[发明专利]光信息处理装置和光学元件

说明书

本发明涉及在光盘上进行光学信息记录、重放的光信息处理装置和用于光拾取器中的光学元件。

下面，用图18说明作为以往光信息处理装置之一的光头的动作。由作为光源一例的半导体激光器18发射的光在穿过作为分离元件的全息照相元件18-5后，由物镜18-3聚焦在作为信息记录介质一例的光盘18-2上。被光盘反射的光穿过物镜后被全息照相元件衍射，入射到第一光检测器18-4-1、18-4-2上。由物镜支架18-6决定入射到光盘上的来路光的开口，一般大多采用圆形开口。开口NA与入射到物镜上的光直径对应，如果物镜的焦点距离为f，那么直径D满足

D＝2×f×NA

的关系。由于焦点距离f一定，所以NA的大小与直径D的大小对应。从光盘反射的回路光的开口同样也由物镜支架18-6决定，在来路、回路上有相同的开口。

下面，说明各种信号的检测例。在全息照相元件由菲涅耳透镜(Fresnel lens)的一部分构成的情况下，如图18所示，可以这样构成，以便单侧的衍射光在光检测器18-4-1的前面连接焦点，其它衍射光在光检测器18-4-2后方连接焦点。如图18的A方向箭头图所示，光检测器18-4-1、18-4-2分别按三等分构成时，根据各光检测器输出的运算结果，可以检测出SSD(点尺寸探测)方式的聚焦误差信号FE。FE可以由

  FE＝(18-4-1b)-(18-4-2b)            …(1)

  FE＝((18-4-1a)+(18-4-1c)+(18-4-2b))-((18-4-1b)+(18-4-2a)+(18-4-2c))                        …(2)

的其中之一得出。

在光盘的信迹(track)方向为图18的信迹方向时，由于信迹产生的衍射图形的远场象在光检测器上的点上如A方向箭头图所示那样生成，所以寻迹误差信号TE可由

  TE＝(18-4-1a)-(18-4-1c)              …(3)

  TE＝(18-4-2a)-(18-4-2c)              …(4)

  TE＝((18-4-1a)+(18-4-2c))-((18-4-1c)+(18-4-2a))

                                    …(5)

的其中之一得到。

光盘的数据信息信号RF可由光检测器18-4-1的所有输出、相同的18-4-2的所有输出或18-4-1与18-4-2的相加输出得到。

图19表示采用波长相互不同的两个激光源的其它以往例的光盘装置的结构。在该光盘装置中，有波长相互不同的两个激光源19-1(波长λ1)、激光源19-2(波长λ2)。从波长λ1(在DVD等情况下，λ1＝660nm)的半导体激光源19-1发射的激光19-21通过偏光性全息照相元件19-3。

作为该偏光性全息照相元件，在铌酸锂等各向异性材料的基板上形成深度为d的格栅，在其沟部填充各向同性的物质(折射率n1)。一般来说，如果通过沟部和沟部之间的光的相位差为φ，那么可用cos²(φ/2)来表示透过率。相对于格栅沟中平行、垂直的偏振光来说，如果基板的折射率分别为n1、n2，那么对于格栅沟中平行的偏振光，由于φ＝0，所以透过率为1。另一方面，对于格栅沟中垂直的偏振光，由于φ＝2π(n1-n2)d/λ，所以如果按φ＝π那样设定深度d，那么透过率为零，即被完全衍射。

因此，考虑到从激光源19-1发射的光19-21的偏振光方向与偏光性全息照相元件19-3的槽方位，在激光19-21通过偏光性全息照相元件19-3的情况下，可以使光不被衍射地透过。用四分之一波长板19-4将透过的光19-22从直线偏振光(S波)转换成圆偏振光的光19-23，用棱镜19-5表面进行反射，然后用准直透镜19-6变为平行光19-24，经上升镜19-7入射到装载在调节器可移动端19-14上的物镜19-8上，入射到光盘的信号面19-9上。

在信号面上进行记录的情况下，通过提高激光源19-1的发射功率，产生与记录信号对应的调制，在信号面19-9上记录所需的信号。