WO2007114047A1 - 光ヘッド装置 - Google Patents

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WO2007114047A1
WO2007114047A1 PCT/JP2007/055645 JP2007055645W WO2007114047A1 WO 2007114047 A1 WO2007114047 A1 WO 2007114047A1 JP 2007055645 W JP2007055645 W JP 2007055645W WO 2007114047 A1 WO2007114047 A1 WO 2007114047A1
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WO
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light
optical
objective lens
laser light
polarization
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/055645
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English (en)
French (fr)
Inventor
Akira Kouno
Makoto Kawamura
Shinichi Nagahara
Original Assignee
Pioneer Corporation
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • G11B7/1374Objective lenses
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275Two or more lasers having different wavelengths
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1356Double or multiple prisms, i.e. having two or more prisms in cooperation
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Definitions

  • the present invention is compatible with a plurality of types of optical disks that use the same light source, such as BD (Blu-ray Disc) and HD-DVD, and further, BD (or HD-DVD) and DVD.
  • the present invention relates to the technical field of an optical head device such as an optical pickup that can handle a plurality of types of optical disks that require different light sources.
  • This type of optical head device has a plurality of types of laser light sources so that the same or different laser beams can be irradiated depending on the type of the optical disc set in the optical disc player or recorder, and emitted from these laser light sources.
  • the laser beam is configured to irradiate the optical disk through a common objective lens as a laser beam on a single optical path by passing through a beam splitter or a mirror mirror (see Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-149689
  • Patent Document 2 JP-A-2004-234818
  • the present invention has been made in view of, for example, the above-described problems, and is compatible with a plurality of types of optical discs that are relatively reliable with respect to signal light and whose optical configuration is simplified. It is an object to provide a possible optical head device.
  • the optical head device of the present invention is an optical head device that can handle n (where n is an integer of 3 or more) types of optical discs, and each of the n types of optical discs.
  • Light source means capable of emitting various laser light and laser light emitted from the light source means for the i th (where i is n
  • a first objective lens for condensing on the recording surface of the following (natural number) type optical disc and a laser beam emitted from the light source means are set to the optical head device among the n types of optical discs.
  • a second objective lens for recording and the recording surface One light receiving element that receives the signal light from the recording surface based on the emitted laser light via the first or second objective lens, the i-th type optical disk and the j-th of the laser light
  • a common laser beam that is commonly used for different types of optical discs is guided to the first objective lens when the polarization state of the common laser beam is in the first state and before the polarization state is in the second state.
  • An optical system that guides to the second objective lens, guides the non-common laser light used in the k-type optical disc among the laser lights to the second objective lens, and guides the signal light to the light receiving element; Polarization switching means capable of switching the polarization state to one of the first and second states.
  • a common laser beam which is a laser beam for the set type i optical disc such as a blue laser, is emitted from light source means such as a semiconductor laser device.
  • the polarization state of the laser light is changed to the first state by the switching operation by the polarization switching means composed of, for example, a ⁇ / 2 plate, a ⁇ / 4 plate or the like selectively inserted in the optical path of the common laser light.
  • the common The light is guided to the first objective lens by the optical system.
  • the common laser light is condensed on the recording surface of the i-th type optical disc by the first objective lens. Then, the signal light based on the common laser light irradiated to the recording surface by optical actions such as reflection, transmission, diffraction, refraction, and scattering on the recording surface passes through the first objective lens and the optical system. It is led to one light receiving element. At this time, for example, a ⁇ / 2 plate, a ⁇ / 4 plate, etc. so that the polarization state changes between the optical path of the common laser light (outward path) and the optical path of the signal light (return path) through the first objective lens.
  • An optical member may be disposed in the optical path.
  • the common laser beam is similarly emitted from the light source means.
  • the polarization state of the laser light is set to the second state
  • the common laser light is guided to the second object lens by the optical system.
  • the common laser light is condensed on the recording surface of the j-th type optical disc by the second objective lens.
  • the signal light based on the common laser light irradiated on the recording surface is guided to one light receiving element via the second objective lens and the optical system.
  • the ⁇ / 2 plate, ⁇ / 4 plate, etc. so that the polarization state changes between the optical path of the common laser light (outward path) and the optical path of the signal light (return path) via the second objective lens.
  • An optical member may be disposed in the optical path.
  • non-common laser light such as red laser light or infrared laser light is emitted from the second objective.
  • signal light corresponding thereto is guided to the light receiving element.
  • non-common laser light means that it is not common between the first rinsing disc and the j-th type optical disc, and is different from these, for example, mutual optical characteristics such as between DVD and CD. It is not common to multiple types of optical discs close to, but it does not mean even that. At this time, for example, it is not necessary to change the polarization state between the optical path of the non-common laser light (outward path) and the optical path of the signal light (return path) via the second objective lens.
  • the common laser light is converted into the first and second objective lenses according to whether the polarization state of the common laser light is in the first state or the second state that can be switched by the polarization switching means. Among them, it can be guided toward the objective lens corresponding to the set optical disk. On the other hand, the non-common laser beam can be guided toward the second objective lens corresponding to the set optical disk.
  • Yotsu while taking the form of condensing common laser light separately with two types of objective lenses, it is relatively easy to include not only signal light based on common laser light but also signal light based on non-common laser light, It is possible to guide the signal light to one (that is, common) light receiving element.
  • the i-th type and j-th type optical discs typically BD and HD-DVD which are different types while using a common laser beam.
  • Signal light can be obtained under appropriate optical conditions, and in addition, optical conditions suitable for the k-th type optical disk (typically DVD or CD) using non-common laser light can be obtained. It becomes possible to obtain signal light, and it is possible to improve both the reliability related to the signal light and the simplicity related to the optical configuration very efficiently.
  • the optical system performs a non-polarization process that is at least one of photosynthesis and light separation independent of the polarization state on the non-common laser beam.
  • Laser light used for the k-th type optical disc is guided to the second objective lens.
  • non-common laser light such as a red laser or an infrared laser can be guided to the second objective lens by performing the non-polarization process.
  • the above-mentioned common laser light is subjected to at least one of photosynthesis and light separation depending on the polarization state. Therefore, the processing for the common laser light by the optical system is called “polarization processing”.
  • polarization processing this processing is referred to as “polarization processing” as appropriate.
  • the light source means separates the laser light for one type of optical disc and the laser light for another type of optical disc after generating one light source force, so that they are separately directed toward the optical system.
  • the light source means includes a first laser light source that emits the common laser light and a second laser that emits the non-common laser light. It may be configured to have a light source.
  • the common laser beam is emitted from the first laser light source for the i-th or j-th type optical disc, and the second laser is used for the k-type optical disc.
  • Light source power A non-common laser beam is emitted. Therefore, it is possible to cope with three or more types of optical discs with a relatively simple optical configuration.
  • the optical system performs reflection and transmission on the common laser light depending on the polarization state on the polarization beam splitter surface.
  • the common laser light is guided to the first objective lens
  • the polarization state is in the second state
  • the common laser light is guided to the second objective lens. It may be configured as follows.
  • the optical system is disposed in an optical path of the common laser light, and a part of the common laser light is transferred to the first object.
  • a polarizing beam splitter surface that reflects the lens, transmits the other part, and transmits the signal light part returning from the first objective lens, and an optical path of the non-common laser light, and
  • a half mirror surface that transmits a part of the common laser light toward the second objective lens and reflects the signal light part returning from the second objective lens, and an optical path of the other part of the common laser light.
  • the non-common laser is disposed in the part of the optical path of the non-common laser light, reflects the other part of the common laser light that has passed through the polarization beam splitter surface, and has passed through the half mirror surface.
  • a first diced aperture that passes through the signal light portion that further passes through and returns from the second objective lens, and the signal light portion from the second objective lens that is reflected by the half mirror surface. Is reflected to the light receiving element, and the signal light portion that is transmitted through the polarization beam splitter from the first objective lens is transmitted toward the light receiving element.
  • the common optical beam can be irradiated to the first optical disc through the first laser light source, the polarization beam splitter, and the first objective lens in this order.
  • the i-type optical disc can receive signal light through the first objective lens, the polarization beam splitter surface, and the second dichroic mirror surface in this order.
  • the common laser light is irradiated through the first laser light source, the polarization beam splitter surface, the first dichroic mirror surface, and the second objective lens in this order. it can.
  • the j-type optical disk can receive signal light through the second objective lens, the first dichroic mirror surface, the polarization beam splitter surface, and the second dichroic mirror surface in this order.
  • the k-type optical disc can be irradiated with non-common laser light through the second laser light source, the half mirror surface, the first dichroic mirror surface, and the second objective lens in this order.
  • signal light can be received from the k-th type optical disk through the second objective lens, the first dichroic mirror surface, the half mirror surface, and the second dichroic mirror surface in this order.
  • it can be applied to any type of optical disk.
  • the distance nl on the optical path between the polarization beam splitter surface and the first dichroic mirror surface, the polarization beam splitter surface, and the second dichroic mirror are further provided.
  • Dyke mouth The mirror mirror surface may be arranged.
  • the optical path of the signal light from the i-th type optical disk, the optical path of the signal light from the j-th type optical disk, and the optical path of the signal light from the k-type optical disk disappear when they are reflected or transmitted through one surface of the second dichroic mirror disposed in front of the light receiving element, so that the optical paths of these three signal lights are aligned. Therefore, no matter which of these three signal lights is received, the light receiving element receives light. It becomes possible to receive light at the same position on the surface, and the reliability of the signal light is further improved.
  • the light source means the first and second objective lenses, one light receiving element, the optical system, and the polarization switching means are provided. While increasing the reliability and simplifying the optical configuration, it is possible to handle n types of optical discs. If the distance between the light receiving parts of the light receiving element is large, adjust the distance between each surface so that (nl + n2) (ml + m2) is the same length as the distance between the light receiving parts. Then, the laser beams received by the respective light receiving units maintain a conjugate relationship with each other.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of an optical head device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a basic configuration of an optical head device according to an example.
  • FIG. 3 is a plan view showing a state where the optical head device according to the example records or reproduces information on a DVD.
  • FIG. 4 is a plan view showing a state where the optical head device according to the example records or reproduces information on a CD.
  • FIG. 5 is a plan view showing a state where the optical head device according to the example records information on a BD.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state in which the optical head device according to the example reproduces information from a BD or HD-DVD.
  • FIG. 7 is a plan view showing correction of aberrations in the optical head device according to the example.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing a first embodiment relating to the arrangement of each surface.
  • FIG. 9 is a schematic plan view showing the basic arrangement of each surface.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing a state of polarization switching on the polarization beam splitter surface.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing an optical system of a second embodiment relating to the arrangement of each surface.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing an optical system of a third example according to the arrangement of each surface.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing an optical system of a fourth example relating to the arrangement of each surface.
  • FIG. 14 is a schematic plan view showing an optical system of a fifth example according to the arrangement of each surface.
  • FIG. 15 is a schematic plan view showing the optical system of Example 6 according to the arrangement of each surface.
  • FIG. 16 is a schematic plan view showing the optical system of the first example relating to the number of reflections.
  • FIG. 17 is a schematic plan view showing an optical system of a second example according to the number of reflections.
  • FIG. 18 is a schematic plan view showing an optical system of a third example relating to the number of reflections.
  • FIG. 19 is a schematic plan view showing an optical system of a fourth example according to the number of reflections.
  • FIG. 20 is a schematic plan view showing an optical system of a fifth example relating to the number of reflections. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a perspective view showing the basic configuration of the optical head apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the basic configuration of the optical head apparatus according to the embodiment.
  • the optical head device 1 mainly includes a laser diode 601, a laser diode 602, and a laser diode 603 as examples of “light source means” according to the present invention.
  • BD objective lens 743 as an example of “first objective lens” according to the present invention
  • DVDZCDZHD—DVD objective lens 740 as an example of “second objective lens” according to the present invention
  • An OEIC (Opto-Electron Integrated Circuit) 760 as an example of the “light receiving element” and a prism P01 and a prism P02 as examples of the “optical system” according to the present invention are provided.
  • It constitutes a so-called multi-drive, V, which can read and write information to and from optical discs such as CD, BD or HD—DVD.
  • the laser diode 601 includes a semiconductor laser, for example.
  • a semiconductor laser for example.
  • ⁇ a laser beam '' a so-called red laser beam having a wavelength of 650 nm (i.e.
  • DVD non-common laser light is emitted as forward light (hereinafter, laser light from each laser diode to the optical disk is also referred to as “forward light” as appropriate).
  • the laser diode 602 includes, for example, a semiconductor laser.
  • a laser beam having a wavelength of 780 nm that is, a non-common laser beam dedicated to CD is forwarded. Emits as light.
  • the laser diode 603 includes a semiconductor laser, for example, and as an example of the “common laser beam” according to the present invention, a laser beam having a wavelength of 405 nm (that is, a so-called blue laser beam)
  • Common laser light for BD and HD—DVD is emitted as forward light.
  • the DVD coupling lens 501 is a lens for supplying forward light emitted from the laser diode 601 to the prism P01.
  • CD coupling lens 502 is a lens for supplying forward light emitted from laser diode 602 to prism P01.
  • the shaping element 613 is a lens that enlarges and shapes the common laser light emitted from the laser diode 603.
  • the liquid crystal SW (Switch) element 623 is switched between ON (ON) and ZOFF (OFF). For example, when the switch is ON, the incident common laser beam (linearly polarized light) is emitted as it is, and when it is OFF, The incident common laser beam (linearly polarized light) is converted into circularly polarized light and emitted. If it is not necessary to support HD-D VD, the liquid crystal SW element 623 may be omitted.
  • the Dyke mouth prism 630 is disposed on the intersection of the optical path of the laser light emitted from the laser diode 601 and the optical path of the laser light emitted from the laser diode 602, and is emitted from the laser diode 601.
  • the laser beam is transmitted and reflected by the laser beam emitted from the laser diode 602, so that the optical paths of both laser beams are aligned.
  • Polarizing grating 640 for DVDZCD is a laminated structure of wavelength selective grating 6402 (CD), wavelength selective grating 6403 (DVD), and polarizing filter 6401 (return light countermeasure) (see enlarged view in Fig. 2) )
  • CD wavelength selective grating 6402
  • DVD wavelength selective grating 6403
  • polarizing filter 6401 return light countermeasure
  • the polarization grating 643 generates a sub beam for tracking error by diffracting the incident laser beam (common laser beam), and returns to the laser diode by combining with the broadband 1Z4 wavelength plate 730. Reduce the amount of light.
  • the reflection mirror M01 and the reflection mirror M03 appropriately change the optical path of the laser light by reflecting the irradiated laser light.
  • the prism P01 includes a half mirror surface P01H and a first dichroic mirror surface P01D.
  • the half mirror surface P01H is arranged in the optical path of the non-common laser beam, and transmits a part of the non-common laser beam to the DVDZCDZHD—DVD objective lens 740 and DVDZCDZHD—DVD.
  • the signal light returning from the objective lens 740 (hereinafter, the laser light reflected by the optical disk and reaching the OEIC 760 is also referred to as “return light” as appropriate)
  • the first dichroic mirror surface P01D reflects the common laser light (outward light) and the signal light related thereto (return light), and the non-common laser light (outward light) and the related signal light ( This is the surface that transmits the return light. And it is the optical path of the part (for example, P polarized light) which permeate
  • the prism P02 includes a polarization beam splitter surface P02P and a second dichroic mirror surface PO 2D.
  • the polarization beam splitter surface P02P is arranged in the optical path of the common laser light (outward light).
  • the electric field component of the common laser light reflects the S-polarized light perpendicular to the incident surface
  • the BD In addition to guiding to the objective lens 740 for DVD, the electric field component transmits P-polarized light parallel to the incident surface to guide it to the DVDZCDZHD—DVD objective lens 740.
  • the signal light returning from the BD objective lens 740 (return light) is transmitted, and the signal light returning from the DVDZCDZHD—D VD objective lens 740 is reflected.
  • the second dichroic mirror surface P02D is a surface that transmits the signal light (forward light) related to the common laser light and reflects the signal light (return light) related to the non-common laser light. And both It is an optical path of signal light related to the laser beam (outgoing path light), and is arranged on the optical path of the portion of the signal light (return path light) related to the non-common laser beam that is reflected by the half mirror surface P01H.
  • DVD / CD / HD—DVD collimator 660 and BD collimator 663 convert incident laser light into parallel light.
  • the 1Z2 wavelength plate 673 converts the incident linearly polarized light into linearly polarized light orthogonal to the incident linearly polarized light and emits it.
  • the BD hologram 703 is configured to correct the spherical aberration of the three beams (0th-order diffracted light and first-order diffracted light) included in the BD laser light.
  • the raising mirror 710 converts the laser light that has been made into parallel light into the BD objective lens 743 or D.
  • VDZCDZHD configured to force the DVD objective lens 740 up.
  • the liquid crystal aberration correction element 720 includes, for example, a liquid crystal, and adjusts the optical path of each laser beam using the anisotropy of the dielectric constant and the refractive index of the liquid crystal, thereby coma aberration (tangential direction and Configured to correct for radial) and astigmatism (0 and 45 degrees).
  • the broadband 1Z4 wavelength plate 730 includes a crystal, for example, and converts laser light over a wide band, such as a raised non-common laser light or common laser light, from linearly polarized light to circularly polarized light, Thus, the circularly polarized light is converted to linearly polarized light.
  • the BD objective lens 743 focuses incident laser light (forward path light) on the recording surface of the optical disc (BD), and signal light (return path light) from the recording surface based on the focused laser light.
  • the OE incident laser light
  • DVDZCDZHD—DVD objective lens 740 condenses incident laser light (outgoing light) on the recording surface of an optical disc (DVDZCDZHD—DVD), and signals from the recording surface based on the condensed laser light. Configured to transmit light (return light) to OEIC760
  • FM (Front Monitor: FM) mirror FM0 and FM mirror FM3 are used for common laser light, non-common laser light, or signal light during recording or playback of optical discs (DVD, CD, BD or HD-DVD). It is configured to guide a part of this to a front monitor (not shown).
  • the multi-lens 750 is an optical disc (DVD, CD, BD or HD—DVD) recording surface.
  • the signal light (return light) is collected to the OEIC 760 with a relatively high light collection rate.
  • the OEIC 760 includes a photodiode, for example, and receives the signal light (return light) from the DVD, CD, BD, or HD-DVD recording surface collected by the multi-lens 750 to receive the optical disc. It is configured to be used for recording or playback (DVDZCDZHD—DVD).
  • the optical head device 1 includes the laser diode 601, the laser diode 602, and the laser diode 603 as examples of the “light source unit” according to the invention, BD objective lens 743 as an example of the “first objective lens”, DVDZCDZHD—DVD objective lens 740 as an example of the “second objective lens” according to the present invention, and an example of the “light receiving element” according to the present invention
  • the prism P01 and the prism P02 as an example of the “optical system” according to the present invention, it is possible to deal with a plurality of types of optical disks.
  • FIGS. 7 the operations when recording or reproducing various optical disks using the optical head device 1 according to the present embodiment configured as described above are illustrated in FIGS. 7 is used for explanation.
  • FIG. 3 is a plan view showing how the optical head device according to the embodiment records or reproduces information on the DVD.
  • the laser diode 601 when information is recorded or reproduced on a DVD, first, the laser diode 601 is driven to, for example, a laser beam having a wavelength of 650 nm (ie, a non-common laser dedicated to DVD). Light). The emitted laser light (outgoing light) is transmitted through the Dyke mouth prism 630, generates a sub-beam when passing through the wavelength selective grating 6403 (DV D) of the polarization grating 640 for DVDZCD, and is reflected by the reflecting mirror M01. Is done.
  • a laser beam having a wavelength of 650 nm ie, a non-common laser dedicated to DVD.
  • the emitted laser light (outgoing light) is transmitted through the Dyke mouth prism 630, generates a sub-beam when passing through the wavelength selective grating 6403 (DV D) of the polarization grating 640 for DVDZCD, and is reflected by the reflecting mirror M01. Is done.
  • the light passes through the mirror P01D, is made parallel by the DVDZCDZHD—DVD collimator 660, and is raised toward the DVDZCDZHD—DVD objective lens 740 by the rising mirror 710.
  • the outgoing forward light is corrected for coma (tangential and radial) and astigmatism (0 and 45 degrees) by the liquid crystal aberration correction element 720, and is converted from linearly polarized light by the broadband 1Z4 wavelength plate 730.
  • the DVDZCD ZHD—DVD objective lens 740 irradiates the DVD recording surface.
  • the signal light from the recording surface (return light) based on the laser light irradiated to DV D is the force that reverses the forward path to the first dichroic mirror surface P01D. Is different. That is, of the return light that passes through the first dichroic mirror surface P01D, the light that passes through the half mirror surface P01H is reduced in light amount by the polarization filter 6401 in the DVDZCD polarization grating 640. The return light reflected by the dichroic mirror surface P02D is received by the OEIC 760 via the multi lens 750.
  • information recording or reproduction is suitably performed on a DVD.
  • FIG. 4 is a plan view showing how the optical head device according to the embodiment records or reproduces information on the CD.
  • the main differences from the DVD described above are mainly the type of optical disk used (CD, not DVD), the wavelength of the laser beam (780 nm compared to 650 nm), and the laser diode (laser diode 601) that emits it. Not only the laser diode 602), but also the optical path from the emitted light to the half mirror surface P01H. Other than that, it is basically the same as the case of the above-described DVD, so that the description is omitted as appropriate.
  • the laser diode 602 when recording or reproducing information on a CD, first, the laser diode 602 is driven, for example, a laser beam having a wavelength of 780 nm (ie, a non-common laser beam dedicated to CD). ).
  • the emitted laser light (outgoing light) is reflected by the Dyke mouth prism 630 and reaches the half mirror surface P01H.
  • the recording surface of the optical disc (CD) is irradiated in the same way as in the case of DVD.
  • the signal light (return light) is received by the OEIC 760 in the same manner as in the DVD.
  • information recording or reproduction is suitably performed on a CD.
  • FIG. 5 is a plan view showing how the optical head device according to the embodiment records information on the BD.
  • the main differences from the DVD described above are mainly the type of optical disk used (BD instead of DVD), the wavelength of the laser beam (405 nm compared to 650 nm), and the laser diode (Laser Diode 601) that emits it. Laser diode 603), objective lens (DVDZCDZHD—BD objective lens 743 instead of DVD objective lens 740), and the associated optical path. Other than that, it is basically the same as the case of the DVD described above, so the description will be omitted as appropriate.
  • the laser diode 603 when recording information on a BD, first, the laser diode 603 is driven, for example, a laser beam having a wavelength of 405 nm (ie, for BD and HD-DVD). Common laser beam).
  • the emitted laser light (outgoing light) is enlarged and shaped by the shaping element 613 as S-polarized light perpendicular to the incident surface when entering the polarization beam splitter surface P02P, and passes through the liquid crystal SW element 623 with the switch turned on. Then, a sub beam is generated when passing through the polarization grating 643 and enters the prism P02.
  • the incoming forward light is S-polarized light whose electric field component is perpendicular to the incident surface
  • the reflected S-polarized light is reflected by the polarization beam splitter surface P02P and collimated by the BD collimator 663, and the 1Z2 wavelength plate It is converted to linearly polarized light by 673, guided to the BD hologram 703 by the reflecting mirror M03, and the spherical aberration of the 3 beams (0th order diffracted light and ⁇ 1st order diffracted light) contained in itself is corrected by the BD hologram 703. Then, it is raised toward the object lens 743 for BD by the raising mirror 710.
  • the outgoing forward light is corrected for coma (tangential and radial) and astigmatism (0 and 45 degrees) by the liquid crystal aberration correction element 720, and is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the broadband 1Z4 wavelength plate 730.
  • the recording surface of the optical disc (BD) is irradiated by the objective lens 743 for BD.
  • the signal light (return light) from the recording surface based on the laser light irradiated on the BD is the second dichroic mirror surface. Until P02D, the forward path is reversed, but the subsequent path is different from the forward path.
  • the light reflected by the polarization beam splitter surface P02P is a force that reduces the amount of light by the polarization grating 643.
  • the return path light transmitted through the second dichroic mirror surface P02D passes through the multi lens 750. And received by the OEIC760.
  • information recording is suitably performed on the BD.
  • FIG. 6 is a plan view showing how the optical head device according to the embodiment reproduces information from a BD or HD-DVD.
  • the main difference from the case of the recording related to the BD described above is that the liquid crystal SW element 623 is turned OFF and the optical path of the polarized light associated therewith is different.
  • the rest is basically the same as in the case of the recording related to the BD described above, and the description is omitted as appropriate.
  • the laser diode 603 when information is reproduced from a BD or HD-DVD, the laser diode 603 is driven in the same manner as in the recording related to the BD, for example, a laser diode having a wavelength of 405 nm.
  • the light that is, common laser light common to BD and HD-DVD
  • the emitted laser light (outgoing light) is enlarged and shaped by the shaping element 613 as S-polarized light perpendicular to the incident surface when entering the polarization beam splitter surface P02P.
  • the switch of the liquid crystal SW element 623 is OFF, the emitted outgoing light is converted into linearly polarized light and circularly polarized light.
  • this circularly polarized light is a force that includes elliptically polarized light.
  • the S-polarized light that is perpendicular to the incident surface when entering the polarized beam splitter surface P02P and the polarized light beam splitter surface P02P. Contains P-polarized light parallel to the plane of incidence.
  • the S-polarized light component of the forward light is reflected by the polarization beam splitter P02P, and after that, the same optical path as in the case of BD recording described above is taken, and the BD is passed through the BD objective lens 743 to the BD.
  • Information reproduction is preferably performed.
  • the P-polarized component of the forward light passes through the polarization beam splitter surface P02P and is reflected by the first dichroic mirror surface P01D, the same as in the above-described DVD or CD recording. Take the optical path, DVD / CD / HD DVD objective lens 740 H D—The DVD recording surface is irradiated.
  • the signal light (return light) from the recording surface based on the laser light applied to the HD-DVD is reflected by the first dichroic mirror surface P01D, unlike DVD or CD.
  • the reflected return light is further reflected by the polarized beam splitter surface P02P, and is transmitted through the first dichroic mirror surface P01D and received by the OEIC 760 via the multi lens 750, unlike the case of the force DVD or CD.
  • information is preferably reproduced from a BD or HD-DVD.
  • FIG. 7 is a plan view showing aberration correction in the optical head device according to the example.
  • the optical head device 1 particularly has a collimator slider 665 for sliding the collimators 660 and 663 simultaneously along the optical path of the laser beam, and a mechanism for moving the collimator slider 665. It further includes a collimator moving stepping motor 666, and is configured to correct various aberrations (for example, coma aberration, astigmatism, and spherical aberration) in combination with the liquid crystal aberration correction element 720.
  • various aberrations for example, coma aberration, astigmatism, and spherical aberration
  • the tangential and radial coma aberrations are corrected using the liquid crystal aberration correction element 720.
  • Astigmatism of 0 degrees and 45 degrees is also corrected using the liquid crystal aberration correction element 720.
  • the correction is performed by appropriately moving the collimator slider 665 by the collimator moving stepping motor 666.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing the first embodiment relating to the arrangement of each surface
  • FIG. 9 is a schematic plan view showing the basic arrangement of each surface
  • FIG. FIG. 5 is a schematic plan view showing a state of polarization switching on a beam splitter surface P02 P.
  • an optical head device 1 has a plurality of laser drivers that emit a plurality of laser beams having different wavelengths, and is a half-mirror surface P 01H that is suitable for a plurality of types of optical disks. Arrange the presetter plane P02P, the first dichroic mirror plane P01D, and the second dichroic mirror plane P02D while paying attention to the following (1) to (5).
  • the first dichroic mirror surface P01D and the second dichroic mirror surface P02D are arranged so that the logic is inverted with respect to the wavelength selection and are diagonally located with respect to each other.
  • a light separation / synthesis film (a first mirror surface P01H and a first polarization beam splitter surface P02P) having different functions is disposed on the other diagonal.
  • the logic is inverted” with respect to wavelength selection means that the transmission or reflection for a certain wavelength and the transmission or reflection for another wavelength are inverted.
  • the second dichroic mirror surface P02D transmits the short-wavelength laser light along the round-trip path and reflects the long-wavelength laser light along the round-trip path (see Fig. 9). ). If each surface is arranged in such a relationship, the optical path of the laser beam can be appropriately separated and combined according to the wavelength.
  • the first dichroic mirror surface P01D synthesizes the respective optical paths by reflecting the short-wavelength forward light and transmitting the long-wavelength laser light in the forward path. Both laser beams are guided to one objective lens. Furthermore, since the first dichroic mirror surface P01D reflects the short-wavelength return light and transmits the long-wavelength laser light even in the return path, each optical path is separated this time.
  • the second dichroic mirror surface P02D whose logic is inverted with respect to the first dichroic mirror surface P01D in terms of wavelength selection, is the return path and transmits the short wavelength return light and transmits the long wavelength laser. Since the light is reflected, the respective optical paths are combined, and finally, both the return path lights are received by one light receiving element.
  • non-polarized light is applied to the long-wavelength laser light to reduce the amount of return light and birefringence is reduced.
  • the line segments (ml + m2) and (nl + n2) should be equal.
  • ml is the optical path length between the half mirror surface P01H and the second dichroic mirror surface P02D on the laser light path
  • m2 is the half mirror surface P01H and the first dichroic mirror surface on the laser light path.
  • Nl is the optical path length between the plane of the polarization beam splitter P02P on the optical path of the laser beam P02P and the first dichroic mirror plane P01D
  • n2 is the polarization beam path on the optical path of the laser beam.
  • the optical path length between the presetter surface P02P and the second dichroic mirror surface PO 2D is shown.
  • (4) m2 and n2 should be as small as possible. This allows for a multilayer structure, which promotes miniaturization and reduces costs. However, it is difficult to make both the polarization system for blue and the non-polarization system for red with one film configuration by setting m2 and n2 to 0, respectively. If a single film configuration is used, phase disturbance or the like may occur in each of the short wavelength range (for example, a wavelength range including 405 nm) and the long wavelength range (for example, a wavelength range including 660 nm and 785 nm). Because.
  • the values of m2 and n2 are experimental and The trade-off between phase disturbance and miniaturization is experimentally and simulated, so that the performance and device specifications required for the actual optical head device 1 are satisfied, for example, by film type or solid. What is necessary is just to determine beforehand. In this way, the polarization system and the non-polarization system have different film configurations, and by logically inverting the dike mouth surface as described above, the difficulty of film formation is reduced, and the short to long wavelength range is achieved. Thus, the desired characteristics can be stably obtained.
  • the S-polarized light (return light) and the P-polarized light (return light) that have been returned are combined and can be received by one light receiving element OEIC760. Therefore, it is possible to suitably cope with a plurality of types of optical disks.
  • the half mirror surface P01H, the polarization beam splitter surface P02P, the first dichroic mirror surface P01D, and the second dichroic mirror surface PO 2D are arranged.
  • polarization and non-polarization are appropriately performed, and the laser beam (outgoing light) is condensed separately by two types of objective lenses with relative ease. This makes it possible to guide the signal light (return light) to one light receiving element OEIC760.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing the optical system of the second embodiment relating to the arrangement of each surface.
  • the optical head device 1 differs from the optical head device 1 according to the first embodiment relating to the arrangement of each surface described above in the number of prisms. Specifically, instead of the prisms P01 and P02 that are two prisms, the prism P03 that is one prism is provided, and other configurations are common. Thus, even if the number of prisms changes, the arrangement of the half mirror surface P01H, the polarization beam splitter surface P02P, the first dichroic mirror surface P01D, and the second dichroic mirror surface P02 D in each prism If they are the same, a plurality of types of optical discs can be suitably handled as in the first embodiment described above. At this time, two prisms are not necessarily required.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing the optical system of the third example relating to the arrangement of the surfaces.
  • the optical head device 1 differs from the optical head device 1 according to the first embodiment relating to the arrangement of each surface described above in the presence / absence of a prim and the number of surfaces.
  • the prisms P01 and P02 which are the two prisms, are not! /, Further provided with a third dichroic mirror surface P03D and a half mirror surface P03H, and a wave is directed toward the half mirror surface P03H.
  • the arrangement of the half mirror surface P01H, the polarization beam splitter surface P02P, the first dichroic mirror surface P01D, and the second dichroic mirror surface P02D in each prism is the same as described above.
  • the logic for wavelength selection of the third dichroic mirror surface P03D is inverted compared to the second dichroic mirror surface P02D and arranged so as to be diagonally opposite each other, the wavelength ⁇ 3
  • This laser beam is also focused by the CD objective lens 745 in the same manner as the laser beam of wavelength ⁇ 2.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing the optical system of the fourth example according to the arrangement of the surfaces.
  • the optical head device 1 according to the present embodiment is mainly different from the optical head device 1 according to the first embodiment relating to the arrangement of the surfaces described above between the surfaces. It is an optical distance. Specifically, it is not (nl + n2)-(ml + m2) force ⁇ ). In this case, the interval between the light receiving parts provided in the OEIC 760 should be the same length as (nl + n2) ⁇ (ml + m2). Or, conversely, if the intervals between the light receiving parts of the OEIC 760 are large, the distance between the surfaces is such that (nl + n2)-(ml + m2) is the same length as the distance between the light receiving parts. It is good to adjust.
  • each laser beam (return light) in the OEIC 760 maintains a conjugate relationship.
  • FIG. 14 is a schematic plan view showing the optical system of the fifth example according to the arrangement of the surfaces.
  • the optical head device 1 according to the present embodiment is mainly different from the optical head device 1 according to the first embodiment relating to the arrangement of each surface described above in the configuration of the optical system. is there. Specifically, a DVD / CD / HD—DVD collimator 660, a BD collimator 663, and a cylinder lens 755 are provided, and other configurations are common. Thus, even if the configuration of the optical system changes, the half mirror surface P01H, the polarization beam splitter surface P02P, the first dichroic mirror surface P01D, and the second dichroic mirror surface P02D in each prism If the arrangement is the same, a plurality of types of optical devices are used as in the first embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic plan view showing the optical system of the sixth example according to the arrangement of the surfaces.
  • the optical head device 1 according to the present embodiment is mainly different from the optical head device 1 according to the first embodiment relating to the arrangement of each surface described above in that the laser having the wavelength ⁇ 1 This is the optical path of light (outgoing light).
  • the laser beam having the wavelength ⁇ 1 incident on the polarization beam splitter surface ⁇ ⁇ ⁇ 02 ⁇ is converted into linearly polarized light consisting of only S-polarized light, or a half mirror is used instead of the polarization beam splitter surface ⁇ 02 ⁇ (that is, Can be realized by changing the polarization processing performed on the polarization beam splitter surface ⁇ 02 ⁇ to non-polarization processing).
  • Other configurations are common.
  • the optical path of the other (specifically, the laser beam having the wavelength 2 or 3) is the same as in the first embodiment described above.
  • the first embodiment not only the first embodiment but also the other embodiments described above can be suitably adapted to, for example, DVD, CD, and BD by changing the optical path of the laser light having the wavelength ⁇ 1 as in this embodiment. Become.
  • each surface is arranged as shown in FIGS. 8 to 15, it is possible to suitably cope with a plurality of types of optical disks.
  • the condition regarding the number of times of reflection is imposed because a plurality of objective lenses are used to cope with a plurality of types of optical disks.
  • a plurality of objective lenses for example, DVD ZCDZHD—DVD objective lens 740 and BD objective lens 743 corresponding to a plurality of types of optical discs (eg, DVD, CD, BD, HD-DVD),
  • An optical head device 1 having a single light receiving element (for example, OEIC760) capable of receiving signal light (return path light), and receiving each one of a plurality of types of signal light passing through optical paths having different objective lens strengths.
  • FIG. 16 is a schematic plan view showing the optical system of the first example relating to the number of reflections.
  • the optical head device 1 includes two objective lenses (DVDZCDZ HD—DVD objective lens 740 and BD objective lens 743), four mirrors (mirror Ml, mirror M2). , Mirror M3, mirror M4, of which mirror M4 also functions as a half mirror) and one light-receiving element OEIC760 so that the incident angle at each mirror is 45 degrees It is configured.
  • the mirror Ml and the mirror M2 are, for example, the reflecting mirror M03 shown in FIG. 2, the mirror M3 is, for example, the first dichroic mirror surface P01D shown in FIG. 2, and the mirror M 4 is the polarization beam splitter surface P02P shown in FIG. Correspond to each.
  • FIG. 17 is a schematic plan view showing the optical system of the second example relating to the number of reflections.
  • the optical head device 1 according to the present embodiment is mainly different from the optical head device 1 according to the first embodiment regarding the number of reflections described above in the number of mirrors.
  • two mirrors mirror M2, mirror M4, of which mirror M4 also functions as a half mirror
  • each mirror has an incident angle of 45 degrees.
  • FIG. 18 is a schematic plan view showing the optical system of the third example relating to the number of reflections.
  • the optical head device 1 according to the present embodiment is mainly different from the optical head device 1 according to the first embodiment relating to the number of reflections described above in the incident angle.
  • the incident angle from DVDZCDZHD—DVD objective lens 740 to mirror Ml and the incident angle from BD objective lens 743 to mirror M3 are not 45 degrees.
  • the images do not have to be reversed, and the optical paths are finally aligned when reaching the OEIC 760, so it can be said that it can cope with a plurality of types of optical disks.
  • the incident angle does not have to be limited to 45 degrees, the degree of freedom in designing the optical system is improved. For example, even if the beam is not shaped, it is extremely advantageous in practice because it prevents the loss of accuracy to the extreme and improves the reliability of the optical adjustment of the three beams for tracking errors.
  • FIG. 19 is a schematic plan view showing the optical system of the fourth example according to the number of reflections.
  • the optical head device 1 according to the present embodiment is mainly different from the optical head device 1 according to the first embodiment relating to the number of reflections described above in addition to the return path from each optical disc as well as the forward path. Is also to be considered.
  • two objective lenses DVDZCDZH D—DVD objective lens 740 and BD objective lens 743
  • four mirrors mirror Ml, mirror M2, mirror M3, mirror M4, of which mirror M4 is a polarized beam
  • the mirror M4 also functions as a polarization beam splitter, the laser light (outgoing light) emitted from the laser diode 603 is divided into, for example, S-polarized light and P-polarized light according to the polarization state, and the two objective lenses are separated.
  • the OEIC760 can receive light with the highest light sensitivity regardless of which type of optical disk is set. It becomes possible.
  • FIG. 20 is a schematic plan view showing the optical system of the fifth example relating to the number of reflections.
  • the optical head device 1 according to the present embodiment differs from the optical head device 1 according to the first embodiment relating to the number of reflections described above mainly in the number of objective lenses and mirrors. Is the number of. Specifically, three objective lenses (DVDZCDZHD—DVD objective lens 740, BD objective lens 743, and third objective lens 744), three mirrors (mirror M2, mirror M4, mirror M5, of which mirrors M4 and mirror M5 also function as a half mirror) and one light-receiving element OEIC760, and each mirror has an incident angle of 45 degrees.
  • three objective lenses DVDZCDZHD—DVD objective lens 740, BD objective lens 743, and third objective lens 744
  • three mirrors mirror M2, mirror M4, mirror M5, of which mirrors M4 and mirror M5 also function as a half mirror
  • OEIC760 one light-receiving element
  • the optical head device is compatible with a plurality of types of optical disks using the same light source, such as BD (Blu-ray Disc) and HD-DVD, for example.
  • BD Blu-ray Disc
  • HD-DVD high-density digital versatile disk
  • -DV D and DVD can be used for optical head devices such as optical pickups that can handle multiple types of optical disks that require different light sources.

Abstract

光ヘッド装置は、n(nは3以上の整数)種類の光ディスクの各々用のレーザ光を出射する光源手段と、そこから出射されたレーザ光を第i(iはn以下の自然数)種類の光ディスクの記録面に集光する第1対物レンズ及び第j(jはiと異なるn以下の自然数)種類の光ディスクの記録面に集光する第2対物レンズと、記録面からの信号光を受光する一つの受光素子と、レーザ光のうち上記両光ディスクに共用の共通レーザ光を、該共通レーザ光の偏光状態が第1状態なら第1対物レンズに、第2状態なら第2対物レンズに導き、第k種類の光ディスク用の非共通レーザ光を、第2対物レンズに導くと共に、信号光を受光素子に導く光学系と、偏光状態を第1及び第2状態のいずれか一方に切り替え可能な偏光切換手段とを更に備える。

Description

明 細 書
光ヘッド装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば BD(Blu-ray Disc)と HD-DVDとなど、同一光源光が用いられる複 数種類の光ディスクに対応可能であり、更に、 BD (又は HD-DVD)と DVDとなど、相 異なる光源光が必要となる複数種類の光ディスクにも対応可能な光ピックアップ等の 、光ヘッド装置の技術分野に関する。
背景技術
[0002] この種の光ヘッド装置は、光ディスクプレーヤやレコーダにセットされた光ディスクの 種類に応じて同一又は異なるレーザ光を照射できるように、複数種類のレーザ光源 を有し、これらから出射されたレーザ光を、ビームスプリッタゃノヽーフミラーを介するこ とで、単一光路上にあるレーザ光として共通の対物レンズを介して光ディスクに照射 するように構成されている(特許文献 1、 2参照)。
[0003] 特許文献 1 :特開 2005— 149689号公報
特許文献 2 :特開 2004— 234818号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、例えば背景技術に開示されている技術によれば、共通の対物レンズ を用いるので、各光ディスクを再生するのに適した光学条件で該各光ディスクを再生 することが基本的に困難となり、最終的には、信号光の信頼性がいずれの種類の光 ディスクに対しても高いという状態を構築することは実際上殆ど不可能であるという技 術的問題点がある。
[0005] これに対して、仮に複数の対物レンズを用いる場合には、各光ディスクを再生する のに適した光学条件で該各光ディスクを再生することが可能或いは容易となるであろ う。しかしなら力 この場合には、複数のレーザ光源にカ卩えて、複数の対物レンズや 複数の受光素子なども必要となり、結局、光学構成の複雑高度化を招き、複数種類 の光ディスクに対応可能な、即ちコンパチブルな光ヘッド装置としての本質的な意義 が消滅しかねないという実践上の問題点が生じるものと予想される。
[0006] 本発明は、例えば上述した問題点に鑑みてなされたものであり、信号光に係る信頼 性が比較的高く且つ光学構成の簡易化が図られている、複数種類の光ディスクに対 応可能な光ヘッド装置を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明の光ヘッド装置は上記課題を解決するために、 n (但し、 nは 3以上の整数) 種類の光ディスクに対応可能な光ヘッド装置であって、前記 n種類の光ディスクの各 々用のレーザ光を出射可能である光源手段と、該光源手段から出射されたレーザ光 を、前記 n種類の光ディスクのうち当該光ヘッド装置に対してセットされた第 i (但し、 i は n以下の自然数)種類の光ディスクの記録面に集光するための第 1対物レンズと、 前記光源手段から出射されたレーザ光を、前記 n種類の光ディスクのうち当該光へッ ド装置に対してセットされた第 j (但し、 jは iと異なる n以下の自然数)種類の光ディスク 又は第 k (但し、 kは j及び iのいずれとも異なる n以下の自然数)種類の光ディスクの記 録面に集光するための第 2対物レンズと、前記記録面に集光されたレーザ光に基く 前記記録面からの信号光を、前記第 1又は第 2対物レンズを介して受光する一つの 受光素子と、前記レーザ光のうち前記第 i種類の光ディスク及び前記第 j種類の光ディ スクに共通に用いられる共通レーザ光を、該共通レーザ光の偏光状態が第 1状態に ある場合に前記第 1対物レンズに導き且つ前記偏光状態が第 2状態にある場合に前 記第 2対物レンズに導き、前記レーザ光のうち前記第 k種類の光ディスクに用いられ る非共通レーザ光を前記第 2対物レンズに導くと共に、前記信号光を前記受光素子 に導く光学系と、前記偏光状態を第 1及び第 2状態のいずれか一方に切り替え可能 な偏光切換手段とを備える。
[0008] 本発明の光ヘッド装置によれば、その動作時には、三種類以上の光ディスクのうち 、例えば第 i種類の光ディスク (例えば、 BD)が、光ヘッド装置に対してセットされると、 例えば青色レーザなどのこのセットされた第 i種類の光ディスク用のレーザ光である共 通レーザ光が、半導体レーザ装置等の光源手段から出射される。ここで特に、例え ば共通レーザ光の光路に選択的に挿入される λ /2板、 λ /4板等からなる、偏光切換 手段による切換動作によって、レーザ光の偏光状態が第 1状態とされれば、共通レー ザ光は、光学系によって第 1対物レンズに導かれる。この共通レーザ光は、第 1対物 レンズによって、該第 i種類の光ディスクの記録面に集光される。すると、記録面にお ける反射、透過、回折、屈折、散乱などの光学的作用によって、記録面に照射された 共通レーザ光に基く信号光は、第 1対物レンズ及び光学系を経由して、一つの受光 素子へと導かれる。この際、例えば第 1対物レンズを介しての、共通レーザ光の光路( 往路)と信号光の光路 (復路)とで、偏光状態が変化するように λ /2板、 λ /4板等の 光学部材が光路に配置されてもよい。
[0009] これに対して、例えば第 j種類の光ディスク(例えば、 HD-DVD)力 光ヘッド装置に 対してセットされると、同様に共通レーザ光が光源手段力 出射される。ここで特に、 レーザ光の偏光状態が第 2状態とされれば、共通レーザ光は、光学系によって第 2対 物レンズに導かれる。この共通レーザ光は、第 2対物レンズによって、該第 j種類の光 ディスクの記録面に集光される。すると、記録面における光学的作用によって、記録 面に照射された共通レーザ光に基く信号光は、第 2対物レンズ及び光学系を経由し て、一つの受光素子へと導かれる。この際、例えば第 2対物レンズを介しての、共通 レーザ光の光路 (往路)と信号光の光路 (復路)とで、偏光状態が変化するように λ /2 板、 λ /4板等の光学部材が光路に配置されてもよい。
[0010] 他方で、例えば第 k種類の光ディスク(例えば、 DVDや CD)が光ヘッド装置に対して セットされると、例えば赤色レーザや赤外線レーザ光などの、非共通レーザ光が、第 2対物レンズに導かれると共にこれに応じた信号光が受光素子に導かれる。尚、「非 共通レーザ光」とは、第濯類及び第 j種類の光ディスクとの間で共通でないという意味 であり、これらとは異なる、例えば DVDと CDとの相互間など、光学特性の相互に近い 複数種類の光ディスクに対して共通でな 、ことまでも意味する訳ではな 、。この際、 例えば第 2対物レンズを介しての、非共通レーザ光の光路 (往路)と信号光の光路( 復路)とで、偏光状態を変化させる必要はない。
[0011] このように、共通レーザ光の偏光状態が、偏光切換手段によって切り替え可能な第 1及び第 2状態のいずれにあるかに応じて、共通レーザ光を、第 1及び第 2対物レン ズのうち、セットされた光ディスクに対応する対物レンズの方に導ける。他方で、非共 通レーザ光を、セットされた光ディスクに対応する第 2対物レンズの方に導ける。よつ て、比較的容易にして、二種類の対物レンズで共通レーザ光を別々に集光する形式 を採りつつ、共通レーザ光に基く信号光のみならず非共通レーザ光に基く信号光も 含めて、一つの (即ち、共通の)受光素子へ信号光を導くことが可能となる。この際、 二種類の対物レンズを用いるので、共通レーザ光を用いつつも相異なる種類である 、第 i種類及び第 j種類の光ディスク (典型的には、 BDと HD- DVDと)に対して夫々相 応しい光学条件で、信号光を得ることが可能となり、加えて、非共通レーザ光を用い る第 k種類の光ディスク (典型的には、 DVD或いは CD)に対しても相応しい光学条件 で信号光を得ることが可能となり、信号光に係る信頼性と光学構成に係る簡易性との 両者を、非常に効率良く高めることが可能となる。
[0012] 本発明の光ヘッド装置の一態様では、前記光学系は、前記非共通レーザ光に対し て、偏光状態に依存しない光合成及び光分離の少なくとも一方である非偏光処理を 施すことによって、前記第 k種類の光ディスクに用いられるレーザ光を、前記第 2対物 レンズに導く。
[0013] この態様によれば、例えば赤色レーザや赤外線レーザなどの、非共通レーザ光に ついては、非偏光処理を施すことによって、第 2対物レンズに導くことができる。尚、 前述した共通レーザ光については、偏光状態に依存する光合成及び光分離の少な くとも一方である処理が施されているので、光学系による共通レーザ光に対する処理 は、「偏光処理」と呼ぶこともでき、以下適宜この処理を「偏光処理」と称する。
[0014] 但し、光源手段は、一の種類の光ディスク用のレーザ光と他の種類の光ディスク用 のレーザ光とを、一つの光源力 発生した後に分離することで、光学系に向けて別々 に出射する構成を採ってもよい。即ち、光源手段は、例えば一つのレーザ光源と、光 分離を行う装置とを有してもよいし、或いは、光学系が、一つのレーザ光源からのレ 一ザ光を光分離するように構成してもよ ヽ。
[0015] この非共通レーザ光に対して非偏光処理を施す態様では、前記光源手段は、前記 共通レーザ光を出射する第 1レーザ光源と、前記非共通レーザ光を出射する第 2レ 一ザ光源とを有するように構成してもよ ヽ。
[0016] このように構成すれば、第 i又は第 j種類の光ディスクに対しては、第 1レーザ光源か ら、共通レーザ光が出射され、第 k種類の光ディスクに対しては、第 2レーザ光源力 、非共通レーザ光が出射される。よって、比較的簡単な光学的な構成によって、三種 類以上の光ディスクに対応可能となる。
[0017] この非共通レーザ光に対して非偏光処理を施す態様では、前記光学系は、前記共 通レーザ光に対して、偏光ビームスプリツター面における前記偏光状態に依存する 反射及び透過を施すことで、前記偏光状態が第 1状態にある場合に前記共通レーザ 光を前記第 1対物レンズに導き且つ前記偏光状態が第 2状態にある場合に前記共通 レーザ光を前記第 2対物レンズに導くように構成してもよ 、。
[0018] このように構成すれば、偏光切換手段による切換動作によって共通レーザ光の偏 光状態が第 1状態にある場合には、偏光ビームスプリツター面における偏光状態に依 存する反射及び透過によって、共通レーザ光は、第 1対物レンズに導かれる。これに 対して、偏光切換手段による切換動作によって共通レーザ光の偏光状態が第 2状態 にある場合には、偏光ビームスプリツター面における偏光状態に依存する反射及び 透過によって、共通レーザ光は、第 2対物レンズに導かれる。このように、共通レーザ 光の偏光状態を切り替えることで、第 1及び第 2対物レンズのうち、セットされた光ディ スクの種類に応じた方に、レーザ光を導くことが可能となる。
[0019] 或いはこの非共通レーザ光に対して非偏光処理を施す態様では、前記光学系は、 前記共通レーザ光の光路に配置されており、前記共通レーザ光の一部を前記第 1対 物レンズへ反射すると共に他の部分を透過し、前記第 1対物レンズから戻る前記信 号光部分を透過する偏光ビームスプリツター面と、前記非共通レーザ光の光路に配 置されており、前記非共通レーザ光の一部を前記第 2対物レンズへ向けて透過し、 前記第 2対物レンズから戻る前記信号光部分を反射するハーフミラー面と、前記共通 レーザ光の前記他の部分の光路であり且つ前記非共通レーザ光の前記一部の光路 に配置されており、前記偏光ビームスプリツター面を透過した前記共通レーザ光の他 の部分を反射すると共に前記ハーフミラー面を透過した前記非共通レーザ光の一部 を更に透過し、前記第 2対物レンズから戻る前記信号光部分を透過する第 1ダイク口 イツクミラー面と、前記ハーフミラー面で反射された前記第 2対物レンズからの前記信 号光部分を前記受光素子へ反射すると共に、前記第 1対物レンズから前記偏光ビー ムスプリッタ一面を透過してくる前記信号光部分を前記受光素子へ向けて透過する 第 2ダイクロイツクミラー面とを有してもょ 、。
[0020] このように構成すれば、第確類の光ディスクに対しては、第 1レーザ光源、偏光ビ 一ムスプリッタ一面及び第 1対物レンズをこの順に経由して、共通レーザ光を照射で きる。更に、第 i種類の光ディスクからは、第 1対物レンズ、偏光ビームスプリツター面 及び第 2ダイクロイツクミラー面をこの順に経由して、信号光を受光できる。これに対し て、第 j種類の光ディスクに対しては、第 1レーザ光源、偏光ビームスプリツター面、第 1ダイクロイツクミラー面及び第 2対物レンズをこの順に経由して、共通レーザ光を照 射できる。更に、第 j種類の光ディスクからは、第 2対物レンズ、第 1ダイクロイツクミラー 面、偏光ビームスプリッタ面及び第 2ダイクロイツクミラー面をこの順に経由して、信号 光を受光できる。他方で、第 k種類の光ディスクに対しては、第 2レーザ光源、ハーフ ミラー面、第 1ダイクロイツクミラー面及び第 2対物レンズをこの順に経由して、非共通 レーザ光を照射できる。更に、第 k種類の光ディスクからは、第 2対物レンズ、第 1ダイ クロイツクミラー面、ハーフミラー面及び第 2ダイクロイツクミラー面をこの順に経由して 、信号光を受光できる。このようにいずれの種類の光ディスクに対しても対応可能で ある。
[0021] このように構成した場合更に、前記偏光ビームスプリツター面と前記第 1ダイクロイツ クミラー面との間における前記光路上の距離 nlと、前記偏光ビームスプリツター面と 前記第 2ダイクロイツクミラー面との間における前記光路上の距離 n2と、前記ハーフミ ラー面と前記第 2ダイクロイツクミラー面との間における前記光路上の距離 mlと、前記 第 1ダイクロイツクミラー面と前記ハーフミラー面との間における前記光路上の距離 m2 とについて、 nl +n2=ml +m2なる関係が成立するように、前記偏光ビームスプリツ ター面、前記ハーフミラー面、前記第 1ダイクロイツクミラー面、及び前記第 2ダイク口 イツクミラー面は配置されてもよ 、。
[0022] このように構成すれば、第 i種類の光ディスクからの信号光の光路、第 j種類の光ディ スクからの信号光の光路、及び第 k種類の光ディスクからの信号光の光路と 、う三つ の信号光の光路のずれが、受光素子の手前に配置されている第 2ダイクロイツクミラ 一面を反射又は透過した際に、消滅するので、これら三つの信号光の光路が揃う。よ つて、これら三つの信号光のいずれが受光される場合であっても、受光素子の受光 面上の同一位置にて、受光することが可能となり、信号光の信頼性が一層高められ る。
[0023] 以上詳細に説明したように、本発明の光ヘッド装置によれば、光源手段、第 1及び 第 2対物レンズ、一つの受光素子、光学系及び偏光切換手段を備えるので、信号光 に係る信頼性を高めつつ且つ光学構成の簡易化を図りつつ、 n種類の光ディスク〖こ 対応可能となる。尚、受光素子に備わる各受光部の間隔が空いているならば、(nl +n2) (ml +m2)がこの各受光部の間隔と同じ長さになるように、各面の間隔を 調整すると、各受光部で受光されるレーザ光は、互いに共役な関係が保たれる。
[0024] 本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施例力 明らかにされよう。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]本発明の実施例に係る光ヘッド装置の基本構成を示す斜視図である。
[図 2]実施例に係る光ヘッド装置の基本構成を示す平面図である。
[図 3]実施例に係る光ヘッド装置が DVDに対して情報の記録又は再生を行う様子を 示す平面図である。
[図 4]実施例に係る光ヘッド装置が CDに対して情報の記録又は再生を行う様子を示 す平面図である。
[図 5]実施例に係る光ヘッド装置が BDに対して情報の記録を行う様子を示す平面図 である。
[図 6]実施例に係る光ヘッド装置が BD又は HD— DVDに対して情報の再生を行う様 子を示す平面図である。
[図 7]実施例に係る光ヘッド装置における収差の補正を示す平面図である。
[図 8]各面の配置に係る第 1実施例を示す模式的平面図である。
[図 9]各面の基本配置を示す模式的平面図である。
[図 10]偏光ビームスプリツター面における偏光切り換えの様子を示す模式的平面図 である。
[図 11]各面の配置に係る第 2実施例の光学系を示す模式的平面図である。
[図 12]各面の配置に係る第 3実施例の光学系を示す模式的平面図である。
[図 13]各面の配置に係る第 4実施例の光学系を示す模式的平面図である。 [図 14]各面の配置に係る第 5実施例の光学系を示す模式的平面図である。
[図 15]各面の配置に係る第 6実施例の光学系を示す模式的平面図である。
[図 16]反射の回数に係る第 1実施例の光学系を示す模式的平面図である。
[図 17]反射の回数に係る第 2実施例の光学系を示す模式的平面図である。
[図 18]反射の回数に係る第 3実施例の光学系を示す模式的平面図である。
[図 19]反射の回数に係る第 4実施例の光学系を示す模式的平面図である。
[図 20]反射の回数に係る第 5実施例の光学系を示す模式的平面図である。 符号の説明
1 光ヘッド装置
601 レーザダイオード
602 レーザダイオード
603 レーザダイオード
501 DVDカップリングレンズ
502 CDカップリングレンズ
613 整形素子
623 液晶 SW素子
630 ダイク口プリズム
640 DVDZCD用偏光グレーティング
643 偏光グレーティング
M01 反射ミラー
M03 反射ミラー
P01 プリズム
P01H ハーフミラー面
P01D 第 1ダイクロイツクミラー面
P02 プリズム
P02P 偏光ビームスプリツター面
P02D 第 2ダイクロイツクミラー面
660 DVD/CD/HD— DVD用コリメータ 663 BD用コリメータ
673 1Z2波長板
703 BD用ホログラム
710 立ち上げミラー
720 液晶収差補正素子
730 広帯域 1Z4波長板
743 BD用対物レンズ
740 DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ
FMO FM用ミラー
FM3 FM用ミラー
750 マルチレンズ
760 OEIC
発明を実施するための最良の形態
[0027] 以下、本発明を実施するための最良の形態について実施形態毎に順に図面に基 づいて説明する。
<光ヘッド装置の構成 >
実施例に係る光ヘッド装置の基本的な構成を図 1及び図 2を参照して説明する。こ こに、図 1は、本発明の実施例に係る光ヘッド装置の基本構成を示す斜視図であり、 図 2は、実施例に係る光ヘッド装置の基本構成を示す平面図である。
[0028] 図 1及び図 2に示すように、本実施例に係る光ヘッド装置 1は、主に本発明に係る「 光源手段」の一例としてのレーザダイオード 601、レーザダイオード 602及びレーザ ダイオード 603と、本発明に係る「第 1対物レンズ」の一例としての BD用対物レンズ 7 43と、本発明に係る「第 2対物レンズ」の一例としての DVDZCDZHD— DVD用対 物レンズ 740と、本発明に係る「受光素子」の一例としての OEIC (Opto- Electronic In tegrated Circuit) 760と、本発明に係る「光学系」の一例としてのプリズム P01及びプ リズム P02とを備え、複数種類(例えば、 DVD、 CD、 BD或いは HD— DVD)の光デ イスクに対して情報の読み書きが可能な、 V、わゆるマルチドライブを構成する。
[0029] レーザダイオード 601は、例えば半導体レーザを備えて成り、本発明に係る「非共 通レーザ光」の一例として、所謂赤色レーザ光である、波長 650nmのレーザ光 (即ち
、 DVD専用の非共通レーザ光)を、往路光(以下、各レーザダイオードから光デイス クまでのレーザ光を適宜「往路光」とも言う)として出射する。
[0030] レーザダイオード 602は、例えば半導体レーザを備えて成り、本発明に係る「非共 通レーザ光」の一例として、波長 780nmのレーザ光(即ち、 CD専用の非共通レーザ 光)を、往路光として出射する。
[0031] レーザダイオード 603は、例えば半導体レーザを備えて成り、本発明に係る「共通 レーザ光」の一例として、所謂青色レーザ光である、波長 405nmのレーザ光 (即ち、
BD用と HD— DVD用とで共通の共通レーザ光)を、往路光として出射する。
[0032] DVDカップリングレンズ 501は、レーザダイオード 601から出射された往路光をプリ ズム P01に供給するためのレンズである。
[0033] CDカップリングレンズ 502は、レーザダイオード 602から出射された往路光をプリズ ム P01に供給するためのレンズである。
[0034] 整形素子 613は、レーザダイオード 603から出射された共通レーザ光を、拡大整形 するレンズである。
[0035] 液晶 SW (Switch)素子 623は、スィッチの ON (オン) ZOFF (オフ)が切り換えられ 、例えば ONの際は入射する共通レーザ光(直線偏光)をそのまま出射し、 OFFの際 は、入射する共通レーザ光(直線偏光)を円偏光に変換して出射する。尚、 HD-D VDに対応する必要がない場合には、液晶 SW素子 623はなくてもよい。
[0036] ダイク口プリズム 630は、レーザダイオード 601から出射されたレーザ光の光路と、 レーザダイオード 602から出射されたレーザ光の光路との交点上に配置されており、 レーザダイオード 601から出射されたレーザ光を透過し、レーザダイオード 602から 出射されたレーザ光を反射することで、両レーザ光の光路を揃えるように構成される
[0037] DVDZCD用偏光グレーティング 640は、波長選択性グレーティング 6402 (CD) 及び波長選択性グレーティング 6403 (DVD)、並びに偏光フィルタ 6401 (戻り光対 策)の積層構造(図 2中の拡大図を参照)を採り、トラッキングエラー用のサブビームを 発生させると共に、広帯域 1Z4波長板 730との組み合わせにより各レーザダイォー ドへの戻り光量を低減する。
[0038] 偏光グレーティング 643は、入射されるレーザ光(共通レーザ光)を回折することでト ラッキングエラー用のサブビームを発生させると共に、広帯域 1Z4波長板 730との組 み合わせによりレーザダイオードへの戻り光量を低減する。
[0039] 反射ミラー M01及び反射ミラー M03は、照射されるレーザ光を反射することで、レ 一ザ光の光路を適宜変更する。
[0040] プリズム P01は、ハーフミラー面 P01H及び第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dを備え る。
[0041] ここに、ハーフミラー面 P01Hは、非共通レーザ光の光路に配置されており、非共 通レーザ光の一部を DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740へ向けて透過する と共に、 DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740から戻る信号光(以下、光デイス クに反射されて OEIC760へ至るレーザ光を適宜「復路光」とも言う)部分を反射する
[0042] ここに、第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dは、共通レーザ光 (往路光)及びそれに係 る信号光 (復路光)を反射し、非共通レーザ光 (往路光)及びそれに係る信号光 (復 路光)を透過する面である。そして、共通レーザ光のうち偏光ビームスプリツター面 PO 2Pを透過する部分 (例えば、 P偏光)の光路であり、且つ非共通レーザ光の一部の光 路に配置される。
[0043] プリズム P02は、偏光ビームスプリツター面 P02P及び第 2ダイクロイツクミラー面 PO 2Dを備える。
[0044] ここに、偏光ビームスプリツター面 P02Pは、共通レーザ光 (往路光)の光路に配置 されており、例えば共通レーザ光のうち電界成分が入射面に垂直な S偏光を反射し て BD用対物レンズ 740へと誘導すると共に、電界成分が入射面に平行な P偏光を 透過して DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740へと誘導する。加えて、 BD用 対物レンズ 740から戻る信号光 (復路光)を透過すると共に、 DVDZCDZHD— D VD用対物レンズ 740から戻る信号光を反射する。
[0045] ここに、第 2ダイクロイツクミラー面 P02Dは、共通レーザ光に係る信号光 (往路光) を透過し、非共通レーザ光に係る信号光 (復路光)を反射する面である。そして、共 通レーザ光 (往路光)に係る信号光の光路であり、且つ非共通レーザ光に係る信号 光 (復路光)のうちハーフミラー面 P01Hに反射される部分の光路に配置される。
[0046] DVD/CD/HD— DVD用コリメータ 660及び BD用コリメータ 663は、入射される レーザ光を平行光にする。
[0047] 1Z2波長板 673は、入射する直線偏光を,それと直交する直線偏光に変換して出 射する。
[0048] BD用ホログラム 703は、 BD用のレーザ光に含まれる 3ビーム(0次回折光、士 1次 回折光)の球面収差を補正するように構成される。
[0049] 立ち上げミラー 710は、平行光にされたレーザ光を BD用対物レンズ 743或いは D
VDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740へ向力つて立ち上げるように構成される。
[0050] 液晶収差補正素子 720は、例えば液晶を備えて成り、液晶の持つ誘電率及び屈 折率の異方性を利用して、各レーザ光の光路を調整し、コマ収差 (接線方向及び径 方向)及び非点収差 (0度及び 45度)を補正するように構成される。
[0051] 広帯域 1Z4波長板 730は、例えば水晶を備えて成り、立ち上げられた非共通レー ザ光或いは共通レーザ光のように広帯域にわたるレーザ光を、直線偏光から円偏光 へと変換し、他方で、円偏光から直線偏光へと変換する。
[0052] BD用対物レンズ 743は、入射するレーザ光 (往路光)を光ディスク (BD)の記録面 に集光すると共に、集光されたレーザ光に基く記録面からの信号光 (復路光)を、 OE
IC760へと伝達するように構成される。
[0053] DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740は、入射するレーザ光(往路光)を光 ディスク(DVDZCDZHD— DVD)の記録面に集光すると共に、集光されたレーザ 光に基く記録面からの信号光 (復路光)を、 OEIC760へと伝達するように構成される
[0054] FM (Front Monitor:FM)用ミラー FM0及び FM用ミラー FM3は、光ディスク( DVD、 CD、 BD或いは HD— DVD)の記録又は再生時に、共通レーザ光、非共通 レーザ光、若しくは信号光の一部を、不図示のフロントモニタへと誘導するように構成 される。
[0055] マルチレンズ 750は、光ディスク(DVD、 CD、 BD或いは HD— DVD)の記録面か らの信号光 (復路光)を、 OEIC760へと比較的高集光率で集光するように構成され る。
[0056] OEIC760は、例えばフォトダイオードを備えて成り、マルチレンズ 750によって集 光された、 DVD、 CD、 BD或いは HD— DVDの記録面からの信号光(復路光)を、 受光することで光ディスク(DVDZCDZHD— DVD)の記録又は再生に供するよう に構成される。
[0057] 以上のように本実施例に係る光ヘッド装置 1は、本発明に係る「光源手段」の一例と してのレーザダイオード 601、レーザダイオード 602及びレーザダイオード 603と、本 発明に係る「第 1対物レンズ」の一例としての BD用対物レンズ 743と、本発明に係る「 第 2対物レンズ」の一例としての DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740と、本発 明に係る「受光素子」の一例としての OEIC760と、本発明に係る「光学系」の一例と してのプリズム P01及びプリズム P02とを備えて構成されているので、複数種類の光 ディスクに対応可能となる。
<各種光ディスクの記録又は再生に係る動作 >
次に、以上のように構成された本実施例に係る光ヘッド装置 1を用いて各種光ディ スクの記録又は再生を行う際の動作について、図 1及び図 2に加えて、図 3から図 7を 用いて説明する。
< < DVDに対して情報の記録又は再生を行う際の動作 > >
先ず、図 3を用いて、本実施例に係る光ヘッド装置 1が DVDに対して情報の記録 又は再生を行う際の動作を説明する。ここに、図 3は、実施例に係る光ヘッド装置が DVDに対して情報の記録又は再生を行う様子を示す平面図である。
[0058] 図 3に示すように DVDに対して情報の記録又は再生を行う際には、先ず、レーザダ ィオード 601が駆動されて、例えば波長 650nmのレーザ光(即ち、 DVD専用の非共 通レーザ光)を出射する。出射されたレーザ光 (往路光)は、ダイク口プリズム 630を透 過し、 DVDZCD用偏光グレーティング 640の波長選択性グレーティング 6403 (DV D)を通過する際にサブビームを発生し、反射ミラー M01に反射される。反射された 往路光の一部はハーフミラー面 P01Hに反射されて FM用ミラー FM01を介してフロ ントモニタに導かれ、残りはプリズム P01内のハーフミラー面 P01H及び第 1ダイク口 イツクミラー面 P01Dを透過し、 DVDZCDZHD— DVD用コリメータ 660によって平 行光にされ、立ち上げミラー 710により DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740 へ向かって立ち上げられる。立ち上げられた往路光は、液晶収差補正素子 720によ つてコマ収差 (接線方向及び径方向)及び非点収差 (0度及び 45度)が補正され、広 帯域 1Z4波長板 730によって直線偏光から円偏光へと変換された後、 DVDZCD ZHD— DVD用対物レンズ 740によって DVDの記録面に照射される。加えて、 DV Dに照射されたレーザ光に基く記録面からの信号光 (復路光)は、第 1ダイクロイツクミ ラー面 P01Dまでは往路を逆に迪る力 それ以降の経路は、往路とは異なる。即ち、 第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dを透過する復路光のうち、ハーフミラー面 P01Hを透 過するものは、 DVDZCD用偏光グレーティング 640内の偏光フィルタ 6401によつ て光量が低減されるが、第 2ダイクロイツクミラー面 P02Dによって反射された復路光 は、マルチレンズ 750を介して、 OEIC760によって受光される。
[0059] 以上、図 3を用いて示したように、本実施例に係る光ヘッド装置 1によると、 DVDに 対して情報の記録又は再生が好適に行われることとなる。
< < CDに対して情報の記録又は再生を行う際の動作 > >
続いて、図 4を用いて、本実施例に係る光ヘッド装置 1が CDに対して情報の記録 又は再生を行う際の動作を説明する。ここに、図 4は、実施例に係る光ヘッド装置が CDに対して情報の記録又は再生を行う様子を示す平面図である。この際、上述した DVDの場合と異なるのは主に、使用される光ディスクの種類 (DVDでなく CD)、レー ザ光の波長(650nmでなぐ 780nm)、それを出射するレーザダイオード(レーザダ ィオード 601でなくレーザダイオード 602)、及び出射されて力もハーフミラー面 P01 Hに至るまでの光路である。それ以外は基本的に上述した DVDの場合と同様である ため、適宜説明を省略する。
[0060] 図 4に示すように CDに対して情報の記録又は再生を行う際には、先ず、レーザダイ オード 602が駆動されて、例えば波長 780nmのレーザ光(即ち、 CD専用の非共通 レーザ光)を出射する。出射されたレーザ光 (往路光)は、ダイク口プリズム 630に反 射され、ハーフミラー面 P01Hに至る。それ以降は、 DVDの場合と同様にして、光デ イスク (CD)の記録面に照射される。加えて、集光されたレーザ光に基く記録面から の信号光 (復路光)は、 DVDの場合と同様にして、 OEIC760によって受光される。
[0061] 以上、図 4を用いて示したように、本実施例に係る光ヘッド装置 1によると、 CDに対 して情報の記録又は再生が好適に行われることとなる。
< < BDに対して情報の記録を行う際の動作 > >
続いて、図 5を用いて、本実施例に係る光ヘッド装置 1が BDに対して情報の記録を 行う際の動作を説明する。ここに、図 5は、実施例に係る光ヘッド装置が BDに対して 情報の記録を行う様子を示す平面図である。この際、上述した DVDの場合と異なる のは主に、使用される光ディスクの種類(DVDでなく BD)、レーザ光の波長(650nm でなぐ 405nm)、それを出射するレーザダイオード(レーザダイオード 601でなくレ 一ザダイオード 603)、対物レンズ(DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740でな く BD用対物レンズ 743)、及びそれに伴う光路である。それ以外は基本的に上述し た DVDの場合と同様であるため、適宜説明を省略する。
[0062] 図 5に示すように BDに対して情報の記録を行う際には、先ず、レーザダイオード 60 3が駆動されて、例えば波長 405nmのレーザ光(即ち、 BD用と HD— DVD用とで共 通の共通レーザ光)を出射する。出射されたレーザ光 (往路光)は、整形素子 613に よって偏光ビームスプリツター面 P02Pに入射する際の入射面に垂直な S偏光として 拡大整形され、スィッチが ONの液晶 SW素子 623をそのまま通過し、偏光グレーティ ング 643通過する際にサブビームを発生し、プリズム P02内へ侵入する。この際、進 入する往路光は電界成分が入射面に垂直な S偏光なので、偏光ビームスプリツター 面 P02Pで反射され、反射された S偏光は BD用コリメータ 663によって平行光にされ 、 1Z2波長板 673によって直線偏光に変換され、反射ミラー M03によって BD用ホロ グラム 703へと誘導され、 BD用ホログラム 703によって自身に含まれる 3ビーム(0次 回折光、 ± 1次回折光)の球面収差が補正され、立ち上げミラー 710により BD用対 物レンズ 743へ向かって立ち上げられる。立ち上げられた往路光は、液晶収差補正 素子 720によってコマ収差 (接線方向及び径方向)及び非点収差 (0度及び 45度)が 補正され、広帯域 1Z4波長板 730によって直線偏光から円偏光へと変換され、 BD 用対物レンズ 743によって光ディスク(BD)の記録面に照射される。カロえて、 BDに照 射されたレーザ光に基く記録面からの信号光 (復路光)は、第 2ダイクロイツクミラー面 P02Dまでは往路を逆に迪るが、その後の経路は、往路とは異なる。即ち、復路光の うち、偏光ビームスプリツター面 P02Pに反射されるものは、偏光グレーティング 643 によって光量が低減される力 第 2ダイクロイツクミラー面 P02Dを透過した復路光は、 マルチレンズ 750を介して、 OEIC760によって受光される。
[0063] 以上、図 5を用いて示したように、本実施例に係る光ヘッド装置 1によると、 BDに対 して情報の記録が好適に行われることとなる。
< < BD又は HD— DVDに対して情報の再生を行う際の動作 > >
続いて、図 6を用いて、本実施例に係る光ヘッド装置 1が BD又は HD— DVDに対 して情報の再生を行う際の動作を説明する。ここに、図 6は、実施例に係る光ヘッド装 置が BD又は HD— DVDに対して情報の再生を行う様子を示す平面図である。この 際、上述した BDに係る記録の場合と異なるのは主に、液晶 SW素子 623を OFFに する点及びそれに伴う偏光の光路の違いである。それ以外は基本的に上述した BD に係る記録の場合と同様であるため、適宜説明を省略する。
[0064] 図 6に示すように BD又は HD— DVDに対して情報の再生を行う際には、 BDに係 る記録の場合と同様にレーザダイオード 603が駆動されて、例えば波長 405nmのレ 一ザ光 (即ち、 BD用と HD— DVD用とで共通の共通レーザ光)を出射する。出射さ れたレーザ光 (往路光)は、整形素子 613によって偏光ビームスプリツター面 P02Pに 入射する際の入射面に垂直な S偏光として拡大整形される。ここで特に、 BDに係る 記録の場合とは異なり、液晶 SW素子 623のスィッチが OFFであるため、出射された 往路光は、直線偏光力 円偏光へと変換される。この円偏光は、広義には楕円偏光 も含む趣旨である力 いずれにせよ、偏光ビームスプリツター面 P02Pに入射する際 の入射面に垂直な S偏光と、偏光ビームスプリツター面 P02Pに入射する際の入射面 に平行な P偏光とを含有する。故に、往路光のうち S偏光の成分は偏光ビームスプリ ッタ一面 P02Pに反射され、その後は上述した BDの記録の場合と同様の光路を採り 、 BD用対物レンズ 743を介して BDに対して情報の再生が好適に行われる。他方で 、往路光のうち P偏光の成分は偏光ビームスプリツター面 P02Pを透過して、第 1ダイ クロイツクミラー面 P01Dによって反射されると、その後は上述した DVD或いは CDの 記録時と同様の光路を採り、 DVD/CD/HD DVD用対物レンズ 740によって H D— DVDの記録面に照射される。加えて、 HD— DVDに照射されたレーザ光に基く 記録面からの信号光 (復路光)は、 DVD或いは CDの場合と異なり、第 1ダイクロイツ クミラー面 P01Dによって反射される。反射された復路光は、更に偏光ビームスプリツ ター面 P02Pによって反射される力 DVD或いは CDの場合と異なり、第 1ダイクロイ ックミラー面 P01Dを透過して、マルチレンズ 750を介して、 OEIC760によって受光 される。
[0065] 以上、図 6を用いて示したように、本実施例に係る光ヘッド装置 1によると、 BD又は HD— DVDに対して情報の再生が好適に行われることとなる。
< <光ヘッド装置 1における収差の補正 > >
続いて、図 7を用いて、本実施例に係る光ヘッド装置 1における収差の補正につい て説明を加える。ここに、図 7は、実施例に係る光ヘッド装置における収差の補正を 示す平面図である。
[0066] 図 7において、本実施例に係る光ヘッド装置 1は特に、レーザ光の光路に沿って各 コリメータ 660, 663を同時にスライドさせるコリメータスライダ 665と、該コリメータスラ イダ 665を移動するためのコリメータ移動用ステッピングモータ 666とを更に備え、液 晶収差補正素子 720と併せて各種収差 (例えば、コマ収差、非点収差及び球面収差 )を補正するよう構成されて 、る。
[0067] 接線方向及び径方向のコマ収差は、液晶収差補正素子 720を用いて補正される。
[0068] 0度及び 45度の非点収差も、液晶収差補正素子 720を用いて補正される。
[0069] 球面収差を補正する際には、コリメータスライダ 665をコリメータ移動用ステッピング モータ 666によって適宜移動させることで補正される。
[0070] 以上、図 7を用いて示したように、複数種類の光ディスクに対応する上で生じ得る各 種収差が好適に補正されることとなる。
[0071] 以上、図 3から図 7を用いて示したように、本実施例に係る光ヘッド装置 1によると、 複数種類の光ディスクに対応可能ないわゆるマルチドライブを実現可能となる。 <各面の配置について >
次に、上述した光ヘッド装置 1の中でも特に、ハーフミラー面 P01H、偏光ビームス プリッタ一面 P02P、第 1ダイクロイツクミラー面 P01D及び第 2ダイクロイツクミラー面 P 02Dの各面の配置の基本的な考え方について、図 8から図 15を用いて説明をカロえ る。
< <各面の配置に係る第 1実施例 > >
先ず、図 8から図 10を用いて、各面の配置に係る第 1実施例について説明する。こ こに、図 8は、各面の配置に係る第 1実施例を示す模式的平面図であり、図 9は、各 面の基本配置を示す模式的平面図であり、図 10は、偏光ビームスプリツター面 P02 Pにおける偏光切り換えの様子を示す模式的平面図である。
[0072] 図 8において、光ヘッド装置 1は、複数の波長の異なるレーザ光を出射する複数の レーザドライバを有し、複数種類の光ディスクに好適に対応すベぐハーフミラー面 P 01H、偏光ビームスプリツター面 P02P、第 1ダイクロイツクミラー面 P01D及び第 2ダ ィクロイツクミラー面 P02Dを以下の(1)から (5)に留意して配置する。
[0073] (1)第 1ダイクロイツクミラー面 P01D及び第 2ダイクロイツクミラー面 P02Dは、波長 選択について論理が反転し、且つ互いに対角に位置するように配置する。加えて、 他の対角には、機能の異なる、光分離合成膜 (ノヽ一フミラー面 P01H及び偏光ビー ムスプリッタ一面 P02P)を配置する。ここで、波長選択について「論理が反転」してい るとは、ある波長についての透過又は反射と、他の波長についての透過又は反射と が反転していることを言う。具体的には、第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dが短波長( 例えば λ l =405nm)のレーザ光を往復路共に反射し、且つ長波長(例えば λ 2 = 660或いはえ 3 = 785nm)のレーザ光を往復路共に透過させる場合には、第 2ダイ クロイツクミラー面 P02Dが短波長レーザ光を往復路共に透過し、且つ長波長レーザ 光を往復路共に反射させるような関係を指す (図 9参照)。このような関係で各面を配 置すれば、波長に応じてレーザ光の光路を適宜分離 Z合成できる。例えば、第 1ダイ クロイツクミラー面 P01Dは、往路で、短波長の往路光を反射し長波長のレーザ光を 透過することで各々の光路を合成する。そして、両レーザ光は共に一つの対物レン ズに導かれる。更に、第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dは、復路でも、短波長の復路 光を反射し長波長のレーザ光を透過するので、今度は各々の光路を分離する。その 後、波長選択について第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dとは論理が反転している第 2 ダイクロイツクミラー面 P02Dは、復路で、短波長の復路光を透過し長波長のレーザ 光を反射するので、各々の光路が合成され、最終的に一つの受光素子によって、両 復路光ともが受光されることとなる。尚、本実施例によると、上述の如き波長依存性の あるレーザ光の光路の分離 Z合成に加えて、偏光依存性のある偏光ビームスプリツ ター面 P02Pによる偏光処理、及び偏光依存性のな!、ノヽ一フミラー面 P01Hによる非 偏光処理も施されるので、短波長のレーザ光には偏光処理を施して偏光光とするこ とで、 SZNが好適に確保できるうえに、各対物レンズでの光利用効率が向上する。 他方で、長波長のレーザ光には非偏光処理を施して非偏光光とすることで、戻り光 量の変動が抑制され複屈折も軽減される。
[0074] (2)この際、線分 (ml +m2)と (nl +n2)とを等しくするとよ 、。即ち、(ml +m2) - (nl +n2) =0となるように、各面の間の光学的な距離 (即ち、光路長)を設定すると よい。ここに、 mlはレーザ光の光路上のハーフミラー面 P01Hと第 2ダイクロイツクミラ 一面 P02Dとの間の光路長を、 m2はレーザ光の光路上のハーフミラー面 P01Hと第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dとの間の光路長を、 nlはレーザ光の光路上の偏光ビ 一ムスプリッタ一面 P02Pと第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dとの間の光路長を、 n2は レーザ光の光路上の偏光ビームスプリツター面 P02Pと第 2ダイクロイツクミラー面 PO 2Dとの間の光路長を夫々示す。即ち、第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dと第 2ダイク口 イツクミラー面 P02Dとの間で分離され互いに異なる光路を迪る複数のレーザ光の間 で、光路差を解消するよう配置するとよい。このように配置されると、各レーザ光が互 いに共役な関係を保持できる。
[0075] (3)レーザ光が複数種類使われても、複数の信号光は 1つの OEIC760で受光す ることが望ましい。システム構成の簡素化からの要請である。この要請に対しては、上 述した各面の配置によって光路を合成することで応えることができる。
[0076] (4) m2及び n2 (図 8参照)は極力小さくするとよい。これにより、多層構造が可能と なり、小型化が促進され、コストが削減される。ただし、 m2及び n2を夫々 0にして、 1 つの膜構成により青に対する偏光系と赤に対する非偏光系とを両立させることは困 難である。仮に、 1つの膜構成にすると、短波長域 (例えば 405nmを含む波長域)及 び長波長域 (例えば 660nm及び 785nmを含む波長域)の各々の波長域において、 位相の乱れ等が発生し得るからである。従って、 m2及び n2の値は、予め実験的、経 験的、シミュレーション等により、位相の乱れと、小型化というトレードオフの問題を、 実際の光ヘッド装置 1に要求される性能や装置仕様が満足されるように、例えば膜の 種類別又は固体別に予め定めればよい。このようにして、偏光系と非偏光系とでは別 の膜構成とし、且つ、上述したようにダイク口面を論理反転させることで、成膜の難易 度が下がると共に、短〜長波長域にて、所望の特性が安定して得られる。
[0077] (5)例えば同一波長( λ 1 =405nm)のレーザ光であっても、状況によって光路を 切り替えたい場合は、液晶 SW素子 623のような、偏光状態 (直線偏光、円偏光)を 切り換える素子を備えるとよい(図 10参照)。この液晶 SW素子 623によって偏光状態 が切り換えられると、それに伴い、偏光ビームスプリツター面 P02Pにおける反射或い は透過のされ方も切り換わる。例えば、偏光ビームスプリツター面 P02Pで、 S偏光は 、往路で反射され復路で透過するようにし、 P偏光は往路で透過し復路で反射するよ うにすることができる。この場合、例えば同一波長のレーザ光であっても、 S偏光のみ 力もなる直線偏光であれば、往路で透過することはなくなる。他方で、このレーザ光 が液晶 SW素子 623によって直線偏光から、 S偏光及び P偏光を共に含む円偏光へ と切り換えられると、図 10に示すように偏光ビームスプリツター面 P02Pによって、 S偏 光 (往路光)は往路で反射されて BD用対物レンズ 743へとつづく光路 1に、 P偏光( 往路光)は往路で透過して DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740へとつづく光 路 2に夫々分離され、更に戻ってきた S偏光 (復路光)及び P偏光 (復路光)は合成さ れて 1つの受光素子 OEIC760によって受光可能となる。それゆえ、複数種類の光デ イスクにも好適に対応可能となる。
[0078] 以上、図 8から図 10を用いて示したように、ハーフミラー面 P01H、偏光ビームスプ リツター面 P02P、第 1ダイクロイツクミラー面 P01D及び第 2ダイクロイツクミラー面 PO 2Dが配置されるので、光ディスクの種類或いはレーザ光の波長域に応じて、偏光処 理と非偏光処理とが適宜に施され、比較的容易にして二種類の対物レンズでレーザ 光 (往路光)を別々に集光する形式を採りつつ、一つの受光素子 OEIC760へ信号 光 (復路光)を導くことが可能となる。
< <各面の配置に係る第 2実施例 > >
続いて、図 8から図 10に加えて図 11を用いて、各面の配置に係る第 2実施例につ いて説明する。ここに、図 11は、各面の配置に係る第 2実施例の光学系を示す模式 的平面図である。
[0079] 図 11において、本実施例に係る光ヘッド装置 1が、上述した各面の配置に係る第 1 実施例に係る光ヘッド装置 1と比べて異なるのは、プリズムの数である。具体的には、 2つのプリズムであるプリズム P01及びプリズム P02に代えて、 1つのプリズムであるプ リズム P03を備えることであり、その他の構成は共通である。このように、たとえプリズ ムの数が変化したとしても、各プリズム内のハーフミラー面 P01H、偏光ビームスプリ ッタ一面 P02P、第 1ダイクロイツクミラー面 P01D及び第 2ダイクロイツクミラー面 P02 Dの配置が同じであれば、上述した第 1実施例と同様に、複数種類の光ディスクに好 適に対応可能となる。この際、必ずしも 2つのプリズムは必要でない。
< <各面の配置に係る第 3実施例 > >
続いて、図 8から図 10に加えて図 12を用いて、各面の配置に係る第 3実施例につ いて説明する。ここに、図 12は、各面の配置に係る第 3実施例の光学系を示す模式 的平面図である。
[0080] 図 12において、本実施例に係る光ヘッド装置 1が、上述した各面の配置に係る第 1 実施例に係る光ヘッド装置 1と比べて異なるのは、プリムの有無、面の数、該面の数 の違いに伴うレーザダイオード及び対物レンズの数である。具体的には、 2つのプリ ズムであるプリズム P01及びプリズム P02がな!/、こと、第 3ダイクロイツクミラー面 P03 D及びハーフミラー面 P03Hを更に備えること、該ハーフミラー面 P03Hに向けて波 長 λ 3のレーザ光が照射されること、及びそのレーザ光が照射される CD用対物レン ズ 745であり、その他の構成は共通である。このように、たとえプリズムが無くとも、各 プリズム内のハーフミラー面 P01H、偏光ビームスプリツター面 P02P、第 1ダイクロイ ックミラー面 P01D及び第 2ダイクロイツクミラー面 P02Dの配置が同じであれば、上述 した第 1実施例と同様に、複数種類の光ディスクに好適に対応可能となる。加えて、 第 3ダイクロイツクミラー面 P03Dの波長選択についての論理が第 2ダイクロイツクミラ 一面 P02Dに比べて反転し、且つ互いに対角〖こ位置するように配置されて 、れば、 波長 λ 3のレーザ光も、波長 λ 2のレーザ光と同様にして、 CD用対物レンズ 745で 集光される。即ち、比較的容易にして三種類の対物レンズでレーザ光 (往路光)を別 々に集光する形式を採りつつ、一つの受光素子 OEIC760へ信号光 (復路光)を導く ことが可能となる。この際、必ずしもプリズム自体は必要でなぐ対物レンズ及び面の 数は、 8面、 10面 · · ·と増やすことも可能である。
< <各面の配置に係る第 4実施例 > >
続いて、図 8から図 10に加えて図 13を用いて、各面の配置に係る第 4実施例につ いて説明する。ここに、図 13は、各面の配置に係る第 4実施例の光学系を示す模式 的平面図である。
[0081] 図 13において、本実施例に係る光ヘッド装置 1が、上述した各面の配置に係る第 1 実施例に係る光ヘッド装置 1と比べて主に異なるのは、各面の間の光学的な距離で ある。具体的には、(nl +n2) - (ml +m2)力^)ではない。この場合、 OEIC760に 備わる各受光部の間隔を、(nl +n2)— (ml +m2)と同じ長さにするとよい。或いは 逆に、 OEIC760に備わる各受光部の間隔が空いているならば、(nl +n2) - (ml +m2)がこの各受光部の間隔と同じ長さになるように、各面の間隔を調整するとよい 。その他の構成は共通であれば、このように、たとえ各面の間隔或いは各受光部の 間隔が変化したとしても、上述した第 1実施例と同様に、複数種類の光ディスクに好 適に対応可能となる。この際、 OEIC760における各レーザ光 (復路光)は、共役な関 係が保たれる。
< <各面の配置に係る第 5実施例 > >
続いて、図 8から図 10に加えて図 14を用いて、各面の配置に係る第 5実施例につ いて説明する。ここに、図 14は、各面の配置に係る第 5実施例の光学系を示す模式 的平面図である。
[0082] 図 14において、本実施例に係る光ヘッド装置 1が、上述した各面の配置に係る第 1 実施例に係る光ヘッド装置 1と比べて主に異なるのは、光学系の構成である。具体的 には、 DVD/CD/HD— DVD用コリメータ 660及び BD用コリメータ 663、並びに シリンダーレンズ 755を備えることであり、その他の構成は共通である。このように、た とえ光学系の構成が変化したとしても、各プリズム内のハーフミラー面 P01H、偏光ビ 一ムスプリッタ一面 P02P、第 1ダイクロイツクミラー面 P01D及び第 2ダイクロイツクミラ 一面 P02Dの配置が同じであれば、上述した第 1実施例と同様に、複数種類の光デ イスクに好適に対応可能となる。特に、波長 λ 1のレーザ光 (往路光)を、例えば BDと HD— DVDとで異なる 2つのレンズ系へと夫々導くことが可能であり、この際、各レン ズ系において DVDZCDZHD— DVD用コリメータ 660の倍率及び BD用コリメータ 663の倍率が夫々独立に設定可能である。即ち、所望の RIM値及び Coupling強度 を各レンズ系において夫々独立に設定可能である。その結果、非点収差を補正する 際においても、 S字レンジ及び、 OEIC760上の Beam径を独立に設定可能である。 尚、第 1実施例のみならず、上述した他の実施例においても、本実施例のようにコリメ ータ及びシリンダーレンズを設けることが可能である。
< <各面の配置に係る第 6実施例 > >
続いて、図 8から図 10に加えて図 15を用いて、各面の配置に係る第 6実施例につ いて説明する。ここに、図 15は、各面の配置に係る第 6実施例の光学系を示す模式 的平面図である。
[0083] 図 15において、本実施例に係る光ヘッド装置 1が、上述した各面の配置に係る第 1 実施例に係る光ヘッド装置 1と比べて主に異なるのは、波長 λ 1のレーザ光 (往路光 )の光路である。これは、例えば偏光ビームスプリツター面 Ρ02Ρへ入射する波長 λ 1 のレーザ光を S偏光のみからなる直線偏光とすること、或いは偏光ビームスプリツター 面 Ρ02Ρに代えて、ハーフミラーを用いること(即ち、偏光ビームスプリツター面 Ρ02Ρ で行われる偏光処理を非偏光処理に変えること)によって実現され得る。その他の構 成は共通である。このように、たとえ波長 λ 1のレーザ光の光路が変化したとしても、 それ以外 (具体的には、波長え 2或いはえ 3のレーザ光)の光路は、上述した第 1実 施例と同様であり、複数種類の光ディスク、例えば DVD、 CD、及び BDに好適に対 応可能となる。尚、第 1実施例のみならず、上述した他の実施例においても、本実施 例のように波長 λ 1のレーザ光の光路を変えることで例えば DVD、 CD、及び BDに 好適に対応可能となる。
[0084] 以上、図 8から図 15を用いて示したように各面を配置すると、複数種類の光ディスク に好適に対応可能となる。
<反射の回数に関する条件にっ 、て >
次に、ハーフミラー面 P01H、偏光ビームスプリツター面 P02P、第 1ダイクロイツクミ ラー面 P01D及び第 2ダイクロイツクミラー面 P02D等における反射の回数に関する 条件について、図 16から図 20を用いて説明をカ卩える。
[0085] 上記反射の回数に関する条件が課されるのは、複数種類の光ディスクに対応する ために、複数の対物レンズを使うためである。具体的には、複数種類の光ディスク (例 えば DVD、 CD、 BD、 HD-DVD)に対応する複数個の対物レンズ(例えば、 DVD ZCDZHD— DVD用対物レンズ 740及び BD用対物レンズ 743)と、信号光 (復路 光)を受光可能な一つの受光素子 (例えば、 OEIC760)とを備える光ヘッド装置 1で あって、各対物レンズ力 異な光路を迪つてくる複数種類の信号光を夫々一つの受 光素子で受光する際には、各光ディスクの径方向及び接線方向の 2軸を受光素子上 において同一の座標軸となるように投影する必要があるためである。これは、各光デ イスクにおいて、径方向の位置情報であるトラッキングエラーを正しく得るためでもあり 、加えて各光ディスクにおけるレンズ偏倚方向を揃える必要があるためでもある。そし て、上述の軸に関する条件を満たすには、受光素子に至る際に光路が最終的に揃う ことは勿論のこと、各光ディスクからの像の向きを考慮すると、光ディスクと水平方向 に立ち上げ若しくは立ち下げられて力 受光素子に至るまでの反射回数が所定の条 件を更に満たす必要がある。即ち、各光ディスク (各対物レンズ)からの反射回数を N f回、 Mf回とすると I Nf— Mf Iは 0又は偶数となる必要がある。
[0086] 従って、この条件、即ち I Nf—Mf Iは 0又は偶数となる必要があるという反射の回 数に関する条件を満たせば、像が互いに反転せずに済み、上述の軸に関する条件 を満たし、複数種類の光ディスクに対応可能となる。その具体的態様は、以下に示す 反射の回数に係る実施例により明らかになるであろう。
< <反射の回数に係る第 1実施例 > >
先ず、図 16を用いて、反射の回数に係る第 1実施例について説明する。ここに、図 16は、反射の回数に係る第 1実施例の光学系を示す模式的平面図である。
[0087] 図 16によると、本実施例に係る光ヘッド装置 1は、 2つの対物レンズ (DVDZCDZ HD— DVD用対物レンズ 740及び BD用対物レンズ 743)、 4枚のミラー(ミラー Ml、 ミラー M2、ミラー M3、ミラー M4、うちミラー M4はハーフミラーとしても機能する)、及 び一つの受光素子 OEIC760を備え、各ミラーにおける入射角が夫々 45度となるよう に構成されている。尚、上記ミラー Ml及びミラー M2は例えば図 2に示す反射ミラー M03に、ミラー M3は例えば図 2に示す第 1ダイクロイツクミラー面 P01Dに、ミラー M 4は図 2に示す偏光ビームスプリツター面 P02Pに夫々対応する。このような構成にお いて、反射の回数を計算すると、 I Nf-Mf I = 2— 2 = 0となる。即ち、上述の反射 の回数に関する条件を満たす。従って、図 16の構成によれば、像が互いに反転せず に済み、加えて OEIC760に至る際に光路が最終的に揃うので、複数種類の光ディ スクに対応可能であるといえる。
< <反射の回数に係る第 2実施例 > >
続いて、図 16に加えて図 17を用いて、反射の回数に係る第 2実施例について説明 する。ここに、図 17は、反射の回数に係る第 2実施例の光学系を示す模式的平面図 である。
[0088] 図 17において、本実施例に係る光ヘッド装置 1が、上述した反射の回数に係る第 1 実施例に係る光ヘッド装置 1と比べて主に異なるのは、ミラーの数である。具体的に は、ミラーを 2枚 (ミラー M2、ミラー M4、うちミラー M4はハーフミラーとしても機能する )を備え、各ミラーにおける入射角が夫々 45度となるように構成されている。このような 構成において、反射の回数を計算すると、 I Nf-Mf I = 1— 1 = 0となる。即ち、上 述の反射の回数に関する条件を満たす。従って、図 17の構成によれば、像が互いに 反転せずに済み、加えて OEIC760に至る際に光路が最終的に揃うので、複数種類 の光ディスクに対応可能であるといえる。
< <反射の回数に係る第 3実施例 > >
続いて、図 16に加えて図 18を用いて、反射の回数に係る第 3実施例について説明 する。ここに、図 18は、反射の回数に係る第 3実施例の光学系を示す模式的平面図 である。
[0089] 図 18において、本実施例に係る光ヘッド装置 1が、上述した反射の回数に係る第 1 実施例に係る光ヘッド装置 1と比べて主に異なるのは、入射角である。具体的には、 DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740からミラー Mlへの入射角は、及び BD 用対物レンズ 743からミラー M3への入射角は、夫々 45度ではない。このような構成 において、反射の回数を計算すると、 I Nf-Mf I = 2— 2 = 0となる。即ち、上述の 反射の回数に関する条件を満たす。従って、図 18の構成によれば、像が互いに反転 せずに済み、加えて OEIC760に至る際に光路が最終的に揃うので、複数種類の光 ディスクに対応可能であるといえる。本実施例によれば、入射角が 45度に限られなく てもよいので、光学系の設計の自由度が向上する。例えば、ビームが整形されない 場合にも極端までの精度の低下を防ぎ、力!]えて、トラッキングエラー用の 3ビームに関 する、光学調整の信頼性も向上するので実践上大変有利である。
< <反射の回数に係る第 4実施例 > >
続いて、図 16に加えて図 19を用いて、反射の回数に係る第 4実施例について説明 する。ここに、図 19は、反射の回数に係る第 4実施例の光学系を示す模式的平面図 である。
図 19において、本実施例に係る光ヘッド装置 1が、上述した反射の回数に係る第 1 実施例に係る光ヘッド装置 1と比べて主に異なるのは、各光ディスクからの復路のみ ならず往路も考慮されることである。具体的には、 2つの対物レンズ (DVDZCDZH D— DVD用対物レンズ 740及び BD用対物レンズ 743)、 4枚のミラー(ミラー Ml、ミ ラー M2、ミラー M3、ミラー M4、うちミラー M4は偏光ビームスプリツターとしても機能 する)、一つの受光素子 OEIC760、及びレーザダイオード 603を備え、各ミラーにお ける入射角が夫々 45度となるように構成されている。ここで、ミラー M4が偏光ビーム スプリツターとしても機能するので、レーザダイオード 603から出射されたレーザ光( 往路光)は、その偏光状態によって例えば S偏光と P偏光とに 2分され、 2つの対物レ ンズへと夫々導かれる。このような構成において、反射の回数を計算すると、往路に 関しては I Nf— Mf I = 2— 2 = 0、復路に関しても I Nf— Mf I = 2— 2 = 0となる。 即ち、往路及び復路共に上述の反射の回数に関する条件を満たす。従って、図 19 の構成によれば、像が互いに反転せずに済み、加えて OEIC760に至る際に光路が 最終的に揃うので、複数種類の光ディスクに対応可能であるといえる。即ち、同一の 光源に起因する、信号光 (復路光)を構成する光の像が、 DVD/CD/HD-DVD 用対物レンズ 740を用いた場合と BD用対物レンズ 743を用いた場合とで、相互に反 転することを確実且つ効果的に回避できる。これにより、 OEIC760では、いずれの 種類の光ディスクがセットされて 、ても、最も受光感度の高 、状態で受光することが 可能となる。
< <反射の回数に係る第 5実施例 > >
続いて、図 16に加えて図 20を用いて、反射の回数に係る第 5実施例について説明 する。ここに、図 20は、反射の回数に係る第 5実施例の光学系を示す模式的平面図 である。
[0091] 図 20において、本実施例に係る光ヘッド装置 1が、上述した反射の回数に係る第 1 実施例に係る光ヘッド装置 1と比べて主に異なるのは、対物レンズの数及びミラーの 数である。具体的には、 3つの対物レンズ(DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 7 40、 BD用対物レンズ 743、及び第 3対物レンズ 744)、 3枚のミラー(ミラー M2、ミラ 一 M4、ミラー M5、うちミラー M4及びミラー M5はハーフミラーとしても機能する)、及 び一つの受光素子 OEIC760を備え、各ミラーにおける入射角が夫々 45度となるよう に構成されている。このような構成において、先ず DVDZCDZHD— DVD用対物 レンズ 740と BD用対物レンズ 743とに関して反射の回数を計算すると、 | Nf— Mf I = 2— 2 = 0となる。即ち、上述の反射の回数に関する条件を満たす。従って、図 2 0の構成によれば、 DVDZCDZHD— DVD用対物レンズ 740と BD用対物レンズ 7 43とに関しては像が互いに反転せずに済み、加えて OEIC760に至る際に光路が 最終的に揃うので、複数種類の光ディスクに対応可能であるといえる。ただし、 DVD ZCDZHD— DVD用対物レンズ 740と第 3対物レンズ 744とに関して或いは、 BD 用対物レンズ 743と第 3対物レンズ 744とに関して反射の回数を計算すると、いずれ の組み合わせでも I Nf-Mf I = 2— 1 = 1となる。即ち、上述の反射の回数に関す る条件を満たさず、このままだと反転してしまう。係る場合でも、上述の反射の回数に 関する条件を加味した光学系を再設計し、例えば、第 3対物レンズ 744からミラー M 4へ至る光路上に、反射用のミラー奇数枚追加することで、上述の反射の回数に関 する条件を満たし、複数種類の光ディスクに対応可能となる。
[0092] 以上、図 16から図 20用いて示したように、上述の反射の回数に関する条件を満た すように各ミラーを配置することで、同一の光源に起因する、信号光 (復路光)を構成 する光の像が、異なる対物レンズを用いた場合において、相互に反転することを確実 且つ効果的に回避できる。これ〖こより、 OEIC760では、いずれの種類の光ディスク がセットされていても、最も受光感度の高い状態で受光することが可能となる。これに より、各光ディスクにおいて、径方向の位置情報であるトラッキングエラーを正しく得ら れ、加えて各光ディスクにおけるレンズ偏倚方向を好適に揃えることが可能となるの で、実践上非常に有利となる。
[0093] 尚、本発明は、上述した実施例に限られるものではなぐ請求の範囲及び明細書全 体力も読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、 そのような変更を伴う光ヘッド装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものであ る。
産業上の利用可能性
[0094] 本発明に係る光ヘッド装置は、例えば BD(Blu-ray Disc)と HD-DVDとなど、同一光 源光が用いられる複数種類の光ディスクに対応可能であり、更に、 BD (又は HD-DV D)と DVDとなど、相異なる光源光が必要となる複数種類の光ディスクにも対応可能な 光ピックアップ等の、光ヘッド装置に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] n (但し、 nは 3以上の整数)種類の光ディスクに対応可能な光ヘッド装置であって、 前記 n種類の光ディスクの各々用のレーザ光を出射可能である光源手段と、 該光源手段から出射されたレーザ光を、前記 n種類の光ディスクのうち当該光へッ ド装置に対してセットされた第 i (但し、 iは n以下の自然数)種類の光ディスクの記録面 に集光するための第 1対物レンズと、
前記光源手段から出射されたレーザ光を、前記 n種類の光ディスクのうち当該光へ ッド装置に対してセットされた第 j (但し、 jは iと異なる n以下の自然数)種類の光デイス ク又は第 k (但し、 kは汲び iの 、ずれとも異なる n以下の自然数)種類の光ディスクの 記録面に集光するための第 2対物レンズと、
前記記録面に集光されたレーザ光に基く前記記録面からの信号光を、前記第 1又 は第 2対物レンズを介して受光する一つの受光素子と、
前記レーザ光のうち前記第 i種類の光ディスク及び前記第 j種類の光ディスクに共通 に用いられる共通レーザ光を、該共通レーザ光の偏光状態が第 1状態にある場合に 前記第 1対物レンズに導き且つ前記偏光状態が第 2状態にある場合に前記第 2対物 レンズに導き、前記レーザ光のうち前記第 k種類の光ディスクに用いられる非共通レ 一ザ光を前記第 2対物レンズに導くと共に、前記信号光を前記受光素子に導く光学 系と、
前記偏光状態を第 1及び第 2状態のいずれか一方に切り替え可能な偏光切換手段 と
を備えることを特徴とする光ヘッド装置。
[2] 前記光学系は、前記非共通レーザ光に対して、偏光状態に依存しない光合成及 び光分離の少なくとも一方である非偏光処理を施すことによって、前記第 k種類の光 ディスクに用いられるレーザ光を、前記第 2対物レンズに導くことを特徴とする請求の 範囲第 1項に記載の光ヘッド装置。
[3] 前記光源手段は、前記共通レーザ光を出射する第 1レーザ光源と、前記非共通レ 一ザ光を出射する第 2レーザ光源とを有することを特徴とする請求の範囲第 2項に記 載の光ヘッド装置。
[4] 前記光学系は、前記共通レーザ光に対して、偏光ビームスプリツター面における前 記偏光状態に依存する反射及び透過を施すことで、前記偏光状態が第 1状態にある 場合に前記共通レーザ光を前記第 1対物レンズに導き且つ前記偏光状態が第 2状 態にある場合に前記共通レーザ光を前記第 2対物レンズに導くことを特徴とする請求 の範囲第 2項に記載の光ヘッド装置。
[5] 前記光学系は、
前記共通レーザ光の光路に配置されており、前記共通レーザ光の一部を前記第 1 対物レンズへ反射すると共に他の部分を透過し、前記第 1対物レンズから戻る前記 信号光部分を透過する偏光ビームスプリツター面と、
前記非共通レーザ光の光路に配置されており、前記非共通レーザ光の一部を前記 第 2対物レンズへ向けて透過し、前記第 2対物レンズから戻る前記信号光部分を反 射するハーフミラー面と、
前記共通レーザ光の前記他の部分の光路であり且つ前記非共通レーザ光の前記 一部の光路に配置されており、前記偏光ビームスプリツター面を透過した前記共通レ 一ザ光の他の部分を反射すると共に前記ハーフミラー面を透過した前記非共通レー ザ光の一部を更に透過し、前記第 2対物レンズから戻る前記信号光部分を透過する 第 1ダイクロイツクミラー面と、
前記ハーフミラー面で反射された前記第 2対物レンズからの前記信号光部分を前 記受光素子へ反射すると共に、前記第 1対物レンズから前記偏光ビームスプリツター 面を透過してくる前記信号光部分を前記受光素子へ向けて透過する第 2ダイクロイツ クミラー面と
を有することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の光ヘッド装置。
[6] 前記偏光ビームスプリツター面と前記第 1ダイクロイツクミラー面との間における前記 光路上の距離 nlと、前記偏光ビームスプリツター面と前記第 2ダイクロイツクミラー面 との間における前記光路上の距離 n2と、前記ハーフミラー面と前記第 2ダイクロイツク ミラー面との間における前記光路上の距離 mlと、前記第 1ダイクロイツクミラー面と前 記ハーフミラー面との間における前記光路上の距離 m2とについて、 nl +n2=ml +m2なる関係が成立するように、前記偏光ビームスプリツター面、前記ハーフミラー 面、前記第 1ダイクロイツクミラー面、及び前記第 2ダイクロイツクミラー面は配置されて いることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の光ヘッド装置。
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