JPH10143903A

JPH10143903A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JPH10143903A
Application number: JP8311366A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Yamaguchi; 山口　　泰弘; Makoto Itonaga; 誠糸長
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1998-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】厚さが異なる複数の光ディスクを共用再生可
能な光ピックアップを提供する。【解決手段】少なくとも、レーザ光源１、ビームスプ
リッタ２、対物レンズ４、受光素子６、回折型光学素子
レンズ８を備え、電圧の印加により回折効率が変化する
回折型光学素子レンズ８は、レーザ光源１と対物レンズ
４との間に介挿されており、一方の厚さの光ディスク７
を再生する場合は、回折型光学レンズ８に電圧を印加し
て屈折率を変化し、他方の厚さの光ディスク７を再生す
る場合には、回折型光学レンズ８に電圧を印加せずに屈
折率を変化させない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単板あるいは貼り
合わせにより厚さが異なる複数の光ディスクを共用再生
可能な光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、光ディスクの分野においては、外
観形状は同一であるが、厚さが異なる複数のディスクが
知られている。例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）
は、直径１２ｃｍ、厚さ１．２ｍｍであり、また、ＤＶ
Ｄ（デジタルビデオディスク）は、直径１２ｃｍ、厚さ
０．６ｍｍあるいは１．２ｍｍである。特に、ＤＶＤは
厚さ０．６ｍｍの単板を貼り合わせた２層構造のものが
ある（貼りわせて０．６ｍｍ，１．２ｍｍ）。このため
に、光ディスクプレーヤに搭載される光ピックアップに
は、こうした厚さが異なりしかもディスクフォーマット
が相違する複数種類の光ディスクを確実に再生するため
には、第１に、光ディスクの厚さ（０．６ｍｍあるいは
１．２ｍｍ）に応じて、その光ディスク信号面上に正確
に再生レーザ光を集光照射可能な機能が求められる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、こうした厚さ
が異なる複数種類の光ディスクを確実に再生するための
光ピックアップとして、いくつかの互換再生方式が提案
されている。一つの互換再生方式の光ピックアップとし
ては、薄いあるいは厚い光ディスクに対応するホログラ
ム格子パターンが光軸を中心として同心円状に形成され
てあるホログラムレンズを用いた２重焦点方式の光ピッ
クアップが知られている（例えば特開平７−９８４３１
号公報）。

【０００４】しかしながら、このホログラムレンズを用
いた２重焦点方式の光ピックアップは、次にあげるよう
な問題点がある。

【０００５】（１）ホログラムにより、光が常に回折
されているために、光の利用率が低い。特に、高いＳ／
Ｎでの信号検出が要求されるＤＶＤ再生時には、充分な
信号を得るために、半導体レーザのパワーをかなり大き
くしなければならず、レーザの寿命にとって大きな問題
である。

【０００６】（２）常に２つ以上の光スポットが、ホ
ログラムレンズによって作られている。このため、フォ
ーカスエラー信号に複数の偽信号が発生するため、ディ
スクに応じて、所望の点にフォーカス動作を引き込むこ
とが困難である。

【０００７】また、他方の互換再生方式の光ピックアッ
プとしては、光ディスクの厚さの差によって生じる収差
とは逆の収差を発生するような曲面を、１対のガラス基
板間に配置した１対の透明電極内部に液晶を封入してこ
の１対の透明電極に電圧印加することにより、液晶の屈
折率を変化させて収差の補償を行う光ピックアップが知
られている（例えば特公平７−７７０３１号公報）。

【０００８】しかしながら、この収差補償に液晶を用い
た２重焦点方式の光ピックアップにおいては、厚さが
０．６ｍｍの光ディスクを再生する場合、０．６ｍｍ分
の球面収差を発生させる必要があるために、対物レンズ
の光軸と液晶レンズの光軸とが僅か（２０μｍ程度）で
も、ずれると大きなコマ収差及び非点収差が発生し、良
好な再生が望めないと言う問題点がある。

【０００９】そこで、本発明は上記の問題点に着目して
なされたものであり、収差補正に有利なホログラム方式
を用いる一方で、従来のホログラム方式が持つ上記の欠
点を改善した光ピックアップを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は次（１）〜（６）の構成になる光ピッ
クアップを提供する。

【００１１】（１）図１，図２にそれぞれ示すよう
に、厚さが異なる複数の光ディスク（厚さ０．６ｍｍの
光ディスクあるいは厚さ１．２ｍｍの光ディスク）を共
用再生可能な光ピックアップＡ，Ｂであって、少なくと
も、レーザ光源１と、ビームスプリッタ２と、対物レン
ズ４と、受光素子６と、電圧の印加により回折効率が変
化する回折型光学素子レンズ８とを備え、前記回折型光
学素子レンズ８は、前記レーザ光源１と対物レンズ４と
の間に介挿されており、一方の厚さの光ディスク（厚さ
０．６ｍｍの光ディスクあるいは厚さ１．２ｍｍの光デ
ィスク）を再生する場合は、前記回折型光学レンズ８に
電圧を印加して屈折率を変化させ、他方の光ディスク
（厚さ１．２ｍｍの光ディスクあるいは厚さ０．６ｍｍ
の光ディスク）を再生する場合には、前記回折型光学レ
ンズ８に電圧を印加せずに屈折率を変化させないことを
特徴とする光ピックアップ。

【００１２】（２）図１に示すように、上記（１）記
載の光ピックアップＡであって、前記回折型光学素子レ
ンズ８は、レーザ光源１とビームスプリッタ２との間に
介挿されることを特徴とする光ピックアップＡ。

【００１３】（３）図２に示すように、上記（１）記
載の光ピックアップＢであって、前記回折型光学素子レ
ンズ８は、ビームスプリッタ２と対物レンズ４との間に
介挿されることを特徴とする光ピックアップＢ。

【００１４】（４）図３，図５にそれぞれ示すよう
に、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の光ピックア
ップＡ，Ｂに用いられる前記回折型光学素子レンズ８
Ａ，８Ｃは、一対の透明基板（円板状ガラス基板）８Ａ
８，８Ａ９，８Ｃ８，８Ｃ９と、この一対の透明基板
（円板状ガラス基板）８Ａ８，８Ａ９，８Ｃ８，８Ｃ９
間において、光軸ｏを中心として同心円状に配置される
各一対の透明電極８Ａ２ａ，８Ａ４ａ，８Ａ６ａ，８Ａ
２ｂ，８Ａ４ｂ，８Ａ６ｂ，８Ｃ１ａ，８Ｃ３ａ，８Ｃ
５ａ，８Ｃ１ｂ，８Ｃ３ｂ，８Ｃ５ｂと、前記一対の透
明電極８Ａ２ａ〜８Ａ６ａ，８Ａ２ｂ〜８Ａ６ｂ，８Ｃ
１ａ〜８Ｃ５ａ，８Ｃ１ｂ〜８Ｃ５ｂ間に封入される回
折型光学素子（液晶）８Ａ２，８Ａ４，８Ａ６，８Ｃ
１，８Ｃ３，８Ｃ５とから成り、前記一対の透明電極８
Ａ２ａ〜８Ａ６ａ，８Ａ２ｂ〜８Ａ６ｂ，８Ｃ１ａ〜８
Ｃ５ａ，８Ｃ１ｂ〜８Ｃ５ｂ間に所定の電圧を印加して
前記回折型光学素子（液晶）８Ａ２，８Ａ４，８Ａ６，
８Ｃ１，８Ｃ３，８Ｃ５の配向状態を変化させて、屈折
率を変化させることを特徴とする光ピックアップ。

【００１５】（５）図４に示すように、上記（１）〜
（３）のいずれかに記載の光ピックアップＡ，Ｂに用い
られる前記回折型光学素子レンズ８Ｂは、光軸ｏを中心
として同心円状に山型突起８Ｂ４１，８Ｂ４２，８Ｂ４
３，８Ｂ４４，８Ｂ４５が形成された一方の面８Ｂ４ａ
を有する一方の透明基板（円板状ガラス基板）８Ｂ４と
他方の透明基板（円板状ガラス基板）８Ｂ１とからなる
一対の透明基板（円板状ガラス基板）８Ｂ１，８Ｂ４
と、この一方の透明基板（円板状ガラス基板）８Ｂ４の
一方の面８Ｂ４ａに対向する山型突起８Ｂ２ｂ１，８Ｂ
２ｂ２，８Ｂ２ｂ３，８Ｂ２ｂ４，８Ｂ２ｂ５が形成さ
れた一方の透明電極８Ｂ２ｂと、前記他方の透明基板
（円板状ガラス基板）８Ｂ１に対向する他方の透明電極
８Ｂ２ａとからなる一対の透明電極８Ｂ２ａ，８Ｂ２ｂ
と、この一対の透明電極８Ｂ２ａ，８Ｂ２ｂ間に封入さ
れる回折型光学素子（液晶）８Ｂ３とから成り、前記一
対の透明電極８Ｂ２ａ，８Ｂ２ｂへ印加する電圧に応じ
て前記回折型光学素子（液晶）８Ｂ３の配向状態を変化
させて、屈折率を変化させることを特徴とする光ピック
アップ。

【００１６】（６）図３〜図５にそれぞれ示すよう
に、上記（４）又は（５）記載の前記回折型光学素子レ
ンズ８Ａ〜８Ｃを構成する回折型光学素子は、液晶素子
であることを特徴とする光ピックアップ。

【００１７】

【発明の実施の態様】以下、本発明の光ピックアップに
ついて、図１〜図５に沿って説明する。図１，図２はそ
れぞれ本発明の光ピックアップの構成を示す第１，第２
実施例図、図３，図４，図５はそれぞれ回折型光学素子
レンズである液晶型ホログラムレンズの第１，第２，第
３実施例を示す縦断面拡大図である。

【００１８】本発明の光ピックアップは、所定の電圧が
印加されたときのみ所定のホログラム回折パターンが出
現して透過する光の屈折率を変化させる（凸レンズ効果
あるいは凹レンズ効果が現れる）構造の回折型光学素子
レンズである液晶型ホログラムレンズを用いたことに特
徴があるものである。そして、この液晶型ホログラムレ
ンズに印加する電圧の有無により、厚さが異なる２種類
のディスクの互換再生を可能とする光ピックアップであ
る。

【００１９】本発明の光ピックアップの実施例につい
て、光ピックアップＡ，Ｂの順に説明する。［光ピックアップＡの構成］本発明の光ピックアップＡ
は、図１に示すように、レーザ光源１、ビームスプリッ
タ２、コリメータレンズ３、対物レンズ４、円筒レンズ
５、受光素子６、液晶型ホログラムレンズ８から構成さ
れる。７は光ディスク、ｏは光軸。光ディスク７は、例
えば、厚さ０．６ｍｍのディスク（薄いディスクと称す
る）あるいは厚さ１．２ｍｍのディスク（厚いディスク
と称する））のいずれかである。

【００２０】前記した液晶型ホログラムレンズ８は、レ
ーザ光源１とビームスプリッタ２との間に光軸ｏにその
光軸が一致するように介挿されている。そして、液晶型
ホログラムレンズ８は、薄いディスク７を再生する場合
は、液晶型ホログラムレンズ８に所定の電圧を印加して
屈折率を変化させて凸レンズ効果をもたらし、また、厚
いディスク７を再生する場合には、液晶型ホログラムレ
ンズ８に電圧を印加せずに一定の屈折率（あるいは屈折
率０）とするのである。

【００２１】勿論、必要に応じて、厚いディスク７を再
生する場合は、液晶型ホログラムレンズ８に所定の電圧
を印加して屈折率を変化させて凸レンズ効果あるいは凹
レンズ効果をもたらし、また、薄いディスク７を再生す
る場合には、液晶型ホログラムレンズ８に電圧を印加せ
ずに一定の屈折率（あるいは屈折率０）としても良い
が、以下の説明においては、液晶型ホログラムレンズ８
が前者の状態にあるもの（薄いディスク７を再生する場
合にのみ所定の電圧を印加して凸レンズ効果をもたらす
もの）として説明する。

【００２２】［光ピックアップＡの再生動作］次に、前
記した構成の光ピックアップＡの再生動作について、（１）薄いディスク７を再生する場合（２）厚いディスク７を再生する場合について、順次説明する。

【００２３】（１）薄いディスク７を再生する場合図示せぬターンテーブルに載置されてあるディスク７の
厚さを図示せぬ検知装置によって検知し、この検知結果
が薄いディスク７であると、図示せぬ電圧発生器は所定
の電圧を液晶型ホログラムレンズ８に印加する。これに
より、液晶型ホログラムレンズ８には所定のホログラム
格子パターンが出現して入射による光の屈折率が変化す
る（凸レンズ効果が現れる）。

【００２４】これと相前後して、レーザ光源１から出射
する再生レーザ光は、液晶型ホログラムレンズ８に入射
し、ここで凸レンズ効果により再生レーザ光が一段と集
光され、ビームスプリッタ２を透過し、コリメータレン
ズ３で平行光とした後、対物レンズ４で絞られて、ディ
スク７の螺旋状あるいは同心円状に形成された信号面上
に正確に集光されつつ連続照射される。つまり、液晶型
ホログラムレンズ８に凸レンズ効果がない場合に比較し
て、信号面上に到達する再生レーザ光の絞り深度は浅く
なる。

【００２５】一方、信号面上から反射するレーザ光の戻
り光は、対物レンズ４、コリメータレンズ３を透過した
後、ビームスプリッタ２で反射し、円筒レンズ５を介し
て受光素子６に入射する。受光素子６から得られる光出
力はトラッキング検出信号、再生信号として用いられ
る。こうして、光ピックアップＡは薄いディスク７を良
好に再生することができる。

【００２６】（２）厚いディスク７を再生する場合図示せぬターンテーブルに載置されてあるディスク７の
厚さを図示せぬ検知装置によって検知し、この検知結果
が厚いディスク７であると、図示せぬ電圧発生器は所定
の電圧を液晶型ホログラムレンズ８に印加しない。これ
により、液晶型ホログラムレンズ８は一定の屈折率（あ
るいは屈折率０）が保たれる。

【００２７】これと相前後して、レーザ光源１から出射
する再生レーザ光は、液晶型ホログラムレンズ８に入射
し、ここで一定の屈折率で屈折され（あるいは屈折され
ずにそのまま透過され）、ビームスプリッタ２を透過
し、コリメータレンズ３で平行光とした後、対物レンズ
４で絞られて、ディスク７の螺旋状あるいは同心円状に
形成された信号トラック上に正確に集光されつつ連続照
射される。つまり、液晶型ホログラムレンズ８に凸レン
ズ効果がある場合に比較して、信号面上に到達する再生
レーザ光の絞り深度は深くなる。

【００２８】一方、信号面上から反射するレーザ光の戻
り光は、対物レンズ４、コリメータレンズ３を透過した
後、ビームスプリッタ２で反射し、円筒レンズ５を介し
て受光素子６に入射する。受光素子６から得られる光出
力はトラッキング検出信号、再生信号として用いられ
る。こうして、光ピックアップＡは厚いディスク７を良
好に再生することができる。上述したように、前記した
構成の光ピックアップＡは、厚さが異なる２種類のディ
スク７の互換再生を良好に行うことができる。

【００２９】［光ピックアップＢの構成］さて、上述し
た光ピックアップＡは、液晶型ホログラムレンズ８をレ
ーザ光源１とビームスプリッタ２との間に介挿して構成
したものであったが、次に説明する本発明の光ピックア
ップＢは、図２に示すように、光ピックアップＡの構成
中、液晶型ホログラムレンズ８の介挿位置を、コリメー
タレンズ３と対物レンズ４との間に光軸ｏにその光軸が
一致するように変更したものと同様なものである。これ
以外の構成は両者同一である。前述したものと同一構成
部分は同一符号を付しその説明を省略する。

【００３０】［光ピックアップＢの再生動作］次に、前
記した構成の光ピックアップＢの再生動作について、（１）薄いディスク７を再生する場合（２）厚いディスク７を再生する場合について、順次説明する。

【００３１】（１）薄いディスク７を再生する場合図示せぬターンテーブルに載置されてあるディスク７の
厚さを図示せぬ検知装置によって検知し、この検知結果
が薄いディスク７であると、図示せぬ電圧発生器は所定
の電圧を液晶型ホログラムレンズ８に印加する。これに
より、液晶型ホログラムレンズ８には所定のホログラム
格子パターンが出現して入射光の屈折率が変化する（凸
レンズ効果が現れる）。

【００３２】これと相前後して、レーザ光源１から出射
する再生レーザ光は、ビームスプリッタ２を透過し、コ
リメータレンズ３で平行光とした後、液晶型ホログラム
レンズ８に入射し、ここで凸レンズ効果により再生レー
ザ光が一段と集光され、対物レンズ４で絞られて、ディ
スク７の螺旋状あるいは同心円状に形成された信号面上
に正確に集光されつつ連続照射される。つまり、液晶型
ホログラムレンズ８に凸レンズ効果がない場合に比較し
て、信号面上に到達する再生レーザ光の絞り深度は浅く
なる。

【００３３】一方、信号面上から反射するレーザ光の戻
り光は、対物レンズ４、を透過した後、液晶型ホログラ
ムレンズ８、コリメータレンズ３を透過した後、ビーム
スプリッタ２で反射し、円筒レンズ５を介して受光素子
６に入射する。こうして、受光素子６から得られる光出
力はトラッキング検出信号、再生信号として用いられ
る。こうして、光ピックアップＢは比較的薄い厚さのデ
ィスク７を良好に再生することができる。

【００３４】（２）厚いディスク７を再生する場合図示せぬターンテーブルに載置されてあるディスク７の
厚さを図示せぬ検知装置によって検知し、この検知結果
が厚いディスク７であると、図示せぬ電圧発生器は所定
の電圧を液晶型ホログラムレンズ８に印加しない。これ
により、液晶型ホログラムレンズ８は一定の屈折率（あ
るいは屈折率０）が保たれる。

【００３５】これと相前後して、レーザ光源１から出射
する再生レーザ光は、ビームスプリッタ２を透過し、コ
リメータレンズ３で平行光とした後、液晶型ホログラム
レンズ８に入射し、ここで一定の屈折率で屈折され（あ
るいは屈折されずにそのまま透過され）、対物レンズ４
で絞られて、ディスク７の螺旋状あるいは同心円状に形
成された信号トラック上に正確に集光されつつ連続照射
される。つまり、液晶型ホログラムレンズ８に凸レンズ
効果がある場合に比較して、信号面上に到達する再生レ
ーザ光の絞り深度は深くなる。

【００３６】一方、信号面上から反射するレーザ光の戻
り光は、対物レンズ４、を透過した後、液晶型ホログラ
ムレンズ８、コリメータレンズ３を透過した後、ビーム
スプリッタ２で反射し、円筒レンズ５を介して受光素子
６に入射する。こうして、受光素子６から得られる光出
力はトラッキング検出信号、再生信号として用いられ
る。こうして、光ピックアップＢは厚いディスク７を良
好に再生することができる。上述したように、前記した
構成の光ピックアップＢは、厚さが異なる２種類のディ
スク７の互換再生を良好に行うことができる。

【００３７】さて、次に、上述した液晶型ホログラムレ
ンズ８について、図３〜図５を用いて順に説明する。

【００３８】液晶型ホログラムレンズ８は、２枚の円板
状ガラス基板とその外枠とがなす円筒状の外観をしてい
る。そして、この円筒内の空間には、その中心（光軸
ｏ）から同心円状あるいは螺旋状に透明電極及び液晶が
所定のパターン（ホログラム格子パターン）形状で封入
配置されている。

【００３９】そして、透明電極板に所定の電圧を印加す
ると、その両端に透明電極が隣接する液晶の配向状態が
変化し屈折率が変化する（即ち所定のホログラム格子パ
ターンが液晶配向状態によって出現する）。例えば、光
軸ｏに対して平行に配向されていた液晶粒子群が、電圧
を印加することにより、光軸ｏに対して平行でないよう
に（光軸ｏに対して斜めに）液晶粒子群が配向される。
この斜め配向により光軸ｏに対して平行に入射している
入射光の光路が変更される結果、入射光が集光される
（凸レンズ効果）。こうしたホログラムによる回折効果
の切り換えにより、例えば、厚いディスク７から薄いデ
ィスク７にかわったことによって生じる（深度）収差を
補正することができる。

【００４０】これに対して、透明電極板に所定の電圧を
印加しないと、液晶の配向状態が変化することはないの
で屈折率は変化しない（即ち所定のホログラム格子パタ
ーンは液晶配向状態は不変であるために出現しない）。
例えば、光軸ｏに対して平行に配向されていた液晶粒子
群はそのままの状態であるので、光軸ｏに対して平行に
入射している入射光はそのまま透過出力される。

【００４１】次に、前記した液晶型ホログラムレンズ８
の第１実施例〜第３実施例について、図３〜図５に沿っ
て説明する。図３〜図５はそれぞれ液晶型ホログラムレ
ンズ８Ａ〜８Ｃの縦断拡大図である。

【００４２】［液晶型ホログラムレンズ８の第１実施
例］液晶型ホログラムレンズ８の第１実施例である液晶
型ホログラムレンズ８Ａは、図３に示すように、円筒状
レンズの外観をしており、光軸ｏを中心として外側へ向
かって順次、液晶８Ａ１，８Ａ２，８Ａ３，８Ａ４，８
Ａ５，８Ａ６，８Ａ７が同心円状に配置されている。こ
の同心円状のホログラム格子パターンは内周から外周へ
いくほどそのピッチが狭くなる。

【００４３】前記した液晶８Ａ２は、入射光側の透明電
極８Ａ２ａと出射光側の透明電極８Ａ２ｂとにより挟持
される。同様に、液晶８Ａ４は入射光側の透明電極８Ａ
４ａと出射光側の透明電極８Ａ４ｂとにより挟持され、
そして、液晶８Ａ６は入射光側の透明電極８Ａ６ａと出
射光側の透明電極８Ａ６ｂとにより挟持されている。同
図中、矢印ａは入射光側（レーザ光源側）から出射光側
（ディスク側）に至る方向を示す。

【００４４】前記した透明電極８Ａ２ａ，８Ａ４ａ，８
Ａ６ａは電気的に共通接続されており、また、透明電極
８Ａ２ｂ，８Ａ４ｂ，８Ａ６ｂも電気的に共通接続され
ている。この結果、上述した所定の電圧を、透明電極８
Ａ２ａ，８Ａ４ａ，８Ａ６ａと透明電極８Ａ２ｂ，８Ａ
４ｂ，８Ａ６ｂ間に印加することによって、液晶８Ａ
２，８Ａ４，８Ａ６の配向を変えることができる。

【００４５】一対の透明電極８Ａ２ａ，８Ａ４ａ，８Ａ
６ａ，８Ａ２ｂ，８Ａ４ｂ，８Ａ６ｂ間に所定の電圧を
印加すると、液晶８Ａ２，８Ａ４，８Ａ６の配向状態が
同一に変化して同心円状のホログラム格子パターンが出
現する（液晶８Ａ１，８Ａ３，８Ａ５の配向状態は液晶
８Ａ２，８Ａ４，８Ａ６の配向状態に準じて変化す
る）。例えば、光軸ｏに対して平行に配向されていた液
晶８Ａ２，８Ａ４，８Ａ６が、電圧を印加することによ
り、光軸ｏに対して平行でないように（光軸ｏに対して
斜めに）液晶８Ａ１〜８Ａ７が配向されるのである。こ
の斜め配向により光軸ｏに対して平行に矢印ａ方向から
入射している入射光の光路が屈折（変更）される結果、
入射光が多少集光される状態となる凸レンズ効果が現れ
る。こうしたホログラムによる回折効果の切り換えによ
り、例えば、厚いディスク７から薄いディスク７にかわ
ったことによって生じる（深度）収差を補正することが
できる。

【００４６】これに対して、一対の透明電極８Ａ２ａ，
８Ａ４ａ，８Ａ６ａ，８Ａ２ｂ，８Ａ４ｂ，８Ａ６ｂ間
に所定の電圧を印加しないと、液晶８Ａ１〜８Ａ７の配
向状態が変化することはないので、同心円状のホログラ
ム格子パターンは出現しない。例えば、光軸ｏに対して
平行に配向されていた液晶８Ａ１〜８Ａ７はそのままの
状態であるので、光軸ｏに対して平行に矢印ａ方向から
入射している入射光はそのまま透過出力される。

【００４７】この液晶型ホログラムレンズ８の入射光側
全面には円板状ガラス基板８Ａ８が配置され、一方、そ
の出射光側全面には円板状ガラス基板８Ａ９が配置され
る。

【００４８】［液晶型ホログラムレンズ８の第２実施
例］液晶型ホログラムレンズ８の第２実施例である液晶
型ホログラムレンズ８Ｂは、図４に示すように、円筒状
レンズの外観をしており、入射光側から出射光側に向か
って（同図中矢印方向ａ）、順次、円板状ガラス基板８
Ｂ１、円板状透明電極８Ｂ２ａ、液晶８Ｂ３、光軸ｏを
中心として外側へ向かって同心円状に山型突起８Ｂ２ｂ
１，８Ｂ２ｂ２，８Ｂ２ｂ３，８Ｂ２ｂ４，８Ｂ２ｂ５
が形成された透明電極８Ｂ２ｂ、その一方の面は透明電
極８Ｂ２ｂの山型突起８Ｂ２ｂ１，８Ｂ２ｂ２，８Ｂ２
ｂ３，８Ｂ２ｂ４，８Ｂ２ｂ５に良好に対向する山型突
起８Ｂ４１，８Ｂ４２，８Ｂ４３，８Ｂ４４，８Ｂ４５
が形成された面であり、その他方の面は円板状ガラス基
板８Ｂ４、図示せぬ外枠から構成される。この同心円状
の山型突起８Ｂ２ｂ１〜８Ｂ２ｂ５、８Ｂ４１８Ｂ４５
からなるホログラム格子パターンは内周から外周へいく
ほどそのピッチが狭くなる。

【００４９】前記した液晶８Ａ３は、入射光側の透明電
極８Ｂ２ａと出射光側の透明電極８Ｂ２ｂとにより挟持
される。同図中、矢印は入射光側（レーザ光源側）から
出射光側（ディスク側）に至る方向を示す。この結果、
上述した所定の電圧を透明電極８Ｂ２ａ，８Ｂ２ｂ間に
印加することによって、液晶８Ｂ３の配向を変えること
ができる。

【００５０】一対の透明電極８Ｂ２ａ，８Ｂ２ｂ間に所
定の電圧を印加すると、液晶８Ｂ３の配向状態が変化し
て同心円状のホログラム格子パターンが出現する。例え
ば、光軸ｏに対して平行に配向されていた液晶８Ｂ３
が、電圧を印加することにより、光軸ｏに対して平行で
ないように（光軸ｏに対して斜めに）配向されるのであ
る。この斜め配向により光軸ｏに対して平行に矢印ａ方
向から入射している入射光の光路が屈折（変更）される
結果、入射光が多少集光される状態となる凸レンズ効果
が現れる。こうしたホログラムによる回折効果の切り換
えにより、例えば、厚いディスク７から薄いディスク７
にかわったことによって生じる（深度）収差を補正する
ことができる。

【００５１】これに対して、一対の透明電極８Ｂ２ａ，
８Ｂ２ｂ間に所定の電圧を印加しないと、液晶８Ｂ３の
配向状態が変化することはないので、この同心円状のホ
ログラム格子パターンは出現しない。例えば、光軸ｏに
対して平行に配向されていた液晶８Ｂ３はそのままの状
態であるので、光軸ｏに対して平行に矢印ａ方向から入
射している入射光はそのまま透過出力される。

【００５２】［液晶型ホログラムレンズ８の第３実施
例］液晶型ホログラムレンズ８の第３実施例である液晶
型ホログラムレンズ８Ｃは、図５に示すように、基本的
構成は図３に示した液晶型ホログラムレンズ８Ａの例と
同じだが、対向する透明電極のパターンを工夫してあ
り、電圧をかけると屈折率の変わった液晶が山型形状と
なり、ホログラムの効果をなす。

【００５３】即ち、液晶型ホログラムレンズ８Ｃは、円
筒状レンズの外観をしており、光軸ｏを中心として外側
へ向かって順次、液晶８Ｃ１，８Ｃ２，８Ｃ３，８Ｃ
４，８Ｃ５，８Ｃ６が同心円状に配置されている。この
同心円状のホログラム格子パターンは内周から外周へい
くほどそのピッチが狭くなる。

【００５４】前記した液晶８Ｃ１は、入射光側の透明電
極８Ｃ１ａと出射光側の透明電極８Ｃ１ｂとにより挟持
される。同様に、液晶８Ｃ３は入射光側の透明電極８Ｃ
３ａと出射光側の透明電極８Ｃ３ｂとにより挟持され、
そして、液晶８Ｃ５は入射光側の透明電極８Ｃ５ａと出
射光側の透明電極８Ｃ５ｂとにより挟持されている。同
図中、矢印ａは入射光側（レーザ光源側）から出射光側
（ディスク側）に至る方向を示す。

【００５５】前記した透明電極の大きさは、入射光側の透明電極８Ｃ１ａ＞出射光側の透明電極８Ｃ
１ｂ入射光側の透明電極８Ｃ３ａ＞出射光側の透明電極８Ｃ
３ｂ入射光側の透明電極８Ｃ５ａ＞出射光側の透明電極８Ｃ
５ｂの関係がある。

【００５６】前記した透明電極８Ｃ１ａ，８Ｃ３ａ，８
Ｃ５ａは電気的に共通接続されており、また、透明電極
８Ｃ１ｂ，８Ｃ３ｂ，８Ｃ５ｂも電気的に共通接続され
ている。この結果、上述した所定の電圧を、透明電極８
Ｃ１ａ，８Ｃ３ａ，８Ｃ５ａと透明電極８Ｃ１ｂ，８Ｃ
３ｂ，８Ｃ５ｂ間に印加することによって、液晶８Ｃ
１，８Ｃ３，８Ｃ５の配向を変えることができる（液晶
８Ｃ２，８Ｃ４，８Ｃ６の配向状態は液晶８Ｃ１，８Ｃ
３，８Ｃ５の配向状態に準じて変化する）。

【００５７】一対の透明電極８Ｃ１ａ，８Ｃ３ａ，８Ｃ
５ａ，８Ｃ１ｂ，８Ｃ３ｂ，８Ｃ５ｂ間に所定の電圧を
印加すると、液晶８Ｃ１〜８Ｃ６の配向状態が同一に変
化して同心円状のホログラム格子パターンが出現する。
例えば、光軸ｏに対して平行に配向されていた液晶８Ｃ
１，８Ｃ３，８Ｃ５が、電圧を印加することにより、光
軸ｏに対して平行でないように（光軸ｏに対して斜め
に）液晶８Ｃ１〜８Ｃ６が配向されるのである。この斜
め配向により光軸ｏに対して平行に矢印ａ方向から入射
している入射光の光路が屈折（変更）される結果、入射
光が多少集光される状態となる。こうしたホログラムに
よる回折効果の切り換えにより、例えば、厚いディスク
７から薄いディスク７にかわったことによって生じる
（深度）収差を補正することができる。

【００５８】これに対して、一対の透明電極８Ｃ１ａ，
８Ｃ３ａ，８Ｃ５ａ，８Ｃ１ｂ，８Ｃ３ｂ，８Ｃ５ｂ間
に所定の電圧を印加しないと、液晶８Ｃ１，８Ｃ３，８
Ｃ５の配向状態（液晶８Ｃ１〜８Ｃ６の配向状態）が変
化することはないので、同心円状のホログラム格子パタ
ーンは出現しない。例えば、光軸ｏに対して平行に配向
されていた液晶８Ｃ１，８Ｃ３，８Ｃ５はそのままの状
態であるので、光軸ｏに対して平行に矢印ａ方向から入
射している入射光はそのまま透過出力される。

【００５９】この液晶型ホログラムレンズ８Ｃの入射光
側全面には円板状ガラス基板８Ｃ７が配置され、一方、
その出射光側全面には円板状ガラス基板８Ｃ８が配置さ
れる。

【００６０】上記した液晶型ホログラムレンズ８，８Ａ
〜８Ｃにおける屈折率の変化は、液晶の種類特性に応じ
た適切な電圧の範囲でリニアである。ここでは、電圧の
有無の２値に対応した変化により、回折効率が２値に変
化する最も簡単な構成で所期の目的を達成できる。回折
効率の変化比は、大きければ大きいほど良いが、実質的
には、電圧の有無による１次回折光の光量が１０倍程度
の変化量であっても充分に良好な特性を得ることが出来
る。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ピックア
ップによれば、厚さが異なる複数の光ディスクを共用再
生可能な光ピックアップであって、電圧の印加の有無に
より回折型光学素子レンズの回折効率（屈折率）を変化
させることにより、例えばＤＶＤにおける厚さ０．６ｍ
ｍのディスクと、厚さ１．２ｍｍのＣＤとの互換切り換
え再生が容易に可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップの構成を示す第１実施
例図である。

【図２】本発明の光ピックアップの構成を示す第２実施
例図である。

【図３】液晶型ホログラムレンズの第１実施例を示す縦
断面拡大図である。

【図４】液晶型ホログラムレンズの第２実施例を示す縦
断面拡大図である。

【図５】液晶型ホログラムレンズの第３実施例を示す縦
断面拡大図である。

【符号の説明】

１レーザ光源２ビームスプリッタ４対物レンズ６受光素子８，８Ａ〜８Ｃ回折型光学素子レンズ（回折型光学素
子）８Ａ１〜８Ａ７，８Ｂ３，８Ｃ１〜８Ｃ６液晶８Ａ８，８Ａ９，８Ｂ１，８Ｂ４，８Ｃ７，８Ｃ８円
板状ガラス基板（透明基板）８Ａ２ａ〜８Ａ６ａ，８Ａ２ｂ〜８Ａ６ｂ，８Ｂ２ａ，
８Ｂ２ｂ，８Ｃ１ａ〜８Ｃ５ａ，８Ｃ１ｂ〜８Ｃ５ｂ
透明電極８Ｂ２ａ，８Ｂ４ａ面８Ｂ２ｂ１〜８Ｂ２ｂ５，８Ｂ４１〜８Ｂ４５山型突
起Ａ，Ｂピックアップｏ光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さが異なる複数の光ディスクを共用再生
可能な光ピックアップであって、少なくとも、レーザ光源と、ビームスプリッタと、対物
レンズと、受光素子と、電圧の印加により回折効率が変
化する回折型光学素子レンズとを備え、前記回折型光学素子レンズは、前記レーザ光源と対物レ
ンズとの間に介挿されており、一方の厚さの光ディスクを再生する場合は、前記回折型
光学レンズに電圧を印加して屈折率を変化させ、他方の
厚さの光ディスクを再生する場合には、前記回折型光学
レンズに電圧を印加せずに屈折率を変化させないことを
特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】請求項１記載の光ピックアップであって、前記回折型光学素子レンズは、レーザ光源とビームスプ
リッタとの間に介挿されることを特徴とする光ピックア
ップ。
【請求項３】請求項１記載の光ピックアップであって、前記回折型光学素子レンズは、ビームスプリッタと対物
レンズとの間に介挿されることを特徴とする光ピックア
ップ。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
光ピックアップに用いられる前記回折型光学素子レンズ
は、一対の透明基板と、この一対の透明基板間において光軸を中心として同心円
状に配置される各一対の透明電極と、前記一対の透明電極間に封入される回折型光学素子とか
ら成り、前記一対の透明電極へ印加する電圧に応じて前記回折型
光学素子の配向状態を変化させて、屈折率を変化させる
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
光ピックアップに用いられる前記回折型光学素子レンズ
は、光軸を中心として同心円状に山型突起が形成された一方
の面を有する一方の透明基板と他方の透明基板とからな
る一対の透明基板と、この一方の透明基板の一方の面に対向する山型突起が形
成された一方の透明電極と、前記他方の透明基板に対向
する他方の透明電極とからなる一対の透明電極と、この一対の透明電極間に封入される回折型光学素子とか
ら成り、前記一対の透明電極へ印加する電圧に応じて前記回折型
光学素子の配向状態を変化させて、屈折率を変化させる
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】請求項４又は５記載の前記回折型光学素子
レンズを構成する回折型光学素子は、液晶素子であるこ
とを特徴とする光ピックアップ。