JP2005141840A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率を悪化させることなく小型化を実現することのできる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】この光ピックアップ装置は、ＤＶＤ用のレーザ光を出射するレーザダイオード１１に対応して板状の偏光ビームスプリッタ１３を備える。偏光ビームスプリッタ１３は、例えばＳ偏光についてはこれを反射し、Ｐ偏光についてはこれを透過する光学素子として構成されており、例えばワイヤグリッド型の表面微細構造を有している。そして、反射光がこの板状からなる偏光ビームスプリッタ１３透過する際、偏光ビームスプリッタ１３自身が有する所定の屈折率により非点収差が付与される。すなわち、偏光ビームスプリット機能と非点収差を付与する機能とを１つの光学素子で実現する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスク装置にあって光ディスクの再生、もしくは記録再生に使用される光ピックアップ装置に関する。

従来、光ディスク装置に搭載される光ピックアップ装置は、光ディスクに対するフォーカシングエラーを検出可能に構成され、その検出方法として非点収差法を用いたものが知られている。そして、この非点収差法を用いた光ピックアップ装置としては、例えば図５に示す構成からなるものが一般的に知られている。なお、同図では、ＣＤ（コンパクトディスク）系及びＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）系に対応した２つの光源を有する光ピックアップ装置について示す。

この光ピックアップ装置は、ＤＶＤ用のレーザダイオード３１及びＣＤ用のレーザダイオード３２を各別に備え、それらレーザダイオード３１，３２に対向する位置には偏光ビームスプリッタ３３，３４を備えている。この偏光ビームスプリッタ３３，３４は、レーザ光を偏光に応じて反射または透過させる偏光ビームスプリット機能を有しており、本例ではレーザダイオード３１，３２からの出射光（例えば、Ｓ偏光）についてはこれを反射し、一方、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク３５からの反射光（例えば、Ｐ偏光）についてはこれを透過する。

ここで、上記光ディスク３５がＤＶＤ系である場合、レーザダイオード３１から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３３で反射され、偏光ビームスプリッタ３４、１／４波長板３６、コリメータレンズ３７及び対物レンズ３８を通過して光ディスク３５（正確にはその反射層）に集光される。そして、光ディスク３５で反射されたレーザ光（反射光）は、もとの光路を通り、逆に偏光ビームスプリッタ３４及び偏光ビームスプリッタ３３を透過してシリンドリカルレンズ３９に到達する。このシリンドリカルレンズ３９は、入射する反射光に対して非点収差法による対物レンズ３８の遠近検出に必要な非点収差を発生させるものである。これにより、非点収差を含む反射光が受光素子４０に受光されるようになる。

一方、光ディスク３５がＣＤ系である場合、ＣＤ用のレーザダイオード３２から出射されたレーザ光が上記ＤＶＤの場合と同様に偏光ビームスプリッタ３４で反射されて１／４波長板３６、コリメータレンズ３７及び対物レンズ３８を通過して光ディスク３５に集光する。そして、光ディスク３５で反射された反射光はもとの光路を通って偏光ビームスプリッタ３４及び偏光ビームスプリッタ３３を透過し、同じくシリンドリカルレンズ３９で非点収差が付与されて受光素子４０に受光される。

受光素子４０は、受光した反射光を電気信号に変換するものであり、検出回路４１はその電気信号に基づきフォーカシングエラーを検出する。なお、この検出方法には種々の方法が提案されているが、例えば、受光素子として、縦横それぞれ２分割された４つの受光領域に分割されたものを用い、その受光素子の中心に対して対角位置にある２つの受光領域における電気信号の和をそれぞれ算出して比較することでフォーカスシングエラーを検出する方法が知られている。そして、フォーカシングエラーが検出された場合には光ディスク３５（正確にはその反射層）に対する対物レンズ３８の遠近を制御することでフォーカスの調整を行うようにしている。
特開平１０−３０２２９５号公報

ところで、上記構成も含め、非点収差法を用いてフォーカシングエラーを検出する光ピックアップ装置では、シリンドリカルレンズ３９のような非点収差を発生させる手段が必須の構成となる。そして、このことが光ピックアップ装置としての小型化を阻害する要因の１つとなっている。

なお従来、光ピックアップ装置としてのこうした小型化の要求に応えるべく、上記偏光ビームスプリッタ３３及びシリンドリカルレンズ３９に代えてハーフミラーを用いた光ピックアップ装置等も提案されてはいる（例えば、特許文献１参照）。しかし、このようなハーフミラーを用いた場合、反射及び透過の際にレーザ光の光量ロスが生じるなど、光の利用効率の悪化が避けられない。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その目的は、光の利用効率を悪化させることなく小型化を実現することのできる光ピックアップ装置を提供することにある。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、対物レンズを介して光ディスクの反射層に集光されたレーザ光の反射光に非点収差を生じせしめるとともに、この非点収差の発生度合いを受光素子にて検出し、この検出した非点収差の発生度合いに基づいて前記対物レンズのフォーカシングを行う光ピックアップ装置において、前記受光素子の直前に、所定の角度をもって配設されて前記光ディスクからの反射光を偏光分離する偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子を備え、この板状の光学素子による光の屈折を利用して前記非点収差を生じせしめることをその要旨とする。

上記構成では、光ディスクからの反射光を偏光分離する偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子が光の屈折を利用して非点収差を生じせしめる。すなわち、偏光ビームスプリット機能を持つ板状の光学素子を非点収差を発生させるための手段としても用いている。これにより、上記従来のシリンドリカルレンズのような非点収差を発生させるために設けられる手段に代えて上記板状の光学素子を利用することができるとともに、その光学素子自身が有する偏光ビームスプリット機能を利用して光ピックアップ装置の設計の自由度を向上させることもできる。また、先のハーフミラーを用いる場合と異なり、偏光ビームスプリット機能によって光の分離を行うものであるため、光の利用効率を悪化させることもない。従って、光の利用効率を悪化させることなく、光ピックアップ装置を構成する部品の点数を削減する等の設計が可能となり、ひいては、光ピックアップ装置としての小型化を実現することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子に対する前記光ディスクからの反射光の入射面に同光ディスクからの反射光とは異なる角度からレーザ光を照射するレーザ光源を備え、該レーザ光源から照射されたレーザ光の前記板状の光学素子による反射光が前記対物レンズを介して光ディスクの反射層に集光されるとともに、前記板状の光学素子は、これを透過する光の屈折を利用して前記非点収差を生じせしめるものであることをその要旨とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子に対する前記光ディスクからの反射光の入射面の裏面に同光ディスクからの反射光に対向する方向からレーザ光を照射するレーザ光源を備え、該レーザ光源から照射されたレーザ光の前記板状の光学素子による透過光
が前記対物レンズを介して光ディスクの反射層に集光されるとともに、前記板状の光学素子は、そこで反射される光の屈折を利用して前記非点収差を生じせしめるものであることをその要旨とする。

上記板状の光学素子は偏光ビームスプリット機能を有しているため、この偏光ビームスプリット機能を利用してレーザ光源からのレーザ光を光ディスクに照射せしめることで、光ピックアップ装置を構成するうえで必要な偏光ビームスプリット機能及び非点収差を発生させるための機能の２つの機能を１つの光学素子で実現することができる。従って、光ピックアップ装置として、的確にその小型化を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子と前記対物レンズとを結ぶ光路中には前記レーザ光源から照射されたレーザ光の前記板状の光学素子による反射光を平行光化して前記対物レンズに与えるコリメータレンズが設けられ、前記光ディスクから反射されて前記板状の光学素子を透過し、前記受光素子に受光される光は、このコリメータレンズを介して逆集光された光であることをその要旨とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光ピックアップ装置において、前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子と前記対物レンズとを結ぶ光路中には前記レーザ光源から照射されたレーザ光の前記板状の光学素子による透過光を平行光化して前記対物レンズに与えるコリメータレンズが設けられ、前記光ディスクから反射されて前記板状の光学素子にて屈折されて反射し、前記受光素子に受光される光は、このコリメータレンズを介して逆集光された光であることをその要旨とする。

非点収差の発生した光ディスクからの反射光を受光素子にて受光する際、その反射光は集光された状態で上記板状の光学素子を透過して受光素子に到達する必要がある。この点、上記光学素子で反射または透過された反射光または透過光を平行光化して対物レンズに与えるコリメータレンズは、逆に光ディスクからの反射光に対しては集光させる特性、つまり逆集光させる特性を有している。従って、上記板状の光学素子と光ディスクとの間にコリメータレンズを配置することで、集光された反射光を板状の光学素子に与えることができる。つまり、コリメータレンズを、平行光化させるのみならず、集光させる手段としても用いることができるため、光ピックアップ装置としてのさらなる小型化を図ることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の偏光ビームスプリッタが、その受光面に前記レーザ光の波長よりも短い周期ピッチの格子パターンを有するワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタからなることをその要旨とする。

受光面にレーザ光の波長よりも短い周期ピッチの格子パターンを有する、いわゆるワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタを用いることにより、安定した偏光ビームスプリット機能を得られることが発明者らによって確認されている。従って、その板状の部分を用いて非点収差を発生させるとともに、偏光ビームスプリッタとしても、安定した偏光ビームスプリット機能を確保することができる。

請求項７に記載の発明は、第１の波長を有するレーザ光を出射する第１のレーザ光源と、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有するレーザ光を出射する第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の所定の偏光成分を選択的に反射する第１の偏光ビームスプリッタと、前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光の所定の偏光成分を選択的に反射する第２の偏光ビームスプリッタと、これら第１及び第２の偏光ビ
ームスプリッタによって反射されたレーザ光を円偏光に変換する１／４波長板と、該円偏光に変換されたレーザ光を平行光化するコリメータレンズと、該平行光化されたレーザ光を光ディスクの反射層に集光せしめる対物レンズと、前記光ディスクの反射層から反射される光を前記対物レンズ及び前記コリメータレンズ及び前記１／４波長板及び少なくとも前記第１の偏光ビームスプリッタを介して受光する受光素子とを備え、前記第１の偏光ビームスプリッタが、偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子として形成されてなり、この板状の光学素子による透過光の屈折を利用して非点収差を生じせしめることをその要旨とする。

上記構成によれば、第１及び第２のレーザ光源から出射されたレーザ光が１／４波長板や対物レンズ等の各部材を通過して光ディスクに集光され、その光ディスクからの反射光がそれぞれ第１の偏光ビームスプリッタを透過する。そして、その第１の偏光ビームスプリッタを透過する際にその反射光に対して非点収差が与えられて受光素子で受光される。つまり、光ピックアップ装置を構成するうえで必要な偏光ビームスプリット機能は第１及び第２の偏光ビームスプリッタのそれぞれで確保されるとともに、第１及び第２のレーザ光源から出射されたレーザ光の反射光に対して非点収差を発生させる機能は第１の偏光ビームスプリッタで確保され、先のシリンドリカルレンズのような非点収差を発生させる手段を特別設ける必要がない。また、上記第１の偏光ビームスプリッタ自体、ハーフミラーと異なり、偏光ビームスプリット機能によって第１のレーザ光源から出射されたレーザ光源と光ディスクからの反射光とを分離させるため、光の利用効率を悪化させることもない。従って、光の利用効率を悪化させることなく２光源式光ピックアップ装置としての小型化を実現することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光ピックアップ装置において、前記第１の偏光ビームスプリッタを構成する前記板状の光学素子が、その受光面に前記各レーザ光の波長よりも短い周期ピッチの格子パターンを有するワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタとして形成されてなることをその要旨とする。

受光面に各レーザ光の波長よりも短い周期ピッチの格子パターンを有する、いわゆるワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタを用いることで、上述のように、各レーザ光に対して安定した偏光ビームスプリット機能が得られることが発明者らによって確認されている。従って、その板状の部分を用いて非点収差を発生させるとともに、上記第１の偏光ビームスプリッタとしても、安定した偏光ビームスプリット機能を確保することができる。

この発明によれば、光の利用効率を悪化させることなく、光ピックアップ装置を構成する部品の点数を削減する等の設計が可能となり、ひいては、光ピックアップ装置としての小型化を実現することができる。

以下、この発明にかかる光ピックアップ装置の一実施の形態について、図１〜図４を参照にして説明する。なお、本実施の形態では、ＣＤ系及びＤＶＤ系の２つの光ディスクに対応した２光源式光ピックアップ装置について説明する。

図１に示すように、この光ピックアップ装置は、ＤＶＤ用のレーザ光（例えば、波長６５５ｎｍ）を出射する第１のレーザ光源としてのレーザダイオード１１と、ＣＤ用のレーザ光（例えば、波長７８０ｎｍ）を出射する第２のレーザ光源としてのレーザダイオード１２とを備えている。なお、両レーザダイオード１１，１２から出射されるレーザ光は、Ｓ偏光、Ｐ偏光のいずれかに限定されることはないが、本実施の形態ではＳ偏光のレーザ光が出射されることとする。

ＤＶＤ用のレーザダイオード１１から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子としての偏光ビームスプリッタ１３に入射される。この偏光ビームスプリッタ１３は、前記Ｓ偏光についてはこれを反射し、前記Ｐ偏光についてはこれを透過する素子として構成されており、その構造の詳細については図２を参照して後述する。このため、この偏光ビームスプリッタ１３に入射されたレーザ光（Ｓ偏光）は反射されて、ＣＤ用の偏光ビームスプリッタ１４を透過して１／４波長板１５に達し、この１／４波長板１５を通じて直線偏光（Ｓ偏光）から円偏光に変換される。そして、この円偏光に変換されたレーザ光が、コリメータレンズ１６を透過することで平行光化され、その後、対物レンズ１７により光ディスク１８の反射層に集光される。

一方、この光ディスク１８に達したスポット光は、光ディスク１８の反射層からの反射光（逆向きの円偏光）として対物レンズ１７を介して再びコリメータレンズ１６に入射される。このコリメータレンズ１６を透過した反射光は、上記平行光化される場合とは逆に、平行光から集光された光となる。そして、その集光された反射光が１／４波長板１５に達する。１／４波長板１５は、逆方向に透過する光についてはこれを円偏光からＰ偏光の直線偏光に変換するものである。すなわち、上記反射光がこの１／４波長板１５を逆方向に透過することによりＰ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１４を通過して偏光ビームスプリッタ１３に入射される。偏光ビームスプリッタ１３は、上述のようにＰ偏光を透過する素子として構成されており、該偏光ビームスプリッタ１３に入射されたＰ偏光の反射光は偏光ビームスプリッタ１３を透過して受光素子１９に受光される。ただし、上記反射光が偏光ビームスプリッタ１３を透過する際、この反射光には偏光ビームスプリッタ１３の板状の部分の屈折に起因する非点収差が付与され、この非点収差が付与された状態で受光素子１９に受光される。

また、ＣＤ用のレーザダイオード１２から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１４に入射される。偏光ビームスプリッタ１４は、２つの直角プリズムの斜面に偏光膜（誘電体多層膜コート）を成膜して立方体状に接着したものであり、ある一方の面側（図１における右下面側）に入射される光に対して、Ｓ偏光の光についてはこれを反射し、Ｐ偏光の光についてはこれを透過するように構成されている。そして、レーザダイオード１２から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１４で反射されて１／４波長板１５に入射され、直線偏光（Ｓ偏光）から円偏光に変換される。そして、この円偏光に変換された光はコリメータレンズ１６により平行化され、その後、対物レンズ１７により光ディスク１８の反射層に集光される。

一方、光ディスク１８の反射層からの反射光（逆向きの円偏光）は、対物レンズ１７を介して再びコリメータレンズ１６に入射される。この際、先のＤＶＤの場合と同様に、反射光はコリメータレンズ１６に逆方向に入射して集光される。そして、１／４波長板１５にて円偏光からＰ偏光の直線偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ１４を透過し、偏光ビームスプリッタ１３に入射される。そして、この偏光ビームスプリッタ１３を透過する際、反射光にはＤＶＤの場合と同じく非点収差が付与され、この非点収差が付与された状態で受光素子１９に受光される。

受光素子１９は、上記光ディスク１８からの反射光に基づき、例えば光ディスク１８に記録されているピット情報を検出してこれを電気信号に変換する部分である。この受光素子１９は、図４を参照して後述するように中央で縦横それぞれ２分割された４つの受光領域ａ１〜ａ４を備えており、各受光領域ａ１〜ａ４から出力される電気信号に基づいて、フォーカスエラー信号、あるいは読み出しデータ等が生成される。そして、このうちのフォーカスエラー信号に基づいて検出回路２０によるフォーカシングエラーの検出が行われる。

次に、図２を参照して、この実施の形態において用いられる上記偏光ビームスプリッタ１３の構造について、その詳細を説明する。

図１にも示されるように、この偏光ビームスプリッタ１３は、受光素子１９の直前に、しかも入射光に対して４５度の角度をもって配設されている。また、この偏光ビームスプリッタ１３は、所定の厚さ（例えば、１ｍｍ）で所定の屈折率を有する透明基板を有してなり、その透明基板の一面（表面）には、図２に拡大して示すように、Ｐ偏光とＳ偏光とを偏光分離するワイヤグリッド型の格子パターン２１が形成されている。詳しくは、基板表面には略矩形の凹凸が多数形成されており、且つ、それら凸部２１ａの上面および凹部２１ｂの底面には、共に例えばアルミニウム等の金属層からなる反射層２１ｃが形成されている。この微細構造はいずれも、その凹凸ピッチが入射光（レーザ光）の波長以下となるサブ波長構造の格子パターンとなっている。

そして、この偏光ビームスプリッタ１３は、入射光を、同入射光およびその入射法線を含む平面（入射面）に平行なＰ方位成分（Ｐ偏光）と、同入射面に垂直なＳ方位成分（Ｓ偏光）とに分離するとともに、このうちＰ方位成分についてはこれを透過させる一方、Ｓ方位成分についてはこれを９０度反射させるように機能する。

なお、偏光ビームスプリッタ１３として、その所望とする光学特性を得る上での望ましい格子パターン２１の構造は、以下の（イ）〜（ニ）に示す構造であり、アスペクト比（Ｔ１＋Ｔ２／Ｐ）は「０．６」程度となるように設定されていることが望ましい。なお、この格子パターンは以下に限定されず、他の値を採用することもできる。
（イ）凸部２１ａの幅（格子幅）の寸法Ｗ＝１２０ｎｍ
（ロ）反射層２１ｃの層厚、すなわち寸法Ｔ１＝Ｔ３＝３０ｎｍ
（ハ）格子ピッチの寸法Ｐ＝２００ｎｍ
（ニ）寸法Ｔ２＝１００ｎｍ
なお、上記構造を有するワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタ１３は、例えば次のような工程を経て製造される。まず、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）を用い、表面に所定の格子ピッチＰからなるサブ波長構造の凹凸を有するような透明基板を射出成形等により形成する。そして、その透明基板の凹凸上に反射層２１ｃを形成する金属薄膜（例えば、アルミニウム層）を塗布して、同図２に示される構造を得る。

次に、上記偏光ビームスプリッタ１３を利用した非点収差の発生（付与）態様について、図３を参照して説明する。なお、上述した格子パターン２１は、その格子ピッチＰが偏光ビームスプリッタ１３の厚さに比して極小であり、非点収差の発生（付与）に影響を与えないため、同図３ではこの格子パターン２１の図示を割愛する。

図３（ａ）は偏光ビームスプリッタ１３を上面から見た図、図３（ｂ）は偏光ビームスプリッタ１３を側面から見た図である。これらの図に示すように、仮に偏光ビームスプリッタ１３がないとした場合、反射光（破線で示す）は二点鎖線Ｆ１で示す位置で焦点を結ぶ。これに対して、偏光ビームスプリッタ１３を透過した場合、反射光（実線で示す）は、板状の偏光ビームスプリッタ１３の屈折率に起因して、上面図（図３（ａ））では二点鎖線Ｆ２で示す位置で焦点を結び、側面図（図３（ｂ））では二点鎖線Ｆ３で示す位置で焦点を結ぶ。すなわち、光軸を外れた反射光が二点鎖線Ｆ２及びＦ３の間でそれぞれ異なる位置で焦点を結ぶ、いわゆる非点収差が反射光に対して付与される。

これに対して、受光素子１９は、二点鎖線Ｆ２と二点鎖線Ｆ３との中央の位置、つまり反射光により形成されるスポットが円形となる位置に配置されている。これにより、受光素子１９は、フォーカスが正しい場合には受光面にて円形のスポットを受光し、フォーカスシングエラーが発生した場合には非点収差により楕円形のスポットを受光することとな
る。なお、同図に示すＡ〜Ｄは、受光素子１９の位置関係を明確にすべく示したものであり、図４に示す受光素子１９の各位置Ａ〜Ｄと対応する。

詳しくは、フォーカシングエラーが発生していない場合、受光素子１９は上記のごとく反射光を円形で受光するため図４（ａ）に示すようなスポットで反射光を受光する。

一方、フォーカシングエラーが発生して対物レンズ１７が光ディスク１８に対して近い場合には、反射光が焦点を結ぶ位置は図３（ａ）及び（ｂ）に示す位置から偏光ビームスプリッタ１３から遠ざかる側（同図における右側）に移動する。これにより、図３（ａ）の上面図に示す焦点位置は受光素子１９に近づき、逆に、図３（ｂ）の側面図に示す焦点位置は受光素子１９から遠ざかる方向に移動する。従って、受光素子１９は、図４（ｂ）に示すような楕円形のスポットを受光することとなる。

また、同じくフォーカシングエラーが発生して対物レンズ１７が光ディスク１８に対して遠い場合には、反射光が焦点を結ぶ位置は図３（ａ）及び（ｂ）に示す位置から偏光ビームスプリッタ１３寄り（同図における左側）に移動する。これにより、図３（ａ）の上面図に示す焦点位置は受光素子１９から遠ざかり、逆に、図３（ｂ）の側面図に示す焦点位置は受光素子１９に近づく方向に移動する。従って、受光素子１９は、図４（ｃ）に示すような楕円形のスポットを受光することとなる。

そして、検出回路２０は、受光素子１９の中心に対して対向位置にある２つの受光領域、つまり、受光領域ａ１及びａ３と、受光領域ａ２及びａ４とにおける電気信号の和をそれぞれ算出して両者を比較することでフォーカスシングエラーを検出する。そして、フォーカシングエラーが検出された場合には、対物レンズ１７の上記光ディスク１８に対する遠近を制御することでフォーカスの調整を行う。

以上説明した上記実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）板状の偏光ビームスプリッタ１３を受光素子１９の直前に配置し、光ディスク１８からの反射光が偏光ビームスプリッタ１３を透過することで非点収差を発生させる構成とした。このため、偏光ビームスプリット機能及び非点収差を発生させる機能を１つの偏光ビームスプリッタ１３で実現することが可能となる。従って、光ピックアップ装置の部品点数を削減でき、ひいては、光ピックアップ装置の小型化を実現することができる。

（２）また、ハーフミラーを用いる場合と異なり、偏光ビームスプリット機能によってレーザダイオード１１からの出射光と光ディスク１８からの反射光とを分離させるため、光の利用効率を悪化させることもない。従って、光の利用効率を下げる等の不具合なく光ピックアップ装置の小型化を実現することができる。

（３）コリメータレンズ１６を１／４波長板１５と対物レンズ１７との間に配置した。レーザダイオード１１，１２から出射されたレーザ光を平行光とするコリメータレンズ１６は、逆方向に透過する反射光に対しては集光させる特性を有している。従って、上記位置にコリメータレンズ１６を配置することで、反射光を集光させる手段を特別設ける必要がなくなり、さらなる小型化を図ることができる。

（４）ワイヤグリッド型の格子パターン２１を持つ板状の偏光ビームスプリッタ１３を用いた。このため、透過光の屈折を利用して非点収差を発生させることができるとともに、安定した偏光ビームスプリット機能を確保することができる。特に、上記（イ）〜（ニ）として示した構造を採用することで、特に安定した偏光ビームスプリット機能を得ることができる。

（５）中央で縦横それぞれ２分割された受光領域ａ１〜ａ４を備える受光素子１９を用
いてフォーカシングエラーを検出する構成とした。このため、上述した検出態様により光ディスク１８が対物レンズ１７に対して近いか遠いかを精度良く判断することができる。

なお、上記実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施の形態においては、偏光ビームスプリッタ１３を、その格子パターン２１の面（反射面）がレーザダイオード１１側に向くように配置したが、表裏を反対にして配置する構成を採用してもよい。この場合、レーザダイオード１１から出射されたレーザ光が偏光ビームスプリッタ１３において屈折して反射することになるため、それに合わせて光学系を調整する必要があるが、上記実施の形態に準じたかたちで光ピックアップ装置としての小型化を実現することができる。

・上記実施の形態では、ＣＤ系及びＤＶＤ系に対応した２つのレーザダイオード１１，１２を備える２光源式光ピックアップ装置について例示したが、もちろん単光源からなる光ピックアップ装置についてもこの発明は同様に適用することができる。例えば、上記実施の形態における偏光ビームスプリッタ１４及びレーザダイオード１２を省略した構成とすることが考えられる。なお、単光源としても、上述のような偏光ビームスプリッタ１３の表裏を反対にした構成はもちろん採用することが可能である。また、単光源とした場合、レーザダイオード１１から出射されたレーザ光を格子パターン２１の面側から入射させて偏光ビームスプリッタ１３を透過させ、逆に光ディスク１８からの反射光についてはこれを格子パターン２１の裏面から入射させるとともに、そこで屈折、並びに反射させて受光素子１９に受光させる構成を採用することも可能である。これによっても、所定の屈折率により非点収差が与えられた状態で光ディスク１８からの反射光が受光素子１９に受光される。なお、２光源式の光ピックアップ装置として構成する場合であれ、その対象とする光ディスクの規格は、ＣＤ系やＤＶＤ系に限られることなく任意である。

・上記実施の形態では、偏光ビームスプリット機能を有する光学素子としてワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタ１３を用いていたが、他の光学素子を用いてもよい。例えば、Ｓ偏光の光についてはこれを反射し、Ｐ偏光の光についてはこれを透過する偏光膜を直角プリズムの一方の斜面に成膜するとともに、これに所定の屈折率を有する平板を張り合わせた光学素子を形成し、この光学素子を上記偏光ビームスプリッタ１３に代えて配設するようにしてもよい。これによっても、プリズム及び偏光膜により偏光ビームスプリッタ機能を得ることができるとともに、貼り合わせた平板により非点収差を発生させる機能を担保することができる。

・上記実施の形態では、コリメータレンズ１６を１／４波長板１５と対物レンズ１７との間の光路上に配置していたが、偏光ビームスプリッタ１４と対物レンズ１７との間であれば特にその配置される位置については限定されない。また、コリメータレンズ１６をレーザダイオード１１，１２の直後に配置する構成を採用することもできる。

・上記実施の形態では、偏光ビームスプリッタ１３が受光素子１９の直前にてレーザダイオード１１に対して４５度の角度で配置されていたが、この角度については特に限定されない。ただし、レーザダイオード１１からのレーザ光の反射及び光ディスク１８からの反射光の透過を考慮すると４５度の角度で配置することが光ピックアップ装置としての小型化を図るうえでも最も望ましい。

本発明にかかる光ピックアップ装置の一実施の形態についてその概略構成を示す側面図。 同実施の形態に用いられるワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタの格子パターン構造を示す斜視図。 （ａ）上記ワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタの上面から見た非点収差の発生態様を示す平面略図、（ｂ）同偏光ビームスプリッタの側面から見た非点収差の発生態様を示す側面略図。 （ａ）〜（ｃ）は受光素子における反射光の受光態様を示す正面図。 従来の光ピックアップ装置の概略構成を示す側面図。

符号の説明

１１，１２…レーザ光源としてのレーザダイオード、１３…板状の光学素子としての偏光ビームスプリッタ、１４…偏光ビームスプリッタ、１５…１／４波長板、１６…コリメータレンズ、１７…対物レンズ、１８…光ディスク、１９…受光素子、２１…格子パターン。

Claims (8)

1. 対物レンズを介して光ディスクの反射層に集光されたレーザ光の反射光に非点収差を生じせしめるとともに、この非点収差の発生度合いを受光素子にて検出し、この検出した非点収差の発生度合いに基づいて前記対物レンズのフォーカシングを行う光ピックアップ装置において、
   前記受光素子の直前に、所定の角度をもって配設されて前記光ディスクからの反射光を偏光分離する偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子を備え、この板状の光学素子による光の屈折を利用して前記非点収差を生じせしめる
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
   前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子に対する前記光ディスクからの反射光の入射面に同光ディスクからの反射光とは異なる角度からレーザ光を照射するレーザ光源を備え、該レーザ光源から照射されたレーザ光の前記板状の光学素子による反射光が前記対物レンズを介して光ディスクの反射層に集光されるとともに、前記板状の光学素子は、これを透過する光の屈折を利用して前記非点収差を生じせしめるものである
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
   前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子と前記対物レンズとを結ぶ光路中には前記レーザ光源から照射されたレーザ光の前記板状の光学素子による反射光を平行光化して前記対物レンズに与えるコリメータレンズが設けられ、前記光ディスクから反射されて前記板状の光学素子を透過し、前記受光素子に受光される光は、このコリメータレンズを介して逆集光された光である
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
   前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子に対する前記光ディスクからの反射光の入射面の裏面に同光ディスクからの反射光に対向する方向からレーザ光を照射するレーザ光源を備え、該レーザ光源から照射されたレーザ光の前記板状の光学素子による透過光が前記対物レンズを介して光ディスクの反射層に集光されるとともに、前記板状の光学素子は、そこで反射される光の屈折を利用して前記非点収差を生じせしめるものである
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 請求項４に記載の光ピックアップ装置において、
   前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子と前記対物レンズとを結ぶ光路中には前記レーザ光源から照射されたレーザ光の前記板状の光学素子による透過光を平行光化して前記対物レンズに与えるコリメータレンズが設けられ、前記光ディスクから反射されて前記板状の光学素子にて屈折されて反射し、前記受光素子に受光される光は、このコリメータレンズを介して逆集光された光である
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 前記偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子が、その受光面に前記レーザ光の波長よりも短い周期ピッチの格子パターンを有するワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタからなる
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
7. 第１の波長を有するレーザ光を出射する第１のレーザ光源と、
   前記第１の波長とは異なる第２の波長を有するレーザ光を出射する第２のレーザ光源と、
   前記第１のレーザ光源から出射されたレーザ光の所定の偏光成分を選択的に反射する第１の偏光ビームスプリッタと、
   前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光の所定の偏光成分を選択的に反射する第２の偏光ビームスプリッタと、
   これら第１及び第２の偏光ビームスプリッタによって反射されたレーザ光を円偏光に変
   換する１／４波長板と、
   該円偏光に変換されたレーザ光を平行光化するコリメータレンズと、
   該平行光化されたレーザ光を光ディスクの反射層に集光せしめる対物レンズと、
   前記光ディスクの反射層から反射される光を前記対物レンズ及び前記コリメータレンズ及び前記１／４波長板及び少なくとも前記第１の偏光ビームスプリッタを介して受光する受光素子とを備え、
   前記第１の偏光ビームスプリッタが、偏光ビームスプリット機能を有する板状の光学素子として形成されてなり、この板状の光学素子による透過光の屈折を利用して非点収差を生じせしめる
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
8. 前記第１の偏光ビームスプリッタを構成する前記板状の光学素子が、その受光面に前記各レーザ光の波長よりも短い周期ピッチの格子パターンを有するワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタとして形成されてなる
   請求項７に記載の光ピックアップ装置。

Images