JP4577447B2

JP4577447B2 - 光ピックアップ

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Publication number: JP4577447B2
Application number: JP2009204778A
Authority: JP
Inventors: 浩松本; 正之大戸; 誠櫻井; 達郎金子
Original assignee: Miyazaki Epson Corp
Current assignee: Miyazaki Epson Corp
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2025-04-08
Also published as: JP2009283135A

Description

本発明は広帯域波長板とそれを用いた光ピックアップに関し、特に光ピックアップの構成要素である広帯域波長板の性能を向上させると共に、その構造に改良を加えた広帯域波長板とそれを用いた光ピックアップに関するものである。

光ディスク装置や光磁気ディスク装置に用いられる光ピックアップは、ＣＤやＤＶＤといった種類の異なる光ディスクに対応するため、波長の異なる複数のレーザ光を使用する構造となっている。
図９は、従来の２波長対応の光ピックアップの構成例である。光ピックアップ１は、ＣＤに対応した７８５ｎｍの波長のレーザ光を出射するレーザダイオード（以降、ＬＤと称す）２と、ＬＤ２が出射する直線偏光のレーザ光の偏波面を回転させる１／２波長板３と、１／２波長板３を透過したレーザ光を所定の比率で、反射及び透過する偏光ビームスプリッタ（以降、ＰＢＳと称す）４と、ＰＢＳ４を透過するレーザ光をモニターするフロントモニター（以降、ＦＭと称す）５と、ＤＶＤに対応した６６０ｎｍの波長のレーザ光を出射するＬＤ６と、ＬＤ６が出射する直線偏光のレーザ光の偏波面を回転させる１／２波長板７と、１／２波長板７を透過したレーザ光を所定の比率で、反射及び透過するＰＢＳ８と、ＰＢＳ８を透過するレーザ光をモニターするＦＭ９と、前記ＰＢＳ４及びＰＢＳ８を反射したレーザ光を９０°反射させるミラー１０と、ミラー１０で反射したレーザ光を平行光とするコリメートレンズ１１と、コリメートレンズ１１を透過する直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する広帯域１／４波長板１２と、光ディスク１３に形成されたピット１４にレーザ光を集光する集光レンズ１５と、ピット１４において反射したレーザ光を前記複数の光学部品を経由して検出する光検出器（以降、ＰＤと称す）１６とにより構成する。

図９の動作を説明すると、ＬＤ２から出射される７８５ｎｍの波長のレーザ光は、１／２波長板３に入射し、直線偏光の偏波面が所定の角度だけ回転する。この１／２波長板３の機能については後述する。１／２波長板３を透過したレーザ光はＰＢＳ４に入射すると、該ＰＢＳ４は、直線偏光の偏波面の回転角により決められる比率で、例えば、１０％のレーザ光をＦＭ５側に透過させ、９０％のレーザ光をミラー１０側に反射させる。そこで、１０％のレーザ光が入射したＦＭ５は、入射したレーザ光のレベルを検出し、ＡＰＣ（Auto Power Control）回路（図示していない）を動作させてＬＤ２の出射レベルを一定に保つ。光ピックアップにおいては、発光素子が出射するレーザ光の出射レベルを一定に保つことが必要であり、そこで、レーザ光の一部をモニター用のＰＤで受光し、図示していないが、ＡＰＣ回路でレーザ素子の駆動回路を制御することにより、レーザ光の出射レベルを一定に保っている。

一方、ＰＢＳ４において反射した９０％のレーザ光は、ミラー１０に入射して９０°反射し、更に、コリメートレンズ１１に入射したレーザ光は平行光となって広帯域１／４波長板１２に入射する。広帯域１／４波長板１２は、波長７８５ｎｍのレーザ光、及び波長６６０ｎｍのレーザ光に対して１／４波長板として機能するものであり、入射する直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。

広帯域１／４波長板１２を透過して円偏光となったレーザ光は、集光レンズ１５により集光され、光ディスク１３に形成されているピット１４に照射する。そこで、円偏光のレーザ光は、ピット１４の表面において鏡面対称の関係に基づいて逆回転の円偏光となって反射される。反射された円偏光のレーザ光は、前記集光レンズ１５を介して広帯域１／４波長板１２に入射し、直線偏光に変換され透過する。該透過した直線偏光のレーザ光は、前記コリメートレンズ１１を介して広帯域１／４波長板１２に入射した直線偏光のレーザ光と直交する偏光方向の直線偏光となり、光ディスク１３に照射するレーザ光と、光ディスク１３により反射するレーザ光とが互いに干渉することがないので、光学特性の劣化をきたすことはない。次に、広帯域１／４波長板１２を透過したレーザ光は、コリメートレンズ１１とミラー１０を経由し、更に、ＰＢＳ４及びＰＢＳ８を夫々透過してＰＤ１６に入射し、光ディスク１３に書き込まれた情報を読み出す。

一方、ＬＤ６から出射される６６０ｎｍの波長のレーザ光は、１／２波長板７に入射し、直線偏光の偏波面は所定の角度だけ回転する。この１／２波長板７の機能については後述する。１／２波長板７を透過したレーザ光はＰＢＳ８に入射し、該ＰＢＳ８は、直線偏光の偏波面の回転角により決められる比率で、例えば、１０％のレーザ光をＦＭ９側に透過させ、９０％のレーザ光をＰＢＳ４側に反射させる。そこで、１０％のレーザ光が入射したＦＭ９は、入射したレーザ光のレベルを検出し、前述したように、ＡＰＣ回路（図示していない）を動作させてＬＤ６の出射レベルを一定に保つ。一方、ＰＢＳ８において反射した９０％のレーザ光は、ＰＢＳ４を透過しミラー１０に入射して９０°反射し、更に、コリメートレンズ１１に入射したレーザ光は平行光となって広帯域１／４波長板１２に入射し、直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。

広帯域１／４波長板１２を透過して円偏光されたレーザ光は、集光レンズ１５により集光され、光ディスク１３に形成されているピット１４に照射する。そこで、円偏光のレーザ光は、ピット１４の表面において鏡面対称の関係に基づいて逆回転の円偏光となって反射される。反射された円偏光のレーザ光は、前記集光レンズ１５を介して広帯域１／４波長板１２に入射し、直線偏光に変換され透過する。広帯域１／４波長板１２を透過したレーザ光は、コリメートレンズ１１とミラー１０を経由し、更に、ＰＢＳ４及びＰＢＳ８を夫々透過してＰＤ１６に入射し、光ディスク１３に書き込まれた情報を読み出す。

次に、前記１／２波長板３、及び１／２波長板７の機能について説明する。１／２波長板としての機能は二つあり、又、１／２波長板３と１／２波長板７の機能は、対応する波長が７８５ｎｍと６６０ｎｍと異なるのみでその他については同一であるため、ここでは、１／２波長板３を用いてその機能を説明する。
図１０は、ＬＤの前面に配置した１／２波長板の第一の機能を説明する図である。ＰＢＳ４における透過光量と反射光量は、ＰＢＳ４に入射する直線偏光の偏波面の回転角度により決定出来ることが知られており、その回転角度を２φ１とすると、
透過光量Ｔ＝（ｓｉｎ（２φ１））²
反射光量Ｒ＝（ｃｏｓ（２φ１））²
の関係式を満足する。そこで、ＬＤ２の前面に１／２波長板３を配置してＬＤ２が出射するレーザ光を１／２波長板３に入力し、直線偏光の偏波面を所定の角度になるよう回転させる。

１／２波長板３は、入射光の偏波面と１／２波長板３の面内方位角とのなす角度がφ１の時、レーザ光が１／２波長板３に入力されると、偏波面が２φ１回転したレーザ光が透過される。従って、例えば、透過光量としてレーザ光の１０％を、反射光量としてレーザ光の９０％を得たい場合、
透過光量Ｔ＝０．１＝（ｓｉｎ（２φ１））²
反射光量Ｒ＝０．９＝（ｃｏｓ（２φ１））²
を満足するφ１を求めれば良く、この場合は、φ１＝９．２°となるような１／２波長板を用いればよい。

次に、１／２波長板の第二の機能を説明する。
図１１は、ＬＤの前面に配置した１／２波長板の第二の機能を説明する図であり、図１２は、光ディスクに形成したピットにレーザビームを照射したレーザスポットの様子を示す図である。図１１については、光ピックアップにおける１／２波長板の第二の機能を説明する際に必要な光学部品のみを記載している。一般的にＬＤ２が出射するレーザ光の光量分布は、レーザビームの中心部がもっとも強度な領域として、レーザビームの裾野に広がって強度は低下するといったものであり、又、レーザビームは非点収差を有しておりその形状は楕円形である。従って、光ディスク１３に形成したピット１４に照射されるレーザスポットは、図１２（ａ）に示したような形状となり、ＬＤ２がレーザ光を出射する時の出射角度により、例えば、ピットの形状に対して（１）、（２）、（３）の如く配置される。

そこで、光ピックアップを設計する際は、光ディスク１３に形成したピット１４の形状に対してレーザスポットをどのような配置で照射するかを検討し、レーザスポットの配置に合わせてＬＤ２から出射するレーザ光の出射角度を設定する。通常、ＬＤ２は、図１１に示す如く、φ２の角度で回転させて配置している。この時、図１２（ｂ）に示す如く、ＬＤ２を回転させるとレーザスポットの回転と共に、直線偏光のレーザ光の偏波面も回転する。しかし、１／２波長板の第一の機能において説明したように、ＰＢＳ４に入射する直線偏光のレーザ光は、その偏波面の回転角度によりＰＢＳ４を透過するレーザ光量と反射するレーザ光量の比率が決定されるので、ＬＤ２を回転させて配置した際に、レーザスポットの回転と共に、直線偏光のレーザ光の偏波面も回転すると、ＰＢＳ４における透過・反射特性が変化することとなる。

そこで、例えば、ＬＤ２を（＋φ２）回転させて配置したとすると、１／２波長板３において入射する直線偏光のレーザ光の偏波面を（−φ２）補正し、ＬＤ２を回転させて配置した際に、レーザスポットのみを回転させ、直線偏光のレーザ光の偏波面は回転させないように機能させる。
以上説明したように、１／２波長板３、及び１／２波長板７は、ＰＢＳ４、及びＰＢＳ８における透過・反射特性を決定すると共に、ＬＤ２及びＬＤ６の回転角度を補正する機能を有する。

特開２００４−２５９３７６号公報特開平１０−９１９７７号公報特許第３１７４３６７号公報特開平１０−６８８１６号公報特開２００４−３５４９３６号公報

上述した光ピックアップに用いられている広帯域１／４波長板は、単色光の波長λに対して位相差が１８０°の１／２波長板と、位相差が９０°の１／４波長板とを接着剤を用いて積層し、全体として１／４波長板として機能するものであることは周知である。
図１３に、従来の広帯域１／４波長板の構造を示す。図１３に示す如く広帯域１／４波長板１２は、１／２波長板１７と１／４波長板１８とを接着剤１９を用いて積層した構造である。各波長板の材質としては、延伸フィルム、或いは水晶等が用いられ、入射する直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。

しかしながら、従来の広帯域１／４波長板１２は、１／２波長板１７と１／４波長板１８との積層に接着剤１９を用いているが、１／２波長板１７と１／４波長板１８に用いられている材質の屈折率と接着剤の屈折率との間に差が生ずることから、広帯域１／４波長板１２の光学特性において波面収差が発生し、光ディスクにレーザ光を照射した際に、光ディスクに形成されたピット上でレーザビームのスポットの焦点が合わないという問題を有していた。

一方、光ピックアップにおいては、近年、光ピックアップ等の性能の向上が図られ、益々、小型化や低コスト化が求められており、光ピックアップを構成する光学部品の部品点数の削減が求められている。
本発明は上述したような問題を解決するためになされたものであって、広帯域１／４波長板の光学特性を改良すると共に、光ピックアップを構成する光学部品の部品点数の削減を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係わる広帯域波長板とそれを用いた光ピックアップは、以下の構成をとる。
請求項１に記載の光ピックアップは、第一の波長の光を出射する第一の発光素子と、前記第一の波長とは波長の異なる第二の波長の光を出射する第二の発光素子と、前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子から出射した光を光記録媒体に集光するための集光レンズと、前記光記録媒体から反射した光を検出するための光検出器と、を備えた光ピックアップであって、前記第一の発光素子から前記集光レンズに至る光路を第一の光路とし、前記第二の発光素子から前記集光レンズに至る光路を第二の光路とし、前記第一の光路上に前記第一の波長の光に対して位相差Γ１の第一の波長板を配置し、前記第二の光路上に前記第二の波長の光に対して位相差Γ２の第二の波長板を配置し、前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子から前記集光レンズに至る光路中に、前記第一の波長の光に対して位相差Γ３の第三の波長板を配置し、前記第一の波長板を透過した前記第一の波長の光は、前記第三の波長板を透過したときに、直線偏光から円偏光に変換されて前記第三の波長板を出射し、前記第二の波長板は、前記第二の波長の光が前記第三の波長板を透過するときに円偏光に変換されて出射できるように、前記第二の波長に対する前記第三の波長板の位相差Γ３からのずれを補償するよう構成する。

請求項２に記載の光ピックアップは、前記第一の波長板は、波長が７８５ｎｍである光に対して位相差Γ１＝１８０°を有し、前記第一の波長板に入射する光の偏波面と当該第一の波長板の光学軸とのなす角θ１が、４５°であるよう構成する。

請求項３に記載の光ピックアップは、前記第二の波長板は、波長が６６０ｎｍである光に対して位相差Γ２＝１９８°を有し、前記第二の波長板に入射する光の偏波面と当該第二の波長板の光学軸とのなす角θ２が、４５°であるよう構成する。

請求項４に記載の光ピックアップは、前記第三の波長板は、波長が７８５ｎｍである光に対して位相差Γ３＝９０°を有し、前記第三の波長板に入射する光の偏波面と当該第三の波長板の光学軸とのなす角θ３が、１３５°であるよう構成する。

請求項５に記載の光ピックアップは、前記第一の波長が７８５ｎｍであり、前記第二の波長が６６０ｎｍであるよう構成する。

請求項１乃至５に記載の発明は、広帯域１／４波長板の構成要素である１／２波長板を、別な用途で使用している１／２波長板と兼用することにより光学部品を削減したので、光ピックアップの小型化と低コスト化が図られ、光ピックアップを使用する上で大きな効果を発揮する。

本発明に係る広帯域１／４波長板の第一の実施例を説明するための構造図である。本発明に係る広帯域１／４波長板の第二の実施例を説明するための構造図である。広帯域１／４波長板を構成する２枚の波長板を個別に空間配置した場合の光ピックアップの構成例を示す図である。本発明に係る光ピックアップの実施例を示す構成図である。ＰＲ３０の分光特性を示す図である。Ｈ／Ｍ３１にＰ偏光の直線偏光のレーザ光を入射した際の分光特性を示す図である。各波長板のパラメータ、及び機能を示す図である。光ピックアップ２７において、１／４波長板３３を透過して光ディスク１３にレーザ光を出射する際の１／４波長板の位相差及び楕円率特性を示す図である。従来の２波長対応の光ピックアップの構成例を示す図である。ＬＤの前面に配置した１／２波長板の第一の機能を説明する図である。ＬＤの前面に配置した１／２波長板の第二の機能を説明する図である。光ディスクに形成したピットにレーザビームを照射したレーザスポットの様子を示す図である。従来の広帯域１／４波長板の構造を示す図である。

以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
本発明における広帯域波長板は、１／４波長板の波面収差を解消するため、２枚の波長板を積層する際に、２枚の波長板の間にスペーサを挟み込んで積層し、２枚の波長板の光学面にギャップを設けたことを特徴とする。
図１は、本発明に係る広帯域１／４波長板の第一の実施例を説明するための構造図であり、図１（ａ）は分解図を示し、図１（ｂ）は、Ａ−Ａ’における断面図を示す。広帯域１／４波長板２０は、枠状のスペーサ２１を１／２波長板１７と１／４波長板１８との間に挟み込んで積層したものである。従って、１／２波長板１７と１／４波長板１８の光学有効領域面は、ギャップ２２を介して積層することになり、広帯域１／４波長板２０における波面収差は解消される。

図１においては、スペーサ２１の形状について枠状のものを図示したが、２本の角型の棒状のスペーサを波長板の対向する外辺に挟み込んで積層しても良い。
図２は、本発明に係る広帯域１／４波長板の第二の実施例を説明するための構造図であり、図２（ａ）は分解図を示し、図２（ｂ）は、Ａ−Ａ’にける断面図を示す。広帯域１／４波長板２３は、２本の角型の棒状のスペーサ２４を１／２波長板１７と１／４波長板１８との間の対向する外辺に挟み込んで積層したものである。従って、１／２波長板１７と１／４波長板１８の光学有効領域面は、ギャップ２２を介して積層することになり、広帯域１／４波長板２３における波面収差は解消される。

一方、図１、及び図２に示した積層する二つの波長板の間にギャップを設ける方法では、スペーサを挟み込むものであったが、これと同等の光学特性を有する方法として、１／２波長板１７と１／４波長板１８をスペーサを用いて積層せずに、１／２波長板１７と１／４波長板１８とを光ピックアップを構成する際に個別に空間配置してもよい。

次に、光ピックアップを構成する光学部品の部品点数の削減について説明する。
図３は、広帯域１／４波長板を構成する２枚の波長板を個別に空間配置した場合の光ピックアップの構成例である。光ピックアップ２５は、ＣＤに対応した７８５ｎｍの波長のレーザ光を出射するＬＤ２と、ＬＤ２が出射する直線偏光のレーザ光の偏波面を回転させる１／２波長板３と、１／２波長板３を透過したレーザ光を所定の比率で、反射及び透過するＰＢＳ４と、ＰＢＳ４を透過するレーザ光をモニターするＦＭ５と、ＤＶＤに対応した６６０ｎｍの波長のレーザ光を出射するＬＤ６と、ＬＤ６が出射する直線偏光のレーザ光の偏波面を回転させる１／２波長板７と、１／２波長板７を透過したレーザ光を所定の比率で、反射及び透過するＰＢＳ８と、ＰＢＳ８を透過するレーザ光をモニターするＦＭ９と、前記ＰＢＳ４及びＰＢＳ８を反射したレーザ光を９０°反射させるミラー１０と、ミラー１０で反射したレーザ光を平行光とするコリメートレンズ１１と、コリメートレンズ１１を透過する直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する、単色光の波長λに対して位相差が１８０°の１／２波長板１７と位相差が９０°の１／４波長板１８とを空間配置した広帯域１／４波長板２６と、光ディスク１３に形成されたピット１４にレーザ光を集光する集光レンズ１５と、ピット１４において反射したレーザ光を前記複数の光学部品を経由して検出するＰＤ１６とにより構成する。

光ピックアップ２４の動作は、前述した光ピックアップ１の動作と同一であるので説明を省略するが、前述したように、広帯域１／４波長板２６としての機能は、１／２波長板１７と１／４波長板１８とを個別に空間配置しても所望の光学特性が得られる。一方、光ピックアップにおいては、図３に示すように、ＬＤ２の前面に１／２波長板３を配置し、ＬＤ６の前面には１／２波長板７を配置している。そこで、本願発明者は、広帯域１／４波長板２６を構成する１／２波長板１７の機能を、ＬＤ２の前面に位置する１／２波長板３と、及びＬＤ６の前面に位置する１／２波長板７とに持たせることにより、１／２波長板１７を削減出来ないか検討し、シミュレーションと実験を繰り返した結果、光ピックアップの構成を変更することにより１／２波長板１７を削減出来ることを確認した。

図４は、本発明に係る光ピックアップの実施例を示す構成図である。光ピックアップ２７は、ＣＤに対応した７８５ｎｍの波長のレーザ光を出射するＬＤ２と、ＬＤ２が出射する直線偏光のレーザ光の偏波面を回転させる１／２波長板２８と、ＤＶＤに対応した６６０ｎｍの波長のレーザ光を出射するＬＤ６と、ＬＤ６が出射する直線偏光のレーザ光の偏波面を回転させる１／２波長板２９と、１／２波長板２８を透過したレーザ光を反射すると共に、１／２波長板２９を透過したレーザ光を透過するプリズム（以降、ＰＲと称す）３０と、ＰＲ３０を反射したレーザ光、及び透過したレーザ光を所定の比率で反射、及び透過するハーフミラー（以降、Ｈ／Ｍと称す）３１と、Ｈ／Ｍ３１を透過したレーザ光をモニターするＦＭ３２と、Ｈ／Ｍ３１を反射したレーザ光を平行光とするコリメートレンズ１１と、前記１／２波長板２８、及び１／２波長板２９と協働することによりコリメートレンズ１１を透過する直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する１／４波長板３３と、光ディスク１３に形成されたピット１４にレーザ光を集光する集光レンズ１５と、ピット１４において反射したレーザ光を前記集光レンズ１５と、１／４波長板３３と、コリメートレンズ１１と、Ｈ／Ｍ３１とを経由して検出するＰＤ１６とにより構成する。

図４の動作を説明すると、ＬＤ２から出射される７８５ｎｍの波長のレーザ光は、１／２波長板２８に入射し、直線偏光の偏波面が所定の角度だけ回転する。この１／２波長板２８は、レーザ光の波長７８５ｎｍで所定の位相差となる１／２波長板であり、前述したように、ＦＭ３２において受光するフロントモニターの光量調節機能、及びＬＤ２の出射光の偏波面の回転を補正する機能と、後述する１／４波長板３３と協働して広帯域１／４波長板として働く機能を兼ね備える。次に、１／２波長板２８を透過したレーザ光はＰＲ３０に入射する。ＰＲ３０は、図５に示す如く直線偏光の偏光方向がＳ偏光のものに対しては波長依存性を有し、７８５ｎｍの波長のレーザ光は全反射し、６６０ｎｍの波長のレーザ光は全透過する。そこで、ＰＲ３０から出射するレーザ光は、Ｓ偏光の７８５ｎｍのレーザ光であり、全反射してＨ／Ｍ３１に入射される。

図５は、ＰＲ３０の分光特性を示す図であり、横軸に入射するレーザ光の波長λｎｍを、縦軸に透過率、或いは反射率を示し、Ｔｓは、Ｓ偏光の直線偏光の透過率であり、Ｒｓは、Ｓ偏光の直線偏光の反射率であり、Ｔｐは、Ｐ偏光の直線偏光の透過率であり、Ｒｐは、Ｐ偏光の直線偏光の反射率である。

次に、Ｈ／Ｍ３１は、入射するＰ偏光の直線偏光の回転角度により透過するレーザ光の比率と反射されるレーザ光の比率とが決定されることを特徴とするミラーであり、従来例においてはＰＢＳを用いて本機能を実現したが、本実施例においてはＨ／Ｍ３１を用いて同等の機能を実現した。そこで、例えば、図６に示す如く、Ｈ／Ｍ３１においては、入射するレーザ光の１０％を透過し、入射する９０％のレーザ光を反射するよう設定した。

図６は、Ｈ／Ｍ３１にＰ偏光の直線偏光のレーザ光を入射した際の分光特性を示す図であり、横軸に入射するレーザ光の波長λｎｍを、縦軸に透過率、或いは反射率を示し、Ｔｐは、Ｐ偏光の直線偏光の透過率であり、Ｒｐは、Ｐ偏光の直線偏光の反射率である。

次に、Ｈ／Ｍ３１に入射される直線偏光のレーザ光は、前述したようにＳ偏光のレーザ光であるが、Ｈ／Ｍ３１にレーザ光を入射して所定の機能を果たすためには入射する直線偏光をＰ偏光とする必要があり、そこで、Ｈ／Ｍ３１に入射するレーザ光をＰ偏光のレーザ光として入射させるため、Ｈ／Ｍ３１の入射面を所定の方向に９０°傾けて配置する。
その結果、Ｈ／Ｍ３１に入射したレーザ光の１０％は、透過してＦＭ３２に入射され、入射したレーザ光のレベルを検出し、前述したように、ＡＰＣ回路（図示していない）を動作させてＬＤ２の出射レベルを一定に保つ。本実施例におけるＦＭは、従来例と異なり、レーザ光の波長７８５ｎｍと６６０ｎｍの両者に対して一つのＦＭを兼用している。

一方、Ｈ／Ｍ３１において反射した９０％のレーザ光は、コリメートレンズ１１に入射してレーザ光を平行光とした上で１／４波長板３３に入射する。１／４波長板３３は、前記１／２波長板２８と協働して波長７８５ｎｍのレーザ光に対して１／４波長板として機能するものであり、入射する直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。１／４波長板３３を透過して円偏光となったレーザ光は、集光レンズ１５により集光され、光ディスク１３に形成されているピット１４に照射する。

そこで、円偏光のレーザ光は、ピット１４の表面において鏡面対称の関係に基づいて逆回転の円偏光となって反射される。反射された円偏光のレーザ光は、前記集光レンズ１５を介して１／４波長板３３に入射し、直線偏光に変換され透過する。該透過した直線偏光のレーザ光は、前記コリメートレンズ１１を介して１／４波長板３３に入射された直線偏光のレーザ光と直交する偏光方向の直線偏光となり、光ディスク１３に照射するレーザ光と、光ディスク１３により反射するレーザ光とが互いに干渉することがないので、光学特性の劣化をきたすことはない。次に、１／４波長板３３を透過したレーザ光は、コリメートレンズ１１を経由し、更に、Ｈ／Ｍ３１を透過してＰＤ１６に入射され、光ディスク１３に書き込まれた情報を読み出す。

一方、ＬＤ６から出射される６６０ｎｍの波長のレーザ光は、１／２波長板２９に入射し、直線偏光の偏波面が所定の角度だけ回転する。この１／２波長板２９は、レーザ光の波長６６０ｎｍで所定の位相差となる１／２波長板であり、ＦＭ３２において受光するフロントモニターの光量調節機能、及びＬＤ６の出射光の偏波面の回転を補正する機能と、後述する１／４波長板３３と協働して広帯域１／４波長板として働く機能を兼ね備える。
次に、１／２波長板２９を透過したレーザ光はＰＲ３０に入射される。ＰＲ３０は、前述したように直線偏光の偏光方向がＳ偏光のものに対しては波長依存性を有し、７８５ｎｍの波長のレーザ光は全反射し、６６０ｎｍの波長のレーザ光は全透過する。そこで、ＰＲ３０から出射されるレーザ光は、Ｓ偏光の６６０ｎｍのレーザ光であり、全透過してＨ／Ｍ３１に入射される。

次に、Ｈ／Ｍ３１は、前述したように入射されるＰ偏光の直線偏光の回転角度により透過するレーザ光の比率と反射されるレーザ光の比率とが決定されるミラーであり、又、Ｈ／Ｍ３１に入射するＳ偏光のレーザ光をＰ偏光として入射させるため、Ｈ／Ｍ３１の入射面を所定の方向に９０°傾けており、入射するレーザ光の１０％を透過し、入射する９０％のレーザ光を反射するよう設定されている。
そこで、Ｈ／Ｍ３１に入射したレーザ光の１０％は、透過してＦＭ３２に入射され、入射したレーザ光のレベルを検出し、前述したように、ＡＰＣ回路（図示していない）を動作させてＬＤ６の出射レベルを一定に保つ。

一方、Ｈ／Ｍ３１において反射した９０％のレーザ光は、コリメートレンズ１１に入射してレーザ光を平行光とした上で１／４波長板３３に入射する。１／４波長板３３は、前記１／２波長板２９と協働して波長６６０ｎｍのレーザ光に対して１／４波長板として機能するものであり、入射する直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。１／４波長板３３を透過して円偏光されたレーザ光は、集光レンズ１５により集光され、光ディスク１３に形成されているピット１４に照射する。そこで、円偏光のレーザ光は、ピット１４の表面において鏡面対称の関係に基づいて逆回転の円偏光となって反射される。反射された円偏光のレーザ光は、前記集光レンズ１５を介して１／４波長板３３に入射し、直線偏光に変換され透過する。次に、１／４波長板３３を透過したレーザ光は、コリメートレンズ１１を経由し、更に、Ｈ／Ｍ３１を透過してＰＤ１６に入射し、光ディスク１３に書き込まれた情報を読み出す。

次に、本発明に係る光ピックアップにおいて、シミュレーションにより求めた１／２波長板２８、１／２波長板２９、１／４波長板３３の具体的なパラメータは以下の通りである。
１／２波長板２８位相差Γ１１８０°（λ＝７８５ｎｍ）
面内方位角θ１４５°
１／２波長板２９位相差Γ２１９８°（λ＝６６０ｎｍ）
面内方位角θ２４５°
１／４波長板３３位相差Γ３９０°（λ＝７８５ｎｍ）
面内方位角θ３１３５°

又、各波長板のパラメータ、及び機能を図に示すと図７の通りである。
図７は、各波長板のパラメータ、及び機能を示し、図７（ａ）は、１／２波長板２８と１／４波長板３３とを組み合わせた例を示し、図７（ｂ）は、１／２波長板２９と１／４波長板３３とを組み合わせた例を示す。各波長板の光学軸は、図７に示す如く光線の入射面に対して平行である。

図８は、光ピックアップ２７において、１／４波長板３３を透過して光ディスク１３にレーザ光を出射する際の１／４波長板の位相差及び楕円率特性である。図８に示す如く、１／２波長板２８と１／４波長板３３とを組み合わせたＣＤに対応する特性は、入射するレーザ光の波長７８５ｎｍ近辺において、楕円率は１．００程度を示しており、一方、１／２波長板２９と１／４波長板３３とを組み合わせたＤＶＤに対応する特性は、入射するレーザ光の波長６６０ｎｍ近辺において、楕円率は１．００程度を示し、夫々入射する直線偏光されたレーザ光を円偏光に変換することが出来る。

１・・光ピックアップ、２・・ＬＤ、３・・１／２波長板、４・・ＰＢＳ、５・・ＦＭ、６・・ＬＤ、７・・１／２波長板、８・・ＰＢＳ、９・・ＦＭ、１０・・ミラー、１１・・コリメートレンズ、１２・・広帯域１／４波長板、１３・・光ディスク、１４・・ピット、１５・・集光レンズ、１６・・ＰＤ、１７・・１／２波長板、１８・・１／４波長板、１９・・接着剤、２０・・広帯域１／４波長板、２１・・スペーサ、２２・・ギャップ、２３・・広帯域１／４波長板、２４・・スペーサ、２５・・光ピックアップ、２６・・広帯域１／４波長板、２７・・光ピックアップ、２８・・１／２波長板、２９・・１／２波長板、３０・・ＰＲ、３１・・Ｈ／Ｍ、３２・・ＦＭ、３３・・１／４波長板

Claims

第一の波長の光を出射する第一の発光素子と、
前記第一の波長とは波長の異なる第二の波長の光を出射する第二の発光素子と、
前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子から出射した光を光記録媒体に集光するための集光レンズと、
前記光記録媒体から反射した光を検出するための光検出器と、を備えた光ピックアップであって、
前記第一の発光素子から前記集光レンズに至る光路を第一の光路とし、
前記第二の発光素子から前記集光レンズに至る光路を第二の光路とし、
前記第一の光路上に前記第一の波長の光に対して位相差Γ１の第一の波長板を配置し、
前記第二の光路上に前記第二の波長の光に対して位相差Γ２の第二の波長板を配置し、
前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子から前記集光レンズに至る光路中に、前記第一の波長の光に対して位相差Γ３の第三の波長板を配置し、
前記第一の波長板を透過した前記第一の波長の光は、前記第三の波長板を透過したときに、直線偏光から円偏光に変換されて前記第三の波長板を出射し、
前記第二の波長板は、前記第二の波長の光が前記第三の波長板を透過するときに円偏光に変換されて出射できるように、前記第二の波長に対する前記第三の波長板の位相差Γ３からのずれを補償することを特徴とする光ピックアップ。
前記第一の波長板は、波長が７８５ｎｍである光に対して位相差Γ１＝１８０°を有し、
前記第一の波長板に入射する光の偏波面と当該第一の波長板の光学軸とのなす角θ１が、４５°であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
前記第二の波長板は、波長が６６０ｎｍである光に対して位相差Γ２＝１９８°を有し、
前記第二の波長板に入射する光の偏波面と当該第二の波長板の光学軸とのなす角θ２が、４５°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ。
前記第三の波長板は、波長が７８５ｎｍである光に対して位相差Γ３＝９０°を有し、
前記第三の波長板に入射する光の偏波面と当該第三の波長板の光学軸とのなす角θ３が、１３５°であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光ピックアップ。
前記第一の波長が７８５ｎｍであり、前記第二の波長が６６０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光ピックアップ。