JPH10208286A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度ディスクと標準密度ディスクとの再生
を共に可能にする。 【解決手段】 対物レンズ６の光学特性が最適設計され
ていない情報記録媒体からの反射光における周辺部と同
じ大きさの周辺領域とその内側の中央領域とからなる液
晶素子により構成された位相差発生手段４を配設け，対
物レンズ６の光学特性が最適設計されていない情報記録
媒体に照射されるレーザ光又はその反射光に対して，周
辺領域に所定の電圧を印加して，当該周辺領域及び中央
領域を通過するレーザ光の位相差を異なる状態し，そし
て偏光板により対物レンズ６の光学特性が最適設計され
ていない情報記録媒体からの反射光における球面収差の
影響が著しい周辺部が受光素子９に受光されないように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光ピックアップ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，レーザ光を集光してレーザスポッ
トを形成し，当該レーザスポットを情報記録媒体（以
下，ディスクという）の記録部材に照射することによ
り，マーク（ピット）形成して情報の記録を行い，また
記録部材からの反射光を受光して当該記録部材に記録さ
れている情報の再生を行う光ピックアップ装置が知られ
ている。なお，以下の説明ではマークが存在する領域を
マーク領域と称し，当該マーク領域の間の領域をスペー
ス領域と称する。

【０００３】かかるディスクは，プラスチック等の透明
部材により記録部材が挟持された構成になっており，近
年の高密度情報化の要請を受けて，いわゆるＤＶＤと称
される高記録密度ディスクが開発されている。

【０００４】そして，レーザ光が照射される側の透明部
材（この透明部材を特に透明基板と記載する）の厚み
は，従来の記録密度を持つディスクでは１．２ｍｍであ
り，ＤＶＤでは０．６ｍｍとなっている。

【０００５】なお，本明細書では従来の記録密度を持つ
ディスクを標準密度ディスク，当該標準密度ディスクに
対して高記録密度化されたディスクを高密度ディスクと
いい，これらを総称し，又は特に区別する必要がないと
きは単にディスクという。従って，高密度ディスクはＤ
ＶＤに限定されないが，以下の説明ではこれを例に説明
する。

【０００６】かかる高記録密度ディスクの開発に伴い，
光ピックアップ装置の付加価値を高める観点から，透明
基板の厚みが異なるディスクに対しても情報の記録又は
再生等が行えることが望まれる。

【０００７】しかし，透明基板は当然のことながら所定
の屈折率を有するため，レーザ光の集光特性は対物レン
ズと透明基板との光学特性により決定されるようにな
る。

【０００８】即ち，記録部材に記録された情報を適正に
再生するためには，レーザ光を標準密度ディスクで約
１．５μｍ，高密度ディスクで約１．０μｍに集光しな
ければならないが，透明基板厚の異なるディスクに対し
て同一の対物レンズにより同一波長のレーザ光を集光す
ると，集光特性が対物レンズと透明基板とにより決るた
め，適正なレーザスポットが記録部材面上に形成できな
い場合が生じ，かかる場合には球面収差が増大してしま
う。このため，標準密度ディスクと高密度ディスクとの
互換性が保もたれなくなる問題が指摘されている。

【０００９】このような球面収差の劣化は，その原因が
主に透明基板の厚み変化から生じるため，記録部材面上
に照射されたレーザ光の周辺部がぼけて，その反射光の
周辺部に非情報信号光が存在するようになる。

【００１０】そこで，透明基板厚が薄い高密度ディスク
に対して球面収差が最も小さくなるように対物レンズを
最適設計し，透明基板厚の厚い標準密度ディスクに対し
てはレーザ光における周辺部をアパーチャ等を用いて遮
光することにより球面収差の劣化に対応した光ピックア
ップ装置が提案されている。

【００１１】かかる問題を図を参照して詳細に説明す
る。図１３は，高密度ディスクに対して最適設計された
対物レンズを用いてレーザ光を集光した際の集光状態を
示す図で，図１３（ａ）は高密度ディスクＨＤ，図１３
（ｂ）は標準密度ディスクＬＤの場合を示している。

【００１２】図１３（ａ）からわかるように，対物レン
ズが高密度ディスクＨＤに対して最適設計されている場
合には，全てのレーザ光Ｌを記録部材Ｍ面上に集光する
ことができるが，かかる対物レンズを標準密度ディスク
ＬＤに対して用いると，図１３（ｂ）に見られるように
レーザ光Ｌの周辺部の集光特性が劣化してレーザ光Ｌの
略中央部分のみしか記録部材Ｍ面上に集光されなくな
る。

【００１３】即ち，レーザ光Ｌの光軸に近い部分は，良
好に記録部材Ｍの面上に集光させることができるが，当
該レーザ光Ｌの周辺部は，球面収差の影響で記録部材Ｍ
面上に集光させることができない。従って，周辺部分は
ぼやけた状態となる。

【００１４】図１４（ａ），（ｂ）は，レーザ光が記録
部材の面上に良好に集光された際の反射光の光強度分布
を示す模式図で，ドット密度により光強度分布を示して
いる。図１４（ａ）は，スペース領域にレーザ光Ｌが照
射された場合の反射光の光強度分布を示し，図１４
（ｂ）は，マーク領域にレーザ光Ｌが照射された場合の
反射光の光強度分布を示している。

【００１５】同図からわかるように，スペース領域から
の反射光の周辺部には，光強度の強い部分Ｉａが「島
状」に存在している。一方，マーク領域からの反射光の
周辺部には，このような光強度の強い部分が存在してい
ない。

【００１６】そして，スペース領域及びマーク領域から
の反射光の光強度分布は，所定の円Ｉｂにより区分けす
ることができ，スペース領域からの反射光では当該円Ｉ
ｂにより島状領域が存在する領域を，またマーク領域か
らの反射光では当該円Ｉｂにより光強度が強い領域を識
別することが可能である。

【００１７】この様な状況でレーザスポットがトラック
を走査すると，その反射光の受光信号強度は，図１４
（ｃ）における曲線Ｉｃのようになる。なお比較のため
に，後述するアパーチャにより反射光の周辺部を遮光し
た場合の信号強度を曲線Ｉｄに示している。

【００１８】信号強度は，マーク中央部で最小値を示す
変化を示している。そこで，例えば閾値を適宜設定して
おくならば，信号強度が当該閾値を越えるか否かでマー
ク領域とスペース領域の識別が可能になる。従って，マ
ーク領域とスペース領域とを正確に識別するためには，
信号強度の変化量Ｄが大きいことが条件となる。

【００１９】しかし，レーザスポットの周辺部での球面
収差が大きくなり，記録部材Ｍ面上に合焦しない部分が
生じてレーザースポット径が大きくなると，例えレーザ
スポットの中心部がマーク領域の中央部を照射していて
も，当該レーザスポットの周辺部がスペース領域を照射
している状況が生じてしまう。かかる状況は，マーク長
が短くなる高密度ディスクＨＤにおいてより顕著とな
る。

【００２０】従って，マーク領域の中央部にレーザスポ
ットが照射された場合であっても，その反射光の周辺部
に光強度の強い島状領域が現れるようになり，信号強度
の変化量が小さくなってしまう。即ち，図１４（ｂ）に
おける光強度分布に島状領域Ｉａが現れるようになり，
マーク領域とスペース領域とを正確に識別することがで
きなくなる。

【００２１】この様な問題に対してアパーチャによりレ
ーザスポットの周辺部を遮光して，当該周辺部のレーザ
光Ｌが記録部材Ｍに照射されないようにする方法が提案
されている（例えば，応用物理学会予講集 平成７年秋
２９ａ−ＺＡ−６ 「厚さの異なる２種類のディスク
における互換性の検討」 を参照されたい）。

【００２２】即ち，アパーチャによりレーザスポットの
周辺部を遮光することで，記録部材Ｍに照射されるレー
ザ光Ｌは，当該記録部材Ｍに合焦し得るレーザ光のみと
なるので，例え球面収差が周辺部で発生していてもディ
スクに照射されるレーザ光は全て合焦状態になる。これ
により，図１４（ｃ）における曲線Ｉｄに示すように受
光信号強度の変化量Ｄの減少を防止することが可能にな
る。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，高密度
ディスクＨＤの再生時には，このアパーチャは不要とな
るため，アパーチャを光路から出し入れする機構を設け
て，高密度ディスクＨＤの再生時にはアパーチャを光路
から待避させ，標準密度ディスクＬＤの再生時にはアパ
ーチャを光路に挿入して作用させることが考えられる。

【００２４】この場合，アパーチャを光路中に出し入れ
する場合には，アパーチャの挿入位置に高精度が要求さ
れると共にアパーチャの出し入れ機構の部品や組立てに
対しても高精度が要求されので光ピックアップ装置の生
産面及びコスト面から好ましくない問題があった。

【００２５】そこで本発明は，アパーチャを用いること
なく反射光の周辺部を中央部と分離可能にして球面収差
の影響のない光ピックアップ装置を提供することを目的
とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は，透明基板の基板厚が異なる情報記録媒体にレーザ光
を射出するレーザ発生手段と，少なくとも一方の前記情
報記録媒体に対して光学特性が最適設計されて，入射し
たレーザ光を集光する対物レンズと，前記情報記録媒体
からの反射光を受光する受光素子とを有する光ピックア
ップ装置において，レーザ光の往路，復路又は往復路の
いずれかに配設され，かつ，液晶素子から形成されると
共に，当該液晶素子が前記対物レンズの光学特性が最適
設計されていない前記情報記録媒体からの反射光におけ
る球面収差の影響が著しい周辺部の大きさに対応した中
央領域と該中央領域の周囲に形成された周辺領域とから
なり，少なくとも前記対物レンズの光学特性が最適設計
されていない前記情報記録媒体に照射されるレーザ光又
は当該情報記録媒体からの反射されたレーザ光に対して
は，前記中心領域又は周辺領域に所定の電圧を印加し
て，当該周辺領域及び中央領域を通過するレーザ光の直
交する２つの電場成分の位相差を異なる位相差にする位
相差発生手段と，前記中央領域を通過したレーザ光の前
記位相差と同じ位相差を持つレーザ光のみを選択して前
記受光素子に受光させる選択手段とを有することを特徴
とする。

【００２７】即ち，対物レンズの光学特性が最適設計さ
れていない情報記録媒体からの反射光における球面収差
の影響が著しい周辺部が受光素子に受光されないように
するため，当該周辺部と同じ大きさの周辺領域とその内
側の中央領域とからなる液晶素子により構成された位相
差発生手段をレーザ光の往路，復路又は往復路のいずれ
かに配設する。また，少なくとも対物レンズの光学特性
が最適設計されていない情報記録媒体に照射されるレー
ザ光又は当該情報記録媒体からの反射されたレーザ光に
対しては，中心領域又は周辺領域に所定の電圧を印加し
て，当該周辺領域及び中央領域を通過するレーザ光の位
相差を異なる位相差にする。そして，中央領域を通過し
たレーザ光が持つ位相差と同じ位相差のレーザ光のみを
選択する選択手段を設けて，当該選択されたレーザ光を
受光素子に受光させるようにしたことを特徴とする。

【００２８】請求項２にかかる発明は，前記選択手段
が，前記レーザ光の往路と復路との光路分離を行う光路
分離手段と，前記中央領域を透過したレーザ光が持つ前
記位相差と同じ位相差のレーザ光のみが通過できるよう
に配設された偏光板とを有し，前記位相差発生手段が，
前記光路分離手段と前記対物レンズとの間の往復路に配
設されたことを特徴とする。

【００２９】即ち，選択手段をレーザ光の往路及び復路
の光路分離を行う光路分離手段と，中央領域を透過した
レーザ光が持つ位相差と同じ位相差のレーザ光のみが通
過できるように配設された偏光板とにより構成する。そ
して，位相差発生手段を光路分離手段及び対物レンズの
間の往復路に配設して，当該位相差発生手段により少な
くとも対物レンズの光学特性が最適設計されていない情
報記録媒体に照射されるレーザ光又は当該情報記録媒体
からの反射されたレーザ光に対しては，中心領域又は周
辺領域に所定の電圧を印加して，当該周辺領域及び中央
領域を通過するレーザ光の位相差を異なる位相差にし，
当該周辺領域通過したレーザ光が受光素子に受光されな
いようにしたことを特徴とする。

【００３０】請求項３にかかる発明は，前記位相差発生
手段が，前記対物レンズと一体に動くように設けられて
いることを特徴とする。

【００３１】即ち，対物レンズがトラッキング等により
移動した際に，位相差発生手段を通過したレーザ光の光
軸が対物レンズの光軸とずれないようにしたことを特徴
とする。

【００３２】請求項４にかかる発明は，前記位相差発生
手段が，前記光路分離手段と前記レーザ発生手段との間
の往路に配設されたことを特徴とする。

【００３３】即ち，光路分離手段及びレーザ発生手段の
間の往路に位相差発生手段を設けて，当該位相差発生手
段によるレーザ光の光量減少を防いだことを特徴とす
る。

【００３４】請求項５にかかる発明は，前記選択手段
が，前記レーザ光の往路と復路との光路分離を入射する
レーザ光の前記位相差により行う光路分離手段と，該光
路分離手段と前記対物レンズとの間の往復路に配設され
て入射したレーザ光の前記位相差を変える１／４λ板と
を有し，前記位相差発生手段が，前記光路分離手段と前
記１／４λ板との間の往復路に配設されたことを特徴と
する。

【００３５】即ち，１／４λ板を光路分離手段及び対物
レンズの間の往復路に設け，かつ，光路分離手段により
入射するレーザ光の位相差により光路分離を行うように
する。そして位相差発生手段により対物レンズの光学特
性が最適設計されていない情報記録媒体に照射されるレ
ーザ光又は当該情報記録媒体からの反射されたレーザ光
における周辺部の位相差を，中央部の位相差と異なる位
相差にして，当該レーザ光における周辺部を光路分離手
段により光路分離して受光素子に受光されないようにし
たことを特徴とする。

【００３６】請求項６にかかる発明は，前記位相差発生
手段と前記１／４λ板とが，前記対物レンズと一体に動
くように設けられていることを特徴とする。

【００３７】即ち，対物レンズがトラッキング等により
移動した際に，位相差発生手段を通過したレーザ光の光
軸が対物レンズの光軸とずれないようにしたことを特徴
とする。

【００３８】請求項７にかかる発明は，前記選択手段
が，前記レーザ光の往路と復路との光路分離を入射する
レーザ光の前記位相差により行う光路分離手段と，該光
路分離手段と前記対物レンズとの間の往復路に配設され
て入射したレーザ光の前記位相差を変える１／４λ板と
を有し，前記位相差発生手段が，前記光路分離手段と前
記受光素子との復路に配設され，当該位相差発生手段と
前記受光素子との間の復路に入射したレーザ光を前記位
相差に依存した回折効率で回折するホログラムを有する
ことを特徴とする。

【００３９】即ち，位相差発生手段により対物レンズの
光学特性が最適設計されていない情報記録媒体に照射さ
れるレーザ光又は当該情報記録媒体からの反射されたレ
ーザ光における周辺部の位相差を，中央部の位相差と異
なる位相差にして，位相差に依存した回折効率で回折す
るホログラムにより当該レーザ光における周辺部を受光
素子の受光光路と異なる光路に回折するようにしたこと
を特徴とする。

【００４０】請求項８にかかる発明は，前記位相差発生
手段が，前記対物レンズと一体に動くように設けられ，
かつ，前記対物レンズの光学特性が最適設計されている
前記情報記録媒体に照射されるレーザ光又は当該情報記
録媒体で反射されたレーザ光に対しては，前記周辺領域
及び中央領域を通過するレーザ光の直交する２つの電場
成分の位相差を１／４λ変化させるべく前記周辺領域と
中央領域とに同じ所定電圧が印加され，前記対物レンズ
の光学特性が最適設計されていない前記情報記録媒体に
照射されるレーザ光又は当該情報記録媒体で反射された
レーザ光に対しては，前記中央領域を通過するレーザ光
の前記位相差を１／４λ変化させ，前記周辺領域を通過
するレーザ光の前記位相差を１／２λ変化させるべく，
前記周辺領域と中央領域とに異なる所定電圧が印加さ
れ，前記選択手段が，前記レーザ発生手段からのレーザ
光は透過し，当該レーザ光の前記位相差が１／２λ偏光
したレーザ光は偏向して前記受光素子に受光させること
を特徴とする。

【００４１】即ち，レーザ光における周辺部と中心部と
の直交する２つの電場成分の位相差を位相差発生手段に
より変え，かつ，その際に対物レンズの光学特性が最適
設計されていない情報記録媒体に照射されるレーザ光又
は当該情報記録媒体で反射されたレーザ光における周辺
部のレーザ光の直交する２つの電場成分の位相差（本明
細書では，かかる位相差を適宜単に位相差と略記する）
を他と異なる位相差にして，当該位相差のレーザ光を光
路分離手段で分離されないようにしたことを特徴とす
る。

【００４２】請求項９にかかる発明は，透明基板の基板
厚が異なる情報記録媒体にレーザ光を射出するレーザ発
生手段と，少なくとも一方の前記情報記録媒体に対して
光学特性が最適設計されて，入射したレーザ光を集光す
る対物レンズと，前記情報記録媒体からの反射光を受光
する受光素子とを有する光ピックアップ装置において，
前記レーザ発生手段と前記受光素子とが一体にユニット
化してレーザ光の往路に配設され，かつ，液晶素子から
形成されると共に，当該液晶素子が前記対物レンズの光
学特性を最適設計していない前記情報記録媒体からの反
射光における球面収差の影響が著しい周辺部の大きさに
対応した中央領域と該中央領域の周囲に形成された周辺
領域とからなり，少なくとも前記対物レンズの光学特性
が最適設計されていない前記情報記録媒体に照射される
レーザ光又は当該情報記録媒体で反射されたレーザ光に
対しては，前記中心領域又は周辺領域に所定の電圧を印
加して，当該周辺領域及び中央領域を通過するレーザ光
の直交する２つの電場成分の位相差を異なる位相差にす
る位相差発生手段と，入射したレーザ光の前記位相差を
変える１／４λ板と，入射したレーザ光の前記位相差に
応じた回折効率で当該レーザ光を回折して，前記中央領
域を通過したレーザ光の前記位相差と同じ位相差のレー
ザ光を前記受光素子の受光光路に回折させるホログラム
とを有することを特徴とする。

【００４３】即ち，レーザ発生手段及び受光素子を一体
に設けて装置の小型化を図ると共に，位相差発生手段に
より対物レンズの光学特性が最適設計されていない情報
記録媒体に照射されるレーザ光又は当該情報記録媒体で
反射されたレーザ光における周辺部の位相差を他と異な
る位相差にして，当該レーザ光における周辺部が受光素
子に受光されないようにホログラムにより回折したこと
を特徴とする。

【００４４】請求項１０にかかる発明は，前記位相差発
生手段が，前記対物レンズと一体に動くように設けたこ
とを特徴とする。

【００４５】即ち，対物レンズがトラッキング等により
移動した際に，位相差発生手段を通過したレーザ光の光
軸が対物レンズの光軸とずれないようにしたことを特徴
とする。

【００４６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は本発明にかかる光ピックアップ装置
における光学系の概略構成図である。

【００４７】当該光ピックアップ装置は，Ｐ偏光のレー
ザ光を出射するレーザ発生手段１，該レーザ発生手段１
からのレーザ光を収束して略平行光にするコリメータレ
ンズ２，該コリメートレンズ２からのレーザ光を通過さ
せると共に，ディスクからの反射光を偏向するビームス
プリッタ３，所定条件のレーザ光の直交する２つの電場
成分の位相差を変化させる位相差発生手段４，レーザ光
を偏向させる偏向ミラー５，高密度ディスクに対して開
口数や球面収差等の光学特性が最適設計されて，入射す
るレーザ光を集光する対物レンズ６，ビームスプリッタ
３からのディスク反射光のうちＰ偏光の反射光を通過さ
せる偏光板７，該偏光板７からの反射光を集光させる検
出レンズ８，反射光を受光してトラッキング信号，フォ
ーカス信号及び再生信号を出力する受光素子９等を有し
ている。

【００４８】位相差発生手段４は，図２に示すように中
央領域４１と周辺領域４２とからなる液晶素子からな
り，中央領域４１には電圧印加されず，周辺領域４２に
電圧印加されるように形成されて，印加電圧が所定値以
下の場合には入射したレーザ光の位相差を１／４λにず
らす。

【００４９】このような働きをする位相差発生手段４の
構成を図３に基づき説明する。図３（ａ）は位相差発生
手段４の断面を示し，図３（ｂ）は電極の構成を示す図
である。また図３（ｃ）は模式的に示した位相差発生手
段４の上面図である。

【００５０】位相差発生手段４は，ギャップ材５７によ
り所定距離だけ離れて対峙した，上ガラス基板５１及び
下ガラス基板５２を有し，上ガラス基板５１には，ＩＴ
Ｏ等の透明部材からなる上部電極５３が形成され，その
上にポリイミド等からなる配向膜５４が成膜されてい
る。また下ガラス基板５２には，上ガラス基板５１の場
合と同様にＩＴＯ等の透明部材からなる下部電極５５が
形成され，その上にポリイミド等からなる配向膜５６が
成膜されている。

【００５１】ギャップ材５７が含まれる空間には，正の
誘電異方性を有するネマティック液晶５９が封入されて
厚さ約５μｍの液晶層が形成されて，シール材５８によ
り封止されている。

【００５２】また，配向膜５４，５６には，ラビング等
により配向処理が施され，配向膜５４と配向膜５６とで
は配向処理の方向が一致している。このとき，液晶の屈
折率異方性による屈折率差をΔｎ，液晶層の厚さをｄと
すると，位相差δは， δ＝ｄ＊Δｎ となり，位相板として作用する。特に，δ＝ｋ＊λ／４
（ｋは定数）のとき，いわゆるλ／４板として機能す
る。

【００５３】なお，上部及び下部電極５３，５５は図３
（ｂ）に見られるように，中央に円形又は楕円形の領域
を持ちその周辺が周辺領域４２を形成している。

【００５４】このような上部及び下部電極５３，５５
に，閾値電圧より低い交流電圧を印加した場合，液晶分
子がはい硬膜と平行な状態を維持するので，位相差δ
（この場合λ／４）が発生し，レーザ光は円偏光となっ
て出射される。

【００５５】一方，閾値電圧より高い交流電圧を印加す
ると，液晶分子が配向膜と垂直な状態となるので，屈折
率異方性がなくなり，Δｎ＝０となって，位相差は生じ
なくなる。

【００５６】次に上記構成に基づき動作を説明する。高
密度ディスクに対して再生等を行う場合には，上部電極
５３と下部電極５５との間に閾値電圧より高い交流電圧
を印加する。これにより位相差発生手段４は等方媒質と
等価となり位相差は発生しない。

【００５７】一方，標準密度ディスクに対して再生等を
行う場合には，上部電極５３と下部電極５５との間に閾
値電圧より低い交流電圧を印加する。これによりレーザ
光の偏光の位相差が１／４λとなる。

【００５８】このような設定条件のもとで，レーザ発生
手段１からＰ偏光のレーザ光が出射され，当該レーザ光
はコリメートレンズ２により略平行光に収束され，ビー
ムスプリッタ３を通過して位相差発生手段４に入射す
る。

【００５９】このとき，位相差発生手段４の中央領域４
１に入射したレーザ光の位相は，再生等するディスクが
高密度ディスクであるか標準密度ディスクであるかによ
らず変化しない。

【００６０】しかし，周辺領域４２は再生等するディス
クが高密度ディスクであるか標準密度ディスクであるか
により，上部及び下部電極５３，５５に印加する電圧が
異なる。

【００６１】そして，高密度ディスクの場合には，閾値
電圧より高い交流電圧が印加されるので，入射したレー
ザ光の位相差は変化せずに通過し，この結果レーザ光
は，周辺部及び中央部共にＰ偏光となる。

【００６２】一方，標準密度ディスクの場合には，閾値
電圧より低い交流電圧が印加されるので，液晶が１／４
λ板として機能し，この結果入射したレーザ光は円偏光
となる。

【００６３】その後，レーザ光は偏向ミラー５により偏
向され，対物レンズ６により集光されてレーザスポット
が記録部材に照射される。

【００６４】記録部材に照射されたレーザ光は，当該記
録部材により反射されて対物レンズ６，偏向ミラー５を
介して位相差発生手段４に入射する。このときの位相差
発生手段４における作用は上述したと同様であるので，
高密度ディスクの場合には反射光はＰ偏光の状態でビー
ムスプリッタ３に入射し，また標準密度ディスクの場合
には，反射光はＳ偏光となってビームスプリッタ３に入
射する。

【００６５】その後，ビームスプリッタ３により偏向さ
れて偏光板７に入射する。当該偏光板７はＰ偏光の反射
光を通過させるので，周辺領域４２を通過してＳ偏光と
なった反射光は，通過することができない。

【００６６】即ち，高密度ディスクからの反射光はその
まま通過して検出レンズ８に入射するが，標準密度ディ
スクからの反射光は周辺部と中央部とに分離され，中央
部のＰ偏光状態の反射光のみが検出レンズ８に入射する
ようになる。

【００６７】検出レンズ８で集光された反射光は，受光
素子９により受光されて，当該受光素子９から再生信
号，フォーカス信号及びトラッキング信号が出力され
る。

【００６８】以上により，高密度ディスクに対して光学
特性が最適設計されている対物レンズを用いて標準密度
ディスクの情報を再生等する場合に，球面収差の影響に
よりレーザ光における周辺部が記録部材面上に集光しな
くなっても，その反射光の周辺部が受光素子９に入射し
ないようにできるので，高品質な再生信号等を得ること
が可能になる。

【００６９】特に，位相差発生手段４及び偏光板７は，
結果的にアパーチャと同様な効果をもたらすが，アパー
チャの場合には，再生等するディスクが高密度ディスク
の場合には，当該アパーチャは再生信号等を劣化させる
ように作用し，またディスクに入射するレーザ光の光量
を多くするので，アパーチャを光路から出し入れする必
要があったが，上記構成ではこのような動作が不要にな
り，部品点数の削減やアパーチャの出し入れ機構等が不
要になって装置の低コスト，高信頼性が実現できる。

【００７０】なお，上記説明では，標準密度ディスクか
らの反射光における周辺部を遮光するために，位相差発
生手段４及び偏光板７を用いたが，ビームスプリッタ３
を偏光ビームスプリッタ１０に変えることにより偏光板
７を用いなくてもよくなる。

【００７１】図４はかかる場合の光ピックアップ装置に
おける光学系の概略構成図である。概ね図１に示した光
ピックアップ装置と同じ構成であるが，ビームスプリッ
タ３を偏光ビームスプリッタ１０に変え，そして偏向ミ
ラー５と対物レンズ６との間に１／４λ板１１を配設し
ている点が異なる。

【００７２】このような構成の動作を説明する。なお，
位相差発生手段４への電圧印加条件は上述した場合と同
じである。

【００７３】偏光ビームスプリッタ１０からのレーザ光
は，上述した場合と同様の条件で電圧が印加された位相
差発生手段４に入射する。従って，高密度ディスクに対
し再生等を行う場合には，位相差発生手段４は等方媒質
と等価となって位相差は発じないが，標準密度ディスク
に対して再生等を行う場合には，反射光における周辺部
の位相差が１／４λ変化する。

【００７４】その後，レーザ光は偏向ミラー５により偏
向され，１／４λ板１１を通過する。このとき位相差
が，さらに１／４λずれるように偏光回転手段と１／４
λ板の光学軸の方向を合わせておく。これにより，周辺
部は位相差が１／２λとなり，中心部は位相差が１／４
λとなって，対物レンズ６で集光されてレーザスポット
が記録部材に照射される。

【００７５】記録部材に照射されたレーザ光は，当該記
録部材により反射されて対物レンズ６で収束され，１／
４λ板１１により位相差が１／４λ変えられ，そして偏
向ミラー５を介して位相差発生手段４に入射する。

【００７６】位相差発生手段４に入射する反射光は，往
復２度１／４λ板を通ることになるので，レーザ光の位
相は１／２λずれ，この結果反射光の偏光状態は９０度
回転したＳ偏光となる。つまり，高密度ディスクの場合
には全ての反射光がＳ偏光となり，標準密度ディスクの
場合には中央部のみがＳ偏光となる。

【００７７】このような位相差のレーザ光が，偏光ビー
ムスプリッタ１０に入射すると，位相が１／２λずれた
反射光は当該偏光ビームスプリッタ１０により偏向さ
れ，位相がλずれた標準密度ディスクからの反射光にお
ける周辺部は当該偏光ビームスプリッタ１０により偏向
されることなく直進するようになる。

【００７８】偏光ビームスプリッタ１０により偏向され
たレーザ光は検出レンズ８により集光され，受光素子９
で受光されて再生信号等が出力される。

【００７９】以上により，高密度ディスクに対して光学
特性が最適設計されている対物レンズを用いて標準密度
ディスクの情報を再生等する場合に，球面収差の影響に
よりレーザ光における周辺部が記録部材面上に集光しな
くなっても，その反射光の周辺部が受光素子９に入射し
ないようにできるので，高品質な再生信号等を得ること
が可能になる。

【００８０】特に，位相差発生手段４及び偏光ビームス
プリッタ１０は，結果的にアパーチャと同様な効果をも
たらすが，アパーチャの場合には，再生等するディスク
が高密度ディスクの場合には，当該アパーチャは再生信
号等を劣化させるように作用し，またディスクに入射す
るレーザ光の光量を多くするためにアパーチャを光路か
ら出し入れする必要があったが，上記構成ではこのよう
な動作が不要になり，また中心部と周辺部とにそれぞれ
電極があり，標準密度ディスクの場合は中心部のみ電圧
印可し，高密度ディスクの場合は，中心部及び周辺部両
方に電圧印可するので，部品点数の削減やアパーチャの
出し入れ機構等が不要になって装置の低コスト，高信頼
性が実現できる。

【００８１】また本発明は上記構成に限定されず，図５
に示すような構成であってもよい。図５に示した光ピッ
クアップ装置は，位相差発生手段４をコリメートレンズ
２とビームスプリッタ３との間の往路に配設し，ビーム
スプリッタ３と検出レンズ８との間復路に偏光板１３を
設けたもので，概ね図１に示した構成と同じである。

【００８２】このような構成の動作を説明する。なお，
位相差発生手段４への電圧印加条件は上述した場合と同
じである。位相差発生手段４は位相差が１／２λとなる
ようにΔｎ，ｄが設定されている。このとき偏光方向は
９０度回転する。

【００８３】レーザ発生手段１からのレーザ光はコリメ
ートレンズ２により略平行光に収束され，位相差発生手
段４に入射して上述した場合と同様の条件で位相差が変
えられる。即ち，高密度ディスクに対し再生等を行う場
合には，位相差発生手段４は等方媒質と等価となって位
相差は発生しないが，標準密度ディスクに対して再生等
を行う場合には反射光における周辺部の偏光方向が９０
度回転し，当該レーザ光の中央部はそのままの位相差と
なる。

【００８４】そしてビームスプリッタ３を通過し，偏向
ミラー５により偏向され，対物レンズ６により集光され
てレーザスポットが記録部材に照射される。

【００８５】記録部材に照射されたレーザ光は，当該記
録部材により反射されて対物レンズ６，偏向ミラー５を
介してビームスプリッタ３に入射し，当該ビームスプリ
ッタ３で偏向されて偏光板１３に入射する。

【００８６】このとき，標準密度ディスクからの反射光
における中央部や高密度ディスクからの反射光は同じ位
相差にあるが，標準密度ディスクからの反射光の周辺部
のみの位相差が変化している。

【００８７】そこで，偏光板１３はレーザ発生手段１か
ら出射された際の位相差にあるレーザ光のみを透過する
ように配設して置くならば，位相差が変化した標準密度
ディスクからの反射光における周辺部のみを分離するこ
とができるようになる。

【００８８】以上により，高密度ディスクに対して光学
特性が最適設計されている対物レンズを用いて標準密度
ディスクの情報を再生等する場合に，球面収差の影響に
よりレーザ光における周辺部が記録部材面上に集光しな
くなっても，その反射光における周辺部が受光素子に入
射しないようにできるので，高品質な再生信号等を得る
ことが可能になる。

【００８９】特に，位相差発生手段４及び偏光板１３
は，結果的にアパーチャと同様な効果をもたらすが，ア
パーチャの場合には，再生等するディスクが高密度ディ
スクの場合には，当該アパーチャは再生信号等を劣化さ
せるように作用し，またディスクに入射するレーザ光の
光量を多くするためにアパーチャを光路から出し入れす
る必要があったが，上記構成ではこのような動作が不要
になるので，部品点数の削減やアパーチャの出し入れ機
構等が不要になって装置の低コスト，高信頼性が実現で
きる。

【００９０】ところで，対物レンズ６はレーザ光を集光
してレーザスポットを形成し，当該レーザスポットが記
録部材に形成されたトラック上に照射される。しかし，
種々の原因によりレーザスポットの照射位置がトラック
からずれたりする場合があり，この場合にはトラッキン
グ信号により対物レンズの位置調整が行われる。

【００９１】このとき，対物レンズ６に入射するレーザ
光の光軸位置は変化しないので，対物レンズ６が動くと
対物レンズ６の光軸とレーザ光の光軸とがずれてしまう
事態が生じる。

【００９２】先に説明したように，標準密度ディスクの
再生等を行う場合には，例えば図１に示すようにレーザ
光における周辺部は位相差発生手段４により位相がずれ
て対物レンズ６に入射する。

【００９３】かかる位相がずれた領域は，球面収差が大
きく記録部材面上に集光しない領域に一致するように設
定すべきなのに，トラッキング等により対物レンズ６が
動くために当該対物レンズ６の光軸が位相差発生手段４
に設けられた周辺領域４２の中心とずれてしまい，記録
部材面上に集光する領域のレーザ光の一部に位相差発生
手段４により位相がずれたレーザ光が混じるようにな
る。

【００９４】この状況を図７を参照して説明する。対物
レンズ６がトラッキングにより実線位置から点線位置に
移動したとする。実線位置では，球面収差が大きい周辺
領域は領域Ｒｒであるので，位相差発生手段４の周辺領
域４２は当該Ｒｒ領域の位相差を変えるように構成され
ている。

【００９５】しかし，対物レンズ６が点線位置に移動し
た場合には，球面収差が大きい周辺領域４２は領域Ｒｍ
となり，当該周辺領域４２と領域Ｒｍとは一致しなくな
る。

【００９６】このため，球面収差が小さく問題にならな
い領域の一部に，周辺領域４２で位相差が変えられたレ
ーザ光が混じり，球面収差が大きく除去しなければなら
ない領域の一部に，周辺領域４２で位相差が変えられな
いレーザ光が混じるようになる。

【００９７】トラッキング量は状況に応じて異なるの
で，上述した事態は例えディスク上同じ点からの反射光
であっても再生信号等がトラッキングの状況に応じて変
化するようになり，好ましくない。

【００９８】そこで，図６に示すように，位相差発生手
段４を保持部材１４により対物レンズ６と一体に，又は
固着して設け，対物レンズ４の移動に伴い位相差発生手
段４も移動するようにする。

【００９９】このような構成に基づき，レーザ発生手段
１からのレーザ光はコリメートレンズ２により略平行光
に収束され，ビームスプリッタ３を通過し，偏向ミラー
５により偏向されて位相差発生手段４に入射する。

【０１００】位相差発生手段４の位相差が１／２λとな
る場合について以下説明する。

【０１０１】位相差発生手段４に入射したレーザ光は，
上述した場合と同様の条件で位相差が変えられる。即
ち，高密度ディスクに対し再生等を行う場合には，位相
差発生手段４は等方媒質と等価となって位相差は発生し
ないが，標準密度ディスクに対して再生等を行う場合に
は反射光における周辺部の位相差が１／２λずれ，当該
反射光における中央部はそのままの位相差となる。

【０１０２】そして，対物レンズ６により集光されてレ
ーザスポットが記録部材に照射される。このとき位相差
発生手段４は保持部材１４により対物レンズ６に固着等
されて一体に動き得るようになっているので，例え対物
レンズ６がトラッキング等により動いても，対物レンズ
６の球面収差が大きい領域と位相差発生手段４の周辺領
域４２とが常に一致させることができる。

【０１０３】記録部材に照射されたレーザ光は，当該記
録部材により反射されて対物レンズ６，位相差発生手段
４に入射する。当該位相差発生手段４においても上述し
たと同様の条件で球面収差の影響が大きな領域の位相が
変化し，偏向ミラー５を介してビームスプリッタ３に入
射し，当該ビームスプリッタ３で偏向されて偏光板１３
に入射する。

【０１０４】従って，標準密度ディスクからの反射光に
おける中央部や高密度ディスクからの反射光は同じ位相
差にあるが，標準密度ディスクからの反射光における周
辺部の位相差はこれらと異なっている。

【０１０５】そこで，レーザ発生手段１から出射された
際の位相差にあるレーザ光のみを透過するように偏光板
１３を配設して置くならば，位相差が変化した標準密度
ディスクからの反射光における周辺部のみを分離するこ
とができるようになる。

【０１０６】以上により，対物レンズの位置が変化して
も，球面収差の影響が著しい領域のみを遮光することが
可能になって，高品質な再生信号等を得ることが可能に
なる。

【０１０７】またアパーチャにおける種々の問題点が発
生しないので，部品点数の削減やアパーチャの出し入れ
機構等が不要になって装置の低コスト，高信頼性が実現
できる。

【０１０８】なお，図６に示す構成を図８に示すような
構成にしてもよい。図７に示す光ピックアップ装置は，
図６に示すビームスプリッタ３を偏光ビームスプリッタ
１０に変え，位相差発生手段４と対物レンズ６との間に
１／４λ板１１を設けたものである。

【０１０９】なお，この場合１／４λ板１１も保持部材
１４により保持されて対物レンズ６と共に動くように一
体に形成されているので，装置のコンパクト化が可能に
なる利点がある。しかしこれは本質的なことではなく，
当該１／４λ板１１は偏向ミラー５等と共にその位置が
固定されていてもよい。

【０１１０】また上記説明ではレーザ発生手段１と受光
素子９とは別な場所に配設されて，ビームスプリッタ３
や偏光ビームスプリッタ１０により光路分離を行い反射
光を受光素子９で受光する構成であった。

【０１１１】しかし本発明はこれらの構成に限定される
ものではなく，例えば図９に示すようにレーザ発生手段
１と受光素子９とが一体化されたレーザユニットを用い
てもよい。

【０１１２】図９に示す光ピックアップ装置は，レーザ
光を出射する半導体レーザ素子２１と入射したレーザ光
を受光する受光素子２２を収納したレーザユニット２
０，該レーザユニット２０の頭部に配設されて反射光を
回折させるホログラム２３，レーザ光を収束して略平行
光にするコリメータレンズ２，レーザ光を偏向する偏向
ミラー５，所定条件でレーザ光の位相を１／２λずらす
位相差発生手段４，レーザ光の偏光の位相差を１／４λ
にする１／４λ板１１，高密度ディスクに対して開口数
や球面収差等の光学特性が最適設計されて，入射するレ
ーザ光を集光する対物レンズ６，位相差発生手段４，１
／４λ板１１及び対物レンズ６を一体に保持する保持部
材１４等を有している。

【０１１３】なお，位相差発生手段４や保持部材１４等
の作用は上述した場合と同様である。

【０１１４】ホログラム２３は，入射したレーザ光の位
相差に依存した回折効率で回折する偏光ホログラム２３
により光路分離を行う。

【０１１５】上記構成に基づき，半導体レーザ素子２１
から出射されたレーザ光は偏光ホログラム２３を通り，
コリメートレンズ２により略平行光に収束されて偏向ミ
ラー５で偏向される。

【０１１６】その後，レーザ光は位相差発生手段４によ
り上述した条件に従って位相差を発生し，１／４λ板で
位相が１／４λずれて対物レンズ５に入射し，当該対物
レンズ６で集光されて記録部材面上に集光する。

【０１１７】また記録部材から反射したレーザ光は，対
物レンズ５により収束され略平行光となって，１／４λ
板１１，位相差発生手段４，偏向ミラー５及びコリーメ
ートレンズ２を経て，偏光ホログラム２３に入射する。

【０１１８】このとき偏光ホログラム２３は入射するレ
ーザ光の位相差に依存した回折効率で回折するので，標
準密ディスクからの反射光における周辺部は回折されな
い。従って，標準密ディスクからの反射光における周辺
部は受光素子２０により受光されなくなる。

【０１１９】このように半導体レーザ素子と受光素子を
一体に設け，光路分離をホログラムで行うようにするこ
とにより光学系が著しく簡略化されて，信頼性が高まる
と共にコストの低減が可能になる。

【０１２０】また，これまでは位相差発生手段４の中央
領域４１は等方媒質と等価となって位相差が発じない場
合について説明した。しかし本発明はこれに限定されず
図１１に示すような構成であってもよい。

【０１２１】即ち，図３（ｂ）に示した上部及び下部電
極５３，５５を，図１１に示すように中央領域４１に対
応した円形部電極６１と周辺領域４２に対応したリング
部電極６２とに分けて構成する。

【０１２２】そして，高密度ディスクに対して再生等を
行うときには，円形部電極６１とリング部電極６２とに
同じ交流電圧を印加して，入射したレーザ光の位相が１
／４λずれるようにする。

【０１２３】一方，標準密度ディスクに対して再生等を
行うときには，円形部電極６１とリング部電極６２とに
異なる交流電圧を印加して，中心部と周辺部との位相差
を変えるようにする。

【０１２４】このような位相差発生手段６０を適用した
光ピックアップ装置の構成を図１０に示し，同図に基づ
き説明する。光ピックアップ装置は，レーザ光を出射す
るレーザ発生手段１と，レーザ光を収束して略平行光に
するコリメータレンズ２，入射したレーザ光の位相差に
より当該レーザ光を偏向又は透過させる偏光ビームスプ
リッタ１０，レーザ光を偏向する偏向ミラー５，所定条
件でレーザ光の位相をずらす位相差発生手段４，高密度
ディスクに対して開口数や球面収差等の光学特性が最適
設計されて，入射するレーザ光を集光する対物レンズ
６，偏光ビームスプリッタ１０で偏向されたレーザ光を
集光する検出レンズ８，反射光を受光して生成信号等を
出力する受光素子９等を有している。

【０１２５】上記構成に基づき，レーザ発生手段１から
のレーザ光はコリメートレンズ２により略平行光に収束
され，偏光ビームスプリッタ１０を通過し，偏向ミラー
５により偏向されて位相差発生手段４に入射する。

【０１２６】このとき高密度ディスクに対して再生等を
行う場合には，位相差発生手段４の上部及び下部電極５
３，５５における円形部電極６１とリング部電極６２と
に同じ交流電圧が印加されて，入射したレーザ光の位相
が１／４λずれるようになっている。

【０１２７】また，標準密度ディスクに再生等を行う場
合には，円形部電極６１とリング部電極６２とに異なる
交流電圧が印加されて，円形部電極６１を通過したレー
ザ光の位相が１／４λずれ，リング部電極６２を通過し
たレーザ光の位相差が１／２λずれるようになってい
る。

【０１２８】このように位相差発生手段４を通過したレ
ーザ光は対物レンズ６で集光されてレーザスポットが記
録部材に照射される。このとき位相差発生手段４は保持
部材１４により対物レンズ６に固着されて一体に動き得
るようになっているので，例え対物レンズ６がトラッキ
ング等により動いても，対物レンズ６の球面収差が大き
い領域と位相差発生手段４の周辺領域４２とを常に一致
させることができる。

【０１２９】記録部材に照射されたレーザ光は，当該記
録部材により反射されて対物レンズ６，位相差発生手段
４に入射する。当該位相差発生手段４においても上述し
たと同様条件で球面収差の影響が大きな領域の位相が変
化し，偏向ミラー５を介して偏光ビームスプリッタ１０
に入射し，当該偏光ビームスプリッタ１０で偏向されて
検出レンズ８に入射して，受光素子９で受光される。

【０１３０】以上により，偏光板等を用いることなく１
つの位相差発生手段により，球面収差の影響が著しい領
域を受光素子１０に受光されないようにすることがで
き，また対物レンズの位置が変化しても光軸ずれを防止
できるので，部品の低減によるコストダウン及び高信頼
性が得られ，さらに高品質な再生信号等を得ることが可
能になる。

【０１３１】さらに図１２に示すような構成の光ピック
アップ装置であってもよい。同図に示す光ピックアップ
装置は，概ね図４に示すピックアップ装置と同じ構成で
あるが，偏光ビームスプリッタ１０と検出レンズ８との
間に位相差発生手段４及び偏光ホログラム２３を配設
し，当該位相差発生手段４と検出レンズ８との間に偏光
ホログラム２３が設けられている点が相違している。

【０１３２】このような構成の動作を説明する。なお，
位相差発生手段４への電圧印加条件は，上述した場合と
同じである。

【０１３３】偏光ビームスプリッタ１０からのレーザ光
は，位相差発生手段４に入射して，上述した場合と同様
の条件で電圧が印加される。従って，高密度ディスクに
対し再生等を行う場合には，位相差発生手段４は１／２
λ板と等価な働きをする構成として位相差を発生しない
ようにし，一方標準密度ディスクに対して再生等を行う
場合には，周辺部の位相を１／２λずらし，中央部の位
相はそのままとする。

【０１３４】その後，反射光は偏光ホログラム２３に入
射する。当該偏光ホログラム２３は，偏光作用を持つホ
ログラムであり回折光率が異なる。つまり，中心部と周
辺部との偏光方向を直交させることにより位相の異なる
レーザ光を分離することができる。

【０１３５】そこで，受光素子は高密度ディスクからの
反射光及び標準密度ディスクからの反射光のうち中央部
が強く回折される方向に配設しておくならば，標準密度
ディスクからの反射光における周辺部は受光素子９に受
光されなくなるので，再生信号等の品質を低下を防止で
きる。

【０１３６】

【発明の効果】請求項１にかかる発明によれば，対物レ
ンズの光学特性が最適設計されていない情報記録媒体か
らの反射光における周辺部と同じ大きさの周辺領域とそ
の内側の中央領域とからなる液晶素子により構成された
位相差発生手段をレーザ光の往路，復路又は往復路のい
ずれかに配設け，少なくとも対物レンズの光学特性が最
適設計されていない情報記録媒体に照射されるレーザ光
又は当該情報記録媒体からの反射されたレーザ光に対し
ては，周辺領域に所定の電圧を印加して，当該周辺領域
及び中央領域を通過するレーザ光の位相差を異なる位相
差にし，そして中央領域を通過したレーザ光が持つ位相
差と同じ位相差のレーザ光のみを選択する選択手段を設
けて，当該選択されたレーザ光を受光素子に受光させる
ようにしたので，対物レンズの光学特性が最適設計され
ていない情報記録媒体からの反射光における球面収差の
影響が著しい周辺部による再生信号等の品質劣化を防止
することが可能になる。

【０１３７】請求項２にかかる発明によれば，選択手段
をレーザ光の往路及び復路の光路分離を行う光路分離手
段と，中央領域を透過したレーザ光が持つ位相差と同じ
位相差のレーザ光のみが通過できるように配設された偏
光板とにより構成し，そして，位相差発生手段を光路分
離手段及び対物レンズの間の往復路に配設して，当該位
相差発生手段により少なくとも対物レンズの光学特性が
最適設計されていない情報記録媒体に照射されるレーザ
光又は当該情報記録媒体からの反射されたレーザ光に対
しては，周辺領域に所定の電圧を印加して，当該周辺領
域及び中央領域を通過するレーザ光の位相差を異なる位
相差にし，当該周辺領域通過したレーザ光が受光素子に
受光されないようにしたので，対物レンズの光学特性が
最適設計されていない情報記録媒体からの反射光におけ
る球面収差の影響が著しい周辺部による再生信号等の品
質劣化を防止することが可能になる。

【０１３８】請求項３にかかる発明によれば，位相差発
生手段を対物レンズと一体に動くようにしたので，対物
レンズがトラッキング等により移動しても位相差発生手
段を通過したレーザ光の光軸が対物レンズの光軸とずれ
ないようになる。

【０１３９】請求項４にかかる発明によれば，光路分離
手段及びレーザ発生手段の間の往路に位相差発生手段を
設けたので，当該位相差発生手段によるレーザ光の光量
減少を防ぐことが可能になる。

【０１４０】請求項５にかかる発明によれば，１／４λ
板を光路分離手段及び対物レンズの間の往復路に設け，
かつ，光路分離手段により入射するレーザ光の位相差に
より光路分離を行うようにし，そして位相差発生手段に
より対物レンズの光学特性が最適設計されていない情報
記録媒体に照射されるレーザ光又は当該情報記録媒体か
らの反射されたレーザ光における周辺部の位相差が，中
央部の位相差と異なる位相差にして，当該レーザ光にお
ける周辺部が光路分離手段により光路分離されて受光素
子に受光されないようにしたので，対物レンズの光学特
性が最適設計されていない情報記録媒体からの反射光に
おける球面収差の影響が著しい周辺部による再生信号等
の品質劣化を防止することが可能になる。

【０１４１】請求項６にかかる発明によれば，位相差発
生手段を対物レンズと一体に動くようにしたので，対物
レンズがトラッキング等により移動しても位相差発生手
段を通過したレーザ光の光軸が対物レンズの光軸とずれ
ないようになる。

【０１４２】請求項７にかかる発明によれば，位相差発
生手段により対物レンズの光学特性が最適設計されてい
ない情報記録媒体に照射されるレーザ光又は当該情報記
録媒体からの反射されたレーザ光における周辺部の位相
差が，中央部の位相差と異なる位相差にして，位相差に
依存した回折効率で回折するホログラムにより当該レー
ザ光における周辺部を受光素子の受光光路と異なる光路
に回折するようにしたので，対物レンズの光学特性が最
適設計されていない情報記録媒体からの反射光における
球面収差の影響が著しい周辺部による再生信号等の品質
劣化を防止することが可能になる。

【０１４３】請求項８にかかる発明によれば，レーザ光
における周辺部と中心部との位相差を位相差発生手段に
より変え，かつ，その際に対物レンズの光学特性が最適
設計されていない情報記録媒体に照射されるレーザ光又
は当該情報記録媒体で反射されたレーザ光における周辺
部の位相差を他と異なる位相差にして，当該位相差のレ
ーザ光を光路分離手段で分離されないようにしたので，
対物レンズの光学特性が最適設計されていない情報記録
媒体からの反射光における球面収差の影響が著しい周辺
部による再生信号等の品質劣化を防止することが可能に
なる。

【０１４４】請求項９にかかる発明によれば，レーザ発
生手段及び受光素子を一体に設けて装置の小型化を図る
と共に，位相差発生手段により対物レンズの光学特性が
最適設計されていない情報記録媒体に照射されるレーザ
光又は当該情報記録媒体で反射されたレーザ光における
周辺部の位相差を他と異なる位相差にして，当該レーザ
光における周辺部が受光素子に受光されないようにホロ
グラムにより回折したので，対物レンズの光学特性が最
適設計されていない情報記録媒体からの反射光における
球面収差の影響が著しい周辺部による再生信号等の品質
劣化を防止することが可能になる。

【０１４５】請求項１０にかかる発明によれば，位相差
発生手段を対物レンズと一体に動くようにしたので，対
物レンズがトラッキング等により移動しても位相差発生
手段を通過したレーザ光の光軸が対物レンズの光軸とず
れないようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピッ
クアップ装置における光学系の概略構成図である。

【図２】位相差発生手段の構成を示す図である。

【図３】位相差発生手段の詳細構成を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピッ
クアップ装置における光学系の他の概略構成を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピッ
クアップ装置における光学系の他の概略構成を示す図で
ある。

【図６】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピッ
クアップ装置における光学系の他の概略構成を示す図で
ある。

【図７】対物レンズのトラッキングによる当該対物レン
ズとレーザ光の光軸ずれを説明する図である。

【図８】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピッ
クアップ装置における光学系の他の概略構成を示す図で
ある。

【図９】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピッ
クアップ装置における光学系の他の概略構成を示す図で
ある。

【図１０】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピ
ックアップ装置における光学系の他の概略構成を示す図
である。

【図１１】位相差発生手段の電極構成を示す図である。

【図１２】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピ
ックアップ装置における光学系の他の概略構成を示す図
である。

【図１３】透明基板厚の相違による集光特性を説明する
図である。

【図１４】反射光における周辺部を遮光することによる
効果を説明するための図である。

【符号の説明】

１ レーザ発生手段 ２ コリメートレンズ ３ ビームスプリッタ ４ 位相差発生手段 ５ 偏向ミラー ６ 対物レンズ ７，１１ 偏光板 ８ 検出レンズ ９ 受光素子 １０ 偏光ビームスプリッタ １１ １／４λ板 １４ 保持部材 ４１ 中央領域 ４２ 周辺領域 ２０ レーザユニット ２３ ホログラム

【手続補正書】

【提出日】平成９年３月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項９

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は，透明基板の基板厚が異なる情報記録媒体にレーザ光
を射出するレーザ発生手段と，少なくとも一方の情報記
録媒体に対して光学特性が最適設計されて，入射したレ
ーザ光を集光する対物レンズと，情報記録媒体からの反
射光を受光する受光素子とを有する光ピックアップ装置
において，レーザ光の往路，復路又は往復路のいずれか
に配設され，かつ，液晶素子から形成されると共に，当
該液晶素子が対物レンズの光学特性を最適設計していな
い情報記録媒体からの反射光における球面収差の影響が
著しい周辺部の大きさに対応した中央領域と該中央領域
の周囲に形成された周辺領域とからなり，少なくとも対
物レンズの光学特性が最適設計されていない情報記録媒
体に照射されるレーザ光又は当該情報記録媒体から反射
されたレーザ光に対しては，中央領域又は周辺領域に所
定の電圧を印加して，当該周辺領域及び中央領域を通過
するレーザ光の直交する２つの電場成分の位相差を異な
る位相差にする位相差発生手段と，中央領域を通過した
レーザ光の位相差と同じ位相差を持つレーザ光のみを選
択して受光素子に受光させる選択手段とを有することを
特徴とする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】即ち，対物レンズの光学特性が最適設計さ
れていない情報記録媒体からの反射光における球面収差
の影響が著しい周辺部が受光素子に受光されないように
するため，当該周辺部に対応した大きさを持つ周辺領域
とその内側の中央領域とからなる液晶素子により構成さ
れた位相差発生手段をレーザ光の往路，復路又は往復路
のいずれかに配設する。また，少なくとも対物レンズの
光学特性が最適設計されていない情報記録媒体に照射さ
れるレーザ光又は当該情報記録媒体からの反射されたレ
ーザ光に対しては，中央領域又は周辺領域に所定の電圧
を印加して，当該周辺領域及び中央領域を通過するレー
ザ光の位相差を異なる位相差にする。そして，中央領域
を通過したレーザ光が持つ位相差と同じ位相差のレーザ
光のみを選択する選択手段を設けて，当該選択されたレ
ーザ光を受光素子に受光させるようにしたことを特徴と
する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】即ち，選択手段をレーザ光の往路及び復路
の光路分離を行う光路分離手段と，中央領域を透過した
レーザ光が持つ位相差と同じ位相差のレーザ光のみが通
過できるように配設された偏光板とにより構成する。そ
して，位相差発生手段を光路分離手段及び対物レンズの
間の往復路に配設して，当該位相差発生手段により少な
くとも対物レンズの光学特性が最適設計されていない情
報記録媒体に照射されるレーザ光又は当該情報記録媒体
からの反射されたレーザ光に対しては，中央領域又は周
辺領域に所定の電圧を印加して，当該周辺領域及び中央
領域を通過するレーザ光の位相差を異なる位相差にし，
当該周辺領域通過したレーザ光が受光素子に受光されな
いようにしたことを特徴とする。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】請求項９にかかる発明は，透明基板の基板
厚が異なる情報記録媒体にレーザ光を射出するレーザ発
生手段と，少なくとも一方の情報記録媒体に対して光学
特性が最適設計されて，入射したレーザ光を集光する対
物レンズと，情報記録媒体からの反射光を受光する受光
素子とを有する光ピックアップ装置において，レーザ発
生手段と受光素子とが一体にユニット化してレーザ光の
往路に配設され，かつ，液晶素子から形成されると共
に，当該液晶素子が対物レンズの光学特性を最適設計し
ていない情報記録媒体からの反射光における球面収差の
影響が著しい周辺部の大きさに対応した中央領域と該中
央領域の周囲に形成された周辺領域とからなり，少なく
とも対物レンズの光学特性が最適設計されていない情報
記録媒体に照射されるレーザ光又は当該情報記録媒体で
反射されたレーザ光に対しては，中心領域又は周辺領域
に所定の電圧を印加して，当該周辺領域及び中央領域を
通過するレーザ光の直交する２つの電場成分の位相差を
異なる位相差にする位相差発生手段と，入射したレーザ
光の位相差を変える１／４λ板と，入射したレーザ光の
位相差に応じた回折効率で当該レーザ光を回折して，中
央領域を通過したレーザ光の位相差と同じ位相差のレー
ザ光を受光素子の受光光路に回折させるホログラムとを
有することを特徴とする。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】当該光ピックアップ装置は，Ｐ偏光のレー
ザ光を出射するレーザ発生手段１，該レーザ発生手段１
からのレーザ光を収束して略平行光にするコリメータレ
ンズ２，該コリメートレンズ２からのレーザ光を通過さ
せると共に，ディスクからの反射光を偏向するビームス
プリッタ３，所定条件のレーザ光の直交する２つの電場
成分の位相差を変化させる位相差発生手段４，レーザ光
を偏向させる偏向ミラー５，高密度ディスクに対して開
口数や球面収差等の光学特性が最適設計されて，入射す
るレーザ光を集光する対物レンズ６，ビームスプリッタ
３からのディスクの反射光のうちＰ偏光の反射光を通過
させる偏光板７，該偏光板７からの反射光を集光させる
検出レンズ８，反射光を受光してトラッキング信号，フ
ォーカス信号及び再生信号を出力する受光素子９等を有
している。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５４】このような上部及び下部電極５３，５５
に，閾値電圧より低い交流電圧を印加した場合，液晶分
子が配向膜と平行な状態を維持するので，位相差δ（こ
の場合λ／４）が発生し，レーザ光は円偏光となって出
射される。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７３】偏光ビームスプリッタ１０からのレーザ光
は，上述した場合と同様の条件で電圧が印加された位相
差発生手段４に入射する。従って，高密度ディスクに対
し再生等を行う場合には，位相差発生手段４は等方媒質
と等価となって位相差は生じないが，標準密度ディスク
に対して再生等を行う場合には，反射光における周辺部
の位相差が１／４λ変化する。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７４】その後，レーザ光は偏向ミラー５により偏
向され，１／４λ板１１を通過する。このとき位相差
が，さらに１／４λずれるように位相差発生手段４と１
／４λ板１１の光軸の方向を合わせておく。これによ
り，周辺部は位相差が１／２λとなり，中心部は位相差
が１／４λとなって，対物レンズ６で集光されてレーザ
スポットが記録部材に照射される。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８０】特に，位相差発生手段４及び偏光ビームス
プリッタ１０は，結果的にアパーチャと同様な効果をも
たらすが，アパーチャの場合には，再生等するディスク
が高密度ディスクの場合には，当該アパーチャは再生信
号等を劣化させるように作用し，またディスクに入射す
るレーザ光の光量を多くするためにアパーチャを光路か
ら出し入れする必要があったが，上記構成ではこのよう
な動作が不要になり，また中心部と周辺部とにそれぞれ
電極があり，標準密度ディスクの場合は中心部のみ電圧
印加し，高密度ディスクの場合は，中心部及び周辺部両
方に電圧印可するので，部品点数の削減やアパーチャの
出し入れ機構等が不要になって装置の低コスト，高信頼
性が実現できる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８１】また本発明は上記構成に限定されず，図５
に示すような構成であってもよい。図５に示した光ピッ
クアップ装置は，位相差発生手段４をコリメートレンズ
２とビームスプリッタ３との間の往路に配設し，ビーム
スプリッタ３と検出レンズ８との間の復路に偏光板１３
を設けたもので，概ね図１に示した構成と同じである。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８７】そこで，偏光板１３はレーザ発生手段１か
ら出射された際の位相差にあるレーザ光のみを透過する
ように配設しておくならば，位相差が変化した標準密度
ディスクからの反射光における周辺部のみを分離するこ
とができるようになる。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１０５】そこで，レーザ発生手段１から出射された
際の位相差にあるレーザ光のみを透過するように偏光板
１３を配設しておくならば，位相差が変化した標準密度
ディスクからの反射光における周辺部のみを分離するこ
とができるようになる。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１７】また記録部材から反射したレーザ光は，対
物レンズ５により収束され略平行光となって，１／４λ
板１１，位相差発生手段４，偏向ミラー５及びコリメー
トレンズ２を経て，偏光ホログラム２３に入射する。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２０】また，これまでは位相差発生手段４の中央
領域４１は等方媒質と等価となって位相差が生じない場
合について説明した。しかし本発明はこれに限定されず
図１１に示すような構成であってもよい。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２４】このような位相差発生手段６０を適用した
光ピックアップ装置の構成を図１０に示し，同図に基づ
き説明する。光ピックアップ装置は，レーザ光を出射す
るレーザ発生手段１と，レーザ光を収束して略平行光に
するコリメートレンズ２，入射したレーザ光の位相差に
より当該レーザ光を偏向又は透過させる偏光ビームスプ
リッタ１０，レーザ光を偏向する偏向ミラー５，所定条
件でレーザ光の位相をずらす位相差発生手段４，高密度
ディスクに対して開口数や球面収差等の光学特性が最適
設計されて，入射するレーザ光を集光する対物レンズ
６，偏光ビームスプリッタ１０で偏向されたレーザ光を
集光する検出レンズ８，反射光を受光して生成信号等を
出力する受光素子９等を有している。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１３６】

【発明の効果】請求項１にかかる発明によれば，対物レ
ンズの光学特性が最適設計されていない情報記録媒体か
らの反射光における周辺部と同じ大きさの周辺領域とそ
の内側の中央領域とからなる液晶素子により構成された
位相差発生手段をレーザ光の往路，復路又は往復路のい
ずれかに設け，少なくとも対物レンズの光学特性が最適
設計されていない情報記録媒体に照射されるレーザ光又
は当該情報記録媒体からの反射されたレーザ光に対して
は，周辺領域に所定の電圧を印加して，当該周辺領域及
び中央領域を通過するレーザ光の位相差を異なる位相差
にし，そして中央領域を通過したレーザ光が持つ位相差
と同じ位相差のレーザ光のみを選択する選択手段を設け
て，当該選択されたレーザ光を受光素子に受光させるよ
うにしたので，対物レンズの光学特性が最適設計されて
いない情報記録媒体からの反射光における球面収差の影
響が著しい周辺部による再生信号等の品質劣化を防止す
ることが可能になる。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の基板厚が異なる情報記録媒体
   にレーザ光を射出するレーザ発生手段と，少なくとも一
   方の前記情報記録媒体に対して光学特性が最適設計され
   て，入射したレーザ光を集光する対物レンズと，前記情
   報記録媒体からの反射光を受光する受光素子とを有する
   光ピックアップ装置において，レーザ光の往路，復路又
   は往復路のいずれかに配設され，かつ，液晶素子から形
   成されると共に，当該液晶素子が前記対物レンズの光学
   特性が最適設計されていない前記情報記録媒体からの反
   射光における球面収差の影響が著しい周辺部の大きさに
   対応した中央領域と該中央領域の周囲に形成された周辺
   領域とからなり，少なくとも前記対物レンズの光学特性
   が最適設計されていない前記情報記録媒体に照射される
   レーザ光又は当該情報記録媒体からの反射されたレーザ
   光に対しては，前記中心領域又は周辺領域に所定の電圧
   を印加して，当該周辺領域及び中央領域を通過するレー
   ザ光の直交する２つの電場成分の位相差を異なる位相差
   にする位相差発生手段と，前記中央領域を通過したレー
   ザ光の前記位相差と同じ位相差を持つレーザ光のみを選
   択して前記受光素子に受光させる選択手段とを有するこ
   とを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記選択手段が，前記レーザ光の往路と
   復路との光路分離を行う光路分離手段と，前記中央領域
   を透過したレーザ光が持つ前記位相差と同じ位相差のレ
   ーザ光のみが通過できるように配設された偏光板とを有
   し，前記位相差発生手段が，前記光路分離手段と前記対
   物レンズとの間の往復路に配設されたことを特徴とする
   請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記位相差発生手段が，前記対物レンズ
   と一体に動くように設けられていることを特徴とする請
   求項２記載の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記位相差発生手段が，前記光路分離手
   段と前記レーザ発生手段との間の往路に配設されたこと
   を特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記選択手段が，前記レーザ光の往路と
   復路との光路分離を入射するレーザ光の前記位相差によ
   り行う光路分離手段と，該光路分離手段と前記対物レン
   ズとの間の往復路に配設されて入射したレーザ光の前記
   位相差を変える１／４λ板とを有し，前記位相差発生手
   段が，前記光路分離手段と前記１／４λ板との間の往復
   路に配設されたことを特徴とする請求項１記載の光ピッ
   クアップ装置。
6. 【請求項６】 前記位相差発生手段と前記１／４λ板と
   が，前記対物レンズと一体に動くように設けられている
   ことを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
7. 【請求項７】 前記選択手段が，前記レーザ光の往路と
   復路との光路分離を入射するレーザ光の前記位相差によ
   り行う光路分離手段と，該光路分離手段と前記対物レン
   ズとの間の往復路に配設されて入射したレーザ光の前記
   位相差を変える１／４λ板とを有し，前記位相差発生手
   段が，前記光路分離手段と前記受光素子との復路に配設
   され，当該位相差発生手段と前記受光素子との間の復路
   に入射したレーザ光を前記位相差に依存した回折効率で
   回折するホログラムを有す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。
8. 【請求項８】 前記位相差発生手段が，前記対物レンズ
   と一体に動くように設けられ，かつ，前記対物レンズの
   光学特性が最適設計されている前記情報記録媒体に照射
   されるレーザ光又は当該情報記録媒体で反射されたレー
   ザ光に対しては，前記周辺領域及び中央領域を通過する
   レーザ光の直交する２つの電場成分の位相差を１／４λ
   変化させるべく前記周辺領域と中央領域とに同じ所定電
   圧が印加され，前記対物レンズの光学特性が最適設計さ
   れていない前記情報記録媒体に照射されるレーザ光又は
   当該情報記録媒体で反射されたレーザ光に対しては，前
   記中央領域を通過するレーザ光の前記位相差を１／４λ
   変化させ，前記周辺領域を通過するレーザ光の前記位相
   差を１／２λ変化させるべく，前記周辺領域と中央領域
   とに異なる所定電圧が印加され，前記選択手段が，前記
   レーザ発生手段からのレーザ光は透過し，当該レーザ光
   の前記位相差が１／２λ偏光したレーザ光は偏向して前
   記受光素子に受光させ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。
9. 【請求項９】 透明基板の基板厚が異なる情報記録媒体
   にレーザ光を射出するレーザ発生手段と，少なくとも一
   方の前記情報記録媒体に対して光学特性が最適設計され
   て，入射したレーザ光を集光する対物レンズと，前記情
   報記録媒体からの反射光を受光する受光素子とを有する
   光ピックアップ装置において，前記レーザ発生手段と前
   記受光素子とが一体にユニット化してレーザ光の往路に
   配設され，かつ，液晶素子から形成されると共に，当該
   液晶素子が前記対物レンズの光学特性を最適設計してい
   ない前記情報記録媒体からの反射光における球面収差の
   影響が著しい周辺部の大きさに対応した中央領域と該中
   央領域の周囲に形成された周辺領域とからなり，少なく
   とも前記対物レンズの光学特性が最適設計されていない
   前記情報記録媒体に照射されるレーザ光又は当該情報記
   録媒体で反射されたレーザ光に対しては，前記中心領域
   又は周辺領域に所定の電圧を印加して，当該周辺領域及
   び中央領域を通過するレーザ光の直交する２つの電場成
   分の位相差を異なる位相差にする位相差発生手段と，入
   射したレーザ光の前記位相差を変える１／４λ板と，入
   射したレーザ光の前記位相差に応じた回折効率で当該レ
   ーザ光を回折して，前記中央領域を通過したレーザ光の
   前記位相差と同じ位相差のレーザ光を前記受光素子の受
   光光路に回折させるホログラムとを有することを特徴と
   する光ピックアップ装置。
10. 【請求項１０】 前記位相差発生手段が，前記対物レン
    ズと一体に動くように設けたことを特徴とする請求項９
    記載の光ピックアップ装置。