JP2008033990A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際に、ノイズを効果的に除去できる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】第１波長板ＯＥ１及び第２波長板ＯＥ２を通過した光束において、情報の記録及び／又は再生を行おうとする情報記録面以外の情報記録面からの反射光は、ノイズ成分であり、偏光方向が不変であるので、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過するため光検出器ＰＤには届かず、これによりエラーの発生などを抑制できる。又、光検出器ＰＤに向かう光束の光路は、ミラーＭにより折り曲げられているので、光ピックアップ装置ＰＵ１の構成をコンパクトにできる。
【選択図】図２

Description

本発明は、多層の情報記録層を有する光ディスクを用いると好適な光ピックアップ装置に関する。

ＤＶＤに代表される光ディスクは、多量の情報信号を高密度で記録することができるため、オーディオ、ビデオ、コンピュータ等の多くの分野において利用が進められている。特に最近では、記録容量の更なる増大の要請に応じるために、情報記録面を多層設けた光ディスクが開発され、すでに上市されている。

ところで、情報記録面を多層に設けた光ディスクにおける各記録再生面間の距離が小さい場合には、記録再生用の光束が、ある１つの記録再生面に対して集光されたとき、その記録再生面からの反射光が、隣接する記録再生面からの反射光の影響を受けてしまい、ノイズとして認識される恐れがある。これに対し、異なる偏光特性を有する２つの領域を有する波長板を２枚組み合わせることで、ノイズを抑制する光ピックアップ装置が知られている（非特許文献１参照）。
第６回光ディスク懇談会プログラム講演資料「フォトニック結晶を用いた多層ディスクの層間分離検出」小杉哲也著、平成１８年３月１７日

ここで、非特許文献１に開示されている光ピックアップ装置においては、光ディスクの情報記録面から反射した光束が、第１の波長板を通過した後に、第１の波長板と第２の波長板との間で集光し、更に第２の波長板を通過して、偏光ビームスプリッタを通過する際にノイズ成分が除去されて、正規の信号のみが光検出器に入射するようになっている。しかるに、非特許文献１の光ピックアップ装置においては、対物レンズと光検出器との間に、少なくとも２枚の波長板と偏光ビームスプリッタを配置しなくてはならず、光路長が長くなり、光ピックアップ装置の構成が大型化するという問題がある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際に、ノイズを効果的に除去できる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の光ピックアップ装置は、多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
光軸を挟んで第１の光学領域と第２の光学領域とを備えた第１の光学素子と、
光軸を挟んで第３の光学領域と第４の光学領域とを備えた第２の光学素子と、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子の間の光路中に配置された反射光学素子と、
光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束を、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間に集光させる集光素子と、
偏光分岐素子と、
光検出器と、を有し、
前記第１の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した主光束、及び前記第２の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した主光束は、偏光方向が第１の方向であり、
前記第１の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した副光束、及び前記第２の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した副光束は、偏光方向が前記第１の方向とは異なる第２の方向であり、
光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束は、前記集光光学素子、前記第１の光学素子、前記反射光学素子、前記第２の光学素子を通過した後、前記主光束は偏光分岐手段により前記副光束と分岐されて前記光検出器に入射することを特徴とする。尚、本明細書中、「光軸」とは、対物レンズをの光軸をいうものとする。

本発明の原理について図１を参照して説明する。図１の光軸方向断面図において、第１の光学素子ＯＥ１は、光軸Ｘより上に第１の光学領域Ａを有し、光軸より下に第２の光学領域Ｂを有する。又、第１の光学素子ＯＥ１から光軸に沿って所定距離離れた第２の光学素子ＯＥ２は、光軸Ｘより上に第３の光学領域Ｃを有し、光軸より下に第４の光学領域Ｄを有する。各光学領域Ａ〜Ｄは、通過する光束にλ／４の位相差を生じさせる機能を有しているが、光学領域ＡとＢ、及びＣとＤでは方向が互いに異なっている。又、向かい合っている光学領域ＡとＣ、及びＢとＤも方向が互いに異なっている。具体的な例としては、第１の光学領域Ａを通過した光束に＋λ／４の位相差を生じさせ、第２の光学領域Ｂを通過した光束に−λ／４の位相差を生じさせ、第３の光学領域Ｃを通過した光束に−λ／４の位相差を生じさせ、第４の光学領域Ｄを通過した光束に＋λ／４の位相差を生じさせることが考えられる。又、第１の光学領域Ａを通過した光束に＋λ／２の位相差を生じさせ、第２の光学領域Ｂを通過した光束は位相差を生じさせず、第３の光学領域Ｃを通過した光束に＋λ／２の位相差を生じさせ、第４の光学領域Ｄを通過した光束は位相差を生じさせないものとしてもよい。

ここで、図１の左方より、光情報記録媒体の情報記録面から直線偏光状態の反射光が出射されているものとする。多層の情報記録面を有する光情報記録媒体において、情報の記録及び／又は再生を行おうとする目的の情報記録面からの反射光におけるマージナル光線αを実線で示し、それより深い情報記録面からの反射光におけるマージナル光線βを点線で示し、目的の情報記録面より浅い情報記録面からの反射光におけるマージナル光線γを一転鎖線で示す。すなわち、ここでは光線αが正規の情報記録光であり、光線β、γがノイズ成分となる。

反射した情報記録面に対して共役の関係となる位置で集光がなされるので、光線αは、第１の光学素子ＯＥ１と第２の光学素子ＯＥ２との間における光軸方向の位置Ｘで集光される場合には、光線βは、位置Ｘよりも光情報記録媒体側（図１で左方）の位置Ｙで集光され、光線γは、位置Ｘよりも光検出器側（図１で右方）の位置Ｚで集光されることとなる。

しかるに、光線αのうち、第１の光学領域Ａを通過する部分は、必ず第４の光学領域Ｄを通過することとなり、更に第２の光学領域Ｂを通過する部分は、必ず第３の光学領域Ｃを通過することとなる。従って、第１の光学素子ＯＥ１に入射する前の光線αに対して、第２の光学素子ＯＥ２から出射した後の光線αは偏光方向が９０度異なっている（第１の偏光方向）。

これに対し、光線βのうち、第１の光学領域Ａを通過する部分は、第３の光学領域Ｃを通過することとなり、更に第２の光学領域Ｂを通過する部分は、第４の光学領域Ｄを通過することとなる。従って、第１の光学素子ＯＥ１に入射する前の光線βに対して、第２の光学素子ＯＥ２から出射した後の光線βは偏光方向が不変である（第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向）。

同様に、光線γのうち、第１の光学領域Ａを通過する部分は、第３の光学領域Ｃを通過することとなり、更に第２の光学領域Ｂを通過する部分は、第４の光学領域Ｄを通過することとなる。従って、第１の光学素子ＯＥ１に入射する前の光線γに対して、第２の光学素子ＯＥ２から出射した後の光線γは偏光方向が不変である（第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向）。

このように、正規の情報記録光（主光束ともいう）と、ノイズ成分の光（副光束ともいう）とで、例えば９０度偏光方向が異なるので、第２の光学素子ＯＥ１の出射光を、偏光ビームスプリッタのごとき偏光分岐手段を通過させることで、例えば正規の情報記録光を反射させ、ノイズ成分の光を透過させることができ、それによりノイズ成分の除去が可能となる。尚、正規の情報記録光を透過させて光検出器に導き、ノイズ成分の光を反射させてもよい。又、偏光分岐手段としては、偏光ビームスプリッタに限らず、所定の偏光状態にある正規の情報記録光のみを通過させる直線偏光板を用いてもよい。更に、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子と前記第３の光学素子は一体でも良い。

更に本発明によれば、前記第２の光学素子を通過し、前記偏光分岐手段に向かう光束を、前記反射素子で反射させることで光路を折り曲げることにより、コンパクトな光ピックアップ装置を提供できる。尚、前記反射素子からの反射光が同一の光学素子を通過する構成の場合、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子は共通にできる。

請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子は、構造性複屈折構造を有することを特徴とする。

ここで、構造性複屈折について説明する。構造性複屈折とは、微細構造の方向性によって発生する複屈折をいい、例えば複屈折特性を持たない屈折率の異なる平板を光の波長より十分小さい（＜λ／２）周期で平行に並べた微細周期構造（いわゆるラインアンドスペース構造）は、複屈折特性を発生することが知られている（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ， Ｍａｘ Ｂｏｒｎ ａｎｄ Ｅｍｉｌ Ｗｏｌｆ， ＰＥＲＧＡＭＯＮ ＰＲＥＳＳ ＬＴＤ．参照）。偏光方向が溝に平行な光の屈折率ｎ_pと、垂直な光の屈折率ｎ_vとは、それぞれ、
ｎ_p＝（ｔｎ₁ ²＋（１−ｔ）ｎ₂ ²）^1/2 （１）
ｎ_v＝１／（ｔ／ｎ₁ ²＋（１−ｔ）／ｎ₂ ²）^1/2 （２）
となる。ｎ₁，ｎ₂はそれぞれ微細周期構造が形成された物質（ライン）の屈折率と、溝を埋める物質（スペース）の屈折率であり、また、ｔは微細周期構造のｄｕｔｙ比であり、ラインの幅をｗ₁とし、スペースの幅をｗ₂とすると、
ｔ＝ｗ₁／（ｗ₁＋ｗ₂） （３）
である。

水晶や方解石などの持つ複屈折特性は、その物質固有のものであり、変えることがほとんどできないものであるのに対して、微細周期構造の複屈折は、材料や形状を変えることで複屈折特性を容易に制御することが可能である。また、偏光方向が溝に平行な光と垂直な光との位相差（遅延量）Ｒｅは、微細周期構造の複屈折の高さ（溝の深さ）をｄとすると、
Ｒｅ＝（ｎ_p−ｎ_v）ｄ （４）
となる。これらの式より、微細周期構造の複屈折のｄｕｔｙ比ｔおよび微細周期構造の複屈折の高さ（溝の深さ）ｄを可変にすれば位相差（遅延量）Ｒｅを変化させることができることが分かる。

例えば光学素子として、４００ｎｍのレーザ光用のλ／４波長板を形成しようとしたときに、常温での屈折率が１．５程度の樹脂素材を用いて、ラインの幅を１００ｎｍ、スペースの幅を９０ｎｍとすると、微細構造の高さｄ＝１２００ｎｍとする必要がある。すなわち、アスペクト比は１２程度となる。微細周期構造によれば同じ位相差だが光学軸方位の異なる波長板を一体に製作することが容易であり、又波長板間の境界で生じるロス領域を数μｍ以下とすることができ、情報記録光のロス低減、不要光遮断性能の向上を図れる。

請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記反射光学素子は、入射した光束を、入射する光束の光軸とは異なる光軸となるように、光束が出射する側に向けて光軸を折り曲げることを特徴とするので、前記偏光分岐手段を通過した光束が、光情報記録媒体の情報記録面側に戻ることが抑制され、エラー信号の発生を抑制できる。尚、「入射光束の光軸と出射光束の光軸とが異なる」とは、２つの光軸が一致していないという意味であり、２つの光軸が平行であること及び角度付けされていることの双方を含む。

請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項３に記載の発明において、前記第１の光学素子に入射する光束の光軸と、前記第２の光学素子から出射される光束の光軸とは角度付けされていることを特徴とする。

請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項３に記載の発明において、前記第１の光学素子に入射する光束の光軸と、前記第２の光学素子から出射される光束の光軸とは平行であ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は、多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
光軸を挟んで第１の光学領域と第２の光学領域とを備えた光学素子と、
光軸を挟んで第３の光学領域と第４の光学領域とを備えた反射素子と、
光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束を、前記光学素子と前記反射素子との間に集光させる集光素子と、
偏光分岐素子と、
光検出器と、を有し、
前記第１の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した主光束、及び前記第２の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した主光束は、偏光方向が第１の方向であり、
前記第１の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した副光束、及び前記第２の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した副光束は、偏光方向が前記第１の方向とは異なる第２の方向であり、
光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束は、前記光学素子と前記反射素子を通過した後に、前記主光束は偏光分岐手段により前記副光束と分岐されて前記光検出器に入射することを特徴とする。

本発明によれば、光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束が、前記光学素子と前記反射素子との間で集光されることにより、情報の記録再生を行うための情報記録面からの反射光（正規信号）と、それ以外の反射光（ノイズ成分）とで、偏光方向が例えば９０度異なるようにされる。これを利用して、ノイズ成分にかかる光束については、例えば偏光分岐手段を透過させる一方、正規信号にかかる光束については、偏光分岐手段で反射させて光検出器で検出することで、ノイズ成分の分離を効果的に行える。又、光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束を、前記反射素子で反射させることで光路を折り曲げることにより、コンパクトな光ピックアップ装置を提供できる。

請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項６に記載の発明において、前記反射素子と前記光学素子は、構造性複屈折構造を有することを特徴とする。

請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項６又は７に記載の発明において、前記反射素子は、入射した光束を、入射する光束の光軸とは異なる光軸となるように、光束が出射する側に向けて光軸を折り曲げることを特徴とする。

請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項８に記載の発明において、前記光学素子に入射する光束の光軸と、前記反射素子で反射した光束の光軸とは角度付けされていることを特徴とする。

請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項８に記載の発明において、前記光学素子に入射する光束の光軸と、前記反射素子で反射した光束の光軸とは平行であることを特徴とする。

請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
通過する光束にλ／２の位相差を与える光学素子と、
反射素子と、
光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束を、前記光学素子と前記反射素子との間に集光させる集光素子と、
偏光分岐素子と、
光検出器と、を有し、
光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束のうち主光束は、光軸を挟んで第１半部が前記光学素子を通過し、残りの第２半部は空気を通過し、更に前記反射素子で反射されて、前記第１半部が空気を通過し、前記第２半部が前記光学素子を通過して、前記偏光分岐手段に向かうようになっており、
光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束のうち副光束は、前記光学素子を通過し、前記反射素子で反射されて、再度前記光学素子を通過するか、又は空気を通過し、前記反射素子で反射されて、再度空気を通過して前記偏光分岐手段に向かうようになっており、
前記主光束は偏光分岐手段により前記副光束と分岐されて前記光検出器に入射することを特徴とする。

本発明によれば、光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束が、前記光学素子と前記反射素子との間で集光されることにより、情報の記録再生を行うための情報記録面からの反射光（正規信号）については、偏光方向が９０度変わり、それ以外の反射光（ノイズ成分）は、偏光方向が不変となって出射されることとなる。これを利用して、ノイズ成分にかかる光束については、例えば偏光分岐手段を透過させる一方、正規信号にかかる光束については、偏光分岐手段で反射させて光検出器で検出することで、ノイズ成分の分離を効果的に行える。又、光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束を、前記反射素子で反射させることで光路を折り曲げることにより、コンパクトな光ピックアップ装置を提供できる。

請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１１に記載の発明において、前記光学素子は、構造性複屈折構造を有することを特徴とする。

請求項１３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１１又は１２に記載の発明において、前記反射素子は、入射した光束を、入射する光束の光軸とは異なる光軸となるように、光束が出射する側に向けて光軸を折り曲げることを特徴とする。

請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１３に記載の発明において、前記光学素子に入射する光束の光軸と、前記反射素子で反射した光束の光軸とは角度付けされていることを特徴とする。

請求項１５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１３に記載の発明において、前記光学素子に入射する光束の光軸と、前記反射素子で反射した光束の光軸とは平行であることを特徴とする。

請求項１６に記載の光ピックアップ装置は、多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
第１の反射素子と、
光軸を挟んで第１の光学領域と第２の光学領域とを備えた第１の光学素子と、
光軸を挟んで第３の光学領域と第４の光学領域とを備えた第２の光学素子と、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子を通過した光束が反射する第２の反射素子と、
光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束を、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間に集光させる集光素子と、
偏光分岐素子と、
光検出器と、を有し、
前記第１の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した主光束、及び前記第２の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した主光束は、偏光方向が第１の方向であり、
前記第１の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した副光束、及び前記第２の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した副光束は、偏光方向が前記第１の方向とは異なる第２の方向であり、
光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束は、前記第１の反射素子、前記第１の光学素子、前記第２の光学素子、前記第２の反射素子を通過した後、前記主光束は偏光分岐手段により前記副光束と分岐されて前記光検出器に入射することを特徴とする。

本発明によれば、光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束が、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間で集光されることにより、情報の記録再生を行うための情報記録面からの反射光（正規信号）と、それ以外の反射光（ノイズ成分）とで、偏光方向が例えば９０度異なるようにされる。これを利用して、ノイズ成分にかかる光束については、例えば偏光分岐手段を透過させる一方、正規信号にかかる光束については、偏光分岐手段で反射させて光検出器で検出することで、ノイズ成分の分離を効果的に行える。又、光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束を、前記第１の反射素子と前記第２の反射素子で反射させることで光路を折り曲げることにより、コンパクトな光ピックアップ装置を提供できる。

請求項１７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１６に記載の発明において、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子は、構造性複屈折構造を有することを特徴とする。

請求項１８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１６又は１７に記載の発明において、前記第１の反射素子に入射した光束の光軸と、前記第２の反射素子から出射した光束の光軸とが角度付けされることを特徴とするので、前記偏光分岐手段をコンパクトにでき、且つ前記偏光分岐手段を通過した光束が、光情報記録媒体の情報記録面側に戻ることが抑制され、エラー信号の発生を抑制できる。

請求項１９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１６又は１７に記載の発明において、前記第１の反射素子に入射した光束の光軸と、前記第２の反射素子から出射した光束の光軸とが角度付けされることを特徴とする。

本発明によれば、多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際に、ノイズを効果的に除去できる光ピックアップ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、多層の情報記録面を有する光情報記録媒体（光ディスクともいう）であるＤＶＤに対して適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。尚、本発明は、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、ＨＤ ＤＶＤ、その他の多層式の光ディスクに適用できることはいうまでもない。

図３は、第１の光学素子である第１波長板ＯＥ１と、第２の光学素子である第２波長板ＯＥ２とを示す斜視図である。図２において、薄い板状である第１波長板ＯＥ１の光学面には、不図示の光軸を挟んで第１の光学領域Ａと第２の光学領域Ｂとが形成されている。第１の光学領域Ａには、複数の微細な壁ＷＡが等間隔で配置されている。第２の光学領域Ｂには、複数の微細な壁ＷＢが等間隔で配置されているが、各壁ＷＢと壁ＷＡとは直交した状態で端部同士が接合されている。壁ＷＡ、ＷＢにより構造性複屈折構造を形成する。

同様に、薄い板状である第２波長板ＯＥ２の光学面には、不図示の光軸を挟んで第３の光学領域Ｃと第４の光学領域Ｄとが形成されている。第３の光学領域Ｃには、複数の微細な壁ＷＣが等間隔で配置されているが、光軸方向に対向する壁ＷＡとは光軸方向に見て直交している。第４の光学領域Ｄには、複数の微細な壁ＷＤが等間隔で配置されているが、光軸方向に対向する壁ＷＢとは光軸方向に見て直交している。各壁ＷＣと壁ＷＤとは直交した状態で端部同士が接合されており、壁ＷＣ、ＷＤにより構造性複屈折構造を形成する。

第１波長板ＯＥ１と第２波長板ＯＥ２を通過した光束において、第１の光学領域Ａと第４の光学領域Ｄとを通過した光束、及び第２の光学領域Ｂと第３の光学領域Ｃとを通過した光束は、偏光方向が９０度変化しており、第１の光学領域Ａと第３の光学領域Ｃとを通過した光束、及び第２の光学領域Ｂと第４の光学領域Ｄとを通過した光束は、偏光方向が不変となっている。

図２において、第１波長板ＯＥ１と第２波長板ＯＥ２は、光軸を挟んで紙面垂直方向に第１の光学領域Ａと第２の光学領域Ｂ、及び第３の光学領域Ｃと第４の光学領域Ｄとを並べて配置しているものとする。光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、半導体レーザＬＤ１を発光させる。半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、図２において実線でその光線経路を描いたように、カップリングレンズＣＬを通過して平行光束に変換された後、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射され、凸レンズＬ１と凹レンズＬ２からなるエキスパンダレンズＥＸＰを通過し、更にλ／４波長板ＱＷＰを通過した後、図示しない絞りにより光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって情報の記録及び／又は再生を行おうとするＤＶＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物レンズＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータ（不図示）によってフォーカシングやトラッキングを行う。

情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰ、エキスパンダレンズＥＸＰを透過した後、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１を通過する。第１偏光ビームスプリッタＢＳ１から出射した光束は、集光素子であるレンズＬ３により収束光束とされ、第１波長板ＯＥ１を通過して、反射光学素子であるミラーＭにより反射され、更に第２波長板ＯＥ２を通過する。このとき、光束は第１波長板ＯＥ１と第２波長板ＯＥ２との間で集光する。第２波長板ＯＥ２を通過した光束は、レンズＬ３を通過し、λ／２波長板ＨＷＰを通過して第２偏光ビームスプリッタＢＳ２に入射する。

上述したように、第１波長板ＯＥ１及び第２波長板ＯＥ２を通過した光束において、情報の記録及び／又は再生を行おうとする情報記録面からの反射光（主光束）は、偏光方向が９０度傾いているので、偏光分岐手段である第２偏光ビームスプリッタＢＳ２で反射され、レンズＬ５で集光され、センサレンズＳＥＮにより非点収差が付加され、光検出器ＰＤの受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤの出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。別の情報記録層に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合には、エキスパンダレンズＥＸＰのレンズＬ２を光軸方向に移動させて、集光位置を変えるようになっている。

本実施の形態によれば、第１波長板ＯＥ１及び第２波長板ＯＥ２を通過した光束において、情報の記録及び／又は再生を行おうとする情報記録面以外の情報記録面からの反射光（副光束）は、ノイズ成分であり、偏光方向が不変であるので、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過するため光検出器ＰＤには届かず、これによりエラーの発生などを抑制できる。又、光検出器ＰＤに向かう光束の光路は、ミラーＭにより折り曲げられているので、光ピックアップ装置ＰＵ１の構成をコンパクトにできる。

図４は、第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ２の概略構成図である。図４に示す実施の形態においては、反射素子であるミラーＭ上に、複数の微細な壁（図３参照）を含む第２波長板の機能を有する第２構造性複屈折構造ＯＥ２’、すなわち紙面垂直方向に第３の光学領域Ｃと第４の光学領域Ｄとが並べて形成されている。ＤＶＤから反射し、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１から出射した光束は、集光素子であるレンズＬ３により収束光束となり、第１波長板ＯＥ１を通過して、反射素子であるミラーＭの手前で集光され、第２波長板ＯＥ２を通過し、反射素子であるミラーＭから反射され、同じレンズＬ３により平行光束とされ、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２に入射するようになっている。それ以外の構成については上述した実施の形態と同様であるため、説明を省略する。尚、第１波長板ＯＥ１への入射光束を通過させるレンズと、ミラーＭからの出射光束を通過させるレンズを別体としてもよい。

図１２は、本実施の形態の変形例を示す図である。本実施の形態においては、通過した光束にλ／２の位相差を与える構造性複屈折を形成した光学素子ＯＥと、単純な反射素子であるミラーＭとを設けている。図４を参照して、ＤＶＤから反射し、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１から出射した光束は、集光素子であるレンズＬ３により収束光束となり、光学素子ＯＥ１に照射される。

ここで、主光束である正規の情報記録光は、光軸を挟んで第１半部ＬＢ１が光学素子ＯＥを通過し、残りの第２半部ＬＢ２は空気を通過し、更に、ミラーＭで反射されて、今度は第１半部ＬＢ１が空気を通過し、第２半部ＬＢ２が光学素子ＯＥを通過して、偏光ビームスプリッタに向かうようになっている。一方、副光束であるノイズ光は、全部が光学素子ＯＥを通過し、ミラーＭで反射されて、再度光学素子ＯＥを通過するか、又は空気を通過し、ミラーＭで反射されて、再度空気を通過して偏光ビームスプリッタに向かうようになっている。すなわち、主光束は偏光方向が９０度変わるのに対し、ノイズ光は偏光方向が不変であるので、偏光ビームスプリッタで主光束とノイズ光との分岐ができる。

図５は、第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ３の概略構成図である。図６は、本実施の形態で用いるプリズムＰＳの斜視図である。図６において、プリズムＰＳの一面は、入射面ＩＰ及び出射面ＯＰであり、別の２面は反射面Ｒ１、Ｒ２である。入射面ＩＰには、複数の微細な壁（図３参照）からなる第１の領域Ａと第２の領域Ｂを含む第１波長板の機能を有する第１構造性複屈折構造ＯＥ１’が形成され、出射面ＯＰには、複数の微細な壁（図３参照）からなる第３の領域Ｃと第４の領域Ｄを含む第１波長板の機能を有する第２波長板の機能を有する第２構造性複屈折構造ＯＥ２’が形成されている。

図５において、ＤＶＤから反射し、エキスパンダレンズＥＸＰを通過した光束は、偏光ビームスプリッタＢＳを通過し、集光素子であるレンズＬ３により収束光束となり、プリズムＰＳの入射面ＩＰに形成された第１構造性複屈折構造ＯＥ１’を通過して、反射面Ｒ１で反射された後集光し、更に第２の反射面Ｒ２で反射されて、出射面ＯＰに形成された第２構造性複屈折構造ＯＥ２’を通過して、プリズムＰＳから出射し、同じレンズＬ３により平行光束とされ、且つ同じ偏光ビームスプリッタＢＳに入射され、情報の記録及び／又は再生を行おうとする情報記録面ＲＬ１からの反射光のみが、光検出器ＰＤに向かうようになっている。このとき、偏光ビームスプリッタＢＳからレンズＬ３に向かう束の光軸に対して、レンズＬ３から偏光ビームスプリッタＢＳに向かう光束の光軸は、角度θだけ傾いている。このように、偏光ビームスプリッタＢＳの出射光束に対して入射光束を角度付けすることで、偏光ビームスプリッタＢＳを透過するノイズ光が、ＤＶＤの情報記録面に直接戻り迷光となることを抑えることができる。また、光検出器PDの受光面上で情報記録光の入射する位置と、半導体レーザLDからの出射光の偏光ビームスプリッタBSから漏れて透過する光束の入射する位置が異なることにより良好な信号検出が可能になると共に、半導体レーザLDのパワーモニター光の同一光検出器での検出も可能となる。それ以外の構成については上述した実施の形態と同様であるため、説明を省略する。尚、第１構造性複屈折構造ＯＥ１‘への入射光束を通過させるレンズと、第２構造性複屈折構造ＯＥ２’からの出射光束を通過させるレンズを別体としてもよい。尚、偏光ビームスプリッタＢＳからレンズＬ３に向かう光束の光軸と、レンズＬ３から偏光ビームスプリッタＢＳに向かう光束の光軸とを平行にずらすようにしても良い。かかる場合、光軸の間隔は入射出射する光束が分離できる程度離れればよい。

図７、８は、変形例にかかるプリズムの斜視図であり、図６に示すプリズムとは、微細な壁の延在方向が異なっているが、上述の機能の光学領域Ａ〜Ｄを備えている。かかる場合、プリズムへの入射光束の光軸と出射光束の光軸とが一致する場合もあるが、２つの波長板の間に集光する光束の入射時に通過する領域が第１、第２の光学領域、出射時に通過する領域が第３、第４の領域となるものとする。以上の例に限らず、プリズムは種々の形態をとりうる。例えば、入射面ＩＰ及び出射面ＯＰに構造性複屈折構造を設ける代わりに、反射面Ｒ１に光学領域Ａ，Ｂを備えた第１構造性複屈折構造ＯＥ１’を形成し、反射面Ｒ１に光学領域Ｃ、Ｄを備えた第２構造性複屈折構造ＯＥ２’を形成してもよい。

図９（ａ）は、第４の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ４の概略構成図である。図９（ｂ）は、第１のプリズムＰＳ１と第２のプリズムＰＳ２と平行平板ＰＰとを一体的に形成した構成の拡大図である。図９において、第１のプリズムＰＳ１は、入射面ＩＰ１と、反射面Ｒ１と、出射面ＯＰ１を有しており、出射面ＯＰ１には、複数の微細な壁（図３参照）からなる第１の領域Ａと第２の領域Ｂを含む第１構造性複屈折構造ＯＥ１’が形成されている。又、第２のプリズムＰＳ２は、入射面ＩＰ２と、反射面Ｒ２と、出射面ＯＰ２を有しており、入射面ＩＰ１には、複数の微細な壁（図３参照）からなる第３の領域Ｃと第４の領域Ｄを含むを含む第２構造性複屈折構造ＯＥ２’が形成されている。第１のプリズムＰＳ１と第２のプリズムＰＳ２との間に、平行平板ＰＰが密着配置されている。

図９において、ＤＶＤから反射し、エキスパンダレンズＥＸＰを通過した光束は、偏光ビームスプリッタＢＳを通過し、集光素子であるレンズＬ３により収束光束となり、第１のプリズムＰＳ１の入射面ＩＰ１を通過し、反射面Ｒ１で反射され、出射面ＯＰ１に形成された第１構造性複屈折構造ＯＥ１’を通過した後、平行平板ＰＰ内で集光し、更に第２のプリズムＰＳ２の入射面ＩＰ２に形成された第２構造性複屈折構造ＯＥ２’を通過し、反射面Ｒ２で反射されて、出射面ＯＰ２Ｓから出射し、レンズＬ４により平行光束とされ、同じ偏光ビームスプリッタＢＳに入射され、情報の記録及び／又は再生を行おうとする情報記録面ＲＬ１からの反射光のみが、光検出器ＰＤに向かうようになっている。それ以外の構成については、図６に示す実施の形態と同様であるため、説明を省略する。尚、レンズＬ３を複数のレンズとしてもよい。

また、上述した実施の形態において、図１０に示すような軸上厚の厚いメニスカスレンズをレンズＬ３として用いると、焦点位置をより近づけることで小型化でき好ましい。更に、図１１に示すように、反射面Ｒ１に構造性複屈折構造ＯＥを形成し、入出射面ＩＯＰから入射した光束を、反射面Ｒ１で反射させ、ついで反射面Ｒ２で反射させ、再度反射面Ｒ１で反射させた後、入出射面ＩＯＰから出射させることができるプリズムＰＳを、上述した実施の形態に用いることもできる。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。以上の実施の形態において、偏光ビームスプリッタからの反射素子側への出射光の光軸と、反射素子側からの入射光の光軸は、角度付け又は平行にずらすと好ましい。

本発明の原理を説明するための図である。 多層の情報記録面を有する光情報記録媒体（光ディスクともいう）であるＤＶＤに対して適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。 第１の光学素子である第１波長板ＯＥ１と、第２の光学素子である第２波長板ＯＥ２とを示す斜視図である。 第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ２の概略構成図である。 第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ３の概略構成図である。 本実施の形態で用いるプリズムＰＳの斜視図である。 変形例にかかるプリズムの斜視図である。 変形例にかかるプリズムの斜視図である。 第４の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ４の概略構成図である。 変形例にかかるレンズＬ３の断面図である。 変形例にかかるプリズムＰＳの断面図である。 変形例にかかるピックアップ装置の一部斜視図である。

符号の説明

Ａ〜Ｄ 光学領域
ＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＢＳ１ 第１の偏光ビームスプリッタ
ＢＳ２ 第２の偏光ビームスプリッタ
ＣＬ カップリングレンズ
ＥＸＰ エキスパンダレンズ
ＩＰ 入射面
ＩＰ１ 入射面
ＩＰ２ 入射面
Ｌ１ 凸レンズ
Ｌ２ 凹レンズ
Ｌ３ レンズ
Ｌ４ レンズ
Ｌ５ レンズ
ＬＤ１ 半導体レーザ
Ｍ ミラー
ＯＢＪ 対物レンズ
ＯＥ１ 第１の光学素子
ＯＥ１‘ 第１構造性複屈折構造
ＯＥ１ 第１の波長板
ＯＥ２ 第１の光学素子
ＯＥ２‘ 第２構造性複屈折構造
ＯＥ２ 第２の波長板
ＯＰ 出射面
ＯＰ１ 出射面
ＯＰ２ 出射面
ＰＤ 光検出器
ＰＳ プリズム
ＰＳ１ 第１のプリズム
ＰＳ２ 第２のプリズム
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＰＵ２ 光ピックアップ装置
ＰＵ３ 光ピックアップ装置
ＰＵ４ 光ピックアップ装置
ＰＵ５ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
Ｒ１ 反射面
Ｒ２ 反射面
ＲＬ１ 情報記録面
ＳＥＮ センサレンズ
ＷＡ 壁
ＷＢ 壁
ＷＣ 壁
ＷＤ 壁

Claims (19)

1. 多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
   光軸を挟んで第１の光学領域と第２の光学領域とを備えた第１の光学素子と、
   光軸を挟んで第３の光学領域と第４の光学領域とを備えた第２の光学素子と、
   前記第１の光学素子と前記第２の光学素子の間の光路中に配置された反射光学素子と、
   光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束を、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間に集光させる集光素子と、
   偏光分岐素子と、
   光検出器と、を有し、
   前記第１の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した主光束、及び前記第２の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した主光束は、偏光方向が第１の方向であり、
   前記第１の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した副光束、及び前記第２の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した副光束は、偏光方向が前記第１の方向とは異なる第２の方向であり、
   光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束は、前記集光光学素子、前記第１の光学素子、前記反射光学素子、前記第２の光学素子を通過した後、前記主光束は偏光分岐手段により前記副光束と分岐されて前記光検出器に入射することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記第１の光学素子と前記第２の光学素子は、構造性複屈折構造を有す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. 前記反射光学素子は、入射した光束を、入射する光束の光軸とは異なる光軸となるように、光束が出射する側に向けて光軸を折り曲げ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装置。
4. 前記第１の光学素子に入射する光束の光軸と、前記第２の光学素子から出射される光束の光軸とは角度付けされている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. 前記第１の光学素子に入射する光束の光軸と、前記第２の光学素子から出射される光束の光軸とは平行である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。
6. 多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
   光軸を挟んで第１の光学領域と第２の光学領域とを備えた光学素子と、
   光軸を挟んで第３の光学領域と第４の光学領域とを備えた反射素子と、
   光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束を、前記光学素子と前記反射素子との間に集光させる集光素子と、
   偏光分岐素子と、
   光検出器と、を有し、
   前記第１の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した主光束、及び前記第２の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した主光束は、偏光方向が第１の方向であり、
   前記第１の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した副光束、及び前記第２の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した副光束は、偏光方向が前記第１の方向とは異なる第２の方向であり、
   光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束は、前記光学素子と前記反射素子を通過した後に、前記主光束は偏光分岐手段により前記副光束と分岐されて前記光検出器に入射することを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 前記反射素子と前記光学素子は、構造性複屈折構造を有す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. 前記反射素子は、入射した光束を、入射する光束の光軸とは異なる光軸となるように、光束が出射する側に向けて光軸を折り曲げることを特徴とする請求項６又は７に記載の光ピックアップ装置。
9. 前記光学素子に入射する光束の光軸と、前記反射素子で反射した光束の光軸とは角度付けされていることを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
10. 前記光学素子に入射する光束の光軸と、前記反射素子で反射した光束の光軸とは平行であることを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
11. 多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
    通過する光束にλ／２の位相差を与える光学素子と、
    反射素子と、
    光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束を、前記光学素子と前記反射素子との間に集光させる集光素子と、
    偏光分岐素子と、
    光検出器と、を有し、
    光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束のうち主光束は、光軸を挟んで第１半部が前記光学素子を通過し、残りの第２半部は空気を通過し、更に前記反射素子で反射されて、前記第１半部が空気を通過し、前記第２半部が前記光学素子を通過して、前記偏光分岐手段に向かうようになっており、
    光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束のうち副光束は、前記光学素子を通過し、前記反射素子で反射されて、再度前記光学素子を通過するか、又は空気を通過し、前記反射素子で反射されて、再度空気を通過して前記偏光分岐手段に向かうようになっており、
    前記主光束は偏光分岐手段により前記副光束と分岐されて前記光検出器に入射することを特徴とする光ピックアップ装置。
12. 前記光学素子は、構造性複屈折構造を有することを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
13. 前記反射素子は、入射した光束を、入射する光束の光軸とは異なる光軸となるように、光束が出射する側に向けて光軸を折り曲げることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光ピックアップ装置。
14. 前記光学素子に入射する光束の光軸と、前記反射素子で反射した光束の光軸とは角度付けされていることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
15. 前記光学素子に入射する光束の光軸と、前記反射素子で反射した光束の光軸とは平行であることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
16. 多層の情報記録面を備えた光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
    第１の反射素子と、
    光軸を挟んで第１の光学領域と第２の光学領域とを備えた第１の光学素子と、
    光軸を挟んで第３の光学領域と第４の光学領域とを備えた第２の光学素子と、
    前記第１の光学素子と前記第２の光学素子を通過した光束が反射する第２の反射素子と、
    光情報記録媒体の情報記録面に集光されて反射した光束を、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間に集光させる集光素子と、
    偏光分岐素子と、
    光検出器と、を有し、
    前記第１の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した主光束、及び前記第２の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した主光束は、偏光方向が第１の方向であり、
    前記第１の光学領域と前記第３の光学領域とを通過した副光束、及び前記第２の光学領域と前記第４の光学領域とを通過した副光束は、偏光方向が前記第１の方向とは異なる第２の方向であり、
    光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束は、前記第１の反射素子、前記第１の光学素子、前記第２の光学素子、前記第２の反射素子を通過した後、前記主光束は偏光分岐手段により前記副光束と分岐されて前記光検出器に入射することを特徴とする光ピックアップ装置。
17. 前記第１の光学素子と前記第２の光学素子は、構造性複屈折構造を有することを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
18. 前記第１の反射素子に入射した光束の光軸と、前記第２の反射素子から出射した光束の光軸とが角度付けされることを特徴とする請求項１６又は１７８に記載の光ピックアップ装置。
19. 前記第１の反射素子に入射した光束の光軸と、前記第２の反射素子から出射した光束の光軸とが角度付けされることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の光ピックアップ装置。