WO2013183439A1 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

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WO2013183439A1
WO2013183439A1 PCT/JP2013/064054 JP2013064054W WO2013183439A1 WO 2013183439 A1 WO2013183439 A1 WO 2013183439A1 JP 2013064054 W JP2013064054 W JP 2013064054W WO 2013183439 A1 WO2013183439 A1 WO 2013183439A1
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WO
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laser light
wavelength
wave plate
laser beam
phase difference
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/064054
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
章一郎 豊田
Original Assignee
三洋電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 三洋電機株式会社 filed Critical 三洋電機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1365—Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Definitions

  • the present invention relates to an optical pickup device that performs a read operation of a signal recorded on an optical recording medium and a signal recording operation on the optical recording medium.
  • an optical pickup device that optically records and reproduces signals using an optical recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc) or CD (Compact Disc) optical disk
  • an optical recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc) or CD (Compact Disc) optical disk
  • the recording density is obtained by a single optical pickup device.
  • DVD Digital Versatile Disc
  • CD Compact Disc
  • Such an optical pickup device compatible with DVD and CD includes a first laser light source that emits laser light in a red wavelength band of 645 nm to 675 nm suitable for DVD, and a laser light in an infrared wavelength band of 765 nm to 805 nm suitable for CD.
  • a multi-laser unit including a second laser light source that emits light is used to switch the laser light to be used in accordance with the optical disk.
  • An optical pickup device compatible with DVD and CD shares an objective lens with a ring-shaped diffraction grating, and diffracts each laser beam having a wavelength suitable for each optical disk of DVD and CD with this diffraction grating.
  • the spherical aberration is corrected for each optical disc, and the quality of each laser beam applied to each optical disc is ensured.
  • the optical pickup device for DVD and CD can simplify the optical path by adopting the above-mentioned laser unit corresponding to the two wavelengths and a common objective lens.
  • Such an optical pickup device includes, for example, a laser diode, a half-wave plate, a diffraction grating, a half mirror, a photodetector for monitoring, a collimator lens, a quarter-wave plate, a rising mirror, an objective lens, an AS (AStigmatism). ) A plate and a photodetector are arranged on the optical path.
  • the laser diode selectively emits laser light having a red wavelength band of 645 nm to 675 nm and laser light having an infrared wavelength band of 765 nm to 805 nm.
  • the half-wave plate adds a phase difference of 1 ⁇ 2 wavelength (180 degrees) to the laser light emitted from the laser diode, and converts it into linearly polarized light in the S direction with respect to the reflecting surface of the half mirror. Output.
  • a half-wave plate used in an optical pickup device compatible with DVD and CD is incident in a band extending from a red wavelength band used for DVD to an infrared wavelength band used for CD (hereinafter also referred to as broadband). It is formed so as to add a half-wave phase difference to the laser light.
  • the diffraction grating diffracts the laser light and separates it into a main beam that is 0th-order light, a + 1st-order diffracted light, and two sub-beams that are -1st-order diffracted light.
  • the half mirror is disposed at a position where the laser beam transmitted through the diffraction grating is incident and inclined by 45 ° with respect to the optical axis of the laser beam, and is converted into S-polarized light by the half-wave plate.
  • a control film that reflects most of the light and transmits most of the laser light polarized in the P direction is provided.
  • the monitoring photodetector is provided at a position where the laser light emitted from the laser diode is irradiated with the laser light that has passed through the control film of the half mirror. Detect intensity.
  • the detection signal output from the monitoring photodetector is used to control the output of the laser light emitted from the laser diode.
  • the collimating lens is provided at a position where the laser beam reflected from the control film of the half mirror is incident, and converts the incident laser beam into parallel light.
  • the quarter-wave plate is provided at a position where the laser beam converted into parallel light by the collimating lens is incident.
  • the quarter-wave plate converts linearly polarized light to circularly polarized light, and vice versa, by changing the phase of the incident laser light by a quarter wavelength (90 degrees), and conversely, from circularly polarized light to linearly polarized light.
  • the laser light emitted from the laser diode is converted from S-polarized light to circularly-polarized light on the outward path from the optical disk to the optical disk by the quarter-wave plate, and from circularly-polarized light to P-polarized light on the return path from the optical disk to the photodetector.
  • a quarter-wave plate used in an optical pickup device compatible with DVD and CD is 1 in the incident laser beam in a band (broadband) from a red wavelength band used for DVD to an infrared wavelength band used for CD. It is formed so as to add a phase difference of / 4 wavelength.
  • the rising mirror is provided at a position where circularly polarized laser light transmitted through the quarter wavelength plate is incident, and is configured to reflect the incident laser light in the direction of the objective lens.
  • the objective lens irradiates the incident laser light as a spot on the signal recording layer provided on the optical disc by the focusing function of the objective lens.
  • the laser light applied to the signal recording layer is reflected by the signal recording layer.
  • the reflected light reflected by the signal recording layer of the optical disk is incident on the control film of the half mirror through the objective lens, the rising mirror, the quarter wavelength plate, and the collimating lens.
  • this reflected light is changed from circularly polarized light to linearly polarized light in the P direction by the phase changing function by the quarter wavelength plate, the reflected light passes through the control film of the half mirror.
  • the reflected light that has passed through the control film is incident on the AS plate.
  • the AS plate is disposed obliquely with respect to the optical axis direction of the reflected light, and adds astigmatism used for focusing control to the reflected light.
  • the photodetector is configured to include a light receiving unit that receives the reflected light separated into three beams by the diffraction grating, and a reproduction signal for reading information recorded on the signal recording layer of the optical disc, A focus error signal for performing focusing control and a tracking error signal for performing tracking control are generated.
  • Such an optical pickup device is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • a half-wave plate or a quarter-wave plate is formed by forming a control film on the surface of a glass plate for adding a desired phase difference to incident laser light.
  • the control film is formed so as to give a desired phase difference to the laser beam in a wide band from the red wavelength band used for DVD to the infrared wavelength band used for CD.
  • a resin film that can be used as a half-wave plate or a quarter-wave plate has a narrow wavelength band for obtaining a desired phase difference with only one film, and the wavelength of the incident laser light changes.
  • the phase difference of the emitted laser light also changes.
  • a desired phase difference can be obtained only in a narrow band in which the wavelength of the laser light is in the vicinity of a predetermined wavelength (for example, a band covering only a red wavelength band used for DVD, or an infrared wavelength band used for CD).
  • a predetermined wavelength for example, a band covering only a red wavelength band used for DVD, or an infrared wavelength band used for CD.
  • a desired phase difference cannot be obtained.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and reduces the cost when a single-band or a narrow-band half-wave plate or quarter-wave plate made of a resin film having a smaller number of bonded sheets than the wide-band type is used.
  • One purpose is to further promote
  • An optical pickup device includes a first laser light source that emits a first laser beam having a first wavelength, and a second laser light source that emits a second laser beam having a second wavelength longer than the first wavelength.
  • An objective lens for irradiating the optical recording medium with the first laser light and the second laser light, and a resin film provided on a common optical path between the first laser light source, the second laser light source and the objective lens A half-wave plate manufactured on the common optical path between the half-wave plate and the objective lens, and the incident laser beam is obtained by inverting the phase of the laser beam.
  • either positive slope or both are formed so as to have a characteristic that a negative slope.
  • Cost reduction can be further promoted when a half-wave plate or quarter-wave plate with a narrow band such as a resin film is used.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical pickup device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a characteristic example of the half-wave plate 121 of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a characteristic example of the quarter-wave plate 14 of the present embodiment.
  • 4 to 5 are diagrams showing examples of characteristics of the phase difference of the laser light in the optical pickup device 1 of the present embodiment.
  • FIGS. An example is shown.
  • the optical pickup device 1 of the present embodiment is configured to support recording and playback of a DVD (Digital Versatile Disc) and to support recording and playback of a CD (Compact Disc).
  • DVD Digital Versatile Disc
  • CD Compact Disc
  • the laser unit 11 emits laser light having a first wavelength in a red wavelength band of 645 nm to 675 nm suitable for DVD recording / reproduction, for example, a first wavelength of 660 nm (hereinafter also referred to as first laser light).
  • a second laser light source 112 that emits laser light having a second wavelength in the infrared wavelength band of 765 nm to 805 nm, for example, 784 nm (hereinafter also referred to as second laser light) suitable for CD recording / reproduction.
  • the laser unit 11 is a so-called multi-laser unit, and the first laser light source 111 and the second laser light source 112 are formed on the same semiconductor substrate.
  • the laser unit 11 emits the first laser light from the first laser light source 111 and emits the second laser light from the second laser light source 112.
  • the laser unit 11 selectively emits the first laser beam and the second laser beam.
  • the composite optical element 12 includes a half-wave plate 121 and a diffraction grating 122.
  • the diffraction grating 122 separates the laser light into three beams of a 0th order light beam, a + 1st order diffracted light beam, and a ⁇ 1st order diffracted light beam.
  • the half-wave plate 121 is provided on a common optical path between the first laser light source 111 and the second laser light source 112 and the half mirror 13, and has a half wavelength (180 degrees) with respect to the incident laser light. Generate and output a phase difference.
  • the half-wave plate 121 has a narrow band characteristic.
  • the narrow band is a laser that is output only when the wavelength of the incident laser light is a band that covers a red wavelength band used for DVD, for example, or a band that covers an infrared wavelength band used for CD. This means that a half-wave phase difference is added to the light.
  • the half-wave plate 121 is 1 ⁇ 2 wavelength (180 degrees) with respect to the laser beam only when the incident laser beam is the first wavelength (for example, 660 nm) in the red wavelength band used for DVD, for example. ) Is generated and output.
  • the half-wave plate 121 converts incident laser light into linearly polarized light in the S direction with respect to, for example, the reflecting surface of the half mirror 13.
  • the half-wave plate 121 of the present embodiment is a narrow-band type configured by using a single resin film or a resin film having a smaller number of laminated sheets than the broadband type, and a laser is applied to the surface of the diffraction grating 122, for example, the diffraction grating 122 It is affixed to the surface on the light incident side.
  • the half-wave plate 121 is configured using, for example, a polycarbonate film or Arton (registered trademark) film.
  • the half-wave plate 121 is composed of one resin film having a thickness of 100 ⁇ m or less, for example, about 70 ⁇ m.
  • the half-wave plate 121 can be configured by using a single half-wave plate 121 or a resin film having a smaller number of bonded sheets than the wide-band type, the cost of the half-wave plate 121 can be reduced. Therefore, cost reduction of the optical pickup device 1 can be promoted.
  • the half-wave plate 121 of this embodiment is comprised using one resin film, as shown in FIG. 2, it is the position added to the wavelength of the incident laser beam, and the emitted laser beam. It is formed so as to have a characteristic that has a negative gradient in relation to the phase difference. That is, the phase difference added to the laser light transmitted through the half-wave plate 121 has a characteristic of decreasing as the wavelength of the incident laser light becomes longer.
  • the wavelength range in which a phase difference of 1 ⁇ 2 wavelength (180 degrees) is obtained is, for example, the first wavelength ( For example, it is limited to the vicinity of 660 nm) (becomes narrow band characteristics). Therefore, when the wavelength of the laser beam is, for example, the second wavelength (for example, 784 nm), the phase difference of the laser beam output from the half-wave plate 121 is 147 degrees.
  • the laser beam that has passed through the composite optical element 12 is a beam splitter having a reflecting surface that is tilted by, for example, 45 ° with respect to the optical axis of the laser beam.
  • a part of the light is reflected by the half mirror 13 and guided to the collimator lens 15, and the remaining part is transmitted through the half mirror 13 and guided to the front monitor light receiving detector 30.
  • the half mirror 13 is provided on a common optical path between the half-wave plate 121 and the objective lens 17, inverts the phase of the incident laser light and reflects the S-polarized component in the direction of the objective lens 17. Transmits polarized components.
  • the half mirror 13 reflects a part of incident laser light, for example, 90% or 90% or more, and transmits the remaining part, for example, 10% or 10% or less.
  • the intensity of the laser light applied to the front monitor light receiving detector 30 changes according to the output level of the laser light emitted from the laser unit 11. Accordingly, the monitor signal generated by the front monitor light receiving detector 30 in accordance with the intensity of the laser light applied to the front monitor light receiving detector 30 is supplied to a drive circuit provided to supply a drive signal to the laser unit 11. By performing the feedback, a laser servo operation for controlling the output of the laser light emitted from the laser unit 11 to a target value can be performed.
  • the collimating lens 15 makes the first wavelength laser beam suitable for DVD parallel light, and narrows the spread angle of the second wavelength laser beam suitable for CD.
  • the laser light that has passed through the collimating lens 15 is incident on the quarter-wave plate 14.
  • the quarter wavelength plate 14 is provided on a common optical path between the half mirror 13 and the objective lens 17, and generates and outputs a phase difference of a quarter wavelength (90 degrees) with respect to the incident laser light. .
  • the quarter-wave plate 14 has a narrow band characteristic.
  • the narrow band is a laser that is output only when the wavelength of the incident laser light is a band that covers the red wavelength band used for DVDs or an infrared wavelength band that is used for CDs, for example. This means that a quarter-wave phase difference is added to the light.
  • the 1 ⁇ 4 wavelength plate 14 is 1 ⁇ 4 wavelength (90 degrees) with respect to the laser beam only when the incident laser beam is the first wavelength (for example, 660 nm) in the red wavelength band used for DVD, for example. ) Is generated and output.
  • the quarter-wave plate 14 converts the 0th-order light and the ⁇ 1st-order diffracted light reflected by the half mirror 13 from the S-polarized light to the circularly-polarized light on the forward path from the laser unit 11 to the optical disk 100, and On the return path from 100 to the photodetector 20, the reflected light from the optical disc 100 is converted from circularly polarized light to P-polarized light.
  • the quarter-wave plate 14 is a narrow-band type configured by using one or a smaller number of bonded resin films than the wide-band type, like the half-wave plate 121.
  • the quarter wave plate 14 is configured using, for example, a polycarbonate film or Arton (registered trademark) film.
  • the quarter-wave plate 14 is composed of a single resin film having a thickness of 100 ⁇ m or less, for example, about 70 ⁇ m.
  • the quarter-wave plate 14 can be configured by using a single quarter-wave plate 14 or a resin film having a smaller number of bonded sheets than the wide-band type, thereby reducing the cost of the quarter-wave plate 14. Therefore, cost reduction of the optical pickup device 1 can be promoted.
  • the quarter wavelength plate 14 of the present embodiment is configured by using a single resin film, as shown in FIG. It is formed so as to have a characteristic that has a negative gradient in relation to the phase difference added to the laser beam. That is, the phase difference added to the laser light transmitted through the quarter-wave plate 14 has a characteristic that decreases as the wavelength of the incident laser light becomes longer.
  • the wavelength range in which a 1 ⁇ 4 wavelength phase difference is obtained is limited to, for example, the vicinity of the first wavelength (for example, 660 nm) (becomes narrow band characteristics). For this reason, when the wavelength of the laser light is, for example, the second wavelength (for example, 784 nm), the phase difference of the laser light output from the quarter wavelength plate 14 is 75 degrees.
  • the polarization state of light is converted as follows in the forward path and the return path by the combination of the half-wave plate 121, the half mirror 13, and the quarter-wave plate 14, for example.
  • the S-polarized component of the laser light that has passed through the half-wave plate 121 is reflected by the half mirror 13 and converted into circularly polarized light by the quarter-wave plate 14.
  • This circularly polarized light is reflected by an information recording layer (not shown) of the optical disc 100 and converted to P polarized light by the quarter wavelength plate 14 in the return path. This P-polarized light is transmitted through the half mirror 13.
  • phase difference as shown in FIG. 2 is given according to the wavelength of the laser light ( (Phase difference between points A and B on the common optical path of the laser beam shown in FIG. 1). That is, a phase difference of 180 degrees is given when the wavelength is 660 nm and 147 degrees when the wavelength is 784 nm.
  • phase difference As shown in FIG. 4 is caused by phase inversion at the time of reflection (points A to C on the common optical path of the laser beam shown in FIG. 1). Phase difference between). That is, the phase difference is ⁇ 180 degrees for 660 nm and ⁇ 147 degrees for 784 nm.
  • phase difference as shown in FIG. 3 is given according to the wavelength of the laser beam (on the common optical path of the laser beam shown in FIG. 1). Phase difference between points C to D). That is, a phase difference of 90 degrees is given when the wavelength is 660 nm and 75 degrees when the wavelength is 784 nm.
  • the phase difference of the laser light varies depending on the wavelength of the laser light as shown in FIG. (The phase difference between points A to D on the common optical path of the laser beam shown in FIG. 1). That is, the phase difference is ⁇ 90 degrees when the wavelength is 660 nm, and ⁇ 72 degrees when the wavelength is 784 nm.
  • the laser light after passing through the quarter-wave plate 14 is circularly polarized because the phase difference is ⁇ 90 degrees when the wavelength is 660 nm.
  • the phase difference is ⁇ 72 degrees, so that it is elliptically polarized light.
  • phase difference is elliptical polarized light of ⁇ 72 degrees, it is possible to record / reproduce the CD without any trouble.
  • DVD and CD can be realized while realizing cost reduction by using one narrow-band resin film for the half-wave plate 121 and the quarter-wave plate 14.
  • the polarization of the laser light applied to the optical disc 100 can be made substantially circularly polarized.
  • the laser light that has passed through the quarter-wave plate 14 is reflected by the rising reflecting mirror 16, the optical axis of the laser light is bent, and the optical axis and light detection of the laser light emitted from the laser unit 11.
  • the optical axis is substantially perpendicular to the optical axis of the reflected light from the optical disc 100 received by the optical device 20 and is incident on the objective lens 17.
  • the objective lens 17 has an annular diffractive structure centered on the optical axis on the incident surface.
  • the objective lens 17 collects spherical aberration caused by the thickness of the transparent substrate layer of each DVD and CD optical disc 100 when the laser light incident on the objective lens 17 is condensed on each DVD and CD optical disc 100. It corrects appropriately by the diffraction effect by this diffraction structure.
  • the NA (Numerical Aperture) of the objective lens 17 is designed to be 0.65 for the first wavelength laser light suitable for DVD and 0.51 for the second wavelength laser light suitable for CD. Has been.
  • the laser light having the first wavelength from the first laser light source 111 is condensed by the objective lens 17 in accordance with the thickness of the transparent substrate layer of the DVD and irradiated to the signal layer of the DVD.
  • the second-wavelength laser light from the laser beam is condensed by the objective lens 17 in accordance with the thickness of the transparent substrate layer of the CD, and irradiated to the signal layer of the CD.
  • the first wavelength laser light suitable for the DVD generated from the first laser light source 111 of the laser unit 11 is condensed on the DVD standard optical disc 100 and the second laser light source of the laser unit 11 is collected.
  • the laser light having the second wavelength suitable for the CD generated from the light 112 is condensed on the optical disk 100 of the CD standard.
  • the objective lens 17 performs a focusing control operation by displacing in the direction (focus direction) perpendicular to the signal surface of the optical disc 100, and performs a tracking control operation by displacing in the radial direction (tracking direction) of the optical disc 100. Configured to do.
  • the objective lens 17 that performs such an operation is provided to be displaceable in the focus direction and the tracking direction by, for example, four or six support wires.
  • the laser light applied to the signal layer of the optical disc 100 is modulated and reflected by the signal layer, returns to the objective lens 17, and is converted from circularly polarized light to P polarized light by the quarter wavelength plate 14.
  • the P-polarized laser light passes through the half mirror 13.
  • the laser beam that has passed through the half mirror 13 is guided to the photodetector 20 through the AS plate 18 that is tilted so as to give astigmatism used for focusing control.
  • a control film for controlling the transmissivity of the reflected light is formed on the surface of the AS plate 18.
  • the photodetector 20 detects the reflected light of the laser beam from the DVD and CD.
  • the photodetector 20 includes a light receiving unit that receives the reflected light separated into three beams by the diffraction grating 122, and reads information recorded on the signal recording layer of the optical disc 100.
  • a reproduction signal, a focus error signal for performing focusing control, and a tracking error signal for performing tracking control are generated.
  • the optical pickup device 1 can cope with the recording and reproduction of the DVD and also with the recording and reproduction of the CD.
  • narrowband means that a phase difference of 1 ⁇ 2 wavelength is added to the output laser light in a band from a red wavelength band used for DVD to an infrared wavelength band used for CD.
  • the half-wave plate 1121 different from the present embodiment is provided on the common optical path between the first laser light source 111 and the second laser light source 112 and the half mirror 13, and the wavelength of the incident laser light is from 660 nm, for example. When it is within a band including a range up to 784 nm, a phase difference of 1 ⁇ 2 wavelength (180 degrees) is generated with respect to this laser light and emitted.
  • the half-wave plate 1121 is formed by laminating a plurality of resin films, and is attached to the surface of the diffraction grating 122, for example, the surface on the side where the laser light is incident on the diffraction grating 122.
  • the half-wave plate 1121 is configured using, for example, a polycarbonate film or Arton (registered trademark) film.
  • the half-wave plate 1121 has a thickness of about 140 ⁇ m to 150 ⁇ m, for example. Since the half-wave plate 1121 is configured by laminating a plurality of resin films, the thickness is larger than the half-wave plate 121 of the present embodiment composed of a single resin film, exceeding 100 ⁇ m. Yes.
  • the half-wave plate 1121 has a 1 / (2) wavelength of laser light that is transmitted over a wide band including the first wavelength (for example, 660 nm) of the DVD standard and the second wavelength (for example, 784 nm) of the CD standard. It is possible to give a phase difference of two wavelengths.
  • phase difference of 180 degrees is given as shown in FIG. 6 (on the common optical path of the laser light shown in FIG. 1). Phase difference between points A and B). A phase difference of 180 degrees is given both when the wavelength of the laser beam is 660 nm and when it is 784 nm.
  • phase difference of the laser beam after being reflected by the half mirror 13 is -180 degrees as shown in FIG. (Phase difference between points A to C on the common optical path of the laser beam shown in FIG. 1). That is, a phase difference of ⁇ 180 degrees is obtained regardless of whether the wavelength is 660 nm or 784 nm.
  • phase difference as shown in FIG. 3 is given according to the wavelength of the laser beam (on the common optical path of the laser beam shown in FIG. 1). Phase difference between points C to D). That is, a phase difference of 90 degrees is given when the wavelength is 660 nm and 75 degrees when the wavelength is 784 nm.
  • the phase difference of the laser light varies depending on the wavelength of the laser light as shown in FIG. (The phase difference between points A to D on the common optical path of the laser beam shown in FIG. 1). That is, the phase difference is ⁇ 90 degrees when the wavelength is 660 nm, and ⁇ 105 degrees when the wavelength is 784 nm.
  • the laser light after passing through the quarter-wave plate 14 is circularly polarized because the phase difference is ⁇ 90 degrees when the wavelength is 660 nm.
  • the phase difference is ⁇ 105 degrees, so that it is elliptically polarized light.
  • phase difference is elliptical polarized light of ⁇ 105 degrees, it is possible to record / reproduce the CD without any trouble.
  • the half-wave plate 1121 As described above, in the comparative example, by using the half-wave plate 1121, the polarization of the laser light applied to the optical disc 100 for both DVD and CD is made almost circularly polarized.
  • the half-wave plate 1121 is configured by bonding a plurality of resin films and is expensive, the cost reduction effect due to the replacement of the half-wave plate from glass to resin film is reduced. .
  • the optical pickup device 1 includes the narrow-band half-wave plate 121 and the quarter-wave plate 14 formed of a single film or a film having a smaller number of laminated sheets than the wide-band type. Since it uses, compared with the case where the film and glass wide-band 1/2 wave plate and 1/4 wave plate are used, cost can be restrained cheaply.
  • the 1 ⁇ 2 wavelength plate 121 and the 1 ⁇ 4 wavelength plate 14 according to the present embodiment are both positive gradients in the relationship between the wavelength of the incident laser beam and the phase difference added to the emitted laser beam, Alternatively, since both are formed so as to have a negative gradient characteristic, the characteristic that the phase difference given to the laser beam by the half-wave plate 121 is inverted by a beam splitter such as the half mirror 13 is used. Thus, the phase difference of the laser light generated by the half-wave plate 121 can be canceled by the phase difference generated by the quarter-wave plate 14.
  • the laser light when irradiated onto the optical disc 100 is in a state close to circular polarization over a wide band. It becomes possible to do.
  • the half-wave plate 121 and the quarter-wave plate 14 according to the present embodiment have a wavelength difference between an incident laser beam and a phase difference added to the emitted laser beam.
  • the half-wave plate 121 and the quarter-wave plate 14 according to the present embodiment have a wavelength difference between an incident laser beam and a phase difference added to the emitted laser beam.
  • the half-wave plate 121 and the quarter-wave plate 14 according to the present embodiment have a wavelength difference between an incident laser beam and a phase difference added to the emitted laser beam.
  • not only the case of having a characteristic that has a negative gradient but also the case of having a characteristic that has a positive gradient may be used.
  • the wavelength range in which the phase difference between the 1 ⁇ 2 wavelength and the 1 ⁇ 4 wavelength is obtained is in the vicinity of the first wavelength (for example, 660 nm). Instead, for example, it may be in the vicinity of the second wavelength (for example, 784 nm) or a third wavelength different from the first wavelength or the second wavelength.
  • the half-wave plate 121 adds a wavelength of the laser light (first predetermined wavelength) that adds a half wavelength to the laser light
  • the quarter-wave plate 14 adds a quarter wavelength to the laser light.
  • the wavelength (second predetermined wavelength) may be different.
  • the 1 ⁇ 2 wavelength plate 121 adds 1 ⁇ 2 wavelength to the laser light having the first wavelength (660 nm)
  • the 1 ⁇ 4 wavelength plate 14 is 1 / wave to the laser light having the third wavelength (for example, 620 nm). You may comprise so that 4 wavelengths may be added.
  • the characteristics of the half-wave plate 121 and the quarter-wave plate are determined so that the laser light applied to the optical disc 100 is elliptically polarized light that is close to circularly polarized light (phase difference 90 degrees).
  • the characteristics of the half-wave plate 121 and the quarter-wave plate are determined so that the laser light applied to the optical disc 100 is elliptically polarized light that is close to circularly polarized light (phase difference 90 degrees).
  • the optical pickup device is not limited to an optical pickup device compatible with DVD and CD, but also in an optical pickup device adapted to the Blu-ray Disc (registered trademark) standard using a laser beam (for example, 405 nm) in a blue-violet wavelength band of 400 nm to 420 nm. Is available.

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Abstract

【課題】樹脂フィルム製の１／２波長板や１／４波長板を用いた場合のコストダウンをより一層促進する。 【解決手段】第１波長の第１レーザ光を発光する第１レーザ光源と、第２波長の第２レーザ光を発光する第２レーザ光源と、対物レンズと、上記レーザ光源と対物レンズとの間の共通光路上に設けられる樹脂フィルム製の１／２波長板と、１／２波長板と対物レンズとの間の共通光路上に設けられ、入射するレーザ光を当該レーザ光の位相を反転して対物レンズの方向に反射するビームスプリッタと、ビームスプリッタと対物レンズとの間の共通光路上に設けられる樹脂フィルム製の１／４波長板と、を備え、１／２波長板及び１／４波長板は、入射するレーザ光の波長と出射するレーザ光に付加される位相差との関係において、いずれも正の勾配、あるいは、いずれも負の勾配となる特性を有するように形成されることを特徴とする光ピックアップ装置。

Description

光ピックアップ装置
　本発明は、光記録媒体に記録されている信号の読み出し動作や光記録媒体に信号の記録動作を行う光ピックアップ装置に関する。
　ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)やＣＤ（Compact Disc）の光ディスク等の光記録媒体に対してレーザ光を用いて光学的に信号の記録再生を行う光ピックアップ装置において、単一の光ピックアップ装置によって記録密度が異なるＤＶＤ及びＣＤに対応させたものが知られている。
　このようなＤＶＤ及びＣＤに対応した光ピックアップ装置は、ＤＶＤに適合する赤色波長帯６４５ｎｍ～６７５ｎｍのレーザ光を発光する第１レーザ光源と、ＣＤに適合する赤外波長帯７６５ｎｍ～８０５ｎｍのレーザ光を発光する第２レーザ光源と、を備えたマルチレーザユニットを採用し、光ディスクに応じて使用するレーザ光を切り換えるようになっている。
　またＤＶＤ及びＣＤに対応した光ピックアップ装置は、輪帯状の回折格子が形成された対物レンズを共用し、ＤＶＤ及びＣＤの各光ディスクに適合する波長の各レーザ光をこの回折格子で回折させることにより、各光ディスクに対して球面収差を補正し、各光ディスクに照射される各レーザ光の品質を確保するようにしている。
　ＤＶＤ及びＣＤ対応の光ピックアップ装置は、上述した２波長に対応したレーザユニット及び共通の対物レンズを採用することにより光学経路の簡略化が図られる。
　このような光ピックアップ装置は、例えば、レーザダイオード、１／２波長板、回折格子、ハーフミラー、モニタ用光検出器、コリメートレンズ、１／４波長板、立ち上げミラー、対物レンズ、ＡＳ（AStigmatism）板、光検出器を光学経路上に配置して構成される。
　レーザダイオードは、赤色波長帯６４５ｎｍ～６７５ｎｍのレーザ光、及び赤外波長帯７６５ｎｍ～８０５ｎｍのレーザ光を選択的に放射する。
　１／２波長板は、レーザダイオードから放射されたレーザ光に１／２波長（１８０度）の位相差を付加し、前記ハーフミラーの反射面に対してＳ方向の直線偏光光に変換して出力する。
　ＤＶＤ及びＣＤに対応した光ピックアップ装置に使用される１／２波長板は、ＤＶＤに用いられる赤色波長帯からＣＤに用いられる赤外波長帯に亘る帯域（以下、広帯域とも記す）において、入射するレーザ光に１／２波長の位相差を付加するように形成されている。
　回折格子は、レーザ光を回折し、０次光であるメインビーム、＋１次回折光及び－１次回折光である２つのサブビームに分離する。
　ハーフミラーは、回折格子を透過したレーザ光が入射される位置に、レーザ光の光軸に対して４５°傾斜して配置されており、１／２波長板によってＳ偏光光にされたレーザ光の多くを反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザ光の多くを透過させる制御膜が設けられている。
　モニタ用光検出器は、レーザダイオードから放射されたレーザ光のうち、ハーフミラーの制御膜を透過したレーザ光が照射される位置に設けられており、ハーフミラーの制御膜を透過したレーザ光の強度を検出する。モニタ用光検出器から出力される検出信号は、レーザダイオードから放射されるレーザ光の出力を制御するために使用される。
　コリメートレンズは、ハーフミラーの制御膜を反射したレーザ光が入射される位置に設けられ、入射されるレーザ光を平行光に変換する。
　１／４波長板は、コリメートレンズによって平行光に変換されたレーザ光が入射される位置に設けられている。１／４波長板は、入射されるレーザ光の位相を１／４波長（９０度）分変更することにより、直線偏光光から円偏光光に、また反対に円偏光光から直線偏光光に変換する。レーザダイオードから出射されたレーザ光は、１／４波長板により、光ディスクに向かう往路では、Ｓ偏光から円偏光に変換され、光ディスクから光検出器に向かう復路では、円偏光からＰ偏光に変換される。
　ＤＶＤ及びＣＤに対応した光ピックアップ装置に使用される１／４波長板は、ＤＶＤに用いられる赤色波長帯からＣＤに用いられる赤外波長帯に亘る帯域（広帯域）において、入射するレーザ光に１／４波長の位相差を付加するように形成されている。
　立ち上げミラーは、１／４波長板を透過した円偏光のレーザ光が入射される位置に設けられており、入射されるレーザ光を対物レンズの方向に反射させるように構成されている。
　対物レンズは、入射したレーザ光を、対物レンズの集光機能によって光ディスクに設けられている信号記録層にスポットとして照射する。
　信号記録層に照射されたレーザ光は、信号記録層にて反射される。
　光ディスクの信号記録層にて反射された反射光は、対物レンズ、立ち上げミラー、１／４波長板、コリメートレンズを通して、ハーフミラーの制御膜に入射される。
　この反射光は、１／４波長板による位相変更機能によって、円偏光からＰ方向の直線偏光光に変更されるため、反射光はハーフミラーの制御膜を透過する。制御膜を透過した反射光はＡＳ板に入射される。
　ＡＳ板は、反射光の光軸方向に対して斜めに傾斜して配置されており、反射光にフォーカシング制御に用いられる非点収差を付加する。
　光検出器は、回折格子により３ビームに分離された反射光をそれぞれ受光する受光部を備えて構成されており、光ディスクの信号記録層に記録されている情報の読み取りを行うための再生信号、フォーカシング制御を行うためのフォーカスエラー信号、トラッキング制御を行うためのトラッキングエラー信号の生成を行う。
　このような光ピックアップ装置が、例えば特許文献１に開示されている。
特開平９－２０４６８１号公報
　１／２波長板や１／４波長板は、入射するレーザ光にそれぞれ所望の位相差を付加するための制御膜がガラス板の表面に成膜されて構成される。またこの制御膜は、ＤＶＤに用いられる赤色波長帯からＣＤに用いられる赤外波長帯に亘る広帯域において、レーザ光に所望の位相差を与えるように成膜される。
　しかしながら、近年の光ピックアップ装置に対するコストダウンや軽量化等の強い要請に伴い、１／２波長板や１／４波長板は、ガラス板を使用しない樹脂フィルム製への置き換えが進んでいる。
　ところが、１／２波長板や１／４波長板として採用可能な樹脂フィルムは、１枚のフィルムのみでは所望の位相差が得られる波長の帯域が狭く、入射するレーザ光の波長が変化すると、出射するレーザ光の位相差も変化してしまう。つまり、所望の位相差が得られるのは、レーザ光の波長が所定波長の近傍にある狭帯域（例えばＤＶＤに用いられる赤色波長帯のみをカバーする帯域、あるいはＣＤに用いられる赤外波長帯のみをカバーする帯域）に限られ、その帯域外の波長のレーザ光の場合は、所望の位相差は得られない。
　このため、ＤＶＤの赤色波長帯からＣＤの赤外波長帯に至る広帯域において、通過するレーザ光に所望の位相差を与えるようにするために、複数枚のフィルムを張り合わせたより高価な１／２波長板や１／４波長板を用いることで対応しており、結果的に、１／２波長板や１／４波長板をガラス製から樹脂フィルム製へ置き換えたことによるコストダウンの効果を減少させてしまう。
　本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、１枚、あるいは広帯域型より少ない張り合わせ枚数の樹脂フィルム製の挟帯域の１／２波長板や１／４波長板を用いた場合のコストダウンをより一層促進することを一つの目的とする。
　一つの側面に係る光ピックアップ装置は、第１波長の第１レーザ光を発光する第１レーザ光源と、前記第１波長よりも長い第２波長の第２レーザ光を発光する第２レーザ光源と、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を光記録媒体に照射させる対物レンズと、前記第１レーザ光源及び前記第２レーザ光源と前記対物レンズとの間の共通光路上に設けられる樹脂フィルム製の１／２波長板と、前記１／２波長板と前記対物レンズとの間の前記共通光路上に設けられ、入射するレーザ光を、当該レーザ光の位相を反転して前記対物レンズの方向に反射するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の前記共通光路上に設けられる樹脂フィルム製の１／４波長板と、を備え、前記１／２波長板及び前記１／４波長板は、入射するレーザ光の波長と出射するレーザ光に付加される位相差との関係において、いずれも正の勾配、あるいは、いずれも負の勾配となる特性を有するように形成される。
　その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
　樹脂フィルム製等の挟帯域の１／２波長板や１／４波長板を用いた場合のコストダウンをより一層促進することができる。
本実施形態の光ピックアップ装置の構成例を示す図である。 本実施形態の１／２波長板の特性例を示す図である。 本実施形態の１／４波長板の特性例を示す図である。 本実施形態の光ピックアップ装置におけるレーザ光の位相差の特性例を示す図である。 本実施形態の光ピックアップ装置におけるレーザ光の位相差の特性例を示す図である。 本実施形態とは異なる１／２波長板の特性例を示す図である。 本実施形態とは異なる光ピックアップ装置におけるレーザ光の位相差の特性例を示す図である。 本実施形態とは異なる光ピックアップ装置におけるレーザ光の位相差の特性例を示す図である。
　本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
　図１～図５を参照しつつ、本実施形態の光ピックアップ装置１について説明する。図１は、本実施の形態の光ピックアップ装置１の構成例を示す図である。図２は、本実施形態の１／２波長板１２１の特性例を示す図である。図３は、本実施形態の１／４波長板１４の特性例を示す図である。図４～図５は、本実施形態の光ピックアップ装置１におけるレーザ光の位相差の特性例を示す図である。
　なお、本実施形態の光ピックアップ装置１の特徴をより明確にするために、図６～図８に、本実施形態とは異なる１／２波長板を用いた場合のレーザ光の位相差の特性例を示す。
＝＝本実施形態の構成＝＝
　本実施形態の光ピックアップ装置１は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の記録及び再生に対応すると共に、ＣＤ（Compact Disc）の記録及び再生に対応する構成となっている。
　レーザユニット１１は、ＤＶＤの記録再生に適合する赤色波長帯６４５ｎｍ～６７５ｎｍの第１波長、例えば６６０ｎｍの第１波長のレーザ光（以下、第１レーザ光とも記す）を発光する第１レーザ光源１１１と、ＣＤの記録再生に適合する赤外波長帯７６５ｎｍ～８０５ｎｍ、例えば７８４ｎｍの第２波長のレーザ光（以下、第２レーザ光とも記す）を発光する第２レーザ光源１１２と、を備える。
　レーザユニット１１はいわゆるマルチレーザユニットであり、第１レーザ光源１１１及び第２レーザ光源１１２が同一の半導体基板上に形成されている。
　レーザユニット１１は、第１レーザ光源１１１から第１レーザ光を出射し、第２レーザ光源１１２から第２レーザ光を出射する。レーザユニット１１は、第１レーザ光と第２レーザ光とを、選択的に出射する。
　以下、第１レーザ光と第２レーザ光とを区別する必要がない場合には、適宜、これらをレーザ光とまとめて記載する。
　レーザユニット１１から出射されたレーザ光は、複合光学素子１２に入射される。複合光学素子１２は、１／２波長板１２１と回折格子１２２とを備える。
　回折格子１２２は、レーザ光を０次光ビームと、＋１次回折光ビームと、－１次回折光ビームとの３ビームに分離する。
　１／２波長板１２１は、第１レーザ光源１１１及び第２レーザ光源１１２とハーフミラー１３との間の共通光路上に設けられ、入射するレーザ光に対して１／２波長（１８０度）の位相差を発生させて出力する。なお１／２波長板１２１は、狭帯域の特性を有する。
　ここで狭帯域とは、入射するレーザ光の波長が例えばＤＶＤに用いられる赤色波長帯をカバーする帯域、あるいはＣＤに用いられる赤外波長帯をカバーする帯域である場合にのみ、出力されるレーザ光に１／２波長の位相差が付加されることをいう。
　例えば１／２波長板１２１は、入射するレーザ光が例えばＤＶＤに用いられる赤色波長帯内の第１波長（例えば６６０ｎｍ）である場合にのみ、このレーザ光に対して１／２波長（１８０度）の位相差を発生させて出力する。そして１／２波長板１２１は、入射するレーザ光を、例えばハーフミラー１３の反射面に対してＳ方向の直線偏光光に変換する。
　なお、本実施形態の１／２波長板１２１は１枚、あるいは広帯域型より少ない張り合わせ枚数の樹脂フィルムを用いて構成される狭帯域型であり、回折格子１２２の表面、例えば回折格子１２２にレーザ光が入射する側の表面に貼付される。１／２波長板１２１は、例えばポリカーボネートフィルムやアートン（登録商標）フィルムを用いて構成される。１／２波長板１２１は、１００μｍ以下、例えば７０μｍ程度の厚さの１枚の樹脂フィルムにより構成される。
　このように、１／２波長板１２１を１枚、あるいは広帯域型より少ない張り合わせ枚数の樹脂フィルムを用いて構成することが出来る挟帯域型であるため、１／２波長板１２１のコストを低減することができるため、光ピックアップ装置１のコスト低減を促進することが可能となる。
　なお、本実施形態の１／２波長板１２１は、１枚の樹脂フィルムを用いて構成されるため、図２に示すように、入射するレーザ光の波長と出射するレーザ光に付加される位相差との関係において、負の勾配となる特性を有するように形成される。つまり、１／２波長板１２１を透過するレーザ光に付加される位相差が、入射するレーザ光の波長が長くなるにつれて減少する特性を有する。
　本実施形態の１／２波長板１２１は、１枚の樹脂フィルムを用いて構成されているため、１／２波長（１８０度）の位相差が得られる波長の範囲は、例えば第１波長（例えば６６０ｎｍ）の近傍に限られる（狭帯域の特性となる）。そのため、レーザ光の波長が例えば第２波長（例えば７８４ｎｍ）の場合は、１／２波長板１２１から出力されるレーザ光の位相差は１４７度となる。
　複合光学素子１２を通過したレーザ光は、このレーザ光の光軸に対して例えば４５°傾けられた反射面を有するビームスプリッタ、本実施形態においては例えば４５°に傾けて配置されたプレート型のハーフミラー１３により、一部が反射してコリメートレンズ１５に導かれ、残りの一部がハーフミラー１３を透過してフロントモニタ受光検出器３０に導かれる。
　ハーフミラー１３は、１／２波長板１２１と対物レンズ１７との間の共通光路上に設けられ、入射するレーザ光の位相を反転してＳ偏光成分を対物レンズ１７の方向に反射し、Ｐ偏光成分を透過する。例えばハーフミラー１３は、入射するレーザ光の一部、例えば９０％あるいは９０％以上を反射させ、残りの一部、例えば１０％あるいは１０％以下を透過させる。
　従って、回折格子１２２から入射されるレーザ光は、ハーフミラー１３によってほぼ全てが反射されてコリメートレンズ１５に導かれ、残りが透過してフロントモニタ受光検出器３０に導かれる。
　フロントモニタ受光検出器３０に照射されるレーザ光の強度は、レーザユニット１１から放射されるレーザ光の出力レベルに応じて変化することになる。従って、フロントモニタ受光検出器３０が、フロントモニタ受光検出器３０に照射されるレーザ光の強度に応じて生成したモニタ信号を、レーザユニット１１に駆動信号を供給するべく設けられている駆動回路に帰還させることによって、レーザユニット１１から放射されるレーザ光の出力が目標値になるように制御するレーザサーボ動作を行うことが出来る。
　コリメートレンズ１５は、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光を平行光にし、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光の広がり角を狭める。コリメートレンズ１５を通過したレーザ光は、１／４波長板１４に入射される。
　１／４波長板１４は、ハーフミラー１３と対物レンズ１７との間の共通光路上に設けられ、入射するレーザ光に対して１／４波長（９０度）の位相差を発生させて出力する。なお１／４波長板１４は、狭帯域の特性を有する。
　ここで狭帯域とは、入射するレーザ光の波長が例えばＤＶＤに用いられる赤色波長帯をカバーする帯域、あるいはＣＤに用いられる赤外波長帯をカバーする帯域である場合にのみ、出力されるレーザ光に１／４波長の位相差が付加されることをいう。
　例えば１／４波長板１４は、入射するレーザ光が例えばＤＶＤに用いられる赤色波長帯内の第１波長（例えば６６０ｎｍ）である場合にのみ、このレーザ光に対して１／４波長（９０度）の位相差を発生させて出力する。
　これにより、１／４波長板１４は、レーザユニット１１から光ディスク１００へ向かう往路において、ハーフミラー１３で反射された０次光及び±１次回折光を、Ｓ偏光から円偏光に変換するとともに、光ディスク１００から光検出器２０へ向かう復路において、光ディスク１００からの反射光を円偏光からＰ偏光に変換する。
　なお１／４波長板１４は、１／２波長板１２１と同様に、１枚、あるいは広帯域型より少ない張り合わせ枚数の樹脂フィルムを用いて構成される狭帯域型である。１／４波長板１４は、例えばポリカーボネートフィルムやアートン（登録商標）フィルムを用いて構成される。１／４波長板１４は、１００μｍ以下、例えば７０μｍ程度の厚さの１枚の樹脂フィルムにより構成される。
　このように、１／４波長板１４を１枚、あるいは広帯域型より少ない張り合わせ枚数の樹脂フィルムを用いて構成することが出来る挟帯域型であるため、１／４波長板１４のコストを低減することができるため、光ピックアップ装置１のコスト低減を促進することが可能となる。
　本実施形態の１／４波長板１４は、１枚の樹脂フィルムを用いて構成されるため、１／２波長板１２１と同様に、図３に示すように、入射するレーザ光の波長と出射するレーザ光に付加される位相差との関係において、負の勾配となる特性を有するように形成される。つまり、１／４波長板１４を透過するレーザ光に付加される位相差が、入射するレーザ光の波長が長くなるにつれて減少する特性を有する。
　本実施形態の１／４波長板１４は、１／４波長の位相差が得られる波長の範囲は、例えば第１波長（例えば６６０ｎｍ）の近傍に限られる（狭帯域の特性となる）。そのため、レーザ光の波長が例えば第２波長（例えば７８４ｎｍ）の場合は、１／４波長板１４から出力されるレーザ光の位相差は７５度となる。
　尚、１／２波長板１２１と、ハーフミラー１３と、１／４波長板１４と、の組み合わせにより、往路及び復路において、光の偏光状態は例えば以下のように変換される。
　往路においては、１／２波長板１２１を通過したレーザ光は、ハーフミラー１３によってＳ偏光成分が反射され、１／４波長板１４によって円偏光に変換される。
　この円偏光は光ディスク１００の情報記録層（不図示）によって反射されて、復路においては、１／４波長板１４によってＰ偏光に変換される。このＰ偏光はハーフミラー１３を透過する。
　より具体的には、レーザユニット１１から出射されたレーザ光は、１／２波長板１２１を通過する際に、レーザ光の波長に応じて、図２に示したような位相差を与えられる（図１に示すレーザ光の共通光路上の地点Ａ～Ｂ間の位相差）。つまり、波長が６６０ｎｍの場合には１８０度、７８４ｎｍの場合には１４７度の位相差が与えられる。
　そしてこのレーザ光のＳ偏光成分がハーフミラー１３で反射すると、反射の際の位相反転により、図４に示すような位相差となる（図１に示すレーザ光の共通光路上の地点Ａ～Ｃ間の位相差）。つまり、６６０ｎｍの場合には－１８０度、７８４ｎｍの場合には－１４７度の位相差となる。
　次にこのレーザ光が１／４波長板１４を通過する際に、レーザ光の波長に応じて、図３に示したような位相差を与えられる（図１に示すレーザ光の共通光路上の地点Ｃ～Ｄ間の位相差）。つまり、波長が６６０ｎｍの場合には９０度、７８４ｎｍの場合には７５度の位相差が与えられる。
　このため、レーザユニット１１から出射されたレーザ光が１／４波長板１４を通過した後には、このレーザ光の位相差は、レーザ光の波長に応じて、図５に示したような位相差となる（図１に示すレーザ光の共通光路上の地点Ａ～Ｄ間の位相差）。つまり、波長が６６０ｎｍの場合には－９０度、７８４ｎｍの場合には－７２度の位相差となる。
　１／４波長板１４を通過した後のレーザ光は、波長が６６０ｎｍの場合には位相差は－９０度であるから円偏光となっている。これに対し、波長が７８４ｎｍの場合には位相差は－７２度であるから楕円偏光となっている。
　つまり、波長が７８４ｎｍのレーザ光の場合には、光ディスク１００に照射される際には、円偏光（－９０度の位相差）に対して１８度のずれが生じている。
　しかしながら、位相差が－７２度の楕円偏光であれば、支障なくＣＤの記録再生を行なうことが可能である。
　つまり、本実施形態に係る光ピックアップ装置１では、１／２波長板１２１及び１／４波長板１４に１枚の狭帯域の樹脂フィルムを用いることでコスト低減を実現しつつも、ＤＶＤおよびＣＤのいずれに対しても、光ディスク１００に照射されるレーザ光の偏光をほぼ円偏光にすることができる。
　なお、１／４波長板１４を通過したレーザ光は、立ち上げ用反射ミラー１６により反射されてレーザ光の光軸が折曲され、レーザユニット１１から出射されるレーザ光の光軸及び光検出器２０に受光される光ディスク１００からの反射光の光軸に対して略垂直の光軸となり、対物レンズ１７に入射される。
　対物レンズ１７は、入射面に光軸を中心とした輪帯状回折構造が形成されている。対物レンズ１７は、対物レンズ１７に入射したレーザ光をＤＶＤ、ＣＤの各光ディスク１００に集光する際に、ＤＶＤ、ＣＤの各光ディスク１００の透明基板層の厚みに起因して生ずる球面収差を、この回折構造による回折作用により適切に補正する。
　対物レンズ１７のＮＡ（Numerical Aperture）は、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光に対しては０．６５に、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光に対しては０．５１にそれぞれ設計されている。
　その為、第１レーザ光源１１１からの第１波長のレーザ光は、対物レンズ１７によりＤＶＤの透明基板層の厚みに適合して集光されてＤＶＤの信号層に照射され、第２レーザ光源１１２からの第２波長のレーザ光は、対物レンズ１７によりＣＤの透明基板層の厚みに適合して集光されてＣＤの信号層に照射される。
　このような光学系により、レーザユニット１１の第１レーザ光源１１１から発生されるＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光が、ＤＶＤ規格の光ディスク１００に集光され、レーザユニット１１の第２レーザ光源１１２から発生されるＣＤに適合する第２波長のレーザ光がＣＤ規格の光ディスク１００に集光される。
　また対物レンズ１７は、光ディスク１００の信号面に対して垂直方向（フォーカス方向）へ変位することによってフォーカシング制御動作を行うとともに、光ディスク１００の径方向（トラッキング方向）へ変位することによってトラッキング制御動作を行うように構成されている。斯かる動作を行う対物レンズ１７は、例えば４本あるいは６本の支持ワイヤーにてフォーカス方向及びトラッキング方向へ変位可能に設けられている。そして、対物レンズ１７がフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動されることにより、レーザ光がＤＶＤあるいはＣＤの光ディスク１００の信号層に合焦されると共に、信号トラック１０１に追従するように照射される。
　光ディスク１００の信号層に照射されたレーザ光は、信号層により変調されて反射され、対物レンズ１７に戻り、１／４波長板１４によって円偏光からＰ偏光に変換される。このＰ偏光のレーザ光はハーフミラー１３を透過する。
　そして、ハーフミラー１３を透過したレーザ光は、フォーカシング制御に用いられる非点収差を付与するように傾けて配置されたＡＳ板１８を透過して光検出器２０に導かれる。ＡＳ板１８の表面には、反射光の透光率を制御するための制御膜が形成されている。
　光検出器２０は、ＤＶＤ及びＣＤからのレーザ光の反射光を検出する。光検出器２０は、回折格子１２２により３ビームに分離された反射光をそれぞれ受光する受光部を備えて構成されており、光ディスク１００の信号記録層に記録されている情報の読み取りを行うための再生信号、フォーカシング制御を行うためのフォーカスエラー信号、トラッキング制御を行うためのトラッキングエラー信号の生成を行う。
　以上のようにして、本実施形態の光ピックアップ装置１は、ＤＶＤの記録及び再生に対応すると共に、ＣＤの記録及び再生にも対応することができる。
＝＝比較例＝＝
　一方、本実施形態との比較のために、本実施形態の１／２波長板１２１よりも高価な、複数の樹脂フィルムを張り合わせて構成した広帯域の１／２波長板１１２１を用いた場合におけるレーザ光の位相差について、図６から図８を参照しながら説明する。
　ここで広帯域とは、ＤＶＤに用いられる赤色波長帯からＣＤに用いられる赤外波長帯に亘る帯域において、出力されるレーザ光に１／２波長の位相差が付加されることをいう。
　本実施形態とは異なる１／２波長板１１２１は、第１レーザ光源１１１及び第２レーザ光源１１２とハーフミラー１３との間の共通光路上に設けられ、入射するレーザ光の波長が例えば６６０ｎｍから７８４ｎｍまでの範囲を含む帯域内である場合に、このレーザ光に対して１／２波長（１８０度）の位相差を発生させて出射する。
　１／２波長板１１２１は複数枚の樹脂フィルムを張り合わせて構成され、回折格子１２２の表面、例えば回折格子１２２にレーザ光が入射する側の表面に貼付される。１／２波長板１１２１は、例えばポリカーボネートフィルムやアートン（登録商標）フィルムを用いて構成される。１／２波長板１１２１は、例えば１４０μｍから１５０μｍ程度の厚さを有している。１／２波長板１１２１は、複数の樹脂フィルムを張り合わせて構成されるため、１枚の樹脂フィルムからの構成される本実施形態の１／２波長板１２１よりも厚みが大きく、１００μｍを超えている。
　１／２波長板１１２１は、図６に示すように、ＤＶＤ規格の第１波長（例えば６６０ｎｍ）やＣＤ規格の第２波長（例えば７８４ｎｍ）を包含する広帯域に亘り、透過するレーザ光に１／２波長の位相差を与えることが可能である。
　レーザユニット１１から出射されたレーザ光は、１／２波長板１１２１を通過する際に、図６に示したように１８０度の位相差を与えられる（図１に示すレーザ光の共通光路上の地点Ａ～Ｂ間の位相差）。レーザ光の波長が６６０ｎｍの場合にも７８４ｎｍの場合にも１８０度の位相差が与えられる。
　このレーザ光のＳ偏光成分はハーフミラー１３で反射するが、反射の際の位相反転により、ハーフミラー１３を反射した後のレーザ光の位相差は、図７に示すように－１８０度になる（図１に示すレーザ光の共通光路上の地点Ａ～Ｃ間の位相差）。つまり、波長が６６０ｎｍの場合にも７８４ｎｍの場合にも－１８０度の位相差となる。
　次にこのレーザ光が１／４波長板１４を通過する際に、レーザ光の波長に応じて、図３に示したような位相差を与えられる（図１に示すレーザ光の共通光路上の地点Ｃ～Ｄ間の位相差）。つまり、波長が６６０ｎｍの場合には９０度、７８４ｎｍの場合には７５度の位相差が与えられる。
　このため、レーザユニット１１から出射されたレーザ光が１／４波長板１４を通過した後には、このレーザ光の位相差は、レーザ光の波長に応じて、図８に示したような位相差となる（図１に示すレーザ光の共通光路上の地点Ａ～Ｄ間の位相差）。つまり、波長が６６０ｎｍの場合には－９０度、７８４ｎｍの場合には－１０５度の位相差となる。
　１／４波長板１４を通過した後のレーザ光は、波長が６６０ｎｍの場合には位相差は－９０度であるから円偏光となっている。これに対し、波長が７８４ｎｍの場合には位相差は－１０５度であるから楕円偏光となっている。
　つまり、波長が７８４ｎｍのレーザ光の場合には、光ディスク１００に照射される際には、円偏光（－９０度の位相差）に対して１５度のずれが生じている。
　しかしながら、位相差が－１０５度の楕円偏光であれば、支障なくＣＤの記録再生を行なうことが可能である。
　このように比較例においては、１／２波長板１１２１を用いることにより、ＤＶＤ及びＣＤのいずれに対しても光ディスク１００に照射されるレーザ光の偏光をほぼ円偏光にするようにしている。
　しかしながら１／２波長板１１２１は、複数枚の樹脂フィルムを張り合わせて構成され高価であるため、１／２波長板をガラス製から樹脂フィルム製へ置き換えたことによるコストダウンの効果を減少させてしまう。
＝＝本実施形態の優位性＝＝
　以上説明したように、本実施形態に係る光ピックアップ装置１は、１枚、あるいは広帯域型より張り合わせ枚数が少ないフィルムから構成される狭帯域の１／２波長板１２１及び１／４波長板１４を用いているため、フィルムやガラス製の広帯域の１／２波長板、及び１／４波長板を用いた場合に比べて、コストを安価に抑えることが可能となる。
　しかも、本実施形態に係る１／２波長板１２１及び１／４波長板１４は、入射するレーザ光の波長と出射するレーザ光に付加される位相差との関係において、いずれも正の勾配、あるいは、いずれも負の勾配となる特性を有するように形成されているため、１／２波長板１２１によりレーザ光に与えられた位相差がハーフミラー１３などのビームスプリッタで反転する特性を利用することにより、１／２波長板１２１で生じたレーザ光の位相差を、１／４波長板１４で生じる位相差で打ち消すようにすることができる。
　このため、１／２波長板１２１及び１／４波長板１４に、高価な広帯域の樹脂フィルムを用いなくとも、光ディスク１００に照射される際におけるレーザ光を、広帯域に亘り円偏光に近い状態にすることが可能となる。
　これにより、樹脂フィルム製の１／２波長板１２１や１／４波長板１４を用いることによるコストダウンをより一層促進することができる。
＝＝その他の実施形態＝＝
　本実施形態は、様々に変形することが可能である。　
　例えば、本実施形態に係る１／２波長板１２１や１／４波長板１４は、図２や図３に例示したように、入射するレーザ光の波長と出射するレーザ光に付加される位相差との関係において、いずれも負の勾配となる特性を有する場合のみならず、いずれも正の勾配となる特性を有するように構成しても良い。
　また本実施形態に係る１／２波長板１２１及び１／４波長板１４は、１／２波長及び１／４波長の位相差が得られる波長の範囲は、第１波長（例えば６６０ｎｍ）の近傍ではなく、例えば第２波長（例えば７８４ｎｍ）の近傍、あるいは、第１波長や第２波長とは異なる第３波長としても良い。
　さらに、１／２波長板１２１がレーザ光に１／２波長を付加するレーザ光の波長（第１所定波長）と、１／４波長板１４がレーザ光に１／４波長を付加するレーザ光の波長（第２所定波長）と、が異なっていても良い。例えば１／２波長板１２１は第１波長（６６０ｎｍ）のレーザ光に対して１／２波長を付加し、１／４波長板１４は第３波長（例えば６２０ｎｍ）のレーザ光に対して１／４波長を付加するように構成しても良い。
　つまり、１／２波長板１２１と１／４波長板のそれぞれの特性は、光ディスク１００に照射されるレーザ光が円偏光（位相差９０度）に近い楕円偏光となるように定められていれば、様々に変更可能である。
　またＤＶＤ及びＣＤに適合する光ピックアップ装置に限定されず、青紫色波長帯４００ｎｍ～４２０ｎｍのレーザ光（例えば４０５ｎｍ）を用いたBlu-ray Disc（登録商標）規格に適合させた光ピックアップ装置においても利用可能である。
　以上、前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
１　　　光ピックアップ装置
１１　　レーザユニット
１２　　複合光学素子
１２１　１／２波長板
１２２　回折格子
１３　　ハーフミラー(ビームスプリッタ)
１４　　１／４波長板
１５　　コリメートレンズ
１６　　立ち上げ用反射ミラー
１７　　対物レンズ
１８　　ＡＳ板
２０　　光検出器
３０　　フロントモニタ受光検出器
１００　光ディスク
１１２１　１／２波長板

Claims (6)

  1. 　第１波長の第１レーザ光を発光する第１レーザ光源と、
    　前記第１波長よりも長い第２波長の第２レーザ光を発光する第２レーザ光源と、
    　前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を光記録媒体に照射させる対物レンズと、
    　前記第１レーザ光源及び前記第２レーザ光源と前記対物レンズとの間の共通光路上に設けられる樹脂フィルム製の１／２波長板と、
    　前記１／２波長板と前記対物レンズとの間の前記共通光路上に設けられ、入射するレーザ光を、当該レーザ光の位相を反転して前記対物レンズの方向に反射するビームスプリッタと、
    　前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の前記共通光路上に設けられる樹脂フィルム製の１／４波長板と、
    を備え、
    　前記１／２波長板及び前記１／４波長板は、入射するレーザ光の波長と出射するレーザ光に付加される位相差との関係において、いずれも正の勾配、あるいは、いずれも負の勾配となる特性を有するように形成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 　請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
    　前記１／２波長板及び前記１／４波長板は、それぞれ、入射するレーザ光が前記第１波長である場合に、当該レーザ光に対して、それぞれ１／２波長及び１／４波長の位相差を付加することを特徴とする光ピックアップ装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置であって、
    　前記１／２波長板は、入射するレーザ光をＳ偏光のレーザ光として出力することを特徴とする光ピックアップ装置。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の光ピックアップ装置であって、
    　前記１／２波長板の前記樹脂フィルムの厚さ、及び前記１／４波長板の前記樹脂フィルムの厚さは、いずれも１００マイクロメートル以下であることを特徴とする光ピックアップ装置。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の光ピックアップ装置であって、
    　前記第１レーザ光はＤＶＤ規格の光記録媒体を記録及び再生するためのレーザ光であり、前記第２レーザ光はＣＤ規格の光記録媒体を記録及び再生するためのレーザ光であることを特徴とする光ピックアップ装置。
  6. 　第１波長の第１レーザ光を発光する第１レーザ光源と、
    　前記第１波長よりも長い第２波長の第２レーザ光を発光する第２レーザ光源と、
    　前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を光記録媒体に照射させる対物レンズと、
    　前記第１レーザ光源及び前記第２レーザ光源と前記対物レンズとの間の共通光路上に設けられ、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の一方にのみ略１／２波長の位相差を付与する挟帯域の１／２波長板と、
    　前記１／２波長板と前記対物レンズとの間の前記共通光路上に設けられ、入射するレーザ光を、当該レーザ光の位相を反転して前記対物レンズの方向に反射するビームスプリッタと、
    　前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の前記共通光路上に設けられ、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光のうち前記１／２波長板により１／２波長の位相差が付与される一方のレーザ光にのみ略１／４波長の位相差を付与する挟帯域の１／４波長板と、を備え、
    　前記１／２波長板及び前記１／４波長板は、入射するレーザ光の波長と出射するレーザ光に付加される位相差との関係において、いずれも正の勾配、あるいは、いずれも負の勾配となる特性を有するように形成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
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