JP2011243244A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 波長の異なる複数種類の光を利用するときにも、光学記録媒体に入射する光を円偏光とすることのできる光ピックアップ装置を提供することである。
【解決手段】 光ピックアップ装置において光路切換手段１２は、光源部１１から出射される光を反射および透過させる。光路切換手段１２は、前記出射される光の波長に応じて、反射と透過とを選択的に行うことによって、前記出射される光の光路を切換える。また光路切換手段１２は、反射および透過する光の少なくともいずれか一方に対して、波長に応じて予め定める位相変化量の位相変化を付与する。１または複数の位相補償手段１３は、光路切換手段１２によって付与される位相変化の、予め定める位相変化量とは、逆の位相変化量の位相変化を付与する。またこの位相補償手段１３は、光路切換手段１２によって位相変化が付与された光に対して位相変化を付与する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学記録媒体に記録される情報を読取るために、光学記録媒体に光を照射し光学記録媒体からの反射光を受光する光ピックアップ装置に関する。

光源から出射された光が光学記録媒体に入射した後、光学記録媒体から反射された光が光源に入射すると、光源からの光にノイズが生じるおそれがある。これを防ぐために、光学記録媒体に入射する光は、円偏光に設定されている。

図６は、従来技術に係る光ピックアップ装置の構成を表す図である。従来技術に係る光ピックアップ装置として、偏光ビームスプリッタ１と、偏光方向変換手段２とを含む偏光成分検出装置３を備える装置が知られている。この偏光成分検出装置３において、偏光ビームスプリッタ１に入射角の異なる光が入射すると、透過する光の偏光方向が回転され、回転される角度が入射角に依存する。偏光方向変換手段２は、入射角に依存して回転された透過光の偏光方向を、補正する。これによって、入射角が異なることによる偏光方向の差異を解消することができる（たとえば特許文献１参照）。

特開平８−２０３１５０号公報

光源からの光を反射および透過させる光学部品において、反射および透過する光のうち、少なくともいずれか一方は、反射および透過において、位相変化が付与される。反射または透過する光に付与される位相変化の位相変化量は、反射または透過する光の波長に依存する。

従来技術における、偏光方向の差異を解消する手法によって、光学記録媒体に入射する光を円偏光とする光学部品を設けても、波長の異なる複数種類の光を利用するときには、それら全ての波長の光において、光学記録媒体に入射する光を円偏光とすることができないという問題点がある。

本発明の目的は、波長の異なる複数種類の光を利用するときにも、光学記録媒体に入射する光を円偏光とすることのできる光ピックアップ装置を提供することである。

本発明は、複数種類の光学記録媒体に応じて、波長の異なる複数種類の光を出射可能な光源部と、
前記光源部から出射される光を反射および透過させ、前記出射される光の波長に応じて、反射と透過とを選択的に行うことによって、前記出射される光の光路を切換える光路切換手段であって、反射および透過する光の少なくともいずれか一方に対して、波長に応じて予め定める位相変化量の位相変化を付与する光路切換手段と、
前記光路切換手段によって位相変化が付与された光が透過または反射する位置に配置される１または複数の位相補償手段であって、前記光路切換手段によって位相変化が付与された光に対して前記予め定める位相変化量とは逆の位相変化量の位相変化を付与する位相補償手段とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置である。

また本発明は、前記光源部から前記光学記録媒体に向かう往路光のうち、前記光路切換手段によって反射されるべき波長の光が入射する前記光路切換手段の入射表面部は、前記反射されるべき波長の光の位相を維持して反射させ、
前記位相補償手段は、前記往路光のうち、前記光路切換手段を透過した光が入射する位置に配置されることを特徴とする。

また本発明は、前記光路切換手段は、前記入射表面部に入射する、前記反射させるべき波長の光を、複数本の平行な光線束として反射させ、前記透過させるべき波長の光を、単一の光線束として透過させることを特徴とする。

また本発明は、前記光路切換手段において反射させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるデジタルバーサタイルディスクに対応する波長を含んで設定され、
前記光路切換手段において反射した光は、複数本の平行な光線束として前記光学記録媒体に向かうことを特徴とする。

また本発明は、前記光路切換手段において反射させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるコンパクトディスクに対応する波長をさらに含んで設定され、
前記光路切換手段を透過させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるブルーレイディスクに対応する波長を含んで設定されることを特徴とする。

また本発明は、前記光路切換手段において反射した往路光を光学記録媒体に集光する反射集光対物レンズであって、前記光源部、光路切換手段および位相補償手段とともに一体的に駆動される反射集光対物レンズと、
前記光路切換手段を透過した往路光を光学記録媒体に集光する透過集光対物レンズであって、前記反射集光対物レンズとは、前記予め定める方向に離れて配置され、前記光源部、光路切換手段、位相補償手段および反射集光対物レンズとともに一体的に駆動される透過集光対物レンズとをさらに含むことを特徴とする。

また本発明は、前記反射集光対物レンズは、光学記録媒体の回転に関する半径方向に一致する直線に沿って駆動されることを特徴とする。

また本発明は、前記光路切換手段は、光学記録媒体であるブルーレイディスクに対応する光の透過率が１００％に設定され、
前記光路切換手段の前記入射表面部は、光学記録媒体であるデジタルバーサタイルディスクおよびコンパクトディスクに対応する光の反射率が１００％に設定され、
前記位相補償手段は、光学記録媒体であるブルーレイディスクに対応する波長の光が入射する位置に配置され、入射する光を反射させ、光を反射させるときに前記逆の位相変化量の位相変化を付与することを特徴とすることを特徴とする。

本発明によれば、光ピックアップ装置において光路切換手段は、光源部から出射される光を反射および透過させる。光路切換手段は、前記出射される光の波長に応じて、反射と透過とを選択的に行うことによって、前記出射される光の光路を切換える。また光路切換手段は、反射および透過する光の少なくともいずれか一方に対して、波長に応じて予め定める位相変化量の位相変化を付与する。１または複数の位相補償手段は、光路切換手段によって付与される位相変化の、予め定める位相変化量とは、逆の位相変化量の位相変化を付与する。またこの位相補償手段は、光路切換手段によって位相変化が付与された光に対して位相変化を付与する。

これによって、光路切換手段によって付与された位相変化を、位相補償手段によって相殺することができる。したがって、複数種類の光学記録媒体に対応する、波長の異なる複数種類の光を用いるときに、光の波長に応じたそれぞれの光路において、円偏光を実現することができる。これによって、波長の異なる複数種類の光を利用するときにも、光学記録媒体に入射する光を円偏光とすることができる。

また本発明によれば、光路切換手段の入射表面部は、反射されるべき波長の光の位相を維持して反射させる。入射表面部には、光源部から光学記録媒体に向かう往路光のうち、光路切換手段によって反射されるべき波長の光が入射する。位相補償手段は、往路光のうち、光路切換手段を透過した光が入射する位置に配置される。これによって、反射されるべき波長の光は、光路切換手段の入射表面部において反射した後に、位相補償手段を介することなく円偏光として光学記録媒体に向かうことができる。したがって、光路切換手段において反射した光の光路の途中位置と、光路切換手段を透過した光の光路の途中位置との両方に位相補償手段を配置する場合に比べて、配置する位相補償手段の個数を低減することができる。これによって、装置構成を単純化し、小形化することができる。

また本発明によれば、光路切換手段は、入射表面部に入射する、反射させるべき波長の光を、複数本の平行な光線束として反射させる。また光路切換手段は、透過させるべき波長の光を、単一の光線束として透過させる。これによって、光を、複数本の光線束として照射することが必要な、たとえばデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）などの光学記録媒体と、単一の光線束として照射することのできる、たとえばブルーレイディスク（ＢＤ）などの光学記録媒体との両方を取扱うことができる。また、光路切換手段の反射光は、トラッキングサーボを高い精度で行なうために光学記録媒体の回転に関する半径方向に一致する直線に沿って駆動される位置に配置する。これによって、光路切換手段の透過光は必然的に反射光よりも光源から遠い位置に配置されるため、光源側の部品の配置スペースが広くなり、設計の自由度が確保できる。

また本発明によれば、反射させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるＤＶＤに対応する波長を含んで設定される。光路切換手段において反射した光は、複数本の平行な光線束として光学記録媒体に向かう。これによって、トラッキングサーボを高い精度で行うことができる。

また本発明によれば、光路切換手段において反射させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるコンパクトディスク（ＣＤ）に対応する波長を含んで設定される。光路切換手段を透過させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるＢＤに対応する波長を含んで設定される。

これによって、光路切換手段において反射される光の光路を、光学記録媒体であるＤＶＤとＣＤとを取扱うときの共通した光路として用いることができる。また光路切換手段を透過した光の光路を、光学記録媒体であるＢＤを取扱うときの光路として用いることができる。光路切換手段において反射した光は、光路切換手段を透過した光よりも少ない光学部品で光路を規定できるので、ＤＶＤおよびＣＤに照射される光の光路を、光路切換手段を透過した光の光路として設定する場合に比べて、光量の損失や波面収差を低減することができる。

また本発明によれば、光ピックアップ装置は、反射集光対物レンズと、透過集光対物レンズとをさらに含んで構成される。反射集光対物レンズは、光路切換手段において反射した往路光を、光学記録媒体に集光する。また反射集光対物レンズは、光源部、光路切換手段および位相補償手段とともに、一体的に駆動される。透過集光対物レンズは、光路切換手段を透過した往路光を、光学記録媒体に集光する。また透過集光対物レンズは、反射集光対物レンズとは、前記予め定める方向に離れて配置され、光源部、光路切換手段、位相補償手段および反射集光対物レンズとともに一体的に駆動される。これによって、反射集光対物レンズと透過集光対物レンズとを、互いに離して配置することができるので、設計の自由度を確保することができる。

また、本発明によれば、反射集光対物レンズは、光学記録媒体の回転に関する半径方向に一致する直線に沿って駆動される。これによって、光路切換手段の反射光を、複数本の平行な光線束として前記光学記録媒体に向かわせることによって、トラッキングサーボを高い精度で行なうことが可能になる。また、透過集光対物レンズは、反射集光対物レンズよりも光源から遠い位置に配置することによって、光源側の部品の配置スペースが広くなり、設計の自由度が確保できる。

また本発明によれば、光路切換手段は、光学記録媒体であるＢＤに対応する光の透過率が１００％に設定される。光路切換手段の入射表面部は、光学記録媒体であるＤＶＤおよびＣＤに対応する光の反射率が１００％に設定される。位相補償手段は、光学記録媒体であるＢＤに対応する波長の光が入射する位置に配置される。位相補償手段は、入射する光を反射させる。また位相補償手段は、光を反射させるときに、前記逆の位相変化量の位相変化を付与する。

これによって、たとえば入射表面部におけるＢＤに対応する光の反射率を１００％に設定し、ＤＶＤおよびＣＤに対応する光の透過率を１００％に設定する場合に比べて、光学部品配置に自由度を持たせることができる。光路切換手段を透過した直後の光の光路は、光路切換手段において反射した直後の光の光路に対して角度を成す。したがって、光路切換手段において反射した光と、光路切換手段を透過した光とを、光学記録媒体に対して照射するには、いずれか一方の光の進行方向を変化させる必要が生じる。

ＤＶＤおよびＣＤの光路は、共通した光路とすることが可能である。またＤＶＤに照射するべき波長の光を複数本の平行な光線束とすることによって、ＤＶＤを取扱うときのトラッキングサーボを高い精度で行うことができる。複数本の平行な光線束の光路は、光路切換手段を透過した光の光路として設定するよりも、光路切換手段を反射した光の光路として設定する方が、光学部品配置に自由度を持たせることができる。したがって、光路切換手段において反射した光をＤＶＤおよびＣＤに対応させ、光路切換手段を透過した光をＢＤに対応させる方が、これらの対応関係を逆にする場合に比べて、光ピックアップ装置の量産性を高めることができる。

また位相補償手段は、光路切換手段を透過した光の向きを反射によって変化させるとともに、光路切換手段の透過において付与された位相変化を相殺することができるので、反射と位相補償とをそれぞれ異なる部品によって実現する場合に比べて、光ピックアップ装置を小形化することができる。また光路切換手段において反射した光は、光路切換手段を透過した光よりも少ない光学部品で光路を規定することができるので、複数種類の光学記録媒体に対応して兼用される光路を、光路切換手段において反射した光の光路に設定することによって、光量の損失や波面収差を複数種類の光学記録媒体において低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を表す図である。 本発明の第１実施形態における光路切換手段１２の透過位相差の波長依存性Ｔを表す図である。 本発明の第１実施形態における位相補償手段１３の反射位相差の波長依存性Ｒを表す図である。 本発明の第１実施形態において光路切換手段１２を透過した光が光学記録媒体に照射されるときの光の位相の波長依存性Ｃ１を表す図である。 本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を表す図である。 従来技術に係る光ピックアップ装置の構成を表す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略す場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。またそれぞれの実施形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明に係る技術内容は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を表す図である。第１実施形態において光ピックアップ装置１０は、光学記録媒体に記録される情報を読取るために、光学記録媒体に光を照射し光学記録媒体からの反射光を受光する装置である。

光ピックアップ装置１０は、光源部１１と、光路切換手段１２と、１または複数の位相補償手段１３とを含む。光源部１１は、複数種類の光学記録媒体に応じて、波長の異なる複数種類の光を出射可能である。光路切換手段１２は、光源部１１から出射される光を反射および透過させる。光路切換手段１２は、前記出射される光の波長に応じて、反射と透過とを選択的に行うことによって、前記出射される光の光路を切換える。

また光路切換手段１２は、反射および透過する光の少なくともいずれか一方に対して、その光の波長に応じて予め定める位相変化量の位相変化を付与する。１または複数の位相補償手段１３は、光路切換手段１２によって付与される位相変化の、予め定める位相変化量とは、逆の位相変化量の位相変化を付与する。またこの位相補償手段１３は、光路切換によって位相変化が付与された光が、透過または反射する位置に配置され、光路切換手段１２によって位相変化が付与された光に対して位相変化を付与する。

光源部１１は、複数のレーザ光源１４を含む。複数のレーザ光源１４は、互いに波長の異なる複数種類のレーザ光を出射する。第１実施形態において光源部１１は、複数のレーザ光源１４、回折素子、受光素子をも含んで一体的に形成される。各レーザ光源１４から出射されたレーザ光は、直線偏光として出射され、λ／４波長板１８に入射する。λ／４波長板１８を透過した光は、円偏光１９として進行し、光路切換手段１２に入射する。

光路切換手段１２の入射表面部は、反射されるべき波長の光の位相を維持して反射させる。入射表面部には、光源部１１から光学記録媒体に向かう往路光のうち、光路切換手段１２によって反射されるべき波長の光が入射する。位相補償手段１３は、往路光のうち、光路切換手段１２を透過した光が入射する位置に配置される。

光学記録媒体は、コンパクトディスク（compact disk, 略称「ＣＤ」）、デジタルバーサタイルディスク（digital versatile disk, 略称「ＤＶＤ」）およびブルーレイディスク（blu-ray disk, 略称「ＢＤ」）のうちのいずれか２種類であればよい。第１実施形態のいては、ＤＶＤ２１とＢＤ２２とを取扱う構成とした。

光路切換手段１２において反射させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるＤＶＤ２１に対応する波長を含んで設定される。光路切換手段１２において反射した光は、複数本の平行な光線束として光学記録媒体に向かう。すなわち、光路切換手段１２は、入射表面部に入射する、反射させるべき波長の光を、複数本の平行な光線束として反射させる。本実施形態では３本の平行な光線束が実現され、いわゆる３ビーム法によるトラッキングサーボを実施可能とする。また光路切換手段１２は、透過させるべき波長の光を、単一の光線束として透過させる。

光路切換手段１２において透過させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるＢＤ２２に対応する波長を含んで設定される。ＤＶＤ２１に対応する波長は、およそ６５０ナノメートル（nanometers, 略号「ｎｍ」）の波長であり、ＢＤ２２に対応する波長は、およそ４０５ｎｍの波長である。ＤＶＤ２１およびＢＤ２２に対応するそれぞれの波長は、前述の波長に対して数ｎｍの違いのある場合もある。

光源部１１から出射された光は、ＤＶＤ２１に対応する光もＢＤ２２に対応する光も、λ／４波長板１８を介して光路切換手段１２の入射表面部に円偏光１９として入射する。光路切換手段１２の入射表面部は、ガラスなどによって形成される基材２４と、薄膜層２６とを含んで形成される。薄膜層２６は、複数の薄膜から成り、たとえば蒸着などによって形成される。

光ピックアップ装置１０は、反射集光対物レンズ２７と、透過集光対物レンズ２８とをさらに含んで構成され、駆動部によって駆動される。光源部１１、光路切換手段１２および位相補償手段１３は一体的に設けられ、予め定める方向Ｘに駆動される。以下、この駆動部によって駆動される方向を「駆動方向」（Ｘ）と称する。反射集光対物レンズ２７は、光路切換手段１２において反射した往路光を、光学記録媒体に集光する。また反射集光対物レンズ２７は、光源部１１、光路切換手段１２および位相補償手段１３とともに一体的に設けられ、駆動部によって駆動される。透過集光対物レンズ２８は、光路切換手段１２を透過した往路光を、光学記録媒体に集光する。また透過集光対物レンズ２８は、反射集光対物レンズ２７とは、駆動方向Ｘに離れて配置され、光源部１１、光路切換手段１２、位相補償手段１３および反射集光対物レンズ２７とともに一体的に設けられ、駆動部によって駆動される。

光路切換手段１２の入射表面部で反射される光は、複数の薄膜の境界面での反射と、複数の薄膜の透過とを繰返す。基材２４と薄膜層２６との境界においては、反射のみが生じるように設定される。入射表面部で反射された光は、ＤＶＤ２１に対応する波長の光であり、この波長の光の入射表面部での反射率は、１００％に設定される。入射表面部で反射された光は、円偏光１９のまま反射集光対物レンズ２７によってＤＶＤ２１の記録面上に集光され、反射され、円偏光１９として反射集光対物レンズ２７を透過し、光路切換手段１２の入射表面部に入射する。

ＤＶＤ２１からの円偏光１９の復路光に対しても、光路切換手段１２の入射表面部は１００％の反射率を示し、位相変化を付与することなく円偏光１９のままλ／４波長板１８に入射する。その後、光源部１１に戻り、光源部１１に含まれる回折素子によって回折され、受光素子の受光面に入射する。受光面には複数の受光領域が形成される。たとえば光学記録媒体に記録されている情報を読取り、再生を行うときには、各受光領域に入射する光線束の光強度を演算することによって、光学記録媒体に記録される信号が読取られ、読取られた信号に基づいて、情報が再生される。

光路切換手段１２を透過する光は、入射表面部に入射し、入射表面部に形成される薄膜層２６を介して基材２４に入射し、光路切換手段１２を透過する。光路切換手段１２を透過する光は、ＢＤ２２に対応する波長の光であり、この波長の光に対して光路切換手段１２の透過率は、１００％に設定される。光路切換手段１２を透過する光は、薄膜層２６を成す複数の薄膜の境界面での反射と複数の薄膜の透過とを繰返して光路切換手段１２を透過するので、位相変化が付与される。薄膜層２６および基材２４の設計によって、波長に応じて選択的に反射および透過のいずれか一方を行うことができるけれども、反射および透過の両方において光は薄膜層２６中を進行するので、位相変化は、反射および透過の両方において薄膜層２６によって影響される。

薄膜層２６は、反射と透過との両方において光の位相に関与し、また薄膜層２６による光の位相への影響は、光の波長に依存する。前述の６５０ｎｍ、７８０ｎｍおよび４０５ｎｍの光に対する影響のうち、６５０ｎｍおよび７８０ｎｍの光に対しては、これら２つの波長の差異が小さいので、薄膜層２６による位相への影響を、ほぼ同様とすることが可能である。しかし前記３種類の波長のうち４０５ｎｍの波長は、他の２つの波長に対する差異が大きいので、薄膜層２６による位相への影響を、他の２つの波長の場合と同様に設定することはできない。

たとえば、６５０ｎｍおよび７８０ｎｍの光に対して位相を維持し、反射および透過の少なくともいずれか一方を行うことのできる薄膜層２６は、４０５ｎｍの光に対して位相を維持して反射または透過を行うことができない。また４０５ｎｍの光に対して位相を維持する薄膜層２６は、６５０ｎｍおよび７８０ｎｍの光に対しては、位相変化を付与してしまう。

第１実施形態において薄膜層２６は、反射において位相変化を付与することなく、光の位相を維持して反射するように設定されているけれども、反射と透過との両方において光の位相を維持することはできない。

透過する光に対して光路切換手段１２によって付与される位相変化量および位相変化量の波長依存性は、測定および設計が可能である。第１実施形態においては、光路切換手段１２を透過する光には、予め定める位相変化量が付与される。以下、この位相変化量を「透過位相差」と称し、透過位相差を「δｔ」と表す。

図２は、本発明の第１実施形態における光路切換手段１２の透過位相差の波長依存性Ｔを表す図である。光の波長を「λ」とし、透過位相差の波長依存性を「Ｔ」と表すと、
Ｔ＝ｄδｔ／ｄλ＜０ …（１）
となる。入射表面部の薄膜層２６は、これを実現するように設計され、作製される。

光路切換手段１２を透過した後の光は、楕円偏光３０として位相補償手段１３に入射する。位相補償手段１３は、ミラーによって実現され、ＢＤ２２に対応する波長の光に対して、反射率が１００％に設定される。位相補償手段１３は、入射するする光に対して位相変化を付与し、入射する光を反射する。具体的には、入射する楕円偏光３０に対して、光路切換手段１２が透過のときに付与した位相変化量とは逆の位相変化量を位相補償手段１３が付与することによって、位相補償手段１３において反射した後の光は、円偏光１９となる。位相補償手段１３によって付与される位相変化量を「反射位相差」と称し、反射位相差を「δｒ」と表す。

図３は、本発明の第１実施形態における位相補償手段１３の反射位相差の波長依存性Ｒを表す図である。反射位相差の波長依存性を「Ｒ」と表すと、
Ｒ＝ｄδｒ／ｄλ＞０ …（２）
となる。位相補償手段１３において反射が行われる表面部には、薄膜層２６が形成され、この薄膜層２６は、式（２）に表される反射位相差の波長依存性を実現するように設計され、作製される。

光路切換手段１２または位相補償手段１３において、薄膜層２６に含まれる複数の薄膜は、式（１）または（２）を実現できるように設計されれば、どのような薄膜であってもよい。たとえば、各薄膜の膜厚を、数ｎｍ、十数ｎｍ、数百ｎｍ、数マイクロメートル（micrometers, 略号「μｍ」）、数十μｍ、数百μｍの膜厚に設定することができる。これによって、反射の波長依存性を決定することができる。

また、これらの薄膜の一部または全部に光学異性体を含む材料を用いることができる。これによって、薄膜を透過する光に対して旋光性を持たせることができる。たとえば薄膜を成す高分子の主鎖の一部にキラルな分子を、たとえばグラフト重合などによって重合し、薄膜を形成することによって、薄膜に、予め設定する旋光性を持たせることができる。薄膜における透過率は、透過率がほぼ１００％に設定されていれば、必ずしも完全に１００％でなくてもよい。

図４は、本発明の第１実施形態において光路切換手段１２を透過した光が光学記録媒体に照射されるときの光の位相の波長依存性Ｃ１を表す図である。光路切換手段１２を透過する光に、波長に依存して付与される透過位相差δｔは、位相補償手段１３が、波長に依存した位相変化を付与することによって、相殺される。その結果、図４に示すように、光学記録媒体に照射される光の位相は、波長に依存せず、円偏光に保たれる。

一般的にコヒーレントな光の位相は、楕円偏光として表され、その特殊な場合として右円偏光、左円偏光および直線偏光がある。光強度の等しい右円偏光と左円偏光とが足し合わされる場合には、直線偏光となる。楕円偏光の長軸方向および直線偏光の偏光角は、足し合わされる右円偏光および左円偏光の互いの位相の相対的な関係で決定される。光路の途中位置で光の波長は変化しないので、光路切換手段１２によって付与される位相変化と、位相補償手段１３によって付与される位相変化とは、図２〜図４に示すように、各波長において加算性が成立つ。

位相補償手段１３において反射した光は、円偏光１９のまま透過集光対物レンズ２８を透過し、ＢＤ２２の記録面に入射し、ＢＤ２２の記録面において反射される。その後、ＢＤ２２において反射された復路光は、円偏光１９のまま位相補償手段１３に入射し、反射される。位相補償手段１３で反射された光は、楕円偏光３０となって光路切換手段１２に入射し、光路切換手段１２を透過する。光路切換手段１２を透過する楕円偏光３０は、透過において再び位相変化が付与されるので、円偏光１９としてλ／４板に入射する。その後の復路光は、ＤＶＤ２１の復路光と同様に、受光素子によって受光される。

これに対し、図１に示す第１実施形態では、ＤＶＤ２１およびＢＤ２２の両方の光学記録媒体に入射する光を、どちらも円偏光１９とすることができる。したがって、往路光の偏光角と復路光の偏光角とを直交させることができ、光源部１１のレーザ光源１４に入射する復路光を皆無にすることができる。したがって、光源部１１から出射される光にノイズが生じることを防止することができる。

第１実施形態において光源部１１は、複数のレーザ光源１４および受光素子を含んで一体的に形成されるものとしたけれども、それぞれのレーザ光源１４と、そのレーザ光源１４からの光に基づく復路光を受光する受光素子とを含む光源ユニットを、各波長に応じて、光の種類の数と同数設けることも可能である。その場合にも、往路光および復路光における位相およびその位相変化量は、第１実施形態と同様とすることができるので、同様の効果を奏することができる。

対物レンズのうち少なくとも反射集光対物レンズ２７は、光学記録媒体の回転に関する半径方向に駆動部によって駆動される。駆動部は、光ピックアップを光学記録媒体の半径方向Ｙに駆動する。これによって駆動部は、光学記録媒体の複数のトラックのうち、集光することによって情報信号の読取、書き込みなどを行う対象となるトラックを選択する。光源部１１、光路切換手段１２、位相補償手段１３、反射集光対物レンズ２７および透過集光対物レンズ２８は、一体的に駆動部によって駆動されるけれども、反射集光対物レンズ２７と透過集光対物レンズ２８とは、光学記録媒体の半径方向に並んで配置されてもよく、または半径方向に交差する方向に並んで配置されてもよい。反射集光対物レンズ２７および透過集光対物レンズ２８のうち少なくとも反射集光対物レンズ２７は、光の集光位置が、トラックに対して半径方向にずれることを防止するために、光ピックアップを光学記録媒体の半径方向に駆動する。

光源部１１から光学記録媒体までの途中位置には、さらに他の光学部品が配置されていてもよい。たとえば、自身に入射する発散光を平行光として出力するコリメートレンズなどが配置されてもよい。コリメートレンズを配置するときには、光路切換手段１２よりも光源部１１側に配置することが好ましい。これによって、光路切換手段１２の薄膜層２６に入射する光線束が平行光となるので、光線束の光軸近傍と周辺近傍とで、薄膜層２６への入射角度を等しくすることができる。

したがって、薄膜層２６による光線束への影響を、光線束の光軸近傍と周辺近傍とで等しくすることができる。ただし、薄膜層２６の厚み寸法は小さいので、光線束の光軸近傍と周辺近傍とにおける入射角度の差異によって、薄膜層２６から付与される位相変化量に生じる差異は小さい。したがって、コリメートレンズの配置位置については、限定しない。

第１実施形態によれば、光ピックアップ装置１０において光路切換手段１２は、光源部１１から出射される光を反射および透過させる。光路切換手段１２は、前記出射される光の波長に応じて、反射と透過とを選択的に行うことによって、前記出射される光の光路を切換える。また光路切換手段１２は、反射および透過する光の少なくともいずれか一方に対して、波長に応じて予め定める位相変化量の位相変化を付与する。１または複数の位相補償手段１３は、光路切換手段１２によって付与される位相変化の、予め定める位相変化量とは、逆の位相変化量の位相変化を付与する。またこの位相補償手段１３は、光路切換手段１２によって位相変化が付与された光に対して位相変化を付与する。

これによって、光路切換手段１２によって付与された位相変化を、位相補償手段１３によって相殺することができる。したがって、複数種類の光学記録媒体に対応する、波長の異なる複数種類の光を用いるときに、光の波長に応じたそれぞれの光路において、円偏光１９を実現することができる。これによって、波長の異なる複数種類の光を利用するときにも、光学記録媒体に入射する光を円偏光１９とすることができる。

また第１実施形態によれば、光路切換手段１２の入射表面部は、反射されるべき波長の光の位相を維持して反射させる。入射表面部には、光源部１１から光学記録媒体に向かう往路光のうち、光路切換手段１２によって反射されるべき波長の光が入射する。位相補償手段１３は、往路光のうち、光路切換手段１２を透過した光が入射する位置に配置される。これによって、反射されるべき波長の光は、光路切換手段１２の入射表面部において反射した後に、位相補償手段１３を介することなく円偏光１９として光学記録媒体に向かうことができる。したがって、光路切換手段１２において反射した光の光路の途中位置と、光路切換手段１２を透過した光の光路の途中位置との両方に位相補償手段１３を配置する場合に比べて、配置する位相補償手段１３の個数を低減することができる。これによって、装置構成を単純化し、小形化することができる。

また第１実施形態によれば、光路切換手段１２は、入射表面部に入射する、反射させるべき波長の光を、複数本の平行な光線束として反射させる。また光路切換手段１２は、透過させるべき波長の光を、単一の光線束として透過させる。これによって、光を、複数本の光線束として照射することが必要な、たとえばＤＶＤ２１などの光学記録媒体と、単一の光線束として照射することのできる、たとえばＢＤ２２などの光学記録媒体との両方を取扱うことができる。また、光路切換手段の反射光は、トラッキングサーボを高い精度で行なうために光学記録媒体の回転に関する半径方向に一致する直線に沿って駆動される位置に配置する。これによって、光路切換手段の透過光は必然的に反射光よりも光源から遠い位置に配置されるため、光源側の部品の配置スペースが広くなり、設計の自由度が確保できる。

また第１実施形態によれば、反射させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるＤＶＤ２１に対応する波長を含んで設定される。光路切換手段１２において反射した光は、複数本の平行な光線束として光学記録媒体に向かう。これによって、光学記録媒体であるＤＶＤ２１に対して、複数本の光線束を照射することができる。したがって、ＤＶＤ２１を取扱うときのトラッキングサーボを高い精度で行うことができる。

また第１実施形態によれば、光ピックアップ装置１０は、反射集光対物レンズ２７と、透過集光対物レンズ２８とを含んで構成される。駆動部は、光源部１１、光路切換手段１２および位相補償手段１３を一体的に、駆動方向Ｘに駆動する。反射集光対物レンズ２７は、光路切換手段１２において反射した往路光を、光学記録媒体に集光する。また反射集光対物レンズ２７は、光源部１１、光路切換手段１２および位相補償手段１３とともに、一体的に、駆動部によって駆動される。透過集光対物レンズ２８は、光路切換手段１２を透過した往路光を、光学記録媒体に集光する。また透過集光対物レンズ２８は、反射集光対物レンズ２７とは、前記予め定める方向に離れて配置され、光源部１１、光路切換手段１２、位相補償手段１３および反射集光対物レンズ２７とともに一体的に駆動される。これによって、反射集光対物レンズと透過集光対物レンズとを、互いに離して配置することができるので、設計の自由度を確保することができる。

２つの対物レンズのうち少なくとも反射集光対物レンズ２７は、光学記録媒体の回転に関する半径方向に一致する直線に沿って駆動される位置に配置される。
これによって、光学記録媒体に集光される複数本の平行な光線束を、光学記録媒体の半径位置にかかわらず、接線方向にほぼ一致する直線に沿って並べることが可能となるため、トラッキングサーボを高い精度で行うことができる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を表す図である。第２実施形態に係る光ピックアップ装置１０は、第１実施形態に係る光ピックアップ装置１０に類似しており、以下、第１実施形態に対する第２実施形態の相違点を中心に説明する。第２実施形態において光源部１１は、ＣＤ３２、ＤＶＤ２１およびＢＤ２２に対応する３つのレーザ光源１４を含む。

これらのレーザ光源１４のうち、ＣＤ３２に対応するレーザ光源１４とＤＶＤに対応するレーザ光源１４とは、一体的に形成される光源ユニット１１ａに含まれる。またＢＤ２２に対応するレーザ光源１４は、ＣＤ３２およびＤＶＤ２１に対応する光源ユニット１１ａとは別の位置に配置される。ＣＤ３２およびＤＶＤ２１に対応する光源ユニット１１ａとＢＤ２２に対応するレーザ光源１４とからの光は、波長選択的に光路を決定するビームスプリッタ３３によって、λ／４波長板に向けられる。

ビームスプリッタ３３は、予め定める波長に対して反射または透過のいずれかを選択的に行う。ビームスプリッタ３３を反射することによって付与される位相差および透過することによって付与される位相差は、必ずしも零である必要はないけれども、ビームスプリッタ３３を反射した後の光線束および透過した後の光線束は、直線偏光である。ビームスプリッタ３３が、これを実現することによって、λ／４波長板に光源側から直線偏光が入射し、λ／４波長板を光学記録媒体に向けて透過した光は、円偏光となる。

光路切換手段１２において反射させるべきとして定められる波長は、ＤＶＤ２１に対応する波長とＣＤ３２に対応する波長との両方を含んで設定される。光路切換手段１２を透過させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるＢＤ２２に対応する波長を含んで設定される。

ＣＤ３２、ＤＶＤ２１およびＢＤ２２の光学記録媒体に用いられる光の、３種類の波長を比較すると、ＤＶＤ２１とＣＤ３２とに対応する光の波長は互いに近く、ＢＤ２２に対応する波長は、他の２つとは大きく異なる。したがって、ＤＶＤ２１とＣＤ３２との両方に対応する光学部品を設計することは可能であり、１つの光路を兼用することが可能である。

第２実施形態によれば、光路切換手段１２において反射される光の光路を、光学記録媒体であるＤＶＤ２１とＣＤ３２とを取扱うときの共通した光路として用いることができる。また光路切換手段１２を透過した光の光路を、光学記録媒体であるＢＤ２２を取扱うときの光路として用いることができる。光路切換手段１２において反射した光は、光路切換手段１２を透過した光よりも少ない光学部品で光路を規定できるので、ＤＶＤ２１およびＣＤ３２に照射される光の光路を、光路切換手段１２を透過した光の光路として設定する場合に比べて、光量の損失や波面収差を低減することができる。

光路切換手段１２は、光学記録媒体であるＢＤ２２に対応する光の透過率が１００％に設定される。光路切換手段１２の入射表面部は、光学記録媒体であるＤＶＤ２１およびＣＤ３２に対応する光の反射率が１００％に設定される。位相補償手段１３は、光学記録媒体であるＢＤ２２に対応する波長の光が入射する位置に配置される。位相補償手段１３は、入射する光を反射させる。また位相補償手段１３は、光を反射させるときに、前記逆の位相変化量の位相変化を付与する。さらに正確には、位相補償手段１３は、光路切換手段１２によって付与される位相変化の、予め定める波長依存性とは、逆の波長依存性の位相変化を付与可能に設定される。

第２実施形態において、ＤＶＤに対応する光の光路は、ＤＶＤを取扱うとき、およびＣＤを取扱うときの両方において兼用され、λ／４波長板以降の構成は第１実施例と同様である。したがって、第１実施形態と同様に、光学記録媒体に入射する光を円偏光とすることができる。したがって、第１実施形態と同様に、装置構成の単純化、および小型化ができ、光学配置の自由度を高く設定することが可能となり、さらにトラッキングサーボの高精度化が可能となる。

以下に第２実施形態のより詳細な説明を記載する。
光路切換手段１２を透過した直後の光の光路は、光路切換手段１２において反射した直後の光の光路に対して角度を成す。この角度は、零度を超え１８０度未満の角度である。したがって、光路切換手段１２において反射した光と、光路切換手段１２を透過した光とを、光学記録媒体に対して照射するには、いずれか一方の光の進行方向を変化させる必要が生じる。

光学記録媒体は、その種類に関係なく、光ピックアップ装置１０を含む光学情報装置において同じ位置に配置される。したがって、光ピックアップ装置１０において反射集光対物レンズ２７および透過集光対物レンズ２８は、各光学記録媒体の種類に応じて異なる位置に配置されるけれども、これらの対物レンズから各光学記録媒体に向けて出射される出射方向は、互いに平行に設定される。

複数の光学記録媒体の種類、すなわち第２実施形態ではＣＤ３２、ＤＶＤ２１およびＢＤ２２の３種類のうちで、ＤＶＤ２１およびＣＤ３２の光路は、共通した光路とすることが可能である。

また位相補償手段１３は、光路切換手段１２を透過した光の向きを反射によって変化させるとともに、光路切換手段１２の透過において付与された位相変化を相殺することができるので、反射と位相補償とをそれぞれ異なる部品によって実現する場合に比べて、光ピックアップ装置１０を小形化することができる。

（変形例）
第１および第２実施形態において位相補償手段１３は、光路切換手段１２を透過した後の光の光路の途中位置に１つ設けられるものとしたけれども、他の実施形態においては、複数の位相補償手段１３を設けることも可能である。光路切換手段１２において反射した後に光学記録媒体に光が向かう光路の途中位置と、光路切換手段１２を透過した後に光学記録媒体に光が向かう光路の途中位置との両方に、それぞれ１つずつ位相補償手段１３を設けてもよい。

また第１および第２実施形態においてＤＶＤ２１に対応する光路は、光路切換手段１２で反射した光の光路として定め、ＢＤ２２に対応する光路は、光路切換手段１２を透過した光の光路として定めたけれども、逆にＤＶＤ２１に対応する光路を、光路切換手段１２で透過した光の光路として定め、ＢＤ２２に対応する光路を、光路切換手段１２を反射した光の光路として定めることも可能である。光路切換手段１２を透過した光を、複数本、たとえば３本の平行な光線束とすることも、可能である。

第１実施形態では、ＤＶＤ２１とＢＤ２２とを取扱うものとし、第２実施形態ではＣＤ３２とＤＶＤ２１とＢＤ２２とを取扱うものとしたけれども、他の実施形態では、たとえばＣＤ３２とＢＤ２２とを取扱う構成とすることも可能である。またＤＶＤ２１とＣＤ３２とを取扱い、それらのいずれか一方に対応する光路を、光路切換手段１２で反射した光の光路として設定し、他方に対応する光路を、光路切換手段１２を透過した光の光路として設定することも可能である。

また第１および第２実施形態では、光路切換手段１２において反射される光に関する反射率、および光路切換手段１２を透過する光に関する透過率は、いずれも１００％として設定されるものとしたけれども、完全に１００％を実現できなくてもよく、可能な範囲で高く設定することで、光路の分岐は可能となる。

１０ 光ピックアップ装置
１１ 光源部
１２ 光路切換手段
１３ 位相補償手段
１４ レーザ光源
１８ λ／４波長板
１９ 円偏光
２１ ＤＶＤ
２２ ＢＤ
２４ 基材
２６ 薄膜層
２７ 反射集光対物レンズ
２８ 透過集光対物レンズ
３０ 楕円偏光
３２ ＣＤ

Claims (8)

1. 複数種類の光学記録媒体に応じて、波長の異なる複数種類の光を出射可能な光源部と、
   前記光源部から出射される光を反射および透過させ、前記出射される光の波長に応じて、反射と透過とを選択的に行うことによって、前記出射される光の光路を切換える光路切換手段であって、反射および透過する光の少なくともいずれか一方に対して、波長に応じて予め定める位相変化量の位相変化を付与する光路切換手段と、
   前記光路切換手段によって位相変化が付与された光が透過または反射する位置に配置される１または複数の位相補償手段であって、前記光路切換手段によって位相変化が付与された光に対して前記予め定める位相変化量とは逆の位相変化量の位相変化を付与する位相補償手段とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記光源部から前記光学記録媒体に向かう往路光のうち、前記光路切換手段によって反射されるべき波長の光が入射する前記光路切換手段の入射表面部は、前記反射されるべき波長の光の位相を維持して反射させ、
   前記位相補償手段は、前記往路光のうち、前記光路切換手段を透過した光が入射する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記光路切換手段は、前記入射表面部に入射する、前記反射させるべき波長の光を、複数本の平行な光線束として反射させ、前記透過させるべき波長の光を、単一の光線束として透過させることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記光路切換手段において反射させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるデジタルバーサタイルディスクに対応する波長を含んで設定され、
   前記光路切換手段において反射した光は、複数本の平行な光線束として前記光学記録媒体に向かうことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記光路切換手段において反射させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるコンパクトディスクに対応する波長をさらに含んで設定され、
   前記光路切換手段を透過させるべきとして定められる波長は、光学記録媒体であるブルーレイディスクに対応する波長を含んで設定されることを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
6. 前記光路切換手段において反射した往路光を光学記録媒体に集光する反射集光対物レンズであって、前記光源部、光路切換手段および位相補償手段とともに一体的に駆動される反射集光対物レンズと、
   前記光路切換手段を透過した往路光を光学記録媒体に集光する透過集光対物レンズであって、前記反射集光対物レンズとは、前記予め定める方向に離れて配置され、前記光源部、光路切換手段、位相補償手段および反射集光対物レンズとともに一体的に駆動される透過集光対物レンズとをさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
7. 前記反射集光対物レンズは、光学記録媒体の回転に関する半径方向に一致する直線に沿って駆動されることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
8. 前記光路切換手段は、光学記録媒体であるブルーレイディスクに対応する光の透過率が１００％に設定され、
   前記光路切換手段の前記入射表面部は、光学記録媒体であるデジタルバーサタイルディスクおよびコンパクトディスクに対応する光の反射率が１００％に設定され、
   前記位相補償手段は、光学記録媒体であるブルーレイディスクに対応する波長の光が入射する位置に配置され、入射する光を反射させ、光を反射させるときに前記逆の位相変化量の位相変化を付与することを特徴とすることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。

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