JP2002358683A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光ディスクからの反射光の偏光面
傾斜による検出器の動作エラーを防止できる光ピックア
ップ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 少なくとも第1のレーザ光源と、ハーフ
ミラーと、ダイクロイックプリズムと、反射ミラーと、
ダイクロイックフィルタと、前記ダイクロイックプリズ
ムを介して前記反射ミラーに前記第1のレーザ光源とは
波長の異なる光を出射する第2のレーザ光源とを所定間
隔にて配置した光ピックアップ装置において、前記反射
ミラーとして位相差制御膜付プリズムを用いて円偏光を
生成したことを特徴とする光ピックアップ装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ピックアップ装置
に関し、特に光ディスク記録面の鏡面精度劣化による偏
光面ずれに起因する光検出器の動作エラーを防止する手
段に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディアの普及に伴い、文
字情報から画像情報まで各種の情報を大量に、且つ、高
速に処理する必要が生じ、形状がコンパクトでありなが
ら従来の磁気記録媒体に比べて記憶容量が格段に大き
く、かつ、高速の読み書きが可能な光ディスクの需要が
急速に拡大している。

【０００３】光ディスクとしては、CD(コンパクト・ディ
スク)、DVD(ディジタル・バータサル・ディスク)等が一般
的に使用されており、これらの光ディスクにレーザ光を
照射して情報の記録再生を行う光ディスクユニットは、
レーザ光源から出射されたレーザ光をスポット状にして
ディスク記録面に照射するとともに、その記録面からの
戻り光を検出する光ピックアップ装置を備えている。

【０００４】この光ピックアップ装置は、相互に異なる
波長の光を出射する複数のレーザ光源、例えばDVD用の6
50nm波長を有するレーザ光源とCD用の780nm波長を有す
るレーザ光源とを備え、複数の種類の光ディスクに対応
できるようにした構成が一般的である。

【０００５】図5は、従来の光ディスク用光ピックアッ
プ装置の構成例を示す模式斜視図である。この図に示す
光ピックアップ装置は、DVD用(650nm波長)の第1のレー
ザ光源100と、入射光に対して所定角度に配置された立
体ハーフミラー110と、2色性プリズム(2つの波長の異な
る光に対してプリズム機能を有する)ダイクロイックプ
リズム120と、並行光を生成するコリメートレンズ130
と、入射光を所定角度に反射させる反射ミラー140と、2
つの波長の異なる光に対して焦点距離を変えるためのダ
イクロイックフィルタ150と、入射光を1点に絞るための
オブジュクトレンズ160と、前記ダイクロイックプリズ
ム120とコリメートレンズ130とを介して反射ミラー140
にCD用(780nm波長)の光を出射する第2のレーザ光源とし
てのホログラムレーザ170とが所定間隔にて配置され
る。なお、ホログラムレーザ170とは、レーザ光源とし
ての機能と光検出器(Detector)としての機能を併せ持つ
ものである。

【０００６】この例に示す光ピックアップ装置は以下の
ように動作する。まず、第1のレーザ光源100からP偏光
(水平偏光)成分を有するコヒーレント光としての出射光
100aが立体ハーフミラー110に入射すると、ここで進行
方向に透過する透過光110aとレーザ光源出力モニタ用検
波器(Detector)に導びかれる反射光110bとに分光され
る。

【０００７】ダイクロイックプリズム120は、2つの波長
の異なる光に対して一方の光をP偏光・S偏光成分とも透
過させるが、他方の光をP偏光・S偏光成分とも反射させ
るプリズムとして機能するので、透過光110aをコリメー
トレンズ130と反射ミラー140とを介してダイクロイック
フィルタ150に導く。一方、第2のレーザ光源170から出
射されるS偏光(垂直偏光)170aは、ダイクロイックプリ
ズム120において反射され反射光120bとしてコリメート
レンズ130と反射ミラー140とを介してダイクロイックフ
ィルタ150に導かれる。

【０００８】周知のようにDVDとCDの各ディスクにおけ
る記録用凹凸面は、お互いに凹面の深さが異なるので、
ダイクロイックプリズム120から出力する各偏光120a、1
20bの焦点距離がダイクロイックフィルタ150によりそれ
ぞれ所定値に調整された後、オブジュクトレンズ160に
より焦点が絞られた光が光ディスク180の凹凸面(情報記
録面)180aに照射される。

【０００９】この照射光は凹凸面180aから反射すると、
オブジェクトレンズ160とダイクロイックフィルタ150と
反射ミラー140とコリメートレンズ130とを介してダイク
ロイックプリズム120に入射する。ここで、第1のレーザ
光源100から出射された光は上記した理由によりダイク
ロイックプリズム120を透過して透過光120cとなり、立
体ハーフミラー110において反射され反射光110cとして
信号用検出器(Detector)に導かれる。また、ホログラム
レーザ(第2のレーザ光源)170から出射された光はダイク
ロイックプリズム120において反射され反射光120dとし
てホログラムレーザ(第2のレーザ光源)170に戻り、ここ
で検出される。

【００１０】なお、光ディスク記録面は凹面または凸面
の何れかに光を反射させるためのアルミコーティングが
施されており、レーザ光源からの出射光に対する反射光
の有無を検出することにより、凹凸面に対応した電気信
号としての"0"、"1"が検出できるようになっている。

【００１１】光ピックアップ装置は以上にように動作す
るので、各種の光ディスクに対して当該ディスクの情報
を有する反射光を検出器において電気信号として取り出
すことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
ような従来の光ピックアップ装置においては以下に示す
ような問題点があった。つまり、光ディスク記録面(凹
凸面)の鏡面精度が経年変化等により劣化すると、乱反
射などにより照射光の偏光面が傾斜して(ずれて)不要偏
光成分が発生する。図6は、光ディスクの鏡面精度劣化
による反射光の偏光面傾斜を説明する図である。同図
(a)は、光ディスクに入射する正常な偏光(例えばP偏光)
を示し、同図(b)はその偏光面が傾斜した場合の反射光
を示している。同図(b)に示すように偏光面が傾斜してP
´になると、不要なS偏光成分が発生するとともにP偏光
成分レベルが入射光のレベルに比べて減少する。従っ
て、検出器により検出されるP偏光が当該検出器の動作
レベル以下となり検出器が正常動作せず、読み取りエラ
ーを発生する場合があり問題であった。本発明は、上述
した従来の光ピックアップ装置に関する問題を解決する
ためになされたもので、光ディスクからの反射光の偏光
面傾斜による検出器の動作エラーを防止できる光ピック
アップ装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる光ピックアップ装置の請求項1記載
の発明は、少なくとも入射光を所定方向に反射させる反
射ミラーを備えた光ピックアップ装置であって、前記反
射ミラーとして位相差制御膜付プリズムを用いて円偏光
を生成するようにした。本発明に係わる光ピックアップ
装置の請求項2記載の発明は、少なくとも第1のレーザ光
源と、ハーフミラーと、反射ミラーとを所定間隔にて配
置した光ピックアップ装置において、前記反射ミラーと
して位相差制御膜付プリズムを用いて円偏光を生成する
ようにした。本発明に係わる光ピックアップ装置の請求
項3記載の発明は、少なくとも第1のレーザ光源と、ハー
フミラーと、ダイクロイックプリズムと、反射ミラー
と、ダイクロイックフィルタと、前記ダイクロイックプ
リズムを介して前記反射ミラーに前記第1のレーザ光源
とは波長の異なる光を出射する第2のレーザ光源とを所
定間隔にて配置した光ピックアップ装置において、前記
反射ミラーとして位相差制御膜付プリズムを用いて円偏
光を生成するようにした。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態例に基
づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係わる
光ピックアップ装置の実施の形態例を示す模式斜視図で
ある。この例に示す光ピックアップ装置は、DVD用(650n
m波長)の第1のレーザ光源10と、入射光に対して所定角
度に配置された立体ハーフミラー11と、2色性プリズム
(2つの波長の異なる光に対してプリズム機能を有する)
ダイクロイックプリズム12と、並行光を生成するコリメ
ートレンズ13と、位相差制御膜付プリズム20と、2つの
波長の異なる光に対して焦点距離を変えるためのダイク
ロイックフィルタ15と、入射光を1点に絞るためのオブ
ジュクトレンズ16と、前記ダイクロイックプリズム12と
コリメートレンズ13とを介して位相差制御膜付プリズム
20にCD用(780nm波長)の光を出射する第2のレーザ光源と
してのホログラムレーザ17とを所定間隔にて配置する。
なお、ホログラムレーザ17とは、レーザ光源としての機
能と光検出器(Detector)としての機能を併せ持つもので
ある。

【００１５】図2は、本発明に係わる光ピックアップ装
置において用いる位相差制御膜付プリズム20の構造を示
す断面図である。この位相差制御膜付プリズム20は、周
知のように内部反射ミラー21に位相制御膜22を蒸着した
立ち上げミラーであり、直線偏光(例えばP偏光)を円偏
光に、或いは、円偏光を直線偏光に変換することがで
き、λ/4波長板と同じ機能を有する。

【００１６】以下、図2を参照しつつ図1に示した本発明
に係わる光ピックアップ装置の動作について詳しく説明
する。まず、第1のレーザ光源10からP偏光(水平偏光)成
分を有するコヒーレント光としての出射光10aが立体ハ
ーフミラー11に入射すると、ここで進行方向に透過する
透過光11aとレーザ光源出力モニタ用検波器(Detector)
に導びかれる反射光11bとに分光される。

【００１７】ダイクロイックプリズム12は、上述したよ
うに2つの波長の異なる光に対して一方の光をP偏光・S偏
光成分とも透過させるが、他方の光をP偏光・S偏光成分
とも反射させるプリズムとして機能するので、透過光11
aをコリメートレンズ13と位相差制御膜付プリズム20と
を介してダイクロイックフィルタ15に導く。ただし、上
記した如く位相差制御膜付プリズム20によりP偏光は正
旋円偏光(例えば右旋円偏光)20aに変換される。

【００１８】一方、第2のレーザ光源17から出射されるS
偏光(垂直偏光)17aは、上記の理由によりダイクロイッ
クプリズム12において反射され反射光12bとしてコリメ
ートレンズ13と位相差制御膜付プリズム20とを介してダ
イクロイックフィルタ15に導かれる。ただし、位相差制
御膜付プリズム20によりS偏光12bは逆旋円偏光(例えば
左旋円偏光)20bに変換される。

【００１９】周知のようにDVDとCDの各ディスクにおけ
る記録用凹凸面は、お互いに凹面の深さが異なるので、
ダイクロイックプリズム12から出力する各偏光12a(20
a)、12b(20b)の焦点距離がダイクロイックフィルタ15に
よりそれぞれ所定値に調整された後、オブジュクトレン
ズ16により焦点が絞られた光が光ディスク18の凹凸面
(情報記録面)18aに照射される。

【００２０】この照射光が凹凸面18aから反射すると、
進行方向が反転するので円偏光の回転方向は逆転する。
従って、第1のレーザ光源10に係わる右旋円偏光20aは左
旋円偏光20cとなり、オブジェクトレンズ16とダイクロ
イックフィルタ15とを介して位相差制御膜付プリズム20
に入射し、ここでS偏光に変換された後、コリメートレ
ンズ13を介してダイクロイックプリズム12にS偏光12eと
して供給される。

【００２１】また、同様にして第2のレーザ光源17に係
わる左旋円偏光20bは右旋円偏光20dとなり、上記と同じ
光路を経てダイクロイックプリズム12に入射するが、こ
の右旋円偏光20dは位相差制御膜付プリズム20によりP偏
光12fに変換される。

【００２２】S偏光12eは、第1のレーザ光源10に係わる
ものであり、上記した理由によりダイクロイックプリズ
ム12を透過する透過光12cとなり、さらに立体ハーフミ
ラー11により反射光11cとなり信号用検出器に導かれ電
気信号として取り出される。一方、P偏光12fは第2のレ
ーザ光源17に係わるものであり、ダイクロイックプリズ
ム12により反射する反射光12dとして第2のレーザ光源17
(ホログラムレーザ)に入射し、ここで検出される。

【００２３】図3は、本発明に係わる光ピックアップ装
置において光ディスクに照射される入射光とその反射光
を示す図である。同図(a)は入射光(円偏光)を、また、
同図(b)はその反射光をそれぞれ示している。周知のよ
うに円偏光はお互いに等しいレベルを有するP偏光成分
とS偏光成分の合成されたベクトル軌跡が時間に対して
円を描く波動である。従って、その反射光は光ディスク
の鏡面精度の劣化等により偏光面がφだけ傾斜しても、
(b)に示すようにベクトル軌跡全体は円から変化しない
ので円偏光特性は保持される。

【００２４】その結果、本発明に係わる光ピックアップ
装置は、光ディスクから反射する光の偏光面が傾斜して
も、信号用検出器に入射するS偏光(反射光)11cを第1の
レーザ光源10から出射するP偏光10aと等レベルで検出で
き、また、第2のレーザ光源17に入射するP偏光(反射光)
12dも当該レーザ光源17から出射するS偏光17aと等レベ
ルで検出することができる。

【００２５】要するに本発明に係わる光ピックアップ装
置は、位相差制御膜付プリズムを用いて直線偏光を円偏
光に変換し、当該円偏光の偏光面が傾斜しても円偏光を
形成するP偏光成分とS偏光成分のレベルは変化しない特
性を利用して検出器に入射する偏光レベルの低下を防止
するようにしたものである。従って、光ディスクの鏡面
精度の劣化等により反射光の偏光面が傾斜しても検出器
において所定の入射レベルを確保することができ、その
結果、検出器の動作エラーを防止することができる。

【００２６】なお、本発明に係わる光ピックアップ装置
において用いる位相差制御膜付プリズムは、円偏光を得
る周波数特性がλ/4波長板よりも良好である。図4は、
位相差制御膜付プリズムの円偏光特性を示すグラフであ
る。このグラフの横軸はレーザ光源から出射する光の波
長を、また、縦軸はP偏光成分とS偏光成分の位相差をそ
れぞれ示しており、位相差として90°のとき理想的な円
偏光が得られる。光の波長が変化すると、λ/4波長板で
は位相差の変化が大きく特定の波長のみで円偏光特性が
得られるのに対し、位相差制御膜付プリズムでは位相差
の変化が小さく所要の2つの波長で理想的が円偏光特性
を得ることができる。拠って、2つの波長の異なる光に
対して円偏光を得るために位相差制御膜付プリズムは好
都合である。

【００２７】以上説明した実施例においては、2つの異
なる波長を有するレーザ光を用いて2種類の光ディスク
から情報を検出する光ピックアップ装置について説明し
たが、本発明に係わる光ピックアップ装置は1つのレー
ザ光を用いて1種類の光ディスクから情報を検出する構
成にしても良く、この場合は、ダイクロイックプリズム
12とダイクロイックフィルタ15が不要となること特に説
明を要さないであろう。

【００２８】なお、上述したダイクロイックプリズム12
などの各光学部品により光の位相成分(偏光特性)が理想
特性から劣化する場合は、その変動量(劣化量)が既知で
あればこの分を予め見込んで円偏光を出射するように位
相差制御膜付プリズムにおける位相差制御膜22の膜厚を
所定値から補正するように構成する。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上説明したように位相差制御
膜付プリズムを用いて円偏光を生成するように構成する
ので、光ディスクの鏡面精度の劣化等により反射光の偏
光面が傾斜しても、所定レベルの反射光を検出器に導く
ことができ、その結果、検出器の動作エラーを防止する
ことができる光ピックアップ装置を実現する上で著効を
奏す。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明に係わる光ピックアップ装置の構成例を
示す模式斜視図

【図2】本発明に係わる光ピックアップ装置において用
いる位相差制御膜付プリズムの構成を示す断面図

【図3】本発明に係わる光ピックアップ装置における光
ディスクに対する入射光と反射光を示す図

【図4】位相差制御膜付プリズムの円偏光特性を示すグ
ラフ

【図5】従来の光ピックアップ装置の構成例を示す模式
斜視図

【図6】光ディスクの鏡面精度の劣化により反射光の偏
光面ずれを説明する図

【符号の説明】 10・・第1のレーザ光源 11・・立体ハーフミラー 12・・ダイクロイックプリズム 13・・コリメートレンズ 15・・ダイクロイックフィルタ 16・・オブジュクトレンズ 17・・第2のレーザ光源(ホログラムレーザ) 18・・光ディスク 18a・・記録面 20・・位相差制御膜付プリズム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも入射光を所定方向に反射させ
   る反射ミラーを備えた光ピックアップ装置であって、 前記反射ミラーとして位相差制御膜付プリズムを用いて
   円偏光を生成したことを特徴とする光ピックアップ装
   置。
2. 【請求項２】 少なくとも第1のレーザ光源と、ハーフ
   ミラーと、反射ミラーとを所定間隔にて配置した光ピッ
   クアップ装置において、 前記反射ミラーとして位相差制御膜付プリズムを用いて
   円偏光を生成したことを特徴とする光ピックアップ装
   置。
3. 【請求項３】 少なくとも第1のレーザ光源と、ハーフ
   ミラーと、ダイクロイックプリズムと、反射ミラーと、
   ダイクロイックフィルタと、前記ダイクロイックプリズ
   ムを介して前記反射ミラーに前記第1のレーザ光源とは
   波長の異なる光を出射する第2のレーザ光源とを所定間
   隔にて配置した光ピックアップ装置において、 前記反射ミラーとして位相差制御膜付プリズムを用いて
   円偏光を生成したことを特徴とする光ピックアップ装
   置。