(57)【要約】能動型補正素子、それを採用した互換型光ピックアップ及び光記録及び／または再生機器を提供する。一対の透明基板と、一対の透明基板の間に位置し、印加される電圧によって屈折率切替が能動的に行われる物質層と、物質層に隣接した少なくとも一透明基板の面に物質層の屈折率切替によって入射光を回折なしに透過させるか、または入射光を回折させて光の発散角を変化させるように形成されたホログラムパターンと、を備えることを特徴とする能動型補正素子、それを採用して同じ波長の光を使用し、厚さが異なる情報記録媒体を互換採用できる互換型光ピックアップ、及び光記録及び／または再生機器である。
2009501405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に位置し、印加される電圧によって屈折率切替が能動的に行われる物質層と、
前記物質層に隣接した少なくとも一透明基板の面に前記物質層の屈折率切替によって入射光を回折なしに透過させるか、または入射光を回折させて光の発散角を変化させるように形成されたホログラムパターンと、を備えることを特徴とする能動型補正素子。
【請求項２】
前記物質層は、印加される電圧によって屈折率が切り替えられる液晶層であることを特徴とする請求項１に記載の能動型補正素子。
【請求項３】
前記物質層は、印加される電圧によって前記ホログラムパターンが形成された透明基板と同じ屈折率を有するか、または異なる屈折率を有するように屈折率が切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の能動型補正素子。
【請求項４】
前記ホログラムパターンが形成された透明基板とそれに隣接した物質層との屈折率差を△ｎ、前記ホログラムパターンの深さをｄ、入射する光の波長をλ、前記ホログラムパターンにより生成された回折光の次数をｍとするとき、
前記ホログラムパターンは、下記の式を満足する深さに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の能動型補正素子：
（△ｎ・λ−１）ｄ＝ｍ・λ。
【請求項５】
前記ホログラムパターンの外周側には、開口数調節用のホログラムパターンがさらに形成されたことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の能動型補正素子。
【請求項６】
前記物質層に印加された電圧が第１電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板の屈折率とほぼ同じになり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折なしに透過させ、
前記物質層に印加される電圧が第１電圧とは異なる第２電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板と異なる屈折率となり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折させることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の能動型補正素子。
【請求項７】
所定波長の光を出射する光源と、
光源側から入射された光を情報記録媒体に集光させ、第１厚さ及び所定波長を有する光に規格化された第１規格の情報記録媒体に適するように設けられた対物レンズと、
前記光源と対物レンズとの間に配置されて光路を変換する光路変換器と、
情報記録媒体から反射され、前記対物レンズ及び光路変換器を経由して入射される光を受光する光検出器と、
前記光路変換器と対物レンズとの間に配置され、前記対物レンズが、前記第１規格の情報記録媒体、及び前記第１規格の情報記録媒体の第１厚さと異なる第２厚さを有し、前記第１規格の情報記録媒体と同じ波長の光を使用する第２規格の情報記録媒体を互換するように、前記対物レンズに入射する光の入射角を能動的に切り替える請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の能動型補正素子と、
前記光路変換器と前記能動型補正素子との間の光路上に位置して、入射光の偏光を変える波長板と、を備えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
前記ホログラムパターンの外周側には、前記対物レンズの開口数を調整するための開口数調節用のホログラムパターンがさらに形成されて、前記対物レンズに、前記第１規格の情報記録媒体へ／からの記録／再生時には第１開口数、前記第２規格の情報記録媒体へ／からの記録／再生時には第２開口数を有させることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記第１光源の波長は、約４００ないし４２０ｎｍ近辺であり、前記第１規格の情報記録媒体の厚さは０．１ｍｍ、前記対物レンズの第１開口数は約０．８５、前記第２規格の情報記録媒体の厚さは０．６ｍｍ、前記対物レンズの第２開口数は約０．６５であることを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記第１光源の波長は、約４００ないし４２０ｎｍ近辺であり、前記第１規格の情報記録媒体はＢＤ、前記第２規格の情報記録媒体はＨＤ  ＤＶＤであることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記光路変換器は、偏光依存性の光路変換器であることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
前記物質層に印加された電圧が第１電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板の屈折率とほぼ同じになり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折なしに透過させて、光源からの入射光は、前記対物レンズが第１規格の情報記録媒体を互換するように第１角度で前記対物レンズに入射され、
前記物質層に印加される電圧が第１電圧とは異なる第２電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板と異なる屈折率となり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折させて、光源からの入射光は、前記対物レンズが第２規格の情報記録媒体を互換するように前記第１角度とは異なる第２角度で前記対物レンズに入射されることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
前記ホログラムパターンが入射光を回折なしに透過させるとき、前記光源からの入射光は、前記対物レンズに平行光ビームとして入射され、
前記ホログラムパターンが入射光を回折させるとき、前記光源からの入射光は、前記対物レンズに発散光ビームとして入射されることを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ。
【請求項１４】
情報記録媒体の半径方向に移動可能に設置されて情報記録媒体から／に情報を再生／記録する光ピックアップ、及びこの光ピックアップを制御するための制御部を備える光記録及び／または再生機器において、
前記光ピックアップは、請求項７に記載の光ピックアップを備えることを特徴とする光記録及び／または再生機器。
【請求項１５】
前記ホログラムパターンの外周側には、前記対物レンズの開口数を調整するための開口数調節用のホログラムパターンがさらに形成されて、前記対物レンズが前記第１規格の情報記録媒体へ／からの記録／再生時には第１開口数、前記第２規格の情報記録媒体へ／からの記録／再生時には第２開口数を有させることを特徴とする請求項１４に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項１６】
前記第１光源の波長は、約４００ないし４２０ｎｍ近辺であり、前記第１規格の情報記録媒体の厚さは０．１ｍｍ、前記対物レンズの第１開口数は約０．８５、前記第２規格の情報記録媒体の厚さは０．６ｍｍ、前記対物レンズの第２開口数は約０．６５であることを特徴とする請求項１５に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項１７】
前記第１光源の波長は、約４００ないし４２０ｎｍ近辺であり、前記第１規格の情報記録媒体はＢＤ、前記第２規格の情報記録媒体はＨＤ  ＤＶＤであることを特徴とする請求項１４に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項１８】
前記光路変換器は、偏光依存性の光路変換器であることを特徴とする請求項１４に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項１９】
前記物質層に印加された電圧が第１電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板の屈折率とほぼ同じになり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折なしに透過させて、光源からの入射光は、前記対物レンズが第１規格の情報記録媒体を互換するように第１角度で前記対物レンズに入射され、
前記物質層に印加される電圧が第１電圧とは異なる第２電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板と異なる屈折率となり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折させて、光源からの入射光は、前記対物レンズが第２規格の情報記録媒体を互換するように前記第１角度とは異なる第２角度で前記対物レンズに入射されることを特徴とする請求項１４に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項２０】
前記ホログラムパターンが入射光を回折なしに透過させるとき、前記光源からの入射光は、前記対物レンズに平行光ビームとして入射され、
前記ホログラムパターンが入射光を回折させるとき、前記光源からの入射光は、前記対物レンズに発散光ビームとして入射されることを特徴とする請求項１９に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項２１】
第１規格の情報記録媒体及びこれとは異なる第２規格の情報記録媒体に適合する所定波長を有する光を出射する単一光源と、
前記第１規格の情報記録媒体を互換できるが、第２規格の情報記録媒体を互換できない単一対物レンズと、
前記単一光源と単一対物レンズとの間に配置され、第１規格の情報記録媒体に符合する第１情報記録媒体が使われるとき、前記単一光源からの光を変更なしに透過させて、前記単一対物レンズが変更のない入射光を収差なしに前記第１情報記録媒体にフォーカシングし、前記第２規格の情報記録媒体に符合する第２情報記録媒体が使われるとき、前記単一光源からの入射光を変更して、前記単一対物レンズが変更された光を前記第２情報記録媒体に収差なしにフォーカシングして、前記単一対物レンズが第２規格の情報記録媒体を互換可能にする単一能動型補正素子と、を備えることを特徴とする光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ、それを採用した光記録及び／または再生機器に係り、特に同じ光源を使用しつつ厚さが異なる情報記録媒体を、一つの対物レンズを使用して互換適用できるようになった互換型光ピックアップ、それを採用した光記録及び／または再生機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
対物レンズにより集束された光スポットを利用して、情報記録媒体である光ディスクに／から任意の情報を記録／再生する光記録及び／または再生機器において、記録容量は、光スポットのサイズにより決定される。集束された光スポットの直径Ｓは、使用する光の波長（λ）と対物レンズの開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ：ＮＡ）とにより数式１のように決定される。
【０００３】
［数１］
【０００４】
Ｓ∝λ／ＮＡ                          ...（１）
【０００５】
したがって、光ディスクの高密度化のために光ディスクに結ばれる光スポットのサイズを縮めるためには、青色レーザのような短波長光源と高いＮＡの対物レンズの採用が必須的である。
【０００６】
最近では、波長４０５ｎｍ近辺の光源及びＮＡ  ０．８５である対物レンズを使用し、厚さ（光入射面から情報保存面までの間隔であって、ここでは、保護層の厚さに該当する）が０．１ｍｍである光ディスクを使用する容量が約２５ＧＢのブルーレイディスク（ＢＤ）規格が提案された。また、使用波長は、ＢＤと同一であり、かつＮＡ  ０．６５である対物レンズ、及び厚さ（光入射面から情報保存面までの間隔であって、ここでは、基板の厚さに該当する）が０．６ｍｍである光ディスクを使用する容量が約１５ＧＢのＨＤ  ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）規格がさらに提案されて、ＤＶＤで色々な規格が混在する様相を繰り返している。
【０００７】
したがって、一つのシステムで二つの光ディスクの規格を互換する装置が必要であると予想される。
【０００８】
ＤＶＤ規格、例えばＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±ＲＷ規格の場合、光源の波長、対物レンズのＮＡ、及び光ディスク基板の厚さはほぼ同一であり、単にトラックピッチや光ディスクの構造が異なる。したがって、光源から出た光を光ディスクに集光するには、光ディスクの規格に関係なくほぼ同一であり、単にトラックピッチによるフォーカシングとトラッキングの互換方法のみを考慮すればよい。
【０００９】
しかし、次世代の光メモリ規格、例えばＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤ規格の場合、二つの規格の間の光ディスクの厚さが異なって、これに起因した球面収差の発生が深刻であるので、これについての補正が必須的である。
【００１０】
既存に発表された一つの光源を使用しつつ、光ディスクの厚さ差による球面収差を補正する方法としては、ホログラム素子を使用する方法と二つの対物レンズを使用する方法とがある。
【００１１】
特許文献１には、ホログラム素子を使用して、ＤＶＤ光源でＣＤ系のディスクを互換する方法が開示されている。しかし、一つの光源から出射された光をホログラム素子で０次光及び１次光に回折させて二つの光に分離するので、それぞれの光効率が１／２以下に低下するという問題点がある。
【００１２】
特許文献２に開示された二つの対物レンズを使用する方法のうち、軸摺動アクチュエータを使用する方法は、構造が複雑であり、感度が比較的低く、非線形性が比較的大きくて高倍速及び高精密の光記録または再生装置に適していない。
【００１３】
特許文献３に開示された液晶素子を使用して能動的に位相を調節する方法は、液晶の偏光特性により二つの液晶を対に使用せねばならないので、コストが上昇し、二つの液晶素子間の同心度誤差により光検出器での分布が各規格のディスクに対して変動する可能性が高くなる。
【特許文献１】特開平８−０６２４９３号公報
【特許文献２】特願平８−２５２６９７号公報
【特許文献３】特開２００２−３１９１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、前記したような点に鑑みてなされたものであって、物質層の屈折率を能動的に切り替えて入射光を回折なしに透過させるか、または入射光を回折させて光の発散角を変化させる能動型補正素子を提供するところにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、前記能動型補正素子を備えて、互換しようとする異なる情報記録媒体の規格で定義する光源が同一である場合、一対の光源と一対の対物レンズとを使用して、光効率が高く、一つの能動型補正素子のみを使用してコストの低減が可能であり、光検出器での光量分布の変動が少ない互換型光ピックアップ、それを採用した光記録及び／または再生機器を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するための本発明による能動型補正素子は、一対の透明基板と、前記一対の透明基板の間に位置し、印加される電圧によって屈折率切替が能動的に行われる物質層と、前記物質層に隣接した少なくとも一透明基板の面に前記物質層の屈折率切替によって入射光を回折なしに透過させるか、または入射光を回折させて光の発散角を変化させるように形成されたホログラムパターンとを備えることを特徴とする。
【００１７】
前記物質層は、印加される電圧によって能動的に屈折率が切り替えられる液晶層でありうる。
【００１８】
前記物質層は、印加される電圧によって前記ホログラムパターンが形成された透明基板と同じ屈折率を有するか、または異なる屈折率を有するように屈折率が切り替えられる。
【００１９】
前記ホログラムパターンが形成された透明基板とそれに隣接した物質層との屈折率差を△ｎ、前記ホログラムパターンの深さをｄ、入射する光の波長をλ、回折光の次数をｍとするとき、前記ホログラムパターンは、下記の式を満足する深さに形成されうる。
【００２０】
（△ｎ・λ−１）ｄ＝ｍ・λ
【００２１】
前記ホログラムパターンの外周側には、開口数調節用のホログラムパターンがさらに形成されうる。
【００２２】
前記物質層に印加された電圧が第１電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板の屈折率とほぼ同じになり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折なしに透過させ、前記物質層に印加される電圧が第１電圧とは異なる第２電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板と異なる屈折率となり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折させる。
【００２３】
前記目的を達成するための本発明による互換型光ピックアップは、所定波長の光を出射する光源と、入射された光を情報記録媒体に集光させ、第１厚さ及び所定波長を有する光に規格化される第１規格の情報記録媒体に適するように設けられた対物レンズと、前記光源と対物レンズとの間に配置されて光路を変換する光路変換器と、情報記録媒体から反射され、前記対物レンズ及び光路変換器を経由して入射される光を受光する光検出器と、前記対物レンズが前記第１規格の情報記録媒体の第１厚さと異なる第２厚さを有し、前記第１規格の情報記録媒体と同じ波長の光を使用する第２規格の情報記録媒体を互換するように、前記光源から前記対物レンズに入射する光の入射角を能動的に切り替える前記光路変換器と対物レンズとの間に配置された前記したような能動型補正素子と、前記光路変換器と前記能動型補正素子との間の光路上に位置して、入射光の偏光を変える波長板と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
前記ホログラムパターンの外周側には、開口数調節用のホログラムパターンがさらに形成されて、前記対物レンズが前記第１規格の情報記録媒体へ／からの記録／再生時には、前記第１規格の情報記録媒体の規格に合う第１開口数、前記第２規格の情報記録媒体へ／からの記録／再生時には、前記第２規格の情報記録媒体の規格に合う第２開口数を有するように設けられうる。
【００２５】
前記第１光源の波長は、約４００ないし４２０ｎｍ近辺であり、前記第１規格の情報記録媒体の厚さは０．１ｍｍ、前記対物レンズの第１開口数は約０．８５、前記第２規格の情報記録媒体の厚さは０．６ｍｍ、前記対物レンズの第２開口数は約０．６５でありうる。
【００２６】
前記第１光源の波長は、約４００ないし４２０ｎｍ近辺であり、前記第１規格の情報記録媒体はＢＤ、前記第２規格の情報記録媒体はＨＤ  ＤＶＤでありうる。
【００２７】
前記光路変換器は、偏光依存性の光路変換器でありうる。
【００２８】
前記物質層に印加された電圧が第１電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板の屈折率とほぼ同じになり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折なしに透過させて、光源からの入射光は、前記対物レンズが第１規格の情報記録媒体を互換するように第１角度で前記対物レンズに入射され、前記物質層に印加される電圧が第１電圧とは異なる第２電圧であるとき、前記物質層の屈折率は、ホログラムパターンが形成された透明基板と異なる屈折率となり、これにより、ホログラムパターンは、入射光を回折させて、光源からの入射光は、前記対物レンズが第２規格の情報記録媒体を互換するように前記第１角度とは異なる第２角度で前記対物レンズに入射される。
【００２９】
前記ホログラムパターンが入射光を回折なしに透過させるとき、前記光源からの入射光は、前記対物レンズに平行光ビームとして入射され、前記ホログラムパターンが入射光を回折させるとき、前記光源からの入射光は、前記対物レンズに発散光ビームとして入射される。
【００３０】
前記目的を達成するために、本発明は、情報記録媒体の半径方向に移動可能に設置されて情報記録媒体から／に情報を再生／記録する光ピックアップ、及びこの光ピックアップを制御するための制御部を備える光記録及び／または再生機器において、前記光ピックアップは、前記した特徴点のうち少なくともいずれか一つを有する本発明による光ピックアップを備えることを特徴とする。
【００３１】
前記目的を達成するための本発明による光ピックアップは、第１規格の情報記録媒体及びこれとは異なる第２規格の情報記録媒体に適合する所定波長を有する光を出射する単一光源と、前記第１規格の情報記録媒体を互換できるが、前記第２規格の情報記録媒体を互換できない単一対物レンズと、前記単一光源と単一対物レンズとの間に配置され、第１規格の情報記録媒体に符合する第１情報記録媒体が使われるとき、前記単一光源からの光を変更なしに透過させて、前記単一対物レンズが変更のない入射光を収差なしに前記第１情報記録媒体にフォーカシングし、前記第２規格の情報記録媒体に符合する第２情報記録媒体が使われるとき、前記単一光源からの入射光を変更して、前記単一対物レンズが変更された光を前記第２情報記録媒体に収差なしにフォーカシングして、前記単一対物レンズが第２規格の情報記録媒体を互換可能にする単一能動型補正素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明による互換型光ピックアップは、一つの光源、一つの対物レンズ、一つの能動型補正素子のみを使用して、その規格で定義する光源が同一であり、厚さが異なる情報記録媒体を互換採用できるので、光ピックアップの構造が簡単であり、部品の数が減少する。
【００３３】
また、一つの能動型補正素子のみを使用するので、コストが低減し、軽くて高倍速の対応に有利であり、光検出器での光量分布の変動が少ないので、二つの液晶素子の使用時の同心度誤差などによるオフセット問題が発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明による能動型補正素子、それを採用した互換型光ピックアップの望ましい実施形態及びそれを採用する光記録及び／または再生機器を詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明による能動型補正素子１の構成を説明するための横断面模式図である。
【００３６】
図１に示すように、本発明による能動型補正素子１は、第１及び第２透明基板２，７と、この第１透明基板２と第２透明基板７との間に位置し、印加される電圧によって屈折率切替が能動的に行われる物質層４と、前記第１及び第２透明基板２，７のうち少なくとも一つの透明基板に形成されたホログラムパターン６とを備え、前記第１及び第２透明基板２，７には、前記物質層４に電圧を印加するための透明電極３，８が形成されている。
【００３７】
前記物質層４は、印加される電圧によって特定の波長、例えばＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤに適した４００ないし４２０ｎｍ近辺の青色波長の入射光に対して、第１及び第２透明基板２，７のうちホログラムパターン６が形成された透明基板と同じ屈折率を有するか、または異なる屈折率を有するように屈折率切替を能動的に行う異方性材料からなりうる。
【００３８】
前記物質層４は、印加される電圧によって屈折率が切り替えられる液晶層でありうる。液晶が配向処理された場合には、この液晶層は、偏光選択性を有する。すなわち、液晶ディレクタの長軸方向と同じ方向に偏光された光に対してのみ電圧の印加によって屈折率切替が可能である。液晶ディレクタの長軸方向と垂直した方向に偏光された光は、印加される電圧が変わる場合にも、同じ屈折率を有するので、屈折率切替が起きない。したがって、配向処理された液晶層を有する場合、能動型補正素子１は、偏光選択性を有する。
【００３９】
図１、後述する図３Ａ及び図３Ｂでは、光が入射される側に位置した第１透明基板２は、平板基板であり、光が出射される側に位置した第２透明基板７にホログラムパターン６が形成された例を示す。以下では、ホログラムパターン６が形成された基板をホログラム基板５として表現する。
【００４０】
前記ホログラムパターン６は、例えば第２透明基板７の物質層４に隣接した面に物質層４の屈折率切替によって入射光を回折なしに透過させるか、または入射光を回折させて光の発散角を変化させるように形成される。
【００４１】
図２は、図１のホログラムパターン６の平面図である。図２において、横、縦軸は、その中心に対するホログラムパターンが形成された半径範囲を例示的に示したものであって、単位はｍｍである。図２において、半径１．５ｍｍは、後述するようにＮＡ０．８５に該当する半径範囲でありうる。
【００４２】
図１及び図２に示したように、前記ホログラムパターン６は、例えば半径の自乗に比例する位相分布を発生させるように形成されうる。このホログラムパターン６は、後述する回転対称形で表したホログラム位相係数で、Ｃ２項のみが値を有し、残りの係数はゼロ値となる場合に該当する。ホログラムパターン６の形態は、その能動型補正素子１が適用される光学システムの他の光学要素の設計事項を考慮して、そのホログラム位相係数値の設計値によって多様に変形されうる。
【００４３】
前記ホログラムパターン６は、次のように形成されうる。例えば、図１及び図２に示したような半径の自乗に比例する位相分布を発生させるホログラムパターン６を有するホログラム基板５（例えば、第２透明基板７＋ホログラムパターン６）を製作し、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）透明電極８を形成する。この透明電極８は、前記ホログラム基板５のホログラムパターン６が形成された面の反対面に形成されうる。代案として、透明電極８は、ホログラム基板５のホログラムパターン６が形成された面上に形成されることもある。
【００４４】
透明電極３が形成された他の平板基板２（例えば、ガラス材質）を準備し、この平板基板２と前記ホログラム基板５との間に液晶のような異方性材料を封入して物質層４を形成すれば、図１に示したような能動型補正素子１が得られる。
【００４５】
図３Ａ及び図３Ｂは、図１の能動型補正素子１の動作原理を説明するための図面である。
【００４６】
図３Ａのように、ホログラム基板５の屈折率ｎ１と液晶材料の屈折率ｎ２がほぼ同一であるように電圧Ｖ１を印加すれば、入射する光は回折なしに透過する。一方、図３Ｂのように、電圧Ｖ２を印加してホログラム基板５の屈折率ｎ１と液晶材料の屈折率ｎ２’が異なれば、入射する光は、ホログラム基板５のホログラムパターン６によって回折が発生し、これにより、光の発散角が平行や収斂または発散により切り替えられる。図３Ｂは、入射光が発散される例を示す。ここで、電圧Ｖ１，Ｖ２は、例えば使われる液晶が正の屈折率異方性を有するか、負の屈折率異方性を有するか、水平配向状態であるか、垂直配向状態であるかによって変わりうる。
【００４７】
図３Ａでは、能動型補正素子１に平行光が入射される場合、電圧印加によって入射光が回折なしに透過される場合を例示的に示し、図３Ｂでは、能動型補正素子１に平行光が入射される場合、入射光が１次に回折されて発散される場合を例示的に示す。
【００４８】
このとき、回折効率は、ホログラム基板５と液晶材料との屈折率差、ホログラムパターン６の深さ、入射する光の波長と関係がある。
【００４９】
したがって、本発明による能動型補正素子１は、次の条件を満足するように形成されることが望ましい。すなわち、ホログラム基板５の屈折率ｎ１と、電圧印加によってホログラム基板５とは異なる屈折率を有するように切り替えられた液晶材料の屈折率ｎ２’との差を△ｎ＝ｎ１−ｎ２’、ホログラムパターン６の深さをｄ、入射する光の波長をλ、ホログラムパターン６により生成される回折光の次数をｍとするとき、数式２を満足するように形成されることが望ましい。
【００５０】
［数２］
【００５１】
（△ｎ・λ−１）ｄ＝ｍ・λ                …（２）
【００５２】
この条件を満足するとき、回折効率は、ほぼ１００％となる。
【００５３】
前記のようなホログラムパターン６が形成された能動型補正素子１は、印加される電圧に起因した物質層４の屈折率切替によって入射される光を選択的に回折なしに透過させるか、または回折透過させることにより光の発散角を変化させる。かかる能動型補正素子１は、後述する本発明による互換型光ピックアップへの適用時、光の発散角を変化させることにより対物レンズの設計値とは異なる厚さを有する情報記録媒体へ／からの記録／再生時、厚さの差により発生する球面収差を補正できる。
【００５４】
図４は、本発明による能動型補正素子を備えた互換型光ピックアップの一実施形態を概略的に示す光学的構成図である。本発明の一実施形態による互換型光ピックアップは、互換しようとする異なる情報記録媒体の規格で定義する光源が同一である場合に使われうるものであって、一つの光源１１と一つの対物レンズ３０とを使用する。
【００５５】
図４に示すように、本発明の一実施形態による互換型光ピックアップは、光源１１と、第１規格の情報記録媒体１０、例えばＢＤ  １０ａに適するように設けられた対物レンズ３０と、光源１１と対物レンズ３０との間に配置されて光路を変換する光路変換器と、情報記録媒体１０から反射され、対物レンズ３０及び光路変換器を経由して入射される光を受光する光検出器１８と、前記光路変換器と対物レンズ３０との間に配置されて、光源１１から対物レンズ３０に入射する光の入射角を能動的に切り替える能動型補正素子２０と、前記光路変換器と能動型補正素子２０との間の光路上に位置して入射光の偏光を変える波長板１９とを備えて構成される。
【００５６】
前記光源１１は、第１規格の情報記録媒体、例えばＢＤ  １０ａ及びそれとは異なる厚さを有する第２規格の情報記録媒体、例えばＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂに共通に使われる波長の光を出射するためのものである。例えば、第１及び第２規格の情報記録媒体のうちいずれか一つはＢＤ  １０ａ、残りの一つはＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂであるとき、前記光源１１は、約４００ないし４２０ｎｍ近辺の青色光、例えば４０５ｎｍ波長の青色光を出射するように設けられる。前記光源１１としては、約４００ないし４２０ｎｍ近辺の青色光、例えば４０５ｎｍ波長の青色光を出射する半導体レーザを備えうる。
【００５７】
前記対物レンズ３０は、入射された光を情報記録媒体１０に集光させ、ＢＤ  １０ａに最適化されるように形成されることが望ましい。すなわち、前記対物レンズ３０は、４００ないし４２０ｎｍ近辺の波長を有する光が入射されるとき、約０．１ｍｍ厚さのＢＤ  １０ａに最適の光スポットを形成するように設計されうる。
【００５８】
前記能動型補正素子２０としては、図１ないし図３Ｂを参照にして前述したような本発明による能動型補正素子１を備えうる。すなわち、前記能動型補正素子２０は、二枚の透明基板２，７の間に位置して、電源駆動源２５から印加される電圧によって屈折率切替が行われる物質層４を備え、透明基板の前記物質層４と接する面に前記物質層での屈折率切替によって入射光を回折なしに透過させるか、または入射光を回折させて光の発散角を変化させるようにホログラムパターン６が形成される。前記物質層４が配向処理された液晶層である場合、前記能動型補正素子２０は、偏光選択性を有する。電源駆動源２５は、この二つの透明基板２，７の間に位置した物質層４に電気的に連結される。
【００５９】
前記能動型補正素子２０は、前述したように、入射光を回折なしに透過させるように動作される場合（例えば、物質層４に電圧Ｖ１が印加される場合）には、ホログラムパターン６が形成された透明基板とそれに隣接した物質層４の屈折率が同一であり、入射光を回折させて光の発散角を変化させるように動作される場合（例えば、物質層４に電圧Ｖ２が印加される場合）には、ホログラムパターン６が形成された透明基板と物質層４の屈折率が変わるように形成される。
【００６０】
本発明の一実施形態による互換型光ピックアップに適用される能動型補正素子２０の具体的な実施形態については、前記対物レンズ３０の具体的な実施形態と共に後述する。
【００６１】
一方、本発明による互換型光ピックアップでは、波長板１９が光路変換器と能動型補正素子２０との間に位置する。この波長板１９としては、前記光源１１から出射された光の波長に対して１／４波長板を備えうる。
【００６２】
前記波長板１９を光路変換器と能動型補正素子２０との間に配置することによって、本発明による互換型光ピックアップは、一つの物質層４を有する前記能動型補正素子２０のみを使用することにより、光ディスクの厚さ差による球面収差を補正することが可能であるが、その詳細な理由については後述する。
【００６３】
一方、本発明による互換型光ピックアップは、前記光路変換器で光効率をさらに向上させるために、偏光依存性の光路変換器、例えば偏光ビームスプリッタ１３を備えることが望ましい。偏光ビームスプリッタ１３は、入射光を偏光によって選択的に透過または反射させて、光源１１側から入射される一の線偏光は、例えば透過させて対物レンズ３０側に進めさせ、情報記録媒体１０から反射されて戻る直交する他の線偏光は、例えば反射させて前記光検出器１８に向かわせる。
【００６４】
一方、本発明の一実施形態による互換型光ピックアップは、光源１１から出射された光を少なくとも二つの光に分岐するためのグレーティング１２、及び非点収差法によりフォーカスエラー信号の検出を可能にするシリンダーレンズ１７などをさらに含みうる。図４において、１４は、光源１１から出射された光を平行光にコリメーティングするコリメーティングレンズ、１５は、光路を曲げるための反射ミラー、３５は、対物レンズ３０をフォーカス、トラッキング及び／またはチルト方向に駆動するためのアクチュエータ、１６は、光源１１の光出力をモニタリングするためのモニタリング用の光検出器である。
【００６５】
前記したような本発明の一実施形態による互換型光ピックアップは、次のように作動する。ＢＤ  １０ａの適用時には、電源駆動源２５から能動型補正素子２０に電圧Ｖ１が印加されて、物質層４の屈折率と、その物質層４に隣接した面にホログラムパターンが形成された透明基板の屈折率とがほぼ同じ状態に維持され、これにより、入射される平行光は、能動型補正素子２０を回折なしに透過して平行光状態で対物レンズ３０に入射され、対物レンズ３０により集束されてＢＤ  １０ａ上に光スポットとして結ばれる。
【００６６】
ＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの適用時には、電源駆動源２５から能動型補正素子２０に電圧Ｖ２が印加されて、物質層４の屈折率と、その物質層４に隣接した面にホログラムパターンが形成された透明基板の屈折率とが異なる状態となり、入射される平行光は、能動型補正素子２０を通過しつつそのホログラムパターンにより、例えば１次に回折されて発散角が変化し、これにより、対物レンズ３０に入射される入射角が変わって、例えば発散光が対物レンズ３０に入射される。これにより、対物レンズ３０は、ＢＤ１０ａとは異なる厚さのＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂにその厚さ差による球面収差が補正された光スポットを形成する。
【００６７】
前記のような構成を有する本発明の一実施形態による互換型光ピックアップにより、互換しようとする光ディスクの規格が同じ光源を使用しつつ、その厚さが異なる場合に発生する球面収差を補正できる理由を説明すれば、次の通りである。
【００６８】
前記光源１１、すなわち半導体レーザから出射された光は、主に一方向に線偏光された光、例えばＰ偏光の光Ｌである。前記光路変換器として偏光ビームスプリッタ１３を備えれば、前記光源１１から出射された線偏光された光は、例えば前記偏光ビームスプリッタ１３を透過して波長板１９に進む。以下では、図５を参照して、光源１１から出射される光が１００％Ｐ偏光成分の光であり、能動型補正素子２０がＰ偏光の入射光に対してのみ能動型補正素子として作用する場合を例として説明する。
【００６９】
図５は、情報記録媒体１０として対物レンズ３０の設計時とは異なる厚さの情報記録媒体、例えばＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの採用時、本発明による互換型光ピックアップでの偏光による光路を示す図面である。図５は、能動型補正素子２０の物質層４に電圧Ｖ２を印加して、物質層４が、ホログラムパターン６が形成された透明基板とは異なる屈折率を有し、これにより、入射光をホログラムパターン６により回折させた場合の光の進行過程を示す。図５では、便宜上、反射ミラー１５及びそれによる光路変換は省略した。
【００７０】
図５に示すように、光源１１から出射され、偏光ビームスプリッタ１３を透過して、波長板１９に入射される平行したＰ偏光の光Ｌは、この波長板１９を通過しつつ一円偏光に変わる。一円偏光の光Ｌｒは、Ｐ偏光の光及びＳ偏光の光がそれぞれ５０％ずつ含まれる。
【００７１】
したがって、能動型補正素子２０に入射されたＰ偏光の光Ｌｐは、能動型補正素子２０を通過しつつ、その発散角が変化して対物レンズ３０に入射され、対物レンズ３０により情報記録媒体１０、例えばＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの記録面上にフォーカシングされる。これにより、対物レンズ３０の設計値と異なる厚さを有するＨＤ  ＤＶＤ１０ｂの記録／再生時、厚さ差により発生する球面収差が補正される。図５では、このときの光路を実線で表す。
【００７２】
情報記録媒体１０から反射されたＰ偏光の光Ｌｐ’は、再び能動型補正素子２０に入射される。入射されたＰ偏光の光Ｌｐ’は、能動型補正素子２０を再び通過しつつ再び平行光になって波長板１９に再入射される。再入射されたＰ偏光の光Ｌｐ’は、波長板１９を通過しつつ所定の円偏光の光Ｌｒ’となり、この円偏光の光のうち、半分に該当するＳ偏光の光、すなわち有効光Ｌａは、偏光ビームスプリッタ１３から反射されて光検出器１８に向かう。この光Ｌａは、光検出器１８の有効受光面内に受光される。前記円偏光の光Ｌｒ’のうち、残りの半分に該当するＰ偏光の光Ｌｂは、偏光ビームスプリッタ１３を透過して光源１１側に進んで損失される。したがって、光源１１から出射された光の約５０％が情報記録媒体１０にフォーカシングされる有効光として使われ、また、その有効光の半分、すなわち光源１１から出射された光の約２５％が光検出器１８に有効光として受光される。
【００７３】
図６Ａ及び図６Ｂは、情報記録媒体１０から反射されて光検出器１８に進む光の光路図であり、図６Ａは、信号光として使われる前記有効光Ｌａの経路を示す。図６Ａに示したように、偏光ビームスプリッタ１３から反射されて光検出器１８に進む有効光Ｌａは、全部光検出器１８に受光される。
【００７４】
一方、光源１１から出射され、波長板１９を通過した一円偏光の光Ｌｒのうち、残りのＳ偏光成分の光Ｌｓは、能動型補正素子２０を発散角の変化なしに透過するので、情報記録媒体１０の記録面上にフォーカシングされずに有効光として使われない。図５では、このＳ偏光成分の光Ｌｓについての経路を点線で表した。
【００７５】
この能動型補正素子２０を透過したＳ偏光の光Ｌｓは、情報記録媒体１０から反射された後に能動型補正素子２０に再入射され、再び能動型補正素子２０をそのまま透過する。このＳ偏光の光Ｌｓは、波長板１９を再び通過しつつ所定の円偏光の光Ｌｒｌとなる。この円偏光の光のうち、半分に該当するＳ偏光の光Ｌａｌは、偏光ビームスプリッタ１３から反射されて光検出器１８側に向かい、残りの半分に該当するＰ偏光の光Ｌｂｌは、偏光ビームスプリッタ１３を透過して光源１１側に進んで消失される。前記光検出器１８側に向かうＰ偏光の光Ｌｂｌのほとんどは、図６Ｂに示したように、光検出器１８の有効受光領域内に入射されずに消失される。前記Ｐ偏光の光Ｌｂｌのうち、約１％未満の光のみが光検出器１８に受光されるので、この光は、検出信号に影響を及ぼさない。ここで、図６Ｂは、有効光として使われない外れる光の経路を示す。
【００７６】
表１は、前記したような偏光変化による本発明による互換型光ピックアップの各光路上での光の偏光成分量を整理して示す。表１において、収差補正は、情報記録媒体１０上にフォーカシングされて記録／再生時に有効光として使われる光を指す。収差未補正は、情報記録媒体１０上にフォーカシングされずに記録／再生時に有効光として使われない光を指摘する。
【００７７】
【表１】
2009501405.tif 000003
【００７８】
以下では、前記対物レンズ３０の具体的な実施形態及び能動型補正素子２０の実施形態について説明する。
【００７９】
表２は、本発明の一実施形態による互換型光ピックアップに適用されて、ＢＤ  １０ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂを互換できる対物レンズ３０及び能動型補正素子２０の一設計例を示す。
【００８０】
表２のデータは、表３に整理して示したように、４０８ｎｍ波長の青色光に対して、０．１ｍｍ厚さのＢＤ  １０ａに対しては、能動型補正素子２０が回折なしに光を透過させ（回折次数０次）、対物レンズ３０が０．８５のＮＡ、２．３５ｍｍの焦点距離を表し、０．６ｍｍ厚さのＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂに対しては、能動型補正素子２０が入射光を１次に回折させて、その発散角が変化して、これにより、対物レンズ３０に入射される光の入射角が変化して、対物レンズ３０が０．６５のＮＡ、２．３３ｍｍの焦点距離を表すように設計した場合である。
【００８１】
【表２】
2009501405.tif 000004
【００８２】
【表３】
2009501405.tif 000005
【００８３】
表２及び表３に示すように、能動型補正素子２０は、二枚の透明基板２，７を使用し、光が出射される側に位置した透明基板７の物質層４に隣接する面ｓ４にホログラムパターン６が形成された構造であり、ＢＤ  １０ａに対しては、ホログラム回折次数が０次であり、ＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂに対しては、ホログラム回折次数が１次に作動される。ここで、物質層４の厚さは、実質的に透明基板に比べて非常に薄いため、設計では、この物質層４の厚さは考慮しなかった。
【００８４】
表２において、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、ホログラム位相係数を表す。
【００８５】
表２において、ｓ９及びｓ１０面は、対物レンズ３０の二つの非球面レンズ面を表すものであって、Ｋは、非球面式での円錐定数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｊは、非球面係数を表す。
【００８６】
ここで、回転対称形で、ホログラム位相係数は、数式３のように表す。
【００８７】
【数１】
2009501405.tif 000006
【００８８】
ここで、Ｃはホログラム位相係数、ｒは曲率半径、λ０は波長、φは位相を表す。
【００８９】
表２では、前記対物レンズ３０の両レンズ面が非球面で形成された例を示す。
【００９０】
レンズの非球面についての非球面式は、非球面の頂点からの深さをｚとするとき、数式４のように表す。
【００９１】
【数２】
2009501405.tif 000007
【００９２】
数式４において、ｈは光軸からの高さ、ｃは曲率、Ｋは円錐定数、ＡないしＪは非球面係数である。
【００９３】
図７Ａ及び図７Ｂは、波長４０８ｎｍ、ＮＡ  ０．８５、情報記録媒体１０の厚さ０．１ｍｍで設計された焦点距離ｆ＝２．３５ｍｍであるＢＤ  １０ａ用対物レンズ３０を利用した表２の設計データの実施形態による光路図であり、図７Ａは、電圧Ｖ１が能動型補正素子２０に印加されて入射光の回折が起きずに透過してＢＤ  １０ａに焦点が結ばれる場合を示す。図７Ｂは、電圧Ｖ２の印加時に能動型補正素子２０で回折が起きて、前記対物レンズ３０の設計時に使われた厚さ基準と異なる厚さのＨＤＤＶＤ  １ｂに焦点が結ばれる所定の偏光、例えばＰ偏光の光（実線で表す）と、能動型補正素子２０で回折が起きないＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂに焦点が結ばれない直交偏光、例えばＳ偏光の光（点線で表す）とを表す。図７Ｂにおいて、Ｓ偏光の光は、情報記録媒体１０上で直径が約１５０μｍであるので、収差が補正されない。この光は、光検出器１８の有効な受光面内にほとんど入れずに、記録、再生信号にほとんど影響を与えない。
【００９４】
以上では、本発明による互換型光ピックアップが光源１１側から波長板１９に入射される光がＰ偏光の光となり、能動型補正素子２０がＰ偏光の光に対して発散角を切り替えるように設けられたと説明及び図示したが、本発明がこれに限定されるものではなく、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能である。例えば、光源１１側から波長板１９に入射される光がＰまたはＳ偏光の光となり、能動型補正素子２０がＳ偏光に対して発散角を切り替えるように設けられることも可能である。
【００９５】
前述したような本発明による互換型光ピックアップによれば、一つの能動型補正素子のみを使用するので、ＢＤ  １０ａに最適化された光検出器１８でＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの再生時、フォーカシング及びトラッキング信号にオフセットが発生する問題点が発生しない。
【００９６】
すなわち、従来の特開２００２−３１９１７２号公報に開示された装置のように、二個の液晶素子を使用する場合には、二枚の液晶素子間の同心度誤差により光検出器での分布が各規格の情報記録媒体に対して変動する可能性がある。
【００９７】
図８Ａは、情報保存媒体から反射されて光検出器に進む光に影響を及ぼす液晶素子と、光源から情報記録媒体に進む光に影響を及ぼす液晶素子との間の同心度誤差がないときの光検出器上での光分布を示し、図８Ｂは、情報記録媒体から反射されて光検出器に進む光に影響を及ぼす液晶素子の同心度が、光源から情報記録媒体に進む光に影響を及ぼす液晶素子に比べて１０μｍほど外れたときの光検出器上での光分布を示す。
【００９８】
図８Ａと図８Ｂとの比較により分かるように、二つの液晶素子間の同心度誤差が存在すれば、光検出器上での光分布が変化し、これにより、フォーカシング及びトラッキング信号にオフセットが発生する。
【００９９】
しかし、本発明による互換型光ピックアップの場合には、一つの能動型補正素子のみを使用するので、情報記録媒体から反射されて光検出器に進む光も同じ液晶素子を通過し、光検出器により検出されたフォーカシング及びトラッキング信号においてオフセット問題が発生しない。
【０１００】
一方、以上では、能動型補正素子２０が物質層４に接する透明基板の面に光の発散角を変化させるために形成されたホログラムパターン６を備えると説明及び図示したが、前記能動型補正素子２０は、前記ホログラムパターン６の外周側にＮＡ調節用のホログラムパターン（図９の２７）をさらに備えることもできる。
【０１０１】
ここで、ＢＤ  １０ａの場合には、要求される有効なＮＡが０．８５である一方、ＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの場合には、要求される有効なＮＡが０．６５である。したがって、ＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂに適するように電圧Ｖ２が能動型補正素子２０に印加されて入射光を回折させるとき、ＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂで要求するＮＡ  ０．６５に該当する領域外側部の光が対物レンズ３０によりＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂ上に集束されないように作用するＮＡ調節手段の追加が必要である。
【０１０２】
図９は、能動型補正素子２０の透明基板面にブレーズドタイプで製作したホログラムパターン６及びＮＡ調節用のホログラムパターン２７の２次元形状及び１次元断面を示す。
【０１０３】
図９に示すように、ＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂのＮＡ  ０．６５に該当する有効径、例えば２．４ｍｍ（半径１．２ｍｍ）より小さい領域では、ホログラムパターン６が形成され、半径１．２ｍｍより大きい領域では、ＮＡ調節機能を行うＮＡ調節用のホログラムパターン２７が形成されうる。
【０１０４】
例えば、ＮＡ  ０．８５に該当する半径が１．５ｍｍであるとき、ＮＡ  ０．６５に該当する半径は、約１．２ｍｍとなる。したがって、ＮＡの調節のために、半径１．２ｍｍを境界として、その内側には、光の発散角の調節のための位相分布を形成し、その外側には、ＮＡの調節のための位相分布を形成する。
【０１０５】
前記能動型補正素子２０がそのＮＡ調節用のホログラムパターン２７でＮＡ調節機能が発生するように動作されるとき、半径１．２ｍｍ範囲内の光は、ＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの情報保存面上に記録／再生用スポットを形成する。一方、半径１．２ｍｍ外側の光は、ＮＡ調節用のホログラムパターン２７により光が焦点を結ばずにＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの記録、再生信号にほとんど影響を与えない。
【０１０６】
したがって、光の発散角の調節のためのホログラムパターン６の外周にＮＡ調節用のホログラムパターン２７をさらに備えた能動型補正素子２０によれば、ＢＤ  １０ａの記録／再生時には、ホログラムパターン６及びＮＡ調節用のホログラムパターン２７による回折なしに光を透過させる。ＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの記録／再生時には、ＮＡ  ０．６５に該当する領域の光は、ホログラムパターン６により回折されて発散角が変化して、対物レンズ３０に入射される角が変化し、これにより、対物レンズ３０の設計値（ＢＤ  １０ａの厚さ０．１ｍｍ）とＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの厚さとの差による球面収差が補正されてＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂに最適の光スポットとして結ばれ、ＮＡ  ０．６５に該当する領域外側部の光は、ＮＡ調節用のホログラムパターン２７により回折されて焦点を結ばずに、ＨＤ  ＤＶＤ  １０ｂの記録、再生信号に影響を与えない。
【０１０７】
図１０は、本発明による互換型光ピックアップを適用した光記録及び／または再生機器の構成を概略的に示す図面である。
【０１０８】
図１０に示すように、光記録及び／または再生機器は、情報記録媒体１０を回転させるためのスピンドルモータ３１２と、前記情報記録媒体１０の半径方向に移動可能に設置されて情報記録媒体１０から／に情報を再生／記録する光ピックアップ３００と、スピンドルモータ３１２及び光ピックアップ３００を駆動するための駆動部３０７と、光ピックアップ３００のフォーカス、トラッキング及び／またはチルトサーボを制御し、情報記録媒体１０を記録及び／または再生するように前記駆動部３０７を通じて前記光ピックアップ３００を制御するための制御部３０９と、を備える。ここで、３５２は、ターンテーブル、３５３は、情報記録媒体１０を前記ターンテーブルにチャッキングするためのクランプを表す。
【０１０９】
光ピックアップ３００は、前述したような本発明の多様な実施形態による互換型光ピックアップのうちいずれか一つの光学系構造を有する。
【０１１０】
光ディスク１０から反射された光は、光ピックアップ３００に設けられた光検出器を通じて検出され、光電変換されて電気的信号に変わり、この電気的信号は、駆動部３０７を通じて制御部３０９に入力される。前記駆動部３０７は、スピンドルモータ３１２の回転速度を制御し、前記制御部３０９から入力された信号を増幅させ、前記増幅された入力信号によって光ピックアップ３００を駆動する。前記制御部３０９は、駆動部３０７から入力された信号に基づいて調節されたフォーカスサーボ、トラッキングサーボ及び／またはチルトサーボ命令を再び駆動部３０７に送り、光ピックアップ３００のフォーカシング、トラッキング及び／またはチルト動作を具現させる。本発明による互換型光ピックアップを採用した光記録及び／または再生機器は、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを互換採用でき、一つの対物レンズ３０及び一つの能動型補正素子２０を使用することにより、既存の一つのレンズホルダに二つ以上の対物レンズが備えられるか、またはレンズホルダに二枚の液晶素子が結合された構造と比較して、高倍速の対応に有利である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明による能動型補正素子の構成を説明するための横断面模式図である。
【図２】図１のホログラムパターンの平面図である。
【図３Ａ】図１の能動型補正素子の動作原理を示す図面である。
【図３Ｂ】図１の能動型補正素子の動作原理を示す図面である。
【図４】本発明による能動型補正素子を備えた互換型光ピックアップの一実施形態を概略的に示す光学的構成図である。
【図５】情報記録媒体として対物レンズの設計時とは異なる厚さの情報記録媒体の採用時、本発明による互換型光ピックアップでの偏光による光路を示す図面である。
【図６Ａ】情報記録媒体から反射されて光検出器に進む信号光として使われる有効光の光路図である。
【図６Ｂ】情報記録媒体から反射されて光検出器に進む信号光（有効光）として使われない外れる光の光路図である。
【図７Ａ】能動型補正素子を回折なしに通過し、波長４０８ｎｍ、ＮＡ  ０．８５、情報記録媒体の厚さ０．１ｍｍで焦点距離ｆ＝２．３５ｍｍで表２の設計データの実施形態によって設計されたＢＤ用対物レンズを通過した光の光路図である。
【図７Ｂ】図７Ａの能動型補正素子を回折しつつ通過し、図７Ａの対物レンズを通過してＨＤ  ＤＶＤにフォーカスされる光の光路図である。
【図８Ａ】情報記録媒体から反射されて光検出器に進む光に影響を及ぼす液晶素子と、光源から情報記録媒体に進む光に影響を及ぼす液晶素子との間の同心度誤差がないときの光検出器上での光分布を示す図面である。
【図８Ｂ】情報記録媒体から反射されて光検出器に進む光に影響を及ぼす液晶素子の同心度が、光源から情報記録媒体に進む光に影響を及ぼす液晶素子に比べて１０μｍほど外れたときの光検出器上での光分布を示す図面である。
【図９】本発明による能動型補正素子の他の実施形態であって、能動型補正素子の透明基板面にブレーズドタイプで製作したホログラムパターン及びＮＡ調節用のホログラムパターンの２次元形状及び１次元断面を示す図面である。
【図１０】本発明による互換型光ピックアップを適用した光記録及び／または再生機器の構成を概略的に示す図面である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  能動型補正素子
２  透明基板（平板基板）
３  透明電極
４  物質層
５  ホログラム基板
６  ホログラムパターン
７  透明基板
８  透明電極（ＩＴＯ）
１０  情報記録媒体（光ディスク）
１１  光源
１２  グレーティング
１３  偏光ビームスプリッタ
１５  反射ミラー
１７  シリンダーレンズ
１８  光検出器
１９  波長板
２０  能動型補正素子
２５  電源駆動源
２７  ホログラムパターン
３０  対物レンズ
３００  光ピックアップ
３０７  駆動部
３０９  制御部
３１２  スピンドルモータ
【図１】
2009501405.tif 000008
【図２】
2009501405.tif 000009
【図３Ａ】
2009501405.tif 000010
【図３Ｂ】
2009501405.tif 000011
【図４】
2009501405.tif 000012
【図５】
2009501405.tif 000013
【図６Ａ】
2009501405.tif 000014
【図６Ｂ】
2009501405.tif 000015
【図７Ａ】
2009501405.tif 000016
【図７Ｂ】
2009501405.tif 000017
【図８Ａ】
2009501405.tif 000018
【図８Ｂ】
2009501405.tif 000019
【図９】
2009501405.tif 000020
【図１０】
2009501405.tif 000021
【国際調査報告】
2009501405.tif 000022
2009501405.tif 000023