JP3545008B2

JP3545008B2 - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP3545008B2
Application number: JP10589693A
Authority: JP
Inventors: 博志後藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JPH06295464A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を用いて光記録媒体にデータを記録／再生する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ディスク駆動装置などで、光記録媒体にデータを記録／再生するために用いられている光ピックアップ装置の従来例を図８に示す。
【０００３】
同図において、光ピックアップ装置は、光源光学系および検出光学系などを備えた固定光学系ＳＳと、対物レンズおよび偏向プリズムなどを備えた移動光学系ＭＳに分割されている。
【０００４】
半導体レーザ素子１から出力されたレーザ光は、コリメートレンズ２によって平行なレーザビームに変換され、偏光ビームスプリッタ３の分割面３ａを透過した後に、移動光学系ＭＳの偏向プリズム４の反射面４ａで反射され、１／４波長板５を透過して円偏光の光に変換された後に、対物レンズ６に入射され、光ディスク７に結像される。
【０００５】
また、光ディスク７からの反射光（以下、信号光という）は、対物レンズ６を通過したのちに、１／４波長板５を通過して、入射光と方位が直交する直線偏光に変換される。したがって、偏向プリズム４の反射面４ａを反射した信号光は、偏光ビームスプリッタ３の分割面３ａに対してＳ偏光となるので、この分割面３ａ射される。
【０００６】
この分割面３ａで反射された信号光は、偏光ビームスプリッタ３の反射面３ｂで反射されて偏光ビームスプリッタ３より出射され、集束レンズ８によって集束された状態で、シリンドリカルレンズ９を通過し、受光面（図示略）が４分割された受光素子１０に集束される。
【０００７】
この受光素子１０の４つの受光面から得られる受光信号を用いて、周知の非点収差法によるフォーカシング誤差信号、トラッキング誤差信号、および、再生信号などが形成される。
【０００８】
また、保持部材１１は、偏向プリズム４を移動光学系ＭＳの筐体に取りつけるためのものであり、対物レンズ移動機構１２は、対物レンズ６をその光軸方向およびトラッキング方向に移動するためのものである。また、１／４波長板５は、対物レンズ移動機構１２において、対物レンズ６を保持するための対物レンズホルダ１３の下面に取り付けられている。また、光ディスク７４、図示しない回転機構に着脱自在に取り付けられている。
【０００９】
このようにして、１／４波長板５を偏向プリズム４と対物レンズ６との間に位置させているため、偏向プリズム４の反射面４ａの位相差が原因となる戻り光が半導体レーザ素子１に入射されることを防止できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来装置では、次のような不都合を生じていた。
【００１１】
すなわち、対物レンズ移動機構１２の対物レンズホルダ１３に１／４波長板５を取り付けているため、対物レンズ移動機構１２が駆動する対象（可動部）の重量が増大するという不都合を生じる。また、移動光学系ＭＳの厚さ方向の寸法を低減して薄型化するときの障害となる。
【００１２】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、対物レンズ移動機構の可動部の重量を低減できるとともに、薄型化が容易な光ピックアップ装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を用いて光記録媒体にデータを記録／再生する光ピックアップ装置において、光源光を上記光記録媒体に集束する対物レンズの光軸に対して、略４５度傾斜させた態様に配設され、上記光源光を偏向する（１／７）波長板を備え、上記（１／７）波長板により、直線偏光を円偏光に変換するようにしたものである。また、前記（１／７）波長板は水晶板からなり、前記光源光の波長は７９０（ｎｍ）である。
【００１４】
【作用】
したがって、（１／７）波長板を用いて光源光を対物レンズに偏向するとともに、光源光の偏光を直線偏光から円偏光に変換するようにしているので、従来必要であった偏向プリズムのような光学素子を省略でき、その結果、装置の薄型化が容易になる。また、従来のように、（１／４）波長板を対物レンズホルダに取り付ける必要がないので、対物レンズ移動機構の可動部の重量が増大するような事態を回避することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図８と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００１７】
同図において、固定光学系ＳＳから出力された直線偏光のレーザ光は、移動光学系ＭＳの反射型（１／４）波長板２０により反射されるとともに、円偏光に変換され、対物レンズ６に導かれる。また、反射型（１／４）波長板２０は、取り付け部材２１を介して、移動光学系ＭＳの筐体に取り付けられている。
【００１８】
このようにして、本実施例では、反射型（１／４）波長板２０を用いて、固定光学系ＳＳからのレーザ光を対物レンズ６に入射するとともに、レーザ光を直線偏光から円偏光に変換しているので、従来装置に比べて移動光学系ＭＳを構成する光学部品の点数を削減することができ、また、移動光学系ＭＳの厚さ方向の寸法を低減することができる。また、図８に示した従来装置のように、対物レンズホルダ１３に波長板を取り付けていないので、対物レンズ移動機構１２の可動部の重量が増大することを防止することができる。したがって、装置コストを低減できるとともに、光ピックアップ装置の薄型化を容易にすることができる。
【００１９】
図２は、反射型（１／４）波長板２０での光の屈折および反射の状況を示している。
【００２０】
固定光学系ＳＳからの入射光ＬＩは、反射型（１／４）波長板２０の面２０ａから入射され、この面２０ａで屈折され、反射型（１／４）波長板２０の内部を通過し、反射型（１／４）波長板２０の反対の面２０ｂで反射され、反射型（１／４）波長板２０の内部を通過し、面２０ａで屈折されて出射光ＬＯとして出射される。この出射光ＬＯは、入射光ＬＩと９０度の角度をなす。
【００２１】
また、図３に示すように、反射型（１／４）波長板２０の光学軸（ｆ軸）２０ｐは、ｘ方向およびｙ方向と４５度の方向に設定されているため、ｘ方向の直線偏光は、円偏光に変換される。
【００２２】
さて、図４に示すように、反射型（１／４）波長板２０への入射光ＬＩの面２０ａでの入射点をＡ、面２０ｂでの反射点をＢ、面２０ａからの出射光ＬＯの出射点をＣとすると、この場合、入射光ＬＩは、点Ａに入射角θ１＝４５゜で入射して屈折する。
【００２３】
このときの屈折角をθ２とすると、次式（Ｉ）の関係が成り立つ。
【００２４】
ｓｉｎθ１＝Ｎｏ・ｓｉｎθ２（Ｉ）
【００２５】
ここで、水晶の常光線に対する屈折率Ｎｏは、Ｎｏ＝１．５３８５９（波長λ＝７９０（ｎｍ）のとき）なので、θ２＝２７．３６゜になる。
【００２６】
図５（ａ）に、水晶の屈折率楕円体ＲＧを示す。
【００２７】
通常、反射型（１／４）波長板２０は、水晶を、結晶軸ｚを含む面でカットして形成しており、この場合、反射型（１／４）波長板２０に直角に光を入射すると、同図（ｂ）に示したように、常光線屈折率がＮｏでかつ異常光線屈折率がＮｅとなる。
【００２８】
そして、本実施例のように、反射型（１／４）波長板２０に対して、角度φで光を入射すると、この場合、水晶を結晶軸ｚに対してφの角度でカットして形成した反射型（１／４）波長板２０に対して光を直角に入射したこととと等価となり、したがって、同図（ｃ）に示したように、この場合、常光線屈折率がＮｏでかつ異常光線屈折率がＮｅ’となる。ここで、Ｎｅ’＜Ｎｅである。
【００２９】
このようにして、反射型（１／４）波長板２０に光を斜め方向から入射したとき、異常光線の屈折率が小さくなる方向に変化する。
【００３０】
さて、この場合、反射型（１／４）波長板２０へ光を入射したときの屈折角がθ２なので、次式（ＩＩ）の関係が成立する。
【００３１】
（１／Ｎｅ’）＊＊２＝（ｓｉｎ（θ２）／Ｎｏ）＊＊２
＋（ｃｏｓ（θ２）／Ｎｅ）＊＊２（ＩＩ）
【００３２】
ここで、（ｘ）＊＊ｍは、ｘのｍ乗をあらわす演算子である。
【００３３】
また、反射型（１／４）波長板２０の板厚をｄ、光が光路ＡＢＣ（図４参照）を進むときの光路長をｔとすると、この反射型（１／４）波長板２０の位相差Δ（θ２）は、次式（ＩＩＩ）のようになる。
【００３４】
Δ（θ２）＝２π・（Ｎｅ’−Ｎｏ）・ｔ／λ （ＩＩＩ）
【００３５】
ここで、板厚ｄと光路長ｔとの間には、次式（ＩＶ）なる関係が成り立つ。
【００３６】
ｔ＝２ｄ／ｃｏｓ（θ２）（ＩＶ）
【００３７】
一方、反射型（１／４）波長板２０に光を垂直入射したときの位相差Δ（０）は、次式（Ｖ）のようになる。
【００３８】
Δ（０）＝２π・（Ｎｅ−Ｎｏ）・ｄ／λ （Ｖ）
【００３９】
したがって、式（ＩＩＩ），（ＩＶ），（Ｖ）より、次式（ＶＩ）が得られる。
【００４０】
Δ（０）＝（Δ（θ２）・（Ｎｅ−Ｎｏ））／（Ｎｅ’−Ｎｏ）・ｃｏｓ（θ２）／２（ＶＩ）
【００４１】
このとき、
Δ（θ２）＝９０゜
Ｎｏ＝１．５３８５９（λ＝７９０（ｎｍ））
Ｎｅ＝１．５４７４９（λ＝７９０（ｎｍ））
θ２＝２７．３６゜
なので、式（ＶＩ）より、
Ｎｅ’＝１．５４５５９７
Δ（０）＝５０．７６゜＝λ／７．０９
となる。すなわち、反射型（１／４）波長板２０としては、１／７波長板を用いることができる。
【００４２】
ところで、図６（ａ）に示したように、反射型（１／４）波長板２０の面２０ａで入射光ＬＩの一部が反射し、その反射光Ｌｒが出射光ＬＯと干渉すると期待した光学特性が得られないため、同図（ｂ）に示したように、面２０ａには、誘電体多層膜による反射防止膜２２を形成するとよい。これにより、反射型（１／４）波長板２０の面２０ａでの反射率を０．５％程度に低減することができる。また、面２０ｂで光を反射するために、面２０ｂには、誘電体多層膜による増反射膜２３を形成するとよい。これにより、面２０ｂでの反射率を９９％程度にすることができる。
【００４３】
また、この増反射膜２３に位相差が生じていると、半導体レーザ素子１への戻り光が生じ、位相差と戻り光との関係は、図７に示したようになる。通常の使用では、戻り光が６％程度あっても差し支えない場合があるので、増反射膜２３の位相差を（±）２０゜以下に抑制するとよい。なお、この位相差は、小さくすることが望ましく、例えば、±５゜程度に抑えることが好ましい。
【００４４】
ところで、上述した実施例では、非点収差法を用いた光ピックアップ装置に本発明を適用した場合について説明したが、それ以外のフォーカシング誤差検出方法を用いる光ピックアップ装置についても本発明を同様にして適用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、（１／７）波長板を用いて光源光を対物レンズに偏向するとともに、光源光の偏光を直線偏光から円偏光に変換するようにしているので、従来必要であった偏向プリズムのような光学素子を省略でき、その結果、装置の薄型化が容易になるという効果を得る。また、従来のように、（１／４）波長板を対物レンズホルダに取り付ける必要がないので、対物レンズ移動機構の可動部の重量が増大するような事態を回避することができるという効果も得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる光ピックアップ装置の光学系を示した概略構成図。
【図２】反射型（１／４）波長板の光の通過について説明するための概略図。
【図３】反射型（１／４）波長板の光学軸について説明するための概略図。
【図４】反射型（１／４）波長板を通過する光路について説明するための概略図。
【図５】反射型（１／４）波長板の常光線屈折率と異常光線屈折率を説明するための概略図。
【図６】反射型（１／４）波長板の面に形成する反射防止膜および増反射膜について説明するための概略図。
【図７】増反射膜の位相差と戻り光との関係を示したグラフ図。
【図８】光ピックアップ装置の従来例を示した概略図。
【符号の説明】
２０反射型（１／４）波長板
２２反射防止膜
２３増反射膜

Claims

半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を用いて光記録媒体にデータを記録／再生する光ピックアップ装置において、
光源光を上記光記録媒体に集束する対物レンズの光軸に対して、略４５度傾斜させた態様に配設され、上記光源光を偏向する（１／７）波長板を備え、
上記（１／７）波長板により、直線偏光を円偏光に変換することを特徴とする光ピックアップ装置。
前記（１／７）波長板は水晶板からなり、また、前記光源光の波長は７９０（ｎｍ）であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。