JP2008016082A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ビームの収差を効果的に補正できるようにする。
【解決手段】光ピックアップ２１は、２分割１／２波長板２２によって光軸Ｌｘを挟む２つのレーンＮＡ及びＮＢにおける出射光ビームＬ１の偏光方向を互いに異なるようにし、光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおける反射時に円偏光の回転方向が反対方向に変換されると同時に光ビームのレーンを入れ替えることにより、各レーンにおける光ビームの偏光方向を維持することができるので、２分割液晶板２４によって、光ディスク１２の信号記録面１２Ａに照射される照射光ビームＬ１の収差と、フォトディテクタ１３に照射される反射光ビームＬ２の収差との両方を補正することができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、例えば光ディスク装置に適用して好適なものである。

従来、光ディスク装置においては、記録媒体としての光ディスクに対して音楽、映像、或いは各種データ等の情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を読み出して再生するようになされたものが広く普及している。

かかる光ディスク装置においては、例えば情報を再生する場合、光ディスクに対して光ビームを照射し、その反射光を基に当該情報を再生するようになされている。

例えば図１に示すように、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）方式に対応した光ディスク装置１は、光ピックアップ２のレーザダイオード３から直線偏光でなる出射光ビームＬ１を出射させる。以下では、説明の便宜上、出射光ビームＬ１がｐ偏光であるものとする。

続いて光ピックアップ２は、グレーティング４により出射光ビームＬ１をメインビーム及びトラッキングエラー検出用のサイドビームに分光し、ビームスプリッタ５へ照射させる。以下では、このメインビームを出射光ビームＬ１とし、サイドビームについての説明を省略する。

ここでビームスプリッタ５は、入射された光ビームを所定の割合で透過すると共に、その残りを反射するようになされており、当該出射光ビームＬ１の一部を透過させフロントモニタフォトディテクタ６へ入射させると共に、その残りを反射してミラー７へ入射させる。

このとき光ピックアップ２は、フロントモニタフォトディテクタ６により受光した光量に応じたフロントモニタ信号を生成し、これを基にレーザダイオード３から出射する出射光ビームＬ１の光量を所望の値とするようフィードバック制御するようになされている。

同時に光ピックアップ２は、ビームスプリッタ５により反射された出射光ビームＬ１をミラー７により反射し、コリメータレンズ８により発散光から平行光に変換して、液晶板９を介して１／４波長板１０により直線偏光（ｐ偏光）から例えば右回転でなる円偏光（以下これを右円偏光と呼ぶ）に変換した上で、対物レンズ１１により集光することにより、ＢＤ方式でなる光ディスク１２の信号記録面１２Ａに合焦するよう照射させる。

また光ピックアップ２は、出射光ビームＬ１が光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおいて反射された反射光ビームＬ２を、対物レンズ１１により発散光から平行光に変換し、１／４波長板１０により円偏光から直線偏光に変換する。

ここで反射光ビームＬ２は、光ディスク１２に信号記録面１２Ａにおいて反射される際に円偏光の回転方向が反転され、左回転の円偏光（以下これを左円偏光と呼ぶ）となる。このため当該反射光ビームＬ２は、１／４波長板１０により直線偏光に変換される際、出射光ビームＬ１におけるｐ偏光と偏光方向が直交するｓ偏光となる。

さらに光ピックアップ２は、液晶板９を介した反射光ビームＬ２をコリメータレンズ８により平行光から収束光に変換し、ミラー７によって反射しビームスプリッタ５において当該反射光ビームＬ２を所定の割合で透過させて、フォトディテクタ１３へ入射させる。

フォトディテクタ１３は、反射光ビームＬ２の光量に応じた検出信号を生成し、これを信号処理部（図示せず）へ送出する。その後光ディスク装置１は、信号処理部において信号演算処理、復調処理や復号化処理等を行うことにより、記録されている情報を再生するようになされている。

ここで、光ピックアップ２における、レーザダイオード３から出射された出射光ビームＬ１が光ディスク１２に照射されるまでの経路（以下、これを往路と呼ぶ）の様子を模式的に表すと、図２に示すようになる。この場合、出射光ビームＬ１の入射面は、紙面と平行であるものとしている。

また、光ピックアップ２において光ビームの反射に伴い偏光が変化する様子を、図２と対応する図３に模式的に示す。すなわち光ディスク装置１では、ｐ偏光（直線偏光）の出射光ビームＬ１が１／２波長板１０により右円偏光に変換され、光ディスク１２により反射され反射光ビームＬ２となったときに左円偏光となり、再度１／２波長板１０によりｓ偏光（直線偏光）に変換される。

ところで光ディスク１２のなかには、複数の信号記録面を有するものがある。このような光ディスク１２では、信号記録面ごとに表面からの距離（すなわちカバー層の厚さ）が異なることになる。このため光ピックアップ２では、出射光ビームＬ１を合焦する信号記録面によって波面収差等の収差を生じてしまう可能性がある。

そこで、光ピックアップにおいて液晶パネルを用い、液晶パネル上の液晶分子に対して印加する電圧を調整し各液晶分子の配向方向を変化させて屈折率を変化させることにより、光ビームの収差を補正する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的に液晶板９には、出射光ビームＬ１の照射面を所定形状でなる複数の小領域に分割する複数の透明電極が配置されており、当該小領域ごとに電圧が印加され得るようになされている。このため液晶板９は、制御部（図示せず）によって印加電圧が制御されることにより、小領域ごとの屈折率を変化させ光ビームの位相を調整することになる。

光ピックアップ２は、液晶板９に対して印加する電圧を光ディスク１２ごとに適応的に調整することにより、当該光ディスク１２のカバー層において出射光ビームＬ１に生じる波面収差を打ち消すような逆特性の波面収差を当該出射光ビームＬ１に予め付与する。因みに図２では、鋸歯状に折れ曲がった上下方向の破線矢印により、出射光ビームＬ１が逆特性の波面収差を有していることを模式的に表している。

これにより光ピックアップ２は、出射光ビームＬ１が光ディスク１２のカバー層を通過する際に、予め与えられた逆特性の波面収差を当該カバー層における波面収差によって相殺することになる。この結果、光ピックアップ２は、信号記録層１２Ａに到達する段階における出射光ビームＬ１を波面収差が補正された状態とし得るようになされている。
特開平９−１２８７８５号公報（第２図・第３図）

ところで光ディスク装置１では、反射後の反射光ビームＬ２が光ディスク１２のカバー層を透過する際にも、波面収差が発生することになる。因みに図３では、鋸歯状に折れ曲がった左右方向の実線矢印により、ｓ偏光でなる反射光ビームＬ２が波面収差を有していることを模式的に表している。

ここで液晶板９は、光ビームの偏光方向が複屈折における異常光線の光軸と一致する場合には、当該光ビームに対して屈折作用を呈するものの、当該光ビームの偏光方向が異常光線の光軸と直交する場合、当該光ビームに対して屈折作用を呈しない。

すなわち液晶板９は、ｐ偏光でなる出射光ビームＬ１の波面収差を補正する（予め逆特性の波面収差を与えておく）ことができるものの、ｓ偏光でなる反射光ビームＬ２に対して屈折作用を呈しないため、波面収差を補正することができない。

ここで、光ディスク１２により反射された反射光ビームＬ２がフォトディテクタ１３へ照射されるまでの経路（以下、これを復路と呼ぶ）の様子を図２及び図３と対応する図４に示す。この図４からわかるように、光ピックアップ２は、波面収差が補正されていない反射光ビームＬ２をフォトディテクタ１３によって受光することになる。

この結果、光ディスク装置１は、理想的な検出信号よりも低精度の検出信号を生成することになり、最終的に再生する情報の品質を低下させてしまうという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ビームの収差を効果的に補正し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の光ピックアップにおいては、光ビームを出射する光源と、光ビームの断面を当該光ビームの光軸を中心とした点対称形状でなる複数の偏光領域に分割し、光軸を中心として互いに点対称となる２つの偏光領域から互いの偏光方向が異なる直線偏光の偏光調整光ビームをそれぞれ出射する偏光部と、偏光領域にそれぞれ対応する複数の収差補正領域を有し、各収差補正領域において当該収差補正領域を透過する偏光調整光ビームの偏光方向に応じて当該偏光調整光ビームの収差を補正する収差補正部と、偏光調整光ビームを直線偏光から円偏光へ変換する偏光変換部と、円偏光へ変換された各偏光調整光ビームを所定の照射対象に焦点を合わせるよう集光すると共に、当該照射対象により反射された各偏光調整ビームを受光する対物レンズと、照射対象において反射される際に円偏光の回転方向が反転され、偏光変換部により円偏光から直線偏光に変換され、さらに収差補正部を透過した各偏光調整光ビームを検出する検出部とを設けるようにした。

これにより、照射対象による反射後の各偏光調整光ビームの偏光方向を、当該反射された各偏光調整光ビームが透過する各収差補正領域の偏光方向に合った状態とすることができるので、収差補正部の各収差補正領域により反射前及び反射後の各偏光調整光ビームをいずれも補正することができる。

また本発明の光ディスク装置においては、光ビームを出射する光源と、光ビームの断面を当該光ビームの光軸を中心とした点対称形状でなる複数の偏光領域に分割し、光軸を中心として互いに点対称となる２つの偏光領域から互いの偏光方向が異なる直線偏光の偏光調整光ビームをそれぞれ出射する偏光部と、偏光領域にそれぞれ対応する複数の収差補正領域を有し、各収差補正領域において当該収差補正領域を透過する偏光調整光ビームの偏光方向に応じて当該偏光調整光ビームの収差を補正する収差補正部と、偏光調整光ビームを直線偏光から円偏光へ変換する偏光変換部と、円偏光へ変換された各偏光調整光ビームを光ディスクの信号記録面に焦点を合わせるよう集光すると共に、当該信号記録面により反射された各偏光調整ビームを受光する対物レンズと、信号記録面において反射される際に円偏光の回転方向が反転され、偏光変換部により円偏光から直線偏光に変換され、さらに収差補正部により収差が補正された各偏光調整光ビームを検出する検出部とを設けるようにした。

これにより、光ディスクの信号記録面による反射後の各偏光調整光ビームの偏光方向を、当該反射された各偏光調整光ビームが透過する各収差補正領域の偏光方向に合った状態とすることができるので、収差補正部の各収差補正領域により反射前及び反射後の各偏光調整光ビームをいずれも補正することができる。

本発明によれば、照射対象による反射後の各偏光調整光ビームの偏光方向を、当該反射された各偏光調整光ビームが透過する各収差補正領域の偏光方向に合った状態とすることができるので、収差補正部の各収差補正領域により反射前及び反射後の各偏光調整光ビームをいずれも補正することができ、かくして光ビームの収差を効果的に補正し得る光ピックアップを実現できる。

また本発明によれば、光ディスクの信号記録面による反射後の各偏光調整光ビームの偏光方向を、当該反射された各偏光調整光ビームが透過する各収差補正領域の偏光方向に合った状態とすることができるので、収差補正部の各収差補正領域により反射前及び反射後の各偏光調整光ビームをいずれも補正することができ、かくして光ビームの収差を効果的に補正し得る光ディスク装置を実現できる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）光ディスク装置の構成
図１との対応部分に同一符号を付して示す図５において、光ディスク装置２０は、光ディスク装置１と同様、ＢＤ方式でなる光ディスク１２に対して光ビームを照射し、その反射光を基に情報を再生するようになされている。

光ディスク装置２０の光ピックアップ２１は、光ディスク装置１の光ピックアップ２と比較して一部異なる構成を有している。すなわち光ピックアップ２は、レーザダイオード３から出射された出射光ビームＬ１をまず２分割１／２波長板２２へ入射させる。

２分割１／２波長板２２は、図６（Ａ）に示すように、出射光ビームＬ１の光軸Ｌｘを挟む２つの領域２２Ａ及び２２Ｂに分割されている。

領域２２Ａは、光学軸（図中矢印で示す）が出射光ビームＬ１の偏光方向（ｐ偏光）と平行になされており、当該出射光ビームＬ１のうち当該領域２２Ａに入射された部分をそのままの偏光方向で出射する（以下これを偏光調整出射光ビームＬ１Ａと呼ぶ）。

一方、領域２２Ｂは、光学軸が領域２２Ａにおける光学軸（すなわち出射光ビームＬ１の偏光方向）と４５°の角度をなすようになされており、１／２波長板としての作用により、出射光ビームＬ１のうち当該領域２２Ｂに入射された部分の偏光方向を９０°回転させｓ偏光として出射する（以下これを偏光調整出射光ビームＬ１Ｂと呼ぶ）

すなわち図６（Ｂ）に示すように、２分割１／２波長板２２は、ｐ偏光でなる出射光ビームＬ１のうち半分をｐ偏光のまま偏光調整出射光ビームＬ１Ａとし、残り半分をｓ偏光に変換した偏光調整出射光ビームＬ１Ｂとして、２分割グレーティング２３へ入射させるようになされている。なお説明の便宜上、以下では偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂをまとめて単に出射光ビームＬ１とも呼ぶ。

２分割グレーティング２３は、全体として出射光ビームＬ１をメインビーム及びトラッキングエラー検出用のサイドビーム（図示せず）に分光するようになされていると共に、図７に示すように、当該出射光ビームＬ１の光軸Ｌｘを通り２分割１／２波長板２２における分割線と平行な分割線により、２つの領域２３Ａ及び２３Ｂに分割されている。

一般に、ビームスプリッタは、光ビームの偏光方向により反射率が異なるといった性質を呈する。そこで２分割グレーティング２３は、後段のビームスプリッタ５における各偏光方向に対する反射率の比に応じて、領域２３Ａ及び２３Ｂにおける透過光量の比が設定されている。これにより２分割グレーティング２３は、偏光方向が互いに異なる偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂの光量比を調整して揃えることができる。

光ピックアップ２１は、２分割グレーティング２３から出射された出射光ビームＬ１の一部をビームスプリッタ５により反射させ、さらにミラー７により反射させて、コリメータレンズ８により発散光から平行光に変換した後、２分割液晶板２４へ入射させる。

２分割液晶板２４は、図８に示すように、出射光ビームＬ１の光軸Ｌｘを通り２分割１／２波長板２２における分割線と平行な分割線により、２つの領域２４Ａ及び２４Ｂに分割されており、当該領域２４Ａ及び２４Ｂにおいて液晶分子の配向方向が互いに異なるようになされている。

具体的に２分割液晶板２４は、図８において矢印により模式的に示したように、領域２４Ａにおける液晶分子の配向方向が偏光調整出射光ビームＬ１Ａの偏光方向（ｐ偏光）に合わせられると共に、領域２４Ｂにおける液晶分子の配向方向が偏光調整出射光ビームＬ１Ｂの偏光方向（ｓ偏光）に合わせられている。

また２分割液晶板２４は、領域２４Ａ及び２４Ｂをそれぞれ所定形状でなる複数の小領域に分割する複数の透明電極が配置されており、当該小領域ごとに電圧が印加され得るようになされている。この２分割液晶板２４は、領域２４Ａ及び２４Ｂにおいて、それぞれ小領域ごとの印加電圧が変化されることにより、各小領域における液晶分子の回転角度を調整し、いわゆる複屈折の原理により小領域ごとの屈折率を変化させるようになされている。

実際上、２分割液晶板２４は、制御部（図示せず）によって印加電圧が制御されることにより、領域２４Ａ及び２４Ｂにおけるそれぞれの小領域ごとの屈折率を変化させる。これにより２分割液晶板２４は、小領域ごとに光ビームの位相を変化させて偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂの波面収差を調整した上で、１／４波長板１０へ入射させるようになされている。

このとき２分割液晶板２４は、偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂが光ディスク１２のカバー層を透過する際に生じる収差を補正する（相殺する）ような、逆特性の波面収差を当該偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂに対して付与する。

その後、光ピックアップ２１は、１／４波長板１０により偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂをそれぞれ直線偏光から円偏光に変換した上で、対物レンズ１１により当該偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂを光ディスク１２の信号記録面１２Ａに合焦するよう集光させる（詳しくは後述する）。

因みに光ピックアップ２１は、２分割１／２波長板２２、２分割グレーティング２３及び２分割液晶板２４の分割線がいずれも出射光ビームＬ１の光軸Ｌｘと交差するよう、取付位置が調整されている。

また光ピックアップ２１は、偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂが光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおいてそれぞれ反射された偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂを、対物レンズ１１により発散光から平行光に変換し、１／４波長板１０により円偏光から直線偏光に変換した上で、２分割液晶板２４を介してコリメータレンズ８へ入射させる（詳しくは後述する）。

さらに光ピックアップ２１は、偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂをコリメータレンズ８により平行光から収束光に変換し、ミラー７によって反射してビームスプリッタ５において所定の割合で透過させて、フォトディテクタ１３へ入射させる。

フォトディテクタ１３は、反射光ビームＬ２の光量に応じた検出信号を生成し、これを信号処理部（図示せず）へ送出する。その後光ディスク装置２０は、信号処理部において信号演算処理により再生ＲＦ信号を生成し、当該再生ＲＦ信号に対して復調処理や復号化処理等を施すことにより、記録されている情報を再生するようになされている。

因みにフォトディテクタ１３には、サイドビーム検出用の検出領域等も形成されており、１種類の検出信号のみでなく、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号の生成に用いるための複数種類の検出信号を生成するようになされている。光ディスク装置２０は、信号処理部（図示せず）において、これらの複数種類の検出信号を用いて所定の演算処理を行うことによりフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成してアクチュエータ（図示せず）を駆動することにより、フォーカスサーボ制御やトラッキングサーボ制御を行うようになされている。

このように光ディスク装置２０の光ピックアップ２１は、２分割１／２波長板２２により出射光ビームＬ１を互いに偏光方向が異なる偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂに分け、２分割液晶板２４により波面収差を調整した上で光ディスク１２の信号記録面１２Ａに照射すると共に、その反射光を偏光調整出射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂとして、２分割液晶板２４を介してフォトディテクタ１３へ入射させるようになされている。

（２）光ビームの偏光と収差の補正
（２−１）往路における出射光ビームの偏光
ここで、図２と同様に、光ディスク装置２０においてレーザダイオード３から出射された出射光ビームＬ１が光ディスク１２に照射されるまでの経路（すなわち往路）の様子を模式的に表すと、図９に示すようになる。

この図９は、図６における２分割１／２波長板２２を上側から見た状態を表しており、出射光ビームＬ１の光軸Ｌｘを挟んで上下に領域２２Ａ及び２２Ｂが位置する状態となっている。すなわち図９では、偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂは、当該光軸Ｌｘの上側及び下側をそれぞれ通過することになる。

なお説明の便宜上、以下では偏光調整出射光ビームＬ１Ａの通過経路（すなわち図９における光軸Ｌｘの上側）をＡレーンＮＡと呼び、当該偏光調整出射光ビームＬ１Ｂの通過経路（すなわち図９における光軸Ｌｘの下側）をＢレーンＮＢと呼ぶ。

図９では、レーザダイオード３から出射された出射光ビームＬ１がｐ偏光であり、２分割１／２波長板２２の領域２２Ａを通過した偏光調整出射光ビームＬ１Ａがコリメータレンズ８を介して２分割液晶板２４の領域２４Ａに照射されるまでｐ偏光であることを、図中の上下方向の実線矢印により示している。

さらに図９では、２分割液晶板２４の領域２４Ａにより波面収差が調整された（逆特性の波面収差が付与された）ｐ偏光の偏光調整出射光ビームＬ１Ａを、鋸歯状に折れ曲がった上下方向の破線矢印により示している。

この偏光調整出射光ビームＬ１Ａは、１／４波長板１０によりｐ偏光（直線偏光）から右円偏光に変換され、対物レンズ１１を介して光ディスク１２の信号記録面１２Ａに照射される。

また図９では、出射光ビームＬ１の一部が２分割１／２波長板２２の領域２２Ｂを通過することによりｓ偏光の偏光調整出射光ビームＬ１Ｂとなり、当該偏光調整出射光ビームＬ１Ｂがコリメータレンズ８を介して２分割液晶板２４の領域２４Ｂに照射されるまでｓ偏光であることを、図中の左右方向の実線矢印により示している。

さらに図９では、２分割液晶板２４の領域２４Ｂにより波面収差が調整された（逆特性の波面収差が付与された）ｓ偏光の偏光調整出射光ビームＬ１Ｂを、鋸歯状に折れ曲がった左右方向の破線矢印により示している。

この偏光調整出射光ビームＬ１Ｂは、１／４波長板１０によりｓ偏光（直線偏光）から左円偏光に変換され、対物レンズ１１を介して光ディスク１２の信号記録面１２Ａに照射される。

（２−２）反射に伴うレーンの入れ替わりと偏光の変化
次に、光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおいて偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及び偏光調整出射光ビームＬ１Ｂが反射されるときの様子を、図９と対応する図１０（Ａ）及び（Ｂ）に模式的に示す。

ここで、光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおいて光ビームが反射される際には、一般的な反射の法則が成立し、光軸Ｌｘに関して対称となる方向へ当該光ビームの入射角と反射角とが等しくなるように反射されることになる。

このため、図１０（Ａ）に示すように、ＡレーンＮＡを通ってきた偏光調整出射光ビームＬ１Ａは、光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおいて反射されることにより、ＢレーンＮＢを通る偏光調整反射光ビームＬ２Ｂとなる。

この反射の際、右円偏光である偏光調整出射光ビームＬ１Ａから円偏光における回転方向が反転されるため、偏光調整出射光ビームＬ２Ｂは左円偏光となる。

すなわち光ピックアップ２１では、ＢレーンＮＢのうち１／４波長板１０から光ディスク１２までの区間において、偏光調整出射光ビームＬ１Ｂ（図１０（Ｂ））及び偏光調整反射光ビームＬ２Ｂ（図１０（Ａ））のいずれも左円偏光となる。

従って偏光調整反射光ビームＬ２Ｂは、１／４波長板１０により直線偏光に変換される際、領域照射光ビームＬ１Ｂと同様にｓ偏光となる。

ところで偏光調整出射光ビームＬ１Ａは、２分割液晶板２４の領域２４Ａにより付与された逆特性の波面収差と、光ディスク１２のカバー層を透過する際に生じる波面収差とが相殺されるため、光ディスク１２の信号記録面１２Ａに照射された時点で、収差が補正された状態となる。

しかしながら偏光調整反射光ビームＬ２Ｂは、反射後に光ディスク１２のカバー層を透過する際に、新たな波面収差が生じることになる。

このため偏光調整反射光ビームＬ２Ｂは、１／４波長板１０により直線偏光（ｓ偏光）に変換された後も、波面収差を含んだ状態となる。図１０（Ａ）では、このようにｓ偏光でなり波面収差を含んだ偏光調整反射光ビームＬ２Ｂを、鋸歯状に折れ曲がった左右方向の実線矢印により模式的に表している。

一方、図１０（Ｂ）に示すように、ＢレーンＮＢを通ってきた偏光調整出射光ビームＬ１Ｂは、光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおいて反射されることにより、ＡレーンＮＡを通る偏光調整反射光ビームＬ２Ａとなる。

この反射の際、左円偏光である偏光調整出射光ビームＬ１Ｂから円偏光における回転方向が反転されるため、偏光調整出射光ビームＬ２Ａは右円偏光となる。

すなわち光ピックアップ２１では、ＡレーンＮＡのうち１／４波長板１０から光ディスク１２までの区間において、偏光調整出射光ビームＬ１Ａ（図１０（Ａ））及び偏光調整反射光ビームＬ２Ａ（図１０（Ｂ））のいずれも右円偏光となる。

従って偏光調整反射光ビームＬ２Ａは、１／４波長板１０により直線偏光に変換される際、領域照射光ビームＬ１Ａと同様にｐ偏光となる。

また偏光調整反射光ビームＬ２Ａは、偏光調整反射光ビームＬ２Ｂと同様、１／４波長板１０により直線偏光（ｐ偏光）に変換された後も、波面収差を含んだ状態となる。図１０（Ｂ）では、このようにｐ偏光でなり波面収差を含んだ偏光調整反射光ビームＬ２Ｂを、鋸歯状に折れ曲がった上下方向の実線矢印により模式的に表している。

このように光ディスク装置２０では、ＡレーンＮＡ及びＢレーンＮＢが光軸Ｌｘを挟んで分割されているため、反射の法則に従い、偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂが光ディスク１２の信号記録面１２Ａで反射される際、互いのレーンを入れ替える。また偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂは、反射時に円偏光における回転方向がそれぞれ反転される。

この結果、各レーンにおける円偏光の回転方向は、反射の前後において変化せず、各レーンを通る偏光調整出射光ビームＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ及び偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂの偏光方向も、反射の前後において変化しないことになる。

（２−３）復路における反射光ビームの偏光
次に、図４と同様に、光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおいて反射された偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂがフォトディテクタ１３に照射されるまでの経路（すなわち復路）の様子を模式的に表すと、図１１に示すようになる。

図１１において、偏光調整反射光ビームＬ２Ａは、１／４波長板１０により右円偏光からｐ偏光でなる直線偏光に変換され、２分割液晶板２４の領域２４Ａに入射される。このとき偏光調整反射光ビームＬ２Ａは、光ディスク１２の信号記録面１２Ａで反射された際に生じた波面収差を含んだままとなる。

２分割液晶板２４の領域２４Ａは、偏光調整反射光ビームＬ２Ａがｐ偏光であることから当該偏光調整反射光ビームＬ２Ａに対して屈折作用し、波面収差を補正する。因みに図１１では、波面収差が補正されたｐ偏光の偏光調整反射光ビームＬ２Ａを、上下方向の実線矢印により示している。

また図１１において、偏光調整反射光ビームＬ２Ｂは、１／４波長板１０により左円偏光からｓ偏光でなる直線偏光に変換され、２分割液晶板２４の領域２４Ｂに入射される。このとき偏光調整反射光ビームＬ２Ｂは、偏光調整反射光ビームＬ２Ａと同様、波面収差を含んだままとなる。

２分割液晶板２４の領域２４Ｂは、偏光調整反射光ビームＬ２Ｂがｓ偏光であることから当該偏光調整反射光ビームＬ２Ｂに対して屈折作用し、波面収差を補正する。因みに図１１では、波面収差が補正されたｓ偏光の偏光調整反射光ビームＬ２Ａを、左右方向の実線矢印により示している。

この結果、光ディスク装置２０は、波面収差が補正された偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂ（以下、これらをまとめて単に反射光ビームＬ２と呼ぶ）をフォトディテクタ１３に照射することができる。

このように光ディスク装置２０は、２分割液晶板２４の領域２４Ａ及び２４Ｂにより、偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂに対して屈折作用し逆特性の波面収差を予め持たせ得ると共に、偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂに対しても屈折作用し波面収差を補正し得るようになされている。

（３）動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置２０の光ピックアップ２１は、レーザダイオード３から照射されるｐ偏光でなる出射光ビームＬ１を、２分割１／２波長板２２により、ＡレーンＮＡを通るｐ偏光の偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＢレーンＮＢを通るｓ偏光の偏光調整出射光ビームＬ１Ｂに分け、２分割液晶板２４によりそれぞれに予め逆特性の波面収差を持たせて光ディスク１２の信号記録面１２Ａに照射させる。

ここで光ピックアップ２１は、ＡレーンＮＡ及びＢレーンＮＢが光軸Ｌｘを挟んで対称な位置関係にあるため、反射時に円偏光の回転方向が反転されると同時に各光ビームのレーンを入れ替えることにより、反射の前後において各レーンを通る光ビームにおける円偏光の回転方向を変化させず維持することができる。

このため光ピックアップ２１は、偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂを１／４波長板１０により直線偏光に変換することにより、それぞれ同じレーンを通る偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂと偏光方向を合わせることができる。

これにより光ピックアップ２１は、２分割液晶板２４により、往路における領域照射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂのみでなく復路における偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂに対しても屈折作用させることができるので、当該偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂに対して逆特性の波面収差を持たせるのみでなく、当該偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂに対して波面収差を補正することができる。

すなわち光ピックアップ２１は、２分割液晶板２４により、光ディスク１２の信号記録面１２Ａに照射される照射光ビームＬ１の収差と、フォトディテクタ１３に照射される反射光ビームＬ２の収差との両方を補正することができる。

この場合、光ピックアップ２１は、従来の光ピックアップ２におけるグレーティング４及び液晶板９をそれぞれ２分割グレーティング２３及び２分割液晶板２４に置き換えて２分割１／２波長板２２を設けるといった、簡易な構成により実現され得る。

このため光ピックアップ２１は、例えば出射光ビームＬ１と反射光ビームＬ２との光路を分けておき、複数の収差補正素子によりそれぞれ収差を補正するといった手法を用いる場合と比較して、収差補正素子等の光学部品を殆ど増加させることなく、当該光ピックアップ２１や光ディスク装置２０の構成を大幅に複雑化させ、或いは大型化させずに済む。

また光ピックアップ２１は、波面収差が補正されることにより再生ＲＦ信号の精度を向上し得るのみでなく、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号の精度も高めることができるので、所望トラックに対する照射光ビームＬ１のフォーカシング精度及びトラッキング精度を向上することもできるので、再生ＲＦ信号の精度を格段に向上させることができ、情報の再生品質を高めることができる。

このとき光ピックアップ２１は、例えばフォーカスエラーの検出方式としていわゆるナイフエッジ法を用いることにより、偏光調整反射光ビームＬ２Ａ及びＬ２Ｂにおける偏光方向の違いに伴って生じる最終的な光量差の影響を排除することができる。

以上の構成によれば、光ディスク装置２０の光ピックアップ２１は、２分割１／２波長板２２によって光軸Ｌｘを挟む２つのレーンＮＡ及びＮＢにおける出射光ビームＬ１の偏光方向を互いに異なるようにし、光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおける反射時に円偏光の回転方向が反対方向に変換されると同時に光ビームのレーンを入れ替えることにより、各レーンにおける光ビームの偏光方向を維持することができるので、２分割液晶板２４によって、光ディスク１２の信号記録面１２Ａに照射される照射光ビームＬ１の収差と、フォトディテクタ１３に照射される反射光ビームＬ２の収差との両方を補正することができる。

（４）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、図６（Ａ）領域２２Ａ及び２２Ｂにおける光学軸の方向が互いに異なる２分割１／２波長板２２（図６（Ａ））を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図１２に示すように、光ディスク装置３０の光ピックアップ３１が２分割１／２波長板２２に代わる２分割１／２波長板３２を用いるようにしても良い。

この２分割１／２波長板３２は、図１３に示すように、領域３２Ａが１／２波長板として機能せず出射光ビームＬ１をそのまま透過するようになされている。この場合、出射光ビームＬ１がｐ偏光であるため、領域３２Ａを透過した偏光調整出射光ビームＬ１Ａもｐ偏光となり、結果的に２分割１／２波長板２２と同様の効果を得ることができる。

また上述した実施の形態においては、２分割１／２波長板２２（図６）、２分割グレーティング２３（図７）及び２分割液晶板２４（図８）を、それぞれ光軸Ｌｘを挟む２つの領域に分割することにより、出射光ビームＬ１及び反射光ビームＬ２が通過するレーンを２本とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の分割数とするようにしても良い。

例えば図１４（Ａ）に示すように、１／２波長板４２は、光軸Ｌｘを中心とした６つの領域４２Ａ〜４２Ｆに分割されている。またグレーティング及び液晶板も、この１／２波長板４２と同様に６つの領域に分割されているものとする（図示せず）。

領域４２Ａ、４２Ｃ及び４２Ｅは、領域２２Ａと同様、光学軸が出射光ビームＬ１の偏光方向（ｐ偏光）と平行になされ、それぞれｐ偏光のまま光ビームを出射する。一方、領域４２Ｂ、４２Ｄ及び４２Ｆは、領域２２Ｂと同様、光学軸が出射光ビームＬ１の偏光方向（ｐ偏光）と４５°の角度をなすようになされ、当該出射光ビームＬ１を約９０°回転させｓ偏光に変換した出射光ビームを出射する。

これにより出射光ビームＬ１は６本に分割され、６本のレーンが形成されることになる。また液晶板（図示せず）は、１／２波長板４２の各領域に対応して、各領域における液晶分子の配向方向が設定されているものとする。

この場合、出射光ビームＬ１は、光軸Ｌｘを中心とした対称位置にある領域同士（例えば領域４２Ａと領域４２Ｄ等）をそれぞれ透過した光ビーム同士の偏光方向が互いに異なることになる。このため、各レーンを通る光ビームは、当該光軸Ｌｘを中心として互いに対称な位置関係にあるレーン同士において、図１０に示した場合と同様に、光ディスク１２の信号記録面１２Ａにおける反射時に入れ替わると共に円偏光の回転方向が反転することになる。

この結果、６分割された１／２波長板４２、当該１／２波長板４２に対応したグレーティング及び液晶板を用いた光ディスク装置においても、光ディスク装置２０と同様に、当該液晶板の各領域によって出射光ビームＬ１及び反射光ビームＬ２の波面収差をそれぞれ補正することができる。

また図１４（Ｂ）に示すように、１／２波長板５２が１０の領域５２Ａ〜５２Ｊに分割されると共に、グレーティング及び液晶板が当該１／２波長板５２と対応するように分割されている場合であっても、光ディスク装置２０と同様に、液晶板によって出射光ビームＬ１及び反射光ビームＬ２の波面収差を補正することができる。

この場合、分割数ｎは２、６又は１０以外にも、ｎ＝４ｋ−２（ただしｋは１以上の整数）を満たす整数であれば良い。また１／２波長板、グレーティング及び液晶板は必ずしも等分割される必要は無く、少なくとも光軸Ｌｘを対象の中心とした点対称位置にある領域同士が点対称形状となっていれば良い。

このように１／２波長板、グレーティング及び液晶板の分割数（すなわちレーンの数）を増加した場合、出射光ビームＬ１及び反射光ビームＬ２の照射面において、偏光方向の異なる部分を偏らせず分散させることができるので、光ピックアップ２１の各光学素子における光学特性が偏光方向により異なったとしても、光量等の偏りを拡散させることができる。

さらに上述した実施の形態においては、出射光ビームＬ１を互いの偏光方向が異なる出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂに分ける際に１／２波長板を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の光学素子を用いるようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、光ビームを直線偏光から円偏光に、又は円偏光から直線偏光に変換する光学素子として１／４波長板を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の光学素子を用いるようにしても良い。この場合、偏光方向と円偏光における回転方向との間に一定の関係性を有していればよい。

さらに上述した実施の形態においては、２分割グレーティング２３により偏光方向が異なる偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂの光量を調整するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＮＤ(Neutral Density)フィルタ等の他の光学素子により偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂの光量を調整するようにしても良く、或いは当該偏光調整出射光ビームＬ１Ａ及びＬ１Ｂにおける光量差が無視できる程度であれば、当該２分割グレーティング２３に代えて、例えばトラッキングエラー検出用のサイドビームを分光するためのグレーティング４（図１）を用いるようにする等しても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ＢＤ方式に対応した光ディスク装置２０に本発明を適用するようにした場合について述べたが、これに限らず、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式等の他の方式に対応した光ディスク装置や、ＣＤ(Compact Disc)、ＤＶＤ及びＢＤといった複数種類の方式に対応した光ディスク装置に本発明を適用するようにしても良い。また光ディスク装置としては、光ディスクから情報を再生する機能のみでなく、当該光ディスクに情報を記録する機能を有するものであっても良い。

さらに上述した実施の形態においては、光源としてのレーザダイオード３と、偏光部としての２分割１／２波長板２２と、収差補正部としての２分割液晶板２４と、偏光変換部としての１／４波長板１０と、対物レンズとしての対物レンズ１１と、検出部としてのフォトディテクタ１３とによって光ピックアップとしての光ピックアップ２１を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、偏光部と、収差補正部と、偏光変換部と、対物レンズと、検出部とによって光ピックアップを構成するようにしても良い。

本発明は、光ディスクに対して光ビームを照射し、その反射光を検出する過程で収差補正を行う種々の方式の光ディスク装置でも利用できる。

従来の光ディスク装置の構成を示す略線図である。 従来の往路における光ビームの様子を示す略線図である。 従来の光ビームの反射に伴う偏光の変化を示す略線図である。 従来の復路における光ビームの様子を示す略線図である。 本発明の位置実施形態による光ディスク装置の構成を示す略線図である。 ２分割１／２波長板の構成を示す略線図である。 ２分割グレーティングの構成を示す略線図である。 ２分割液晶板の構成を示す略線図である。 往路における光ビームの様子を示す略線図である。 光ビームの反射に伴う偏光の変化を示す略線図である。 復路における光ビームの様子を示す略線図である。 他の実施の形態による光ディスク装置の構成を示す略線図である。 他の実施の形態による２分割１／２波長板の構成を示す略線図である。 他の実施の形態による１／２波長板の構成を示す略線図である。

符号の説明

１、２０……光ディスク装置、２、２１……光ピックアップ、３……レーザダイオード、１０……１／４波長板、１１……対物レンズ、１２……光ディスク、１２Ａ……信号記録面、２２……２分割１／２波長板、２３……２分割グレーティング、２４……２分割液晶板、Ｌ１……出射光ビーム、Ｌ１Ａ、Ｌ１Ｂ……偏光調整出射光ビーム、Ｌ２……反射光ビーム、Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ……偏光調整反射光ビーム、Ｌｘ……光軸、ＮＡ、ＮＢ……レーン。

Claims (9)

1. 光ビームを出射する光源と、
   上記光ビームの断面を当該光ビームの光軸を中心とした点対称形状でなる複数の偏光領域に分割し、上記光軸を中心として互いに点対称となる２つの上記偏光領域から互いの偏光方向が異なる直線偏光の偏光調整光ビームをそれぞれ出射する偏光部と、
   上記偏光領域にそれぞれ対応する複数の収差補正領域を有し、各上記収差補正領域において当該収差補正領域を透過する上記偏光調整光ビームの偏光方向に応じて当該偏光調整光ビームの収差を補正する収差補正部と、
   上記偏光調整光ビームを直線偏光から円偏光へ変換する偏光変換部と、
   上記円偏光へ変換された各上記偏光調整光ビームを所定の照射対象に焦点を合わせるよう集光すると共に、当該照射対象により反射された各上記偏光調整光ビームを受光する対物レンズと、
   上記照射対象において反射される際に円偏光の回転方向が反転され、上記偏光変換部により円偏光から直線偏光に変換され、さらに上記収差補正部により収差が補正された各上記偏光調整光ビームを検出する検出部と
   を具えることを特徴とする光ピックアップ。
2. 上記偏光部は、
   上記光軸に関して互いに対称な上記偏光領域から、互いの偏光方向のなす角が約９０°でなる上記偏光調整光ビームを出射する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 上記光ビームは、直線偏光でなり、
   上記偏光部は、
   １／２波長板でなり、上記光軸に関して互いに対称となる上記偏光領域の一方において、入射される上記光ビームの偏光方向に対して光学軸が約４５°をなす
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
4. 上記偏光部は、
   上記光軸に関して互いに対称となる上記偏光領域の他方において、上記直線偏光でなる上記光ビームをそのまま透過させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ。
5. 上記偏光部は、
   上記光軸を挟む２つの上記偏光領域に分割されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
6. 上記偏光部は、
   （４ｋ−２）個（但しｋは１以上の整数）の上記偏光領域に分割されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
7. 上記収差補正部は、
   各上記収差補正領域を透過する上記偏光調整光ビームの偏光方向に応じて液晶分子が配向された液晶板でなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
8. 上記偏光変換部は、
   １／４波長板でなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
9. 光ビームを出射する光源と、
   上記光ビームの断面を当該光ビームの光軸を中心とした点対称形状でなる複数の偏光領域に分割し、上記光軸を中心として互いに点対称となる２つの上記偏光領域から互いの偏光方向が異なる直線偏光の偏光調整光ビームをそれぞれ出射する偏光部と、
   上記偏光領域にそれぞれ対応する複数の収差補正領域を有し、各上記収差補正領域において当該収差補正領域を透過する上記偏光調整光ビームの偏光方向に応じて当該偏光調整光ビームの収差を補正する収差補正部と、
   上記偏光調整光ビームを直線偏光から円偏光へ変換する偏光変換部と、
   上記円偏光へ変換された各上記偏光調整光ビームを光ディスクの信号記録面に焦点を合わせるよう集光すると共に、当該信号記録面により反射された各上記偏光調整ビームを受光する対物レンズと、
   上記信号記録面において反射される際に円偏光の回転方向が反転され、上記偏光変換部により円偏光から直線偏光に変換され、さらに上記収差補正部により収差が補正された各上記偏光調整光ビームを検出する検出部と
   を具えることを特徴とする光ディスク装置。

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