JP2000276766A - 光ピックアップ及びそれを具備した光情報記録再生装置、並びにそれらに用いられる位相可変型波長板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で多種類の光ディスク間での互換
性を実現することができ、偏光性の検出光学系を用いた
場合であっても、安定に信号の検出を行うことのできる
小型の光ピックアップを提供する。 【解決手段】 それぞれ検出用フォトディテクタを有す
るＳＨＧブルーレーザユニット１及び赤色半導体レーザ
ユニット２から出射されるレーザ光を、コリメートレン
ズ３、４によって平行光とした後、誘電体多層膜ミラー
５によって同一光軸上を伝搬するように合波する。この
誘電体多層膜ミラー５は、Ｐ波、Ｓ波ともに波長５００
ｎｍ以下の光を透過し、波長５００ｎｍ以上の光を反射
するように構成する。誘電体多層膜ミラー５を透過及び
反射した光を、偏光性ホログラム６及び波長板７を透過
させた後に、対物レンズ９によって光ディスク１０上に
集光させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる波長の光ビ
ームを出射する複数の光源（例えば、半導体レーザ）を
備えた光ピックアップ及びそれを具備した光情報記録再
生装置、並びにそれらに用いられる位相可変型波長板に
関する。

【０００２】

【従来の技術】１９９６年に、ＡｌＧａＩｎＰ系の赤色
半導体レーザ（波長６５０ｎｍ近傍)を用いて、４．７
ＧＢの記録容量を有するＤＶＤ(digital versatile dis
k)システムが開発された。従来のＣＤ(compact disk)シ
ステムでは、ＡｌＧａＡｓ系の近赤外半導体レーザ（波
長７８０ｎｍ近傍）が用いられ、その記録容量は６５０
ＭＢであった。

【０００３】ＣＤシステムとＤＶＤシステムとでは異な
る点は数多くあるが、その１つとして、使用する光ディ
スクの基材の厚みが異なる。具体的には、ＣＤシステム
では光ディスクの基材の厚みが１．２ｍｍであるのに対
して、ＤＶＤシステムでは光ディスクの基材の厚みが
０．６ｍｍである。そのため、ＤＶＤシステムでは、Ｃ
Ｄシステムとの互換性を得るために、いろいろな方法が
提案されている。

【０００４】その１つとして、２焦点レンズを用いた構
成がある（例えば、オプティカル・レビュー、Vol.１、
No.１、第２７〜２９頁(１９９７)を参照）。

【０００５】２焦点レンズは、波長６５０ｎｍに対して
設計された開口数ＮＡが０．６の対物レンズ上に同心円
状のホログラム素子を形成したものである。そして、こ
の２焦点レンズを用いれば、ホログラム素子の＋１次光
を利用して基材厚み１．２ｍｍのＣＤの上に収差なく集
光される光と、通常の対物レンズ（ホログラム素子の０
次光）として利用して基材厚み０．６ｍｍのＤＶＤの上
に収差なく集光される光との間の分離を可能にして、Ｃ
ＤとＤＶＤとの間の互換を実現することができる。

【０００６】しかし、２焦点レンズを用いた光学系で
は、ＣＤとの互換性は実現されているが、ＣＤ−Ｒとの
互換性は得られていない。ＣＤ−Ｒでは赤色領域に対す
る反射特性が著しく小さいため、十分な再生信号を得る
ことができないからである。そのため、図２１に示すよ
うな２つの集積ユニット１２５、１２６（波長６５０ｎ
ｍ、７８０ｎｍ)を有する光ピックアップが提案されて
いる。

【０００７】図２１の構成において、ＤＶＤ用集積ユニ
ット１２５から出射された波長６５０ｎｍのレーザ光
は、波長分離プリズム１２７を透過した後、偏光ホログ
ラム１２８（ＬｉＮｂＯ₃ 基板上にプロトン交換によっ
て回折格子が形成されている）と波長板１２９（波長６
５０ｎｍに対して（５／４）λ板）とを透過し、対物レ
ンズ１３２によって光ディスク（ＤＶＤ−ＲＯＭ）１３
１の上に集光される。光ディスク１３１からの反射光
は、波長板１２９によって往路と９０度偏光方向が回転
し、偏光ホログラム１２８によって回折され、ＤＶＤ用
集積ユニット１２５の中の光検出器（ＰＤ）の上に結像
される。検出光学系は、フォーカス方向がＳＳＤ（spot
size detection）法によって制御され、トラッキング
方向が位相差検出法によって制御される。

【０００８】一方、ＣＤ用集積ユニット１２６から出射
された波長７８０ｎｍのレーザ光は、狭ピッチのプラス
チックホログラム素子１２６ｂを透過した後、波長分離
プリズム１２７で反射する。そして、ＤＶＤ用集積ユニ
ット１２５からの波長６５０ｎｍのレーザ光と同様に、
偏光ホログラム１２８と波長板１２９とを透過し、対物
レンズ１３２によって光ディスク（ＣＤあるいはＣＤ−
Ｒ）１３０の上に集光される。光ディスク１３０からの
反射光は、波長板１２９と偏光ホログラム１２８とを再
び透過する。このとき、波長板１２９は波長７８０ｎｍ
に対してはλ板として作用するため、偏光方向は維持さ
れ、また、偏光ホログラム１２８でも回折作用を受けな
い。波長分離プリズム１２７での反射後にプラスチック
ホログラム素子１２６ｂで回折された光は、ＣＤ用集積
ユニット１２６の中の光検出器（ＰＤ）の上に結像され
る。検出光学系は、フォーカス方向がＳＳＤ法によって
制御され、トラッキング方向が３ビーム法によって制御
される。

【０００９】対物レンズ１３２は、波長７８０ｎｍの光
が基材厚み１．２ｍｍの光ディスク（ＣＤあるいはＣＤ
−Ｒ）１３０に対して収差が小さくなり、波長６５０ｎ
ｍの光が基材厚み０．６ｍｍの光ディスク（ＤＶＤ−Ｒ
ＯＭ）１３１に対して収差が小さくなるように設計され
ている。

【００１０】以上のような構成を有する光ピックアップ
を用い、ＣＤ用集積ユニット１２６から出射される波長
７８０ｎｍのレーザ光によって基材厚み１．２ｍｍの光
ディスク（ＣＤあるいはＣＤ−Ｒ）１３０を再生し、Ｄ
ＶＤ用集積ユニット１２５から出射される波長６５０ｎ
ｍのレーザ光によって基材厚み０．６ｍｍの光ディスク
（ＤＶＤ−ＲＯＭ）１３１は再生することにより、良好
な再生特性を得ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】現行のＤＶＤの記録容
量は４．７ＧＢであり、ＮＴＳＣ方式（National Telev
ision System Commitee standard）の放送データを約２
時間記録することができる。しかし、今後、high-visio
nやhigh-difinition（以下、総じて『ＨＤ』と称する）
の画像データに対するメディアを開発するためには、光
ディスクの記録密度をさらに向上させることが必要不可
欠となる。

【００１２】光ディスクの記録密度を向上させる手段と
して、（１）光源を短波長化する、（２）対物レンズの
開口数ＮＡを大きくする、等の手段が考えられる。しか
し、システムのマージンなどの観点から、対物レンズの
開口数ＮＡを現行の０．６よりも大きくすることは困難
であり、また、ＣＤやＤＶＤとの互換性の観点からも厳
しい。

【００１３】一方、光源を短波長化する手段としては、
近赤外半導体レーザの第２高調波発生（ＳＨＧ）技術を
利用する方法、あるいは、ＧａＮ系の半導体レーザを使
用する方法等が考えられる。波長４００ｎｍ程度の青色
光を用いることにより、現行のＤＶＤの記録密度を約
２．３倍に向上させることができる。以下、このように
して得られるＤＶＤを、『ＨＤ−ＤＶＤ』と称する。

【００１４】青色光を利用したＨＤ−ＤＶＤの時代にお
いても、ＤＶＤやＣＤとの互換性を得ることが重要であ
る。ＣＤ−Ｒと同様に色素系のＤＶＤ−Ｒも現在開発さ
れているが、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒは青色領域において
は反射特性が劣化する。従って、互換性を実現するため
には、青色領域、赤色領域及び赤外領域の３つの波長領
域の光をそれぞれ出射するコヒーレント光源が搭載され
た光ピックアップが必要となる。

【００１５】しかし、多波長のコヒーレント光源を用い
て構成される光ピックアップは、多数の光学部品を必要
とするため、実用レベルの量産可能な光ピックアップを
設計することは困難である。具体的には、例えば、
（１）光学部品の点数が多くなるために、各光学部品の
収差に対する精度が厳しくなったり集積化が困難となっ
たりして、小型（薄型）の光ピックアップの設計が厳し
くなる、（２）多波長の光のそれぞれに対する検出光学
系を同時に実現する必要があるために、偏光性ホログラ
ム素子や偏光分離素子を検出光学系に利用しようとする
と、１／４波長板の構成が複雑になる、などの問題点が
発生する。

【００１６】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、簡易な構成で多種類
の光ディスク間での互換性を実現することができ、偏光
性の検出光学系を用いた場合であっても、安定に信号の
検出を行うことのできる小型の光ピックアップ及びそれ
を具備した光情報記録再生装置、並びにそれらに用いら
れる位相可変型波長板を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る光ピックアップの第１の構成は、異な
る波長（λ₁ ＜λ₂ ）の光ビームをそれぞれ出射する２
つのコヒーレント光源と、光合波手段と、波長板とを備
え、前記２つのコヒーレント光源の各々から出射される
前記光ビームが、前記光合波手段によって同一光軸上を
伝搬するように合波され、前記波長板を透過した後に、
光ディスク上に集光されるように構成されており、前記
波長板の遅延量λが、３／４・λ₂ ＜λ＜５／４・λ₁
の範囲にあることを特徴とする。この光ピックアップの
第１の構成によれば、簡易な構成で多種類の光ディスク
間での互換性を実現することができ、偏光性の検出光学
系を用いた場合であっても、安定に信号の検出を行うこ
とのできる光ピックアップを提供することができる。

【００１８】また、本発明に係る光ピックアップの第２
の構成は、異なる波長（λ₁ ＜λ₂）の光ビームをそれ
ぞれ出射する２つのコヒーレント光源と、光合波手段
と、波長板とを備え、前記２つのコヒーレント光源の各
々から出射される前記光ビームが、前記光合波手段によ
って同一光軸上を伝搬するように合波され、前記波長板
を透過した後に、光ディスク上に集光されるように構成
されており、前記波長板の遅延量λが、λ₁ ／４の略奇
数倍であり、かつ、λ₂ ／４の略奇数倍であることを特
徴とする。この光ピックアップの第２の構成によれば、
簡易な構成で多種類の光ディスク間での互換性を実現す
ることができ、偏光性の検出光学系を用いた場合であっ
ても、安定に信号の検出を行うことのできる光ピックア
ップを提供することができる。

【００１９】また、前記本発明の光ピックアップの第２
の構成においては、前記波長板が複屈折の波長分散の大
きい材料から構成され、前記波長板の遅延量λが、波長
λ₁の前記光ビームに対してλ₁ ／４の（２ｎ＋３）倍
であり、かつ、波長λ₂ の前記光ビームに対してλ₂ ／
４の（２ｎ＋１）倍（但し、ｎ＝０、１、２、・・・）
であるのが好ましい。この好ましい例によれば、例え
ば、赤色（波長６９０ｎｍ）の光に対して直線偏光を円
偏光に変換することができ、さらに青色（波長３８０ｎ
ｍ）の光に対しても直線偏光を円偏光に変換することの
できる波長板を作製することができる。

【００２０】また、前記本発明の光ピックアップの第１
又は第２の構成においては、前記２つのコヒーレント光
源の波長が、それぞれ３７０ｎｍ＜λ₁ ＜４３０ｎｍ、
６３５ｎｍ＜λ₂ ＜６９０ｎｍの範囲にあるのが好まし
い。

【００２１】また、本発明に係る光ピックアップの第３
の構成は、互いに異なる波長（λ₁＜λ₂ ＜・・・＜λ_n
）の光ビームをそれぞれ出射するｎ個（ｎ＞２）のコ
ヒーレント光源と、（ｎ−１）個の光合波手段とを備
え、波長λ₁ の前記光ビームが（ｎ−１）個の前記光合
波手段の全てを透過し、他の波長の前記光ビームがそれ
ぞれの前記光ビームを出射する前記コヒーレント光源に
対応して設けられた前記光合波手段で反射することによ
り、前記異なる波長の全ての前記光ビームが同一光軸上
を伝搬するように合波されることを特徴とする。この光
ピックアップの第３の構成によれば、全ての波長の光に
対して収差の小さい光ピックアップを実現することがで
きる。

【００２２】また、本発明に係る光ピックアップの第４
の構成は、互いに異なる波長（λ₁＜λ₂ ＜・・・）の
光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクからの反
射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加された複
数のコヒーレント光源と、光合波手段と、位相可変型波
長板とを備え、前記検出光学系のうちの少なくとも１つ
が偏光分離手段を利用して構成され、かつ、前記複数の
コヒーレント光源の各々から出射される前記光ビーム
が、前記光合波手段によって同一光軸上を伝搬するよう
に合波された後に、前記位相可変型波長板を透過して前
記光ディスクに導かれるように構成されており、前記位
相可変型波長板の結晶主軸と前記光ディスクの半径方向
とが互いに平行又は垂直で、かつ、前記合波された光ビ
ームの偏光方向が前記光ディスクの半径方向に対して４
５度傾いていることを特徴とする。この光ピックアップ
の第４の構成によれば、１つの位相可変型波長板に、１
／４波長板としての機能と光ディスクで生じる複屈折量
を補償する機能とを併有させることができる。

【００２３】また、前記本発明の光ピックアップの第１
〜第４の構成においては、前記光合波手段が誘電体多層
膜ミラーであるのが好ましい。この好ましい例によれ
ば、光利用効率を向上させることができる。

【００２４】また、本発明に係る光ピックアップの第５
の構成は、同一のサブマウント上に実装され、互いに異
なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・・）の光ビームをそれぞれ
出射する複数のコヒーレント光源と、前記異なる波長の
光ビームの全てを平行光に変換するコリメートレンズと
を備えたことを特徴とする。この光ピックアップの第５
の構成によれば、光源から出射された光ビームを平行光
に変換するコリメートレンズが１つであるため、コリメ
ートレンズの調整を簡素化することができる。

【００２５】また、前記本発明の光ピックアップの第５
の構成においては、波長λ₁ の前記光ビームを出射する
前記コヒーレント光源が、前記サブマウント上の、前記
コリメートレンズの光軸中心に対応する位置に実装され
ているのが好ましい。この好ましい例によれば、全ての
波長の光に対して収差の小さい光ピックアップを実現す
ることができる。

【００２６】また、本発明に係る光ピックアップの第６
の構成は、互いに異なる波長（λ₁＜λ₂ ＜・・・）の
光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクからの反
射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加された複
数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを備え、
前記検出光学系のうちの少なくとも１つが偏光分離手段
を利用して構成され、かつ、前記位相可変型波長板が前
記偏光分離手段の後方に位置することを特徴とする。こ
の光ピックアップの第６の構成によれば、検出光学系の
うちの少なくとも１つが偏光分離手段を利用して構成さ
れている場合であっても、検出用フォトディテクタ上に
導かれる光量を一定に保つことが可能となる。

【００２７】また、本発明に係る光ピックアップの第７
の構成は、互いに異なる波長（λ₁＜λ₂ ＜・・・）の
光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクからの反
射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加された複
数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを備え、
前記位相可変型波長板が屈折率の波長分散関係の異なる
２つの液晶材料から構成されており、前記２つの液晶材
料の配向方向が互いに垂直で、かつ、前記位相可変型波
長板によって得られる位相差φが、波長λ_n ＜λ_n+1 に
対してφ_n ＜φ_n+1 であることを特徴とする。この光ピ
ックアップの第７の構成によれば、それぞれの波長の光
に対してほぼ１／４波長板として作用することのできる
位相可変型波長板を実現することができ、偏光性の検出
光学系を用いた場合であっても、安定に信号の検出を行
うことができる。また、液晶材料への印加電圧を調整す
ることによって特性の微調整を行うことができるので、
環境温度が変化等した場合であっても、安定に１／４波
長板として作用させることができる。

【００２８】また、前記本発明の光ピックアップの第４
又は第６の構成においては、前記位相可変型波長板が屈
折率の波長分散関係の異なる２つの液晶材料から構成さ
れており、前記２つの液晶材料の配向方向がお互いに垂
直で、かつ、前記位相可変型波長板によって得られる位
相差φが、波長λ_n ＜λ_n+1 に対してφ_n ＜φ_n+1 であ
るのが好ましい。

【００２９】また、本発明に係る光ピックアップの第８
の構成は、互いに異なる波長（λ₁＜λ₂ ＜・・・）の
光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクからの反
射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加された複
数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを備え、
前記位相可変型波長板が屈折率の波長分散関係の異なる
液晶材料とフィルムとの組合わせから構成されており、
前記液晶材料の配向方向と前記フィルムの配向方向とが
互いに垂直で、かつ、前記位相可変型波長板によって得
られる位相差φが、波長λ_n ＜λ_n+1 に対してφ_n ＜φ
_n+1 であることを特徴とする。この光ピックアップの第
８の構成によれば、それぞれの波長の光に対してほぼ１
／４波長板として作用することのできる位相可変型波長
板を実現することができ、偏光性の検出光学系を用いた
場合であっても、安定に信号の検出を行うことができ
る。また、液晶材料への印加電圧を調整することによっ
て特性の微調整を行うことができるので、環境温度が変
化等した場合であっても、安定に１／４波長板として作
用させることができる。さらに、位相可変型波長板への
印加電圧を低減することができるので、さらに実用的な
デバイスを実現することができる。

【００３０】また、前記本発明の光ピックアップの第４
又は第６の構成においては、前記位相可変型波長板が屈
折率の波長分散関係の異なる液晶材料とフィルムとの組
合わせから構成されており、前記液晶材料の配向方向と
前記フィルムの配向方向とが互いに垂直で、かつ、前記
位相可変型波長板によって得られる位相差φが、波長λ
_n ＜λ_n+1 に対してφ_n ＜φ_n+1 であるのが好ましい。

【００３１】また、前記本発明の光ピックアップの第３
〜第８の構成においては、前記複数のコヒーレント光源
が異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜λ₃ ）の光ビームをそれぞ
れ出射する３つのコヒーレント光源であり、前記３つの
コヒーレント光源の波長が、それぞれ３７０ｎｍ＜λ₁
＜４３０ｎｍ、６３５ｎｍ＜λ₂ ＜６９０ｎｍ、７６０
ｎｍ＜λ₃ ＜８１０ｎｍの範囲にあるのが好ましい。

【００３２】また、前記本発明の光ピックアップの第
４、第６又は第７の構成においては、前記位相可変型波
長板が液晶材料から構成され、前記液晶材料への印加電
圧を調整することによって複屈折性が変化するのが好ま
しい。

【００３３】また、前記本発明の光ピックアップの第１
〜第８の構成においては、同心円状の領域に分割され、
前記コヒーレント光源と前記光ディスクとの間の光路中
に挿入された可変位相板と、前記コヒーレント光源の各
々から出射される各波長の光ビームを前記光ディスク上
に集光する対物レンズとをさらに備え、前記可変位相板
によって前記対物レンズで発生する球面収差が補償され
るのが好ましい。この好ましい例によれば、良好な集光
特性を得ることができる。

【００３４】また、本発明に係る光情報記録再生装置の
第１の構成は、互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
れた複数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを
備え、前記検出光学系のうちの少なくとも１つが偏光分
離手段を利用して構成され、前記位相可変型波長板が前
記偏光分離手段の後方に位置している光ピックアップを
具備し、前記偏光分離手段を利用した構成された前記検
出光学系が付加された前記コヒーレント光源からの前記
光ビームに対し、前記検出光学系に含まれるフォトディ
テクタにより、前記光ディスクからの前記反射ビームの
前記偏光分離手段を透過した後の光量を検出し、その検
出結果に基づいて前記位相可変型波長板の位相変調を調
整することにより、前記偏光分離手段を透過した後の前
記反射ビームの光量が制御されることを特徴とする。こ
の光情報記録再生装置の第１の構成によれば、検出光学
系に含まれるフォトディテクタ上に導かれる光の光量を
一定に保持することができるので、安定な信号検出を実
現することができる。

【００３５】また、本発明に係る光情報記録再生装置の
第２の構成は、互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
れた複数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを
備え、前記検出光学系のうちの少なくとも１つが偏光分
離手段を利用して構成された光ピックアップを具備し、
前記偏光分離手段を利用して構成された前記検出光学系
が付加された前記コヒーレント光源からの前記光ビーム
に対し、前記位相可変型波長板の位相変調と前記光ディ
スクで生じる片道の位相変調との和がｎπ／４（但し、
ｎ＝１、３、５、７、・・・）となるように制御される
ことを特徴とする。この光情報記録再生装置の第２の構
成によれば、光ディスクからの反射光が、位相可変型波
長板を通過した後に、偏光方向がもとの偏光方向に対し
て９０度回転した直線偏光に変換される。すなわち、各
検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光量が最大と
なるように位相変調が制御されることとなり、安定なサ
ーボ動作及び信号の検出が可能となる。

【００３６】また、本発明に係る光情報記録再生装置の
第３の構成は、互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
れた複数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを
備え、前記検出光学系のうちの少なくとも１つが偏光分
離手段を利用して構成された光ピックアップを具備し、
前記偏光分離手段を利用して構成された前記検出光学系
が付加された前記コヒーレント光源からの前記光ビーム
に対し、前記位相可変型波長板が１／４波長板として作
用するように制御されることを特徴とする。この光情報
記録再生装置の第３の構成によれば、偏光分離手段を利
用して構成された検出光学系に導かれる光の光量をある
程度一定に保持することができるので、安定な信号検出
を実現することができる。

【００３７】また、前記本発明の光情報記録再生装置の
第１〜第３の構成においては、前記位相可変型波長板が
屈折率の波長分散関係の異なる２つの液晶材料から構成
されており、前記２つの液晶材料の配向方向がお互いに
垂直で、かつ、前記位相可変型波長板によって得られる
位相差φが、波長λ_n ＜λ_n+1 に対してφ_n ＜φ_n+1で
あるのが好ましい。

【００３８】また、前記本発明の光情報記録再生装置の
第１〜第３の構成においては、前記位相可変型波長板が
屈折率の波長分散関係の異なる液晶材料とフィルムとの
組合わせから構成されており、前記液晶材料の配向方向
と前記フィルムの配向方向とが互いに垂直で、かつ、前
記位相可変型波長板によって得られる位相差φが、波長
λ_n ＜λ_n+1 に対してφ_n ＜φ_n+1 であるのが好まし
い。

【００３９】また、前記本発明の光情報記録再生装置の
第１〜第３の構成においては、前記複数のコヒーレント
光源が異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜λ₃ ）の光ビームをそ
れぞれ出射する３つのコヒーレント光源であり、前記３
つのコヒーレント光源の波長が、それぞれ３７０ｎｍ＜
λ₁ ＜４３０ｎｍ、６３５ｎｍ＜λ₂ ＜６９０ｎｍ、７
６０ｎｍ＜λ₃ ＜８１０ｎｍの範囲にあるのが好まし
い。

【００４０】また、前記本発明の光情報記録再生装置の
第１〜第３の構成においては、前記位相可変波長板が液
晶材料から構成され、前記液晶材料への印加電圧を調整
することによって複屈折性が変化するのが好ましい。

【００４１】また、前記本発明の光情報記録再生装置の
第１〜第３の構成においては、同心円状の領域に分割さ
れ、前記コヒーレント光源と前記光ディスクとの間の光
路中に挿入された可変位相板と、前記コヒーレント光源
の各々から出射される各波長の光ビームを前記光ディス
ク上に集光する対物レンズとをさらに備え、前記可変位
相板によって前記対物レンズで発生する球面収差を補償
するのが好ましい。

【００４２】また、本発明に係る位相可変型波長板の第
１の構成は、屈折率の波長分散関係の異なる２つの液晶
材料から構成されており、前記２つの液晶材料の配向方
向がお互いに垂直で、かつ、得られる位相差φが、波長
λ_n ＜λ_n+1 に対してφ_n ＜φ_n+1 であることを特徴と
する。

【００４３】また、本発明に係る位相可変型波長板の第
２の構成は、屈折率の波長分散関係の異なる液晶材料と
フィルムとの組合わせから構成されており、前記液晶材
料の配向方向と前記フィルムの配向方向とが互いに垂直
で、かつ、得られる位相差φが、波長λ_n ＜λ_n+1 に対
してφ_n ＜φ_n+1 であることを特徴とする。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。

【００４５】〈第１の実施の形態〉本実施の形態におい
ては、青色領域及び赤色領域の２波長領域の光をそれぞ
れ出射するコヒーレント光源が搭載され、偏光性ホログ
ラム素子と波長板とを用いた検出光学系を有する光ピッ
クアップについて説明する。

【００４６】図１は本発明の第１の実施の形態における
光ピックアップを示す概略構成図である。

【００４７】本実施の形態においては、青色領域のコヒ
ーレント光源として、第２高調波発生（ＳＨＧ）技術を
利用したＳＨＧブルーレーザユニット１が用いられてい
る。図２に、ＳＨＧブルーレーザユニット１の構成を示
す。ＳＨＧブルーレーザユニット１は、近赤外半導体レ
ーザと光導波路型波長変換素子とにより構成されてい
る。

【００４８】図２の構成においては、近赤外半導体レー
ザとして、波長可変が可能な分布ブラッグ反射型（ＤＢ
Ｒ）半導体レーザ１１が用いられている。ＤＢＲ半導体
レーザ１１は、活性領域とＤＢＲ領域とからなり、それ
ぞれ独立した電極を有している。ＤＢＲ半導体レーザ１
１の発振波長は８１０ｎｍであり、出力は５０ｍＷであ
る。

【００４９】一方、光導波路型波長変換素子としては、
Ｍｇが５ｍｏｌ％ドープされたＬｉＮｂＯ₃ 基板１５上
に周期的な分極反転領域１７とプロトン交換光導波路
（以下『光導波路』という）１６とが形成された擬似位
相整合方式（ＱＰＭ）の分極反転型光導波路デバイス１
４が用いられている。

【００５０】ＤＢＲ半導体レーザ１１から出射されたレ
ーザ光は、コリメートレンズ１２とフォーカスレンズ１
３とによって光導波路１６内に結合され、ＤＢＲ半導体
レーザ１１の出力５０ｍＷに対して光導波路１６からの
出力光として３ｍＷの青色光（波長４０５ｎｍ）が得ら
れる。ビームの広がり角は、垂直方向が１３．２度、水
平方向が５．７度である。

【００５１】また、本実施の形態においては、赤色領域
のコヒーレント光源として、ＡｌＧａＩｎＰ系の赤色半
導体レーザユニット２が用いられている。赤色半導体レ
ーザユニット２の発振波長は６７０ｎｍであり、閾値７
６ｍＡ及び５ｍＷでの動作電流は９０ｍＡである。

【００５２】以下に、図１を用いて、本実施の形態の光
ピックアップの構成について、さらに具体的に説明す
る。

【００５３】それぞれ検出用フォトディテクタを有する
ＳＨＧブルーレーザユニット１及び赤色半導体レーザユ
ニット２から出射されたレーザ光は、それぞれコリメー
トレンズ３、４によって平行光となり、光合波手段とし
ての誘電体多層膜ミラー５によって同一光軸上を伝搬す
るように合波される。このように、本実施の形態におい
ては、光合波手段として誘電体多層膜ミラー５が用いら
れているが、回折格子などを用いて同一光軸上を伝搬さ
せることも可能である。しかし、光利用効率を考慮する
と、誘電体多層膜ミラー５を用いるのが望ましい。この
誘電体多層膜ミラー５は、Ｐ波、Ｓ波ともに波長５００
ｎｍ以下の光を透過し、波長５００ｎｍ以上の光を反射
する構成となっている。誘電体多層膜ミラー５を透過及
び反射した光は、偏光性ホログラム６及び波長板７を透
過した後、立ち上げミラー８によって紙面の垂直方向に
曲げられ（但し、図１においては、紙面の上方に曲げら
れているように描かれている）、対物レンズ９によって
光ディスク１０上に集光される。

【００５４】偏光性ホログラム６は、ＬｉＮｂＯ₃ 基板
上にプロトン交換（δｎ＝０．０４）及びエッチング
（深さ１００μｍ）によってグレーティングが形成され
た構成となっている。ここで、グレーティングのピッチ
は８μｍ（＝Λ）に設定されている。プロトン交換によ
って異常光の屈折率は増加し、常光の屈折率は低下する
ので、プロトン交換領域をエッチングすることにより、
異常光の屈折率変化が厚みの低減によって補償され、常
光のみに感度を有するグレーティングが形成される。こ
のため、偏光性ホログラム６は、往路の偏光方向が異常
光方向（Ｃ軸方向もしくは結晶主軸）と平行になるよう
に配置されている。尚、偏光方向は、図１に示されてい
る。

【００５５】波長板７は、波長５０４ｎｍ（３／４・λ
₂ ＜λ＜５／４・λ₁ ）の光に対してλの位相変調（遅
延量）が得られるように設計されている。このため、波
長板７は、青色光（波長λ₁ ）に対して５／４波長板
(５０６ｎｍ)として作用し、赤色光（波長λ₂ ）に対し
て３／４波長板(５０２ｎｍ)として作用する。従って、
青色光及び赤色光は、波長板７によって共に円偏光に変
換され、その後、対物レンズ９によって光ディスク１０
上に集光される。

【００５６】すなわち、波長板７の遅延量λは、青色光
（波長λ₁ ）に対してλ₁ ／４の略奇数倍であり、赤色
光（波長λ₂ ）に対してもλ₂ ／４の略奇数倍である。
従って、波長板７は、どちらの波長の光に対しても１／
４波長板として作用する。また、対物レンズ９は、青色
光及び赤色光に対して収差が小さくなるように設計され
ている。

【００５７】光ディスク１０からの反射光は、再び対物
レンズ９、立ち上げミラー８を通過した後、波長板７に
よって直線偏光に変換される。反射光の偏光方向は往路
の偏光方向に対して９０度回転しているので、反射光
は、偏光性ホログラム６に対して常光方向に平行に入射
し、偏光性ホログラム６のグレーティングによってθ
（＝λ／Λ）方向に回折する。波長板７は、往復で、青
色光に対して１０／４波長板として作用し、赤色光に対
して６／４波長板として作用し、ともに半波長板として
作用するため、偏光方向が９０度回転する。偏光性ホロ
グラム６の回折効率としては、青色光に対して６０％、
赤色光に対して５０％が実現された。

【００５８】誘電体多層膜ミラー５を透過及び反射した
青色光及び赤色光は、それぞれコリメートレンズ３、４
を透過した後、各レーザユニット１、２に集積化された
検出用フォトディテクタ上に集光される。そして、検出
用フォトディテクタによってフォーカス信号、トラッキ
ングサーボ信号及びＲＦ信号が検出される。この場合、
フォーカスサーボは３分割フォトディテクタを用いてス
ポットサイズディテクション法（以下『ＳＳＤ法』とい
う）によって行われ、トラッキングサーボは４分割フォ
トディテクタを用いて位相差法によって行われる。本実
施の形態においては、光ディスク１０からの反射光の５
０％以上がフォトディテクタ上に到達し、安定なサーボ
動作及び再生信号が得られた。

【００５９】本実施の形態の波長板７は、その厚みを所
定の値に設定することにより、ＤＶＤやＨＤ−ＤＶＤで
用いられる赤色光及び青色光に対して、ともに１／４波
長板として作用することができる。そして、このような
波長板７を備えていることにより、偏光分離手段である
偏光性ホログラム６を利用して構成された検出光学系を
用いて安定にサーボ動作及び再生信号の検出を行うこと
ができる。この波長板７は、従来と同様に水晶などを用
いて容易に作製することができるので、その実用的効果
は大きい。

【００６０】本実施の形態においては、青色領域のコヒ
ーレント光源としてＳＨＧブルーレーザユニット１を用
いているが、ＧａＮ系青色半導体レーザを用いても同様
の効果が得られる。

【００６１】ここで、ＧａＮ系青色半導体レーザの作製
方法について説明する。まず、ＳｉＣ基板上にｎ型Ｇａ
Ｎを成長させて、ｎ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子のクラ
ッド層及びｎ型ＧａＮ光ガイド層を形成し、ＩｎＧａＮ
の多重量子井戸活性層を形成した後に、ｐ型ＡｌＧａＮ
層、ｐ型ＧａＮ光ガイド層、ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超
格子クラッド層、ｐ型ＧａＮ層を形成し、さらにｐ型電
極を形成する。尚、ＳｉＣ基板は導電性であるため、基
板の裏面にｎ型電極を形成する。これにより、動作電流
Ｉ_op＝１００ｍＡに対して５ｍＷの青色光（波長４０５
ｎｍ）が得られる。

【００６２】本実施の形態の光ピックアップにおいて
は、青色光の光源と赤色光の光源とが搭載され、それぞ
れが偏光性の検出光学系を有しているので、検出用フォ
トディテクタに大きな光量の光を導くことができる。従
って、本実施の形態の光ピックアップを用いれば、赤色
光によってＤＶＤ−Ｒを、青色光によってＨＤ−ＤＶＤ
−Ｒを、それぞれ安定に再生することができる。

【００６３】次に、検出用フォトディテクタがコヒーレ
ント光源から分離され、偏光性ホログラムの代わりに偏
光分離素子（ＰＢＳ）が用いられた構成について、図３
を参照しながら説明する。

【００６４】図３の構成において、ＳＨＧブルーレーザ
１８及び赤色半導体レーザ１９から出射された光は、そ
れぞれコリメートレンズ２０、２０−１とＰＢＳ２１、
２２を透過した後、光合波手段としての誘電体多層膜ミ
ラー２３によって同一光軸上を伝搬するように合波され
る。合波された光ビームは、図１の構成で用いられた波
長板７と同じように作用する波長板２４を透過した後、
立ち上げミラー２５−１によって紙面に垂直な方向に曲
げられ（但し、図３においては、紙面の上方に曲げられ
ているように描かれている）、対物レンズ２５によって
光ディスク２６上に集光される。

【００６５】光ディスク２６からの反射光は、再び対物
レンズ２５、立ち上げミラー２５−１、波長板２４を通
過した後、誘電体多層膜ミラー２３で透過及び反射し、
それぞれの光路に配置されたＰＢＳ２１、２２に導かれ
る。青色光及び赤色光の偏光方向は、波長板２４によっ
てもとの偏光方向に対して９０度回転されているため
に、それぞれＰＢＳ２１、２２によって光路が９０度曲
げられ、それぞれ検出レンズ２７、２８及びシリンドリ
カルレンズ２９、３０を透過した後に、フォトディテク
タ３１、３２上に集光される。

【００６６】以上のような構成において、フォーカス方
向のサーボ動作を非点収差法によって行い、トラッキン
グ方向のサーボ動作を位相差法によって行うことによ
り、良好な再生信号が得られた。

【００６７】図３の構成においても、波長板２４は、波
長５０４ｎｍ（３／４・λ₂ ＜λ＜５／４・λ₁ ）の光
に対してλの位相変調（遅延量）が得られるように設計
されているので、青色光（波長λ₁ ）に対して５／４波
長板(５０６ｎｍ)として作用し、赤色光（波長λ₂ ）に
対して３／４波長板(５０２ｎｍ)として作用する。すな
わち、波長板２４の遅延量λは、青色光（波長λ₁ ）に
対してλ₁ ／４の略奇数倍であり、赤色光（波長λ₂ ）
に対してもλ₂ ／４の略奇数倍である。従って、波長板
２４は、どちらの波長の光に対しても１／４波長板とし
て作用する。このため、図３のように偏光分離素子（Ｐ
ＢＳ）を用いた検出光学系においても、検出用フォトデ
ィテクタ上に十分な光量の光を導くことができるので、
安定なサーボ動作及び信号検出が可能となる。特に、Ｓ
ＨＧブルーレーザと異なり、ＧａＮ系及びＡｌＧａＩｎ
Ｐ系の半導体レーザなどはサンプル間での発振波長のば
らつきが大きいので、図３の構成によって得られる効果
は大きい。

【００６８】また、本実施の形態の波長板は１／４波長
板として作用するように設計されているので、波長の許
容幅も大きく、実用的効果は大きい。

【００６９】さらに、波長６５０ｎｍのＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザと波長３９５ｎｍのＧａＮ系半導体レー
ザとを用いた光ピックアップにおいても、波長４９０ｎ
ｍに対する波長板を設計することにより、上記と同様の
効果を奏する光ピックアップを実現することができる。

【００７０】尚、上記したように、本実施の形態の波長
板は、水晶などを用いて容易に作製することができる
が、複屈折の波長分散の大きい材料を用いて作製するこ
ともできる。例えば、芳香族ポリスルファン系樹脂は、
赤色波長（６９０ｎｍ）での複屈折に対して青色波長
（３８０ｎｍ）での複屈折が１．６５倍大きくなる。従
って、この樹脂を用いれば、波長６９０ｎｍの光に対し
て１／４波長板として作用し、波長３８０ｎｍの光に対
して３／４波長板として作用する波長板を作製すること
ができる。以下、複屈折の波長分散の大きい材料を用い
て作製した波長板について説明する。

【００７１】ここで、芳香族ポリスルファン系樹脂にお
ける波長６９０ｎｍの光に対する複屈折をｎ_a 、芳香族
ポリスルファン系樹脂を用いて作製した波長板の厚さを
ｄとする。このとき、波長３８０ｎｍの光に対する複屈
折は１．６５ｎ_a となる。この場合、波長６９０ｎｍの
光に与えられる位相差はｎ_a ×ｄとなるので、これが６
９０ｎｍの１／４となるように、すなわち、ｎ_a ×ｄ＝
６９０×１／４の関係が成り立つように厚さｄを選定す
る。

【００７２】芳香族ポリスルファン系樹脂を用いて作製
した波長板の厚さがｄの場合、波長３８０ｎｍの光に与
えられる位相差は１．６５ｎ_a ×ｄとなり、上記ｎ_a ×
ｄ＝６９０×１／４の関係を用いれば、１．６５×６９
０×１／４＝２８５ｎｍとなる。この位相差は、３８０
ｎｍの３／４に相当する。従って、芳香族ポリスルファ
ン系樹脂を用いれば、赤色（波長６９０ｎｍ）の光に対
して直線偏光を円偏光に変換することができ、さらに青
色（波長３８０ｎｍ）の光に対しても直線偏光を円偏光
に変換することのできる波長板を作製することができ
る。

【００７３】尚、ここでは、樹脂として芳香族ポリスル
ファン系樹脂を用いたが、構成単位として主鎖をなす結
合中にビフェニル骨格、ナフタレン骨格もしくはスチル
ベン骨格を含む単位を有するポリエステル（特開平７−
２３３２４９号公報参照）などの複屈折の波長分散の大
きい材料であれば何ら問題はない。

【００７４】さらに、大きな複屈折を有する材料を用い
ることにより、波長４００ｎｍ前後の青色光を用いて、
上記と同じことを実現することができる。

【００７５】以上のように複屈折の波長分散の大きい材
料を用いて作製した波長板を用いる場合、この波長板の
遅延量λは、波長λ₁ の光に対してλ₁ ／４の（２ｎ＋
３）倍であり、波長λ₂ （＞λ₁ ）の光に対してλ₂ ／
４の（２ｎ＋１）倍（但し、ｎ＝０、１、２、・・・）
であるのが望ましい。

【００７６】〈第２の実施の形態〉本実施の形態におい
ては、異なる波長の光を出射する複数のコヒーレント光
源が同一の基板（サブマウント）の上に実装されたレー
ザユニットを用いた光ピックアップについて説明する。

【００７７】具体的には、本実施の形態においては、Ｇ
ａＮ系青色半導体レーザチップ（波長４０５ｎｍ)とＡ
ｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザチップ（波長６５０ｎ
ｍ）とＡｌＧａＡｓ系近赤外半導体レーザチップ（波長
７９０ｎｍ)とがＳｉサブマウント上に実装されたレー
ザユニットについて説明する。図４は本実施の形態の光
ピックアップを示す概略構成図、図５はそれに用いられ
るレーザユニットを示す概要図である。

【００７８】図５に示すように、Ｓｉサブマウント４５
−４の上には、ＧａＮ系青色半導体レーザチップ４５と
ＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザチップ４６とＡｌＧ
ａＡｓ系近赤外半導体レーザチップ４７とが実装されて
いる。ここで、最短波長である青色半導体レーザチップ
４５（波長４０５ｎｍ)が中心に実装されており、赤色
半導体レーザチップ４６（波長６５０ｎｍ）と近赤外半
導体レーザチップ４７（波長７９０ｎｍ)とは、青色半
導体レーザチップ４５（波長４０５ｎｍ)の両側に２０
０μｍ離間して実装されている。

【００７９】それぞれのレーザチップ４５〜４７から出
射された光は、エッチドミラー４５−３で反射されて光
路の方向が変えられた後、焦点距離２５ｍｍのコリメー
トレンズ３４によって平行光となる（図４参照）。本実
施の形態において、コリメートレンズ３４は、青色半導
体レーザチップ４５（波長４０５ｎｍ)から出射される
光がレンズの中心（すなわち、光軸上）に位置するよう
に配置されている。各レーザチップ４５〜４７の位置
は、コリメートレンズ３４によって平行光が得られるよ
うに、それぞれ最適な焦点位置に調整されている。

【００８０】図４に示すように、コリメートレンズ３４
によって平行光となった光は、偏光性ホログラム３５及
び誘電体多層膜ミラー３６を透過した後、立ち上げミラ
ー３７によって紙面に垂直な方向に曲げられる（但し、
図４においては、紙面の左方向に曲げられているように
描かれている）。そして、可変位相板４４及び波長板３
８を透過した後、対物レンズ３９によって光ディスク４
０上に集光される。ここで、誘電体多層膜ミラー３６
は、波長７８０ｎｍの光に対する反射率が５０％で、青
色領域及び赤色領域の光を１００％透過するように設計
されており、波長板３８は、上記第１の実施の形態で用
いられた波長板と同じように作用する。

【００８１】波長板３８としては、波長５０４ｎｍの光
に対してλの位相変調（遅延量）が得られるように設計
された上記第１の実施の形態の波長板と同じ波長板が用
いられているので、光ディスク４０からの反射光は偏光
性ホログラム３５で回折し、その回折効率として５０％
以上の高い値が得られた。

【００８２】立ち上げミラー３７と波長板３８との間に
設置された可変位相板４４は、対物レンズ３９で発生す
る球面収差を補正するためのものである。図６（ａ）、
（ｂ）に、可変位相板４４の構成を示す。

【００８３】図６（ｂ）に示すように、可変位相板４４
は、液晶４８−３と、それを両側から挟み込むように配
置された配向膜（ポリイミド系）４８−２とＩＴＯ（Ｉ
ｎＳｎＯ_x ）電極４８−１とガラス基板４９とにより構
成されている。液晶４８−３の厚みは２μｍであり、各
配向膜４８−２の厚みは８０ｎｍである。配向膜４８−
２は、液晶４８−３の長軸（矢印）が図６（ａ）に示す
Ｃ軸の方向に並ぶようにラビングされている。

【００８４】液晶４８−３としては、誘電率の異方性が
正の液晶（例えば、メルク社のＺＬＩ−４７９２）が用
いられている。液晶４８−３は、電圧（〜６０Ｈｚ）を
印加することにより、Ｚ軸方向に徐々に傾き、Ｃ軸の偏
光方向に対して屈折率が低下する。このため、印加電圧
を調整することにより、液晶４８−３にＣ軸方向の屈折
率変化、すなわち位相変化を与えることができる。図６
（ａ）は、印加電圧が０Ｖのときの液晶４８−３の状態
を示している。

【００８５】ＩＴＯ電極４８−１は、半径５００μｍご
とに同心円状の領域に分割されている。但し、図６
（ａ）においては、概念的に４つのＩＴＯ電極４８−１
のみが描かれている。

【００８６】対物レンズ３９は、青色光に対して収差が
最も小さくなるように設計された非球面レンズである。
図７（ａ）に、対物レンズ３９に赤色光が入射したとき
に発生する球面収差の分布を示している。この場合、図
７（ｂ）に示すような分布の電圧を可変位相板４４に印
加することにより、図７（ａ）に示す球面収差を補償す
ることができる。

【００８７】具体的には、対物レンズ３９が有効ビーム
径４ｍｍの非球面レンズである場合に、赤色光に対して
最大でφ₁ ＝１００ｍλの球面収差が発生した。この場
合、Ｖ₁ ＝５Ｖなる電圧を印加することにより、図７
（ｃ）に示すような屈折率分布を生じさせることがで
き、赤色光に対する非球面レンズ（対物レンズ３９）の
球面収差を補償することができた。その結果、直線偏光
で可変位相板４４のＣ軸方向に入射した赤色光は、波長
板３８を透過した後、対物レンズ３９によって基材厚み
０．６ｍｍの光ディスク４０上に集光され、良好な集光
特性が得られた。近赤外光に対しても同様であり、対物
レンズ３９で発生する球面収差を補償するような電圧を
印加することにより、良好な集光特性が得られる。

【００８８】尚、本実施の形態においては、色収差によ
って発生する球面収差を補償する場合を例に挙げて説明
したが、基材厚みの誤差によって発生する球面収差を補
償することもできる。特に、青色光に対しては、基材厚
みの誤差によって発生する球面収差が大きくなるので、
その実用的効果は大きい。

【００８９】また、本実施の形態においては、液晶材料
として誘電率の異方性が正の液晶を用いたが、誘電率の
異方性が負の液晶（例えば、メルク社のＭＬＣ−６６０
８）を用いても、同様の効果が得られる。尚、誘電率の
異方性が負の液晶を用いる場合には、液晶の長軸がＺ軸
方向から少しＣ軸方向に傾くように配向処理を行うのが
望ましい。

【００９０】図４、図５に示すように、光ディスク４０
からの反射光は、それぞれ、検出用フォトディテクタ４
３と、レーザユニット３３に集積化された検出用フォト
ディテクタ４５−１及び４５−２に導かれる。

【００９１】波長７９０ｎｍの近赤外光は、誘電体多層
膜ミラー３６で反射し、検出レンズ４１及びシリンドリ
カルレンズ４２を透過した後、４分割フォトディテクタ
４３に導かれる。この場合、フォーカスサーボは非点収
差法によって行われ、トラッキングサーボはプッシュプ
ル法によって行われる。

【００９２】一方、波長４０５ｎｍの青色光と波長６５
０ｎｍの赤色光は、偏光性ホログラム３５で回折し、コ
リメートレンズ３４を透過した後、レーザユニット３３
の上に設けられた３分割フォトディテクタ４５−１及び
６分割フォトディテクタ４５−２に導かれる。この場
合、フォーカスサーボは３分割フォトディテクタ４５ー
１を用いてＳＳＤ法によって行われ、トラッキングサー
ボは６分割フォトデイテクタ４５−２を用いて位相差法
によって行われる。特に、図５に示すように、６分割フ
ォトディテクタ４５−２の上方の４つのフォトディテク
タによって青色光の検出を行い、下方の４つのフォトデ
ィテクタによって赤色光の検出を行うように構成するこ
とにより、フォトディテクタ４５−２の分割数を８から
６に減らすことができる。

【００９３】図４、図５の構成においては、最短波長で
ある青色半導体レーザチップ４５がコリメートレンズ３
４の中心に調整され（すなわち、サブマウント４５−４
の上で、コリメートレンズ３４の光軸中心に対応する位
置に実装され）、また、液晶レンズ（可変位相板４４）
によって対物レンズ３９の収差を補正することができる
ため、全ての波長の光に対してトータルの透過波面収差
を５０ｍλ以下の小さな値に抑えることができる。これ
により、良好な再生特性が得られる。

【００９４】本実施の形態の光ピックアップにおいて
は、青色光、赤色光及び近赤外光の各光源が搭載され、
それぞれが検出光学系を有しているので、青色光によっ
てＨＤ−ＤＶＤ−Ｒを、赤色光によってＤＶＤ−Ｒを、
近赤外光によってＣＤ−Ｒを、それぞれ安定に再生する
ことができる。

【００９５】また、図４、図５の構成においては、３つ
の波長の光源（ＧａＮ系青色半導体レーザチップ４５、
ＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザチップ４６、ＡｌＧ
ａＡｓ系近赤外半導体レーザチップ４７）が実装された
レーザユニット３３を例に挙げて説明したが、ＧａＮ系
青色半導体レーザチップとＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体
レーザチップの２つの波長の半導体レーザチップが実装
されたレーザユニットを用いた場合であっても、同様の
効果が得られる。図８に、その場合の概略構成図を示
す。

【００９６】図８の構成において、レーザユニット５０
には、ＧａＮ系青色半導体レーザチップとＡｌＧａＩｎ
Ｐ系赤色半導体レーザチップの２つの半導体レーザチッ
プが実装されており、また、図５の場合と同様に、３分
割及び６分割のフォトディテクタが実装されている（但
し、これらは図８には図示されていない）。コリメート
レンズ５１は、より短波長であるＧａＮ系青色半導体レ
ーザチップから出射される光がレンズの中心（すなわ
ち、光軸上）に位置するように配置されている。偏光性
ホログラム５２を透過した後の光は、立ち上げミラー５
３によって紙面に垂直な方向に曲げられ（但し、図８に
おいては、紙面の左方向に曲げられているように描かれ
ている）、上記第１の実施の形態で用いられた波長板と
同じように作用する波長板５４を透過した後に、対物レ
ンズ５５によって光ディスク５６上に集光される。

【００９７】光ディスク５６からの反射光は、再び対物
レンズ５５、波長板５４、立ち上げミラー５３を通過し
た後、偏光性ホログラム５２によって回折され、レーザ
ユニット５０に集積化された検出用フォトデイテクタに
導かれて、サーボ動作及びＲＦ信号の検出が行われる。

【００９８】図８の構成においても、最短波長である青
色半導体レーザチップがコリメートレンズ５１の中心に
調整されている（すなわち、サブマウントの上で、コリ
メートレンズ５１の光軸中心に対応する位置に実装され
ている）。これにより、全ての波長の光に対してトータ
ルの透過波面収差を５０ｍλ以下の小さな値に抑えるこ
とができるので、良好な再生特性が得られる。また、光
ピックアップに青色光の光源と赤色光の光源が搭載さ
れ、それぞれが検出光学系を有しているので、青色光に
よってＨＤ−ＤＶＤ−Ｒを、赤色光によってＤＶＤ−Ｒ
を、それぞれ安定に再生することができる。

【００９９】本実施の形態のように、同一のサブマウン
ト上に複数の半導体レーザチップを実装し、１つのコリ
メートレンズによって平行光に変換するようにすれば、
小型の光ピックアップを実現することができ、光ディス
クドライブの厚みを大幅に薄くすることができる。ま
た、直接結合による小型のＳＨＧブルーレーザも提案さ
れており、ＧａＮ系半導体レーザの代わりにＳＨＧブル
ーレーザを搭載しても、同様の効果が得られる。

【０１００】また、対物レンズとして非球面レンズを用
いた場合、異なる波長の光が入射すると、色収差によっ
て球面収差が発生するが、本実施の形態のように同心円
状の領域に分割された液晶からなる可変位相板を用いる
ことにより、対物レンズで発生する球面収差を補償する
ことができる。特に、多波長のコヒーレント光源が搭載
された光ピックアップにおいて、その実用的効果が大き
い。

【０１０１】〈第３の実施の形態〉本実施の形態におい
ては、複数のコヒーレント光源から出射される光を光合
波手段としての誘電体多層膜ミラーによって合波し、１
つの対物レンズによって光ディスク上に集光することの
できる光ピックアップについて説明する。複数の光学部
品を透過及び反射した光は、その光学部品の収差の影響
を受けるが、本実施の形態の構成は、かかる問題点を解
決するために有効である。

【０１０２】図９に、本実施の形態における光ピックア
ップの概略構成図を示す。図８に示すように、本実施の
形態の光ピックアップは、それぞれ検出用フォトディテ
クタが集積化されたＧａＮ系青色半導体レーザユニット
５７（波長４０５ｎｍ)と、ＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導
体レーザユニット５８（波長６５０ｎｍ）と、ＡｌＧａ
Ａｓ系近赤外半導体レーザユニット５９（波長７９０ｎ
ｍ)とを有している。そして、これらの各レーザユニッ
ト５７〜５９から出射される光は、光合波手段としての
２つの誘電体多層膜ミラーＭ１、Ｍ２によって合波され
る。

【０１０３】各半導体レーザユニット５７〜５９から出
射された光は、それぞれコリメートレンズ６０〜６２に
よって平行光となった後、偏光性ホログラム６３〜６５
と波長板６６〜６８を透過する。波長板６６〜６８は、
それぞれの波長の光に対してλ／４の位相変調（遅延
量）が得られるように設計されており、それぞれの波長
の光は、波長板６６〜６８によって円偏光に変換され
る。

【０１０４】図１０（ａ）、（ｂ）に、誘電体多層膜ミ
ラーＭ１、Ｍ２の透過特性を示す。図１０（ａ）に示す
ように、誘電体多層膜ミラーＭ１は、波長５００ｎｍ以
下の光をＰ波、Ｓ波ともに９５％以上透過し、波長５０
０ｎｍ以上の光をＰ波、Ｓ波ともに９５％以上反射す
る。一方、図１０（ｂ）に示すように、誘電体多層膜ミ
ラーＭ２は、波長７００ｎｍ以下の光をＰ波、Ｓ波とも
に９５％以上透過し、波長７００ｎｍ以上の光をＰ波、
Ｓ波ともに９５％以上反射する。

【０１０５】これらの誘電体多層膜ミラーＭ１、Ｍ２
は、ＳｉＯ₂ とＴｉＯ₂ の多層膜（計２０層以上）によ
り構成されている。尚、２つの誘電体多層膜ミラーＭ
１、Ｍ２のうち、誘電体多層膜ミラーＭ２は、膜厚制御
を高精度で行うことにより、Ｐ波とＳ波の立ち上がりの
波長差が５０ｎｍ以下となるように作製されている。

【０１０６】青色半導体レーザユニット５７から出射さ
れた波長４０５ｎｍの青色光は、誘電体多層膜ミラーＭ
１、Ｍ２を透過する。赤色半導体レーザユニット５８か
ら出射された波長６５０ｎｍの赤色光は、誘電体多層膜
ミラーＭ１で反射した後、誘電体多層膜ミラーＭ２を透
過する。また、近赤外半導体レーザユニット５９から出
射された波長７９０ｎｍの近赤外光は、誘電体多層膜ミ
ラーＭ２で反射する。これにより、３つの光は同一光軸
上を伝搬するように合波される。合波された光は、立ち
上げミラー６９によって紙面に垂直な方向に曲げられ
（但し、図９においては、紙面の上方に曲げられている
ように描かれている）、対物レンズ７０によって光ディ
スク７１上に集光される。図８の構成においては、３つ
の波長の光に対して収差を小さくするために、対物レン
ズ７０として開口数（ＮＡ）０．６の組レンズが用いら
れている。

【０１０７】光ディスク７１からの反射光は、それぞれ
往路と同じ光路を通るが、波長板６６〜６８により、偏
光方向が往路に対して９０度回転される。その後、光デ
ィスク７１からの反射光は、偏光性ホログラム６３〜６
５によって回折され、各レーザユニット５７〜５９に集
積化されたそれぞれの検出用フォトディテクタに導かれ
る。フォトディテクタは、上記第２の実施の形態と同様
に、３分割フォトディテクタと６分割フォトディテクタ
とにより構成されている。この場合、フォーカスサーボ
は３分割フォトディテクタを用いてＳＳＤ法によって行
われ、トラッキングサーボは６分割フォトデイテクタを
用いて位相差法によって行われる。

【０１０８】一般に、光学部品は、反射波面収差よりも
透過波面収差の方が小さい。光学部品を光が透過する場
合には、表面と裏面で収差を打ち消し合うため、表面状
態で発生する収差のみを考えればよい。一方、光学部品
で反射する光に対しては、光学部品の歪みなどが直接波
面収差に影響を及ぼす。従って、光学部品は、透過部品
として用いる方が収差が小さくなるため望ましい。ま
た、同じ波面収差の光学部品は、より短い波長の光に対
してより大きな収差として影響を及ぼす。

【０１０９】以上の点を考慮して、図９に示す本実施の
形態の光ピックアップにおいては、最短波長であるＧａ
Ｎ系青色半導体レーザユニット５７から出射される光が
誘電体多層膜ミラーＭ１、Ｍ２を透過するように構成さ
れている。

【０１１０】図９の構成においては、各波長の光に対す
る対物レンズ通過後の透過波面収差を５０ｍλ以下に抑
圧することができ、再生特性において良好な結果を得る
ことができた。また、図９の構成の光ピックアップにお
いては、青色光、赤色光及び近赤外光の各光源が搭載さ
れ、それぞれが検出光学系を有しているので、青色光に
よってＨＤ−ＤＶＤ−Ｒを、赤色光によってＤＶＤ−Ｒ
を、近赤外光によってＣＤ−Ｒを、それぞれ安定に再生
することができる。

【０１１１】図１１に、本実施の形態における他の光ピ
ックアップの概略構成図を示す。図１１に示す光ピック
アップにおいては、誘電体多層膜ミラーＭ２の代わり
に、透過特性がＰ波とＳ波で異なる誘電体多層膜ミラー
Ｍ３が用いられている。

【０１１２】誘電体多層膜ミラーにおいてＳ波とＰ波の
どちらに対しても同じ透過特性を得るためには、蒸着時
の制御を精密に行うことが必要がある。量産時の歩留ま
りを考慮すると、図１２（ａ）、（ｂ）に示すような透
過特性をそれぞれ有する誘電体多層膜ミラーＭ１、Ｍ３
を備えた構成の方が有利である。具体的には、図１２
（ｂ）に示すように、誘電体多層膜ミラーＭ３は、波長
７９０ｎｍの光に対してＰ波の透過率が９５％以上、Ｓ
波の反射率が９５％以上となるように設計されている。
一方、図１２（ａ）に示すように、誘電体多層膜ミラー
Ｍ１は、図１０（ａ）に示したものと同様に、波長５０
０ｎｍ以下の光をＰ波、Ｓ波ともに９５％以上透過し、
波長５００ｎｍ以上の光をＰ波、Ｓ波ともに９５％以上
反射する。

【０１１３】図１１の構成において、ＧａＮ系青色半導
体レーザユニット７２（波長４０５ｎｍ)とＡｌＧａＩ
ｎＰ系赤色半導体レーザユニット７３（波長６５０ｎ
ｍ）から出射された光は、コリメートレンズ７５、７６
によってそれぞれ平行光となった後、誘電体多層膜ミラ
ーＭ１によって同一光軸上を伝搬するように合波され
る。合波された２つの光は、偏光性ホログラム７８及び
波長板８０を透過し、それぞれの光が円偏光に変換され
る。ここで、波長板８０は、上記第１の実施の形態で用
いられた波長板と同じように作用する。すなわち、波長
板８０の遅延量λは、青色光（波長λ₁ ）に対してλ₁
／４の略奇数倍であり、赤色光（波長λ₂ ）に対しても
λ₂ ／４の略奇数倍である。従って、波長板８０は、ど
ちらの波長の光に対しても１／４波長板として作用す
る。

【０１１４】一方、ＡｌＧａＡｓ系近赤外半導体レーザ
ユニット７４から出射された波長７９０ｎｍの近赤外光
は、コリメートレンズ７７によって平行光となり、無偏
光性のガラスホログラム７９を透過した後に、誘電体多
層膜ミラーＭ３で反射する。これにより、３つの光は、
最終的に同一光軸上を伝搬するように合波される。

【０１１５】合波された３つの光は、立ち上げミラー８
１によって紙面に垂直な方向に曲げられ（但し、図１１
においては、紙面の上方に曲げられているように描かれ
ている）、対物レンズ８２によって光ディスク８３上に
集光される。尚、図１１の構成においても、３つの波長
の光に対して収差を小さくするために、対物レンズ８２
として開口数（ＮＡ）０．６の組レンズが用いられてい
る。

【０１１６】光ディスク８３からの反射光は、それぞれ
往路と同じ光路を通って、各レーザユニット７２〜７４
に集積化されたそれぞれの検出用フォトディテクタ上に
導かれる。

【０１１７】すなわち、青色光（波長４０５ｎｍ）及び
赤色光（波長６５０ｎｍ）は、その偏光方向が波長板８
０によってもとの偏光方向に対して９０度回転された
後、偏光性ホログラム７８によって回折され、レーザユ
ニット７２、７３に集積化されたそれぞれの検出用フォ
トディテクタ上に導かれる。

【０１１８】一方、近赤外光（波長７９０ｎｍ）に関し
ては、誘電体多層膜ミラーＭ３の透過特性がＰ波とＳ波
で異なるため、ＡｌＧａＡｓ系近赤外半導体レーザユニ
ット７４に対応して設けられた検出光学系を構成する光
学部品として無偏光性のガラスホログラム７９が用いら
れている。そして、光ディスク８３で反射した近赤外光
（波長７９０ｎｍ）は、誘電体多層膜ミラーＭ３で反射
し、ガラスホログラム７９及びコリメートレンズ７７を
透過した後、レーザユニット７４に集積化された検出用
フォトディテクタ上に導かれる。図９の構成と比較する
と、ガラスホログラム７９が用いられており、検出用フ
ォトディテクタ上に導かれる近赤外光の光量が小さくな
るため、サーボ系のゲインなどを調整する必要がある
が、再生特性などの劣化は観測されなかった。

【０１１９】図１１の構成においても、最短波長である
ＧａＮ系青色半導体レーザユニット７２から出射される
光が、誘電体多層膜ミラーＭ１、Ｍ３を透過するように
構成されているため、各波長の光に対する対物レンズ通
過後の透過波面収差を５０ｍλ以下に抑圧することがで
き、再生特性においても良好な結果を得ることができ
た。また、図１１の構成の光ピックアップにおいては、
青色光、赤色光及び近赤外光の各光源が搭載され、それ
ぞれが検出光学系を有しているので、青色光によってＨ
Ｄ−ＤＶＤ−Ｒを、赤色光によってＤＶＤ−Ｒを、近赤
外光によってＣＤ−Ｒを、それぞれ安定に再生すること
ができる。

【０１２０】尚、本実施の形態においては、青色半導体
レーザとしてＧａＮ系半導体レーザが用いられている
が、ＧａＮ系半導体レーザの代わりにＳＨＧブルーレー
ザを用いても、同様の効果が得られる。

【０１２１】また、本実施の形態においては、３つの波
長の光に対して収差を小さくするために、対物レンズと
して組レンズが用いられているが、上記第２の実施の形
態のように、対物レンズとして非球面レンズを用い、液
晶レンズ（可変位相板）によって非球面レンズ（対物レ
ンズ）の収差を補正する構成であっても、同様の効果が
得られる。

【０１２２】〈第４の実施の形態〉本実施の形態におい
ては、複数のコヒーレント光源と、偏光性ホログラムを
用いた検出光学系とを有し、１つの波長板によって安定
なサーボ動作及び再生信号の検出を行うことのできる光
ピックアップ及び光情報記録再生装置について説明す
る。

【０１２３】このような光ピックアップ及び光情報記録
再生装置を実現するために、本実施の形態においては、
液晶材料から構成される位相可変型波長板が用いられ
る。また、コヒーレント光源としては、ＧａＮ系青色半
導体レーザ（波長４０５ｎｍ)とＡｌＧａＩｎＰ系赤色
半導体レーザ（波長６５０ｎｍ）とＡｌＧａＡｓ系近赤
外半導体レーザ（波長７９０ｎｍ）とが用いられる。

【０１２４】図１３（ａ）は本実施の形態における光ピ
ックアップを示す概略構成図、図１３（ｂ）は図１３
（ａ）の構成における偏光性ホログラムや光ディスクの
複屈折性の結晶主軸とコヒーレント光源の偏光方向との
関係を示す図である。この構成においても、図９に示し
た構成と同様の誘電体多層膜ミラーＭ１、Ｍ２が用いら
れ、これらの誘電体多層膜ミラーＭ１、Ｍ２は、各波長
においてＰ波、Ｓ波ともに同じ透過特性を示す。

【０１２５】図１３の構成において、ＧａＮ系青色半導
体レーザユニット８４（波長４０５ｎｍ)とＡｌＧａＩ
ｎＰ系赤色半導体レーザユニット８５（波長６５０ｎ
ｍ）から出射された光は、コリメートレンズ８７、８８
によってそれぞれ平行光となった後、誘電体多層膜ミラ
ーＭ１によって同一光軸上を伝搬するように合波され
る。一方、ＡｌＧａＡｓ系近赤外半導体レーザユニット
８６から出射された波長７９０ｎｍの近赤外光は、コリ
メートレンズ８９によって平行光となった後、誘電体多
層膜ミラーＭ２で反射する。これにより、３つの光は、
同一光軸上を伝搬するように合波される。合波された３
つの光は、偏光性ホログラム９０を透過した後、立ち上
げミラー９１によって紙面に垂直な方向に曲げられる
（但し、図１３（ａ）においては、紙面の上方に曲げら
れているように描かれている）。そして、位相可変型波
長板Ｒ１を透過した後、対物レンズ９３によって光ディ
スク９４上に集光される。尚、対物レンズ９３として
は、組レンズが用いられている。

【０１２６】本実施の形態においては、誘電体多層膜ミ
ラーＭ１、Ｍ２の透過特性がＰ波とＳ波で同じであるた
め、全ての波長の光に対して、偏光性ホログラム９０を
用いて検出光学系が構成されている。従って、位相可変
型波長板Ｒ１を、全ての波長の光に対して１／４波長板
として作用するように調整する必要がある。そこで、本
実施の形態においては、位相可変型波長板Ｒ１として、
図１４（ａ）〜（ｃ）に示すような液晶材料から構成さ
れる位相可変型波長板が用いられている。

【０１２７】ここで、位相可変型波長板Ｒ１の構成につ
いて説明する。図１４（ｂ）に示すように、位相可変型
波長板Ｒ１は、上記第２の実施の形態で説明した可変位
相板４４と同様に、液晶９８と、それを両側から挟み込
むように配置された配向膜（ポリイミド系）９７とＩＴ
Ｏ（ＩｎＳｎＯ_x ）電極９６とガラス基板９５とにより
構成されている。液晶９８の厚みは３μｍであり、配向
膜９７の厚みは８０ｎｍである。配向膜９７は、液晶９
８の長軸（矢印）が図１３（ａ）に示すＣ軸の方向に並
ぶようにラビングされている。

【０１２８】液晶９８としては、誘電率の異方性が正の
液晶（例えば、メルク社のＺＬＩ−４７９２)が用いら
れている。液晶９８は、電圧（〜６０Ｈｚ）を印加する
ことにより、Ｚ軸方向に徐々に傾き、Ｃ軸の偏光方向に
対して屈折率が低下する。このため、印加電圧を調整す
ることにより、液晶９８にＣ軸方向の屈折率変化、すな
わち位相変化を与えることができる。図１４（ｂ）は、
印加電圧Ｖ＝０のときの液晶９８の傾きを示し、図１４
（ｃ）は、印加電圧Ｖ＝Ｖ１のときの液晶９８の傾きを
示している。

【０１２９】液晶９８の傾きによる位相変調φ（ｒａ
ｄ）は、液晶の複屈折量を△ｎ、液晶の厚みをｄ、液晶
の傾きをθとしたとき、近似的に、φ（ｒａｄ）〜２π
×△ｎ×ｄ×（ｃｏｓ２θ）／λによって表記される。
従って、λ＝７８０ｎｍ、△ｎ＝０．１に対して、θ＝
０（印加電圧Ｖ＝０）のとき、位相変調として０．３８
５λが得られる。そこで、１．５Ｖの電圧を印加して、
液晶９８を図１３（ｃ）に示すような角度θを有するよ
うに傾けることにより、波長λ＝７８０ｎｍの光に対し
て位相変調が０．２５λ（λ／４）となるように位相可
変型波長板Ｒ１を調整した。

【０１３０】このように、本実施の形態で使用される可
変位相型波長板Ｒ１は、印加電圧を変化させることによ
って位相変調を任意に変化させることができるので、赤
色光及び青色光に対してもλ／４の位相変調を得ること
ができる。具体的には、本実施の形態においては、位相
可変型波長板Ｒ１に、赤色光に対しては２Ｖ、青色光に
対しては５Ｖの電圧を印加することより、位相可変型波
長板Ｒ１をそれぞれの波長の光に対して１／４波長板と
して作用させることができる。

【０１３１】尚、位相可変型波長板Ｒ１は、その結晶主
軸（Ｃ軸：異常光方向）が合波された光の偏光方向に対
して４５度傾いた状態で設置されている。

【０１３２】光ディスク９４からの反射光は、位相可変
型波長板Ｒ１によってその偏光方向がもとの偏光方向に
対して９０度回転され、偏光性ホログラム９０によって
回折された後、それぞれの半導体レーザユニット８４〜
８６に集積化された検出用フォトディテクタ上に導かれ
る。

【０１３３】位相可変型波長板Ｒ１は、印加電圧を調整
することによってＣ軸方向の屈折率が変化するため、得
られる位相変調を変化させることができる。また、合波
された光の偏光方向は位相可変型波長板Ｒ１の結晶主軸
（Ｃ軸）に対して４５度傾いているので、光ディスク９
４上に集光される光の波長λに対してλ／４の位相変調
が得られるように位相可変型波長板Ｒ１への印加電圧を
調整することにより、合波されたそれぞれの光を円偏光
に変換することができる。光ディスク９４からの反射光
については、さらにλ／４の位相変調が得られるため、
往路に対して偏光方向が９０度回転した直線偏光に変換
される。そして、このような位相可変型波長板Ｒ１を備
えていることにより、複数の波長の光源を備えた光ピッ
クアップにおいても、偏光分離手段を利用して構成され
た検出光学系を用いて安定にサーボ動作及び再生信号の
検出を行うことができるので、その実用的効果は大き
い。

【０１３４】図１４の構成においては、液晶材料が単独
で用いられているが、屈折率の波長分散関係の異なる２
つの液晶材料から構成される位相可変型波長板Ｒ１ｂを
用いることにより、さらに実用的なデバイスを実現する
ことができる。以下、その構成について、図１５
（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。

【０１３５】具体的には、この位相可変型波長板Ｒ１ｂ
は、トラン系を含む液晶１２４とフェニルシクロヘキサ
ン系を主成分とする液晶１２３とにより構成されてい
る。図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれの配
向方向（矢印で図示）は、互いに直交する関係にある
（印加電圧Ｖ＝０の場合）。尚、トラン系を含む液晶１
２４とフェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶１
２３とは、それぞれ配向膜（ポリイミド系）１２２とＩ
ＴＯ（ＩｎＳｎＯ_x ）電極１２１とガラス基板１２０と
に挟まれている。

【０１３６】図１６（ａ）、（ｂ）は、トラン系を含む
液晶１２４とフェニルシクロヘキサン系を主成分とする
液晶１２３のそれぞれについての、波長と位相変調量と
の関係を示している。図１６（ａ）に示すように、トラ
ン系を含む液晶１２４は、波長分散の大きい材料であ
る。一方、図１６（ｂ）に示すように、フェニルシクロ
ヘキサン系を主成分とする液晶１２３は、波長分散の小
さい材料である。尚、図１６（ｂ）のフェニルシクロヘ
キサン系を主成分とする液晶１２３の厚みは、図１６
（ａ）のトラン系を含む液晶１２４の厚みの２倍になっ
ている。

【０１３７】２つの液晶１２３、１２４の遅光軸（Ｃ
軸）を直交させて構成することにより、複屈折が生じる
Ｃ軸方向も直交方向となる。その結果、２つの液晶１２
３、１２４の組合せによって得られる位相変調量は、両
液晶１２３、１２４でそれぞれ生じる複屈折量の差とな
る。従って、フェニルシクロヘキサン系を主成分とする
液晶１２３の厚みを、トラン系を含む液晶１２４の厚み
の２倍に設定することにより、図１６（ｃ）に示す波長
分散特性が得られる。これは、図１６（ｂ）の特性から
図１６（ａ）の特性を減じたものに相当する。

【０１３８】本実施の形態においては、トラン系を含む
液晶１２４の厚みを２μｍ、フェニルシクロヘキサン系
を主成分とする液晶１２３の厚みを４μｍに設定するす
ることにより、波長７８０ｎｍの光に対して２００ｎｍ
の位相差、波長６５０ｎｍの光に対して１６０ｎｍの位
相差、波長４０５ｎｍの光に対して９０ｎｍの位相差を
それぞれ得ることができ、それぞれの波長の光に対して
ほぼ１／４波長板として作用することのできる位相可変
型波長板Ｒ１ｂを実現することができた。また、フェニ
ルシクロヘキサン系を主成分とする液晶１２３への印加
電圧を調整することによって特性の微調整を行うことが
できるので、環境温度が変化等した場合であっても、安
定に１／４波長板として作用させることができる。

【０１３９】尚、図１５の位相可変型波長板Ｒ１ｂは液
晶材料のみによって構成されているが、図１７（ａ）、
（ｂ）に示すように、屈折率の波長分散関係の異なる液
晶とフィルムとの組合わせから構成される位相可変型波
長板Ｒ１ｃを用いることにより、さらに実用的な光ピッ
クアップを実現することができる。

【０１４０】この位相可変型波長板Ｒ１ｃは、液晶２３
２とポリビニルアルコール系フィルム１３３とを組み合
わせることによって構成されている。尚、液晶２３２
は、配向膜（ポリイミド系）１３４とＩＴＯ（ＩｎＳｎ
Ｏ_x ）電極１３５とガラス基板１３６とに挟まれてい
る。また、ポリビニルアルコール系フィルム１３３は、
ガラス基板１３６の上に形成されている。

【０１４１】液晶２３２としては、波長分散の大きい材
料（例えば、トラン系を含む液晶）が用いられている。
一方、ポリビニルアルコール系フィルム１３３は、波長
分散の小さい材料である。液晶２３２とポリビニルアル
コール系フィルム１３３とを、その遅相軸（Ｃ軸）が図
１７（ａ）、（ｂ）に矢印などで示すように互いに直交
する関係となる（印加電圧Ｖ＝０の場合）ように配置す
ることにより、複屈折が生じるＣ軸方向も直交方向とな
る。従って、この位相可変型波長板Ｒ１ｃにおいても、
液晶２３２とポリビニルアルコール系フィルム１３３で
それぞれ生じる複屈折量の差が、実際の位相変調量とな
る。

【０１４２】具体的には、液晶２３２の厚みを２μｍに
設定したとき、波長７８０ｎｍの光に対して２００ｎｍ
の位相変調量が得られ、図１６（ａ）に示すような波長
分散関係となった。一方、ポリビニルアルコール系フィ
ルム１３３の厚みを１００μｍに設定したとき、波長７
８０ｎｍの光に対して４００ｎｍの位相変化量が得ら
れ、図１６（ｂ）に示すような波長分散関係となった。
結果として得られる位相変調量は、図１６（ｃ）に示す
ような波長分散特性となった。これにより、波長７８０
ｎｍの光に対して２００ｎｍの位相差、波長６５０ｎｍ
の光に対して１６０ｎｍの位相差、波長４０５ｎｍの光
に対して９０ｎｍの位相差をそれぞれ得ることができ、
それぞれの波長の光に対してほぼ１／４波長板として作
用することのできる位相可変型波長板Ｒ１ｃを実現する
ことができた。

【０１４３】この位相可変型波長板Ｒ１ｃにおいては、
液晶２３２への印加電圧を調整することによって特性の
微調整を行うことができるので、環境温度が変化等した
場合であっても、安定に１／４波長板として作用させる
ことができる。

【０１４４】異なる波長のコヒーレント光源を備えた従
来の光ピックアップにおいては、検出光学系の１つが偏
光分離手段を利用して構成されている場合、１／４波長
板をそれぞれの波長の光ごとに切り替えなければ安定な
サーボ動作及び信号の検出を行うことができない。これ
に対して、本実施の形態のように、液晶材料から構成さ
れる位相可変型波長板を光ピックアップに挿入し、印加
電圧の調整によって位相変調量を制御するように構成す
れば、１つの位相可変型波長板を全ての波長の光に対し
て１／４波長板として作用させることができるので、安
定に信号の検出を行うことができると共に、各種のメデ
ィアとの互換性も実現することができる。従って、その
実用的効果は大きい。また、屈折率の波長分散関係の異
なる液晶又はフィルムとの組み合わせにより、位相可変
型波長板への印加電圧を低減することができるので、さ
らに実用的なデバイスを実現することができる。

【０１４５】〈第５の実施の形態〉上記第４の実施の形
態においては、複数の波長の光に対して１／４波長板と
して作用する位相可変型波長板Ｒ１、Ｒ１ｂ又はＲ１ｃ
を用いた光ピックアップ及び光情報記録再生装置につい
て説明した。本実施の形態においては、位相可変型波長
板を光ディスクで生じる複屈折量を補正するために用い
た光ピックアップ及び光情報記録再生装置について説明
する。

【０１４６】光ディスクの基板として用いられるポリカ
ーボネートは、その成形時に屈折率の異方性が生じ、複
屈折性が発生する。図１８に、ポリカーボネート基板の
波長６３２．８ｎｍに対する複屈折性の一例を示す。図
１８より、光ディスクの内周方向では大きな複屈折性を
示し、往復行路で１００ｎｍ程度の位相差（波長４０５
ｎｍの光に対して約１／４波長の位相差）が生じること
が分かる。

【０１４７】検出光学系に偏光性ホログラムやＰＢＳ
（偏光分離素子）などを用いた構成においては、１／４
波長板が偏光性ホログラムあるいはＰＢＳ（偏光分離素
子）と光ディスクとの間に存在するため、上記のように
光ディスクに複屈折性が生じると、検出用フォトディテ
クタ上に導かれる光の光量が変化する。これに対して、
本実施の形態においては、位相可変型波長板を用いるこ
とにより、検出用フォトディテクタ上に導かれる光量を
一定に保つことが可能となる。

【０１４８】図１９（ａ）は本実施の形態における光ピ
ックアップを示す概略構成図、図１９（ｂ）は図１９
（ａ）の構成における偏光性ホログラムや光ディスクの
複屈折性の結晶主軸とコヒーレント光源の偏光方向との
関係を示す図である。

【０１４９】図１９の構成において、ＧａＮ系青色半導
体レーザユニット１１０（波長４０５ｎｍ)とＡｌＧａ
ＩｎＰ系赤色半導体レーザユニット１１１（波長６５０
ｎｍ）から出射された光は、コリメートレンズ１１３、
１１４によってそれぞれ平行光となった後、誘電体多層
膜ミラーＭ１によって同一光軸上を伝搬するように合波
される。一方、ＡｌＧａＡｓ系近赤外半導体レーザユニ
ット１１２から出射された波長７９０ｎｍの近赤外光
は、コリメートレンズ１１５によって平行光となった
後、誘電体多層膜ミラーＭ２で反射する。これにより、
３つの光は、同一光軸上を伝搬するように合波される。
合波された３つの光は、偏光性ホログラム１１６を透過
した後、立ち上げミラー１１７によって紙面に垂直な方
向に曲げられる（但し、図１９（ａ）においては、紙面
の上方に曲げられているように描かれている）。そし
て、位相可変型波長板Ｒ１、Ｒ２を透過した後、対物レ
ンズ１１８によって光ディスク１１９上に集光される。

【０１５０】位相可変型波長板Ｒ１は、そのＣ軸方向が
合波された光の偏光方向に対して４５度傾いた状態で設
置されており、全ての波長の光に対して１／４波長板と
して作用するように調整されている。光ディスク１１９
からの反射光は、位相可変型波長板Ｒ１によってその偏
光方向がもとの偏光方向に対して９０度回転され、偏光
性ホログラム１１６によって回折された後、それぞれの
半導体レーザユニット１１０〜１１２に集積化された検
出用フォトディテクタ上に導かれる。

【０１５１】図１９（ａ）、（ｂ）に示す構成におい
て、位相可変型波長板Ｒ２を、そのＣ軸方向が光ディス
ク１１９の半径方向と平行になるように設置することに
より、位相可変型波長板Ｒ２を用いて、光ディスク１１
９で生じる複屈折量を補正することができる。光ディス
ク１１９で生じる複屈折量に対しては、光ディスク１１
９の半径方向とそれに垂直な方向に結晶軸ができるの
で、その結晶軸と位相可変型波長板Ｒ２の結晶軸とを平
行に位置させることにより、光ディスク１１９で生じる
複屈折量を補正することができる。これにより、光ディ
スク１１９で生じる複屈折量が大きくても、位相可変型
波長板Ｒ２によって反射光の偏光方向を往路に対して９
０度回転させることができるので、各レーザユニット１
１０〜１１２に集積化された検出用フォトディテクタ上
に導かれる光の光量を一定に保つことができる。すなわ
ち、位相可変型波長板Ｒ２は、位相波長可変型波長板Ｒ
１と光ディスク１１９とで生じる遅延量の和が入射する
光の波長に対して１／４波長板として作用するように、
言い換えれば、検出用フォトディテクタ上に導かれる光
の光量が最大となるように、その位相差を調整する。

【０１５２】例えば、青色光を用いて再生する場合に
は、位相可変型波長板Ｒ１が波長４０５ｎｍの光に対し
て１／４波長板として作用するように位相可変型波長板
Ｒ１への印加電圧を調整し、検出用フォトディテクタ上
に導かれる光の光量が一定となるように位相可変波長板
Ｒ２への印加電圧を調整する。これにより、光ディスク
１１９間で複屈折量がばらついていても、安定にサーボ
動作及び再生を行うことができる。

【０１５３】特に、青色領域では、その複屈折量が波長
分散関係により大きくなる。また、波長が短くなるので
位相変調量はさらに大きくなる。従って、本実施の形態
のように、光ディスク１１９で生じる複屈折量を補償す
るための位相可変型波長板Ｒ２が搭載された光ピックア
ップの実用的効果は大きい。また、光ディスク１１９の
複屈折性によって生じる位相変調量は波長によって異な
るため、異なる波長のコヒーレント光源を備えた光ピッ
クアップにおいて、特にその効果が大きい。

【０１５４】〈第６の実施の形態〉図２０（ａ）は位相
可変型波長板を１つにまとめた本実施の形態における光
ピックアップを示す概略構成図、図２０（ｂ）は図２０
（ａ）の構成における偏光性ホログラムや光ディスクの
複屈折性の結晶主軸とコヒーレント光源の偏光方向との
関係を示す図である。

【０１５５】本構成においては、図２０（ｂ）に示すよ
うに、光ピックアップと光ディスク１０９とが互いに４
５度傾いた状態で設置されている。このため、位相可変
型波長板Ｒ３の結晶主軸（Ｃ軸）と光ディスク１０９の
基板の半径方向とが互いに平行となるので、１枚の位相
可変型波長板Ｒ３に、１／４波長板としての機能と光デ
ィスク１０９で生じる複屈折量を補償する機能とを併有
させることができる。そして、このような位相可変型波
長板Ｒ３を備えていることにより、異なる波長のコヒー
レント光源を備えた光ピックアップにおいても、偏光分
離手段を利用して構成された検出光学系を用いて安定に
サーボ動作及び再生信号の検出を行うことができる。ま
た、光ディスクの複屈折性を補償することができ、さら
に光ピックアップの簡素化や消費電力の低減を図ること
もできるので、その実用的効果は大きい。尚、位相可変
型波長板Ｒ３の結晶主軸（Ｃ軸）と光ディスク１０９の
基板の半径方向とが互いに垂直であっても、同様の効果
が得られる。

【０１５６】光ディスク１０９に複屈折性がある場合、
位相可変型波長板Ｒ３の位相変調と光ディスク１０９の
位相変調との合計がトータルの位相変調となる。このた
め、光ディスク１０９の位相変調がλ／４と大きい場
合、トータルでλ／２の位相差が生じる。これは、往復
ではλの位相差となるため、偏光性の検出光学系を用い
た場合、検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光量
がゼロとなる。これに対して、本実施の形態において
は、１枚の位相可変型波長板Ｒ３に、１／４波長板とし
ての機能と光ディスク１０９で生じる複屈折量を補償す
る機能とを併有させているので、偏光性の検出光学系を
用いた場合であっても、検出用フォトディテクタ上に導
かれる光の光量がゼロとなることはない。

【０１５７】本実施の形態の構成においても、図９、図
１３、図１９と同様に、誘電体多層膜ミラーＭ１、Ｍ２
が用いられており、これらの誘電体多層膜ミラーＭ１、
Ｍ２は、各波長においてＰ波、Ｓ波ともに同じ透過特性
を示す。

【０１５８】図２０の構成において、ＧａＮ系青色半導
体レーザユニット９９（波長４０５ｎｍ)とＡｌＧａＩ
ｎＰ系赤色半導体レーザユニット１００（波長６５０ｎ
ｍ）から出射された光は、コリメートレンズ１０２、１
０３によってそれぞれ平行光となった後、誘電体多層膜
ミラーＭ１によって同一光軸上を伝搬するように合波さ
れる。一方、ＡｌＧａＡｓ系近赤外半導体レーザユニッ
ト１０１から出射された波長７９０ｎｍの近赤外光は、
コリメートレンズ１０４によって平行光となった後、誘
電体多層膜ミラーＭ２で反射する。これにより、３つの
光は、同一光軸上を伝搬するように合波される。合波さ
れた３つの光は、偏光性ホログラム１０５を透過した
後、立ち上げミラー１０６によって紙面に垂直な方向に
曲げられる（但し、図２０（ａ）においては、紙面の上
方に曲げられているように描かれている）。そして、位
相可変型波長板Ｒ３を透過した後、対物レンズ１０８に
よって光ディスク１０９上に集光される。

【０１５９】光ディスク１０９からの反射光は、再び対
物レンズ１０８、位相可変型波長板Ｒ３、立ち上げミラ
ー１０６を通過した後、偏光性ホログラム１０５によっ
て回折されて、それぞれの半導体レーザユニット９９〜
１０１に集積化された検出用フォトディテクタ上に導か
れる。

【０１６０】本実施の形態の光ピックアップの構成にお
いては、合波された光の偏光方向が光ディスク１０９の
半径方向に対して４５度傾いており、かつ、位相可変型
波長板Ｒ３の結晶主軸（Ｃ軸）と光ディスク１０９の半
径方向とが互いに平行となっている。そのため、直線偏
光で出射された光の偏光方向は、位相可変型波長板Ｒ３
の結晶主軸（Ｃ軸）に対して４５度の角をなすので、位
相可変型波長板Ｒ３を１／４波長板として作用させるこ
とができる。また、光ディスク１０９で発生する複屈折
量は半径方向に生じ、その方向は位相可変型波長板Ｒ３
の結晶主軸（Ｃ軸）と平行であるため、位相可変型波長
板Ｒ３を用いて光ディスク１０９で生じる複屈折量を補
償することもできる。

【０１６１】本実施の形態においては、全ての波長の光
に対して、偏光性ホログラム１０５を用いて検出光学系
が構成されている。このため、位相可変型波長板Ｒ３
を、全ての波長の光に対して１／４波長板として作用す
るように調整する必要がある。コヒーレント光源から出
射された光は、直線偏光で偏光性ホログラム１０５の異
常光方向に入射する。偏光性ホログラム１０５は異常光
方向の光に対して屈折率変化を感じないので、光は回折
しない。位相可変型波長板Ｒ３の位相変調と光ディスク
１０９で生じる片道の位相変調との和がｎπ／４（往復
でｎπ／２）（但し、ｎ＝１、３、５、７、・・・）と
なるように制御すれば、光ディスク１０９からの反射光
は、位相可変型波長板Ｒ３を通過した後に、偏光方向が
もとの偏光方向に対して９０度回転した直線偏光に変換
される。すなわち、各レーザユニット９９〜１０１に集
積化された検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光
量が最大となるように位相変調が制御されることとな
り、安定なサーボ動作及び信号の検出が可能となる。

【０１６２】本実施の形態においては、３波長領域の光
をそれぞれ出射する光源を備えた光ピックアップについ
て説明したが、２波長領域の光をそれぞれ出射する光源
を備えた光ピックアップにおいても、同様の効果が得ら
れる。特に、光ディスクの複屈折量は短波長領域におい
て大きくなるので、短波長の光源を備えた光ピックアッ
プにおいて、特にその効果が大きい。

【０１６３】本実施形態においても、上記第４の実施の
形態において説明した屈折率の波長分散関係の異なる２
つの液晶材料から構成される位相可変型波長板を用いる
ことにより、さらに実用的なデバイスを実現することが
できる。この場合、トラン系を含む液晶及びフェニルシ
クロヘキサン系を主成分とする液晶のそれぞれへの印加
電圧を調整することによって特性の微調整を行うことが
できるので、環境温度が変化等した場合であっても、位
相可変型波長板を安定に１／４波長板として作用させる
ことができる。

【０１６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡易な構成で多種類の光ディスク間での互換性を実現す
ることができ、偏光性の検出光学系を用いた場合であっ
ても、安定に信号の検出を行うことのできる光ピックア
ップ及びそれを具備した光情報記録再生装置、並びにそ
れらに用いられる位相可変型波長板を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における光ピックア
ップを示す概略構成図

【図２】本発明の第１の実施の形態における光ピックア
ップに用いられるＳＨＧブルーレーザユニットを示す概
略構成図

【図３】本発明の第１の実施の形態における他の光ピッ
クアップを示す概略構成図

【図４】本発明の第２の実施の形態における光ピックア
ップを示す概略構成図

【図５】本発明の第２の実施の形態における光ピックア
ップに用いられるレーザユニットを示す概要図

【図６】本発明の第２の実施の形態における光ピックア
ップに用いられる可変波長板を示す概略構成図

【図７】本発明の第２の実施の形態における可変位相板
を用いて球面収差を補正する概念を説明するための図

【図８】本発明の第２の実施の形態における他の光ピッ
クアップを示す概略構成図

【図９】本発明の第３の実施の形態における光ピックア
ップを示す概略構成図

【図１０】本発明の第３の実施の形態における光ピック
アップに用いられる２つの誘電体多層膜ミラーの透過特
性を示す図

【図１１】本発明の第３の実施の形態における他の光ピ
ックアップを示す概略構成図

【図１２】本発明の第３の実施の形態における他の光ピ
ックアップに用いられる２つの誘電体多層膜ミラーの透
過特性を示す図

【図１３】（ａ）は本発明の第４の実施の形態における
光ピックアップを示す概略構成図、（ｂ）は（ａ）の構
成における偏光性ホログラムや光ディスクの複屈折性の
結晶主軸とコヒーレント光源の偏光方向との関係を示す
図

【図１４】本発明の第４の実施の形態における光ピック
アップに用いられる可変波長板を示す構成図

【図１５】本発明の第４の実施の形態における光ピック
アップに用いられる位相可変型波長板を示す概略構成図

【図１６】本発明の第４の実施の形態における光ピック
アップに用いられる位相可変型波長板の動作原理を説明
するための図

【図１７】本発明の第４の実施の形態における光ピック
アップに用いられる他の位相可変型波長板を示す概略構
成図

【図１８】光ディスクの複屈折性を示す図

【図１９】（ａ）は本発明の第５の実施の形態における
光ピックアップを示す概略構成図、（ｂ）は（ａ）の構
成における偏光性ホログラムや光ディスクの複屈折性の
結晶主軸とコヒーレント光源の偏光方向との関係を示す
図

【図２０】（ａ）は本発明の第６の実施の形態における
光ピックアップを示す概略構成図、（ｂ）は（ａ）の構
成における偏光性ホログラムや光ディスクの複屈折性の
結晶主軸とコヒーレント光源の偏光方向との関係を示す
図

【図２１】従来の２波長の半導体レーザを備えた光ピッ
クアップを示す概略構成図

【符号の説明】

１ ＳＨＧブルーレーザユニット ２ 赤色半導体レーザユニット ３ コリメートレンズ ４ コリメートレンズ ５ 誘電体多層膜ミラー ６ 偏光性ホログラム ７ 波長板 ８ 立ち上げミラー ９ 対物レンズ １０ 光ディスク １１ ＤＢＲ半導体レーザ １２ コリメートレンズ １３ フォーカスレンズ １４ 分極反転型光導波路デバイス １５ ＭｇドープＬｉＮｂＯ₃ 基板 １６ 光導波路 １７ 分極反転領域 １８ ＳＨＧブルーレーザ １９ 赤色半導体レーザ ２０ コリメートレンズ ２０−１ コリメートレンズ ２１ ＰＢＳ ２２ ＰＢＳ ２３ 誘電体多層膜ミラー ２４ 波長板 ２５ 対物レンズ ２６ 光ディスク ２７ 検出レンズ ２８ 検出レンズ ２９ シリンドリカルレンズ ３０ シリンドリカルレンズ ３１ フォトディテクタ ３２ フォトディテクタ ３３ レーザユニット ３４ コリメートレンズ ３５ 偏光性ホログラム ３６ 誘電体多層膜ミラー ３７ 立ち上げミラー ３８ 波長板 ３９ 対物レンズ ４０ 光ディスク ４１ 検出レンズ ４２ シリンドリカルレンズ ４３ フォトディテクタ ４４ 可変位相板 ４５−１ ３分割フォトディテクタ ４５−２ ６分割フォトディテクタ ４５−３ エッチドミラー ４５ 青色半導体レーザチップ ４６ 赤色半導体レーザチップ ４７ 近赤外半導体レーザチップ ４８−１ ＩＴＯ電極 ４８−２ 配向膜 ４８−３ 液晶 ４９ ガラス基板 ５０ レーザユニット ５１ コリメートレンズ ５２ 偏光性ホログラム ５３ 立ち上げミラー ５４ 波長板 ５５ 対物レンズ ５６ 光ディスク ５７ 青色半導体レーザユニット ５８ 赤色半導体レーザユニット ５９ 近赤外半導体レーザユニット ６０ コリメートレンズ ６１ コリメートレンズ ６２ コリメートレンズ ６３ 偏光性ホログラム ６４ 偏光性ホログラム ６５ 偏光性ホログラム ６６ 波長板 ６７ 波長板 ６８ 波長板 ６９ 立ち上げミラー ７０ 対物レンズ ７１ 光ディスク Ｍ１ 誘電体多層膜ミラー Ｍ２ 誘電体多層膜ミラー ７２ 青色半導体レーザユニット ７３ 赤色半導体レーザユニット ７４ 近赤外半導体レーザユニット ７５ コリメートレンズ ７６ コリメートレンズ ７７ コリメートレンズ ７８ 偏光性ホログラム ７９ ガラスホログラム ８０ 波長板 ８１ 立ち上げミラー ８２ 対物レンズ ８３ 光ディスク Ｍ３ 誘電体多層膜ミラー ８４ 青色半導体レーザユニット ８５ 赤色半導体レーザユニット ８６ 近赤外半導体レーザユニット ８７ コリメートレンズ ８８ コリメートレンズ ８９ コリメートレンズ ９０ 偏光性ホログラム ９１ 立ち上げミラー Ｒ１、Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃ 位相可変型波長板 ９３ 対物レンズ ９４ 光ディスク ９５ ガラス基板 ９６ ＩＴＯ電極 ９７ 配向膜 ９８ 液晶 ９９ 青色半導体レーザユニット １００ 赤色半導体レーザユニット １０１ 近赤外半導体レーザユニット １０２ コリメートレンズ １０３ コリメートレンズ １０４ コリメートレンズ １０５ 偏光性ホログラム １０６ 立ち上げミラー Ｒ３ 位相可変型波長板 １０８ 対物レンズ １０９ 光ディスク １１０ 青色半導体レーザユニット １１１ 赤色半導体レーザユニット １１２ 近赤外半導体レーザユニット １１３ コリメートレンズ １１４ コリメートレンズ １１５ コリメートレンズ １１６ 偏光性ホログラム １１７ 立ち上げミラー Ｒ２ 位相可変型波長板 １１８ 対物レンズ １１９ 光ディスク １２０ ガラス基板 １２１ ＩＴＯ電極 １２２ 配向膜 １２３ 液晶 １２４ 液晶 １２５ ＤＶＤ用集積ユニット １２６ ＣＤ用集積ユニット １２７ 波長分離プリズム １２８ 偏光ホログラム １２９ 波長板 １３０ ＣＤ（ＣＤ−Ｒ） １３１ ＤＶＤ−ＲＯＭ相変化型記録再生ディスク １３２ 対物レンズ １３３ フィルム １３４ 配向膜 １３５ ＩＴＯ電極 １３６ ガラス基板 ２３２ 液晶

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１月２０日（２０００．１．２
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊川 克彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山本 和久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 和田 秀彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ）の光ビームを
   それぞれ出射する２つのコヒーレント光源と、光合波手
   段と、波長板とを備え、前記２つのコヒーレント光源の
   各々から出射される前記光ビームが、前記光合波手段に
   よって同一光軸上を伝搬するように合波され、前記波長
   板を透過した後に、光ディスク上に集光されるように構
   成されており、前記波長板の遅延量λが、３／４・λ₂
   ＜λ＜５／４・λ₁ の範囲にある光ピックアップ。
2. 【請求項２】 異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ）の光ビームを
   それぞれ出射する２つのコヒーレント光源と、光合波手
   段と、波長板とを備え、前記２つのコヒーレント光源の
   各々から出射される前記光ビームが、前記光合波手段に
   よって同一光軸上を伝搬するように合波され、前記波長
   板を透過した後に、光ディスク上に集光されるように構
   成されており、前記波長板の遅延量λが、λ₁ ／４の略
   奇数倍であり、かつ、λ₂ ／４の略奇数倍である光ピッ
   クアップ。
3. 【請求項３】 前記波長板が複屈折の波長分散の大きい
   材料から構成され、前記波長板の遅延量λが、波長λ₁
   の前記光ビームに対してλ₁ ／４の（２ｎ＋３）倍であ
   り、かつ、波長λ₂ の前記光ビームに対してλ₂ ／４の
   （２ｎ＋１）倍（但し、ｎ＝０、１、２、・・・）であ
   る請求項２に記載の光ピックアップ。
4. 【請求項４】 前記２つのコヒーレント光源の波長が、
   それぞれ３７０ｎｍ＜λ₁ ＜４３０ｎｍ、６３５ｎｍ＜
   λ₂ ＜６９０ｎｍの範囲にある請求項１〜３のいずれか
   に記載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】 互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・・
   ＜λ_n ）の光ビームをそれぞれ出射するｎ個（ｎ＞２）
   のコヒーレント光源と、（ｎ−１）個の光合波手段とを
   備え、波長λ₁ の前記光ビームが（ｎ−１）個の前記光
   合波手段の全てを透過し、他の波長の前記光ビームがそ
   れぞれの前記光ビームを出射する前記コヒーレント光源
   に対応して設けられた前記光合波手段で反射することに
   より、前記異なる波長の全ての前記光ビームが同一光軸
   上を伝搬するように合波される光ピックアップ。
6. 【請求項６】 互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
   ・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
   らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
   れた複数のコヒーレント光源と、光合波手段と、位相可
   変型波長板とを備え、前記検出光学系のうちの少なくと
   も１つが偏光分離手段を利用して構成され、かつ、前記
   複数のコヒーレント光源の各々から出射される前記光ビ
   ームが、前記光合波手段によって同一光軸上を伝搬する
   ように合波された後に、前記位相可変型波長板を透過し
   て前記光ディスクに導かれるように構成されており、前
   記位相可変型波長板の結晶主軸と前記光ディスクの半径
   方向とが互いに平行又は垂直で、かつ、前記合波された
   光ビームの偏光方向が前記光ディスクの半径方向に対し
   て４５度傾いている光ピックアップ。
7. 【請求項７】 前記光合波手段が誘電体多層膜ミラーで
   ある請求項１〜６のいずれかに記載の光ピックアップ。
8. 【請求項８】 同一のサブマウント上に実装され、互い
   に異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・・）の光ビームをそれ
   ぞれ出射する複数のコヒーレント光源と、前記異なる波
   長の光ビームの全てを平行光に変換するコリメートレン
   ズとを備えた光ピックアップ。
9. 【請求項９】 波長λ₁ の前記光ビームを出射する前記
   コヒーレント光源が、前記サブマウント上の、前記コリ
   メートレンズの光軸中心に対応する位置に実装されてい
   る請求項８に記載の光ピックアップ。
10. 【請求項１０】 互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
    ・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
    らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
    れた複数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを
    備え、前記検出光学系のうちの少なくとも１つが偏光分
    離手段を利用して構成され、前記位相可変型波長板が前
    記偏光分離手段の後方に位置する光ピックアップ。
11. 【請求項１１】 互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
    ・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
    らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
    れた複数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを
    備え、前記位相可変型波長板が屈折率の波長分散関係の
    異なる２つの液晶材料から構成されており、前記２つの
    液晶材料の配向方向が互いに垂直で、かつ、前記位相可
    変型波長板によって得られる位相差φが、波長λ_n ＜λ
    _n+1 に対してφ_n ＜φ_n+1 である光ピックアップ。
12. 【請求項１２】 前記位相可変型波長板が屈折率の波長
    分散関係の異なる２つの液晶材料から構成されており、
    前記２つの液晶材料の配向方向がお互いに垂直で、か
    つ、前記位相可変型波長板によって得られる位相差φ
    が、波長λ_n ＜λ_{n+ 1} に対してφ_n ＜φ_n+1 である請求
    項６又は１０に記載の光ピックアップ。
13. 【請求項１３】 互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
    ・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
    らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
    れた複数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを
    備え、前記位相可変型波長板が屈折率の波長分散関係の
    異なる液晶材料とフィルムとの組合わせから構成されて
    おり、前記液晶材料の配向方向と前記フィルムの配向方
    向とが互いに垂直で、かつ、前記位相可変型波長板によ
    って得られる位相差φが、波長λ _n ＜λ_n+1 に対してφ
    _n ＜φ_n+1 である光ピックアップ。
14. 【請求項１４】 前記位相可変型波長板が屈折率の波長
    分散関係の異なる液晶材料とフィルムとの組合わせから
    構成されており、前記液晶材料の配向方向と前記フィル
    ムの配向方向とが互いに垂直で、かつ、前記位相可変型
    波長板によって得られる位相差φが、波長λ_n ＜λ_n+1
    に対してφ_n ＜φ_n+1 である請求項６又は１０に記載の
    光ピックアップ。
15. 【請求項１５】 前記複数のコヒーレント光源が異なる
    波長（λ₁ ＜λ₂ ＜λ ₃ ）の光ビームをそれぞれ出射す
    る３つのコヒーレント光源であり、前記３つのコヒーレ
    ント光源の波長が、それぞれ３７０ｎｍ＜λ₁ ＜４３０
    ｎｍ、６３５ｎｍ＜λ₂ ＜６９０ｎｍ、７６０ｎｍ＜λ
    ₃ ＜８１０ｎｍの範囲にある請求項５、６、８、１０、
    １１又は１３のいずれかに記載の光ピックアップ。
16. 【請求項１６】 前記位相可変型波長板が液晶材料から
    構成され、前記液晶材料への印加電圧を調整することに
    よって複屈折性が変化する請求項６、１０又は１１のい
    ずれかに記載の光ピックアップ。
17. 【請求項１７】 同心円状の領域に分割され、前記コヒ
    ーレント光源と前記光ディスクとの間の光路中に挿入さ
    れた可変位相板と、前記コヒーレント光源の各々から出
    射される各波長の光ビームを前記光ディスク上に集光す
    る対物レンズとをさらに備え、前記可変位相板によって
    前記対物レンズで発生する球面収差が補償される請求項
    １〜１６のいずれかに記載の光ピックアップ。
18. 【請求項１８】 互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
    ・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
    らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
    れた複数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを
    備え、前記検出光学系のうちの少なくとも１つが偏光分
    離手段を利用して構成され、前記位相可変型波長板が前
    記偏光分離手段の後方に位置している光ピックアップを
    具備し、前記偏光分離手段を利用した構成された前記検
    出光学系が付加された前記コヒーレント光源からの前記
    光ビームに対し、前記検出光学系に含まれるフォトディ
    テクタにより、前記光ディスクからの前記反射ビームの
    前記偏光分離手段を透過した後の光量を検出し、その検
    出結果に基づいて前記位相可変型波長板の位相変調を調
    整することにより、前記偏光分離手段を透過した後の前
    記反射ビームの光量が制御される光情報記録再生装置。
19. 【請求項１９】 互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
    ・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
    らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
    れた複数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを
    備え、前記検出光学系のうちの少なくとも１つが偏光分
    離手段を利用して構成された光ピックアップを具備し、
    前記偏光分離手段を利用して構成された前記検出光学系
    が付加された前記コヒーレント光源からの前記光ビーム
    に対し、前記位相可変型波長板の位相変調と前記光ディ
    スクで生じる片道の位相変調との和がｎπ／４（但し、
    ｎ＝１、３、５、７、・・・）となるように制御される
    光情報記録再生装置。
20. 【請求項２０】 互いに異なる波長（λ₁ ＜λ₂ ＜・・
    ・）の光ビームをそれぞれ出射し、かつ、光ディスクか
    らの反射ビームを検出する検出光学系がそれぞれ付加さ
    れた複数のコヒーレント光源と、位相可変型波長板とを
    備え、前記検出光学系のうちの少なくとも１つが偏光分
    離手段を利用して構成された光ピックアップを具備し、
    前記偏光分離手段を利用して構成された前記検出光学系
    が付加された前記コヒーレント光源からの前記光ビーム
    に対し、前記位相可変型波長板が１／４波長板として作
    用するように制御される光情報記録再生装置。
21. 【請求項２１】 前記位相可変型波長板が屈折率の波長
    分散関係の異なる２つの液晶材料から構成されており、
    前記２つの液晶材料の配向方向がお互いに垂直で、か
    つ、前記位相可変型波長板によって得られる位相差φ
    が、波長λ_n ＜λ_{n+ 1} に対してφ_n ＜φ_n+1 である請求
    項１８〜２０のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
22. 【請求項２２】 前記位相可変型波長板が屈折率の波長
    分散関係の異なる液晶材料とフィルムとの組合わせから
    構成されており、前記液晶材料の配向方向と前記フィル
    ムの配向方向とが互いに垂直で、かつ、前記位相可変型
    波長板によって得られる位相差φが、波長λ_n ＜λ_n+1
    に対してφ_n ＜φ_n+1 である請求項１８〜２０のいずれ
    かに記載の光情報記録再生装置。
23. 【請求項２３】 前記複数のコヒーレント光源が異なる
    波長（λ₁ ＜λ₂ ＜λ ₃ ）の光ビームをそれぞれ出射す
    る３つのコヒーレント光源であり、前記３つのコヒーレ
    ント光源の波長が、それぞれ３７０ｎｍ＜λ₁ ＜４３０
    ｎｍ、６３５ｎｍ＜λ₂ ＜６９０ｎｍ、７６０ｎｍ＜λ
    ₃ ＜８１０ｎｍの範囲にある請求項１８〜２２のいずれ
    かに記載の光情報記録再生装置。
24. 【請求項２４】 前記位相可変波長板が液晶材料から構
    成され、前記液晶材料への印加電圧を調整することによ
    って複屈折性が変化する請求項１８〜２０のいずれかに
    記載の光情報記録再生装置。
25. 【請求項２５】 同心円状の領域に分割され、前記コヒ
    ーレント光源と前記光ディスクとの間の光路中に挿入さ
    れた可変位相板と、前記コヒーレント光源の各々から出
    射される各波長の光ビームを前記光ディスク上に集光す
    る対物レンズとをさらに備え、前記可変位相板によって
    前記対物レンズで発生する球面収差が補償される請求項
    １８〜２４のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
26. 【請求項２６】 屈折率の波長分散関係の異なる２つの
    液晶材料から構成されており、前記２つの液晶材料の配
    向方向がお互いに垂直で、かつ、得られる位相差φが、
    波長λ_n ＜λ_n+1 に対してφ_n ＜φ_n+1 である位相可変
    型波長板。
27. 【請求項２７】 屈折率の波長分散関係の異なる液晶材
    料とフィルムとの組合わせから構成されており、前記液
    晶材料の配向方向と前記フィルムの配向方向とが互いに
    垂直で、かつ、得られる位相差φが、波長λ_n ＜λ_n+1
    に対してφ_n ＜φ_n+1 である位相可変型波長板。