(57)【要約】【課題】  光効率が高く、これにより高倍速に対応可能である光ピックアップ及びそれを採用した光記録及び／または再生機器を提供する。【解決手段】  情報記録媒体に光を照射し、この情報記録媒体から反射されて戻った光を受光して、情報信号及び／またはエラー信号を検出するように設けられた光ユニット、入射光を集束させて、情報記録媒体の情報保存面上に光スポットを形成する第１及び第２対物レンズ及び電気的に光の進行方向を切り換えるように設けられ、光ユニット側から入射される光を第１及び第２対物レンズのうち、いずれか一つに選択的に進める光路切換ユニットを備えることを特徴とする光ピックアップ及びそれを採用した光記録及び／または再生機器である。これにより、複数の対物レンズそれぞれに向かう光量を極大化できる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体に光を照射し、この情報記録媒体から反射されて戻った光を受光して、情報信号及び／またはエラー信号を検出するように設けられた光ユニットと、
入射光を集束させて、情報記録媒体の情報保存面上に第１光スポットを形成する第１対物レンズと、
入射光を集束させて、情報記録媒体の情報保存面上に第２光スポットを形成する第２対物レンズと、
電気的に光の進行方向を切り換えるように設けられ、前記光ユニット側から入射される光を前記第１対物レンズに向かって反射させ、前記第２対物レンズに向かって透過させる光路切換ユニットとを備え、相異なる種類の情報記録媒体を互換できることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記光ユニットは、青色波長領域の光を出射する青色光源を含み、
前記第１及び第２対物レンズのうちいずれか一つは、ＢＤ規格に適するように形成され、他の一つは、ＨＤ  ＤＶＤ規格に適するように形成されて、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを互換採用することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記光ユニットは、赤色波長領域の光を出射する赤色光源及び赤外線波長領域の光を出射する赤外線光源のうち、少なくともいずれか一つをさらに含み、
ＤＶＤ及びＣＤのうち、少なくともいずれか一つを互換採用できることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記第１及び第２対物レンズのうちＨＤ ＤＶＤ規格に適した対物レンズは、ＤＶＤ及びＣＤのうち少なくともいずれか一つを互換採用できるように形成されたことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記光路切換ユニットを透過した光を反射させる反射ミラーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記第１及び第２対物レンズは、単一レンズホルダに情報記録媒体の半径方向に設置されたことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記光路切換ユニットは、電気的にスイッチング可能なブラッググレーティングを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記ブラッググレーティングは、
一対の基板間に介在され、鎖状に絡まった液晶滴と、前記液晶滴間に充填されたポリマーとを備え、電気的な信号により、前記液晶滴とポリマーとの間の屈折率差が調節されて、入射光を選択的に透過及び反射／回折させる液晶層と、
前記液晶層に電界を印加可能に前記基板の内側面に形成された透明電極とを備え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】
前記光路切換ユニットは、
光路を切り換えようとする特定波長領域の光の偏光を、電気的な駆動により選択的に変える選択的な半波長板と、
前記選択的な半波長板側から入射される光を、その偏光により選択的に透過及び反射させる偏光ビームスプリッタとを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記特定波長領域の光は、青色波長領域の光であることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記選択的な半波長板は、電気的な駆動により選択的に半波長板として作用する液晶プレートを備えることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
情報記録媒体の半径方向に移動可能に設置され、情報記録媒体に記録された情報を再生するか、または情報を記録する光ピックアップ及び該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１ないし請求項６のうちいずれか一項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１３】
前記光路切換ユニットは、電気的にスイッチング可能なブラッググレーティングを備えることを特徴とする請求項１２に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項１４】
前記ブラッググレーティングは、
一対の基板間に介在され、鎖状に絡まった液晶滴と、前記液晶滴間に充填されたポリマーとを備え、電気的な信号により、前記液晶滴とポリマーとの間の屈折率差が調節されて、入射光を選択的に透過及び反射／回折させる液晶層と、
前記液晶層に電界を印加可能に前記基板の内側面に形成された透明電極とを備えることを特徴とする請求項１３に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項１５】
前記光路切換ユニットは、
光路を切り換えようとする特定波長領域の光の偏光を、電気的な駆動により選択的に変える選択的な半波長板と、
前記選択的な半波長板側から入射される光を、その偏光により選択的に透過及び反射させる偏光ビームスプリッタとを備えることを特徴とする請求項１２に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項１６】
前記特定波長領域の光は、青色波長領域の光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】
前記選択的な半波長板は、液晶プレートを備え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１８】
情報信号及び／またはエラー信号を検出するように光ディスクに共通波長の光を照射し、光ディスクから反射された光を受光する光ユニットと、
入射光を集束させて、情報記録媒体の情報保存面上に第１光スポットを形成する第１対物レンズと、
入射光を集束させて、情報記録媒体の情報保存面上に第２光スポットを形成する第２対物レンズと、
前記光ユニットから入射される光の進行方向を電気的に切り換えるように設けられ、前記光ユニット側から入射される光を前記第１対物レンズに向かって反射させ、前記第２対物レンズに向かって透過させる光路切換ユニットとを備え、
前記第１及び第２対物レンズのうち一つは、ＢＤ規格によって形成され、他の一つは、ＨＤ  ＤＶＤ規格によって形成され、前記共通波長の光を使用して相異なる厚さを有する媒体を互換できることを特徴とする記録／再生装置用の光ピックアップ。
【請求項１９】
前記光ユニットは、少なくとも一つの光源を備えることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ。
【請求項２０】
前記少なくとも一つの光源は、青色波長領域の光を出射する光源を含むことを特徴とする請求項１９に記載の光ピックアップ。
【請求項２１】
前記第１対物レンズは、前記光ディスクがＢＤである時に使われるようにＢＤ規格によって形成され、前記第２対物レンズは、前記光ディスクがＨＤ  ＤＶＤである時に使われるようにＨＤ  ＤＶＤ規格によって形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ。
【請求項２２】
前記第２対物レンズは、ＤＶＤ及び／またはＣＤ規格もさらに互換できることを特徴とする請求項２１に記載の光ピックアップ。
【請求項２３】
前記第１及び第２対物レンズが、前記光ディスクの半径方向に配置されるように支持する単一レンズホルダと、
前記第１及び第２対物レンズをフォーカス方向、トラッキング方向及び／またはチルト方向に駆動するアクチュエータとをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ。
【請求項２４】
前記第１及び第２対物レンズが、各光ディスクの厚さによって変わる対応する作動距離を有するように設置される単一レンズホルダをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ。
【請求項２５】
前記光路切換ユニットは、相異なる入力電圧レベルにより、選択的に透過及び反射させる電気的にスイッチング可能なブラッググレーティングを備えることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ。
【請求項２６】
前記ブラッググレーティングは、
透明ガラスまたはプラスチック基板間に介在され、電気信号によって入射光を選択的に透過または回折させる液晶層と、
前記液晶層に電界を印加可能に前記基板の内側面に形成された透明電極とを備えることを特徴とする請求項２５に記載の光ピックアップ。
【請求項２７】
前記液晶層は、
所定間隔で配置された鎖状に絡まった微細液晶滴と、
前記微細液晶滴間の空間を充填するポリマーとを備えることを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ。
【請求項２８】
前記ブラッググレーティングは、回折作用を提供するように立体相ホログラムを発生させることを特徴とする請求項２５に記載の光ピックアップ。
【請求項２９】
前記ブラッググレーティングは、
電圧が印加される時に光を透過させ、電源が印加されない時に光を回折させることを特徴とする請求項２５に記載の光ピックアップ。
【請求項３０】
前記光路切換ユニットを通過した光を前記第１対物レンズに反射させるように、反射ミラーをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ。
【請求項３１】
前記光ディスクは、複数個であり、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを備え、前記第１及び第２対物レンズのうちいずれか一つは、ＢＤ規格によって形成され、他の一つは、ＨＤ  ＤＶＤ規格によって形成され、入射光は、前記光路切換ユニットの駆動結果として選択的に透過されるか、または反射されることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ。
【請求項３２】
ＤＶＤ及び／またはＣＤにそれぞれ適した波長を有する第２及び第３光を出射する第１及び第２光モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の光ピックアップ。
【請求項３３】
前記第１及び第２光モジュールは、情報再生信号及び／またはエラー信号を検出するように、前記第１及び第２光が前記光ディスクから反射された後で前記第１及び第２光を受光することを特徴とする請求項３２に記載の光ピックアップ。
【請求項３４】
前記第１及び／または第２光モジュールは、ＤＶＤ及びＣＤ用ホログラムの光モジュールを備えることを特徴とする請求項３３に記載の光ピックアップ。
【請求項３５】
光ディスクを回転させるスピンドルモータと、
前記光ディスクに記録された情報を再生及び／または前記光ディスクに情報を記録するように、前記光ディスクの半径方向に沿って動くように設置された請求項１８に記載の光ピックアップと、
前記スピンドルモータ及び光ピックアップを駆動する駆動部と、
前記光ピックアップのフォーカス、トラッキング及び／またはチルトサーボを制御するための制御部とを備えることを特徴とする記録／再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ及びそれを採用した光記録及び／または再生機器に係り、複数の対物レンズを備える光ピックアップ及び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、光情報記録媒体である光ディスクに任意の情報を記録するか、または記録された情報を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。光スポットのサイズＳは、使用する光の波長λ及び対物レンズの開口数（ＮＡ）により式（１）のように決定される。
【０００３】
【数１】
2006024351.tif 000003
したがって、光ディスクの高密度化のために、光ディスクに形成される光スポットのサイズを小さくするためには、青色レーザのような短波長光源及びＮＡ  ０．６以上の対物レンズの採用が必須的である。
【０００４】
最近、波長が４０５ｎｍ近辺である光源及び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であるＢＤ（ブルーレイディスク）規格が提案された。また、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であるＨＤ  ＤＶＤ（高忠実度ＤＶＤ）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。したがって、一つのシステムで二つの光ディスク規格を互換する装置が必要であると予想される。ＤＶＤ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、ただし、トラックピッチや光ディスク構造が異なる。したがって、光源から出射した光を光ディスクに集光する過程は、光ディスクの規格に関係なくほぼ同一であり、ただし、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。
【０００５】
しかし、次世代のＤＶＤ規格、例えばＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤ規格の場合、光ディスクの厚さが異なるので、光ディスクの厚さ差に起因した球面収差の発生が深刻である。既存の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がある。
【０００６】
まず、二つの光源を使用するシステムで、球面収差の補正のためにホログラム素子を使用する場合を説明すると、次の通りである。
【０００７】
ＤＶＤ／ＣＤ互換型の場合、記録可能な光ディスクは、各光ディスク規格で定めた波長以外の光源に対しては反射率がきわめて減少するので、二つの光源の使用が必須的である。例えば、既存の光ディスクのうち追記型のＤＶＤ−Ｒ及びＣＤ−Ｒは、波長によって反射率がきわめて低下するため、６５０ｎｍと７８０ｎｍ波長の光源の使用が必須的である。この場合、波長（６５０ｎｍと７８０ｎｍ）によるホログラム素子の回折角及び屈折率差による屈折角差を利用して、効果的に互換が可能である。また、ホログラム素子の１次回折ビームは、図１に示すように、６５０ｎｍと７８０ｎｍ二つの波長でいずれも高回折効率を有する。記録可能な光ディスクを除く場合、一つの光源で、例えばＤＶＤ光源でＣＤ系列の光ディスクを互換する方法がある。この場合、ホログラム素子の０次光及び１次光を、二つの光ディスクの基板厚さ差による球面収差を補正するのに効果的に利用できる。しかし、同一な光源を利用して光を二つに分離するので、光効率が１／２以下に低下するという問題点がある。
【０００８】
次世代のＤＶＤ規格、例えばＢＤ及びＨＤ ＤＶＤ規格の場合、同一な波長の光を使用するので、前記の波長によるホログラム素子の回折角及び屈折率差による屈折角差を利用して互換する方法は使用できない。また、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、二つの光ディスクの厚さ差による球面収差を補正する方法は、光効率が低下して、さらに多い光量を要求する高倍速に対応し難いという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、前記したような従来の問題点を改善するためのものであって、使用光の波長が同一であり、情報記録媒体の厚さ及び対物レンズのＮＡが異なる二つの相異なる規格の情報記録媒体を互換でき、高い光効率と高倍速に対応可能な光ピックアップ、及びそれを適用した光記録及び／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】
【００１０】
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、情報記録媒体に光を照射し、この情報記録媒体から反射されて戻った光を受光して、情報信号及び／またはエラー信号を検出するように設けられた光ユニット、入射光を集束させて、情報記録媒体の情報保存面上に第１光スポットを形成する第１及び第２対物レンズ、及び電気的に光の進行方向を切り換えるように設けられ、前記光ユニット側から入射される光を前記第１及び第２対物レンズのうち、いずれか一つに選択的に進める光路切換ユニットを備えることを特徴とする。ここで、前記光ユニットは、青色波長領域の光を出射する青色光源を含み、前記第１及び第２対物レンズのうちいずれか一つは、ＢＤ規格に適するように形成され、他の一つは、ＨＤ  ＤＶＤ規格に適するように形成されて、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを互換採用するように形成される。
【００１１】
前記光ユニットは、赤色波長領域の光を出射する赤色光源及び赤外線波長領域の光を出射する赤外線光源のうち、少なくともいずれか一つをさらに含み、ＤＶＤ及びＣＤのうち少なくともいずれか一つを互換採用できるように形成される。
【００１２】
この際、前記第１及び第２対物レンズのうちＨＤ  ＤＶＤ規格に適した対物レンズは、ＤＶＤ及びＣＤのうち少なくともいずれか一つを互換採用できるように形成されたことが望ましい。
【００１３】
前記光路切換ユニットを透過した光を反射させる反射ミラーをさらに備える。
【００１４】
前記第１及び第２対物レンズは、単一レンズホルダに情報記録媒体の半径方向に設置される。
【００１５】
前記光路切換ユニットは、電気的にスイッチング可能なブラッググレーティング（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ：ＥＳＢＧ）を備える。
【００１６】
前記ＥＳＢＧは、一対の基板間に介在され、鎖状に絡まった液晶滴、及び前記液晶滴間に充填されたポリマーを備え、電気的な信号により、前記液晶滴とポリマーとの間の屈折率差が調節されて、入射光を選択的に透過及び反射／回折させる液晶層、及び前記液晶層に電界を印加可能に前記基板の内側面に形成された透明電極を備え、電圧が印加される時は透過作用を行い、電圧が印加されなければ、回折作用を行うように形成されうる。
【００１７】
前記光路切換ユニットは、光路を切り換えようとする特定波長領域の光の偏光を、電気的な駆動により選択的に変える選択的な半波長板及び前記選択的な半波長板側から入射される光を、その偏光により選択的に透過及び反射させる偏光ビームスプリッタを備える。
【００１８】
ここで、前記特定波長領域の光は、青色波長領域の光であることが望ましい。
【００１９】
前記選択的な半波長板は、電気的な駆動により選択的に半波長板として作用する液晶プレートを備える。
【００２０】
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、情報記録媒体に記録された情報を再生するか、または情報を記録する光ピックアップ及び該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、前記の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。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数の対物レンズそれぞれに向かう光量を極大化できるので、光効率が高く、これにより高倍速に対応可能である。
【００２２】
また、本発明による光ピックアップは、使用光の波長が同一であり、情報記録媒体の厚さ及び対物レンズのＮＡが異なる二つの相異なる規格の情報記録媒体、例えばＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを互換できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図２は、本発明による光ピックアップを概略的に示す図である。本発明による光ピックアップは、情報記録媒体、すなわち光ディスク１に光を照射し、光ディスク１から反射されて戻った光を受光して、情報信号及び／またはエラー信号を検出するように設けられた光ユニット１０、入射光を集束させて、光ディスク１の情報保存面上に光スポットを形成する第１及び第２対物レンズ６０、７０、及び電気的に光の進行方向を切り換えるように設けられ、光ユニット１０側から入射される光の進路を切り換えて、第１及び第２対物レンズ６０、７０のうちいずれか一つに選択的に進める光路切換ユニット５０から構成される。光ディスク１は、ＢＤ  １ａまたはＨＤ  ＤＶＤ  １ｂとなることができる。また、光ディスク１は、ＢＤまたはＨＤ  ＤＶＤとほぼ同様な波長及び／またはＮＡに互換できる他の種類の光ディスクであることもある。
【００２４】
光ユニット１０は、次世代ＤＶＤであるＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂに適した青色波長領域、例えば、４０５ｎｍ波長の光を出射する光源を含み、少なくとも一つの光源を備える。光ユニット１０の多様な実施形態については後述する。
【００２５】
第１対物レンズ６０は、ＢＤ規格に適するように形成され、第２対物レンズ７０は、ＨＤ  ＤＶＤ規格に適するように形成されうる。
【００２６】
すなわち、第１対物レンズ６０は、約０．１ｍｍ厚さの光ディスク１及び青色波長領域の光に対して最適化され、０．８５のＮＡを有するように形成されうる。第２対物レンズ７０は、約０．６ｍｍ厚さの光ディスク１及び青色波長領域の光に対して最適化され、０．６５のＮＡを有するように形成されうる。代案として、第１対物レンズ６０は、ＨＤ  ＤＶＤ規格に適するように形成され、第２対物レンズ７０は、ＢＤ規格に適するように形成されうる。また、後述するように、ＨＤ  ＤＶＤ規格に適するように形成された対物レンズは、ＤＶＤ及び／またはＣＤも互換採用できるように形成されることもある。以下では、第１及び第２対物レンズ６０、７０がＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ規格にそれぞれ適するように形成された場合を例として説明する。
【００２７】
この場合、本発明による光ピックアップは、ＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂを互換採用できる。
【００２８】
第１及び第２対物レンズ６０、７０は、単一レンズホルダ９０に光ディスク１の半径方向に設置されることが望ましく、アクチュエータ８０により、例えばフォーカス方向、トラッキング方向及び／またはチルト方向に駆動される。第１対物レンズ６０がＢＤ規格に適するように形成される場合、第１対物レンズ６０は、第２対物レンズ７０より外周側に配置されることが望ましい。代案として、第１対物レンズ６０が第２対物レンズ７０より内周側に配置されることもある。
【００２９】
この際、第１及び第２対物レンズ６０、７０は、ＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂの厚さ差及び作動距離差を考慮して、単一レンズホルダ９０に設置されることが望ましい。例えば、相対的に厚いＨＤ  ＤＶＤ  １ｂの記録及び／または再生時、第１対物レンズ６０とＨＤ  ＤＶＤ１ｂとの衝突を防止するように、第１対物レンズ６０は、本来の作動距離より広い間隔で光ディスク１と離隔されるように、単一レンズホルダ９０に設置されることが望ましい。第１及び第２対物レンズ６０、７０、それを搭載する単一レンズホルダ９０、及び単一レンズホルダ９０に設置されるアクチュエータ８０の磁気回路部分は、光ピックアップ組立体での可動部を構成する。
【００３０】
光路切換ユニット５０は、電気的な信号により、入射光の透過及び反射を切り換えるように構成される。例えば、光路切換ユニット５０は、電源オフ状態では、反射ミラーとして機能を行って入射される光を第１対物レンズ６０側に向かわせ、電源オン状態では、入射光を透過させて第２対物レンズ７０側に向かわせる構成を有することができる。
【００３１】
この際、第１対物レンズ６０がＢＤ規格に適するように形成された場合には、光路切換ユニット５０は、ＢＤ  １ａの記録及び／または再生時には、入射光を第１対物レンズ６０側に向かわせ、残りの規格の光ディスク１（例えば、ＨＤ  ＤＶＤ  １ｂ、ＤＶＤ及びＣＤのうちいずれか一つ）の記録及び／または再生時には、入射光を第２対物レンズ７０側に向かうように作動される。
【００３２】
光路切換ユニット５０としては、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ＥＳＢＧ  １５０を具備できる。ＥＳＢＧ  １５０は、ホログラム素子と比較する時、屈折率変調が可能な素子である。
【００３３】
ＥＳＢＧ  １５０は、透明なガラスまたはプラスチック基板１５２間に介在され、電気的な信号により入射光を選択的に透過または回折させる液晶層１５１及び液晶層１５１に電界を印加可能に、基板１５２の内面にコーティング形成されたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）透明電極１５３から構成される。
【００３４】
液晶層１５１は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、所定間隔で配列された鎖状に絡まった微細液晶滴１５１ａ及び微細液晶滴１５１ａ間に充填されたポリマー１５１ｂから構成される。すなわち、二枚の透明なＩＴＯコーティング基板１５２間に、微細液晶滴１５１ａが稠密に分布し、その間をフォトポリマー１５１ｂが充填してブラッグ面を形成する。
【００３５】
このように、ＥＳＢＧ  １５０は、比較的純粋なポリマー１５１ｂ及び稠密な微細液晶滴１５１ａの平面が交互に一定間隔で分布する構造を有する。したがって、微細液晶滴１５１ａの屈折率ｎＬＣＭがポリマー１５１ｂの屈折率ｎＰと異なれば、体積相ホログラムを生成して回折作用が起きる。すなわち、前記のように、一定間隔で配列された微細液晶滴１５１ａは、回折格子のように作用して入射光を回折反射させる。前記のように構成された液晶層１５１で、入射光の選択的な透過及び反射は、次のような原理により発生する。
【００３６】
すなわち、液晶層１５１に電圧が印加されていない状態（電圧オフ）では、微細液晶滴１５１ａの屈折率ｎＬＣＭとポリマー１５１ｂの屈折率ｎＰとが相異なるので、液晶層１５１は、図３Ａに示すように、入射光を回折／反射させる。
【００３７】
図３Ｂに示すように、電圧オン状態で、液晶層１５１に印加された所定電圧により、微細液晶滴１５１ａをなす液晶分子の光軸が、その有効屈折率ｎＬＣＭがポリマー１５１ｂの屈折率ｎＰと同一であるように整列されるので、微細液晶滴１５１ａとポリマー１５１ｂとの屈折率差により形成された回折格子が除去されて透明になり、液晶層１５１は、入射光をほぼいずれも回折なしに透過させる。
【００３８】
前記のように、ＥＳＢＧ  １５０は、電圧が印加される時は透過作用を行い、電圧が印加されない時は回折作用を行うように構成されうる。
【００３９】
一方、本発明による光ピックアップは、光路切換ユニット５０を透過した光を第２対物レンズ７０側に反射させるように、反射ミラー５５をさらに備える。
【００４０】
前記のような本発明による光ピックアップは、光路切換ユニット５０の電気的な駆動により、入射光を選択的に透過または反射させる。
【００４１】
例えば、ＢＤ  １ａの記録及び／または再生時には、図４Ａに示すように、光路切換ユニット５０をＶ１電源状態（例えば、電源オフ状態）にすれば、光ユニット１０側から入射される光を光路切換ユニット５０でいずれも反射させて、第１対物レンズ６０側に向かわせる。また、ＨＤ  ＤＶＤ  １ｂの記録及び／または再生時には、図４Ｂに示すように、光路切換ユニット５０をＶ２電源状態（例えば、電源オン状態）にすれば、光ユニット１０側から入射される光を光路切換ユニット５０をいずれも透過して、第２対物レンズ７０側に向かわせる。
【００４２】
このように、本発明による光ピックアップによれば、ＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂそれぞれに向かう光量を極大化できるので、光効率が高く、これにより、多い光量を要求する高倍速に対応できる。ここで、高倍速で多い光量が要求される理由は、高倍速であるほど、光スポットが光ディスク１の所定位置に照射される時間が短いため、単位時間当り照射される光量を多くする場合のみに、記録及び／または再生に必要な光パワーを得ることができるためである。以下では、本発明による光ピックアップの光学的構成の多様な実施形態について説明する。
【００４３】
図５は、本発明の一実施形態による光ピックアップの光学的構成を概略的に示し、図６は、図５の斜視図である。ここで、図２と実質的に同一機能を行う部材は、図２と同一な参照符号で表記し、その反復的な説明を省略する。
【００４４】
図５及び図６に示すように、本発明の一実施形態による光ピックアップは、次世代ＤＶＤ、すなわちＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂに適した青色波長領域、例えば４０５ｎｍ波長の第１光１１ａを出射する青色光源１１を備え、ＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂを互換採用するように設けられうる。そして、第１対物レンズ６０は、ＢＤ  １ａに対して最適化され、第２対物レンズ７０は、ＨＤ  ＤＶＤ  １ｂに対して最適化されうる。この場合、光路切換ユニット５０は、ＢＤ  １ａの採用時には、光ユニット１０側から入射される第１光１１ａを反射させ、ＨＤ  ＤＶＤ  １ｂの採用時には、光ユニット１０側から入射される第１光１１ａを透過させるように構成及び作動される。
【００４５】
図５及び図６の本発明の一実施形態による光ピックアップにおいて、光ユニット１０は、次世代ＤＶＤに適するように青色波長、例えば４０５ｎｍ波長の第１光１１ａを出射する青色光源１１、入射される第１光１１ａの光路を変換するための第１光路変換ユニット、及び光ディスク１から反射されて戻った第１光１１ａを受光して、情報再生信号及び／またはエラー信号を検出するための光検出器１７から構成される。また、光ユニット１０は、青色光源１１から出射された第１光１１ａを少なくとも３個の光ビームに分割するグレーティング１３をさらに具備できる。光ユニット１０は、青色光源１１から出射された発散光を平行光に変えるコリメーティングレンズ１９をさらに具備できる。光ユニット１０は、偏光ビームスプリッタ１３と光検出器１７との間に配置された検出レンズ１８をさらに具備できる。ここで、光ユニット１０は、他の構成を有することもある。
【００４６】
前記第１光路変換ユニットは、入射される第１光１１ａを偏光状態によって透過、または反射させる偏光ビームスプリッタ１５及び第１光１１ａの偏光を変える第１光１１ａの波長に対する１／４波長板１７から構成される。グレーティング１３は、青色光源１１と偏光ビームスプリッタ１３との間の光路上に配置される。このグレーティング１３は、３ビーム法や差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号検出を可能にする。ここで、前記第１光路変換ユニットは、他の構成を有することもある。
【００４７】
検出レンズ１８としては、入射される第１光１１ａを、非点収差を発生させて非点収差法によるフォーカスエラー信号を検出可能にする非点収差レンズ、例えばシリンダレンズを具備できる。
【００４８】
一方、光ユニット１０は、青色光源１１の光出力を制御するために、青色光源１１から出射され、偏光ビームスプリッタ１３により一部反射された第１光１１ａを検出するためのモニタ用の光検出器１６をさらに具備できる。
【００４９】
前記したような本発明の一実施形態による光ピックアップによれば、例えば、光路切換ユニット５０は、ＢＤ  １ａの採用時には、光ユニット１０側から入射される第１光１１ａを反射させて第１対物レンズ６０側に向かわせ、ＨＤ  ＤＶＤ  １ｂの採用時には、光ユニット１０側から入射される第１光１１ａを透過させて、反射ミラー５５に入射させるように作動され、入射光は、この反射ミラー５５により反射されて第２対物レンズ７０側に向かう。ＢＤ  １ａまたはＨＤ  ＤＶＤ  １ｂで反射された第１光１１ａは、それぞれ前記と反対の経路を経て光ユニット１０側に再入射される。
【００５０】
前記したような本発明の一実施形態による光ピックアップは、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを互換採用できる。
【００５１】
図７は、本発明の他の実施形態による光ピックアップの斜視図である。図７に示した光ピックアップは、図５及び図６と比較する時、ＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂに付加して、ＤＶＤ及びＣＤを互換採用できる光学的構成を有する。ここで、図２及び図５と実質的に同一機能を行う部材は、図２及び図５と同一な参照符号で表記し、その反復的な説明を省略する。
【００５２】
図７の本発明の他の実施形態による光ピックアップにおいて、光ユニット１１０は、ＤＶＤ及びＣＤにそれぞれ適した波長の第２及び第３光を出射し、光ディスク１から反射されて戻った第２及び第３光を受光して、情報再生信号及び／またはエラー信号を検出可能に設けられた第１及び第２光モジュール１３０、１２０、第１及び第２光モジュール１３０、１２０から出射された第２及び第３光の光路を分離結合するためのビームスプリッタ１４１、第１及び第２光モジュール１３０、１２０から出射された第２及び第３光をコリメーティングするためのコリメーティングレンズ１４３、及び第１及び第２光モジュール１３０、１２０から出射された第２及び第３光を、青色光源１１から出射された第１光１１ａと同一な光路で光路切換ユニット５０側に進めさせるビームスプリッタ１４５を備える。
【００５３】
第１及び第２光モジュール１３０、１２０は、それぞれＤＶＤを記録及び／または再生するのに適した赤色波長領域、例えば６５０ｎｍ波長の光を出射する赤色光源、及びＣＤを記録及び／または再生するのに適した赤外線波長領域、例えば７８０ｎｍ波長の光を出射する赤外線光源を備える。
【００５４】
第１及び第２光モジュール１３０、１２０としては、それぞれＤＶＤ用ホログラム光モジュール、ＣＤ用ホログラム光モジュールを具備できる。ホログラム光モジュールは、光源、光検出器、及び光源から出射された光は直進透過させ、光ディスク１から反射されて戻った光は回折させて、光検出器に向かわせるホログラムを備える。このようなホログラム光モジュールについては、本技術分野で周知されているので、これについての詳細な説明及び図示は省略する。
【００５５】
図７の本実施形態において、第２対物レンズ７０は、ＨＤ  ＤＶＤを記録及び／または再生するのに適し、かつＤＶＤ及びＣＤも互換採用できるように設けられる。ＨＤ  ＤＶＤ規格は、ＤＶＤ規格と光ディスクの厚さ及び対物レンズのＮＡが同一または類似しているので、一つの対物レンズでＨＤ  ＤＶＤ及びＤＶＤを互換できる。また、ＣＤも互換するように、対物レンズを設計することが可能である。
【００５６】
以上では、図７の本発明の他の実施形態による光ピックアップがＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤだけでなく、ＤＶＤ及びＣＤも互換採用できるように設けられた場合を説明した。
【００５７】
他の実施形態として、本発明による光ピックアップは、ＢＤ、ＨＤ  ＤＶＤ及びＤＶＤを互換採用するように設けられることもある。この場合、本発明による光ピックアップは、図７において、第１及び第２光モジュール１３０、１２０のうちいずれか一つ及びビームスプリッタ１４１を省略した光学的構成を有することができる。この際、第２対物レンズ７０は、ＨＤ  ＤＶＤを記録及び／または再生するのに適し、かつＤＶＤ及びＣＤのうちいずれか一つを互換採用できるように設けられる。また、本発明による光ピックアップは、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤのための光学系とは別途に、ＤＶＤ及び／またはＣＤを採用するための光学系を備えることもある。例えば、図６において、ビームスプリッタ１４５を排除し、ＤＶＤ及び／またはＣＤ用の対物レンズを別途に備え、第１及び第２光モジュール１３０、１２０から出射された第２及び第３光がビームスプリッタ１４１によりその光路が分離／結合され、コリメーティングレンズ１４３によりコリメーティングされて、ＤＶＤ及び／またはＣＤ用の対物レンズに入射される光学的配置を有するように変形されうる。この場合、本発明による光ピックアップは、少なくとも３個の対物レンズを備える。このような光学的配置については、以上の説明から十分に類推できるので、その詳細な説明及び図示を省略する。
【００５８】
一方、以上では、光路切換ユニット５０から反射された光が入射される第１対物レンズ６０がＢＤ  １ａ用に適し、光路切換ユニット５０を透過した光が入射される第２対物レンズ７０がＨＤ  ＤＶＤ１ｂ用に適すると説明したが、これと逆に、第１対物レンズ６０がＨＤ  ＤＶＤ  １ｂ用に適し、第２対物レンズ７０がＢＤ  １ａ用に適するように形成されることもある。
【００５９】
前記したような本発明による光ピックアップの作動を図７の光学的構成の例として説明すれば、次の通りである。
【００６０】
光記録及び／または再生機器にＢＤが搭載された場合には、青色光源１１が作動され、光路切換ユニット５０は、入射される第１光１１ａを反射させるように作動される。例えば、光路切換ユニット５０は、電源オフ状態に維持される。青色光源１１から出射された第１光１１ａの一線形偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１５を透過し、１／４波長板１７により一円偏光に変わる。この光は、コリメーティングレンズ１９によりコリメーティングされ、ビームスプリッタ１４５を透過して光路切換ユニット５０に入射される。入射された第１光１１ａは、光路切換ユニット５０から反射され、第１対物レンズ６０によりＢＤの情報保存面に光スポットを形成する。ＢＤの情報保存面から反射されつつ他の円偏光に変わった第１光１１ａは、前記経路を逆に経て１／４波長板１７に入射され、１／４波長板１７を経由しつつ他の線形偏光の光となり、偏光ビームスプリッタ１５から反射されて光検出器２０に受光される。
【００６１】
光記録及び／または再生機器にＨＤ  ＤＶＤが搭載された場合には、青色光源１１が作動され、光路切換ユニット５０は、入射される第１光１１ａを透過させるように作動される。例えば、光路切換ユニット５０は、電源オン状態に維持される。このときの第１光１１ａは、ＢＤを搭載した場合と同一な光路及び偏光変化を経て、光路切換ユニット５０を透過し、反射ミラー５５により第２対物レンズ７０側に反射され、第２対物レンズ７０により集束されてＨＤ  ＤＶＤの情報保存面に光スポットを形成する。ＨＤ  ＤＶＤの情報保存面から反射された第１光１１ａは、前記経路を逆に経て、偏光ビームスプリッタ１５から反射されて光検出器２０に受光される。
【００６２】
光記録及び／または再生機器にＤＶＤが搭載された場合には、第１光モジュール１３０が作動され、光路切換ユニット５０は、入射される第２光を透過させるように作動される。例えば、光路切換ユニット５０は、電源オン状態に維持される。第１光モジュール１３０から出射された第２光は、ビームスプリッタ１４１を透過し、コリメーティングレンズ１４３によりコリメーティングされて、ビームスプリッタ１４５に入射される。入射された第２光は、ビームスプリッタ１４５から反射され、光路切換ユニット５０を透過し、反射ミラー５５により反射されて第２対物レンズ７０に入射される。入射された第２光は、第２対物レンズ７０により集束されて、ＤＶＤの情報保存面に光スポットを形成する。ＤＶＤの情報保存面から反射された第２光は、前記経路を逆に経て第１光モジュール１３０に戻る。光記録及び／または再生機器にＣＤが搭載された場合には、第２光モジュール１２０が作動され、光路切換ユニット５０は、入射される第３光を透過させるように作動される。例えば、光路切換ユニット５０は、電源オン状態に維持される。第２光モジュール１２０から出射された第３光は、ビームスプリッタ１４１から反射され、コリメーティングレンズ１４３によりコリメーティングされて、ビームスプリッタ１４５に入射される。入射された第３光は、ビームスプリッタ１４５から反射され、光路切換ユニット５０を透過し、反射ミラー５５により反射されて第２対物レンズ７０に入射される。入射された第３光は、第２対物レンズ７０により集束されて、ＣＤの情報保存面に光スポットを形成する。ＣＤの情報保存面から反射された第３光は、前記経路を逆に経て第２光モジュール１２０に戻る。
【００６３】
図８は、本発明による光ピックアップのさらに他の実施形態を示す。図８に示した光ピックアップは、図５及び図６と比較するとき、光路切換ユニット２５０が変更され、波長板１７が光ユニット１０’に位置する代わりに、光路切換ユニット２５０と第１及び第２対物レンズ６０、７０との間にそれぞれ配置された点にその特徴がある。ここで、図２及び図５と実質的に同一機能を行う部材は、図２及び図５と同一な参照符号で表記し、その反復的な説明を省略する。
【００６４】
図８に示すように、光路切換ユニット２５０は、光路を切り換えようとする特定波長領域の光の偏光を電気的な駆動により選択的に変える選択的な半波長板２５１、及び前記選択的な半波長板２５１側から入射される光を、その偏光によって選択的に透過及び反射させる偏光ビームスプリッタ２５５を備える。
【００６５】
図５ないし図７の前記実施形態のように、次世代ＤＶＤ、すなわちＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂに適した青色波長領域、例えば４０５ｎｍ波長の第１光１１ａを出射する青色光源１１を備えるとき、前記特定波長領域の光は、青色波長領域の光となり、前記選択的な半波長板２５１は、この青色波長領域の光に対して選択的に半波長板として作用を行う。前記選択的な半波長板２５１としては、電気的な駆動によって選択的に半波長板として作用を行うようになった液晶プレートを具備できる。
【００６６】
前記のように構成された光路切換ユニット２５０により入射される特定波長領域、すなわち青色波長領域の光１１ａを図９Ａ及び図９Ｂに示すように、選択的に第１または第２対物レンズ６０、７０側に送ることができる。
【００６７】
図９Ａに示すように、ＢＤ  １ａの記録及び／または再生時には、前記選択的な半波長板２５１をＶ１電源状態（例えば、電源オフ状態や低いパワー状態）にすれば、光ユニット１０’側から入射される、例えばｐ偏光の青色波長領域の光１１ａは、選択的な半波長板２５１を経由しつつ、ｓ偏光の光１１ａとなり、偏光ビームスプリッタ２５５から反射されて第１対物レンズ６０側に向かう。
【００６８】
図９Ｂに示すように、ＨＤ  ＤＶＤ  １ｂの記録及び／または再生時には、前記選択的な半波長板２５１をＶ２電源状態（例えば、電源オン状態や高いパワー状態）にすれば、光ユニット１０’側から入射されるｐ偏光の青色波長領域の光１１ａは、選択的な半波長板２５１を偏光変化なしに経由し、偏光ビームスプリッタ２５５を透過して第２対物レンズ７０側に向かう。
【００６９】
前記のような光路切換ユニット２５０を備える場合にも、ＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂそれぞれに向かう光量を極大化できるので、光効率が高く、これにより大きい光量を要求する高倍速に対応できる。一方、図８ないし図９Ｂでは、光路切換ユニット２５０が、図５及び図６を参照して説明したようなＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂの互換型の光ピックアップに適用される例を示すが、これは例示であるだけである。光路切換ユニット２５０は、図７の光学的構成に光路転換ユニット５０の代りに適用されうる。この場合にも、波長板１７は、光ユニット１１０に配置される代わりに、光路切換ユニット２５０と第１及び第２対物レンズ６０、７０との間の光路上にそれぞれ配置される。
【００７０】
一方、図８ないし図９Ｂでは、光路切換ユニット２５０が偏光ビームスプリッタ２５５でキュービック型を備えると示したが、この偏光ビームスプリッタ２５５は、プレート型であることもある。
【００７１】
図１０は、本発明による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である。図１０に示すように、光記録及び／または再生機器は、光ディスク１を回転させるためのスピンドルモータ３１２、光ディスク１の半径方向に移動可能に設置されて、光ディスク１に記録された情報を再生及び／または情報を記録する光ピックアップ３００、スピンドルモータ３１２と光ピックアップ３００とを駆動するための駆動部３０７、及び光ピックアップ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するための制御部３０９を備える。ここで、参照番号３５２は、ターンテーブル、３５３は、光ディスク１をチャッキングするためのクランプを表す。
【００７２】
光ピックアップ３００は、図２ないし図９Ｂに示した前述したような本発明による光ピックアップの光学系構造を有する。
【００７３】
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。駆動部３０７は、スピンドルモータ３１２の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させ、光ピックアップ３００を駆動する。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。このような本発明による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（また、ＣＤ及び／またはＤＶＤのような他の媒体も可能である）でき、ＢＤ  １ａ及びＨＤ  ＤＶＤ  １ｂそれぞれに向かう光量を極大化できるので、高倍速を実現できる。
【００７４】
以上では、本発明による光ピックアップが次世代のＤＶＤ規格、すなわちＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを互換採用できるようになった構成を有する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い。すなわち、本発明による光ピックアップは、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤ以外にも、相異なる設計仕様の複数の対物レンズを要求する多様なシステムに適用され、そのようなシステムで要求する通り適切に変形されうる。
【００７５】
したがって、本発明による光ピックアップは、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であり、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲により決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、光記録及び／または再生機器関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】ホログラム素子の波長による０次光と１次光の回折効率を示す図である。
【図２】本発明による光ピックアップを概略的に示す図である。
【図３Ａ】スイッチング可能なブラッググレーティングの液晶層の構造、及びそのスイッチング可能なブラッググレーティングの選択的な透過及び反射／回折を説明するための図である。
【図３Ｂ】スイッチング可能なブラッググレーティングの液晶層の構造、及びそのスイッチング可能なブラッググレーティングの選択的な透過及び反射／回折を説明するための図である。
【図４Ａ】図２の本発明による光ピックアップにおいて、光路切換ユニットにより切り換えた光の進路変化を示す図である。
【図４Ｂ】図２の本発明による光ピックアップにおいて、光路切換ユニットにより切り換えた光の進路変化を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による光ピックアップの光学的構成を概略的に示す図である。
【図６】図５の斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態による光ピックアップの斜視図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態による光ピックアップの光学的構成を概略的に示す図である。
【図９Ａ】図８の本発明による光ピックアップにおいて、光路切換ユニットにより切り換えた光の進路変化を示す図である。
【図９Ｂ】図８の本発明による光ピックアップにおいて、光路切換ユニットにより切り換えた光の進路変化を示す図である。
【図１０】本発明による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である。
【符号の説明】
【００７８】
１    光ディスク
１ａ  ＢＤ
１ｂ  ＨＤ  ＤＶＤ
１０  光ユニット
５０  光路切換ユニット
５５  反射ミラー
６０  第１対物レンズ
７０  第２対物レンズ
８０  アクチュエータ
９０  単一レンズホルダ
【図１】
2006024351.tif 000004
【図２】
2006024351.tif 000005
【図３Ａ】
2006024351.tif 000006
【図３Ｂ】
2006024351.tif 000007
【図４Ａ】
2006024351.tif 000008
【図４Ｂ】
2006024351.tif 000009
【図５】
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【図６】
2006024351.tif 000011
【図７】
2006024351.tif 000012
【図８】
2006024351.tif 000013
【図９Ａ】
2006024351.tif 000014
【図９Ｂ】
2006024351.tif 000015
【図１０】
2006024351.tif 000016