JPH1139704A - Optical information reader and recorder - Google Patents
Optical information reader and recorderInfo
- Publication number
- JPH1139704A JPH1139704A JP9190838A JP19083897A JPH1139704A JP H1139704 A JPH1139704 A JP H1139704A JP 9190838 A JP9190838 A JP 9190838A JP 19083897 A JP19083897 A JP 19083897A JP H1139704 A JPH1139704 A JP H1139704A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- laser
- lens
- storage medium
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Head (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
光ディスクや光磁気ディスク等の光記憶媒体に記録され
る情報の記録や読み出し等を行うための光ヘッドや光ピ
ックアップ等を含む光情報処理装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical information system including an optical head and an optical pickup for recording and reading information recorded on an optical storage medium such as an optical disk or a magneto-optical disk using a laser beam. The present invention relates to a processing device.
【0002】[0002]
【従来の技術】光学系設計技術の進歩と光源である半導
体レーザの短波長化により、従来以上の高密度の記憶容
量を持つ光ディスクの開発が進んでいる。高密度化のア
プローチとしては、光ディスク上へ光ビームを微小に絞
る集光光学系の光ディスク側開口数(NA)を大きくす
ることが検討されている。その際、問題となるのが光軸
の傾き(いわゆるチルト)による収差の発生量の増大で
ある。NAを大きくすると、チルトに対して発生する収
差量が大きくなる。これを防ぐためには、光ディスクの
基板の厚み(基板厚)を薄くすれば良い。2. Description of the Related Art Developments in optical system design techniques and the shortening of the wavelength of semiconductor lasers as light sources have led to the development of optical disks having higher-density storage capacities than ever before. As an approach for increasing the density, it has been studied to increase the optical disk side numerical aperture (NA) of a condensing optical system that narrows a light beam onto an optical disk. At that time, a problem is an increase in the amount of aberration generated due to the tilt of the optical axis (so-called tilt). When the NA is increased, the amount of aberration generated with respect to the tilt increases. To prevent this, the thickness (substrate thickness) of the substrate of the optical disk may be reduced.
【0003】上記の理由から、高密度の光ディスクでは
基板の厚みを薄くすることが望ましい。このため、既に
市販されているコンパクトディスク(CD)を初めと
し、今後需要が増加すると考えられるデジタルビデオデ
ィスク(DVD)等の次世代の高密度光ディスクにおい
ては基板厚みはますます薄くなると考えられる。この結
果、在来の光ディスクと次世代の高密度光ディスクの両
方を記録再生できる光情報処理装置が必要になる。その
ためには異なる基板の厚みの光ディスク上に回折限界ま
で光ビームを集光することのできる集光光学系を備えた
光ヘッド装置が必要である。For the above reasons, it is desirable to reduce the thickness of the substrate in a high-density optical disk. For this reason, it is considered that the substrate thickness will be further reduced in next-generation high-density optical disks, such as compact disks (CDs) already on the market and digital video disks (DVDs) whose demand is expected to increase in the future. As a result, an optical information processing device capable of recording and reproducing both conventional optical disks and next-generation high-density optical disks is required. For that purpose, an optical head device having a condensing optical system capable of condensing a light beam to a diffraction limit on an optical disk having a different substrate thickness is required.
【0004】現在までに知られている光ヘッド装置とし
ての主な方式を以下に示す。対物レンズのレンズ領域を
重ねて2重に形成するホログラムを用いた2焦点の方法
がある。これは、レンズの中心部分のホログラムにおい
て光の一部を回折により凹レンズのような屈折作用を持
たせたものであり、CDを再生する時にはこのホログラ
ムと対物レンズの合成作用によりCDに適合する光スポ
ットを形成する。ホログラムで回折されない周辺の光は
対物レンズで収束されて高密度用のDVD等のために光
スポットを形成するために利用される。[0004] The main methods of an optical head device known to date are described below. There is a bifocal method using a hologram in which the lens regions of the objective lens are overlapped and formed twice. This is because a part of the light in the hologram at the center of the lens is given a refraction effect like a concave lens by diffraction, and when reproducing a CD, the light that fits the CD by the combination of the hologram and the objective lens Form spots. Peripheral light that is not diffracted by the hologram is converged by the objective lens and used to form a light spot for a high-density DVD or the like.
【0005】また、DVD用とCD用の2つの対物レン
ズを用いて再生する2レンズ方式がある。これには光路
を切り換える方法とレンズを切り換える方法の2つの方
式がある。光路を切り換える方法としては、2つの対物
レンズを隣接して設け、両方の対物レンズに半導体レー
ザからの光が入射するよう構成し、フォーカス動作によ
り使用する光学系を選択するものである。There is also a two-lens system in which reproduction is performed using two objective lenses for DVD and CD. There are two methods of switching the optical path and switching the lens. As a method of switching the optical path, two objective lenses are provided adjacent to each other, light from a semiconductor laser is incident on both objective lenses, and an optical system to be used is selected by a focus operation.
【0006】対物レンズを切り換える方法としてはアク
チュエーターに2つの対物レンズを搭載し、トラッキン
グ動作と兼用してレンズを切り換えるタイプのものであ
る。[0006] As a method of switching the objective lenses, a type in which two objective lenses are mounted on an actuator and the lenses are switched together with a tracking operation is used.
【0007】他に、開口制限法と呼ばれるものがある。
これは、DVD用に設計された対物レンズの開口を制限
して、基板厚の異なるCDディスクの球面収差を低減す
る方法である。具体的には、光ピックアップの光路中に
液晶シャッタを配置しDVDを再生する時には全開し、
CDを再生するときには周辺部を遮断して、中心部の光
だけを通すことで情報を読み出すものである。There is another method called an aperture limiting method.
This is a method of limiting the aperture of an objective lens designed for DVD to reduce spherical aberration of CD disks having different substrate thicknesses. Specifically, a liquid crystal shutter is arranged in the optical path of the optical pickup, and when the DVD is reproduced, the shutter is fully opened.
When reproducing a CD, information is read out by blocking the peripheral portion and passing only the light at the central portion.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】2焦点方式は、ホログ
ラムを対物レンズの入射面に形成することにより部品点
数を少なくすることができ、CD用光ピックアップ並の
低コストにすることができる。更に、構成もコンパクト
に納めることができる。In the bifocal system, the number of components can be reduced by forming a hologram on the incident surface of the objective lens, and the cost can be reduced as much as an optical pickup for CD. Further, the configuration can be compactly stored.
【0009】しかしながら、CD用には中心部の光のみ
を利用し、DVD用には周辺のみの光を利用する構成の
ため、それぞれの場合においての光利用効率が低下す
る。このため、特に書き込み時には光強度が不足し、読
み出し及び記録の両方の目的を同時に満足するのが困難
であるという課題がある。However, since only the light at the center is used for CDs and only light at the periphery is used for DVDs, the light use efficiency in each case is reduced. Therefore, there is a problem that the light intensity is insufficient particularly at the time of writing, and it is difficult to simultaneously satisfy both the reading and the recording purposes.
【0010】開口制限の方式は、液晶シャッタ等の利用
により周辺部の光を遮断して使用する構成のため、上記
と同様の理由により光利用効率が低下するという課題が
生じる。[0010] The aperture limiting method uses a liquid crystal shutter or the like to block the light in the peripheral area, so that there is a problem that the light use efficiency is reduced for the same reason as described above.
【0011】2レンズ方式は、CD用、DVD用にそれ
ぞれ専用のレンズを用いるため光利用効率はそれぞれ最
適に保つことができ光強度の不足等の問題は生じない。
しかし、2つのレンズを用いるために部品点数は増加
し、さらにレンズ切り替え用の駆動系のシステムを新た
に付け加えねばならない。このため、システムとして大
型になると共に、コストが増大するという課題が生じ
る。In the two-lens system, since the lenses dedicated to CD and DVD are used, the light use efficiency can be kept optimal, and there is no problem such as insufficient light intensity.
However, the use of two lenses increases the number of parts, and a drive system for switching lenses must be newly added. Therefore, there arises a problem that the size of the system becomes large and the cost increases.
【0012】本発明は、前記従来技術の課題を解決し、
コンパクトな構成で光情報の読み取り及び記録を同時に
行うことが可能な光情報処理装置を提供することを目的
とする。The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art,
It is an object of the present invention to provide an optical information processing apparatus capable of simultaneously reading and recording optical information with a compact configuration.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る光情報読み取り及び記録装置は、少な
くとも偏光を放射するレーザ、前記レーザから出射する
光を光記憶媒体上に収束するための光学レンズ、前記光
記憶媒体によって反射される光を検出するための受光素
子を含んで構成され、前記光学レンズが屈折率異方性を
有する光学媒体を用いて形成されており且つ前記光学レ
ンズに入射するレーザ光の偏光方向を変化するための偏
光変換手段を具備したことを特徴とする。In order to achieve the above object, an optical information reading and recording apparatus according to the present invention comprises a laser emitting at least polarized light, and a light emitted from the laser converging on an optical storage medium. An optical lens, a light receiving element for detecting light reflected by the optical storage medium, wherein the optical lens is formed using an optical medium having a refractive index anisotropy, and the optical lens And a polarization conversion means for changing the polarization direction of the laser light incident on the laser beam.
【0014】また上記構成において、光学レンズが屈折
率異方性を有する一軸性の光学結晶を用いて形成されて
いることが望ましい。In the above structure, it is preferable that the optical lens is formed using a uniaxial optical crystal having a refractive index anisotropy.
【0015】また上記構成において、光学レンズが一様
に配列された液晶を含んで構成されていることが望まし
い。In the above configuration, it is preferable that the optical lens is configured to include liquid crystals arranged uniformly.
【0016】また上記構成において、レーザの放射光の
偏光方向が光学レンズを形成する光学媒体の光軸と概ね
平行または垂直であることが望ましい。Further, in the above configuration, it is desirable that the polarization direction of the radiation light of the laser is substantially parallel or perpendicular to the optical axis of the optical medium forming the optical lens.
【0017】また上記構成において、偏光変換手段が複
屈折性または旋光性を有する液晶により行われることが
望ましい。In the above arrangement, it is desirable that the polarization conversion means is made of a liquid crystal having birefringence or optical rotation.
【0018】また、本発明に係る光情報読み取り及び記
録装置は、少なくとも偏光を放射するレーザ、前記レー
ザから出射する光を光記憶媒体上に収束するための光学
レンズ、前記光記憶媒体によって反射される光を検出す
るための受光素子を含んで構成され、前記光学レンズが
電界の印加により空間的な屈折率分布が変化する光学媒
体を用いて形成されていることを特徴とする。Further, the optical information reading and recording apparatus according to the present invention comprises a laser emitting at least polarized light, an optical lens for converging light emitted from the laser on an optical storage medium, and a light reflected by the optical storage medium. The optical lens is formed by using an optical medium whose spatial refractive index distribution changes by application of an electric field.
【0019】また、上記構成においては、光学レンズが
一様に配列された液晶を含んで構成されていることが望
ましい。Further, in the above configuration, it is desirable that the optical lens is configured to include liquid crystals arranged uniformly.
【0020】また、上記構成において、レーザの放射光
の偏光方向が光学レンズを形成する光学媒体の光軸と概
ね平行であることが望ましい。Further, in the above configuration, it is desirable that the polarization direction of the laser radiation is substantially parallel to the optical axis of the optical medium forming the optical lens.
【0021】さらに、本発明に係る光情報読み取り及び
記録装置は、少なくとも偏光を放射するレーザ、前記レ
ーザから出射する光を光記憶媒体上に収束するための光
学レンズ、前記光記憶媒体によって反射される光を検出
するための受光素子を含んで構成され、前記光学レンズ
が電界の印加により空間的な屈折率分布が変化する屈折
率異方性を有する光学媒体を用いて形成されており且つ
前記光学レンズに入射するレーザ光の偏光方向を変化す
るための偏光変換手段を具備したことを特徴とする。Further, the optical information reading and recording apparatus according to the present invention comprises a laser emitting at least polarized light, an optical lens for converging light emitted from the laser on an optical storage medium, and a light reflected by the optical storage medium. The optical lens is formed using an optical medium having a refractive index anisotropy in which a spatial refractive index distribution is changed by application of an electric field, and A polarization converter for changing the polarization direction of the laser light incident on the optical lens is provided.
【0022】また上記構成において、光学レンズが一様
に配列された液晶を含んで構成されていることが望まし
い。Further, in the above configuration, it is desirable that the optical lens is configured to include liquid crystals arranged uniformly.
【0023】また上記構成において、レーザの放射光の
偏光方向が光学レンズを形成する光学媒体の光軸と概ね
平行または垂直であることが望ましい。In the above configuration, it is desirable that the direction of polarization of the emitted light of the laser is substantially parallel or perpendicular to the optical axis of the optical medium forming the optical lens.
【0024】また上記構成において、レーザが半導体レ
ーザであることが望ましい。In the above structure, it is desirable that the laser is a semiconductor laser.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0026】(実施の形態1)図1に本発明の実施の形
態1で構成した偏光変換装置を用いた光情報読み取り及
び記録装置を示す。(Embodiment 1) FIG. 1 shows an optical information reading and recording apparatus using a polarization conversion device according to Embodiment 1 of the present invention.
【0027】偏光を放射する半導体レーザ101より放
射する光はビームスプリッタ102により反射され偏光
変換装置103を通過する。この偏光変換装置103は
液晶層を透明電極を有したガラス基板によりサンドイッ
チした構造を有する。この液晶層には旋光性を有するツ
イストネマティック液晶またはメモリ特性を有し高速応
答が可能な強誘電性液晶等が利用できる。そして、電界
の印加等による入力信号によって液晶分子をスイッチン
グさせ、このパネルに入射した光の偏光方向を概ね90
度変化する機能を有するものである。Light emitted from a semiconductor laser 101 emitting polarized light is reflected by a beam splitter 102 and passes through a polarization converter 103. This polarization conversion device 103 has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between glass substrates having transparent electrodes. As the liquid crystal layer, a twisted nematic liquid crystal having optical rotation or a ferroelectric liquid crystal having memory characteristics and capable of high-speed response can be used. Then, the liquid crystal molecules are switched by an input signal due to application of an electric field or the like, and the polarization direction of the light incident on the panel is substantially 90 degrees.
It has a function of changing degrees.
【0028】初めにツイストネマティック液晶を用いて
偏光変換装置103を構成した場合について説明する。
電界を印加しない場合は、入射面と出射面間で90度ね
じれた液晶の旋光性を有する。そして液晶の長軸方向に
平行または垂直の角度で入射した光線は、パネル内の螺
旋に沿って進み、パネルの端面では偏光方向が概ね90
度傾いて出射される。このパネルに電界が印加された場
合は、液晶の螺旋がほどけ、液晶分子はガラス基板にほ
ぼ垂直に配列したホメオトロピックの状態になる。この
場合は入射光に対して偏光変換機能は有さず、入射光は
その偏光状態を保持してパネルを通過する。First, the case where the polarization conversion device 103 is configured using a twisted nematic liquid crystal will be described.
When no electric field is applied, the liquid crystal has the optical rotation of 90 degrees twisted between the entrance surface and the exit surface. Then, the light rays incident at an angle parallel or perpendicular to the long axis direction of the liquid crystal travel along a spiral in the panel, and the polarization direction is substantially 90 degrees at the end face of the panel.
It is emitted at an angle. When an electric field is applied to this panel, the spiral of the liquid crystal is unwound, and the liquid crystal molecules are in a homeotropic state arranged substantially perpendicular to the glass substrate. In this case, the incident light has no polarization conversion function, and the incident light passes through the panel while maintaining its polarization state.
【0029】このように偏光変換装置103に印加する
電圧の大きさを制御することにより半導体レーザからの
放射光に対しその偏光方向を90度傾けたりそのまま通
過させるといった作用を行うことができる。As described above, by controlling the magnitude of the voltage applied to the polarization conversion device 103, it is possible to perform the function of tilting the polarization direction of the radiated light from the semiconductor laser by 90 degrees or passing the radiated light as it is.
【0030】次に、強誘電性液晶を用いて偏光変換装置
103を構成した場合について説明する。強誘電性液晶
を用いた液晶パネルは液晶分子がガラス基板に対して平
行に配向し、これが液晶層の厚さ方向に対して概ね同じ
角度で一様に配列する。そして、液層分子は印加される
電界の正、負の向きに対応して2つのある角度をもつ状
態間をスイッチングする。また、この2つの状態でメモ
リ特性を有し、電界が印加されていない時は初期の状態
を保持する。この2つの状態の角度はコーン角と呼ば
れ、概ね45度である。Next, the case where the polarization conversion device 103 is formed using ferroelectric liquid crystal will be described. In a liquid crystal panel using a ferroelectric liquid crystal, liquid crystal molecules are aligned parallel to a glass substrate, and the liquid crystal molecules are uniformly arranged at substantially the same angle with respect to the thickness direction of the liquid crystal layer. Then, the liquid layer molecules switch between states having two certain angles corresponding to the positive and negative directions of the applied electric field. In addition, these two states have memory characteristics, and maintain an initial state when no electric field is applied. The angle between these two states is called the cone angle, which is approximately 45 degrees.
【0031】したがって、この液晶分子と平行または垂
直の偏光方向で入射した光はその偏光方向を保持してパ
ネルを通過する。また、液晶分子と概ね45度の角度差
で入射した場合は、液晶層内で光の進行と共にその偏光
状態が変化する。このため、厚さを適当に設定すること
で、入射面での偏光方向と概ね90度に偏光方向をスイ
ッチングさせて出射させることができる。つまり、λ/
2、λ/4の様な位相差板と同様な作用を有する。この
液晶のスイッチングは液晶パネルに印加する電界の向き
を変化することで行うことができ、1kHz程度の高速
応答が可能である。Therefore, light incident in a polarization direction parallel or perpendicular to the liquid crystal molecules passes through the panel while maintaining the polarization direction. Further, when the light is incident on the liquid crystal molecules at an angle difference of about 45 degrees, the polarization state changes as the light progresses in the liquid crystal layer. Therefore, by setting the thickness appropriately, it is possible to emit the light by switching the polarization direction to approximately 90 degrees with respect to the polarization direction on the incident surface. That is, λ /
It has the same function as a retardation plate such as 2, λ / 4. The switching of the liquid crystal can be performed by changing the direction of the electric field applied to the liquid crystal panel, and a high-speed response of about 1 kHz is possible.
【0032】偏光変換装置103を通過した光は、屈折
率異方性を有する光学媒体により形成された対物レンズ
104により光記憶媒体105に集光される。ここで対
物レンズ104は屈折率異方性を有するため、入射する
光の偏光方向によって集光される位置が異なることにな
る。The light that has passed through the polarization conversion device 103 is focused on an optical storage medium 105 by an objective lens 104 formed of an optical medium having refractive index anisotropy. Here, since the objective lens 104 has the refractive index anisotropy, the position where light is focused differs depending on the polarization direction of the incident light.
【0033】つまり、光軸に平行な偏光方向で入射した
場合(異常光)では屈折率はNeとなり、光軸に垂直の
方向(常光)では屈折率はNoとなる。ここで、Ne>
Noである。従って、異常光に対しては光波の位相遅れ
が大きくなるため、対物レンズを出射した後の光の波面
の曲率半径は小さい。つまり焦点距離が短いことにな
る。常光に対しては反対に異常光に比べて焦点距離が長
くなることになる。That is, when the light is incident in a polarization direction parallel to the optical axis (extraordinary light), the refractive index is Ne, and in the direction perpendicular to the optical axis (ordinary light), the refractive index is No. Here, Ne>
No. Therefore, since the phase delay of the light wave becomes large with respect to the extraordinary light, the radius of curvature of the wavefront of the light after exiting the objective lens is small. That is, the focal length is short. Conversely, the focal length of ordinary light is longer than that of extraordinary light.
【0034】このように対物レンズに入射する光の偏光
方向を偏光変換装置でスイッチングすることで、対物レ
ンズ104を通過した光の焦点位置を変化させることが
可能となる。By switching the polarization direction of the light incident on the objective lens by the polarization conversion device, the focal position of the light passing through the objective lens 104 can be changed.
【0035】光記憶媒体105で反射された光は元の光
路を戻りビームスプリッタ102を透過して光検出器1
06で受光され、情報信号が検出される。The light reflected by the optical storage medium 105 returns to the original optical path, passes through the beam splitter 102, and
At 06, an information signal is detected.
【0036】図1の構成においてビームスプリッタ10
2を偏光ビームスプリッタとし、対物レンズ104と光
記憶媒体105の間にλ/4 波長板を挿入した構成も
可能である。このとき、往路において半導体レーザ10
1の光強度を概ね100%偏光ビームスプリッタで反射
し、復路において偏光方向が90度変換された光を概ね
100%透過して光検出器で受光される光利用率を向上
させることが可能である。In the configuration of FIG. 1, the beam splitter 10
A configuration in which 2 is a polarization beam splitter and a λ / 4 wavelength plate is inserted between the objective lens 104 and the optical storage medium 105 is also possible. At this time, the semiconductor laser 10
The light intensity of No. 1 is reflected by the polarization beam splitter by approximately 100%, and the light whose polarization direction has been changed by 90 degrees is transmitted through the return path by approximately 100% to improve the light utilization rate received by the photodetector. is there.
【0037】また、光検出器106の手前にレンズまた
はホログラムを配置し、光記憶媒体105から反射され
た光を回折または集光するなどして光検出器106上で
光強度パターンを求める。そして焦点ズレ、トラッキン
グズレ、及び光記憶媒体105に記憶された情報の信号
を同時に検出する構成にしても良い。Further, a lens or a hologram is arranged in front of the photodetector 106, and a light intensity pattern is obtained on the photodetector 106 by diffracting or condensing the light reflected from the optical storage medium 105. Then, a configuration may be adopted in which a focus shift, a tracking shift, and a signal of information stored in the optical storage medium 105 are simultaneously detected.
【0038】次に本発明の偏光変換に基づく焦点位置の
可変の原理について説明する。図2は一軸性の光学結晶
の屈折率楕円体を示している。(a)は光軸がY方向に
ある場合の屈折率楕円体を示しており、この場合Y方向
に偏光方向を有する光に対しては異常光となりNeの屈
折率を示す。また、XーZ平面に偏光方向が存在する光
に対しては常光となり、Noの屈折率を示す。Next, the principle of changing the focal position based on the polarization conversion of the present invention will be described. FIG. 2 shows a refractive index ellipsoid of a uniaxial optical crystal. (A) shows a refractive index ellipsoid when the optical axis is in the Y direction. In this case, light having a polarization direction in the Y direction becomes extraordinary light and shows the refractive index of Ne. In addition, light having a polarization direction in the XZ plane becomes ordinary light and shows a refractive index of No.
【0039】(b)は一軸性の光学結晶の光軸がY方向
から90度傾いた場合の屈折率楕円体を示している。こ
の場合、Y方向に偏光を有する光に対してはNoの屈折
率を示し、XーZ平面に偏光方向が存在する光に対して
もNoの屈折率を示すことになる。(B) shows a refractive index ellipsoid when the optical axis of the uniaxial optical crystal is tilted by 90 degrees from the Y direction. In this case, light having a polarization direction in the Y direction shows a No refractive index, and light having a polarization direction in the XZ plane also shows a No refractive index.
【0040】また、光軸が(a)と(b)の中間状態で
はY方向に偏光を有する光に対してNeとNo(Ne>
No)の屈折率の間の値をとることになる。一方、Xー
Z平面に偏光方向が存在する光に対しては光軸の傾きに
関わらず常にNoの屈折率を示す。In the state where the optical axis is between (a) and (b), Ne and No (Ne> Ne) for light polarized in the Y direction.
No). On the other hand, for light whose polarization direction exists in the XZ plane, the refractive index is always No, regardless of the inclination of the optical axis.
【0041】以上のように屈折率異方性を有する光学媒
体に対しては入射する偏光方向によりNeとNoの異な
った屈折率を有し、更に光学媒体の光軸の傾きの変化に
伴って屈折率の中間値を取ることになる。実際の応用に
おいては一軸性の結晶に対しては入射する偏光方向を変
換することで屈折率を変化させることが適していると考
えられる。As described above, the optical medium having the refractive index anisotropy has different refractive indexes of Ne and No depending on the incident polarization direction, and further, with the change of the inclination of the optical axis of the optical medium. It will take an intermediate value of the refractive index. In practical applications, it is considered that it is suitable to change the refractive index by changing the incident polarization direction for a uniaxial crystal.
【0042】また、液晶に対しては電圧の印加により容
易に光軸方向を変化することができる。このため、入射
する光の偏光方向を固定し、液晶への印加電圧を制御す
ることにより、入射光に対して液晶の屈折率分布を空間
的に任意に変化させる応用が考えられる。The direction of the optical axis can be easily changed by applying a voltage to the liquid crystal. For this reason, there is an application in which the polarization direction of incident light is fixed and the voltage applied to the liquid crystal is controlled to spatially arbitrarily change the refractive index distribution of the liquid crystal with respect to the incident light.
【0043】図3は一軸性の光学結晶を用いてレンズ3
01を形成した一実施の形態を示したものである。この
図で一軸性の結晶の光軸はY方向に存在する。(a)は
入射光が一軸性のレンズ301に対して異常光線として
作用し、(b)は常光線として作用するものである。レ
ンズに対し平行に入射した光はレンズの形状に応じて各
位置でその屈折率と厚さに対応した位相差を生じる。そ
してレンズの出射面ではこの位相差に対応した曲面を形
成して、ある焦点位置へと集光される。FIG. 3 shows a lens 3 using a uniaxial optical crystal.
FIG. 1 shows an embodiment in which No. 01 is formed. In this figure, the optical axis of the uniaxial crystal exists in the Y direction. (A) shows that incident light acts as an extraordinary ray on the uniaxial lens 301, and (b) shows that it acts as an ordinary ray. Light incident parallel to the lens has a phase difference corresponding to its refractive index and thickness at each position according to the shape of the lens. Then, a curved surface corresponding to the phase difference is formed on the exit surface of the lens, and the light is focused to a certain focal position.
【0044】いま、(a)と(b)を比較するとレンズ
の形状は両者とも同じであり、屈折率がNeとNoで異
なることになる。Ne>Noであるため、レンズの出射
面では(a)の場合は(b)に比べレンズの中心と周辺
での位相差が大きくなり、レンズで変調された波面の曲
率半径が短くなる。つまり(a)の場合は(b)に比べ
焦点距離が短くなることになる(fo>fe)。このよ
うに屈折率異方性を有する光学媒体で形成されたレンズ
301に対し、入射する光線の偏光方向を切り変えるこ
とで焦点位置を変化させることができる。焦点位置の変
化範囲は用いる光学媒体の異方性の値により、またはレ
ンズ形状によって必要な値に設定することができる。Now, comparing (a) and (b), both have the same lens shape, and the refractive index differs between Ne and No. Since Ne> No, the phase difference between the center and the periphery of the lens becomes larger in the case of (a) than in the case of (b), and the radius of curvature of the wavefront modulated by the lens becomes shorter in the case of (a) than in the case of (b). That is, in the case of (a), the focal length is shorter than that of (b) (fo> fe). The focal position can be changed by switching the polarization direction of the incident light beam with respect to the lens 301 formed of the optical medium having the refractive index anisotropy as described above. The change range of the focal position can be set to a necessary value depending on the anisotropy value of the optical medium used or the shape of the lens.
【0045】図1の実施の形態において、偏光変換装置
103として強誘電性液晶を用い、対物レンズ104と
しては一軸性の光学結晶を用いて構成した場合について
説明する。半導体レーザ101から出射された光はビー
ムスプリッタ102で反射され偏光変換装置103に入
射する。ここで、初期状態では偏光変換装置103の液
晶分子と入射光線の偏光方向とは平行に配置されてい
る。In the embodiment shown in FIG. 1, a case will be described in which a ferroelectric liquid crystal is used as the polarization conversion device 103 and a uniaxial optical crystal is used as the objective lens 104. Light emitted from the semiconductor laser 101 is reflected by the beam splitter 102 and enters the polarization conversion device 103. Here, in the initial state, the liquid crystal molecules of the polarization conversion device 103 and the polarization direction of the incident light are arranged in parallel.
【0046】このため、光線は偏光変換装置を最初の偏
光状態を保ったまま通過し、対物レンズ104に入射す
る。ここで対物レンズを構成する一軸性の光学結晶と入
射光線の偏光方向とは初期状態では平行となるように配
置されている。つまり対物レンズ104に対し異常光線
として作用する。従って対物レンズ104を出射した光
線は焦点距離が短くなり、光記憶媒体105の基板の中
央部分に集光される。つまりDVDの様な基板の厚さの
薄い高密度記録用のディスクの情報を読みとることがで
きる。For this reason, the light beam passes through the polarization converter while maintaining the initial polarization state, and enters the objective lens 104. Here, the uniaxial optical crystal constituting the objective lens and the polarization direction of the incident light are arranged so as to be parallel in the initial state. That is, it acts on the objective lens 104 as an extraordinary ray. Therefore, the light beam emitted from the objective lens 104 has a shorter focal length and is focused on the central portion of the substrate of the optical storage medium 105. That is, information on a high-density recording disk such as a DVD having a thin substrate can be read.
【0047】次に、偏光変換装置103に電界を印加し
て液晶分子の方向を初期に比べ概ね45度変化させた。
このとき、偏光変換装置103に入射する光線の偏光方
向と液晶分子とは45度程度の角度差を生じているた
め、概ね90度偏光方向が変化して出射されることにな
る。この光線は対物レンズ104に対して常光線として
作用するため、先の初期の場合に比べ焦点距離が長くな
る。つまり光記憶媒体105に対し深度が深い部分に集
光される。この場合はCDの様な基板厚みが厚いディス
クの情報を読みとることができる。Next, an electric field was applied to the polarization conversion device 103 to change the direction of the liquid crystal molecules by about 45 degrees from the initial state.
At this time, since the polarization direction of the light beam incident on the polarization conversion device 103 and the liquid crystal molecules have an angle difference of about 45 degrees, the light is emitted with the polarization direction changed by approximately 90 degrees. Since this light ray acts on the objective lens 104 as an ordinary light ray, the focal length becomes longer than that in the earlier initial case. In other words, the light is condensed on a portion of the optical storage medium 105 that is deep. In this case, it is possible to read information on a disk such as a CD having a large substrate thickness.
【0048】以上のように偏光変換装置103と一軸性
結晶から形成された対物レンズ104を組み合わせた構
成により2つの異なった焦点位置にそれぞれレーザ光を
集光し、基板厚さの異なるディスク等の情報を読みとる
ことが可能であった。さらに2つの焦点位置において対
物レンズ104の前面に入射する光強度を概ね全て利用
することができた。このため、光利用効率が高く光記憶
媒体105の情報の読み取りだけでなく記録も同時に行
うことが可能であった。As described above, by combining the polarization conversion device 103 and the objective lens 104 formed of a uniaxial crystal, laser beams are condensed at two different focal positions, respectively, and a disk or the like having a different substrate thickness is used. It was possible to read the information. Further, almost all of the light intensity incident on the front surface of the objective lens 104 at the two focal positions could be used. For this reason, the light use efficiency is high and not only the information reading but also the recording of the optical storage medium 105 can be performed at the same time.
【0049】(実施の形態2)図4は本発明の実施の形
態2で構成した液晶素子による空間的な屈折率分布を示
す一例である。これはネマティック液晶を透明電極を有
したガラス基板によりサンドイッチしたものであり、図
4はこの断面を示している。中央部分では液晶分子の光
軸がY方向にあるホモジニアス配向である。中央から少
し外側では液晶分子の光軸がYーZ平面内に少し傾いた
配列を有している。周辺ではガラス基板に概ね垂直とな
るホメオトロピック配向となっている。このような配向
はガラス基板の透明電極の各部分に印加する電圧の大き
さを制御することで行うことができる。(Embodiment 2) FIG. 4 is an example showing a spatial refractive index distribution by the liquid crystal element constructed in Embodiment 2 of the present invention. This is a nematic liquid crystal sandwiched by a glass substrate having a transparent electrode, and FIG. 4 shows this cross section. In the central part, the liquid crystal molecules are in a homogeneous alignment in which the optical axis is in the Y direction. A little outside the center, the optical axis of the liquid crystal molecules has an arrangement slightly inclined in the YZ plane. In the periphery, it is homeotropically oriented substantially perpendicular to the glass substrate. Such orientation can be performed by controlling the magnitude of the voltage applied to each portion of the transparent electrode on the glass substrate.
【0050】実施の形態1の図2を例に説明したよう
に、液晶分子の光軸の傾きに対応してその屈折率も変化
する。図4の場合、Y方向に偏光を有する入射光線に対
して液晶パネルは中央部分では異常光線としてNeの屈
折率を示し、周辺に行くにつれて液晶の傾き角度に応じ
て屈折率が減少する。そして、一番外側では常光線とし
てNoの屈折率を示すことになる。As described in the first embodiment with reference to FIG. 2 as an example, the refractive index of the liquid crystal molecules changes in accordance with the inclination of the optical axis. In the case of FIG. 4, the liquid crystal panel exhibits an Ne refractive index as an extraordinary ray in the central portion with respect to an incident ray having polarization in the Y direction, and the refractive index decreases according to the tilt angle of the liquid crystal toward the periphery. On the outermost side, the ordinary ray shows a refractive index of No.
【0051】従って、図4のガラス基板401で構成さ
れた液晶パネルにおいて、空間的な屈折率分布により入
射波面は中央から周辺部に行くにつれて徐々に減少する
位相変調を受ける。このため、入射光線は凸レンズに入
射したのと同様の作用を受けるため、出射した後は球面
波としてある点に収束することになる。また、Y方向と
垂直な偏光方向を有する入射光線に対しては液晶分子の
角度に関わらず、常光線となりNoの屈折率を示す。こ
の場合は、液晶パネルは入射光をそのまま通過させるの
みで、レンズとしては機能しないことになる。Therefore, in the liquid crystal panel composed of the glass substrate 401 shown in FIG. 4, the incident wavefront undergoes phase modulation that gradually decreases from the center to the periphery due to the spatial refractive index distribution. For this reason, the incident light beam is subjected to the same operation as when it is incident on the convex lens, and converges to a certain point as a spherical wave after being emitted. In addition, an incident light beam having a polarization direction perpendicular to the Y direction is an ordinary light beam having a refractive index of No, regardless of the angle of the liquid crystal molecules. In this case, the liquid crystal panel only passes incident light as it is, and does not function as a lens.
【0052】以上のように、一様なホモジニアス配向を
した液晶を用いて液晶パネルを図4のように構成するこ
とで、特定の方向に偏光を有する光に対してレンズと同
様な機能を持たせることができる。ここで、焦点位置は
パネルに印加する各位置での電界の大きさ、または印加
する電界の空間的な位置を変化することで容易に変化さ
せることが可能である。また、液晶層の厚さを変えるこ
とでも対応することが可能である。従って、焦点位置の
可変性に対して自由度が高く制御性に優れていることが
わかる。As described above, by constructing the liquid crystal panel as shown in FIG. 4 using liquid crystals having a uniform homogeneous orientation, the liquid crystal panel has the same function as a lens with respect to light polarized in a specific direction. Can be made. Here, the focal position can be easily changed by changing the magnitude of the electric field at each position applied to the panel or the spatial position of the applied electric field. It is also possible to cope with this by changing the thickness of the liquid crystal layer. Accordingly, it is understood that the degree of freedom is high with respect to the variability of the focal position and the controllability is excellent.
【0053】ここで、図1に示す光情報読み取り及び記
録装置において、図4で示した液晶パネルを対物レンズ
104として用いてシステムを構成した。今回は偏光変
換装置103は用いず、半導体レーザ101からの光線
の偏光方向を対物レンズ104に用いた液晶分子の光軸
と平行となるように設定した。液晶パネルの透明電極に
は同心円状にパターニングを施し、各パターンに印加す
る電圧を変化することで空間的な屈折率分布を生じさせ
た。Here, in the optical information reading and recording apparatus shown in FIG. 1, a system was constructed using the liquid crystal panel shown in FIG. This time, the polarization converter 103 was not used, and the polarization direction of the light beam from the semiconductor laser 101 was set to be parallel to the optical axis of the liquid crystal molecules used for the objective lens 104. The transparent electrodes of the liquid crystal panel were patterned concentrically, and a spatial refractive index distribution was generated by changing the voltage applied to each pattern.
【0054】初めに液晶パネルへ印加する電界を中心部
では概ね0とし、周辺部では液晶が完全にホメオトロピ
ック配向となるまでの高い電圧を印加した。このとき半
導体レーザ101からの入射光は対物レンズ104を通
過し、光記憶媒体105の中央部分に集光した。つま
り、薄い基板の情報の読み取り及び記録に使用できるこ
とがわかった。First, the electric field applied to the liquid crystal panel was set to approximately 0 at the central portion, and a high voltage was applied to the peripheral portion until the liquid crystal was completely homeotropically aligned. At this time, the incident light from the semiconductor laser 101 passed through the objective lens 104 and was focused on the central portion of the optical storage medium 105. That is, it was found that it can be used for reading and recording information on a thin substrate.
【0055】次に、対物レンズ104として使用する液
晶パネルに対して、上記で印加した電界の分布よりも空
間的な電界分布の勾配を緩やかな設定とした。このと
き、半導体レーザ101からの入射光は対物レンズ10
4を通過した後、光記憶媒体105の基板厚に対して深
い深度で集光した。従って、光記憶媒体として厚い基板
に対して光情報の読み取り及び記録が可能であることが
判明した。Next, for the liquid crystal panel used as the objective lens 104, the gradient of the spatial electric field distribution was set to be gentler than the distribution of the electric field applied above. At this time, the incident light from the semiconductor laser 101 is
After passing through No. 4, light was condensed at a depth deeper than the substrate thickness of the optical storage medium 105. Therefore, it has been found that optical information can be read and recorded on a thick substrate as an optical storage medium.
【0056】(実施の形態3)図5は本発明の実施の形
態3で使用したフレネル構造をした液晶レンズの構成を
示すものである。図3で示した通常のレンズ形状に対し
て2π間隔での位相の周期性を利用したフレネル構造と
することで、実効的なレンズの厚みを薄くすることがで
きる。(Embodiment 3) FIG. 5 shows the structure of a liquid crystal lens having a Fresnel structure used in Embodiment 3 of the present invention. The effective lens thickness can be reduced by forming a Fresnel structure using the periodicity of the phase at intervals of 2π with respect to the normal lens shape shown in FIG.
【0057】図5(a)は断面図であり、図5(b)は
正面から見た図、図5(c)は要部拡大断面図を示す。
ガラス基板501の片方のガラス基板の表面を同心円形
状の階段型構造とした。図には示していないが、ガラス
基板には透明電極が成膜されており、階段状のガラス基
板に対しては透明電極が(b)に示す同心円の円周部分
毎にパターニングされており、各電極に異なった電界を
印加することが可能な構造とした。内部にはネマティッ
ク液晶を図4と同様に一様なホモジニアス配向として封
入した。FIG. 5A is a sectional view, FIG. 5B is a view from the front, and FIG. 5C is an enlarged sectional view of a main part.
The surface of one of the glass substrates 501 was a concentric step-shaped structure. Although not shown in the figure, a transparent electrode is formed on the glass substrate, and the transparent electrode is patterned for each concentric circle shown in FIG. The structure is such that a different electric field can be applied to each electrode. A nematic liquid crystal was sealed therein as a uniform homogeneous alignment as in FIG.
【0058】以上のようなフレネル構造にすることによ
り、通常の図3で示すような凸レンズ形状で液晶レンズ
を構成した場合に比べ、以下のような特長を有する。The above-described Fresnel structure has the following advantages as compared with a case where a liquid crystal lens is formed in a convex lens shape as shown in FIG.
【0059】まず、液晶の応答速度は厚みの2乗に比例
するため、応答、回復時間がセル厚の増加と共に著しく
遅くなる。また、セル厚が厚くなると光散乱効果により
液晶セルが白濁してしまうという問題が生じる。このよ
うな問題をフレネル構造により厚さを薄く構成すること
で改善できる。First, since the response speed of the liquid crystal is proportional to the square of the thickness, the response and recovery time become significantly slower as the cell thickness increases. Further, when the cell thickness is increased, there is a problem that the liquid crystal cell becomes cloudy due to the light scattering effect. Such a problem can be improved by making the thickness thinner by the Fresnel structure.
【0060】図5で示すフレネル構造の液晶レンズは、
厚さ方向において階段状の表面形状を示すため、電界を
印加しない状態で異常光線、常光線に対して異なった屈
折率を持ったレンズ作用を示す。つまり、入射する光線
の偏光方向を切り換えることで焦点位置を変化すること
が可能となる。更に、異常光線に対して各電極に印加す
る電圧を変化することで焦点距離を変化させることも可
能である。The liquid crystal lens having the Fresnel structure shown in FIG.
Since it has a stepped surface shape in the thickness direction, it exhibits a lens function having different refractive indices with respect to extraordinary rays and ordinary rays without applying an electric field. That is, it is possible to change the focal position by switching the polarization direction of the incident light beam. Further, it is also possible to change the focal length by changing the voltage applied to each electrode with respect to the extraordinary ray.
【0061】このように偏光の切り換え及び印加する電
界の大きさの両者において焦点位置が可変可能であり、
これらを組み合わせることで焦点位置の変化の自由度を
向上させることが可能となる。また、図5の構成におい
て同心円の円周の間隔を短く階段数を多くすることで焦
点位置を更に短くすることも可能である。As described above, the focal position can be changed in both the polarization switching and the magnitude of the applied electric field.
By combining these, it is possible to improve the degree of freedom in changing the focal position. Further, in the configuration shown in FIG. 5, it is possible to further shorten the focal position by shortening the interval between the concentric circles and increasing the number of steps.
【0062】いま、本実施の形態3で構成したフレネル
構造の液晶レンズを図1に示す対物レンズ104として
用いた場合の実施の形態について説明する。半導体レー
ザ101からの光はビームスプリッタ102で反射され
偏光変換装置103を通過して、対物レンズ104によ
り光記憶媒体105に集光される。まず、対物レンズ1
04として用いたフレネル構造の液晶レンズに電圧を印
加せず偏光変換装置103により偏光方向の切り換えを
行った。異常光線に対しては光記憶媒体の基板厚さの中
央部分に集光され、常光線に対してはより深度の深い位
置に集光されることが確認された。このことから、基板
厚さの異なったディスクに対して光情報の読み取り及び
記録が可能なことが判明した。Now, an embodiment in which the liquid crystal lens having the Fresnel structure constructed in the third embodiment is used as the objective lens 104 shown in FIG. 1 will be described. Light from a semiconductor laser 101 is reflected by a beam splitter 102, passes through a polarization converter 103, and is focused on an optical storage medium 105 by an objective lens 104. First, the objective lens 1
The polarization direction was switched by the polarization converter 103 without applying a voltage to the liquid crystal lens having the Fresnel structure used as 04. It was confirmed that extraordinary rays were condensed at the central portion of the substrate thickness of the optical storage medium, and ordinary rays were condensed at a deeper position. This proved that optical information could be read and recorded on disks having different substrate thicknesses.
【0063】次に、対物レンズ104として用いた液晶
フレネルレンズの各位置の電極にいくつかのパターンの
電界を印加した。この時、光記憶媒体105の基板厚み
の任意の位置に半導体レーザ101からの光線を集光す
ることが可能であることが確認された。このことから、
今後、光記録容量が現在のDVDディスクより更に高密
度になり、それに対応して基板厚が薄くなるような場合
に対しても、光情報の読み取り及び記録が可能であると
考えられる。Next, several patterns of electric fields were applied to the electrodes at each position of the liquid crystal Fresnel lens used as the objective lens 104. At this time, it was confirmed that the light beam from the semiconductor laser 101 could be focused on an arbitrary position of the substrate thickness of the optical storage medium 105. From this,
In the future, it is considered that optical information can be read and recorded even when the optical recording capacity becomes higher than that of the current DVD disk and the substrate thickness becomes correspondingly thinner.
【0064】以上のように本実施の形態では、液晶や一
軸性の光学結晶のような屈折率異方性を有する光学媒体
についての偏光変換と組み合わせたレンズの焦点位置可
変機能について説明した。As described above, the present embodiment has described the function of changing the focal position of a lens in combination with polarization conversion for an optical medium having a refractive index anisotropy such as a liquid crystal or a uniaxial optical crystal.
【0065】一軸性の結晶としては、ニオブ酸リチウ
ム、KD2PO4、βーBaB2O4、PLZT等の電気
光学効果等を有する一軸性の結晶を用いることも可能で
あり、また、KTiPO4等の二軸性の光学結晶等も含
め屈折率異方性を有する媒体を用いることにより効果を
発揮することも可能である。As the uniaxial crystal, a uniaxial crystal having an electro-optical effect such as lithium niobate, KD2PO4, β-BaB 2 O 4 , PLZT or the like can be used, and a uniaxial crystal such as KTiPO4 can be used. The effect can also be exerted by using a medium having a refractive index anisotropy including an axial optical crystal and the like.
【0066】尚、記録専用または読み出し専用の装置と
しても用いることができることは言うまでもない。It goes without saying that the device can be used as a recording-only or read-only device.
【0067】[0067]
【発明の効果】以上に示したように、本発明は偏光変換
機能と屈折率異方性を有する光学媒体の組み合わせによ
って光線の焦点位置を任意に変化させ、異なった厚さの
ディスク等からの光情報の読み取り及び記録を行うもの
である。As described above, the present invention can arbitrarily change the focal position of a light beam by a combination of an optical medium having a polarization conversion function and a refractive index anisotropy, and can be used for discs having different thicknesses. It reads and records optical information.
【0068】偏光変換と液晶等のレンズ作用の組み合わ
せによって任意の位置に焦点を結ばせることができ、自
由度が高くまた、制御性に優れている。更にレンズに入
射する光線の概ね100%を使用できるため、光の利用
効率が高く、光情報の読み取りだけでなく書き込みも可
能である。また、小型軽量で低コストを実現可能なた
め、光ピックアップを始め、光情報装置としての幅広い
応用が可能であり、大きな価値を有するものである。A focus can be focused on an arbitrary position by a combination of the polarization conversion and the action of a lens such as a liquid crystal, so that the degree of freedom is high and the controllability is excellent. Further, since almost 100% of the light rays incident on the lens can be used, the light use efficiency is high, and not only reading but also writing of optical information is possible. In addition, since it is small and lightweight and can be manufactured at low cost, it can be widely used as an optical information device including an optical pickup, and has great value.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の偏光変換装置を用いた光情報読み取り
及び記録装置の実施の形態1の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of an optical information reading and recording apparatus using a polarization conversion device of the present invention.
【図2】(a),(b) 一軸性の光学媒体の屈折率楕円体に基
づく屈折率変調の一例を示す図FIGS. 2A and 2B show examples of refractive index modulation based on a refractive index ellipsoid of a uniaxial optical medium.
【図3】(a),(b) 一軸性の光学媒体からなるレンズの焦
点距離の変化の一例を示す図3A and 3B are diagrams showing an example of a change in focal length of a lens made of a uniaxial optical medium.
【図4】液晶による空間的な屈折率分布の一例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a spatial refractive index distribution by a liquid crystal.
【図5】(a) フレネル構造液晶レンズにおける分子配向
の一例を示す断面図 (b) 同正面から見た図 (c) 同要部拡大断面図5A is a sectional view showing an example of molecular orientation in a Fresnel structure liquid crystal lens. FIG. 5B is a view from the front.
101 半導体レーザ゛ 102 ビームスプリッタ 103 偏光変換装置 104 対物レンズ 105 光記憶媒体 106 光検出器 301 レンズ 401 ガラス基板 402 透明電極 403 液晶層 501 ガラス基板 502 液晶層 Reference Signs List 101 semiconductor laser 102 beam splitter 103 polarization converter 104 objective lens 105 optical storage medium 106 photodetector 301 lens 401 glass substrate 402 transparent electrode 403 liquid crystal layer 501 glass substrate 502 liquid crystal layer
Claims (12)
レーザから出射する光を光記憶媒体上に収束するための
光学レンズと、前記光記憶媒体によって反射される光を
検出するための受光素子を含んで構成され、前記光学レ
ンズが屈折率異方性を有する光学媒体を用いて形成され
ており且つ前記光学レンズに入射するレーザ光の偏光方
向を変化するための偏光変換手段を具備したことを特徴
とする光情報読み取り及び記録装置。1. A laser emitting at least polarized light, an optical lens for converging light emitted from the laser on an optical storage medium, and a light receiving element for detecting light reflected by the optical storage medium. The optical lens is formed using an optical medium having a refractive index anisotropy, and has a polarization conversion means for changing the polarization direction of laser light incident on the optical lens. Characteristic optical information reading and recording device.
性の光学結晶を用いて形成されていることを特徴とする
請求項1記載の光情報読み取り及び記録装置。2. The optical information reading and recording apparatus according to claim 1, wherein the optical lens is formed using a uniaxial optical crystal having a refractive index anisotropy.
んで構成されていることを特徴とする請求項1記載の光
情報読み取り及び記録装置。3. The optical information reading and recording apparatus according to claim 1, wherein the optical lens includes liquid crystals arranged uniformly.
を形成する光学媒体の光軸と概ね平行または垂直である
ことを特徴とする請求項1記載の光情報読み取り及び記
録装置。4. The optical information reading and recording apparatus according to claim 1, wherein the polarization direction of the laser radiation is substantially parallel or perpendicular to the optical axis of the optical medium forming the optical lens.
有する液晶により行われることを特徴とする請求項1記
載の光情報読み取り及び記録装置。5. The optical information reading and recording apparatus according to claim 1, wherein the polarization conversion means is performed by a liquid crystal having birefringence or optical rotation.
レーザから出射する光を光記憶媒体上に収束するための
光学レンズと、前記光記憶媒体によって反射される光を
検出するための受光素子を含んで構成され、前記光学レ
ンズが電界の印加により空間的な屈折率分布が変化する
光学媒体を用いて形成されていることを特徴とする光情
報読み取り及び記録装置。6. A laser which emits at least polarized light, an optical lens for converging light emitted from the laser on an optical storage medium, and a light receiving element for detecting light reflected by the optical storage medium. The optical information reading and recording apparatus, wherein the optical lens is formed using an optical medium whose spatial refractive index distribution changes by application of an electric field.
んで構成されていることを特徴とする請求項6記載の光
情報読み取り及び記録装置。7. The optical information reading and recording apparatus according to claim 6, wherein the optical lens includes liquid crystals arranged uniformly.
を形成する光学媒体の光軸と概ね平行であることを特徴
とする請求項6記載の光情報読み取り及び記録装置。8. The optical information reading and recording apparatus according to claim 6, wherein the polarization direction of the emitted light of the laser is substantially parallel to the optical axis of the optical medium forming the optical lens.
レーザから出射する光を光記憶媒体上に収束するための
光学レンズと、前記光記憶媒体によって反射される光を
検出するための受光素子を含んで構成され、前記光学レ
ンズが電界の印加により空間的な屈折率分布が変化する
屈折率異方性を有する光学媒体を用いて形成されており
且つ前記光学レンズに入射するレーザ光の偏光方向を変
化するための偏光変換手段を具備したことを特徴とする
光情報読み取り及び記録装置。9. A laser that emits at least polarized light, an optical lens for converging light emitted from the laser on an optical storage medium, and a light receiving element for detecting light reflected by the optical storage medium. The optical lens is formed using an optical medium having a refractive index anisotropy in which a spatial refractive index distribution changes by application of an electric field, and a polarization direction of laser light incident on the optical lens. 1. An optical information reading and recording apparatus, comprising: a polarization conversion means for changing the wavelength.
んで構成されていることを特徴とする請求項9記載の光
情報読み取り及び記録装置。10. The optical information reading and recording apparatus according to claim 9, wherein the optical lens includes liquid crystals arranged uniformly.
を形成する光学媒体の光軸と概ね平行または垂直である
ことを特徴とする請求項9記載の光情報読み取り及び記
録装置。11. The optical information reading and recording apparatus according to claim 9, wherein the polarization direction of the laser light is substantially parallel or perpendicular to the optical axis of the optical medium forming the optical lens.
の記録と読み出しが可能な光情報処理装置であって、少
なくとも偏光を放射することが可能なレーザと、屈折率
異方性を有する光学媒体を用いて形成され、かつ前記レ
ーザから出射するレーザ光を光記憶媒体上に収束するた
めの光学レンズ手段と、前記光記憶媒体によって反射さ
れる光を検出するための受光手段と、前記光記憶媒体と
前記レーザとの間の光路に配置され、かつ前記光学レン
ズ手段に入射するレーザ光の偏光方向を変化するための
偏光変換手段を少なくとも備え、前記レーザ光の焦点位
置が可変となるように構成したことを特徴とする光情報
処理装置。12. An optical information processing apparatus capable of recording or reading information or recording and reading information, using a laser capable of emitting at least polarized light and an optical medium having a refractive index anisotropy. Optical lens means for converging laser light emitted from the laser onto an optical storage medium, light receiving means for detecting light reflected by the optical storage medium, and the optical storage medium The apparatus further includes at least a polarization conversion unit that is disposed on an optical path between the laser and the optical lens unit and changes a polarization direction of the laser light incident on the optical lens unit, and is configured such that a focal position of the laser light is variable. An optical information processing apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9190838A JPH1139704A (en) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | Optical information reader and recorder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9190838A JPH1139704A (en) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | Optical information reader and recorder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1139704A true JPH1139704A (en) | 1999-02-12 |
Family
ID=16264616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9190838A Pending JPH1139704A (en) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | Optical information reader and recorder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1139704A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006006684A1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-01-19 | Asahi Glass Company, Limited | Liquid crystal lens element and optical head device |
WO2006013901A1 (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-09 | Asahi Glass Company, Limited | Liquid crystal lens element and optical head |
JP2006048818A (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal lens element, and optical head apparatus |
JP2006085801A (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal lens element and optical head device |
JP2006216142A (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Konica Minolta Opto Inc | Optical pickup device |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP9190838A patent/JPH1139704A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006006684A1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-01-19 | Asahi Glass Company, Limited | Liquid crystal lens element and optical head device |
US7710535B2 (en) | 2004-07-15 | 2010-05-04 | Asahi Glass Company, Limited | Liquid crystal lens element and optical head device |
WO2006013901A1 (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-09 | Asahi Glass Company, Limited | Liquid crystal lens element and optical head |
JP2006048818A (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal lens element, and optical head apparatus |
EP1785991A1 (en) * | 2004-08-04 | 2007-05-16 | Asahi Glass Company, Limited | Liquid crystal lens element and optical head |
EP1785991A4 (en) * | 2004-08-04 | 2009-01-07 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal lens element and optical head |
US7773489B2 (en) | 2004-08-04 | 2010-08-10 | Asahi Glass Company, Limited | Liquid crystal lens element and optical head device |
JP2006085801A (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal lens element and optical head device |
JP2006216142A (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Konica Minolta Opto Inc | Optical pickup device |
JP4529176B2 (en) * | 2005-02-02 | 2010-08-25 | コニカミノルタオプト株式会社 | Optical pickup device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5606546A (en) | Optical data storage medium with multiple writable data layers separated by dieletric layers | |
JP3067665B2 (en) | Optical pickup device for dual discs | |
US6650615B1 (en) | Optical recording medium and recording and/or reproducing method and apparatus employing the optical recording medium | |
KR20020025702A (en) | Recording apparatus for a holographic recording medium | |
JPH02246035A (en) | Photo-magnetic storage regenerating method, and storage medium snitable for use of this method, and photo-magnetic regenerator | |
JP3271890B2 (en) | Optical pickup | |
WO2002095742A1 (en) | Switchable liquid crystal diffractive element | |
JP3861270B2 (en) | Optical pickup and optical element used therefor | |
JP3624561B2 (en) | Optical modulation element and optical head device | |
JPH08278477A (en) | Diffraction element, optical head and optical recording and reproducing device | |
JPH09230300A (en) | Optical modulation element and optical head device | |
JPH1139704A (en) | Optical information reader and recorder | |
EP1160779B1 (en) | Optical pickup and optical information recording/reproducing device | |
JPH09211460A (en) | Light modulator and optical head device using the same | |
JP4478398B2 (en) | Polarizing optical element, optical element unit, optical head device, and optical disk drive device | |
JP2616596B2 (en) | optical disk | |
JPH1083560A (en) | Optical head device | |
JPH02244445A (en) | Optical information recording medium and optical information recording and reproducing device | |
JP2003022564A (en) | Optical pickup device | |
JP2002279683A (en) | Optical pickup device | |
WO1998048416A1 (en) | Optical pickup | |
JP3142251B2 (en) | Optical pickup | |
JP2687606B2 (en) | Optical pickup | |
JPH09306013A (en) | Optical pickup | |
JP2007317315A (en) | Optical pickup device |