WO1998013826A1 - Dispositif de reception optique et reseau de diffraction a longueurs d'ondes selectives - Google Patents

Dispositif de reception optique et reseau de diffraction a longueurs d'ondes selectives Download PDF

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WO1998013826A1
WO1998013826A1 PCT/JP1997/001036 JP9701036W WO9813826A1 WO 1998013826 A1 WO1998013826 A1 WO 1998013826A1 JP 9701036 W JP9701036 W JP 9701036W WO 9813826 A1 WO9813826 A1 WO 9813826A1
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laser light
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PCT/JP1997/001036
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Seiji Kajiyama
Yasuyuki Kanou
Masato Yamada
Yoichi Tsuchiya
Shuichi Ichiura
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Sanyo Electric Co., Ltd.
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    • G11B7/0943—Methods and circuits for performing mathematical operations on individual detector segment outputs

Definitions

  • the present invention relates to an optical pick-up apparatus, and more particularly, to an optical pick-up apparatus for recording and Z or reproducing a digital video disk (DVD) and a compact disk (CD).
  • DVD digital video disk
  • CD compact disk
  • an optical big-bench for reading information recorded on an optical disk having a transparent substrate of about 1.2 mm thickness, such as a CD, using a semiconductor laser.
  • a focus servo and a tracking servo are controlled for the objective lens of the big-up ffl, and a laser beam is irradiated on a bit string of a recording medium, thereby generating audio, video, data, and the like. Is played.
  • a recordable compact disc (CD-R) 150 which is one of the CDs, a cyanine dye 152 is formed on the transparent substrate 15 1 on the recording side, In addition, gold 153 is formed.
  • the track pitch, recording density, and pit length of a CD-R are the same as those for general music, and differ from music CDs in that they can be recorded only once. Recording is performed by irradiating a laser beam to the cyanine dye 152 through the transparent plate 151.
  • the laser light is applied to the cyanine-based dye 152, the optical characteristics of the irradiated portion become non-uniform. Therefore, in the area where laser light was not irradiated during recording, the force that most of the laser light was reflected on gold fl:. '/: Was reflected by gold 153; and laser light was irradiated during recording. Most of the laser light is not reflected during playback in the area where the laser light is reproduced.
  • a DVD is available that has a diameter of 12 cm, the same as a CD, and records about 5 Gbytes of information.
  • the thickness of the transparent substrate of DVD is about 0.6 mm.
  • the objective lens of Vickab 'River described above is designed in consideration of the thickness of the transparent substrate of the target optical disk and the wave of the semiconductor laser used, it is attempted to reproduce an optical disk with a thickness different from the design.
  • the laser beam is not focused on the recording surface of the optical disk and cannot be reproduced.
  • an objective lens designed to fit a CD with a transparent substrate of 1.mra thickness focuses laser light on the recording surface of a DVD with a 0.6mm thick transparent /] plate. Can not do,
  • CD-R 15 which is obtained by flowing the cyanine dyes 15 2 described above, as shown in FIG.
  • the reflectivity for a laser beam with a wavelength of 635 nm is less than 10%. Therefore, I) it is not possible to generate CD-R with laser light having a wavelength of 635 nm used for VD reproduction. In order to achieve this, it is conceivable to use a dye having a high reflectivity to a laser beam with a wavelength of 635 nm instead of the cyanine dye 1552. It is not realistic to change
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of recording a ⁇ -type optical disc having a different thickness of a transparent substrate and capable of recording or reading. Disclosure of the Invention
  • an optical pickup device includes: a first optical disk having a transparent substrate having a first thickness; and a second optical disk having a transparent substrate having a second thickness different from the first thickness.
  • An optical pickup device for recording and / or reproducing an optical disk wherein the optical pickup device is provided according to an objective lens provided facing the first or second optical disk and a thickness of a transparent substrate of the first or second optical disk.
  • a numerical aperture changing element for changing the numerical aperture of the objective lens by selectively selecting a first laser beam having a first wavelength and a second laser beam having a second wavelength different from the first wavelength A first laser beam in a first direction; a second laser beam in a second direction different from the first direction; and a first or second laser beam.
  • the light unit includes a hologram that does not diffract the second laser light but diffracts the second laser light.
  • the optical unit further includes a collimator lens that receives the first or second laser light from the laser light generation element and guides the received laser light to an objective lens.
  • the hologram is provided on the surface of the collimator lens.
  • the optical pickup device further includes a three-beam type for separating the second or second laser beam into three beams.
  • a diffraction grating plate having a structure on which the diffraction grating is formed.
  • the hologram is provided on a side opposite to a master of the diffraction grating plate.
  • the laser light generating element includes a semiconductor laser and an activation circuit: a semiconductor laser includes: a substrate; A first laser element for generating a first laser j provided on the substrate, and a second laser element for generating a second laser beam provided on the substrate adjacent to the first laser element. Laser element.
  • the activation circuit selectively activates the first and second laser elements.
  • the optical pickup device is further provided on the substrate of the semiconductor laser so as to be separated from the first and second laser elements, and receives reflected light from the first or second optical disk. It is provided with a photodetector for detecting light diffracted by the hologram: preferably, the optical unit includes a bifocal collimator lens having two; points.
  • the bifocal collimator lens is sandwiched between a first lens, a second lens provided to face the first lens, and a first lens and a second lens.
  • the optical pickup device further includes an application circuit that applies a predetermined voltage between the first and second transparent electrodes according to the first or second wavelength.
  • the first and second transparent electrodes are formed in stripes.
  • the optical pickup device further includes a first or second optical pickup.
  • a photodetector for detecting the reflected light from the disk, and receiving the first or second laser light and the reflected light from the laser light generating element, guiding the negative portion of the received laser light to the objective lens,
  • a beam splitter for guiding a part of the received reflected light to the photodetector.
  • the application circuit receives the other portion of the laser beam received by the beam splitter, and selectively transmits either the first laser beam or the second laser beam, or an optical filter, and transmits the optical filter through the optical filter.
  • a conversion circuit for converting the light energy of the laser light into electric energy, and a drive circuit for driving the liquid product based on the energy from the conversion circuit.
  • the laser light generating element includes: a semiconductor laser including: a body laser, and an active energy-reducing 1 "one path.
  • the semiconductor laser is provided on a substrate and a substrate h to generate a second laser light.
  • the first optical disk is a digital video disk, and the second disk is a compact disk.
  • the first wavelength is 6 2 () to 67 () nm
  • the second wavelength is 6 2 () to 67 () nm
  • the first wavelength is from 625 to 645 nm.
  • the numerical aperture changing element is a polarizing glass having a rectangular polarization region.
  • the numerical aperture changing element is a polarization-selective diffraction grating having an annular polarization region having the optical axis of the objective lens as a u-center.
  • the numerical aperture changing element is a polarization filter having an annular polarization region centered on the optical axis of the objective lens.
  • the numerical aperture changing element is a wavelength-selective diffraction grating having an annular wavelength selection region centered on the optical axis of the objective lens.
  • the wavelength-selective diffraction grating comprises: a diffraction grating plate having a main surface on which a "" -fold grating is formed; a diffraction grating plate formed on the main surface of the diffraction grating plate; And a film having a changing refractive index.
  • the film is a cyanine dye.
  • the magnification of the objective lens is from 0.025 to () .095.
  • the magnification of the objective lens is from 0.025 to 0.065; 1 preferably, the laser light generating element includes a first laser element for generating one laser beam. A semiconductor laser including a second laser element that is provided apart from the first laser element f and generates ⁇ 2 laser light; and selectively activates the second] and second laser elements. And an activating circuit.
  • the optical unit includes a collimator lens that receives the first or second laser light from the laser light generating element and guides the received laser light to an objective lens.
  • the optical pickup device is further provided between a photodetector that detects reflected light from the first or second optical disc, a collimator lens, and a photodetector, and the first laser light is provided. And a mouthgram for diffracting the second laser beam without diffracting the laser beam.
  • the kifii hologram has polarization selectivity
  • the hologram has wavelength selectivity.
  • the photodetector is provided with a first light receiving unit that receives the reflected light from the first optical disc, and is separated from the first light receiving unit in a first direction, and detects the reflected light from the first optical disc. And a second light receiving unit.
  • a first sensor extending in a first direction, a second sensor provided in a first direction and a second direction away from the first sensor, and a first sensor.
  • a third sensor provided in a third direction opposite to the second direction from the first sensor.
  • the optical unit and the aperture changer form a single optical element.
  • the optical unit is a hologram formed on a circle centered on the optical axis of the objective lens and diffracting the second laser light without diffracting the first laser light.
  • the numerical aperture changing element is a diffraction grating formed around the hologram and diffracting the second laser light without diffracting the first laser light.
  • the diffraction grating has a non-uniform lattice constant.
  • the optical big-up device g further includes a servo mechanism for moving the objective lens.
  • the optical element is fixed to the objective lens.
  • the optical pickup device further comprises: not diffracting the first laser light. Slip beam that diffracts the ⁇ 2 laser beam and separates it into three beams-Shikikawa's (with a diffraction grating plate having the main function of forming a T'j-fold grating,
  • an optical unit that guides one laser beam in the second direction and directs the second laser beam in the second direction that is different from the first direction. Therefore, the objective lens focuses the first laser beam on the recording surface of the first optical disc that covers the transparent substrate of the second thickness, and focuses the second laser beam on the recording surface of the first optical disc. Focus on the transparent substrate of the optical disk of 2; fiii. As a result, this optical pickup device can perform recording and / or reproducing of the first and second optical disks.
  • the wavelength-selective 11-fold grating is formed on the diffraction grating plate having a main surface on which the diffraction grating is formed, and on the diffraction grating plate, A film having a refractive index that changes according to the wave of the incident light.
  • the film is a cyanine dye
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical disk recording / reproducing apparatus including an optical pickup device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the optical pickup device in FIG. 1,
  • FIG. 3 is an arrangement ⁇ showing a main optical system of the optical pickup device ⁇ in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 is a plan view showing the polarizing glass in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the polarization region of the polarizing glass shown in FIG.
  • FIGS. 2 and 3 t are top views of a two-wavelength semiconductor laser in FIGS. 2 and 3 t
  • Figure 7 shows an example of a host port grams of FIGS. 2 and 3 ⁇ , ⁇ ': a plane view.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the annular region of the mouth gram shown in FIG.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the annular region of another example of the hologram in FIGS. 2 and 3. It is.
  • FIG. 1 () is a layout diagram showing a main optical system of an optical big map device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a layout view showing a main light 7: system of an optical pickup device S according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 is an arrangement diagram showing main optical systems of an optical big device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • Figure 13 shows the operation of the polarization-selective diffraction grating when laser light with a wavelength of 780 nm is projected on the polarization-selective diffraction grating used in place of the polarizing glass in Figs. 2 and 3.
  • FIG. 13 shows the operation of the polarization-selective diffraction grating when laser light with a wavelength of 780 nm is projected on the polarization-selective diffraction grating used in place of the polarizing glass in Figs. 2 and 3.
  • Figure 1 4 is polarization selective diffraction grating in Figure 1 3: is an explanatory view showing the action of the polarization-selective diffraction grating in case where the wavelength 6 3 5 nm of the laser light is morphism human 'to f.
  • FIG. 15 is a front view showing a polarizing film used in place of the polarizing glass in FIGS. 2 and 3.
  • Fig. 16 shows the effect of the wavelength-selective diffraction grating when a laser beam with a wavelength of 780 nm is incident on the wavelength-selective diffraction grating instead of the optical glass in Figs. 2 and 3.
  • FIG. 16 shows the effect of the wavelength-selective diffraction grating when a laser beam with a wavelength of 780 nm is incident on the wavelength-selective diffraction grating instead of the optical glass in Figs. 2 and 3.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing the operation of the wavelength-selective diffraction grating when laser light having a wavelength of 635 n is incident on the wavelength-selective diffraction grating of FIG.
  • FIG. 18 is a side view showing an example of the wavelength selective diffraction shown in FIGS. 16 and 17.
  • FIG. 19 is a plan view of the wavelength selective diffraction grating shown in FIG.
  • FIG. 20 is a plan view showing another example of the wavelength-selective diffraction grating shown in FIG. 16 and FIG.
  • FIG. 21 is a side view showing still another example of the wavelength-selective diffraction grating shown in FIGS. 16 and 17.
  • FIG. 22 (a) is an enlarged view showing an example of a part XXII of the diffraction grating in the wavelength-selective diffraction grating shown in FIG. 21, and FIG. 22 (b) is an enlarged view showing another example. is there.
  • Figure 23 is a metaphysical diagram of the ⁇ -fold lattice in the wave selectivity
  • FIG. 24 is a plan view of the [ 1 ] -folded grating having the concave 1 ] structure of the pattern to be the diffraction grating shown in FIG.
  • FIG. 25 is an arrangement diagram showing an optical system of an optical pickup device according to Embodiment 12 of the present invention.
  • FIG. 26 is a side view showing the diffraction grating plate with a frontal gram in FIG.
  • FIG. 27 is an arrangement diagram showing an optical system of an optical pickup device according to Embodiment 13 of the present invention.
  • FIG. 28 shows the bifocal correlator lens in FIG. 27 on the 1-side [Si diagram.
  • Fig. 29 is an explanatory diagram showing the construction of the bifocal correlator lens in Fig. 28, and Fig. 30 is an alternative to the bifocal correlator lens in Fig. 27. It is a side view which shows a data lens.
  • Figure 31 (a) is a sword diagram showing Sakugawa when no voltage is applied to the transparent ifl electrode of the two-correlator lens shown in Figure 30.
  • Figure 31 (b) is the transparent electrode. This is an explanation showing Sakugawa when the specified voltage is applied.
  • FIG. 32 is a theory 1.1I showing the operation of the bifocal correlator lens of FIG.
  • FIG. 33 shows the relationship between the voltage applied to the transparent electrode and the refractive index of the TN type liquid product in the bifocal correlator lens of FIG. 30:
  • FIG. 34 is a side view showing another bifocal correlator lens in place of the bifocal correlator lens in FIG. 27.
  • FIG. 35 is a plan view showing an example of a transparent electrode pattern in a bifocal correlator lens.
  • FIG. 36 (a) is an explanatory view showing a bifocal correlator lens when no voltage is applied to the transparent electrode having the pattern shown in FIG. 35, and FIG. 36 (b) shows a predetermined distance between the transparent electrodes.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a bifocal correlator lens when a voltage is applied.
  • FIG. 37 is a plan view showing another pattern of the transparent '3 ⁇ 4; pole in the bifocal correlator lens.
  • FIG. 38 shows an optical system of an optical big-bub apparatus according to Embodiment 18 of the present invention.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view showing the composition of the optical filter and the solar cell in FIG. 38.
  • FIG. 40 is a schematic view showing the fl-i formation of the amorphous silicon layer in FIG. This is a diagram.
  • FIG. 41 is an arrangement diagram showing an optical system of an optical pickup device according to Embodiment 22 of the present invention.
  • FIG. 42 is an explanatory diagram showing the positions of the hologram, laser element, and photodetector in FIG.
  • FIG. 43 is an explanatory diagram showing an optical system in which parallel light is focused on a CD recording surface by an objective lens.
  • FIG. 44 is an explanatory diagram showing an optical system in which diffused light is recorded on a recording medium of CI) by an objective lens.
  • FIG. 45 is an explanatory diagram showing the magnification of the objective lens.
  • Figure 46 shows the relationship between the magnification of the objective lens and the aberration.
  • Figure 47 is an enlarged view of a part of Figure 46.
  • FIG. 48 is an enlarged view of a part of FIG.
  • FIG. 49 is a diagram showing the optical system of a typical optical pickup device using laser light of a single wavelength, which is separated into an emission system and a light reception system.
  • FIG. 50 shows ⁇ indicating the optical system of the optical pickup device using two-wavelength laser light separated into an emitting system and a receiving system.
  • FIG. 51 is a block diagram showing a configuration of an optical pickup device according to Embodiment 24 of the present invention.
  • FIG. 52 (a) is a plan view of the wavelength-selective cleave plate in FIG. 51
  • FIG. 52 (b) is a lateral view showing the wavelength-selective cleave plate together with its action.
  • FIG. 53 is a diagram showing the optical system of the optical pickup device of FIG. 51 separated into an emission system and a light reception system.
  • FIG. 54 is a diagram showing an optical system of an optical pickup device according to Embodiment 25 of the present invention, which is separated into an emission system and a light reception system.
  • FIG. 55 shows an optical system of an optical pickup device according to Embodiment 26 of the present invention. Arrangement.
  • FIG. 56 (a) is a plan view of the polarization-selective mouthpiece plate in ⁇ 55
  • FIG. 56 (b) is a side view showing the polarization-selective mouthpiece plate together with its action.
  • FIG. 57 is a diagram showing the light '7: system of the optical pickup device if shown in FIG. 55 separated into an emission system and a light reception system.
  • FIG. 58 is a diagram showing the optical system of an optical pickup device according to Embodiment 27 of the present invention, which is separated into an emission system and a light reception system.
  • FIG. 59 is a perspective view showing a configuration of an optical big-up device according to Embodiment 28 of the present invention.
  • FIG. 60 is a diagram showing an optical system of an optical pickup device according to Embodiment 29 of the present invention, which is separated into an emission system and a light reception system.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an optical disk recording / reproducing apparatus including the optical pickup parent shown in FIG. 60.
  • FIG. 62 is a side view showing the configuration of the optical pickup device shown in FIGS. 60 and 61.
  • FIG. 63 is a '1': ⁇ diagram showing the configuration of the photodetector shown in FIG.
  • FIG. 64 is a circuit diagram showing the configuration of the arithmetic circuit shown in FIG. 61 c
  • FIGS. 65 (a) to 65 (c) are views for explaining the operation of the force pickup cylinder of the optical pickup device shown in FIG. 60.
  • 3 ⁇ 466 is a diagram for explaining the tracking servo operation of the optical pickup device ⁇ shown in FIG. 60.
  • FIG. 67 is a plan view showing a configuration of a photodetector in an optical pickup device according to Embodiment 30 of the present invention.
  • FIG. 68 is an arrangement diagram showing the optical system of the optical pickup device according to Embodiment 31 of the present invention, together with the operation at the time of DVD playback.
  • FIG. 69 is a layout diagram showing the optical system of the optical pickup device shown in FIG. 68 together with the operation during CD-R reproduction.
  • FIG. 70 (a) is a front view showing the hologram aperture element in FIGS. 68 and 69
  • FIG. 70 (b) is a view of the hologram aperture element shown in FIG. 70 (a). It is sectional drawing.
  • FIG. 71 is an enlarged cross-sectional view of the mouth opening gram abatic device shown in FIGS. 70 (a) and 70 (b).
  • Guramuaba 7 1 - Chiya is a perspective view for explaining the diffraction effect of the element c
  • FIG. 73 is a side view for explaining the diffraction effect of the hologram aperture element shown in FIG.
  • FIG. 74 is another side view for explaining the 1 ′′
  • FIG. 75 is yet another side view for explaining the diffraction piece of the hologram avatar shown in FIGS. 72 to 74.
  • FIG. 76 (a) is a front view showing another hologram aperture element used in the optical pickup device according to Embodiment 32 of the present invention
  • FIG. 76 (b) is FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the hologram aperture element shown in FIG.
  • FIG. 77 is a perspective view for explaining the diffraction action of the hologram avatar element shown in FIGS. 76 (a) and 7fi (b).
  • FIG. 78 is a side view for explaining the diffraction effect of the hologram aperture element shown in FIG. 77.
  • FIG. 79 is another side view for explaining the diffraction action of the hologram aperture element shown in FIG.
  • FIG. 80 is yet another side view for explaining the diffraction effect of the hologram aperture element shown in FIG.
  • FIG. 82 is an arrangement diagram showing an optical system of an optical pickup device according to Embodiment 34 of the present invention, together with an operation at the time of DVD playback.
  • FIG. 83 is a block diagram showing the optical system of the optical pickup device shown in FIG. 82 together with the operation during CD reproduction.
  • FIG. 84 shows an optical pickup device according to Embodiment 35 of the present invention.
  • 13 ⁇ 4185 is a diagram for explaining the position of the light source in the optical beakup iiS shown in FIG. 11.
  • FIG. 86 is an arrangement diagram showing an optical system of an optical bid-up device according to Embodiment 36 of the present invention.
  • M87 is a diagram for explaining the position of the light source in the optical pickup device shown in FIG. 86.
  • FIG. 88 is an arrangement diagram showing an optical system of an optical big equipment according to Embodiment 37 of the present invention.
  • FIG. 89 is a layout diagram showing the optical system of the optical pickup device according to Embodiment 38 of the present invention, together with the operation during DVDD playback.
  • FIG. 90 is a layout diagram showing the operation of the light pickup 3 ⁇ 4 ⁇ : light '7: shown in FIG. 89 along with C ⁇ ) generation.
  • FIG. 91 is a lateral view showing a partial configuration of CI) -R.
  • FIG. 92 is a diagram showing the relationship between the wavelength of the laser beam and the reflectance in the CD-R shown in FIG. 91.
  • an optical disk recording / reproducing apparatus 12 performs recording and reproduction of an optical disk 10 mounted on a spindle motor 11, An optical pick-up device 13; a preamplifier 4 for amplifying a detection signal from a photodetector 28 in the optical pick-up device 13; and a tracking control and a focusing control in response to the amplified detection signal.
  • a servo circuit 15 for generating a control signal, a discriminating circuit 16 for discriminating the thickness of the transparent substrate 10 a of the optical disc 0 in response to a detection signal from the preamplifier 14, and a discriminating circuit 16.
  • a drive circuit 17 that generates a drive signal in response to another signal and supplies it to a two-wavelength semiconductor laser 23 with an optical big-bubble K ⁇ 3 width and an error correction in response to a detection signal from the preamplifier 14 And a processing circuit 18 for performing the processing and outputting the raw signal.
  • the optical pickup 1 is composed of an objective lens 21 provided to face the optical disk 10 and a transparent plate of the optical disk 10].
  • ⁇ Effectiveness D1 Selectively generates a polarizing glass 22 that changes the number of apertures, and a laser beam with a wave length of 635 nm (15 tolerance, preferably ⁇ 10) nm and a laser beam of 780 nm wavelength (15 tolerance tolerance).
  • the optical pickup device 13 further reflects the laser light from the collimator lens 24 and guides it to the objective lens 21, and a beam splitter 26 that reflects the laser light reflected on the recording surface 10 b of the optical disk 10.
  • An optical lens 27 that receives the laser light reflected by the beam splitter 26, a photodetector 28 that receives the laser light condensed by the demon light lens 27, and control from the servo path 15.
  • a servo mechanism 19 for moving the objective lens 21 in response to
  • the objective lens 21 moves in the direction of the optical axis in response to the four force switcher signal from the photodetector 28. Also, the objective lens 21 moves in the tracking direction in response to the tracking error signal from the photodetector 28 so that the laser beam faithfully traces the tracks of the optical disc 10.
  • Table 1 shows the rated values and playback conditions for DVD and CD-R.
  • DVDs have a transparent substrate of 0.6 (tolerance ⁇ 0.05) mm thick 3] and are reproduced by a laser beam with a wavelength of 635 nm.
  • CD-R has a transparent substrate 32 having a thickness of 1.2 (tolerance ⁇ 0.1) mm and is reproduced by a laser beam having a wavelength of 780 nm.
  • an optical disc 10 such as a DVD and a CD-R has concentric or spiral tracks 10c : the bit P of the track 10c determines the recording density of the optical disc 10 ( ,
  • the objective lens 21 is designed to focus a laser beam having a wavelength of 35 nm on the recording medium of the DVD. Therefore, the objective lens 2] is designed to be 0.60 in reproducing the DVD. (Tolerance ⁇ 0.05)
  • the polarizing glass 22 has an annular polarization region 40 centered on the light of the objective lens 21.
  • the annular polarization sensitive region 4 () only laser light having a polarization plane in the horizontal direction in the figure is transmitted.
  • the central region 41 of the ⁇ -shaped luminous region 4 () laser light having a polarization plane in any direction is also transmitted.
  • a laser beam having a wavelength of 6:35 nm is incident on the polarizing glass 22 so that the plane of polarization is horizontal in the figure, and a laser beam having a wavelength of 780 nm is vertically oriented in the figure. Incident on the polarization gallery, ' ⁇ , ⁇ .
  • the diameter of (1) is the effective value of the objective lens 21 when the diameter of the laser beam with a wavelength of 780 nm is 4 mm. ⁇ The diameter at which the number of l i is 0.40 (tolerance ⁇ 0.05).
  • silver compounds are arranged in a predetermined direction in the glass, and the surface thereof is reduced to deposit silver 50.
  • the reduced silver film loses its polarization characteristics.
  • silver 50 is 2 :! It is stretched with an aspect ratio of 5: 1 (L1: L2).
  • the absorption wavelength of the polarization region 40 can be controlled by changing this aspect ratio.
  • the two-wavelength semiconductor laser 23 was mounted on a substrate 60, a TM mode laser element 61 mounted on the substrate 60h, and a substrate 60.
  • T f ′ includes the mode laser element 62.
  • the laser element 61 generates a laser beam with a wavelength of 635 nm having a vertical luminous surface as shown in FIG.
  • the laser 62 generates a laser beam with a wavelength of 780 nm having a plane of polarization in the top and bottom directions.
  • the laser elements f61 and f62 are mounted so as to be spaced apart from each other so that the distance between their emission ports is 10 ( ) to 400 ⁇ m.
  • the hologram 25 for example, a known hologram as shown in FIGS.
  • this hologram has a plurality of concentric annular regions 71.
  • the width of each annular region 71 and the distance between the annular regions 71 gradually decrease from the inner periphery toward the outer periphery.
  • a plurality of convex portions 72 each having a step shape are formed in each annular region 71.
  • Each projection 72 has a plurality of steps. Such a shape is formed by etching glass. It may be formed so that the height of each step of the convex portion 72 becomes lower as the annular castle 71 on the outer periphery becomes lower.
  • the cross section of each convex portion 72 has a step shape, but may be a triangle in which the step portion is formed into one plane.
  • a predetermined portion of the transparent lithium tantalate or lithium niobate is replaced by a brown, as shown in FIG.
  • a plurality of refraction areas 91 having a step shape may be formed.
  • the platinum exchange is a known method of partially changing the refractive index of a material by inserting water ions into the material.
  • the optical pickup device 1 When producing a DVD, the DVD is mounted on spindle motor 1]. Therefore, the discrimination channel 16 responds to the focus error signal obtained by intercepting the briam 14 from the photodetector 28, and discriminates that the loaded optical disc 10 is DVI).
  • the drive circuit 17 supplies the drive signal to the laser element 61 of the semiconductor laser 23 in response to the discrimination from the discrimination circuit 16 to activate the laser;
  • the semiconductor laser 2 When the laser element 6 1 is activated, the semiconductor laser 2: is placed at ⁇ 3 and generates a laser beam with a wavelength of 635 nm having an Ift polarization plane perpendicular to the surface of the semiconductor laser 2 3 Is transmitted through the hologram 25 formed on the surface of the collimator lens 24, and then passes through the collimator lens 24, where the aperture gram 25 has a wavelength of 635 nm.
  • the collimator lens 24 collimates the laser light with a wavelength of 635 nm so that no laser light is diffracted at all. "In the figure, the laser light with a wavelength of 5 nm is shown by a solid line.
  • the wave A '(5 nm laser) is the 0th-order I-opening "by the hologram 25.
  • the parallel laser light having a wavelength of 635 nm from the collimator lens 24 is reflected by the beam splitter 26 and then incident on the polarizing glass 2. Since the laser beam with a wavelength of 635 nm having a flat light [3 ⁇ 4i] perpendicular to the plane of the paper is transmitted, all the laser light with a wavelength of 635 nm from the collimator lens 24 is objective. The light enters the lens 21. Therefore, the objective lens 21 focuses the laser beam of the wave 635 nm on the recording surface of the transparent substrate 31 of the DVD, and forms a spot of ⁇ 0.9 (allowable error 0.1) ⁇ m. I do.
  • the drive circuit 17 activates the laser element 62 of the semiconductor laser 23.
  • the f-conductor laser 23 generates a laser beam with a wavelength of 780 nm having a plane of polarization parallel to the plane of FIG.
  • the laser light with a wavelength of 780 n from the semiconductor laser 23 passes through the However, the hologram 25 diffracts the laser light having a wavelength of 78 () nm, so that the collimator lens 24 completely converts the laser light having a wavelength of 780 nm.
  • the laser beam of waves ⁇ 7 8 0 nm is that by the dashed line.
  • the laser light at -780 nm indicated by the dotted line is the first-order diffraction light according to the photogram 25.
  • the laser light having a wavelength of 780 ⁇ from the collimator lens 24 is reflected by the beam splitter 26, and then illuminates the light glass 22.
  • the annular i-light area 40 of the polarizing glass 22 is In FIG. 3, in order to cut off the 780 nm laser light having a polarization parallel to the paper, only the central part of the laser light having a wavelength of 780 ⁇ passes through the polarizing glass 22 and the objective The light enters the lens 21. Therefore, the effective aperture of the objective lens 21 is () .40. Since the laser light having a wavelength of 780 ⁇ is a first-order folded light, as shown by a dotted line in FIG.
  • the diameter of the laser light is increased from the central region 4 ⁇ of the polarizing glass 22 and is incident on the objective lens 21. Therefore, the objective lens 21 focuses the laser light having a wavelength of 780 nm on the recording medium on the transparent substrate 32 of CD-R, and has a diameter of 1.5 (allowable error 0.1) / m. Form spots.
  • the reflected light from the recording medium of the CD-R is guided to the photodetector 28 through the objective lens 21, the optical glass 22, the beam splitter 26, and the optical lens 27. .
  • the objective lens 21 since the aperture Durham 25 does not diffract the laser light having the wavelength of 635 nm but diffracts the laser light having the wavelength of 780 nm, the objective lens 21 has a wavelength of 633 nm. The 5 nm laser light is focused on the DVD recording medium, and the 7 8 () n laser light is focused on the CD-R recording surface. Therefore, the optical pickup device 13 can record and reproduce not only DVDs but also CD-Rs. Further, since the holo-drum 25 is formed on the surface of the collimator lens 24, it is not necessary to largely change the structure of the optical pickup device. The portion is such Les operating in Embodiment 1, the machine ⁇ of this embodiment, therefore, failure etc. occurs Nikure,::
  • the first embodiment of the present invention has been described in detail, but the range ffl of the percentage is not limited to the first embodiment.
  • the hologram 25 is formed on the surface immediately before the collimator lens 24 on the laser light incident side, but as shown by I 10, the hologram 25 is on the laser light output side. If the hologram 2 5 is formed at II
  • the hologram 25 is formed integrally with the collimator lens 24.
  • a plate-shaped hologram 25 is provided immediately before the collimator lens 24. It may be provided.
  • the plate-like hologram 25 is a collimator lens 2.
  • a diffraction grating having wavelength selectivity or polarization selectivity is used instead of the hologram 25 shown in FIGS. 10 to 12.
  • the laser light having a wavelength of 635 nm is not diffracted by the aperture Durham 25, that is, a zero-order folded light is used. It is also possible to use the first-order diffracted light of the laser beam and the second-order
  • the collimator lens 24 and the hologram 25 as a whole constitute one laser A bifocal lens that deflects light in one direction and diffracts the other laser light in a different direction can be formed.
  • the polarizing glass 22 is used to change the effective numerical aperture of the objective lens 21.
  • a polarization-selective diffraction grating 100 may be used.
  • the light-selective diffraction grating 100 has an annular polarization region 101 centered on the optical axis of the objective lens 21. In the polarization region 101, laser light having a polarization plane parallel to the paper surface is transmitted as it is, but laser light having a polarization plane perpendicular to the paper surface is diffracted outward.
  • a laser beam having any direction ie, a laser beam having a luminous flux is transmitted as it is. Therefore, as shown in FIG.
  • the peripheral part of the laser light of wavelength 780 m with the surface turns outward in the light region 101 of the polarization-selective diffraction grating 100. Therefore, only the central portion of the laser light having a wavelength of 780 n passes through the light-selective diffraction grating] 00 and enters the objective lens 21.
  • ⁇ all laser beams having a polarization plane parallel to the paper with a wavelength of 635 nm pass through the ifM light-selective diffraction grating 100 and the objective lens 2 U incident on 1
  • a polarizing film 120 as shown in FIG. 15 may be used instead of the polarizing glass 22 in the first embodiment.
  • the polarizing film 120 is an objective lens.
  • the lens 21 has an annular light-efficiency region 1 21 centered on the optical axis of the lens 21.
  • the polarization region 1 2 1 of the optical film 1 20 has a polarization characteristic that transmits only laser light polarized vertically in the figure, but the central region 1 2 2 has no polarization characteristic.
  • Figure h The peripheral part of the 780 nm wavelength laser beam with the horizontal polarization plane is blocked by the ⁇ light region 21, so only the central part of the 780 nm wavelength laser beam is ⁇ optical film.
  • Wavelength-selective diffraction grating 130 has a
  • the laser beam having a wavelength of 780 nm is bent outward in the wavelength-selective region 131, but in the central region 2, the wavelength 780 nm and the wavelength 6 3 one of the laser beam 5 nm also therefore c directly transmitted without being diffracted, 1 6 as shown in the wavelength 7 8 0 nm
  • one laser light is wavelength-selective diffraction grating 1 3 Since the light is diffracted outward at the wavelength selection region 13 of 0, only the central portion of the laser light having a wavelength of 780 nm passes through the wavelength-selective diffraction grating 130 and illuminates the objective lens 21.
  • all the laser light having a wavelength of 635 nm passes through the wavelength-selective diffraction grating 130 and directly enters the objective lens 21.
  • the wavelength-selective diffraction grating 180 shown in FIG. 18 has a diffraction grating plate 18 1 having a main surface on which the diffraction grating 18 2 is formed, and a diffraction grating plate 18 1 formed on a main surface of the diffraction grating plate 18 1. And a film 183 having a refractive index that changes according to the wavelength of incident light. As shown in the plan view of FIG. 19, in the wavelength selection region 184 of the ring other than the central region 1885 of the diffraction grating plate 180, the uneven structure of the diffraction grating 182 has a linear stripe shape. It is formed.
  • the diffraction grating plate 18 1 is made of glass or the like.
  • the film 183 is made of a cyanine dye. As the cyanine dye, 3 -ioethyl iodide represented by the following formula (1):
  • 3-ethyl-2-iodine [3- (1-ethyl-4 (1H) -quinolylidene) -11-propidinyl] benzoxazololium iodide represented by the following formula (2): Synonyms: 1, 3'-iodide, ⁇ ⁇ ethyl- 4,2'-quinoxacarbosyanine),
  • the cyanine dye has a refractive index of 1.50 with respect to a laser beam with a wavelength of 635 nm and a refractive index of 1.65 with respect to a laser beam with a wavelength of 780 nm. That is, the refractive index of the cyanine dye changes according to the wavelength.
  • the diffraction grating plate 181 which is made of glass, has a refractive index of 1.5 ° with respect to laser light with a wavelength of 635 nm or 780 nm. Therefore, the diffraction grating 182 does not function for the laser light having a wavelength of 635 nm. Therefore, in the wavelength selective region 1804 of the wavelength selective diffraction grating 180, laser light of a wavelength of 780 nm is diffracted, but laser light of a wavelength of 635 nm is not diffracted.
  • a wavelength-selective diffraction grating 186 as shown in FIG. 20 may be used instead of the wavelength-selective diffraction grating 180 shown in FIG. 18 and FIG.
  • the concavo-convex structure of the diffraction grating is formed in concentric stripes.
  • a wavelength-selective diffraction grating 210 as shown in FIG. 21 may be used.
  • This wavelength-selective diffraction grating 210 is made of a glass plate 211 having a main surface on which the diffraction grating 212 is formed.
  • the diffraction grating 212 has a step-like uneven structure as shown in the enlarged view of FIG. 22 (a).
  • P "convex structure, other and Eba 8-3 0 1 1 is preferably formed by ⁇ pitch of twenty to three 0 mu m.
  • One step H is formed at an integral multiple of 635 nm. Four to six steps are formed in each uneven structure.
  • tip of the uneven structure shown in FIG. 22 (a) is sharp, It may be flat as shown in (b),,-..
  • the wave ⁇ -selective diffractometer ⁇ -2 I 0 The W-shaped convex structure of 1 and 2 is formed in a line stripe.
  • the 0 nm laser beam is diffracted, but the 6365 nm laser beam is not diffracted.
  • a wave-selective diffraction grating 215 as shown in FIG. 24 is used instead of the wave-selective diffraction grating 210 shown in FIGS. 21 to 23 .
  • a wave-selective diffraction grating 215 as shown in FIG. 24 is used. Is also good.
  • the concavo-convex structure of the birefringent grating is formed in concentric stripes.
  • an optical pickup device g1 is characterized by including a diffraction grating plate 251 with a hologram.
  • the optical pick-up device 13 includes a rising mirror 25 3 that records a laser beam parallel to the recording of the optical disc and reflects the laser beam in a direction perpendicular to the recording beam ii, and a beam mirror shown in FIG.
  • a half mirror 255 which is a rare beam splitter, is provided in place of the splitter 26, and a collimator lens 254 is provided in place of the collimator lenses 24, 27 shown in FIG.
  • the objective lens 21 and the optical glass 22 are fixed to the actuator 25.
  • This optical pickup device 13 is a well-known thread for performing tracking control.
  • a diffraction grating plate for separating one laser beam into three is provided.
  • the hologram is formed not on the surface of the collimator lens but on the surface of a three-beam type diffraction grating plate.
  • diffraction grating plate 21 with horodham is a glass plate 262 having a main surface on which a three-beam force-type diffraction grating 261 is formed, and a side opposite to the main surface. And a hologram 2 63 formed on the surface of.
  • the laser beam having a wavelength of 635 nm is not diffracted by the hologram-attached grating plate 25 1 as shown by the solid line in FIG.
  • the light enters the objective lens 21.
  • the laser light having a wavelength of 780 nm is diffracted by the hologram-attached diffraction grating plate 21 and is incident on the objective lens 21 as shown by a dotted line in FIG. Therefore, the optical pickup device i3 ⁇ 4l3 can also record and reproduce not only DVDs but also CD-Rs as in the above embodiment.
  • this embodiment 12 since the hologram 2 63 is formed on the
  • an optical pickup device 13 is a c- focal collimator characterized by having a bifocal collimator lens 2 71 having two focal points.
  • the lens 271, as shown in FIG. 28, is sandwiched between the lens 272, the lens 273 provided opposite the lens 272, and the lenses 272 and 273.
  • the cyanine dye 274 has a refractive index of .50 with respect to a laser beam having a wavelength of 635 n, and has a refractive index of .50 with a laser beam having a wavelength of 780 nm.
  • the lenses 27 2 and 27 3 have a refractive index of 1.50.
  • the two-focus, ',' ?, collimator lens 27 1 functions the same as the single collimator lens 2 54. Therefore, the laser beam having a wavelength of 635 nm is refracted by the surface of the lens 272 and the surface of the lens 273 as shown by the solid line in FIG. 28, and is shown by the solid line in FIG. On the other hand, the laser light having a wavelength of 780 nm is added to the surfaces of the lenses 27 2 and 27 3 as shown by the dotted lines in FIG. Refraction also occurs at the interface between 73 and the cyanine dye 274. Therefore, as indicated by the dotted line in FIG.
  • the laser light having a wavelength of 780 nm is slightly wider than the parallel light and enters the objective lens 21. Therefore, the objective lens 21 focuses the laser light having a wavelength of 78 nm on a position different from that of the laser light having a wavelength of 635 nm.
  • a bifocal collimator lens 300 as shown in FIG. 30 may be used.
  • This bifocal collimator The lens 3 () 0 is the lens 301, the lens 302 provided in pairs with f, '' j to the lens 301, and the transparent ( ), And a transparent E pole 304 formed on the rid of the lens 302, and a TN type liquid product 2005 sandwiched between the transparent 'it poles 303 and 304.
  • a liquid crystal drive circuit 306 comprising an oscillation W circuit is provided to drive the TN type liquid product 05.
  • the liquid product drive circuit 306 is the same as that of 1) when one R is reproduced. That is, when a laser beam having a wavelength of 780 n is incident on the bifocal collimator lens 300, a predetermined voltage is applied between the transparent blade electrodes 30 and 304.
  • the TN type liquid crystal has a refractive index of 5 () when no voltage is applied, and a refractive index of 1.65 when a voltage is applied. Note that an STN type liquid product may be used instead of the TN liquid product 30.
  • the bifocal collimator lens 300 is a single lens (the collimator lens' 254 and
  • the refractive index of the TN type liquid 3005 changes to 1.6 as a whole, so that the human light is transmitted to the lenses 301 and 3 Not only the metaphor of 0 2 but also the lens :::: ')
  • the field between 1, 0 2 and D N liquid product 5 [[also refracts in ⁇ .
  • the bifocal collimator lens 300 spreads the laser light with a wavelength of 780 nm slightly more than the Lead. Therefore, the objective lens 21 focuses the laser light having a wavelength of 780 nm on a different position from the laser light having a wavelength of 635 nm.
  • Figure 33 shows the relationship between the applied voltage and the refractive index of the TN liquid crystal.
  • the voltage at which the refractive index starts to increase from 1.50 and the voltage at which the refractive index saturates at 1.65 can be set automatically, but the applied voltage is in the range of 5 to 12 V [1 Is preferably used.
  • the above-mentioned bifocal collimator lens the inner surface of the i.sub.0 0 lenses 301 and 302 is flat, but both are flat, but like the bifocal collimator lens 340 shown in FIG. 34.
  • the inner surfaces of the lenses 3 4 1 and 3 4 2 may be curved.
  • the transparent electrodes 303 and 304 are formed entirely on the inner surfaces of the lenses 301, 302, 341 and 342, respectively.
  • the transparent poles 3 5 ⁇ and 3 5 2 may be patterned into straight stripes.
  • the refractive index of the TN type liquid crystal 2005 is 1.50 as a whole.
  • the refractive index of the TN-type liquid crystal 2005 partially changes. That is, the refractive index of 1.5 and the refractive index of 1.65 appear in a linear striped form.
  • the transparent electrodes 35 1 and 35 2 Since the pattern is formed into a linear stripe, the TN type liquid product 2005 has further polarization selectivity.
  • the transparent electrodes 35 1 and 35 2 of the bifocal collimator lens 350 are patterned in straight stripes, but as shown in Fig. 37, the transparent electrodes 37 1 are formed in concentric stripes. It may be patterned.
  • the transparent electrode 371 is patterned into concentric stripes, the TN type liquid crystal also functions as a hologram. As a result, the difference between the two focal points of this collimator lens becomes even greater.
  • an optical pickup device 13 includes a solar cell 382 and an optical filter 38 mounted on a light receiving surface of solar cell 382. 1 and a liquid product driving path 3006 for driving the TN type liquid crystal 300 of the bifocal collimator lens 300 based on the power supplied from the solar cell 382.
  • the optical filter 380 1 blocks the laser beam having a wavelength of 635 nm and transmits the laser beam having a wavelength of 780 nm.
  • a ⁇ , ⁇ optical filter whose polarization direction matches the polarization direction of the laser light having a wavelength of 780 nm may be used. Les ,.
  • the gap battery 382 has a transparent substrate 383 made of glass, poly-carbonate, plastic film, and the like, and a transparent substrate 383 on the main surface. And a plurality of optical cells 384 formed therein.
  • Each of the photovoltaic cells 3 8 4 includes a transparent electrode 3 8 5, which is formed on the transparent S plate 3 8 3 ⁇ and formed of ITO, S ⁇ ⁇ 2, ⁇ ⁇ ⁇ , etc., and a transparent electrode 3 8 5.
  • the semiconductor device includes an amorphous silicon (a-Si) layer 386 having a PI ⁇ structure formed thereon and a back electrode 389 made of aluminum, silver, or the like.
  • a-Si amorphous silicon
  • Each of the optical cells ⁇ 84 converts the optical energy of the laser light transmitted through the optical filter 381 into electric energy.
  • the plurality of photoelectric cells 384 are connected in series. Therefore, the voltage generated between both terminals of the photovoltaic cell: 382 can be set to ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ by changing the number of photocells 384.
  • the amorphous silicon layer 386 is composed of a ⁇ -type amorphous silicon layer (a-SiC) layer formed on the transparent electrode 385 and an intrinsic amorphous silicon layer. And an n-type amorphous silicon layer.
  • a-SiC ⁇ -type amorphous silicon layer
  • laser element 6 when DVD reproduction is performed, laser element 6 generates laser light having a wavelength of 635 nm. A part of the laser beam having a wavelength of 635 nm is reflected by the half mirror 255, and the other part is transmitted by the half mirror 255. Power Since the laser light having a wavelength of 635 nm does not pass through the optical filter 381, the solar cell 382 does not generate a voltage. As a result, since the liquid product driving circuit: 306 does not operate, the refractive index of the TN type liquid product 2005 in the bifocal collimating lens 300 is 1.50. Therefore, the laser beam having a wavelength of 635 nm reflected by the half mirror 255 is collimated by the bifocal collimator lens 300.
  • the laser element 62 when the CD-R is reproduced, the laser element 62 generates a laser beam having a wavelength of 780 nm. A part of the laser light having a wavelength of 780 nm is reflected by the half mirror 255, and the other part is transmitted by the half mirror 255. Since the laser light having a wavelength of 780 nm transmitted through the half mirror 255 passes through the optical filter 381 as well, the solar cell 382 supplies power to the liquid product drive circuit 306. Therefore, the bifocal collimator lens 300 The refractive index of the TN type liquid product 305 changes to 1.65. Therefore, the laser beam having a wavelength of 780 nm reflected by the half mirror 255 is refracted by the bifocal collimator lens 300 so that the beam slightly spreads.
  • DVD standard is as shown in Table 1 above;
  • high-density DVDJs DVDs with higher recording densities than the standard DVDs shown in Table 1 are referred to as “high-density DVDJs:
  • the optical Pikkuatsupu apparatus according the above embodiments are possible compatible playback CD- R and DVD
  • the rated values and reproduction conditions of a CD and a high density DVD compatible reproducing can which may be a n CD and the high density DVD of Is shown in Table 2 below .
  • Table 2 Table 2
  • C D has a transparent ⁇ with a thickness of 2 (0.1 mm tolerance) and is reproduced by a laser beam of wave ⁇ 635 nm.
  • a density DVD has a transparent substrate of 0.6 (tolerance ⁇ 0.05) mm thick, and is reproduced by a laser beam having a wave length of ⁇ 480 nm.
  • the track pitch of the standard DVI) shown in Table 1 is () .74 / zm, while the track pitch of the high-density DVI) shown in Table 2 is () .56 ⁇ m.
  • the power of using the laser beam of -635 nm for the f * i production of the CD may be used.
  • the effective number of the objective lens is set to 0.45 instead of () .40.
  • the optical big equipment f according to the embodiment 21 of the present invention has the following rated values and S raw conditions of the CD-R and the ⁇ dense DVD capable of exchanging and reproducing CDs and CDs. Shown in
  • the rated value and condition of R are basically the same as those of 3 ⁇ 41, but in Table 1, the reflectance is 60% or more, whereas in 3 ⁇ 44, the reflectance is 60 to 7 ()%
  • the rated value and raw condition of the high-density DVD are the same as those in Table 2 and Table 2.
  • an optical bid-up device according to an embodiment 22 of the present invention] 3 includes a photodetector 411 formed along with laser elements 61 and 62. 4 10 is provided.
  • this optical pick-up ⁇ iR ⁇ 3 an aperture gram 25 is provided in front of the collimator lens 254 in almost the same manner as in the third embodiment shown in FIG.
  • This optical pickup device 3 differs from the embodiment described above in that a beam splitter such as a half mirror is not provided.
  • the semiconductor element 4 1 is composed of a substrate 60, a ffi plate (a 0, and a laser element 61 that generates a laser beam with a wave of ⁇ 6 35 nm, and a substrate 60).
  • a laser element 62 that is provided adjacent to the laser element 61 and generates a laser beam with a wavelength of 780 nm; and a J3 ⁇ 4 plate 60 I: the laser elements 61 and ( And a filter detector 41 for detecting the primary diffracted light by the hologram 25 out of the reflected light from the optical disk.
  • the opening gram 25 When the opening gram 25 is provided, of the reflected light from the optical disk, the 0th-order diffracted light due to the opening gram 25 goes to the laser element 6] or 6, but the first-order diffraction light is a laser.
  • the light detector 4111 reaches a position different from the elements 6 1 and 6 2, the photodetector 4 11 is provided at that position.
  • the pitch of the PJ1 convex structure of the hologram 25 is P ( ⁇ m)
  • the distance from the laser elements 61, 62 and the photodetector 41 1 to the hologram 25 is L (mm)
  • the distance from the laser element 61 to the photodetector 41 1 is Z] (mm)
  • the distance from the laser element 62 to the photodetector 41 1 is Z2 (mm)
  • the above parameters P, L, Z 1, and Z 2 must satisfy the relationship shown in Table 5 below.
  • the above-mentioned harameter L, Z 1 shall be one of the values shown in Table 6 below. The relationship should be:
  • the photodetector 411 for detecting the primary diffraction light by the hologram 25 out of the light from the optical disk is provided adjacent to the laser beams 6 1 and 6 2. Therefore, it is not necessary to provide a beamsplitter such as a half mirror for detecting the reflected light.
  • the objective lens 21 is designed to focus laser light having a wavelength of 635 nm on the recording surface of DVD. Therefore, when the objective lens 21 focuses a parallel laser beam having a wavelength of 780 nm on a CD recording medium, as shown in 144, a wavefront aberration occurs. However, instead of the parallel light (light source position at infinity) as shown in FIG. 4, when a diffused light (light source position: finite) as shown in FIG. Aberration is reduced.
  • the distance from the light source (semi-conductor laser 23) to the objective lens '21 is bb, and the distance from the objective lens 21 to the focal point (recording surface of the optical disk) is aa.
  • the magnification of the objective lens 21 is given by aa / bb.
  • the relationship between the magnification aa / bb of the objective lens 21 and the wavefront aberration is shown in FIG. 46 ; here, the wavelength 7
  • the laser beam of 85 nm ( ⁇ ) is focused on the recording medium of the CD having the transparent substrate 31 of 1.2 mm !, and the abrupt function of the objective lens 21 becomes 0.45.
  • the simulation is performed under the condition that it is set.
  • the half laser 23 is positioned so that the magnification is about 0.06. Should be placed.
  • the magnification of the objective lens 21 is from 0.025 to 0.5. It is preferably used within the range of 095 [# 1].
  • the objective lens 21 is moved by the tracking control in the tracking direction; when the laser beam is moved in the tracking direction, the laser light is obliquely incident on the objective lens 21 :
  • the reproduction characteristics are degraded as compared with the case where the parallel light enters the A- and j-object lens 21.
  • the magnification of the objective lens 21 is more preferably used in the range of 0.025 to 0.065.
  • FIG. 49 shows the optical system of a typical optical pickup device using a single-wavelength laser beam, which is separated into an emission system and a light reception system.
  • the laser beam from the laser element 49 reaches the recording medium 492 of the optical disk through the objective lens 21.
  • the reflected light from the recording surface 492 of the optical disk reaches the photodetector 493 again through the objective lens 21.
  • the light receiving section 494 of the photodetector 493 is divided into four for focusing control.
  • FIG. 50 shows the optical system of the optical pickup device using two-wavelength laser light, which is separated into an emission system and a light reception system.
  • the laser element 501 that generates laser light with a wavelength of 780 nm is arranged at a distance cc from the laser element 491 that generates laser light with a wavelength of 635 nm. Therefore, laser light with a wavelength of 780 nm is The laser beam of nm is reached.
  • Embodiment 24 of the present invention has been made to eliminate the ii! J points as described above, and is therefore an optical pickup having two photodetectors for detecting two laser lights having different wavelengths. It is intended to provide a device.
  • an optical pickup apparatus 1 includes a wavelength-selective aperture gram plate 5 10 attached to a Ril of a photodetector 28 and a collimator lens 25 54. It is characterized by having.
  • the wavelength-selective mouthpiece plate 510 is movable in the optical axis direction.
  • a ⁇ ⁇ -convex structure is formed in a stripe shape on the wavelength-selective mouthpiece plate 510.
  • the wavelength-selective hologram plate 51 transmits the laser beam of the wavelength of 635 nm as it is without diffracting it, while the laser beam of the wavelength of 780 nm to t Figure 3 which transmitted light ⁇ is folded in a predetermined direction, FIG 1 at the indicated light Pikkuappu instrumentation: 1 3 of the optical system are shown separately in the emission system and the receiving optical system .
  • Wave from laser element 61: ii The laser light of 635 nm is focused on the recording medium 492 of the optical disk through the objective lens 21.
  • the reflected light from the recording surface 492 of the optical disc reaches the wavelength-selective hologram plate 510 through the objective lens 21. Since the laser light having a wavelength of 635 nm is transmitted through the wavelength-selective hologram plate 510 without being diffracted, it is located at the center of the light receiving section 531 in the photodetector 28 divided into four parts. To focus. On the other hand, the laser beam with a wavelength of ⁇ 780 nm from the laser element 62 passes through the objective lens 21 and is focused on the recording surface 492h of the optical disk. The reflected light from the recording surface 492 of the optical disk reaches the wavelength-selective phonogram plate 510 through the objective lens 21.
  • the laser light having a wavelength of 780 nm is diffracted inward by the wavelength-selective aperture durable plate 510.
  • the wavelength-selective hologram plate 5 10 has a wavelength of 780 ⁇
  • the laser light of m is arranged at a specific position in the optical axis direction so that the first-order inward diffracted light of the laser light is focused on the center of the light receiving section 531.
  • the laser beam having a wavelength of 635 nm can be obtained by appropriately adjusting the horodram plate 5100 in the optical axis direction. Not only the single light but also the laser light having a wavelength of 780 nm can be focused on the center of the light receiving portion 53]. Therefore, it is sufficient to provide one light receiving unit 53I that shares the light receiving units 49 and 502 shown in FIG.
  • the laser of wavelength 780 n should be adjusted so that the light is focused on the center of the light receiving section 531.
  • the light detection section 28 of the embodiment 24 shown in FIG. 53 has only one light receiving section 531, the light detection section of the embodiment 25 shown in FIG. In the section 541, a light receiving section 542 for a wavelength of 6335 nm and a light receiving section 5 4 :: i of a wavelength of 780 nm / j] are separately provided.
  • the laser beam having a wavelength of 635 nm from the laser elements 7-6-17) is focused on the center of the light-receiving section 542 in the same manner as in the embodiment 24 above.
  • the laser light having a wavelength of 780 n from 2 is diffracted outward by the wavelength-selective frontal gram plate 5 ⁇ 0.
  • the wavelength-selective hologram plate 510 is positioned at a specific position in the direction of the optical axis such that the outgoing primary light of the laser light having a wavelength of 780 nm is focused on the center of the light receiving section 543. ft.
  • a polarization-selective mouthpiece plate 5550 is arranged instead of the wavelength-selective mouthpiece plate 5110. I have.
  • a holo-holum pattern is formed in stripes as shown in FIG. 56 (a).
  • the polarization-selective hologram plate 550 transmits laser light polarized vertically in the figure as it is without diffracting it, ⁇ Specify a laser beam that emits light Diffracted in the direction and transmitted.
  • FIG. 57 shows the optical system of the optical pickup device 13 shown in FIG. 55, which is separated into an emission system and a light reception system. Since the laser light of wavelength 6 65 nm from the laser element 61 is polarized vertically in the figure, it is transmitted through the polarization-selective e-glam plate 550 without being folded. Focus on the center of the light receiving section 5] in the photodetector 28. On the other hand, since the laser light having a wavelength of 780 nm from the laser element 62 is polarized in a desired direction with respect to the paper, it is diffracted inward by the polarization selective hologram plate 550.
  • the polarization-selective aperture gram plate 550 has a specific position in the direction of the optical axis such that the first-order inward diffracted light of the laser light having a wavelength of 780 nm is focused on the center of the light receiving section 531. It is distributed to.
  • the photodetector 8 of the embodiment 2 ⁇ shown in FIG. 57 has only one light receiving portion 531, the light detector 8 of the embodiment 27 shown in FIG. In the detector 580, a light receiving section 581 for a wavelength of 635 nm and a light section 582 of a river having a wavelength of 780 nm are separately arranged at a predetermined interval ee.
  • the laser beam of wavelength 6 3 5 nm from the laser element 6 1 is ⁇
  • the light is transmitted as it is without being diffracted, and focuses on the light receiving section 81.
  • the laser light having a wavelength of 780 nm from the laser element 62 is diffracted outward by the selective aperture gram plate 550.
  • the polarization-selective hologram plate 550 is located at a specific position in the optical axis direction so that the diffracted light of the laser beam having a wavelength of 780 nm to the outside of the first order is focused on the center of the light-receiving section 582 Are located.
  • the optical pick-up device 1 according to the embodiment 28 is different from the optical system shown in FIGS. 51 and 55, and is similar to the optical system shown in FIG. Adopt the system.
  • this optical pickup device in 11 13, the wavelength-selective hologram plate 5 10 is arranged between the collimator lens 27 and the photodetector 28).
  • a polarization-selective mouthpiece plate 550 may be provided.
  • the light-emitting portions 543 and 582 have the same shape as the light-receiving portions 542 and 581 for the wavelength f35 nm, but the light in the form 2 shown in FIG.
  • the detector 590 is provided with a light receiving portion 591 for a wavelength of 635 nm and a light receiving portion 592 for a wave having a different shape.
  • FIG. 61 is a block diagram showing a configuration of an optical disc recording / reproducing device 12 including an optical pickup device t13 according to the embodiment 29.
  • this optical disk recording Z reproducing apparatus 12 generates a reproduction double, a focus error signal and a tracking error signal based on a detection signal output from a photodetector 590.
  • an arithmetic circuit 6 () 1 for supplying them to the preamplifier 14.
  • the optical pickup device i] 3 includes an objective lens 21, a servo mechanism 19, a semiconductor laser 23, a half mirror 25 5, and a collimator lens 25. 4, a hologram 25, and a photodetector 590.
  • the optical pick-up device 13 employs the astigmatism method for the force sensor, the one-beam method for the DVD tracking service, and the CD tracking device: Therefore, as shown in Fig. 63, the light receiving section 591, which receives laser light with a wavelength of 635 nm for DVD, has four split sensors 591-1 B1-5.
  • the light receiving section 592 which receives the laser light of the wavelength of 780 nm of CD ffl, which is referred to as 9 1 B 4 .
  • the light receiving section 592 is disposed apart from the light receiving section 5991 in the first direction.
  • Each of the split sensors 592-2A1 to 592-2 ⁇ 3 has a rectangular shape extending in the first direction.
  • the split sensor 592 22 is arranged at a distance from the split sensor 592 ⁇ 1 in the second direction perpendicular to the first direction.
  • the split sensor 592A3 is disposed apart from the split sensor 5992A1 in a third direction opposite to the second direction.
  • side sensors 593 ⁇ ⁇ 4 and 593A5 On both sides of the light receiving section 592 that receives the main laser light, side sensors 593 ⁇ ⁇ 4 and 593A5 that respectively receive two sub-laser lights are arranged.
  • the arithmetic circuit 601 calculates the difference between the detection signal ⁇ 5 from the side sensor 5993A5 and the detection signal A4 from the side sensor 5993A4 (A5 ⁇ A 4) from the subtraction circuit 6 3 1 and the divided sensors 59 2 ⁇ 2 and 59 2 ⁇ 3
  • the difference (( ⁇ 2 + ⁇ 3) - ⁇ 1) between the sum ( ⁇ 2 + ⁇ 3) of the detection signal ⁇ 2 and A 3 ( ⁇ 2 + ⁇ 3) and the detection signal A 1 from the split sensor 592 ⁇ 1 is output.
  • 6 3 2 and division sensor 59 2 A 1 5 9 2 A :: Detection from:!: ⁇ - ⁇ 1 A: Total of 3 ( ⁇ 1 + ⁇ 2 + A
  • Addition circuit 6 3 the sum of detection signals B 2 and B 4 from split sensors 591 1 92 and 591 B4 (B 2 + B 4) and split sensor 59 1 B 1 and 5
  • the above ⁇ sum (B 1 + B 2 + 133 + B 4) is output as the signal RF.
  • the above (( ⁇ 2 + ⁇ 4) — (B 1 + B 3)) is output as the force error signal F ⁇ and the tracking error signal ⁇ ⁇ .
  • a beam spot 640 is formed on the light receiving section 591 when playing back a DVD, and a beam spot 641 is formed on the light receiving section 592 when playing back a CD.
  • the position of the beam spot 64 1 varies in the vertical direction in the figure according to the variation of the distance aa between the laser elements 61 and 62; It consists of a rectangular split sensor 592 ⁇ 1 592 2 A: 3 extending in the direction, so even if the beam sbot 641 slightly varies in the vertical direction in the figure, the playback signal RF, focus error signal FF and tracking Error signal TE Properly generated.
  • the beam spots 64 0 and 64 1 deform horizontally or vertically as shown in L 65 (b) and FIG. 65 (c). I do.
  • a focus error signal FE is generated, whereby the objective lens 21 is moved in the direction of the optical axis so that the laser light is focused on the recording surface of the optical disc 1 () .
  • a tracking error TE is generated in the same manner as the focus error signal FE, and the objective lens 21 is moved in a direction perpendicular to the track so that the track is always irradiated with the laser beam.
  • the optical disc 10 is irradiated with one main laser beam and two sub-laser beams during CD reproduction.
  • One main laser beam is reflected on the signal recording surface of the optical disk 10 and then enters the light receiving section 592 of the photodetector 590.
  • Two sub laser beams are reflected on the signal recording surface of the optical disk 10 after being reflected.
  • the light detector 59 9 (the side sensors 5993-4 and 593-5 respectively) :: This forms a beam spot 6.41 on the light-receiving part 592, and the beam spot 65 0 and 65 1 are formed on the side sensors 5 93 ⁇ 4 and 5 93 ⁇ 5, respectively.
  • the tracking error signal is accordingly generated.
  • TE is moved in the direction perpendicular to the track so that the main laser beam is always irradiated on the track.
  • the detector 660 includes a light receiving portion 592 for receiving a main laser beam for a CD, a light receiving portion 66 1 for receiving one of the ⁇ sub laser beams of a CD / TJ, and a sub laser beam and the other for the other.
  • a light receiving unit 662 for receiving laser light for DVD is provided.
  • the light receiving unit 662 is composed of four divided sensors 662-1 to 662-4, and is commonly used for DVD and C raw.
  • a beam spot 663 is formed on the light receiving section 662.
  • the playback signal RF, focus error signal FE, and tracking error signal TE are generated as described above.
  • a main laser spot 664 is formed on the light receiving section 592, and sub laser I-bots 665 and 666 are formed on the light receiving sections 66 1 and 6 ⁇ 62, respectively.
  • the reproduction signal R and the focus error rFE are generated in the same manner as described above.
  • the tracking error signal TE the difference between the detection signal from the light receiving section 66 1 and the sum (B 1 + B 2 + B 3 + B 4) of the detection ⁇ ⁇ from the split sensors 662 I: il to 662B4 is calculated.
  • the number of sensors is reduced.
  • the hologram 25 is separated from the wavelength-selective diffraction grating 130 for changing the numerical aperture of the objective lens 21.
  • the hologram 22 and the wavelength-selective diffraction grating 130 are a single optical An element may be formed.
  • the optical pick-up device includes an aperture Durham aperture element 681 in which an aperture Durham and a wavelength-selective diffraction grating are formed integrally.
  • the hologram aperture element 68 1 has a glass plate 684, a hologram 682 formed at the center of the glass plate 684, and a hologram 68 on the glass plate 684. 2 and a wavelength-selective diffraction grating 683 formed around the periphery of the light-emitting device.
  • an annular convex portion 72 is formed concentrically as shown in FIG.
  • the pitch of the convex portions 72 is gradually narrowed from the inside to the outside so that the hologram 682 has a lens effect.
  • the step of the convex portion 72 is set to an integer ii 'of 780 nm.
  • the [U1 convex structure of the folded lattice 683 is formed at a constant pitch, and thus the ⁇ -fold lattice 683 has a constant lattice constant.
  • the laser light 7 21 passing through the hologram 6 8 2 of the laser light 7 It progresses while expanding the diameter. Further, since the diameter of the laser light 720 incident on the hologram aperture element 681 is larger than the diameter of the hologram 682, the laser light 720 also enters the diffraction grating 683. Therefore, specifically from t> outer peripheral portion of the laser beam 7 2 0 diffracting largely on the right and left sides around the laser beam 7 2 1, as shown in FIG. 7 3, by the diffraction grating 6 8 3 + 1 The next diffracted light 722 travels to the left in the figure with respect to the laser light 721.
  • the first-order diffracted light 723 by the diffraction grating 683 travels rightward in the figure with respect to the laser light 721.
  • the hologram aperture element 681 functions completely with respect to the laser light with a wavelength of 635 nm. Therefore, the laser beam 720 emitted by the person passes through the hologram aperture element 681 without being diffracted.
  • the hologram aperture element 681 is fixed to an actuator 252 for holding the objective lens 21 in the same manner as the filter polarizing glass 22 shown in FIG.
  • Actuator 2 52 is coupled to servo mechanism 19.
  • the servo mechanism 19 moves the actuator 250 in the optical axis direction in response to the focus error signal from the photodetector 28, and responds to the tracking error signal from the photodetector 28.
  • Actuator 2 5 2 against the running direction of the track on the optical disc! : Move in the direct direction. Since the hologram aperture element 681 is fixed to the objective lens 21, the hologram aperture element 681 moves together with the objective lens 21.
  • a laser beam having a wavelength of 635 nm generated by a two-wavelength semiconductor laser 23 is used as a diffraction grating for a three-beam system.
  • the light passes through 0, is reflected by the half mirror 255, and is collimated by the collimator lens 255.
  • This parallel laser light is incident on the hologram aperture element 681, but the hologram aperture element 681 does not function at all with respect to the laser light having a wavelength of 635 nm.
  • the light passes through the hologram aperture element 68 1 as it is without being folded, and is projected onto the objective lens 21.
  • the laser light having the wavelength of 6351111 is focused on the recording surface of the transparent substrate 31 of 00.
  • the laser light having a wavelength of 780 nm generated by the two-wavelength semiconductor laser 23 has a hologram aperture similar to the above-mentioned laser light of -635 nm.
  • the hologram aperture element 681 functions as described above for the laser light having a wavelength of 780 nm, so that the outer peripheral part of the incident laser light is largely diffracted outward.
  • the laser light having a wavelength of 780 nm is focused on the recording liii on the transparent substrate 32 of the CD.
  • the size of the optical pickup ⁇ ' is smaller than that of the above-described embodiment.
  • the hologram aperture element 681 is fixed to the objective lens 21, even if the objective lens 21 moves for focusing and tracking, the laser beam is accurately focused on the recording surface.
  • the diffraction grating 683 of the hologram aperture element f 681 has a constant lattice constant.
  • FIGS. 76 (a) and 76 (b) As shown in the figure, the wavelength-selective diffraction grating 762 of the hologram aperture element 761 has a non-uniform lattice constant. More specifically, the pitch of the concavo-convex structure of the diffraction grating 762 is gradually narrowed from the right side to the left side in the figure.
  • the central portion of the laser beam 720 that enters the hologram 682 gradually expands as described above.
  • the laser beam becomes 7 21 in diameter.
  • the wavelength selectivity of the laser light 720 The outer peripheral portion incident on the diffraction grating 762 is largely bent right and left around the laser beam 721.
  • the + 1st-order diffracted light 770 on the left travels while reducing the diameter, while the first-order diffracted light 7 7 1 progresses while expanding the diameter.
  • Embodiment 31 described above since the lattice constant of the wavelength-selective diffraction grating 683 is constant, the + 1st-order diffracted light 722 and the 1st-order diffracted light 7223 pass through the objective lens 21. As a result, the reflected light from the optical disk may return to the hologram aperture element 681 through the same path as the outward path.
  • Embodiment 32 since the lattice constant of the wavelength-selective diffraction grating 762 is not uniform, the reflection of the + 1st-order diffracted light 770 and the 1st-order diffracted light 771 Light does not return to the hologram aperture element through the same path as the outward path. Therefore, noise due to the diffracted lights 7 7 () and 7 71 can be reduced.
  • the wavelength-selective diffraction gratings 683 and 762 are formed outside the hologram 682.
  • a hologram 8 1 1 may be formed on the outside of 2.
  • the convex part 72 of the outer hologram 81 1 is formed in the same shape as the convex part 72 of the inner hologram 682, but the convex part 72 of the inner hologram 682 is formed. It is formed with a rather constant pitch.
  • the light diffracted by the diffraction grating 683 3 travels not only to the outside but also to the center of the objective lens 21. For this reason, noise may be generated due to the I-Z light incident on the center of the objective lens 21.
  • the hologram 811 is also formed outside the hologram 682, so that the diffracted light by the hologram 811 Only towards the outside of 1, as a result, noise due to diffracted light may be reduced.
  • the order to close the hologram aperture element is the objective lens, the light diffracted by the wavelength-selective diffraction grating is incident on the objective lens e Therefore, the hologram aperture element may be arranged away from the objective lens (the 1'1 folded light by the wave fi selective diffraction grating will not be incident on the objective lens).
  • the focus position of the laser beam on the photodetector 23 can be adjusted as shown in 1S
  • a wavelength selective hologram plate 5 10 may be further provided.
  • a laser beam having a wavelength of 635 nm is transmitted without diffraction, and a wavelength of 780 nm
  • a wollaston if ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ optical prism 840 that diffracts and transmits the laser beam of the above may be used.
  • the hologram 25 moves only the light source 850 with a wavelength of 780 nm forward, ”so that the virtual light source 850 with a wavelength of 780 nm Is closer to the hologram 25 than to the light source 852 with a wavelength of 635 nm.
  • a hologram 860 for diffracting only a laser beam having a wavelength of 635 nm inward is used in the embodiment 36 shown in FIG.
  • the hologram 86 transmits the laser light of wavelength 780 nm as it is without being diffracted, but transmits the laser light of wavelength 635 nm to the Let it.
  • the hologram 8 6 () virtually moves only the light source 8 52 having a wavelength of 6 35 nm backward. Therefore, the virtual light source 870 having a wavelength of 635 nm is farther from the hologram 860 than the light source 850 having a wavelength of 780 nm. Even if such a hologram 860 is used, the same optical system as that of FIG. 85 can be realized.
  • the distance between the two-wavelength semiconductor laser and the hologram 860 is used. Can be made shorter than in the above embodiment. As a result, this The size of the optical pickup device according to the application form 36 will be reduced.
  • a hologram 860 for diffracting only laser light having a wavelength of 635 nm inward is provided before fitting of the collimator lens 254, but the embodiment shown in FIG.
  • a hologram 870 for diffracting only the laser beam having a wavelength of 635 nm inward may be formed on the surface of the collimator lens 254.
  • the Rin-Beam method is used for the reproduction of DVD
  • the Three-beam method is used for the reproduction of CD.
  • a diffraction grating is used to separate one laser beam into three laser beams, but this diffraction grating only needs to function for the laser beam with a wavelength of 635 nm used when generating DVD.
  • laser light with a wavelength of 635 nm is diffracted into three by diffracting it, without diffracting the laser light with a wavelength of 780 nm.
  • a wave ⁇ -selective diffraction grating 890 that is transmitted as it is may be provided.
  • This wavelength-selective diffraction grating 890 has the same configuration as that of the above-described wavelength-selective diffraction grating.
  • the laser element 61 At the time of reproducing a DVD, the laser element 61 generates laser light having a wavelength of 635 ⁇ m, and the generated laser light is used as a wavelength-selective diffraction grating. Transmitted without being separated by 90.
  • the laser element 62 when the CD is regenerated, the laser element 62 generates laser light with a wavelength of 780 nm, and the generated laser light is converted by the wavelength-selective diffraction grating 890. It is separated into three and transmitted.
  • wavelength 650 (tolerance
  • 0) nm laser light may be used.
  • the wavelength of the laser light is not particularly limited, and the present invention can be carried out in a form in which various improvements, corrections, modifications, and the like are added without departing from the gist thereof. Things.

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Description

明細 * 光ピックァップ装「 および波 i¾選択性回折格子 技術分野
この発明は光ピックアツプ装置に関し、 さらに^しくは、 デジタルビデオディ スク （DVD) およびコンパク トディスク （CD) の記録および Zまたは再生を 行なう光ピックアツブ装置に関する。 背景技術
近年、 CDのような約 1. 2 mm厚の透明基板を冇する光ディスクに記録され た情報を半導体レーザを用いて読出す光ビックァッブ¾[¾が捉供されている ·、 こ のような光ピックァップ装^では、 ビックアツプ fflの対物レンズに対してフォー- カスサーボおよびトラツキングサーボの制御が行なわれ、 記録而のビット列にレ 一ザ光が照射され、 それにより音声、 映像、 デ一タなどの が再生される。 図 9 1に示されるように、 CDの 1つである記録可能なコンパク トディスク (CD-R) 1 50では、 透明基板 1 5 1 の記録而側にシァニン系色素 1 5 2が 形成され、 さらに金 1 5 3が形成されている。 CD— Rのトラックピッチ、 記録 密度、 ピッ ト長などは一般的な音楽用じ と同じであり、 1回だけ記録が可能な 点で咅楽用 CDと異なっている。 記録は、 レーザ光を透明 板 1 5 1を通してシ ァニン系色素 1 5 2に照射することにより行なわれる。 レーザ光がシァニン系色 素 1 5 2に照射されると、 その照射された部分の光学特性は不均一になる。 した がって、 記録時にレ一ザ光が照射されなかった部分では再牛 fl:.'/:にほとんどのレ一 ザ光が金 1 53で反射される力;、 記録時にレーザ光が照射された部分では再生時 にほとんどのレ一ザ光が反射されない。
また、 最近では、 このような光ディスクに長時問の動画を記録すろために高密 度化が進んでいる。 たとえば CDと同じ直径 1 2 c mで、 片而で約 5Gバイ トの 情報を記録する DVDが提供されている。 DVDの透明基板の厚さは約 0. 6 m mである。 2枚の透明基板が互いにその背而で貼り合わされた 1枚の DVDは、 約 1 O Gバイ トの情報を^録することができる。
しかしながら、 h述したビックァッブ'川の対物レンズは対象となる光ディスク の透明基板の厚さと使用される半導体レーザの波 とを考慮して設計されるため、 設計と異なる厚さの光ディスクを再生しようとしても、 光ディスクの記録面にレ —ザ光が合焦せず、 再生することができない。 たとえば 1 . mra厚の透明基板 を冇する C Dに適合するよう設計された対物レンズは、 0 . 6 m m厚の透 Π/] ¾板 を有する D V Dの記録面上にレーザ光を合焦することができなレ、
また、 上述したシァニン系色素 1 5 2を川いた C D— R 1 5 (：)では、 図 9 2に 示されるように波畏 8 0 0 n mのレーザ光に対する反射率は¾人になるが、 波長 6 3 5 n mのレーザ光に対する反射率は 1 0 %以ドになる。 したがって、 I) V D の再生に用いられる波長 6 3 5 n mのレ一ザ光では C D— Rを (·生することがで きない。 波長 6 3 5 n mのレーザ光で C D— Rを Τソ するためには、 シァニン系 色素 1 5 2に代えて、 波 ¾ 6 3 5 n mのレーザ光に対する反射率が^い色素を用 いることが考えられるが、 D V Dに合わせて C D— Rの说格を変 することは現 実的ではない。
この発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、 透 ΠΗ基板の厚 さが異なる 'λ種類の光ディスクの記録および Ζまたは が "Γ能な光ピックァッ プ装置を提供することを Π的とする。 発明の開示
この発明の 1つの局面に従うと、 光ピックアップ装置は、 第 1の厚さの透明基 板を有する第 1の光ディスク、 および第 1の厚さと異なる第 2の厚さの透明基板 を有する第 2の光ディスクの記録および/または再生を行なう光ピックアツプ装 置であって、 第 1または第 2の光ディスクに対向して設けられた対物レンズと、 第 1または第 2の光ディスクの透明基板の厚さに応じて対物レンズの開 Π数を変 更する開口数変更素子と、 第 1の波長を持つ第 1のレーザ光、 および第 1の波長 と異なる第 2の波長を持つ第 2のレーザ光を選択的に 成するレーザ光生成素子 と、 第 1のレーザ光を第 1の方向に導き、 第 2のレーザ光を第 1の方向と異なる 第 2の方向に導き、 さらに第 1または第 2のレーザ光を対物レンズに導く光学ュ ニットとを備える。
好ましくは、 上記光' ュニッ トは、 第〗のレーザ光を问折させず、 第 2のレー- ザ光を冋折させるホログラムを含む。
さらに好ましくは、 上記光学ュニットはさらに、 レーザ光生成素子からの第 1 または第 2のレーザ光を受け、 その受けたレーザ光を対物レンズに導くコリメ一 タレンズを含む。
さらに好ましくは、 ト-記ホログラムはコリメータレンズの表而上に設けられる- 好ましくは、 上記光ピックァップ装置はさらに、 第〗または第 2のレ--ザ光を 3つに分離するスリービーム方式用の回折格子が形成された Έ而を有する回折格 子板を備える。 上記ホログラムは回折格子板の主而と反対側の而上に設けられる 好ましくは、 上記レーザ光生成素子は、 半導体レーザと、 活性化回路とを含む： 半導体レ一ザは、 基板と、 基板上に設けられ第 1 のレ一ザ j を生成する第 1 のレ —ザ素子-と、 基板上に第 1 のレーザ素了-と隣接して設けられ ¾ 2のレーザ光を生 成する第 2のレーザ素子とを含む。 活性化 路は、 第 1および笫 2のレ -ザ ¾子 を選択的に活性化する。 上記光ピックアップ '装蹬は、 さらに、 半¾体レ -ザの基 板上に第〗および第 2のレーザ尜子と離隔して設けられ、 1または第 2の光デ イスクからの反射光の.うちホログラムによる回折光を検出する光検出器を備える: 好ましくは、 上記光学ュニッ トは、 2つの; ¾点を持つ '2焦点コリメ一タレンズ を含む。
さらに好ましくは、 上記 2焦点コリメータレンズは、 第 1のレンズと、 第 1の レンズに対向して設けられた第 2のレンズと、 第 1および第 2のレンズの に狭 持され、 第 1または第 2の波長に応じて変化する屈折率を持つ部材とを含む。 さらに好ましくは、 上記部材はシァニン系色素である- さらに好ましくは、 上記部材は、 第 1の透明電極と、 第 1の透明電極に対向し て設けられた第 2の透明電極と、 第 1および第 2の透明電極の間に狭持された液 晶とを含む。 上記光ビックアップ装置はさらに、 第 1または第 2の波長に応じて 第 1および第 2の透明電極の間に所定電圧を印加する印加回路を備える
さらに好ましくは、 上記第 1および第 2の透明電 は縞状に形成される。
さらに好ましくは、 上記光ピックァップ装置はさらに、 第 1または第 2の光デ イスクからの反射光を検出する光検出器と、 レーザ光生成尜子からの第 1または 第 2のレーザ光および反射光を受け、 その受けたレーザ光のうち -部を対物レン ズに導くとともに、 その受けた反射光のうち一部を光検出器に導くビ一ムスブ'リ ッタとを備える。 上記印加回路は、 ビームスブリッタが受けたレーザ光のうち当 該他の部分を受け、 第 1または第 2のレーザ光の 、ずれか一方を選択的に透過さ せる光学フイルクと、 光学フィルタを透過したレーザ光の光エネルギを電気エネ ルギに変換する変換回路と、 変換回路からの范気エネルギに ¾づレ、て液品を駆動 する駆動回路とを含む。
好ましくは、 上記レーザ光^成素子は、 ； :体レーザと、 活十生化 1"1路とを含む 半導体レーザは、 基板と、 ¾板 hに設けられ第】のレーザ光を生成する第 ] のレ 一ザ^子と、 基板上に設けられ第 2のレーザ光を 4:成すろ第 2のレーザ素子とを 含む。 活性化回路は、 第 1および第 2のレ一ザ^子を選択的に活性化する。 好ましくは、 li記第 1の光ディスクはデジタルビデオデイスクであり、 上記第 2のディスクはコンパク 卜ディスクである„
好ましくは、 上記第 1の波長は 6 2 ()〜6 7 () n mであり、 記第 2の波長は
7 6 5〜 7 9 5 n mである。
さらに好ましくは、 上記第 1の波長は 6 2 5〜 6 4 5 n mである。
好ましくは、 上記開口数変更素子は、 ί¾状の偏光領域を冇する偏光ガラスであ る。
好ましくは、 上記開口数変更素子は、 記対物レンズの光軸を u心とする環状 の偏光領城を有する偏光選択性回折格子である。
好ましくは、 上記開口数変更素子は、 上記対物レンズの光軸を中心とする環状 の偏光領域を有する偏光フィルタである。
好ましくは、 上記開口数変更素子は、 上記対物レンズの光軸を《心とする環状 の波長選択領域を有する波長選択性回折格子である。
好ましくは、 上記波長選択性回折格子は、 ["'I折格子が形成された主面を有する 回折格子板と、 回折格子板の主面上に形成され、 第 1または第 2の波長に応じて 変化する屈折率を持つ膜とを含む。
さらに好ましくは、 上記膜はシァニン系色素である。 好ましくは、 .ヒ記対物レンズの倍率は 0 . 0 2 5〜（） . 0 9 5である。
さらに好ましくは、 上記対物レンズの倍率は 0 . 0 2 5〜 0 . 0 6 5である；1 好ましくは、 レーザ光生成素子は、 1のレ一ザ光を生成すろ第 1のレーザ素 子と、 第 1のレーザ素 fから離れて設けられ^ 2のレーザ光を生成する第 2のレ 一ザ素子とを含む半導体レーザと、 第]および第 2のレーザ素了-を選択的に活性 化する活性化回路とを含む。 上記光学ュニッ卜は、 レーザ光生成素子からの第 1 または第 2のレーザ光を受け、 その受けたレーザ光を対物レンズに導くコリメー タレンズを含む。 上記光ピックァップ装^はさらに、 1または第 2の光ディス クからの反射光を検出する光検出器と、 コリメ一タレンズと光検出器との問に設 けられ、 第 1のレ一ザ光を回折させず第 2のレーザ光を回折させるホ口グラムと を備える。
さらに好ましくは、 kifiiホログラムは偏光選択性を^する
さらに好ましくは、 上記ホログラムは波長選択性を冇する。
さらに好ましくは、 光検出器は、 第 1の光ディスクからの反射光を受ける第 1 の受光部と、 第 1の受光部から第 1の方向に離れて設けられ、 第 の光ディスク からの反射光を受ける第 2の受光部とを含む。 第 の受光郃は、 第 1の方向に延 びる第 ]のセンサと、 第 1のセンサから第 1の方向と Ifiit〔な第 2の方向に離れて 設けられた第 2のセンサと、 第 1のセンサから笫 2の方向と反対の第 3の方向に 離れて設けられた第 3のセンサとを含む。
好ましくは、 上記光学ュニッ トおよび閱口数変更尜子は単一の光学素子を形成 する。
さらに好ましくは、 上記光学ユニッ トは、 対物レンズの光軸を中心とする円上 に形成され、 第 1のレーザ光を回折させず第 2のレーザ光を回折させるホログラ ムである。 上記開口数変更素子は、 ホログラムの周辺に形成され、 第 1のレーザ 光を回折させず第 2のレーザ光を回折させる回折格子である。
さらに好ましくは、 上記回折格子は不均一な格子定数を有する。
さらに好ましくは、 上記光ビックアップ装 gはさらに、 対物レンズを移動させ るサーボ機構を備える。 光学素子は対物レンズに固定される。
好ましくは、 上記光ピックァップ装置はさらに、 第 1 のレーザ光を回折させず ^ 2のレーザ光を回折させて 3つに分離するスリ一ビーム -式川の (T'j折格子が形 成された主而を冇する回折格子板を備える ,
したがって、 この発明に係る光ピックアップ ¾Kによれば、 1のレーザ光を 第 ]の方向に導き、 第 2のレーザ光を第 1の方向と ¾なる第 2の方向に^く光学 ュニッ 卜が設けられているため、 対物レンズは第 1のレーザ光を第】の厚さの透 明基板を冇する第 1の光ディスクの ¾録面上に合焦し、 第 2のレーザ光を^ の ^さの透明基板を^すろ笫 2の光ディスクの; fiii上に合焦すろ。 その結果、 こ の光ピックァップ装 ί は第 1および笫 2の光ディスクの記録および Ζまたは再生 を行なうことができる。
この発明のもう 1つの^面に従：)と、 波長選択性 1 1折格子は、 回折格子が形成 された主面を有する回折格子板と、 回折格子板の 'に liii hに形成され、 入射光の波 に じて変化する屈折率を持つ膜とを備える,.
好ましくは、 上記膜はシァニン系色素である
したがって、 この ¾ に係る波お選択性回折格了-によれば、 入射光の波長に応 じて変化する屈折率を持つ膜、 好ましくはシァニン系色素が回折格子板の主面上 に形成されているため、 人射光はその波 βに応じて選択的に回折する 図面の簡単な説明
図 1はこの発明の実施の形態 ]による光ピックアップ装置を含む光ディスク記 録 Ζ再生装置の構成を示すプロック図である。
図 2は図 1中の光ピックァップ装置の構成を示す斜視図である,
図 3は図 1および図 2中の光ピックァップ装 ίδの主要な光学系を示す配置^で ある。
図 4は図 2および図 3中の偏光ガラスを示す ι 面図である。
図 5は図 4に示された偏光ガラスの偏光領域の拡大図である。
図 6は図 2および図 3中の 2波長半導体レーザの上面図である t
図 7は図 2および図 3屮のホ口グラムの一例を示す、 Ί':面図である。
図 8は図 7に示されたホ口グラムの環状領域の一部断面図である。
図 9は図 2および図 3中のホログラムのもう 1つの例の環状領域の一部断面図 である。
図 1 ()はこの発明の実施の形態 2による光ビックマップ装 ί の主要な光学系を 示す配置図である。
図 1 1はこの発明の実施の形態 3による光ピックアツプ装 Sの主要な光' 7:系を 示す配置図である。
図 1 2はこの発明の実施の形態 4による光ビックァッブ装置の主要な光学系を 示す配置図である。
図 1 3は図 2および図 3中の偏光ガラスに代えて用いられる偏光選択性回折格 子に波長 7 8 0 n mのレ一ザ光が人射した場合における偏光選択' ½回折格子の作 用を示す説明図である。
図 1 4は図 1 3の偏光選択性回折格 :fに波長 6 3 5 n mのレーザ光が人射 'した 場合における偏光選択性回折格子の作用を示す説明図である。
図 1 5は図 2および図 3中の偏光ガラスの代わりに用いられる偏光フィルムを 示す正面図である。
図 1 6は図 2および図 3中の ί 光ガラスの代わりに fflいられろ波長選択性回折 格子に波長 7 8 0 n mのレーザ光が入射した場合における波長選択性回折格子の 作用を示す説明図である。
図 1 7は図 1 6の波長選択性回折格子に波長 6 3 5 n のレ一ザ光が入射した 場合における波長選択性回折格子の作用を示す説明図である。
図 1 8は図 1 6および図 1 7に示された波長選択性回折格了 ·の--例を示す側面 図である。
図 1 9は図 1 8に示された波長選択性回折格子の平而図である。
図 2 0は図 1 6および図 1 7に示された波長選択性回折格子の他の例を示す平 面図である。
図 2 1は図 1 6およぴ図 1 7に示された波長選択性回折格子のさらに他の例を 示す側面図である。
図 2 2 ( a ) は図 2 1に示された波長選択性回折格子における回折格子の一部 X X I Iの一例を示す拡大図であり、 図 2 2 ( b ) はその他の例を示す拡大図で ある。 図 2 3は図 2 1に示された波お選択性 |ι，Ι折格子における冋折格子の平而図であ る。
図 2 4は図 2 3に示された回折格子と なるパターンの凹 1】構造を有すろ^]折 格子-の平面図である。
図 2 5はこの発明の実施の形態 1 2による光ビックァップ装^の光学系を示す 配置図である。
図 2 6は図 2 5中のホ口グラム付き回折格子板を示す側面図である。
図 2 7はこの究明の実施の形態 1 3による光ピックァップ装( の光学系を示す 配置図である。
図 2 8は図 2 7中の 2焦点コリ レータレンズを示 1 -側 [Si図である。
図 2 9は図 2 8の 2焦点コリ レータレンズの作川を^す説明図である, 図 3 0は図 2 7中の 2焦点コリ レ一タレンズに代わるも '） 1つの 2 点コリ レ ータレンズを示す側面図である。
図 3 1 ( a ) は図 3 0に された 2 コリ レータレンズの透 ifl電極問に が印加されない場合の作川を示す説 Π刀図であり、 図: 3 1 ( b ) は透明電極問に所 定電圧が印加される場合の作川を示す説明 である.
図 3 2は図 3 0の 2焦点コリレ一タレンズの作用を示す説 1.1 Iである。
図 3 3は図 3 0の 2焦点コリレータレンズにおける透叨電極問に印加される電 圧と T N型液品の屈折率の関係を示す図である：
図 3 4は図 2 7中の 2焦点コリレ一タレンズに代えて川いられろさらにもう 1 つの 2焦点コリレ一タレンズを示す側面図である。
図 3 5は 2焦点コリレ一タレンズにおける透明電極のパターンの一例を示す平 面図である。
図 3 6 ( a ) は図 3 5に示されたパターンの透明電極に電圧が印加されない場 合の 2焦点コリレ一タレンズを示す説明図であり、 図 3 6 ( b ) は透明電極間に 所定電圧が印加される場合の 2焦点コリレ一タレンズを示す説明図である。 図 3 7は 2焦点コリレ一タレンズにおける透明 '¾；極の他のパターンを示す平面 図である。
図 3 8はこの発明の実施の形態 1 8によろ光ビックァッブ装^の光学系を示す 配 K図である。
図 3 9は図 3 8中の光学フィルタおよび太[¾? 池の^成を示す断面図である 図 4 0は図 3 9中のアモルファスシリコン層の fl- i本的な ^成を^す断 Ιίιί図であ る。
図 4 1はこの究明の実施の形態 2 2による光ピックアツプ装^の光学系を す 配置図である。
図 4 2は図 4 1中のホログラム、 レーザ尜子、 および光検出器の位^ | 係を示 す説明図である。
図 4 3は平行光が対物レンズによって C Dの記録 ί¾ΐ上に合焦する光学系を示す 説明図である。
図 4 4は拡散光が対物レンズによって C I)の記録而上に収^する光学系を示す 説明図である。
図 4 5は対物レンズの倍率を示す説明図である。
図 4 6は対物レンズの倍率と波而収差との [¾係を示す Iヌ Iである
図 4 7は図 4 6の一部を拡大した図である.
図 4 8は図 4 6の一部を拡大した図である。
図 4 9は単一波長のレーザ光を用いた典型的な光ビックァップ装 の光学系を 出射系と受光系とに分離して示す図である。
図 5 0は 2波長のレーザ光を用いた光ピックァップ装 ίί'ίの光学系を出射系と受 光系とに分離して示す^である。
図 5 1はこの発明の実施の形態 2 4による光ピックアツプ装置の構成を示すブ 口ック図である。
図 5 2 ( a ) は図 5 1中の波長選択性ホ口グラム板の平面閣であり、 図 5 2 ( b ) は波長選択性ホ口グラム板をその作用とともに示す側而図である。
図 5 3は図 5 1の光ピックアップ装置の光学系を出射系と受光系とに分離して 示す図である。
図 5 4はこの発明の実施の形態 2 5による光ピックアツプ装置の光学系を出射 系と受光系とに分離して示す図である。
図 5 5はこの発明の実施の形態 2 6による光ピックァップ装置の光学系を示す 配置 である。
図 5 6 ( a ) は^ 5 5中の偏光選択性ホ口グラム板の平面図であり、 図 5 6 ( b ) は偏光選択性ホ口グラム板をその作用とともに示す側而図である„ 図 5 7は図 5 5に示された光ピックァップ装 if の光' 7:系を出射系と受光系とに 分離して示す図である。
図 5 8はこの発明の実施の形態 2 7による光ビックァップ装置の光学系を出射 系と受光系とに分離して示す図である。
図 5 9はこの発明の実施の形態 2 8による光ビックアツプ装置の構成を示す斜 視図である。
図 6 0はこの発明の実施の形態 2 9による光ビックァップ装 の光学系を出射 系と受光系とに分離して示す図である。
6 ]は図 6 0に示された光ピックァップ親を含む光ディスク記録ノ再生装 置の構成を示すプロック図である。
図 6 2は図 6 0および図 6 1に示された光ビックァップ装 の構成を示す側面 である。
図 6 3は図 6 2に示された光検出器の構成を示す' 1':ιίιί図である。
図 6 4は図 6 1に示された演算回路の構成を す回路図である c
図 6 5 ( a ) 〜図 6 5 ( c ) は図 6 0に示された光ピックアップ装置のフォー 力シンダサ一ボ動作を説明するための図である。
|¾ 6 6は図 6 0に示された光ピックァップ装 β の卜ラッキングサ一ボ動作を説 明するための図である。
図 6 7はこの発明の実施の形態 3 0による光ピックァッブ装置における光検出 器の構成を示す平面図である。
図 6 8はこの発明の実施の形態 3 1による光ピックアツプ装置の光学系を D V D再生時の動作とともに示す配置図である。
図 6 9は図 6 8に示された光ビックアップ装^の光学系を C D— R再生時の動 作とともに示す配置図である。
図 7 0 ( a ) は図 6 8および図 6 9中のホログラムアパーチャ素子を示す正面 図であり、 図 7 0 ( b ) は図 7 0 ( a ) に示されたホログラムァパ一チヤ素子の 断面図である。
図 7 1は図 7 0 ( a ) および図 7 0 ( b ) に されたホ口グラムアバ一チヤ素 子の拡大断面図である。
図 7 2は図 7 0 ( a ) 、 図 7 () ( b ) および図 7 1に されたホ口グラムアバ —チヤ素子の回折作用を説明するための斜視図である c
図 7 3は図 7 2に示されたホログラムァパ--チヤ素子の回折作用を説明するた めの側面図である。
図 7 4は図 7 2に示されたホログラムアバ一チヤ尜子の 1"|折作用を説明するた めのもう 1つの側面図である。
図 7 5は図 7 2〜図 7 4に示されたホログラムアバ一チヤ尜子の回折作片】を説 明するためのさらにもう 1つの側面図である
図 7 6 ( a ) はこの発明の実施の形態 3 2による光ビックアップ装置で用いら れるもう 1つのホログラムアパーチャ素子を示す正面図であり、 図 7 6 ( b ) は 図 7 6 ( a ) に示されたホログラムアバ一チヤ素子の断面図である：，
図 7 7は図 7 6 ( a ) および図 7 fi ( b ) に示されたホログラムアバ一チヤ素 子の回折作用を説明するための斜視図である。
図 7 8は図 7 7に示されたホログラムアパーチャ素子の回折作用を説明するた めの側面図である。
図 7 9は図 7 7に示されたホログラムアパーチャ素子の回折作用を説明するた めのもう 1つの側面図である。
図 8 0は図 7 7に示されたホログラムアバ一チヤ素子の回折作用を説明するた めのさらにもう 1つの側面図である。
図 8 1はこの発明の実施の形態 3 3による光ビックアップ装 Kで用いられるも う 1つのホログラムアパーチャ素子を示す断而図である 3
図 8 2はこの発明の実施の形態 3 4による光ピックァップ装置の光学系を D V D再生時の動作とともに示す配置図である。
図 8 3は図 8 2に示された光ピックアツプ装置の光学系を C D再生時の動作と ともに示すブロック図である。
図 8 4はこの発明の実施の形態 3 5による光ピックアツプ装置で波長選択性光 学素子として用いられるウォラス卜ン偏光プリズムの l!i]折作川を説明するための
111である。
1¾1 8 5は図 1 1に示された光ビックアップ ^iSにおける光源の位^を説明すろ ための図である。
図 8 6はこの発明の実施の形態 3 6による光ビックアップ装 の光^系を示す 配置図である。
M 8 7は図 8 6に された光ピックァップ装 ίί'ίにおける光源の位置を説明する ための図である。
図 8 8はこの発明の実施の形態 3 7による光ビックァッブ装^の光学系を す 配置図である。
図 8 9はこの発明の実施の形態 3 8によろ光ピック了ップ装 ι の光学系を D V D再生時の動作とともに示す配置図である。
図 9 0は図 8 9に示された光ピックァップ ¾ί：の光 '7:系を C Γ)Ρί生時の動作と ともに示す配置図である。
図 9 1は C I)— Rの一部構成を示す側而図である。
図 9 2は図 9 1に示された C D— Rにおけるレーザ光の波 ½と反射率との関係 を示す図である 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の実施の形態を図而を参照して^しく説明する なお、 図中 |ρ·1 一または相当部分には同一符号を付し、 その説明は繰り返さな \,
[実施の形態 1 ]
図 1を参照して、 この発明の実施の形態 1による光ディスク記録ノ再生装置 1 2は、 スピンドルモ一タ 1 1に装着された光ディスク 1 0の記録および再生を行 なうものであって、 光ピックアツブ装置 1 3と、 光ピックァッブ装置 1 3中の光 検出器 2 8からの検出信号を増幅するプリアンプ〗 4と、 その増幅された検出信 号に応答してトラッキング制御およびフォーカシング制御のための制御信号を生 成するサ一ボ回路 1 5と、 プリアンプ 1 4からの検出 号に応答 て光ディスク 0の透明基板 1 0 aの厚さを判別する判別回路 1 6と、 判別回路 1 6からの判 別信号に応答して駆動信 を生成し、 光ビックァッブ装 K〗 3巾の 2波 半導体 レーザ 23に供給する駆動回路 1 7と、 プリアンプ 1 4からの検出^号に応答し て誤り訂正などの処现を行ない、 生信 - を出力する ί 処 回路 1 8とを備え る。
図 1〜 1 を参照して、 光ビックァップ装匿 1 は、 光ディスク 1 0に対向し て設けられた対物レンズ 21 と、 光ディスク 1 0の透明 板] 0 aの^さに応じ て対物レンズ 21の^効 D1口数を変更する偏光ガラス 22と、 波 ½635 (許 誤差士 1 5、 好ましくは ± 10 ) n mのレーザ光および波長 780 (許容誤差土 1 5) n mのレーザ光を選択的に生成する 2波長半導体レーザ 23と、 半導体レ —ザ 23からレ一ザ光を受け、 その受けたレーザ光を対物レンズ 21に導くコリ メータレンズ 24と、 コリメータレンズ 24の表而上に貼付され、 波長 635 η のレーザ光を回折させず、 波長 7 S 0 n mのレーザ光を问折させるホログラム 25とを備える。
光ピックアップ装置 1 3はさらに、 コリメ一タレンズ 24からのレーザ光を反 射して対物レンズ 21に導くとともに、 光ディスク 1 0の記録面 1 0 bで反射さ れたレーザ光を反射するビームスプリッタ 26と、 ビームスプリツタ 26で反射 されたレーザ光を受ける笫光レンズ 27と、 鬼光レンズ 27によって集光された レーザ光を受ける光検出器 28と、 サ一ボ问路 1 5からの制御 ^に応答して対 物レンズ 21を移動するサーボ機構 1 9とを備える。
したがって、 対物レンズ 2 1は光検出器 28からのフォー力スェラ一信号に応 答してその光軸方向に移動する。 また、 対物レンズ 21は光検出器 28からのト ラッキングエラ一信号に応答してレーザ光が光ディスク 1 0のトラックを忠実に トレ一スするよう トラッキング方向に移動する，
DVDおよび CD— Rの定格値および再生条件を表 1に示す。 DVDは 0. 6 (許容誤差 ±0. 05) mm厚の透明基板 3 ]を有し、 波長 635 nmのレーザ 光によって再生される。 他方、 CD— Rは 1. 2 (許容 差 ±0. 1) mm厚の 透明基板 32を有し、 波長 780 nmのレーザ光によって再生される。 表 1
Figure imgf000016_0001
また、 D V Dおよび C D— Rのような光ディスク 1 0は、 同心円状またはスパ ィラル状のトラック 1 0 cを有する :. トラック 1 0 cのビツチ Pが光ディスク 1 0の記録密度を決定する (，
光ピックアップ装置 1 3において、 対物レンズ 2 1は波 3 5 n mのレーザ 光を D V Dの記録而上に^焦するよう設計される,， したがって、 対物レンズ 2 】 は D V Dの再生時に 0 . 6 0 (許容 差 ± 0 . 0 5 ) の |}Η Π数を十 ίする
偏光ガラス 2 2は、 図 4に示されるように、 対物レンズ 2 1 の光蚰を中心とす る環状の偏光領域 4 0を有する。 環状の偏光敏域 4 ()では、 図上横方向の偏光面 を持つレーザ光のみが透過する。 ^状の ί 光額域 4 ()の中央領域 4 1では、 いず れの方向の偏光面を持つレーザ光も透過する。 ここでは、 波長 6 :3 5 n mのレー ザ光がその偏光面が図上横方向になるように偏光ガラス 2 2に入射し、 波長 7 8 0 n mのレーザ光がその偏光面が図上縦方向になるように偏光ガラフ、 'λ ,λに入射 する。 したがって、 波長 6 3 5 n mのレ一ザ光はすべて偏光ガラス 'λ 2を透過し て対物レンズ 2 1に入射するが、 波長 7 8 0 n mのレーザ光はその外周部が偏光 ガラス 2 2によつて遮断され、 その中央部のみが対物レンズ 2 1に入射する。 波 長 7 8 0 n mのレ一ザ光の冇効直径が 4 . 3 2 m mのとき、 偏光ガラス 2 2の中 央 ffl域 4 1 の iK径は 2 . 8 8 (許容誤差 ± 0 . 1 ) m mにする。 この中央領域 4
1の直径は、 波長 7 8 0 n mのレーザ光の^効 1 径が 4 m mの場合に対物レンズ 2 1の実効！ ¾ i l数が 0 . 4 0 (許容 差 ± 0 . 0 5 ) となる直径である。
偏光ガラス 2 2の腐光頟域 4 0では、 図 5に示されるように、 ガラス中に銀化 合物を所定方向に配列し、 その表面を還元させて銀 5 0を析出させている。 還元 された銀の膜が偏光特性を苻する。 ここで、 銀 5 0は 2 ： ！〜 5 ： 1のァスぺク ト比 （L 1 ： L 2 ) で引き伸ばされている。 偏光領域 4 0の吸収波長は、 このァ スぺク ト比を変更することによって制御することができる。
2波長半導体レーザ 2 3は、 図 6に示されるように、 基板 6 0と、 基板 6 0 h に載置された T Mモードのレ一ザ素子 6 1 と、 基板 6 0上に載 ^された T f':モ-- ドのレーザ尜子 6 2とを含む。 レーザ素子 6 1は、 図 h縦方向の ί 光面を持つ波 ¼ 6 3 5 n mのレーザ光を生成する。 レ一ザ - 6 2は、 冈上.桢方向の偏光面を 持つ波長 7 8 0 n mのレーザ光を生成する。 レーザ素 f 6 1および 6 2は、 それ らの出射口の間隔が 1 0 ()〜4 0 0 μ mになるよう離隔して載 itされている。 ホログラム 2 5として、 たとえば図 7および図 8に されるような公知のホロ グラムが用いられる。 このホログラムは、 図 7に示されるように、 同心円状に形 成された複数の環状頃.域 7 1を有する。 各環状領域 7 1の幅および環状領域 7 1 間の間隔は、 内周から外周に向かって徐々に小さくなる。 各環状領域 7 1には、 図 8に示されるように、 階段形状をなす複数の凸部 7 2が形成されている。 各凸 部 7 2には複数の段が形成されている。 このような形状はガラスをエッチングす ることにより形成される。 外周の環状領城 7 1ほど凸部 7 2の各段の高さを低く するように形成してもよレ、。 各凸部 7 2の断面は階段形状であるが、 その階段部 分を 1つの平面にした三角形であってもよい。
また、 上記のようにガラスをエッチングすることにより凸部 7 2を形成するの ではなく、 透明なタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムの所定部分をブラ 卜ン交換することにより、 図 9に示されるように、 階段形状をなす複数の屈折領 域 9 1を形成してもよい。 ここで、 プラ トン交換は水尜イオンを材料中に挿人す ることにより材料の屈折率を部分的に変化させる公知の手法である。
次に、 上記のように構成された光ピックァップ装 ι 1 の動作を説明する。 ます D V Dの 生を行なう場合、 D V Dがスピン ドルモータ 1 】に装着される。 したがって、 判別问路 1 6は光検出器 2 8からブリアンブ 1 4を迎して得られた フォーカスエラー信兮に応答して、 装着された光ディスク 1 0が D V I)であると 判別する。 駆動回路 1 7は判別回路 1 6からの判別 に応答して、 半導体レー ザ 2 3のレーザ素子 6 1に駆動信号を供給することによりレーザ ；子 6 1を活性 化する。
レ一ザ素子 6 1が活性化されると、 半導体レーザ 2：?は闳 3におレ、て紙面に垂 Iftな偏光面を持つ波長 6 3 5 n mのレーザ光を生成する 半導体レーザ 2 3から のレーザ光はコリメ一タレンズ 2 4の表而 .に形成されたホログラム 2 5を透過 した後、 コリメ一タレンズ 2 4を透過する,， ここで、 ホ口グラム 2 5は波長 6 3 5 n mのレーザ光を全く回折させないため、 コリ メータレンズ 2 4は波長 6 3 5 n mのレーザ光を平行にする" 図; では、 波長 5 n mのレーザ光は実線で示 されている。 実線で示された波 A ' 5 n mのレーザ) はホログラム 2 5による 0次の I口」折光である。
コリメータレンズ 2 4からの平行な波長 6 3 5 n mのレ一ザ光はビームスプリ ッタ 2 6で反射された後、 偏光ガラス 2 に人射する,. ^光ガラス 2 2は^ 3に おいて紙面に垂直な ί扁光 [¾iを持つ波長 6 3 5 n mのレーザ光をすぺて透過するた め、 コリメータレンズ 2 4からの波長 6 3 5 n mのレ一ザ光はすぺて対物レンズ 2 1に入射する。 したがって、 対物レンズ 2 1は波 6 3 5 n mのレーザ光を D V Dの透明基板 3 1における記録面上に合焦し、 ΙΙΪ^ 0 . 9 (許容誤差土 0 . 1 ) μ mのスポットを形成する。
そして、 D V Dの記録面からの反射光は、 対物レンズ 2 1、 偏光ガラス 2 2、 ビ--ムスプリッタ 2 6、 および集光レンズ 2 7を通して光検出器 2 8に導かれる。 他方、 C D— Rの再生を行なう ¾合、 C D— Rがスピン ドルモータ 1 1に装着 される。 したがって、 上記と同様に判別回路 1 6がその装着された光ディスク 1 0は C D— Rであると判別すると、 駆動回路 1 7は半導体レーザ 2 3のレーザ素 子 6 2を活性化する。 半導体素子 6 2が活性化されると、 、f-導体レーザ 2 3は図 3において紙面と平行な偏光面を持つ波長 7 8 0 n mのレーザ光を生成する。 半 導体レーザ 2 3からの波長 7 8 0 n のレ一ザ光はホ口ダラム 2 5を透過した後 にコリメ - タレンズ 2 4を透過するが、 ホログラム 2 5は波長 7 8 () n mのレ一 ザ光を回折させるため、 コリメ一タレンズ 2 4は波 7 8 0 n mのレーザ光を完 全には平行にしない u 図 3では、 波 · 7 8 0 n mのレーザ光が点線で示されてい る。 点線で示された波 - 7 8 0 n mのレ一ザ光はホ口グラム 2 5による 1次の回 折光である。
コリメ一タレンズ 2 4からの波長 7 8 0 η のレ一ザ光はビームスプリッタ 2 6で反射した後に、 膈光ガラス 2 2に人射する 偏光ガラス 2 2の環状の i 光領 域 4 0は図 3において紙而と平行な偏光而を持つ波 7 8 0 n mのレ一ザ光を遮 断するため、 波長 7 8 0 η のレーザ光の中央部のみが偏光ガラス 2 2を透過し、 対物レンズ 2 1に入射する。 したがって、 対物レンズ 2 1 の実効 Η口数は（）. 4 0になる。 波長 7 8 0 η のレーザ光は 1次の 折光であるため、 図 3に点線で 示されるように偏光ガラス 2 2の中央領域 4 〗から拡径して対物レンズ 2 1に人 射する。 したがって、 対物レンズ 2 1は波長 7 8 0 n mのレーザ光を C D— Rの 透明基板 3 2における記録而上に合焦し、 ：径 1 . 5 (許^誤差土 0 . 1 ) / m のスポッ トを形成する。
そして、 上記と同様に C D— Rの記録而からの反射光は、 対物レンズ 2 1 、 光ガラス 2 2、 ビームスプリ ッタ 2 6、 および ¾光レンズ 2 7を通して光検出器 2 8に導かれる。
上記実施の形態 1によれば、 ホ口ダラム 2 5が波長 6 3 5 n mのレーザ光を回 折させず、 波長 7 8 0 n mのレーザ光を回折させるため、 対物レンズ 2 1は波長 6 3 5 n mのレ一ザ光を D V Dの記録而上に合焦し、 波長 7 8 () n のレ一ザ光 を C D— Rの記録面上に合焦する。 そのため、 光ビックアップ装置 1 3は D V D だけでなく、 C D— Rの記録および再生も行なうことができる。 また、 ホロダラ ム 2 5はコリメータレンズ 2 4の表而上に形成されているため、 従^の光ピック アップ装置の構造を大幅に変更する必要はない。 また、 この実施の形態 1では機 械的に動作する部分がなレ、ため、 故障などが生じにくレ、:：
以上、 この発明の実施の形態 1を詳述したが、 この％明の範 fflは上記実施の形 態 1によって限定されるものではない。
[実施の形態 2 ] たとえば上記実施の形態 1ではレーザ光の入射側であるコリメータレンズ 2 4 の直前の表面上にホログラム 2 5が形成されているが、 I 1 0に示されるように レーザ光の出射側であるコ リメータレンズ 2 4の II '[後の^ |ίιί にホログラム 2 5 が形成されてもょレ、 (
[実施の形態 3 ]
また、 上記実施の形態 1ではホログラム 2 5がコリメ一タレンズ 2 4と一体的 に構成されているが、 図 1 1に示されるようにコリメ一タレンズ 2 4の直前に板 状のホログラム 2 5が設けられてもよレ、。
[実施の形態 4 ]
また、 図 1 2に示されるように、 板状のホログラム 2 5はコリメ一タレンズ 2
4の ΡΪ後に設けられてもよレ、。
なお、 図: 、 図 1 0〜図 1 2に されたホログラム 2 5の代わりに、 波長選択 性または偏光選択性を有する问折格子が用レ、られて よレ \;
また、 上記実施の形態 1〜 4では波長 6 3 5 n mのレーザ光はホ口ダラム 2 5 で回折していない、 すなわち 0次の 折光が用いられているが、 波長 6 3 5 n m のレーザ光の 1次の回折光と波長 7 8 0 n mのレーザ光の 2次の |"|折光とを用い てもよレ、。 要するに、 .コリメータレンズ 2 4およびホログラム 2 5が全体として、 1つのレーザ光をある方向に冋折させ、 もう 1 つのレーザ光をそれと異なる方向 に回折させる 2焦点レンズを稱成してレ、ればよレ 、
[実施の形態 5 ]
また、 上記実施の形態 1では対物レンズ 2 1の実効開口数を変更するために偏 光ガラス 2 2が用いられているが、 それに代えて図 1 3およぴ図 1 4に示される ような偏光選択性回折格子 1 0 0が用いられてもよい。 膈光選択性回折格子 1 0 0は、 対物レンズ 2 1の光軸を中心とする環状の偏光領域 1 0 1を有する。 偏光 領域 1 0 1では紙面と平行な偏光面を持つレーザ光はそのまま透過するが、 紙面 に垂直な偏光而を持つレーザ光は外側に回折する。 偏光選択性回折格子 1 0 0の 中央領域 1 0 2では、 いずれの方向の (覉光而を持つレーザ光もそのまま透過する。 したがって、 図 1 3に示されるように、 紙面に 直な^光面を持つ波長 7 8 0 η mのレーザ光の周辺部は偏光選択性回折格子 1 0 0の 光領域 1 0 1で外側に回 折するため、 波長 7 8 0 n のレーザ光の中央部のみが隔光選択性回折格子 ] 0 0を透過し、 対物レンズ 2 1に入射する。 他方、 図 1 4に; Γ;されろように、 紙而 と平行な偏光面を持つ波長 6 3 5 n mのレーザ光はすべて ifM光選択性回折格子 1 0 0を透過し、 そのまま対物レンズ 2 1に入射する u
[実施の形態 6 ]
また、 上記実施の形態 1における偏光ガラス 2 2に代えて、 図 1 5に示される ような偏光フィルム 1 2 0が用レ、られてもよレ、<; 偏光フィルム 1 2 0は、 対物レ ンズ 2 1の光軸を中心とする環状の^光 ffi域 1 2 1を有する。 ί 光フィルム 1 2 0の偏光領域 1 2 1は図上縦方向に偏光するレーザ光のみを透過する偏光特性を 持つが、 その中央領域 1 2 2は偏光特性を全く たない,.. したがって、 図 h横方 向の偏光面を持つ波長 7 8 0 n mのレーザ光の周辺部は ^光領域】 2 1で遮断さ れるため、 波長 7 8 0 n mのレーザ光の中央部のみが^光フィルム 1 2 ()を透過 し、 対物レンズ 2 1に人射すろ 他方、 図上縦方向の脇光而を持つ波 ½ 6 .3 5 n mのレーザ光はすべて偏光フィルム 1 2 0を透過し、 そのまま対物レンズ 2 1に 入射する。
[実施の形態 7 ]
また、 上記実施の形態 1における偏光ガラス 2 2に代えて、 I 1 6および図 1 7に示されるような波長選択性冋折格子 1 3 0が用いられてもよい. 波長選択性 回折格子 1 3 0は、 対物レンズ 2 1の光軸を中心とする |¾状の波畏選択鎖域 1 1を有する。 波長選択性回折格子 1 3 0の波長選択領域 1 3 1では、 波長 7 8 0 n mのレーザ光が外側に冋折するが、 その中央頓域〗 2では、 波 ¾ 7 8 0 n m および波長 6 3 5 n mのいずれのレーザ光も回折することなくそのまま透過する c したがって、 図 1 6に示されるように、 波長 7 8 0 n mのレ一ザ光の周辺部は波 長選択性回折格子 1 3 0の波長選択領域 1 3 1で外側に回折するため、 波長 7 8 0 n mのレーザ光の中央部のみが波長選択性回折格子 1 3 0を透過し、 対物レン ズ 2 1に人射する。 他方、 図 1 7に示されるように、 波長 6 3 5 n mのレーザ光 はすべて波長選択性回折格子 1 3 0を透過し、 そのまま対物レンズ 2 1に入射す る。
[実施の形態 8 ] ここで、 波長選択性回折格子 1 3◦のいくつかの例を説明する。
図 1 8に示された波長選択性回折格子 1 80は、 回折格子 1 8 2が形成された 主面を有する回折格子板 1 8 1と、 回折格子板 1 8 1の主而上に形成され、 入射 光の波長に応じて変化する屈折率を持つ膜 1 8 3とを備える。 図 1 9の平面図に 示されるように、 回折格子板 1 80の中央領域 1 8 5以外の環呔の波長選択領域 1 84においては、 回折格子 1 8 2の凹凸構造は直線の縞状に形成される。 回折 格子板 1 8 1はガラスなどからなる。 膜 1 8 3はシァニン系色素からなる。 シァニン系色素としては、 次の式 （1 ) で表わされたヨウ化 3—ェチル— 2—
[3— (3—ェチル— 2—ナフ 卜 [2， 1一 d] チアゾリニリデン） 一 1—プロ ぺニル] ナフト [2， 1— d] チアゾリゥム （別名 ： ヨウ化 3， 3' ージェチル - 2, 2' — （6， 7， 6' ， T —ジベンゾ） チアカルボシァニン） 、
Figure imgf000022_0001
または、 次の式 （2) で表わされたヨウ化 3—ェチルー 2— [3— （ 1ーェチ ルー 4 ( 1 H) —キノ リ リデン） 一 1一プロぺニル] ベンゾォキサゾロリウム (別名 ； ヨウ化 1 , 3' —ジェチルー 4, 2' —キノキサカルボシァニン） 、
Figure imgf000022_0002
または、 次の式 （3) で表わされたヨウ化 3—ェチルー 2— [3 - (3—ェチ ルー 2—ナフト [ 1， 2— d] チアゾリニリデン） — 1—プロぺニル] ナフ 卜 [1, 2— d) チアゾリゥム （別名 ； ヨウ化 3， 3' —ジェチルー 2， 2' ― (4 , 5, 4' ， 5' —ジベンゾ） チアカルボシァニン） などが好ましく用いら れる。
Figure imgf000023_0001
シァニン系色素は波長 6 3 5 n mのレーザ光に対して 1. 5 0の屈折率を持ち、 波長 7 8 0 nmのレーザ光に対して 1. 6 5の屈折率を持つ。 すなわち、 シァニ ン系色素の屈折率は波長に応じて変化する。 他方、 ガラスからなる回折格子板 1 8 1は波長 6 3 5 n mまたは 7 8 0 n mいずれのレ一ザ光に対しても 1. 5◦の 屈折率を持つ。 そのため、 波長 6 3 5 n mのレーザ光に対して回折格子 1 8 2は 機能しない。 したがって、 波長選択性回折格子 1 8 0の波長選択領域 1 8 4では、 波長 7 8 0 nmのレ一ザ光は回折するが、 波長 6 3 5 n mのレ一ザ光は回折しな い。
[実施の形態 9]
また、 図 1 8および図 1 9に示された波長選択性回折格子 1 8 0に代えて、 図 20に示されるような波長選択性回折格子 1 8 6が用いられてもよレ、。 この波長 選択性回折格子 1 8 6の中央領域 1 8 8以外の環状の波長選択領域 1 8 7では、 回折格子の凹凸構造が同心円の縞状に形成されている。
[実施の形態 1 0 ]
また、 図 2 1に示されるような波長選択性回折格子 2 1 0が用いられてもよレ、。 この波長選択性回折格子 2 1 0は、 回折格子 2 1 2が形成された主面を有するガ ラス板 2 1 1からなる。 回折格子 2 1 2は、 図 2 2 (a ) の拡大図に示されるよ うに階段状の凹凸構造を有する。 P』凸構造は、 たとぇば8〜3 0 11、 好ましく は 20〜3 0 μ mのピッチ Ρで形成される。 1つの段差 Hは 6 3 5 n mの整数倍 で形成される。 各凹凸構造には 4〜 6つの段差が形成される。
なお、 図 2 2 (a) に示された凹凸構造の先端部は先鋭であるが、 図 2 2 ( b ) に示されるように平坦であってもよレ、,-..
図 2 3の甲-面図に示されるように、 波 β選択性回折格 Τ- 2 I 0の屮央領城 2 1 4以外の環状の波長選択領域 2 1 3では、 回折格了- 2 1 2の W凸構造が 線の縞 状に形成されている。
したがって、 波長選択性回折格子 2 1 0の波長選択領域 2 1 3では、 波長 7 8
0 n mのレーザ光は回折するが、 波長 6 3 5 n mのレーザ光は问折しない。
[実施の形態 1 1 ]
また、 図 2 1〜図 2 3に示された波 選択性回折格了- 2 1 0に代えて、 図 2 4 に示されるような波 ¾選択性回折格子 2 1 5が用レ、られてもよい。 この波長選択 性回折格子 2 1 5の中央領域 2 1 7以外の環状の波良選択領域 2 6では、 冋折 格子の凹凸構造が同心円の縞状に形成されている。
[実施の形態 1 2 ]
図 2 5を参照して、 この発明の実施の形態 1 2による光ビックァップ装 g 1 は、 ホログラム付き回折格子板 2 5 1を備えたことを特徴とする。 その他、 この 光ピックァッブ装置 1 3は、 光ディスクの 録【了 ιίと平行なレーザ光を記録【iiと垂 直な方向に反射する立上げミラー 2 5 3と、 図 2に くされたビ一ムスプリッタ 2 6に代えてビームスプリッタの一稀であるハ一フミラー 2 5 5と、 図 2に され たコリメータレンズ 2 4， 2 7に代えてコリメ一タレンズ 2 5 4とを備える。 対 物レンズ 2 1および ί®光ガラス 2 2はァクチユエ一タ 2 5 2に固定される この光ピックァップ装歷 1 3は、 トラツキング制御を行なうために周知のスリ
—ビーム方式を採用している。 一般的なスリ一ビーム方式では、 1つのレーザ光 を 3つに分離するための回折格子板が設けられる。 この実施の形態 1 2において は、 コリメータレンズの表面上ではなく、 スリ一ビーム方式用の回折格子板の表 面上にホログラムが形成されている。
図 2 6を参照して、 ホロダラム付き回折格子板 2 1は、 スリービーム力-式用 の回折格子 2 6 1が形成された主面を有するガラス板 2 6 2と、 その主面と反対 側の面上に形成されたホログラム 2 6 3とから構成される。
この光ピックアップ装置 1 3においては、 波長 6 3 5 n mのレーザ光は図 2 5 中に実線で示されるようにホログラム付き^折格子板 2 5 1で回折することなく 対物レンズ 2 1に入射する。 他方、 波お 7 8 0 n mのレーザ光は図 2 5中に点線 で示されるようにホログラム付き回折格子板 2 1で回折して対物レンズ 2 1に 入射する。 したがって、 この光ピックアップ装 i¾ l 3もまた上記実施の形態と同 様に、 D V Dだけでなく、 C D— Rの記録および 生を行なうことができる。 この実施の形態 1 2によれば、 ホログラム 2 6 3がスリ一ビーム方式用の |nj折 格子板 2 5 1上に形成されるため、 従来の光ピックアツプ装^の構造を大幅に変 更する必要はない。
[実施の形態 1 3 ]
図 2 7を参照して、 この発明の実施の形態 1 3による光ピックァップ装置 1 3 は、 2つの焦点を持つ 2焦点コリメ一タレンズ 2 7 1を倔えたことを特徴とする c 2焦点コリメ一タレンズ 2 7 1は、 図 2 8に示されるように、 レンズ 2 7 2と、 レンズ 2 7 2に対向して設けられたレンズ 2 7 3と、 レンズ 2 7 2および 2 7 3 の間に挟持されたシァニン系色素 2 7 4とを備える。 シァニン系色素 2 7 4は上 述したように、 波長 6 3 5 n のレーザ光に対して ] . 5 0の屈折率を持ち、 波 長 7 8 0 n mのレーザ光に対して 1 . 6 5の ί 折率を持つ.. レンズ 2 7 2および 2 7 3は 1 . 5 0の屈折率を持つ。
したがって、 波長 6 3 5 η のレーザ光が入射した場合、 2焦,','?、コリメ一タレ ンズ 2 7 1は単体のコリメ一タレンズ 2 5 4と同搽に機能する。 そのため、 波長 6 3 5 n mのレ一ザ光は図 2 8中に実線で示されるようにレンズ 2 7 2の表面と レンズ 2 7 3の表面とで屈折し、 図 2 9中に実線で示されるように平行にされる 他方、 波長 7 8 0 n mのレ一ザ光は図 2 8中に点線で示されるようにレンズ 2 7 2および 2 7 3の表面に加えてレンズ 2 7 2および 2 7 3とシァニン系色素 2 7 4との問の界面でも屈折する。 そのため、 図 2 9中に点線で示されるように、 波 長 7 8 0 n mのレーザ光は平行よりもわずかに広げられて対物レンズ 2 1に入射 する。 したがって、 対物レンズ 2 1は波長 7 8◦ n mのレ一ザ光を波長 6 3 5 n mのレーザ光と異なる位置に合焦する。
[実施の形態 1 4 ]
また、 上記 2焦点コリメ一タレンズ 2 7 1に代えて、 図 3 0に示されるような 2焦点コリメ一タレンズ 3 0 0が用いられてもよい。 この 2焦点コリメ一タレン ス 3 () 0は、 レンズ 3 0 1 と、 レンズ 3 0 1に対 f,''jして設けられたレンズ 3 0 2 と、 レンズ 3 0 1の內 (¾ί上に形成された透明 () と、 レンズ 3 0 2の内 rid 上に形成された透明 E極 3 0 4と、 透明' it極 3 0 3および 3 0 4の問に挟持され た T N型液品 3 0 5とを含む。 また、 T N型液品 0 5を駆動するために発振 W 路からなる液晶駆動回路 3 0 6が設けられる,. 液品駆動回路 3 0 6は、 じ 1 )一 R の再生が行なわれる場合、 すなわち波長 7 8 0 n のレーザ光が 2焦点コリメ一 タレンズ 3 0 0に入射する場合、 透 Π刀電極 3 0 および 3 0 4の問に所定電^を 印加する。
T N型液晶 3 0 5は電圧が印加されないとき 5 ( )の屈折率を持ち、 電圧が 印加されたとき 1 . 6 5の^折率を持つ。 なお、 T N ¾液品 3 0 に代えて S T N型液品が用いられてもよレ、。
図 3 1 ( a ) に^されるように、 電圧が透明? 極 0 および 3 0 4の問に印 加されないとき、 T N ¾'-!液晶 3 0 の屈折率は 1 . 5 0であるため， この 2焦点 コリメ一タレンズ 3 0 0は単 (本のコリメータレンズ '2 5 4と |"1様に機能する u 他 方、 図 3 1 ( b ) に示されるように、 所定' が透 nm'ii極 3 0 3および 3 0 4の 間に印加されると、 T N型液品 3 0 5の屈折率は全体的に 1 . 6 に変化するた め、 人射光はレンズ 3 0 1および 3 0 2の ¾而だけでなく レンズ::！ ：') 1 , 0 2 と丁 N ¾液品 0 5との間の界 [ίΐίでも屈折する。
D V Dの再生が行なわれる場合、 すなわち波長 6 3 5 n mのレーザ光が 2焦点 コリメ一タレンズ 3 0 0に人射する場合、 電圧は透明！:極 3 0 3および 3 0 4の 間に印加されないため、 図 3 2屮に実線で示されるように 2焦点コリメ一タレン ズ 3 0 0は波艮 6 3 5 n mのレーザ光を平行にして対物レンズ 2 1に導く。 他方、 C I〕一 Rの再生が行なわれる場合、 すなわち波長 7 8 0 n mのレーザ光が 2焦点 コリメータレンズ 3 0 ()に入射する場合、 所定范圧が透明 ί 極 3 0 3および 3 0 4の間に印加されるため、 図 3 2中に点線で示されるように 2焦点コリメ一タレ ンズ 3 0 0は波長 7 8 0 n mのレーザ光を平行よりもわずかに広げて対物レンズ 2 1に導く。 したがって、 対物レンズ 2 1 は波長 7 8 0 n mのレーザ光を波長 6 3 5 n mのレーザ光と異なる位置に合焦する。
印加電圧と T N型液晶の屈折率との関係を図 3 3に示す T N型液晶 3 0 5の 屈折率が 1 . 5 0から増加し始める電圧、 および屈折率が 1 . 6 5で飽和する電 圧は自 Λに設定することができるが、 印加電圧は 5〜 1 2 Vの範 [ 1内で好ましく 用いられる。
[実施の形態 1 5 ]
上記 2焦点コリメータレンズ:; i 0 0のレンズ 3 0 1および 3 0 2の内而はレ、ず れも平坦であるが、 図 3 4に示された 2焦点コリメ一タレンズ 3 4 0のようにレ ンズ 3 4 1および 3 4 2の内面は湾曲していてもよい„
[実施の形態 1 6 ]
上記 2焦点コリメ一タレンズ 3 0 0 , 3 4 0では透明電極 3 0 3， 3 0 4はレ ンズ 3 0 1， 3 0 2， 3 4 1， 3 4 2の内面上に全体的に形成されているが、 図 3 5に示されるように透明? 極 3 5 〗， 3 5 2は直線の縞状にパターン化されて いてもょレヽ,，
図 3 6 ( a ) に示されるように電圧が縞状の透明¾極 3 5 1および 3 5 2の問 に印加されないとき T N型液晶 3 0 5の屈折率は全体的に 1 . 5 0であるが、 図 3 6 ( b ) に示されるように所定電圧が縞状の透明進極: 3 5 1および 3 5 2の問 に印加されると T N型液晶 3 0 5の屈折率は部分的に変化する„ すなわち、 1 . 5 0の屈折率と 1 . 6 5の屈折率とが直線の縞状に現れる- この実施の形態 1 6によれば、 透明電極 3 5 1および 3 5 2が直線の縞状にパ ターン化されているため、 T N型液品 3 0 5はさらに偏光選択性を有する,， [実施の形態 1 7 ]
上記 2焦点コリメータレンズ 3 5 0の透明電極 3 5 1および 3 5 2は直線の縞 状にパターン化されているが、 図 3 7に示されるように透明電極 3 7 1は同心円 の縞状にパターン化されていてもよい。
この実施の形態 1 7によれば、 透明電極 3 7 1が同心円の縞状にパターン化さ れているため、 T N型液晶がさらにホログラムとしても機能する。 その結果、 こ のコリメータレンズが持つ 2つの焦点の差はさらに大きくなる。
[実施の形態 1 8 ]
図 3 8に示されるように半導体レーザ 2 3からのレーザ光の一部はハーフミラ - 2 5 5で反射するが、 その他の部分はハーフミラー 2 5 5を透過する。 この実 施の形態 1 8は、 ハ一フミラー 2 5 5を透過したレーザ光を冇効に活用すること を冃的とする。
\»} 3 8を参照して、 この発明の実施の形態 1 8による光ピックアツプ装置 1 3 は、 太陽電池 3 8 2と、 太陽 ¾池 3 8 2の受光而に取付けられた光学フィルタ 3 8 1 と、 太陽電池 3 8 2から供給される電力に ¾づいて 2焦点コリ メ一タレンズ 3 0 0の T N型液晶 3 0 5を駆動する液品駆動 路 3 0 6とを備えたことを特徴 とする。
光学フィルタ 3 8 1は、 波長 6 3 5 n mのレーザ光を遮断し、 波 g 7 8 0 n m のレーザ光を透過する。 このような波畏選択性の光 フィルタ 3 8 1に代えて、 偏光方向が波長 7 8 0 n mのレーザ光の偏光方向と一致する ίί，,ί光性の光学フィル タが用いられてもよレ、。
太隙電池 3 8 2は、 図 3 9に示されろように、 ガラス、 ポリ力- -ボネイ ト、 ブ ラスチックフィルムなどからなる透明基板 3 8 3と、 透明 ½板3 8 3の主面上に 形成された複数の光范セル 3 8 4とを備える。 光' :フィ レタ 3 8 1は透明 S板 3 8 3の主面と反対側の面上に形成される。
光電セル 3 8 4の各々は、 透明 S板 3 8 3の ίίΠ·-に形成された I T O、 S η Ο 2 、 Ζ η Οなどからなる透明電極 3 8 5と、 透明范極 3 8 5上に形成された P I Ν構造のァモルファスシリコン （ a— S i ) 層 3 8 6と、 アルミニウム、 銀 などからなる裏面電極 3 8 7とを含む。 光范セル ,Ί 8 4の各々は、 光学フィルタ 3 8 1を透過したレ一ザ光の光エネルギを電気工ネルギに変換する。 複数の光電 セル 3 8 4は直列に接続される。 したがって、 太陽電池： 3 8 2の両端子問に生成 される電圧は光電セル 3 8 4の数を変更することにより ΰ ΐΐΙに設定すろことがで きる。
アモルファスシリコン層 3 8 6は、 図 4 0に示されるように、 透明道極 3 8 5 上に形成された ρ型アモルファスシリコン力一バイ ド （a — S i C ) 層と、 真性 アモルファスシリコン層と、 n型アモルファスシリコン層とを含む。
再び図 3 8を参照して、 D V Dの再生が行なわれる場合、 レーザ素子 6〗が波 長 6 3 5 n mのレ一ザ光を生成する。 波長 6 3 5 n mのレーザ光の一部はハーフ ミラ一 2 5 5で反射し、 その他の部分はハーフミラー 2 5 5を透過する。 し力 し、 波長 63 5 nmのレーザ光は光学フィルタ 3 8 1を透過しないため、 太陽 ¾池 3 8 2は電圧を生成しない。 その結采、 液品駆動回路： 3 06は動作しないため、 2 焦点コリメークレンズ 3 00中の T N型液品 3 0 5の屈折率は 1. 50である。 したがって、 ハーフミラー 2 5 5で反射した波長 6 3 5 nmのレーザ光は 2焦点 コリメータレンズ 300によって平行にされる。
他方、 CD— Rの再生が行なわれる場合、 レーザ素子 6 2が波長 780 n mの レーザ光を生成する。 波長 780 nmのレーザ光の一部はハーフミラ一 2 5 5で 反射し、 その他の部分はハ一フミラ一 25 5を透過する。 ハーフミラー 25 5を 透過した波長 780 nmのレーザ光は光学フィルタ 3 8 1 もまた透過するため、 太陽電池 3 82は液品駆動回路 3 06に電力を供給する t そのため、 2焦点コリ メータレンズ 300の T N型液品 305の屈折率は 1 . 6 5に変化する。 したが つて、 ハ一フミラー 25 5で反射した波長 780 n mのレーザ光は 2焦点コリメ —タレンズ 300によって、 行ょりもわずかに広がるように屈折される。
この 施の形態 1 8によれば、 TN型液品 3 0 5を駆動するためにハーフミラ 一 2 55を透過したレーザ光が太陽電池 3 8 2によって冇効に活用されるため、 T N型液晶 3 0 5を駆動するための電力を外部力 ら供給する必耍がない。 また、 波長 780 nmのレーザ光だけを選択的に透過する光学フィルタ 3 8 1が設けら れているため、 2焦点コリメータレンズ 3 00の焦点は向動的に切換えられる π [実施の形態 1 9]
現在のところ DVDの規格は上記表 1に示されたとおりである力；、 今後、 DV
Dの記録密度は高くされることが予想される。 ここでは、 表 1に示された標準的 な DVDよりも高い記録密度を持つ DVDを 「高密度 DVDJ という：
上記実施の形態による光ピックアツプ装置は C D— Rおよび D V Dの互換再生 が可能であるが、 CDおよび高密度 DVDの互換再生が可能であってもよい n C Dおよび高密度 DVDの定格値および再生条件を次の表 2に示す r 表 2
Figure imgf000030_0001
C Dは 2 (許容誤差士 0. 1 ) mm厚の透明 ¾¾を有し、 波 β 6 3 5 n m のレーザ光によって再生される。 他方、 ^密度 DVDは 0. 6 (許容誤差 ± 0. 0 5) mm厚の透明基板を有し、 波 β4 8 0 n mのレーザ光によって再生される。 表 1に示された標準的な D VI)のトラックピッチは（）. 7 4 /z mであるのに対し、 表 2に示された高密度 D V I)の卜ラックピッチは（） . 5 6 μ mである
[実施の形態 2 0 ]
上記実施の形態 1 9では CDの f*i生のために波 - 6 3 5 n mのレ一ザ光が用い られている力；、 次の表 3に されるように波 β 7 0 n mのレーザ光が用いられ てもよレ、。 この場合、 対物レンズの実効 数は（）. 4 0に代ぇて0. 4 5に設 定される。
表 3
Figure imgf000031_0002
[実施の形態 2 1 ]
この発明の実施の形態 2 1による光ビックアツプ装 f は C Γ)一 Κおよび高密度 D V Dの交換再生が可能である C D— Rおよび^密 ¾ D V Dの定格値および S 生条件を次の表 4に示す。
¾ 4
Figure imgf000031_0001
c i)一 Rの定格値および 条件は ¾本的に ¾ 1 のものと じであるが、 表 1 では反射率が 6 0 %以上であるのに対し、 ¾ 4では反射率が 6 0〜 7 () %である また、 高密度 D V Dの定格値および 生条件は ¾ 2および表 'Λのものと同じであ る。
[実施の形態 2 2 ]
図 4 1を参照して、 この発明の実施の形態 2 2による光ビックアップ装置】 3 は、 光検出器 4 1 1がレーザ素子 6 1， 6 2と -緒に形成された ¾体紊子 4 1 0を備えたことを特徴とする。 この光ピックァッブ ^iR〗 3では、 図 1 1に示さ れた実施の形態 3とほぼ同様にコリメ一タレンズ 2 5 4の^前にホ口グラム 2 5 が設けられる。 この光ピックアップ装置] 3では上 ¾施の形態と ¾なり、 ハー フミラーなどのビームスブリッタが設けられていなレ V,
半導体素子 4 1 ()は、 ¾板6 0と、 ffi板 (う 0 に,,殳けられ、 波 - 6 3 5 n mの レーザ光を生成するレーザ素子 6 1と、 基板 6 0」·.にレ -ザ素 6 1 と隣接して 設けられた波長 7 8 0 n mのレーザ光を生成するレ -ザ素了- 6 2と、 J¾板 6 0 I： にレ一ザ素子 6 1および (う 2と離隔して設けられ、 光ディスクから 反射光のう ちホログラム 2 5による 1次の回折光を検出すろ光検出器 4 1 とを含む。
ホ口グラム 2 5が設けられた場合、 光ディスクからの反射光のうちホ口グラム 2 5による 0次の回折光はレ一ザ素子 6 】または 6 に^るが、 1 次の回折光は レーザ素子 6 1 , 6 2と ¾なる位置に到连すろ 光検出器 4 1 1はそのよ -)'な位 置に設けられる。
ここで、 図 4 2に示されるように、 ホログラム 2 5の PJ1凸構造のピッチを P ( μ m) 、 レーザ素子 6 1 , 6 2および光検出器 4 1 1からホログラム 2 5まで の距離を L (m m) 、 レーザ素子 6 1から光検出器 4 1 1までの距離を Z 】 （m m) 、 レーザ素子 6 2から光検出器 4 1 1までの距離を Z 2 ( m m) とする 1 次の回折光が光検出器 4 1 1に到逹するためには、 上記バラメータ P， L , Z 1 , Z 2は次の表 5に示されたレ、ずれかの関係を満たしてレ、れぱよレ、。 表 5
Figure imgf000033_0001
レーザ素子 6 1が波長 480 n mのレーザ光を生成し、 レ一ザ素 62が波長 635 nmのレーザ光を生成する場合は、 上記ハラメータ L, Z 1 , は 次の表 6に示されるいずれかの関係を满たしていればよい：
表 6
発先点と 480nmのビームの 635nmのビームの ホロク'ラムの Z2-Z1
ホロク 'ラム間の 発光点と検出点との 発光点と検出点との (mm) ヒッチ： p( ;u m)
距離： L(mm) 距離： Zi(mm) 距離： Z2(
12 10 0.4003 0.5299 0.130
12 15 0.6005 0.7949 0.19"
12 8 0.3203 0. 239 0.104
10 15 0.7208 0.95 0.2340
10 10 0.4805 0.6363 0.1558
10 8 0.3844 0.5090 0.12A6
10 7 0.3364 0.4454 0.1090
8 15 0.9016 1.1944 0.2930
8 10 0.6011 0.7963 0.1952
8 8 0.4808 0.6370 0.1562
8 6 0.3606 0.4778 0.1172
5 15 1. AA67 1.9206 0.4740
5 10 0.9645 1.2804 0.3159
5 5 0.4822 0.6402 0.1580
5 3 0.2893 0.3841 0.0948
3 8 1.2967 1.7326 0. A359
3 5 0.8104 1.0829 0.2724
3 3 0.4863 0.6497 0.1634 レーザ素子 6 1が波長 4 8 0 n mのレーザ光を 4:成し、 レ- -ザ 了- 6 2が波長 7 8 0 n mのレーザ光を生成する場合は、 1.： パラメ一タ p， L， Z 1 , Z 2は 次の ¾ 7に示されるいずれかの阴係を満たしていればよレ、
表 7
Figure imgf000034_0001
この実施の形態 2 2によれば、 光ディスクからの 射光のうちホログラム 2 5 による 1次の冋折光を検出する光検出器 4 1 1がレーザ ¾子6 1 , 6 2と隣接し て設けられているため、 反射光を検出するためにハーフミラーなどのビ一ムスブ リッタを設ける必要がない。
[実施の形態 2 3 ]
上述したように対物レンズ 2 1は波長 6 3 5 n mのレ一ザ光を D V Dの記録面 上に合焦するように設計されている。 したがって、 1 4 3に示されるように対物 レンズ 2 1が波長 7 8 0 n mの平行なレーザ光を C Dの記録而上に合焦する場合、 波面収差が発生する。 しかし、 卜-記のような平行光 （光源位 無限遠方） に代 えて、 図 4 4に示されるような拡散光 （光源位匿：有限） が対物レンズ 2 1に入 射すると、 発生する波面収差は小さくなる。
図 4 5に示されるように、 光源 （半-導体レ一ザ 2 3 ) から対物レンズ' 2 1まで の距離を b b、 対物レンズ 2 1から 焦点 （光ディスクの記録面） までの距離を a aとすると、 対物レンズ 2 1の倍率は a a / b bで わされる。 対物レンズ 2 1の倍率 a a / b bと 記波面収差との関係を図 4 6に示す ; ここでは、 波長 7 8 5 n m ( λ ) のレ一ザ光が 1 . 2 m m ! の透明基板 3 1を有する C Dの記録而 上に合焦され、 対物レンズ 2 1の突効 ΒΗ ΙΊ数が 0 . 4 5に設定されるという条件 下で、 シミュレーションが行なわれている。
図 4 6に示された倍率と波面収差との f 係を考慮すると、 波而収差を最小にす るためには倍率が約 0 . 0 6となるような位^に半^体レーザ 2 3を配置すれば よい。
波面収差は 0 . 0 5え ( λ = 7 8 5 n m ) 以下であれば実川上 題がないため、 図 4 7に示されるように対物レンズ 2 1の倍率は 0 . 0 2 5〜 0 . 0 9 5の範 [#1 内で好ましく用いられる。
さらに、 拡散光が対物レンズ 2 1に入射する場合において、 トラッキング制御 によって対物レンズ 2 1力；トラッキング方向に移動すると、 レーザ光は対物レン ズ 2 1に対して斜めに入射する :， その結架、 平行光が A -、 j物レンズ 2 1に入射する 場合に比べて、 再生特性が劣化する。
そこで、 距離 b bをできるだけ大きく、 すなわち ί ί率 a a Z b bをできるだけ 小さくする方が対物レンズ 2 1に入射するレーザ光は甲-行に近くなるため、 卜.述 した対物レンズ 2 1の移動による 生特性の劣化を抑えることができる。 したが つて、 図 4 8に示されるように、 対物レンズ 2 1 の倍率は 0 . 0 2 5〜 0 . 0 6 5の範囲内でより好ましく用いられる。
[実施の形態 2 4 ]
図 4 9には、 単一波長のレーザ光を用いた典型的な光ピックアツプ装置の光学 系が出射系と受光系とに分離して示されている。 レーザ素子 4 9 からのレーザ 光は対物レンズ 2 1を通って光ディスクの記録而 4 9 2上に到违する。 光デイス クの記録面 4 9 2からの反射光は再び対物レンズ 2 1を通って光検出器 4 9 3に 到達する。 光検出器 4 9 3の受光部 4 9 4はフォ一カシング制御のために 4つに 分割されている。
図 5 0には、 2波長のレーザ光を用いた光ビックアップ装置の光学系が出射系 と受光系とに分離して示されている。 波長 7 8 0 n mのレーザ光を生成するレ一 ザ素子 5 0 1は、 波長 6 3 5 n mのレーザ光を生成するレーザ素子 4 9 1から距 離 c cをおいて配置される。 そのため、 波長 7 8 0 n mのレ一ザ光は波長 6 3 5 n mのレーザ光と ½なる位^に到迮する。
これに対し、 波長 6 3 5 n mのレーザ光のための 光部 4 9 4から距離 d dを おいて波 |¾ 7 8 0 n mのための受光部 5 0 2を設けることが えられる。 しかし ながら、 レーザ素子 4 9 1および 5 () 1を 精度の距離 c cで配 することは めて困難である„ そのため、 距離 d dをおいて ¾光部 4 9 4および 5 0 2を配置 してもレーザ光が受光部 4 9 4， 5 () の中心に正確に合^しないという Ril题が ある。
この発明の実施の形態 2 4はヒ記のような ii!j题点を解消すろためになされたも ので、 波長の異なる 2つのレーザ光を検出する 〗つの光検出器を備えた光ピック ァップ装置を提供することを目的とする。
図 5 1を参照して、 この発明の実施の形態 2 4による光ヒックァップ装置 1 は、 光検出器 2 8とコリメ一タレンズ 2 5 4との Rilに波長選択性ホ口グラム板 5 1 0を備えたことを特徴とする。 波長選択性ホ口グラム板 5 1 0は光軸方向に移 動可能である。
波長選択性ホ口グラム板 5 1 0には、 図 5 2 ( a ) に示されるように囬凸構造 が縞状に形成されている。 波長選択性ホログラム板 5 1 ()は、 2 ( b ) に示 されるように、 波長 6 3 5 n mのレーザ光を回折させることなくそのまま透過さ せるのに対し、 波長 7 8 0 n mのレーザ光を所定方向に Ιιϋ折させて透過させる t 図 5 3には、 図 5 1に示された光ピックァップ装 : 1 3の光学系が出射系と受 光系とに分離して示されている。 レ一ザ素了- 6 1からの波: ii 6 3 5 n mのレ -ザ 光は対物レンズ 2 1を通って光ディスクの記録而 4 9 2上に合焦する。 光ディス クの記録面 4 9 2からの反射光は対物レンズ 2 1を通って波長選択性ホログラム 板 5 1 0に到達する。 波長 6 3 5 n mのレ一ザ光は波長選択性ホログラム板 5 1 0で回折することなくそのまま透過するため、 光検出器 2 8中の 4つに分割され た受光部 5 3 1の中心に合焦する。 他方、 レーザ素子 6 2からの波 {¾ 7 8 0 n m のレーザ光は対物レンズ 2 1を通って光ディスクの記録面 4 9 2 hに合焦する。 光ディスクの記録面 4 9 2からの反射光は対物レンズ 2 1を通って波長選択性ホ 口グラム板 5 1 0に到達する。 波長 7 8 0 n mのレ一ザ光は波長選択性ホ口ダラ ム板 5 1 0で内側へ回折する。 波長選択性ホログラム板 5 1 0は、 波長 7 8 0 η mのレ一ザ光の 1次の内側への回折光が受光部 5 3 1の中心に合焦するように光 軸方向の特定位 ί に配置されている。
この実施の形態 2 4によれば、 レ一ザ素 f 6 1および 6 の距離 a aがばら ついても、 ホロダラム板 5 1 0を光軸方向に適 S調 することにより波長 6 3 5 n mのレ一ザ光だけでなく波長 7 8 0 n mのレーザ光も受光部 5 3 ]の中心に合 焦させることができる。 そのため、 図 5 0に示された受光部 4 9 および 5 0 2 を共通にした 1つの受光部 5 3 Iを設ければよい。
この光ピックアップ装 gにおいては、 波畏 (う 5 n mのレーザ光が受光部 5 3 1の中心に合焦するように光検出器 2 8の位 を調整した後、 波長 7 8 0 n の レーザ光が受光部 5 3 1の中心に合焦するようにホ口グラム板 5 ] 0の位 ^を調 整すればよレ、。
[実施の形態 2 5 ]
図 5 3に示された実施の形態 2 4の光検出部 2 8には〗つの受光部 5 3 1のみ が設けられているが、 図 5 4に示された実施の形態 2 5の光検出部 5 4 1には波 長 6 3 5 n m用の受光部 5 4 2と波長 7 8 0 n m/j]の受光部 5 4 ::iとが別々に設 けられている。 レーザ素 7- 6 1 7) らの波長 6 3 5 n mのレーザ光は上記 ¾施の形 態 2 4と同様に受光部 5 4 2の中心に合焦する..， 他方、 レーザ^子 6 2からの波 長 7 8 0 n のレーザ光は波長選択性ホ口グラム板 5 〗 0で外側へ回折する。 波 長選択性ホログラム板 5 1 0は、 波長 7 8 0 n mのレーザ光の 1次の外側への回 折光が受光部 5 4 3の中心に合焦するように光軸方向の特定位 に配 ftされてい る。
[実施の形態 2 6 ]
図 5 5に示された実施の形態 2 6による光ピックァッブ装^ 1 3では、 上記波 長選択性ホ口グラム板 5 1 0に代えて偏光選択性ホ口グラム板 5 5 0が配置され ている。
偏光選択性ホログラム板 5 5 ϋには、 図 5 6 ( a ) に示されるようにホロダラ ムパターンが縞状に形成されている。 偏光選択性ホログラム板 5 5 0は、 図 5 6 ( b ) に示されるように、 図上縦方向に偏光するレーザ光を回折させることなく そのまま透過させるのに対し、 紙面に対して垂直方向に ίϋ光するレーザ光を所定 方向に回折させて透過させる。
図 5 7には、 図 5 5に された光ビックアップ装^ 1 3の光学系が出射系と受 光系とに分離して示されている。 レ一ザ素ィ- 6 1からの波長 6 Λ ' 5 n mのレーザ 光は図上縦方向に偏光しているため、 偏光選択姓ホ口グラム板 5 5 0で问折する ことなくそのまま透過し、 光検出器 2 8中の受光部 5 】の中心に 焦する。 他 方、 レーザ素子 6 2からの波長 7 8 0 n mのレーザ光は紙而に対して趣 方向に 偏光しているため、 偏光選択性ホログラム板 5 5 0で内側へ回折する。 偏光選択 性ホ口グラム板 5 5 0は、 波長 7 8 0 n mのレーザ光の 1次の内側への回折光が 受光部 5 3 1の中心に合焦するように光軸方向の特定位^に配^されている。
[実施の形態 2 7 ]
図 5 7に示された実施の形態 2 βの光検出器 8には 1つの受光部 5 3 1のみ が設けられているが、 [¾] 5 8に示された実施の形態 2 7の光検出器 5 8 0には波 長 6 3 5 n m用の受光部 5 8 1 と波長 7 8 0 n m川の ' 光部 5 8 2とが別々に所 定間隔 e eを置いて配置されている。
レーザ素子 6 1からの波長 6 3 5 n mのレ -ザ光は ί 光選択性ホ口グラム板 5
5 0で回折することなくそのまま透過し、 受光部 8 1の屮心に 焦する。 他方、 レ一ザ素子 6 2からの波長 7 8 0 n mのレーザ光は 光 択性ホ口グラム板 5 5 0で外側へ回折する。 偏光選択性ホログラム板 5 5 0は、 波長 7 8 0 n mのレ一 ザ光の 1次の外側への回折光が受光部 5 8 2の中心に合焦すろように光軸方向の 特定位置に配置されている。
[実施の形態 2 8 ]
図 5 9に示されるように、 実施の形態 2 8による光ピックアツプ装歡 1 は図 5 1および図 5 5に示された光学系と異なり、 図 2に示された光学系と同様の光 学系を採用する。 この光ビックアップ装 (1 1 3では、 波長選択性ホコグラム板 5 1 0はコリメータレンズ 2 7と光検出器 2 8との問に配^されているつ もちろん、 波長選択性ホ口ダラム板 5 1 0に代えて偏光選択性ホ口グラム板 5 5 0が配置さ れていてもよい。
[実施の形態 2 9 ]
図 5 4および 5 8に示された -施の形態 2 5および 2 7では波長 7 8 0 n m用 の ¾光部 5 4 3および 5 8 2は波長 f 3 5 n m用の受光部 5 4 2および 5 8 1 と 同じ形状を有しているが、 図 6 0に示された の形態 2 では光検出器 5 9 0 は波長 6 3 5 n m用の受光部 5 9 1とそれと: なった形状を有する波 · 7 8 0 η m用の受光部 5 9 2とを備える。
図 6 1は、 この実施の形態 2 9による光ピックァップ装 t 1 3を含む光ディス ク記録 再生装置 1 2の構成を示すプロック図である。 図 6 1を参照して、 この 光ディスク記録 Z再生装置 1 2は、 光検出器 5 9 0から出力される検出信号に基 づいて再生倍号、 フォーカスエラ一信号およびトラッキングエラ一信 を生成し、 それらをプリアンプ 1 4に供給する演算回路 6 () 1を備える。
図 6 1および図 6 2を参照して、 光ピックアップ装 i ] 3は、 対物レンズ 2 1 と、 サーボ機構 1 9と、 半導体レーザ 2 3と、 ハーフミラ一 2 5 5と、 コリメ一 タレンズ 2 5 4と、 ホログラム 2 5と、 光検出器 5 9 0とを備える。
この光ピックアツプ装置 1 3はフォ一力スサ一ボのために非点収差法を採用し、 さらに D V Dのトラッキングサーポのために 1 ビーム方式を採用し、 C Dのトラ ッキングサ一ボのために: ビーム方式を採用している したがって、 図 6 3に示 されるように、 D V D用の波長 6 3 5 n mのレーザ光を受ける受光部 5 9 1は、 4つの分割センサ 5 9 1 B 1〜 5 9 1 B 4から稱成される C D fflの波長 7 8 0 n mのレ一ザ光を受ける受光部 5 9 2は、 3つの分割センサ 5 9 2 A 1〜 5 9 2 A 3から構成される。 受光部 5 9 2は、 受光部 5 9 1力ゝら第 1の方向に離れて配 置されている。 分割センサ 5 9 2 A 1〜 5 9 2 Λ 3の各々は、 第 1の方向に延び る長方形を成している。 分割センサ 5 9 2 Λ 2は、 分割センサ 5 9 2 Λ 1から上 記第 1の方向と垂直な第 2の方向に離れて配置されている。 分割センサ 5 9 2 A 3は、 分割センサ 5 9 2 A 1力、ら上記第 2の方向と反対の第 3の方向に離れて配 置されている。 メインレ一ザ光を受ける受光部 5 9 2の両側には、 2つのサブレ 一ザ光をそれぞれ受けるサイ ドセンサ 5 9 3 Λ 4および 5 9 3 A 5が配^されて いる。
演算回路 6 0 1は、 図 6 4に示されるように、 サイ ドセンサ 5 9 3 A 5からの 検出信号 Λ 5とサイ ドセンサ 5 9 3 A 4からの検出信号 A 4との差 （A 5— A 4 ) を算出する減算回路 6 3 1と、 分割センサ 5 9 2 Λ 2および 5 9 2 Λ 3から の検出信号 Λ 2, A 3の和 （Λ 2 + Λ 3 ) と分割センサ 5 9 2 Λ 1からの検出信 号 A 1との差 （ （Λ 2 + Λ 3 ) -Λ 1 ) を^出する減 路 6 3 2 と、 分割セン サ 5 9 2 A 1 5 9 2 A :：!からの検出 ίίί -Λ 1 A :3の総和 （Λ 1 + Λ 2 + A
3) を算出する加算回路 6 3 3と、 分割センサ 5 9 1 Ρ» 2および 5 9 1 B 4から の検出信号 B 2および B 4の和 （B 2 + B 4) と分割センサ 5 9 1 B 1および 5
9 1 B 3からの検出信号 13 1および B 3の和 ( B 1 + R 3 ) との ¾ ( (B 2 + H
4) 一 ( 1 +B 3) ) を算出する減算回路 6 34と、 分割センサ 5 9 1 B 1 5 9 1 B 4からの検出信号 B 1 B 4の総和 （B】 + B 2 + B 3 + B 4 ) を算出 する加算回路 63 5と、 減算回路 63 1の出力信^を し、 調整 ·'ί能な利得を 有する増幅器 636と、 減算回路 6 'Λ 2の出力 を し、 調整可能な利得を 有する増幅器 63 7と、 加算回路 6 3 3の出力信 を増幅し、 調整 π]·能な利得を 冇する増幅器 63 8と、 図 6 1に示された判別冋路 1 6からの判別信号に応答し て切換わるスィツチング回路 6 3 9とを備える。
D VDの再生時には、 上 ^総和 （B 1 + B 2 + 133 + B 4 ) が 生 号 R Fと して出力される。 また、 上記 ( (Β 2 + Β 4) — （B 1 +B 3) ) がフォ一力 スエラー信号 F Εおよびトラツキングェラ一信 Τ Εとして出力される。
他方、 C ϋの再生時には、 上記総和 （Λ 1 + A 2 + Λ 3 ) が 生信号 R Fとし て出力される。 また、 上記差 （ （Λ2+Λ3) — Λ 1 ) がフォーカスエラー信号 F Eとして出力される。 さらに、 上記差 （Λ5—Α 4) がトラッキングエラー^ 号 TEとして出力される。
次に、 この光ディスク記録 Z再生装置のフォーカスサ一ボ動作について説明す る。
図 6 5 (a) に示されるように、 DVDの再生時には受光部 59 1上にビーム スポット 640が形成され、 C Dの再生時には受光部 5 92上にビ一ムスポット 64 1が形成される。 この実施の形態 29ではレーザ尜子 6 1および 6 2の間隔 a aのばらつきに応じてビ一ムスポット 64 1の位 ^は図上縦方向にばらつく力；、 受光部 5 9 2は図上縦方向に延びる長方形の分割センサ 5 9 2 Λ 1 5 9 2 A :3 から構成されるため、 ビームスボット 64 1が図上縦方向に多少ばらついても再 生信号 RF、 フォーカスエラ一信号 FF およびトラッキングエラ一信号 TEは 適切に生成される。
対物レンズ 2 1が光ディスク 1 0に近づくかまたは遠ざかると、 L 6 5 (b) および図 6 5 ( c ) に示されるようにビームスボッ ト 64 0および 64 1は図上 横方向または縦方向に変形する。 これに応じてフォーカスエラー信号 F Eが生成 され、 それによりレーザ光が光ディスク 1 ()の記録面上に合焦するよう対物レン ズ 2 1がその光軸方向に移動される。
次に、 この光ディスク記録 Zf -生装置のトラッキングサ一ボ動作にっレ、て説明 する。
DVDの再生時には上記フォーカスエラ一信号 F Eと同様にトラッキングエラ —信兮 TEが生成され、 それによりレーザ光が常にトラックに照射されるように 対物レンズ 2 1がトラックと垂直方向に移動される。
他方、 図 66に示されるように、 CDの再生時には 1つのメインレ一ザ光と 2 つのサブレ一ザ光とが光ディスク 1 0に照射 ·される。 1つのメインレーザ光は光 ディスク 1 0の信号記録面で反射した後、 光検出器 5 90の受光部 5 9 2に入射 し、 2つのサブレーザ光は光ディスク 1 0の信 記録面で反射した後、 光検出器 5 9 ( のサイ ドセンサ 5 9 3 Λ 4および 5 93 Λ 5にそれぞれ人射する:： これに より、 ビ一ムスポット 6.4 1が受光部 5 9 2上に形成され、 ビームスポッ 卜 6 5 0および 6 5 1がサイ ドセンサ 5 93 Λ4および 5 93 Λ 5上にそれぞれ形成さ れる。 光ディスク 1 0に照射されたメインレーザ光の位^がトラックから外れる と、 それに応じてトラッキングエラー信号 TEが生成される これにより、 メイ ンレーザ光が常に卜ラックに照射されるように対物レンズ 2 1力'；トラックと垂直 方向に移動される。
この実施の形態 2 9によれば、 DVD用の分割センサ 5 9 1 B 1〜5 9 1 B 4 から第 1の方向に離れて配置された CD用の分割センサ 5 9 2Λ 1〜5 9 2 Α3 がその第 1の方向に延びる長方形を成しているため、 レーザ素子 6 1からレーザ 素子 6 2までの距離 a aが多少ばらついても正確な洱生信号 R Fおよびフォー力 スエラ一信号 F Eが生成され得る。
[実施の形態 30]
図 6 7に示されるように、 実施の形態 30による光ビックアツプ装置の光検出 器 660は、 C D用のメインレ一ザ光を受ける受光部 592と、 C D/TJの 'λつの サブレーザ光のうち- 方を受ける受光部 66 1 と、 もう -方のサブレ一ザ光およ び DVD用のレ一ザ光を受ける受光部 662とを備えろ 受光部 662は 4つの 分割センサ 662Λ 1〜662Λ4から構成され、 D V Dおよび C 生のため に共用されている。
DVDの再生時には受光部 662上にビームスボッ ト 663が形成される。 再 生信号 RF、 フォーカスエラ一信号 F E、 およびトラッキングエラ一信 TEは 上記と同様に生成される。
他方、 C L)の再生時には受光部 592上にメインのレーザスボット 664が形 成され、 サブのレ一- I スボッ 卜 665および 666が受光部 66 1 よび 6Ϊ 62 上にそれぞれ形成される。 再生信号 R およびフォーカスエラ一^ r F Eは上記 と同様に生成される。 トラッキングエラー信号 TEは、 受光部 66 1からの検出 信号と分割センサ 662 I:i l〜662B4からの検出^- の総和 （B 1 + B 2 + B 3 + B 4 ) との差が算出されることにより生成される:；
この実施の形態 30によれば、 受光部 662が I) V Dおよび C Df!生のために 共用されているため、 センサの数が削减され^る
[実施の形態 3 1]
上記実施の形態ではホログラム 25は対物レンズ 2 1の開口数を変更するため の波長選択性回折格子 1 30と分離されているが、 ホログラム 22および波長選 択性回折格子 1 30は単一の光学素子を形成してもよい。
たとえば図 68および図 6 に示された実施の形態 3 1による光ピックアツブ 装置は、 ホ口ダラムおよび波長選択性回折格子が- -体的に形成されたホ口ダラム アパーチャ素子 68 1を備える。 ホログラムアパーチャ素子 68 1は、 図 70 (a) および図 70 (b) に示されるように、 ガラス板 684と、 ガラス板 68 4の中央に形成されたホログラム 682と、 ガラス板 684上のホログラム 68 2の周辺に形成された波長選択性回折格子 683とを備える。
ホログラム 682が形成された中央領域では、 図 7 1に示されるように環状の 凸部 72が同心円状に形成される。 ホログラム 682がレンズ効果を有するよう に、 凸部 72のピッチは内側から外側に向かって徐々に狭くされている。 また、 ホログラム 6 8 2が波長 7 8 0 n mのレ一ザ光に対してのみレンズと して機能す るように、 凸部 7 2の段¾は 7 8 0 n mの整数 ii'にされる, 他方、 折格子 6 8 3の [U1凸構造は一定のピッチで形成され、 そのため问折格子 6 8 3は -定の格子 定数を する。
ここで、 ホログラムアパーチャ素子 6 8 1の回折作用を闵 7 2〜図 7 5を参照 して説明する。
波 β 7 8 0 n mの中:行なレーザ光 7 2 0がホ口グラムアパーチャ素子 6 8 1に 人射すると、 レーザ光 7 2 0のうちホログラム 6 8 2を通ったレーザ光 7 2 1は 拡径しながら進行する。 また、 ホログラムアパーチャ尜子 6 8 1に入射するレー ザ光 7 2 0の径はホログラム 6 8 2の径よりも大きいため、 レーザ光 7 2 0は回 折格子 6 8 3にも入射する。 そのため、 レーザ光 7 2 0の外周部はレーザ光 7 2 1を中心として左右両側に大きく回折する t> より具体的には、 図 7 3に示される ように、 回折格子 6 8 3による + 1次の回折光 7 2 2はレーザ光 7 2 1に対して 図上左側方向に進行する。 他方、 図 7 4に示されるように、 回折格子 6 8 3によ る一 1次の回折光 7 2 3はレーザ光 7 2 1に対して図上右側方向に進行する。 他方、 波長 6 3 5 n mのレ一ザ光 7 2 0がホログラムアパーチャ素子 6 8 1 に 人射すると、 ホログラムアパーチャ素子 6 8 1は波長 6 3 5 n mのレーザ光 7 2 0に対して全く機能しないため、 その人射したレーザ光 7 2 0は回折することな くそのままホログラムアパーチャ素子 6 8 1を透過する
また、 ホログラムアパーチャ素子 6 8 1は、 図 2 5に示されろ偏光ガラス 2 2 と同様に、 対物レンズ 2 1を保持するためのァクチユエータ 2 5 2に固定される。 ァクチユエ一タ 2 5 2はサーボ機構 1 9に結合される。 サーボ機構 1 9は光検出 器 2 8からのフォーカスエラ一信号に応答してァクチユエ一タ 2 5 2を光軸方向 に移動するとともに、 光検出器 2 8からのトラッキングエラ一信号に応答してァ クチユエ一タ 2 5 2を光ディスクの卜ラックの走行方向に対して！::直方向に移動 する。 ホログラムアパーチャ素子 6 8 1は対物レンズ 2 1に固定されるため、 ホ ログラムアパーチャ素子 6 8 1は対物レンズ 2 1 と一緒に移動する。
D V Dの再生時には、 図 6 8に示されるように、 2波長半導体レーザ 2 3によ つて生成された波長 6 3 5 n mのレーザ光はスリ―ビーム方式用の回折格子 6 8 0を透過し、 ハーフミラー 2 5 5で反射され、 さらにコリメータレンズ 2 5 4に よって平行にされる。 この平行なレーザ光がホログラムアバ一チヤ素子 6 8 1に 入射するが、 ホログラムアパーチャ尜子 6 8 1は波長 6 3 5 n mのレーザ光に対 して全く機能しないため、 その入射したレーザ光は冋折することなくそのままホ ログラムアパーチャ素子 6 8 1 を透過し、 対物レンズ 2 1に人射する。 したがつ て、 波長 6 3 5 11 11のレ一ザ光は0 0の透明基板3 1の記録面上に合焦する。 他方、 C Dの再生時には、 図 6 9に示されるように、 2波長半導体レーザ 2 3 によって生成された波長 7 8 0 n mのレーザ光は上記波 - 6 3 5 n mのレーザ光 と同様にホログラムアパーチャ素子 6 8 1に入射するが、 ホログラムァパ一チヤ 素子 6 8 1は波長 7 8 0 n mのレーザ光に対して上記のように機能するため、 そ の入射したレーザ光の外周部は外側に大きく回折し、 その結果、 その入射したレ —ザ光の中央部のみが拡径しながら対物レンズ' 2 1に入射する。 し がって、 波 長 7 8 0 n mのレーザ光は C Dの透明基板 3 2の記録 liii上に合焦する。
上記実施の形態 3 1によれば、 ホログラム 6 8 2および波長選択性回折格子 6 8 3がー体的に形成されるため、 この光ピックァッブ^^ ' のサイズは上記実施の 形態よりも小さくなる。 しかも、 ホログラムアパーチャ素子 6 8 1が対物レンズ 2 1に固定されるため、.フォーカシングおよびトラッキングのために対物レンズ 2 1が移動してもレーザ光は正確に記録面上に合焦する。
[実施の形態 3 2 ]
上記実施の形態 3 1ではホログラムアパーチャ素 f 6 8 1の冋折格子 6 8 3は 一定の格子定数を有するが、 この実施の形態 3 2では図 7 6 ( a ) および図 7 6 ( b ) に示されるようにホログラムアパーチャ素子 7 6 1の波長選択性回折格子 7 6 2は不均一な格子定数を有する。 より ϋ体的には、 回折格子 7 6 2の凹凸構 造のピツチは図上右側から左側に向かって徐々に狭くされている。
ここで、 このホログラムァパ一チヤ素子 7 6 1の冋折作用を図 7 7〜図 8 0を 参照して説明する。
波長 7 8 0 n mのレ一ザ光 7 2 0がホログラムアパーチャ素子 7 6 1に入射す ると、 レーザ光 7 2 0のうちホログラム 6 8 2に入射した中央部は上記と同様に 徐々に拡径するレーザ光 7 2 1になる。 また、 レ一ザ光 7 2 0のうち波長選択性 回折格子 7 6 2に入射した外周部はレーザ光 7 2 1を中心として左右に大きく回 折する。 ただし、 上記実施の形態 3 1におけるホログラムアバ一チヤ素子 6 8 1 の場合と異なり、 左側の + 1次の回折光 7 7 0は縮径しながら進行し、 右側の一 1次の回折光 7 7 1は拡径しながら進行する。
上記実施の形態 3 1では波長選択性回折格子 6 8 3の格子定数が一定であるた め、 + 1次の回折光 7 2 2および一】次の回折光 7 2 3が対物レンズ 2 1を通つ て対照的に光ディスクに入射するため、 光ディスクからの反射光が往路と同じ経 路を通ってホログラムアパーチャ素子 6 8 1に戻るおそれがある。 しかしながら、 この実施の形態 3 2では波長選択性问折格子 7 6 2の格子定数が不均一であるた め、 + 1次の回折光 7 7 0および一 ]次の回折光 7 7 1の反射光が往路と同じ経 路を通ってホログラムアパーチャ素了- 7 6 1に戻ることはない。 そのため、 回折 光 7 7 ()および 7 7 1に起因するノイズが低減され得る
[実施の形態 3 3 ]
上記実施の形態 3 1および 3 2ではホログラム 6 8 2の外側に波長選択性回折 格子 6 8 3， 7 6 2が形成されるが、 それに代えて図 8 1に示されるようにホロ グラム 6 8 2の外側にもホログラム 8 1 1が形成されてもよレ、。 外側のホログラ ム 8 1 1の凸部 7 2は、 内側のホログラム 6 8 2の凸部 7 2と同様に 心 1リ状に 形成されるが、 内側のホログラム 6 8 2の凸部 7 2と ¾なり一定のピツチで形成 される。
図 7 1に示されるように、 ホログラム 6 8 2の外側に波長選択性问折格子 6 8
3が形成されると、 回折格子 6 8 3による回折光は対物レンズ 2 1の外側だけで なく中央にも向かう。 そのため、 対物レンズ 2 1の中央に入射した I ^一ザ光に起 因してノィズが発生するおそれがある。
これに対し、 図 8 1に示された実施の形態 3 3によれば、 ホログラム 6 8 2の 外側にもまたホログラム 8 1 1が形成されるため、 ホログラム 8 1 1による回折 光は対物レンズ 2 1の外側だけに向かい、 その結果、 回折光に起因するノイズが 低减され得る。
その他、 上記実施の形態ではホログラムアパーチャ素子が対物レンズに近接す るため、 波長選択性回折格子による回折光が対物レンズに入射するおそれがある e したがって、 波 fi選択性回折格子による 1"1折光が対物レンズに入射しないよ：)に ホログラムアパーチャ素子が対物レンズから離れて配 (' されてもよレ、。
[実施の形態 3 4 ]
図 5 1に示された実施の形態 2 4と同様に、 1S| 8 2および図 8 3に示されるよ うに、 光検出器 2 3上におけるレーザ光の合焦位^を調憋可能にするために、 波 長選択性ホログラム板 5 1 0をさらに設けてもよレ、„
[実施の形態 3 5 ]
上記ホ口グラムならびに偏光選択性および波長選択性回折格 :fに代えて、 8 4に示されるように、 波長 6 3 5 n mのレーザ光を冋折させることなく透過し、 波長 7 8 0 n mのレーザ光を回折させて透過するウォラス 卜ン if¾光プリズム 8 4 0を用いてもよい。
[実施の形態 3 6 ]
図 1 1に示された実施の形態 3では波 ¾ 7 8 0 n mのレーザ光のみを外側に回 折させる。 換言すると、 図 8 5に示されるように、 ホログラム 2 5は波長 7 8 0 n mの光源 8 5 0のみを前方に移動させている,」 そのため、 波長 7 8 0 n mの仮 想光源 8 5 1は波長 6 3 5 n mの光源 8 5 2よりもホログラム 2 5に近レヽ。 このようなホログラム 2 5に代えて、 1 8 6に された実施の形態 3 6では、 波長 6 3 5 n mのレーザ光のみを内側に回折させるホログラム 8 6 0が用いられ る。
図 8 7に示されるように、 ホログラム 8 6 ()は波長 7 8 0 n mのレーザ光を回 折させることなくそのまま透過させるが、 波長 6 3 5 n mのレーザ光を內側に回 折させて透過させる。 換言すると、 ホログラム 8 6 ()は波長 6 3 5 n mの光源 8 5 2のみを仮想的に後方に移動させる。 そのため、 波長 6 3 5 n mの仮想光源 8 7 0は波長 7 8 0 n mの光源 8 5 0よりもホログラム 8 6 0から遠い。 このよう なホログラム 8 6 0を用いても図 8 5と実踅的に同じ光学系を実現することがで さる。
上記実施の形態 3 6によれば、 波長 6 3 5 n mのレーザ光のみを内側に回折さ せるホログラム 8 6 0が用いられるため、 2波長半導体レ一ザとホログラム 8 6 0との間の距離を上記実施の形態よりも短くすることができる。 その結果、 この 类施の形愿 3 6による光ピックアップ装置のサイズは小さくなる。
[実施の形態 3 7 ]
上記実施の形態 3 6ではコリメータレンズ 2 5 4の [fit前に波長 6 3 5 n mのレ 一ザ光のみを内側に回折させるホログラム 8 6 0が設けられるが、 図 3に示され た実施の形態 1と同様に、 波長 6 3 5 n mのレーザ光のみを内側に回折させるホ ログラム 8 7 0がコリメ一タレンズ 2 5 4の表面上に形成されてもよい。
[実施の形態 3 8 ]
上述したように D V Dの再生用に琳ービーム方式が川いられ、 C Dの再生用に スリービーム方式が用いられる。 一般に 1つのレーザ光を 3つに分離するために 回折格子が用いられるが、 この回折格子は D V Dの ^生時に用いられる波長 6 3 5 n mのレーザ光に対してのみ機能すればよい。
そこで、 図 8 9および図 9 0に示されるように、 波長 6 3 5 n mのレ一ザ光を 回折させることにより 3つに分離し、 波長 7 8 0 n mのレーザ光を回折させるこ となくそのまま透過させる波 β選択性回折格子 8 9 0が設けられてもよい。 この 波長選択性回折格子 8 9 0は上記波長選択性回折格了-〗 3 0と同様に構成される。 図 8 9に示されるように D V Dの再生時には、 レ一ザ素子 6 1が波長 6 3 5 η mのレ一ザ光を生成し、 その生成されたレ一ザ光が波長選択性回折格子 8 9 0に よって分離されることなく透過する。
他方、 図 9 0に示されるように C Dの再.生時には、 レーザ素子 6 2が波長 7 8 0 n mのレーザ光を生成し、 その生成されたレーザ光が波長選択性回折格子 8 9 0によって 3つに分離されて透過する。
上記実施の形態 3 8によれば、 波長 7 8 0 n mのレ一ザ光のみを 3つに分離す る波長選択性回折格子 8 9 0が設けられるため、 D V Dの再生時に不所望の回折 光に起因するノイズが低減され得る。
その他、 波長 6 3 5 n mなどのレ一ザ光に代えて波長 6 5 0 (許容誤差土 2
0 ) n mのレーザ光を用いてもよく、 レーザ光の波長は特に限定されないなど、 本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、 修正、 変形などを加えた態 様で実施し得るものである。

Claims

請求の範 W
1. 第 1の厚さの透明基板 （3 1 ) をィ ί -る第 Iの光ディスク、 および前記 第 1の厚さと異なる第 2の厚さの透明基板 （3 2) を ¾fする第 2の光ディスクの 記録および または再生を行なう光ビックアツプ装^であって、
前記第 1または第 2の光デイスクに対向して設けられた対物レンズ （2 1 ) と、 前記第 1または第 2の光ディスクの透明 ¾板 （3 1， 3 2) の ίさに応じて前 記対物レンズ （2 1 ) の開口数を変更する開口数変 ϋίΤ-段 （2 2， 1 00, 1 2 0 , 1 30, 1 80， 1 8 6， 2 1 0, 2 1 , 6 83， 76 2, 8 1 1 ) と、 第 1の波長を持つ第 1のレーザ光、 および前記笫 1の波長と ¾なる第 2の波長 を持つ第 2のレーザ光を選択的に生成するレーザ光^成手段 （23, 4 1 0) と、 前記第 1のレーザ光を第 1 の方向に導き、 前記第 2のレーザ光を前記第 1の方 向と異なる第 2の方向に導き、 さらに前記笫〗または^ 2のレーザ光を前 d対物 レンズに導く光学手段 （ 2 5， 263, 2 7 1 , 300, 3 40, 3 50, 68 2) とを備えた光ピックアップ装^。
2. 前記光学于-段は、 前記第 1のレーザ光を^折させず前記第 2のレーザ光 を回折させるホログラム （2 5， 263, 682, 860, H 70) を含むこと を特徴とする請求項 1に記載の光ピックァップ装置。
3. 前記光学手段はさらに、 前記レーザ光生成手段 （2 : 1 0) からの 前記第 1または第 2のレーザ光を受け、 その受けたレーザ光を前記対物レンズに 導くコリメータレンズ （24, 254， 27 1 , 300, 340， 3 50) を含 むことを特徴とする請求項 2に記載の光ピックアツプ装置。
4. 前記ホログラム （2 5， 870) は前^コリメ一タレンズ （24， 25 4 ) の表面上に設けられることを特徴とする 求項 3に記赖の光ビックアップ装
5. 前記第 1または第 2のレーザ光を 3つに分離するスリービーム方式用の 回折格子 （26 1) が形成された主面を有する回折格子板 （2 5 〗） をさらに備 え、
前記ホログラム （263) は前記回折格子板 (2 5 1 ) の前記主面と反対側の 面上に設けられることを特徴とする請求項 2に記載の光ビックアツプ装置。 6. 前記レーザ光生成手段 （4 1 0) は、
基板 （60) と、 前記基板 （60) 上に設けられ前記第 1のレーザ光を生成す る第 1のレーザ素子 （6 1 ) と、 前記基板 （60) 上に前 第 1のレーザ素子 ( 6 1 ) と隣接して設けられ前記第 2のレーザ光を生成する第 2のレーザ素子
(62) とを含む半導体レーザ （23) と、
前記第 1および第 2のレーザ素子を選択的に活性化する 性化手段 （ 1 7 ) と を含み、
前記半導体レーザ （23) の前記基板 （60) 上に前記第 1および第 2のレ一 ザ素子 （6 1， 62) と離隔して設けられ、 前記第 1または 2の光ディスクか らの反射光のうち前記ホログラム （2 5， 263, 6 8 2, 860， 8 70) に よる回折光を検出する光検出器 （4 1 1 ) をさらに備えたことを特徴とする請求 項 2に記載の光ビックアツブ装置。
7. 前記光学手段は、 2つの焦点を持つ 2焦点コリメ一タレンズ （2 7 1， 3 00， 34 0, 3 50) を含むことを特徴とする請求項 1に記載の光ピックァ ップ装匱。
8. 前記 2焦点コリメ一タレンズは、
第 1のレンズ （272， 34 Ί ) と、
前記第 1のレンズ （2 72， 34 1 ) に対向して設けられた第 2のレンズ （ 2 73, 34 2) と、
前記第 1および第 2のレンズ （2 7 2, 273, 34 1 , 34 2) の間に狭持 され、 前記第 1または第 2の波長に応じて変化する屈折率を持つ部材 （2 74， 3 05) とを含むことを特徴とする請求項 7に記載の光ピックアップ装置。
9. 前記部材 （274) はシァニン系色素であることを特徴とする請求項 8 に記載の光ピックァップ装置。
1 0. 前記部材は、
第 1の透明電極 （3 03， 3 5 1 ) と、
前記第 1の透明電極 （303， 3 5 1 ) に対向して設けられた第 2の透明電極 (304, 3 5 2) と、 前記第 1および第 2の透明電 ¾ ( 3 0 3 , 3 0 4 , 3 1 , Λ ' Λ ' 2 ) の問に狭 持された液晶 （3 0 5) とを含み、
前記第 1または第 2の波 -に応じて前記 1および第 2の透明電極 (3 0 3, 3 04) の問に所定電压を印加する印加手段 （3 0 6) をさらに倔えたことを特 徴とする請求項 8に記載の光ピックァップ装置。
1 1. 前記第 1および第 'λの透明電極 (3 5 1 , 3 5 2) は縞状に形成され ることを特徴とする請求項 1 0に記載の光ピックアツブ装置 :>
1 2. 前記笫 1または第 2の光ディスクからの反射光を検出する光検出器 (2 8) と、
前記レーザ光生成手段 （2 3) からの前記第 1または第 2のレーザ光および前 記反射光を受け、 その受けたレーザ光のうち一部を前記対物レンズ （ 2 1 ) に導 くとともに、 その受けた反射光のうち一部を前 ^光検出器 （2 8) に :くビーム スプリッタ （2 5 5) とをさらに備え、
前記印加手段は、
前記ビームスプリッタが受けたレーザ光のうち当該他の部分を受け、 前記第 1 または第 2のレーザ光のいずれか一方を選択的に透過させる光学フィルタ （3 8 1 ) と、
前記光学フィルタ （3 8 1 ) を透過したレーザ光の光エネルギを電気工ネルギ に変換する変換手段 （3 8 2) と、
前記変換手段からの前記電気エネルギに基づいて前記液品を駆動する駆動手段
(30 6) とを含むことを特徴とする請求項 1 0に記載の光ピックアップ装置。
1 3. 前記レ一ザ光生成手段は、
基板 （60) と、 前記基板 （6 0) 上に設けられ |½記第 1のレ--ザ光を生成す る第 1のレーザ素子 （6 1 ) と、 前記基板 （6 0) 上に設けられ前記第 2のレ一 ザ光を生成する第 2のレーザ素子 （6 2) とを含む半導体レーザ （2 3) と、 前記第 1および第 2のレ一ザ素子を選択的に活性化する活性化手段 （1 7) と を含むことを特徴とする請求項 1に記載の光ビックァップ装置。
1 4. 前記第 1の光ディスクはデジタルビデオディスクであり、 前記第 2の 光ディスクはコンパク トディスクであることを特徴とする請求項 1に記載の光ピ ックアツプ装置。
1 5. 前記第 1の波おは 6 2 ()〜 6 70 n mであり、 前記^ の波 J5は 76 5〜 7 9 5 n mであることを特徴とする請求項 1 4に記載の光ビックァップ装 。
1 6. 前記第 ]の波 は 6 2 5〜 64 5 nmであることを特徴とする請求 ¾ 1 5に記載の光ピックアップ装置。
1 7. 前記開口数変更手段は、 環状の偏光領域を冇する偏光ガラス （2 2) であることを特徴とする請求項 1に記載の光ビックァップ装置。
1 8. 前記開口数変更手段は、 前記対物レンズの光軸を中心とする環状の偏 光領域を有する偏光選択性回折格子 （1 00) であることを特徴とする請求項 1 に記載の光ピックアツプ装置。
1 9. 前記開口数変更手段は、 前記対物レンズの光軸を中心とする環状の偏 光領域を苻する偏光フィルタ （1 20) であることを特徴とする請求 : 1に記載 の光ピックアップ装置。
20. 前記開 Π数変更手段は、 前記対物レンズの光軸を中心とする環状の波 長選択領域を有する波長選択性回折格子 （1 30， 1 80) であることを特徴と する請求項 1に記載の光ピックァップ装蹬。
2 1. 前記波長選択性回折格子 （1 80) は、
回折格子 （1 8 2) が形成された主面を有する回折格子板 （1 8 1 ) と、 前記回折格子板 （1 8 1 ) の前記主而上に形成され、 前記第 1または第 2の波 長に応じて変化する屈折率を持つ膜 （1 8 3) とを含むことを特徴とする請求項 1に記載の光ピックアツプ装置。
22. 前記膜 （1 83) はシァニン系色素であることを特徴とする請求項 2 1に記載の光ピックアップ装置。
23. 前記対物レンズ （2 1 ) の倍率は 0. 0 25〜0. 095であること を特徴とする請求項 1に記載の光ピックァップ装置。
24. 前記対物レンズ （2 1 ) の倍率は 0. 0 25〜0. 06 5であること を特徴とする請求項 23に記載の光ピックァップ装置。
25. 前記レーザ光生成手段は、
前記第 1のレーザ光を生成する第 1のレーザ素子 （6 1 ) と、 前記第 1のレー ザ素子 （6 1 ) から離れて設けられ ίΐίί記第 2のレーザ光を生成する第 2のレーザ 素子 （6 2) とを含む 導体レーザ （ 2 :·! ) と、
前記第 1および笫 'λのレーザ素子を選択的に ¾性化する ^性化丁:段 ( 1 7) と を含み、
前記光学手段は、 前記レーザ光生成手段からの前記第 1または第 2のレーザ光 を受け、 その受けたレーザ光を前記対物レンズ （ 2 1 ) に ？くコリメータレンズ (2 5 4 ) を含み、
前記第 1または第 2の光ディスクからの反射光を検出すろ光検出器 （4 1 1， 5 9 0) と、
前記コリメータレンズ （2 5 4 ) と前記光検出器 （4 1 1， 5 9 0) との に 設けられ、 前記第 1のレーザ光を回折させず前記^ 2のレーザ光を回折させるホ ログラム ( 2 5) とをさらに備えたことを特徴とする ' i求项 1 に記赦の光ビック アップ装置。
26. 前記ホログラム （2 5) は偏光選択'! 1を することを特徴とする 求 項 2 5に記載の光ビックアップ装置。
2 7. 前記ホログラム ( 2 5) は波 ½選択性をィ ίすろことを特徴とする請求 ¾2 5に記載の光ピックアップ装 iSc
2 8. 前記光検出器 （5 9 0) は、
前記第 1の光ディスクからの反射光を受ける第 1の受光部 （5 9 1 ) と、 前記第 1の受光部 （5 9 1 ) から第 1の 向に離れて設けられ、 前記第 2の光 ディスクからの反射光を受ける第 2の受光部 ( 9 2 ) とを含み、
前記第 2の受光部 （5 9 2) は、
前記第 1の方向に延びる第 1 のセンサ （ 5 9 2 Λ "1 ) と、
前記第 1のセンサ （ 5 9 2 Λ 1 ) から前記第 1の 向と乖直な第 2の方向に離 れて設けられた第 2のセンサ （ 5 9 2 Λ 2 ) と、
前記第 1のセンサ （ 5 9 2 Λ 1 ) から前記第 2の方向と反対の第 3の方向に離 れて設けられた第 3のセンサ （ 5 9 2 Λ 3 ) とを むことを特徴とする請求項 2 5に記載の光ピックァップ装置。
2 9. 前記光学手段および前記「;ΡΗ:Ι数変 ίίί手段は^一の光学^子 （6 8 1， 7 6 1 ) を形成することを特徴とする請求项 1に記載の光ビックアップ装置。
3 0. 前記光学 段は、 前記対物レンズ （2 1 ) の光軸を中心とする F]状に 形成され、 前記第 1のレーザ光を问折させず前記第 のレーザ光を冋折させるホ ログラム （6 8 2) であり、
前記開口数変更手段は、 前記ホログラム （6 8 2) の周辺に形成され、 前記第 】 のレーザ光を回折させず前記第 2のレーザ光を冋折させる i!lj折格子 （6 8 3, 7 6 2) であることを特徴とする請求項 2 9に記載の光ビックアップ装置。
3 1. 前記回折格子 （7 6 2) は不均一な格子 ^数を冇することを特徴とす る請求項 3 0に記載の光ピックアツプ装置。
3 2. 前記対物レンズ （2 1 ) を移動させるサーボ機構 （1 9) をさらに備 え、
前記光学素子 （6 8 1 , 7 6 ] ) は前記対物レンズ （ 2 1 ) に固定されること を特徴とする請求項 2 9に記載の光ピックァップ装 。
3 3. 前記第 1のレーザ光を回折させず ΐϊίί記第 2のレ一ザ光を回折させて 3 つに分離するスリ一ビーム 式用の回折格子が形成された主面を有する回折格子 板 （8 9 0) をさらに備えたことを特徴とする詰求项 1に記載の光ビックアツブ
3 4. 回折格子 （1 8 2) が形成された主而を -する回折格子板 （ 1 8 1 ) と、
前記回折格子板 （1 8 1 ) の前記主而上に形成され、 入射光の波長に応じて変 化する屈折率を持つ膜 （] 8 3) とを備えた波 β選択性回折格子。
3 5 · 前記膜 （1 8 3) はシァニン系色素であることを特徴とする請求項 3 4に記載の波長選択性回折格子。
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