複屈折性プリズム４で図
中Ｂ方向に屈折されて、１／４波長板５で円偏光の光ビ
ームに変換される。円偏光に変換された光ビームは対物
レンズ６ｂに入射し、光ディスク１０ｂの記録面上に光
スポットを形成する。光ディスク１０ｂでの反射光は、
再び対物レンズ６ｂを介して１／４波長板に入射し、こ
こで円偏光からＰ偏光の直線偏光の光ビームに変換され
る。そしてこの光ビームは複屈折性プリズム４で図中Ｄ
方向に屈折され、液晶セル３およびコリメータレンズ２
を介して光検出器７ｂによって受光され、光ディスク１
０ｂの情報が検出される。

【００２１】よって、本実施形態によれば、液晶セル３
に印加する電圧を制御し、複屈折性プリズム４で２つの
光ビームの光路を選択的に切り換えているので、光量損
失が低減される。また、光検出器７ａ、７ｂに受光され
る反射光もそれぞれ独立に検出することができるので、
迷光による信号の品質劣化などの影響がほとんどない。

【００２２】

【実施例】次に本発明の第１実施例について図２乃至図
６を参照して説明する。図２は本実施例の光ピックアッ
プの構成を示す図、図３は、図２の光ピックアップの対
物レンズ１９ａ、１９ｂ周辺の側面図、図４および図５
は液晶セル５に電圧を印加されない場合と印加させた場
合の液晶セルの分子配向の状態を示す図、図６は光ディ
スクの種類の検出のフローチャートである。

【００２３】まず、図２および図３を参照して本実施例
の光ピックアップの構成を説明する。１１は直線偏光の
光ビームを射出する半導体レーザ、１２は光ビームを平
行光にするコリメータレンズ、１３は断面楕円形の光ビ
ームを断面円形の光ビームに整形する整形プリズム、１
４は印加する電圧の大きさによって光ビームの偏光方向
を９０°換えることができる、つまりＰ偏光をＳ偏光に
変換することができる液晶セル、１５はＰ偏光成分を１
００％透過、Ｓ偏光成分を１００％反射させる偏光ビー
ムスプリッタ、１６は偏光ビームスプリッタ１５で反射
されたＳ偏光の光ビームを後述する１／４波長板１７の
方へさし向けるための全反射ミラー、１７は１／４波長
板、１８は１／４波長板１７を出射した光ビームを後述
する対物レンズ１９ａ、１９ｂ方向にさし向ける立ち上
げミラー、１９ａ、１９ｂは対物レンズで、１９ａは薄
い基板厚のＤＶＤ（デジタル・バーサイタル・ディス
ク）に対応して設計された対物レンズで、１９ｂは厚い
基板厚のＣＤ（コンパクト・ディスク）に対応して設計
された対物レンズであり、対物レンズ１９ａ，１９ｂは
図示しない一つのホルダに固着されている。２０は光デ
ィスクからの反射光を集光させる集光レンズ、２１は、
集光レンズ２０によって集光された光ビームに非点収差
を与えるシリンドリカルレンズ、２２は光検出器、２３
は液晶セル１４に印加する電圧を制御する液晶制御回路
である。

【００２４】次に、この光ピックアップの作用について
説明する。まずはじめに、情報を再生しようとする光デ
ィスクが基板厚が薄いＤＶＤとして説明する。半導体レ
ーザ１１から射出された発散光ビームは、コリメータレ
ンズ１２により平行光ビームに変換され、ビーム整形プ
リズム１３によって光ビームの断面形状が円形に整形さ
れる。この光ビームは液晶セル１４に入射されるが、こ
のときの光ビームの偏光方向はＰ偏光２４である。ＤＶ
Ｄから情報を再生するので液晶制御回路２３は液晶セル
１４にしきい値（このしきい値は液晶の分子配向が電場
方向に傾くときの電圧の値である）以上の電圧を印加
し、液晶セル１４の液晶の分子配向を電場方向に傾けさ
せて、入射したＰ偏光の光ビーム２４をＰ偏光の光ビー
ム２４のまま液晶セル１４を射出させる（図４）。Ｐ偏
光の光ビームは偏光ビームスプリッタ１５に入射し、偏
光面を透過し、１／４波長板１７に入射する。１／４波
長板１７でＰ偏光の光ビームは円偏光の光ビームに変換
され、立ち上げミラー１８に入射する。立ち上げミラー
１８によって反射された光ビームは対物レンズ１９ａに
よって集光され、ＤＶＤの記録面上に光スポットを形成
する。

【００２５】ＤＶＤからの反射光は、対物レンズ１９
ａ、立ち上げミラー１８を介して１／４波長板１７に入
射する。光ビームは１／４波長板１７によって円偏光か
らＳ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１５に入射
する。偏光ビームスプリッタ１５ではＳ偏光成分を反射
させるので、Ｓ偏光の光ビームは偏光面で反射され、集
光レンズ２０の方へさし向けられる。光ビームは集光レ
ンズ２０によって集光され、シリンドリカルレンズ２１
で非点収差を与えられ、光検出器２２に受光される。こ
の光検出器２２によってＤＶＤの再生信号、非点収差法
によるフォーカスエラー信号、プッシュプル法によるト
ラッキングエラー信号を検出する。

【００２６】次に、基板厚の厚いＣＤの情報の再生につ
いて説明する。半導体レーザ１１から射出された光ビー
ムは、コリメータレンズ１７、ビーム整形プリズム１８
を介して、断面円形の平行光ビームに変換され、液晶セ
ル１４に入射される。液晶セル１４に入射する光ビーム
はＰ偏光２４とする。液晶制御回路２３は光ディスクが
ＣＤであることを認識し、液晶セル１４に電圧を印加し
ない（もしくはしきい値未満の電圧を印加する）。電圧
が印加されない液晶セル１４は液晶の分子配向が変えら
れず、液晶セル１４に入射したＰ偏光の光ビーム２４は
Ｓ偏光２５に変換されて液晶セル１４を射出する（図
５）。Ｓ偏光の光ビームは偏光ビームスプリッタ１５の
偏光面によって反射され、全反射ミラー１６へさし向け
られる。偏光ビームスプリッタ１５からの光ビームは全
反射ミラー１６によって反射され、その光路を９０°変
えられて１／４波長板１７に入射する。１／４波長板１
７で光ビームは円偏光の光ビームに変換され、立ち上げ
ミラー１８に入射し、対物レンズ１９ｂに入射する。光
ビームは対物レンズ１９ｂによって集光されＣＤの記録
面上に光スポットを形成する。

【００２７】ＣＤからの反射光は、対物レンズ１９ｂ、
立ち上げミラー１８を介して１／４波長板１７に入射
し、円偏光からＰ偏光の光ビームに変換されて全反射ミ
ラー１６に入射する。全反射ミラー１６によって光ビー
ムは偏光ビームスプリッタ１５方向へ反射し、偏光ビー
ムスプリッタ１５の偏光面に入射する。Ｐ偏光の光ビー
ムは偏光面を透過し、偏光ビームスプリッタを射出し、
集光レンズ２０に入射する。光ビームは集光レンズ２
０、シリンドリカルレンズ２１を介して光検出器２２に
よって受光され、再生信号、フォーカシングエラー信
号、トラッキングエラー信号が検出される。

【００２８】次に、光記録再生装置に装着された光ディ
スクがＤＶＤなのかＣＤなのか（基板厚が薄いのか厚い
のか）を判別する動作について、図６のフローチャート
を参照して説明する。まず、光記録再生装置への光ディ
スク挿入後、ディスクセンサにより光ディスクが所定位
置に装着されたことを検出したら、液晶制御回路２３に
よる液晶セル１４印加電圧を０（Ｖ）とし、対物レンズ
１９ｂから再生光を光ディスクに照射させ、対物レンズ
１９ｂをフォーカス方向に変位させる。対物レンズ１９
ｂのフォーカス方向の変位によるフォーカスエラー信号
は、光検出器２２の出力に基づいて信号処理回路で検出
して、比較回路で基準信号（Ｖ_H0）と比較する。

【００２９】ここで、対物レンズ１９ｂを用いて再生光
を光ディスクに照射させていることから、挿入されてい
る光ディスクがＣＤであれば球面収差が小さく、光検出
器２２で受光されるフォーカスエラー信号のピーク値
（Ｖ_H ）は基準信号（Ｖ_H0）よりも大きくなる。反対
に、挿入されている光ディスクがＤＶＤであれば球面収
差が大きくなり、光検出器２２に入射する光スポットは
中心部と周辺部とで合焦位置にずれが生じ、フォーカス
エラー信号のピーク値（Ｖ_H ）は基準信号（Ｖ_H0）より
も小さくなる。比較回路では検出されたフォーカスエラ
ー信号のピーク値（Ｖ_H ）と基準信号（Ｖ_H0）の比較を
行い、ピーク値（Ｖ_H ）が基準値（Ｖ_H0）よりも大きけ
れば、液晶制御回路２３に印加電圧０（Ｖ）の指示を送
り、ピーク値（Ｖ_H ）が基準値（Ｖ_H0）よりも小さいと
きは、液晶制御回路２３に印加電圧をしきい値以上にす
ることを指示する。

【００３０】以上説明したように、本実施例の光ピック
アップによれば、液晶セル１４の液晶の分子配向を変え
ることで、光ビームの偏光方向を適宜切り換えることが
でき、液晶セル１４の後段に配置された偏光ビームスプ
リッタ１５が、そこに入射される光ビームの偏光方向に
よってその光路を切り換えるようにしたので、光量の損
失を低減させて、２種類の異なる基板厚の光ディスクに
対して記録および再生の少なくとも一方を行うことがで
きる。

【００３１】次に本発明の第２実施例を図７、８を参照
して説明する。図７は本実施例の光ピックアップの光学
系の構成を示す図であり、図８は図７に示す光ピックア
ップの対物レンズ３８ａ，３８ｂ周辺の側面図である。
以下、本実施例の光ピックアップの構成を説明する。な
お、本実施例では第１実施例と同様に、基板厚の薄い光
ディスクとしてＤＶＤを、基板厚の厚い光ディスクとし
てＣＤを対象として、それぞれの光ディスクの情報を読
み取ることができる光ピックアップとして説明する。

【００３２】３１は直線偏光の光ビームを射出する半導
体レーザ、３２は光ビームを平行光にするコリメータレ
ンズ、３３は断面楕円形の光ビームを断面円形の光ビー
ムに整形する整形プリズム、３４は印加する電圧の大き
さによって光ビームの偏光方向を９０°換えることがで
きる、つまりＰ偏光をＳ偏光に変換することができる液
晶セル、３５は入射される光の偏光方向に応じて屈折率
が変わる性質（出射光の場合、Ｐ偏光ならば図中Ａ方向
に屈折、Ｓ偏光ならば図中Ｂ方向に屈折、反射光の場
合、図中Ａ方向から入射するＳ偏光ならば図中Ｃ方向に
屈折、図中Ｂ方向から入射するＰ偏光ならば図中Ｄ方向
に屈折）を有するウォラストンプリズム、３６は１／４
波長板、３７ａ及び３７ｂは光ビームを対物レンズ方向
に立ち上げる立ち上げミラー、３８ａ及び３８ｂは対物
レンズであり、対物レンズ３８ａは基板厚の薄いＤＶＤ
に対応して設計された対物レンズ、対物レンズ３８ｂは
基板厚の厚いＣＤに対応して設計された対物レンズであ
る。３９ａ及び３９ｂはコリメータレンズ３２と後述す
る光検出器４０ａ、４０ｂの間に、反射光の光軸に対し
て斜めに配置されたガラス平板、４０ａ及び４０ｂは光
検出器、４１は液晶セル３４に印加する電圧を制御する
液晶制御回路である。

【００３３】次に本実施例の作用について説明する。ま
ず、はじめに情報を再生しようとする光ディスクがＤＶ
Ｄとして説明する。半導体レーザ３１から射出された発
散光ビームは、コリメータレンズ３２により平行光ビー
ムに変換され、ビーム整形プリズム３３によって光ビー
ムの断面形状が円形に整形される。この光ビームは液晶
セル３４に入射されるが、このときの光ビームの偏光方
向はＰ偏光である。基板厚の薄いＤＶＤから情報を再生
するので、液晶制御回路４１は液晶セル３４にしきい値
（このしきい値は液晶の分子配向が電場方向に傾くとき
の電圧の値である）以上の電圧を印加し、液晶セル３４
の液晶の分子配向を電場方向に傾けさせて、入射したＰ
偏光の光ビームをＰ偏光の光ビームのまま液晶セル３４
を射出させる。Ｐ偏光の光ビームはウォラストンプリズ
ム３５に入射し、図中Ａ方向に屈折されて射出される。
ウォラストンプリズム３５を射出されたＰ偏光の光ビー
ムは１／４波長板３６に入射し、円偏光に変換される。
円偏光に変換された光ビームは立ち上げミラー３７ａで
反射され、対物レンズ３８ａに入射し、ＤＶＤの記録面
上に光スポットを形成するように集光される。

【００３４】ＤＶＤからの反射光は、対物レンズ３８
ａ、立ち上げミラー３７ａを介して１／４波長板３６に
入射する。光ビームは１／４波長板３６によって円偏光
からＳ偏光に変換され、ウォラストンプリズム３５に入
射する。ウォラストンプリズム３５ではＳ偏光の光ビー
ムを図中Ｃ方向に屈折されて射出される。このＳ偏光の
光ビームは液晶セル３４、整形プリズム３３、コリメー
タレンズ３２を介して集光されてガラス平板３９ａに入
射する。反射光はこのガラス平板３９ａに入射すること
で非点収差を与えられ、光検出器４０ａに受光される。
この光検出器４０ａによってＤＶＤの再生信号、非点収
差法によるフォーカスエラー信号、プッシュプル法によ
るトラッキングエラー信号を検出する。

【００３５】次に基板厚の厚いＣＤの場合の情報再生に
ついて説明する。半導体レーザ３１から射出された光ビ
ームは、コリメータレンズ３２、ビーム整形プリズム３
３を介して、断面円形の平行光ビームに変換され、液晶
セル３４に入射される。なお、液晶セル３４に入射する
光ビームはＰ偏光である。液晶制御回路４１は光ディス
クがＣＤであることを認識し、液晶セル３４に電圧を印
加しない（もしくはしきい値未満の電圧を印加する）。
電圧が印加されない液晶セル３４は液晶の分子配向が変
えられず、液晶セル３４に入射したＰ偏光の光ビームは
Ｓ偏光の光ビームに変換されて液晶セル３４を射出す
る。Ｓ偏光の光ビームはウォラストンプリズム３５によ
って図中Ｂ方向に屈折されて射出される。このウォラス
トンプリズム３５を射出したＳ偏光の光ビームは１／４
波長板３６で円偏光に変換され、立ち上げミラー３７ｂ
に入射する。光ビームは立ち上げミラー３７ｂによって
対物レンズ３８ｂ方向に反射される。光ビームは対物レ
ンズ３８ｂによって集光され、ＣＤの記録面上に光スポ
ットを形成する。

【００３６】ＣＤからの反射光は、対物レンズ３８ｂ、
立ち上げミラー３７ｂを介して１／４波長板に入射す
る。円偏光の反射光は１／４波長板３６でＰ偏光の光ビ
ームに変換され、ウォラストンプリズム３５に入射す
る。Ｐ偏光の光ビームはウォラストンプリズム３５で図
中Ｄ方向に屈折されて射出され、液晶セル３４、整形プ
リズム３３、コリメータレンズ３２を介してガラス平板
３９ｂに集光して入射する。反射光はガラス平板３９ｂ
によって非点収差を与えられて、光検出器４０ｂに受光
され、ＣＤの再生信号、非点収差法によるフォーカスエ
ラー信号、プッシュプル法によるトラッキングエラー信
号が検出される。

【００３７】なお、光記録再生装置に装着された光ディ
スクがＤＶＤかＣＤかを判別する動作については第１実
施例と同様であるのでここでは説明を省略する。また、
本実施例で説明したウォラストンプリズムは、水晶から
構成されるものであるが、ルチル、ＬｉＮＯ₃ 、ＢＢＯ
（ＢａＢＯ₃ ）等の複屈折性結晶から構成されてもよ
い。

【００３８】以上説明したように、本実施例の光ピック
アップによれば、ウォラストンプリズムを用いることに
より、部品点数を減らすことができ、光ピックアップの
小型化に寄与することができる。つぎに本発明の第３実
施例について図９、１０を参照して説明する。本実施例
では、上記各実施例とは異なり、基板厚の薄い光ディス
クとしてＤＶＤ、基板厚の厚い光ディスクとしてＭＯ
（光磁気ディスク）を対象とした光ピックアップについ
て説明する。図９は本実施例の光ピックアップの構成を
示す図であり、図１０は図９の光ピックアップの対物レ
ンズ５９ａ，５９ｂ周辺の側面図である。

【００３９】以下、本実施例の光ピックアップの構成を
説明する。５１は直線偏光の光ビームを射出する半導体
レーザ、５２は光ビームを平行光にするコリメータレン
ズ、５３は断面楕円形の光ビームを断面円形の光ビーム
に整形するビーム整形プリズム、５４は印加する電圧の
大きさによって光ビームの偏光方向を９０°換えること
ができる、つまりＰ偏光をＳ偏光に変換することができ
る液晶セル、５５はＰ偏光成分を１００％透過し、Ｓ偏
光成分を２０％透過、８０％反射させる偏光ビームスプ
リッタ、５６は偏光ビームスプリッタ５５で透過したＰ
偏光の光ビームが入射される１／４波長板、５７は偏光
ビームスプリッタ５５で反射したＳ偏光の光ビームが入
射され、後述する立ち上げミラー５８へ指しむける全反
射ミラー、５８は光ビームを後述する対物レンズ５９
ａ、５９ｂ方向にさし向ける立ち上げミラー、５９ａ及
び５９ｂは対物レンズであって、５９ａはＤＶＤに対応
して設計された対物レンズ、５９ｂはＣＤに対応して設
計された対物レンズ、６０は１／２波長板、６１は集光
レンズ、６２はＰ偏光を１００％透過、Ｓ偏光を１００
％反射させる偏光ビームスプリッタ、６３ａ及び６３ｂ
は光検出器、６４は液晶セル５４に印加する電圧を制御
する液晶制御回路である。

【００４０】次に、本実施例の作用について説明する。
まず、情報を再生しようとする光ディスクがＤＶＤであ
るとして説明する。半導体レーザ５１から射出された発
散光ビームは、コリメータレンズ５２により平行光ビー
ムに変換され、ビーム整形プリズム５３によって光ビー
ムの断面形状が円形に整形される。この光ビームは液晶
セル５４に入射されるが、このときの光ビームの偏光方
向はＰ偏光である。ＤＶＤから情報を再生するので液晶
制御回路６４は液晶セル５４にしきい値以上の電圧を印
加し、液晶セル５４の液晶の分子配向を電場方向に傾け
て、入射したＰ偏光の光ビームをＰ偏光のまま液晶セル
５４を射出させる。Ｐ偏光の光ビームは偏光ビームスプ
リッタ５５に入射し、偏光面を透過し、１／４波長板５
６に入射する。１／４波長板５６でＰ偏光の光ビームは
円偏光の光ビームに変換され、立ち上げミラー５８に入
射する。光ビームは立ち上げミラー５８で対物レンズ５
９ａ方向に反射され、対物レンズ５９ａによって集光さ
れ、ＤＶＤの記録面上に光スポットを形成される。

【００４１】ＤＶＤからの反射光は、対物レンズ５９
ａ、立ち上げミラー５８を介して１／４波長板５６に入
射する。反射光は１／４波長板５６でＳ偏光に変換さ
れ、偏光ビームスプリッタ５５に入射する。反射光は偏
光ビームスプリッタ５５の偏光面で反射され、１／２波
長板６０に入射し、その偏光方向を４５°回転されて集
光レンズ６１に入射する。反射光は集光レンズによって
集光され、偏光ビームスプリッタ６２に入射する。偏光
ビームスプリッタ６２では反射光をＰ偏光成分とＳ偏光
成分に分離し、分離されたそれぞれの光ビームは光検出
器６３ａ、６３ｂに受光される。この光検出器６３ａ、
６３ｂによってＤＶＤの再生信号、ビームサイズ法によ
るフォーカシングエラー信号、プッシュプル法によるト
ラッキングエラー信号を検出する。

【００４２】次に、ＭＯの情報の再生について説明す
る。半導体レーザ５１から射出された直線偏光の光ビー
ムは、コリメータレンズ５２、ビーム整形プリズム５３
を介して、断面円形の平行光ビームに変換され、液晶セ
ル５４に入射される。なお、液晶セル５４における光ビ
ームの偏光方向はＰ偏光である。液晶制御回路６４は光
ディスクがＭＯであることを認識し、液晶セル５４に電
圧を印加しない。よって液晶セル５４に入射したＰ偏光
の光ビームはＳ偏光に変換されて液晶セル５４を射出す
る。Ｓ偏光の光ビームは偏光ビームスプリッタ５５の偏
光面で反射され、全反射ミラー５７へさし向けられる。
光ビームは全反射ミラー５７で反射され、立ち上げミラ
ー５８の方へさし向けられる。立ち上げミラー５８に入
射した光ビームはそこで反射され、対物レンズ５９ｂに
入射される。対物レンズ５９ｂに入射した光ビームは集
光され、ＭＯの記録面上に光スポットを形成する。

【００４３】ＭＯからの反射光（主にＰ偏光成分）は、
対物レンズ５９ｂ、立ち上げミラー５８、全反射ミラー
５７を介して偏光ビームスプリッタ５５に入射する。反
射光はそのＰ偏光成分のみが偏光ビームスプリッタ５５
の偏光面を透過し、１／２波長板６０に入射する。１／
２波長板６０において、反射光はその偏光方向を４５°
回転されて、集光レンズ６１に入射し、集束される。集
束された反射光は偏光ビームスプリッタ６２に入射す
る。反射光は１／２波長板６０を透過したことによって
Ｐ偏光及びＳ偏光の両成分を含んでおり、偏光ビームス
プリッタ６２によってそれぞれの偏光成分に分離（Ｐ偏
光成分透過、Ｓ成分反射）される。そしてＰ偏光成分の
光ビームは光検出器６３ａに受光され、Ｓ偏光成分の光
ビームは光検出器６３ｂに受光される。この光検出器６
３ａ及び６３ｂによってＭＯの再生信号を検出し（光検
出器６３ａ及び６３ｂの差分）、ビームサイズ法によっ
てフォーカスエラー信号を検出し、プッシュプル法によ
ってトラッキングエラー信号を検出する。

【００４４】なお、光記録再生装置に装着された光ディ
スクがＤＶＤなのかＭＯなのかを判別する構成及び動作
については、第１実施例と同様であるのでここでは説明
を省略する。以上説明したように本実施例によれば、基
板厚の薄いＤＶＤと基板厚の厚いＭＯに対しても、光量
の損失を低減でき、情報の再生及び記録の少なくとも一
方を行うことができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
異なる基板厚の２種類の光ディスクに対して、光量の損
失を低減させて情報の記録及び再生の少なくとも一方を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の原理を説明するための光ピッ
クアップの光学系を示す図である。

【図２】 図２は第１実施例の光ピックアップの光学系
を示す図である。

【図３】 図３は図２の光ピックアップの対物レンズ周
辺の側面図である。

【図４】 図４は液晶セルに電圧を印加しないときの液
晶の分子配向の状態を示す図である。

【図５】 図５は液晶セルに電圧を印加したときの液晶
の分子配向の状態を示す図である。

【図６】 図６は光ディスクの判別する動作を説明する
フローチャートである。

【図７】 図７は第２実施例の光ピックアップの光学系
を示す図である。

【図８】 図８は図７の光ピックアップの対物レンズ周
辺の側面図である。

【図９】 図９は第３実施例の光ピックアップの光学系
を示す図である。

【図１０】 図１０は図９の光ピックアップの対物レン
ズ周辺の側面図である。

【図１１】 従来の光ピックアップの構成を示す斜視図
である。

【図１２】 従来の光ピックアップの対物レンズ周辺の
側面図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ コリメータレンズ ３ 液晶セル ４ 複屈折性プリズム ５ １／４波長板 ６ａ，６ｂ 対物レンズ ７ａ，７ｂ 光検出器 １１ 半導体レーザ １２ コリメータレンズ １３ ビーム整形プリズム １４ 液晶セル １５ 偏光ビームスプリッタ １６ 全反射ミラー １７ １／４波長板 １８ 立ち上げミラー １９ａ，１９ｂ 対物レンズ ２０ 集光レンズ ２１ シリンドリカルレンズ ２２ 光検出器 ２３ 液晶制御回路 ３１ 半導体レーザ ３２ コリメータレンズ ３３ ビーム整形プリズム ３４ 液晶セル ３５ ウォラストンプリズム ３６ １／４波長板 ３７ａ，３７ｂ 立ち上げミラー ３８ａ，３８ｂ 対物レンズ ３９ａ，３９ｂ ガラス平板 ４０ａ，４０ｂ 光検出器 ４１ 液晶セル ５１ 半導体レーザ ５２ コリメータレンズ ５３ ビーム整形プリズム ５４ 液晶セル ５５ 偏光ビームスプリッタ ５６ １／４波長板 ５７ 全反射ミラー ５８ 立ち上げミラー ５９ａ，５９ｂ 対物レンズ ６０ １／２波長板 ６１ 集光レンズ ６２ 偏光ビームスプリッタ ６３ａ，６３ｂ 光検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板厚の異なる２種類の記録媒体に対し
   て情報を光学的に記録及び再生の少なくとも一方を行う
   光記録再生装置における光ピックアップにおいて、 光を射出する光源手段と、 前記光源手段から射出された光の偏光の状態を、ネマテ
   ィック液晶のＴＮ効果を用いて選択的に９０°変化する
   偏光切り換え手段と、 前記偏光切り換え手段を経た光の偏光方向に応じて、そ
   の光を第１の光路と第２の光路に切り換える光路切り換
   え手段と、 前記第１の光路上に配置され、ある基板厚を有する第１
   の記録媒体に応じて設計された第１の対物レンズと、 前記第２の光路上に配置され、前記第１の記録媒体とは
   異なる基板厚を有する第２の記録媒体に応じて設計され
   た第２の対物レンズと、を有することを特徴とする光ピ
   ックアップ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ピックアップにおい
   て、 前記光路切り換え手段は、偏光ビームスプリッタである
   ことを特徴とする光ピックアップ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光ピックアップにおい
   て、 前記光路切り換え手段は、複屈折性プリズムであること
   を特徴とする光ピックアップ。