JPH1139701A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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及び装置のコストダウン等を図
る。 【解決手段】 異なる波長のレーザ光をそれぞれ出射す
る第１，２半導体レーザ１ａ，１ｂからなるレーザ１と
対物レンズ８との間に，入射するレーザ光の偏光状態に
応じて往復路の光路分離行う偏光ビームスプリッタ５を
設け，該偏光ビームスプリッタ５とレーザ１との間に当
該偏光ビームスプリッタ５に入射するレーザ光に所定の
位相差を生じさせる位相子４を設ける。そして，偏光ビ
ームスプリッタ５に入射したレーザ１からのレーザ光を
当該偏光ビームスプリッタ５で所定光量だけ反射させて
光量検出器１４に入射させ，不必要なレーザ光が光量検
出器１４に入射されないようにする。これによりレーザ
光の有効利用を図ると共に光量検出器１４でゲイン調整
を行う回路不要にして，コストダウンを図る。

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１
４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１
０５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１
０６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，６５０
ｎｍ）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
復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
を設けて，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，偏光性光路分離
手段と対物レンズとの間に，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位相子を設
けて，情報記録媒体で反射されたレーザ光が偏光性光路
分離手段により反射されて往路と復路との光路分離が行
われ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，第１位相子又は
第２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（１．２
ｍｍ）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１
０（％）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，λ
２の異常光線に対する屈折率をｎｅ（λ１），ｎｅ（λ
２）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（λ
２）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（λ
１）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１
０（％）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（λ
１），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１
０（％）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（λ
１），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＝１６２．５ｎ
ｍ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＝１６２．５ｎ
ｍ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１
６，１９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１０，１
１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９
ｂ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１
７，１８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１
７，１８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１
７，１８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１
ａ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１
８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１
７，１８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１
９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２
１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１
２とが配設されている。当該レーザチップを２３ａ，２
３ｂ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，また異なる位相差を生じさせて，一方のレーザ
光に対してのみ，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。

【０１０８】請求項２にかかる発明によれば，異なる波
長の光に対して，ともに１／４波長の位相差を生じる第
２位相子を配置したので，どちらの波長の光に対して
も，往路と復路で，偏光状態を完全に直交させることが
でき，偏光性光路分離手段により高効率に往路，復路の
分離が可能になって，レーザ光の利用効率を高目ること
ができる。

【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

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板厚の異なる２つの情報記録媒体と，
   前記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
   を集光して前記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，前記レーザ源と前記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
   往復と復路の光路分離を行う偏光性光路分離手段と，前
   記レーザ源と前記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前記レーザ源から
   のレーザ光に所定の位相差を生じさせる第１位相子と，
   前記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することを特徴とする光ディス
   ク装置。
2. 【請求項２】 前記偏光性光路分離手段と前記対物レン
   ズとの間に，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位相子を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 【請求項３】 前記第１位相子又は前記第２位相子のう
   ち少なくとも１つが，前記偏光性光路分離手段と一体に
   設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の
   光ディスク装置。
4. 【請求項４】 前記第１位相子又は第２位相子の少なく
   とも１つが，蒸着位相差膜であることを特徴とする請求
   項１乃至３いずれか１項記載の光ディスク装置。
5. 【請求項５】 前記偏光性光路分離手段が，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であることを特徴とする請求項１
   乃至４いずれか１項記載の光ディスク装置。
6. 【請求項６】 前記受光手段が，前記偏光性光路分離手
   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
   の受光素子からなり，かつ，当該各受光素子に，前記偏
   光性光路分離手段から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を変えて受光させるレーザ光振
   分手段を有することを特徴とする請求項１乃至５いずれ
   か１項記載の光ディスク装置。
7. 【請求項７】 前記レーザ光振分手段が，入射したレー
   ザ光を回折する回折格子であることを特徴とする請求項
   ６記載の光ディスク装置。
8. 【請求項８】 前記偏光性光路分離手段と前記レーザ光
   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
   を設けたことを特徴とする請求項６記載の光ディスク装
   置。
9. 【請求項９】 前記第３位相子が，蒸着位相差膜である
   ことを特徴とする請求項８記載の光ディスク装置。
10. 【請求項１０】 前記第３位相子が，前記レーザ光振分
    手段と一体に設けられていることを特徴とする請求項８
    又は９記載の光ディスク装置。
11. 【請求項１１】 前記レーザ光振分手段が，入射するレ
    ーザ光の偏光状態に応じて回折，透過させる偏光性回折
    格子であることを特徴とする請求項８乃至１０いずれか
    １項記載の光ディスク装置。
12. 【請求項１２】 前記２つのレーザ源と前記受光手段と
    が，１つのケースに収納されてなるレーザユニットを用
    いたことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載
    の光ディスク装置。
13. 【請求項１３】 前記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請求項１２記載の光ディス
    ク装置。
14. 【請求項１４】 前記第１位相子が，一方の前記レーザ
    源からのレーザ光に対して，当該レーザ光の波長の略整
    数倍の位相差を生じさせ，他方の前記レーザ源からのレ
    ーザ光に対して当該レーザ光の波長の略１／２倍の位相
    差を生じさせることを特徴とする請求項１２記載の光デ
    ィスク装置。
15. 【請求項１５】 前記レーザユニットに前記第１位相
    子，前記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請求項１乃至５又は１２
    乃至１４いずれか１項記載の光ディスク装置。