(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源である半導体レーザからの光束を回折格子を介して光記録媒体の記録面に照射し、上記記録面により反射された戻り光束を上記回折格子を介して受光手段により受光しつつ情報の書込み及び／または再生を行う光ピックアップ装置において、
回折格子は、透過光束の偏光状態により回折作用の異なる偏光ホログラムで、戻り光束に対して回折作用を作用させるように配備され、
上記偏光ホログラムの光記録媒体側の光路上に、光源からの光束に対し戻り光束の偏向面を略９０度旋回させるための１／４波長板を有し、
光源と上記偏光ホログラムとの間に、光源からの光束を上記偏光ホログラムに向けて全反射するとともに、上記偏光ホログラムにより回折された戻り光束を受光手段に向けて透過させるキューブ状の光学素子を有し、
この光学素子は、２つのプリズムを斜面同志が近接するように組合せ、上記斜面の間が、光源からの光束に対して低屈折率の領域となっていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップ装置において、
キューブ状の光学素子における２つのプリズムの斜面間は空気領域であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１記載の光ピックアップ装置において、
キューブ状の光学素子における２つのプリズムの斜面間は、各プリズムの材質よりも屈折率の低い透明物質で充填されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１記載の光ピックアップ装置において、
キューブ状の光学素子における２つのプリズムの斜面間は、光源からの光束に対して低屈折率で、戻り光束に対して高屈折率である透明な複屈折物質で充填されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、
キューブ状の光学素子を構成する２つのプリズムのうち、受光手段側に配備されるプリズムの形状が、回折格子および／または上記２つのプリズムの斜面間領域で発生する非点収差をキャンセルもしくは助長する形状となっていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、
偏光ホログラムの断面形状をブレーズ化もしくは段階状にすることにより、±１次回折光のうち、受光手段へ導かれる方の強度を大きくしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、
回折格子としての偏光ホログラムが有機物質もしくは無機物質による異方性膜により形成されたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項１〜７の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、
回折格子である偏光ホログラムの形成領域に隣接して、半導体レーザからの放射光束の一部をモニタ用光束として反射する反射型ホログラムが形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、
回折格子である偏光ホログラムが、光源からの光束をカップリングするカップリングレンズとキューブ状の光学素子の間に配備されたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項９記載の光ピックアップ装置において、
光源としての半導体レーザと、回折格子、受光手段と、キューブ状の光学素子とを同一の筐体に組み付け一体化したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【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】
光源である半導体レーザからの光束を回折格子を介して光記録媒体の記録面に照射し、記録面により反射された戻り光束を上記回折格子を介して受光手段により受光しつつ情報の記録および／または再生を行う光ピックアップ装置で、上記回折格子として偏光ホログラムを用いることが意図されている。
偏光ホログラムは、入射する光束の偏光状態に応じて回折作用の異なるものである。半導体レーザから放射される光束は、実質的な直線偏光状態であるので、光源からの光束が偏光ホログラムを実質的に全て透過するようにすると、光源からの光を利用効率良く光記録媒体に照射することができる。また、偏光ホログラムの光記録媒体側の光路に１／４波長板を配備し、戻り光束の偏光面を往路の偏光面方向から９０度旋回させて偏光ホログラムに入射させることにより、戻り光束に対して偏光ホログラムの回折作用を作用させることができ、回折光束を受光手段により受光させることにより、受光手段の受光光量を有効に増大させてＳ／Ｎ比の高い信号を発生させることができる。
上記のごとき光ピックアップ装置では、光源から光記録媒体へ向かう光束の光路から「受光手段に向かう戻り光束の光路」が、偏光ホログラムにより分離されることになる。この場合、光源と受光手段とをある程度離し、これらの設置を容易にするために、偏光ホログラムにおける回折角を大きくしようとすると、ホログラムの格子ピッチを小さくする必要があるが、格子ピッチを小さくするには微細加工精度を高める必要がある。微細加工精度を高めることは必ずしも容易ではなく、格子形状を設計通りに形成することが困難である。
格子形状が設計通りに形成されないと、偏光ホログラムの偏光分離性（偏光状態によりホログラム作用を異ならせる機能）が低下したり、透過率が低下したり、あるいは回折効率が低下したりして、光記録媒体への照射光量の低下、受光手段への入射光量の低下、戻り光束による信号のＳＮ比の低下等が発生したり、光記録媒体の高速駆動が困難になったりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の如き、回折格子として偏光ホログラムを使用する光ピックアップ装置において、回折角の比較的小さい偏光ホログラムを用い、光源と受光手段を有効に分離することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の光ピックアップ装置は「光源である半導体レーザからの光束を回折格子を介して光記録媒体の記録面に照射し、記録面により反射された戻り光束を上記回折格子を介して受光手段により受光しつつ情報の書込み及び／または再生を行う光ピックアップ装置」である。
この発明の光ピックアップ装置は、光記録媒体に対する情報の書込みと情報の再生とを共に行いうるものとして実施できることは勿論、光記録媒体に対して情報の書込みのみを行う装置として実施することも、光記録媒体に対して情報の再生のみを行う装置として実施することもできる。勿論、この発明の光ピックアップ装置は「光記録媒体に記録されている情報の消去」を行うこともできる。
この発明の光ピックアップ装置は以下に述べるように、半導体レーザから放射される光の利用効率を高めることができるので、光記録媒体に対して情報の書込みを行い得る装置として実施した場合に技術的意義が大きい。また、光記録媒体に対して情報の再生を行う場合には、光源における発光強度を有効に軽減でき、情報再生に伴う光源における電力消費を有効に軽減できる。従って、この発明は情報再生においても大きな技術的意義を有する。
請求項１記載の光ピックアップ装置は、回折格子としての偏光ホログラムと、１／４波長板と、キューブ状の光学素子とを有する。
「偏光ホログラム」は、透過光束の偏光状態により回折作用が異なるが、実質的に戻り光束のみを回折させるように配備される。
「１／４波長板」は、偏光ホログラムの光記録媒体側の光路上に配備され、光源からの光束に対し戻り光束の偏向面を略９０度旋回させる。
「キューブ状の光学素子」は、光源と偏光ホログラムとの間に配備され、光源からの光束を偏光ホログラムに向けて全反射するとともに、偏光ホログラムにより回折された戻り光束を受光手段に向けて透過させるように光学機能を設定される。この光学素子は「２つのプリズムを斜面同志が近接する」ように組合せ、互いに近接した上記斜面の間が「光源からの光束に対して低屈折率の領域」となっている。
【０００５】
キューブ状の光学素子における２つのプリズムの斜面間、即ち、光源からの光束に対して低屈折率の領域は「空気領域（数μｍ以下が好ましい）」であることもできるし（請求項２）、各プリズムの材質よりも屈折率の低い透明物質で充填されていることもでき（請求項３）、さらには「光源からの光束に対して低屈折率で、戻り光束に対して高屈折率である透明な複屈折物質」で充填されていることもできる（請求項４）。
キューブ状の光学素子を構成する２つのプリズムのうち、受光手段側に配備されるプリズムの形状を「回折格子および／または２つのプリズムの斜面間領域で発生する非点収差をキャンセルもしくは助長する形状」とすることができる（請求項５）。
請求項１〜５の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、回折格子として用いられる偏光ホログラムの断面形状を「ブレーズ化もしくは段階状」にすることにより、即ち、格子の凹凸の長手方向に直交する断面内における断面形状を左右非対称な形状とすることにより、±１次回折光のうち、受光手段へ導かれる方の強度を大きくすることができる（請求項６）。また、回折格子としての偏光ホログラムを「有機物質もしくは無機物質による異方性膜」により形成することができる（請求項７）。
請求項１〜７の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、回折格子である偏光ホログラムの形成領域に隣接して「半導体レーザからの放射光束の一部をモニタ用光束として反射する反射型ホログラム」を形成することができる（請求項８）。モニタ用光束は、受光手段の一部に形成された受光部に入射される。
請求項１〜８の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、回折格子である偏光ホログラムは「光源からの光束をカップリングするカップリングレンズとキューブ状の光学素子の間」に配備することができる（請求項９）。このようにする代わりに、偏光ホログラムをカップリングレンズよりも光記録媒体側に配備することも可能である。また、カップリングレンズを省略して、光源からの光束をキューブ状の光学素子と偏光ホログラムと１／４波長板とを介して対物レンズに入射させるように構成することもできる。
上記請求項９記載の光ピックアップ装置において「光源としての半導体レーザと、回折格子と、受光手段と、キューブ状の光学素子とを同一の筐体に組み付け一体化」することができる（請求項１０）。このようにすると一体化された部分をセルとして取り扱うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）において、光源である半導体レーザ１（この実施の形態で、半導体レーザはキャン型であり、図１における符号１は半導体レーザチップを示している）から放射された発散性の光束は、キューブ状の光学素子２を構成する２つのプリズム２ａ，２ｂの内、プリズム２ａに入射し、プリズム２ａの斜面で「内部全反射」され、プリズム２ａから射出すると、回折格子としての偏光ホログラム３に入射する。偏光ホログラム３は、この入射光束に対して回折作用を作用させることなく透過させる。従って、偏光ホログラム３は光学素子２側から入射する光束を実質的に全て直進的に透過させる。
偏光ホログラム３を透過した光束は、カップリングレンズ４により以後の光学系にカップリングされる。この実施の形態において、カップリングレンズ４の作用は「コリメート作用」で、カップリングされた光束は実質的な「平行光束」となる。カップリングレンズ４は「ビーム整形機能」を持ち、カップリングされた光束は、その光束断面形状が「略円形状」になる。
上記ビーム整形を行うのに、カップリングレンズとして「互いに直交する方向のパワーが異なるアナモフィックなレンズ」を用い、光源の活性層に平行な方向の光束径を拡大するようにしてもよいし、上記活性層に直交する方向の光束の裾野部を遮断することにより行っても良い。光の利用効率を高める観点からは、上記アナモフィックなカップリングレンズを用いるのが好ましい。
カップリングレンズ４で平行光束化された光束は、偏向プリズム５により光路を折り曲げられ、１／４波長板６を透過して円偏光状態となり、対物レンズ７ににより集束光束に変換され、光記録媒体８に入射し、媒体基板を透過して記録面８Ａに光スポットとして集光する。記録面８Ａにより反射された光束は「戻り光束」となり、対物レンズ７により平行光束に戻され、１／４波長板６を透過すると、往路とは偏光面の向きが９０度異なる光束となってカップリングレンズ４に入射する。カップリングレンズ４により集束光束にされた戻り光束は、偏光ホログラム３に入射する。偏光ホログラム３は、このとき戻り光束に回折作用を作用させ、戻り光束は実質的に０次光束と±１次光束に分離する。図１（ａ）において破線で示す光束は、受光手段９により「受光されるべき戻り光束」となる＋１次光束を示している。＋１次光束として回折された戻り光束は、キューブ状の光学素子２を構成するプリズム２ａ，２ｂとを透過して受光手段９に入射する。
【０００７】
キューブ状の光学素子２を構成する２個のプリズム２ａ，２ｂは「直角プリズム」で、互いに斜面を近接させている。図１（ｂ）に示すように、プリズム２ａ，２ｂの斜面間は空気間隙２ｃとなっている。空気間隙２ｃの間隙幅：ｄは数μｍ以下である。空気間隙２ｃの屈折率は１であるから、プリズム２ａ，２ｂの内部に比して低屈折率の領域である。
【０００８】
図２（ａ）に示すように、偏光ホログラム３は、３つの偏光ホログラム部分Ａ，Ｂ，Ｃからなっている。受光手段９は、図２（ｂ）に示すように、４分割された受光面ａ１，ａ２，ｂ，ｃを有し、前記偏光ホログラム部分Ａで回折された戻り光束部分は、受光面ａ１と受光面ａ２の境界部分にスポットＰ１として集光し、偏光ホログラム部分Ｂ，Ｃで回折された戻り光束部分はそれぞれ、受光面ｂ，受光面ｃにスポットＰ２，Ｐ３として集光する。受光面ａ１，ａ２，ｂ，ｃから出力される受光信号をそれぞれ、信号：α１，α２，β，γとする。
図２（ａ）において、符号２Ａは「適正な戻り光束」、符号２Ｂは「デフォーカスを生じた戻り光束」の１例、符号２Ｃは「トラックずれを生じた戻り光束」の１例を示している。
この実施の形態において、フォーカス誤差信号は、偏光ホログラム部分ＡとＢ、Ｃとの境界部を「ナイフエッジ」とするナイフエッジ法で得られ、信号：（α１−α２）として与えられる。また、記録面上で、光スポットがトラックからずれると、偏光ホログラム部分Ｂ、Ｃに入射する戻り光束部分が（戻り光束２Ｃで例示するように）偏光ホログラム部分Ｂ，Ｃに対して非対称に変化するので、トラック誤差信号としては信号：（β−γ）を用いることができる。情報の再生を行う場合は、再生信号としては信号：（α１＋α２＋β＋γ）またはその一部を用いることができる。
偏光ホログラム３における上記各偏光ホログラム部分Ａ，Ｂ，Ｃは、断面形状をブレーズ化されている。図３（ａ）に示すのは、通常の偏光ホログラム３ａであるが、この場合には、ホログラムによる回折作用が作用すると、透過光束は回折作用を受けずに直進する０次光束と、±１次光束に分かれる。±１次光束の一方を受光手段に導くので、他方はフレア光束となる。−１次光束は＋１次光束と同じ強度を有するため、フレア光束も受光手段に導かれる光束も同じ強度を有することになる。
図３（ｂ）に示す偏光ホログラム３では、断面形状が「ブレーズ化」されており、このため±１次光束のうちの一方の強度を実質的に０とすることができる。
換言すれば、受光手段に導く回折光束の強度を、図３（ａ）の場合の実質的に倍にすることができる。従って、受光手段により検出される戻り光束の光強度を有効に大きくでき、戻り光束検出のＳ／Ｎ比を有効に高め、信頼性を高めることができ、光記録媒体を高速回転する場合にも良好な信号を検出できる。偏光ホログラムの断面形状をブレーズ化するかわりに、図３（ｃ）に示す偏光ホログラム３ｂのように「断面形状を階段状」にしてもよい。このようにしても、回折により生じる±１次回折光の内の一方の光強度を他方に対して大きくできるので、光強度の大きい方の回折光束を受光手段に導くことにより、断面形状をブレーズ化する場合と同様の効果を得ることができる。
【０００９】
偏光ホログラム３は、ＬｉＮｂＯ３やＣａＣＯ３のような複屈折性の結晶材料で作製したものを用いることもできるが、材料が高価であるため、その使用が光ピックアップ装置のコストを押し上げる一因となる。
このようなコスト上の問題を回避するため、偏光ホログラム３を、有機物質もしくは無機物質による異方性膜により形成することができる。
無機物質による異方性膜は所謂「斜め蒸着」により形成できる。石英板等の透明基板に、例えば、Ｔａ２Ｏ５やＳｉＯ２  等の誘電体材料を真空蒸着で成膜する際に、基板を蒸着源に対して傾けた状態で蒸着を行うとΔｎ（＝ｎＰ−ｎＳ）が０．０８程度である複屈折性の異方性膜を得ることができる。これはＬｉＮｂＯ３  結晶のΔｎと同程度であるが、真空蒸着法という簡便な方法で大面積に形成できるので低コスト化が可能である。
例えば、上記の「大面積に異方性膜を形成した石英基板」の異方性膜にエッチング等により凹凸を形成するホログラム加工を施し、凹凸の形成された面を等方性屈折率の媒質で平坦化したのち、所望のサイズに切り離すことにより所望の偏光ホログラム３を得ることができる。
複屈折性の異方性膜を容易に得る別の方法としては、有機の高配向膜を用いる方法がある。例えば、ガラス等の透明基板上に、ＳｉＯ等を斜め蒸着し、あるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の有機膜を形成して布でラビング処理して配向したのち、ポリジアセチレンモノマーを真空蒸着して配向させ、その後、紫外線の照射によりポリマー化して異方性膜を作ることができる。あるいはまた、スピンコート等により形成したポリイミドフィルムを延伸によりポリイミド分子鎖を１軸方向に配向させ、面内複屈折を発現させる方法も考えられる。延伸の際の温度や引張り力によりΔｎを変化させることができる。この方法でも安価に大量の異方性膜を製造できる。このように得られた異方性膜にエッチング等により凹凸を形成するホログラム加工を施し、表面を等方性屈折率の媒質で平坦化することにより所望の偏光ホログラム３とすることができる。
上述したＬｉＮｂＯ３  のような複屈折性結晶で偏光ホログラムによる回折格子を形成する場合、回折格子素子の厚さは０．５〜１ｍｍ程度となり、発散光束を透過させた場合、収差の発生が問題となる。これに対し上記有機または無機物質による異方性膜を素材として形成された偏光ホログラムは厚さが極めて薄く（上記斜め蒸着による場合で１０μｍ以下）、このため、図１（ａ）に示すように、発散光束あるいは集束光束を透過させても大きな収差は発生しない。
【００１０】
図１〜図３に即して実施の形態を説明した光ピックアップ装置は、光源である半導体レーザ１からの光束を、回折格子３を介して光記録媒体８の記録面８Ａに照射し、記録面８Ａにより反射された戻り光束を回折格子３を介して受光手段９により受光しつつ情報の書込み及び／または再生を行う光ピックアップ装置であって、回折格子３は、透過光束の偏光状態により回折作用の異なる偏光ホログラムで、戻り光束に対して回折作用を作用させる用に配備され、偏光ホログラム３の光記録媒体側の光路上に、光源１からの光束に対し戻り光束の偏向面を略９０度旋回させるための１／４波長板６を有し、光源１と偏光ホログラム３との間に、光源からの光束を偏光ホログラムに向けて全反射するとともに、偏光ホログラム３により回折された戻り光束を受光手段９に向けて透過させるキューブ状の光学素子２を有し、この光学素子２は、２つのプリズム２ａ，２ｂを斜面同志が近接するように組合せ、斜面の間が、光源からの光束に対して低屈折率の領域２ｃとなっている（請求項１）。
キューブ状の光学素子２における２つのプリズム２ａ，２ｂの斜面間は空気領域２ｃであり（請求項３）、偏光ホログラム３の断面形状はブレーズ化され、１次回折光の一方の強度を大きくして受光手段９に導いている（請求項６）。回折格子としての偏光ホログラム３は、有機物質もしくは無機物質による異方性膜により形成され（請求項７）、回折格子である偏光ホログラム３は、光源からの光束をカップリングするカップリングレンズ３とキューブ状の光学素子２の間に配備されている（請求項９）。
【００１１】
ここで、上記実施の形態を若干具体的に説明する。
上記実施の形態に示す光ピックアップ装置は「光記録媒体への情報の書込み」の可能なものであり、このため、光源からの光束を有効に取込み得るように、カップリングレンズ４は、焦点距離が１０ｍｍ前後、開口数：ＮＡが０．３程度のものを想定している。カップリングレンズのカップリング作用はコリメートレンズであるので、この場合、カップリングレンズ４と半導体レーザ１、カップリングレンズ４と受光手段９との「光路に沿った距離」は１０ｍｍ程度となる。１０ｍｍの間隔があれば、キューブ状の光学素子２と偏光ホログラム３とを配備するスペースは十分である。
また、光源としての半導体レーザ１からの光束を光学素子２で全反射させて偏光ホログラム３に導き、戻り光束を「光学素子２を透過」させて受光手段９に導くので、光源と受光手段の配備位置が空間的に十分に分離され、これらの組み付けが容易である。
偏光ホログラム３における回折角は「１０度前後」に設定される。
上に説明した実施の形態では、キューブ状の光学素子２を構成するプリズム２ａ，２ｂの各斜面の間は空気間隙２ｃである。プリズム２ａの斜面で、半導体レーザ１からの光束が「偏光ホログラム３側へ内部全反射する条件」は、プリズム２ａの材質の屈折率をＮとすると、上記形態において、光源からの光束の上記斜面への入射角は４５度であるから、Ｎ・ｓｉｎ（４５度）＞１となることである。プリズム２ａの材質の屈折率を１．６とすれば、Ｎ・ｓｉｎ（４５度）＝１．１３であるから、光源からの光束を全反射するのに十分である。
一方、戻り光束は、偏光ホログラムにより回折されるが、この回折角を１０度とすると、戻り光束がプリズム２ａ，２ｂの斜面に入射する入射角は、４５−１０＝３５度であり、このとき、Ｎ・ｓｉｎ（３５度）となる。プリズム２ｂの材質の屈折率も１．６とすると、Ｎ・ｓｉｎ（３５度）＝０．９２＜１であるから、上記斜面での全反射は生じず、戻り光束は確実に光学素子２を透過して受光手段に導かれる。
偏光ホログラム３は、上記の如く「回折角が１０度前後」である場合は、格子ピッチがさほど小さくなく、格子を十分な精度をもって形成できるので、偏光分離性や透過率・回折効率の低下の問題を有効に回避できる。従って、受光手段への入射光量の低下、戻り光束による信号のＳ／Ｎ比の低下の問題を有効に回避でき、光記録媒体の高速駆動も可能になる。
【００１２】
上に説明した実施の形態において、キューブ状の光学素子２は、２つの直角プリズム２ａ，２ｂを、斜面同志が薄い空気間隙２ｃを隔して近接するように組み合わせたものであるが、キューブ状の光学素子は、これに限らず、例えば、図４（ａ）に示すように、２つのプリズム２ａ，２ｂの斜面間を「各プリズムの材質よりも屈折率の低」い透明物質２ｃ１で充填したものや、図４（ｂ）に示すように、２つのプリズム２ａ，２ｂの斜面間を「光源からの光束に対して低屈折率で、戻り光束に対して高屈折率」である透明な複屈折物質２ｃ２で充填したもので構成することができる。透明物質や複屈折物質は、光源からの光束が全反射され、戻り光束が光学素子２を透過するという条件を満足するように選択されることは言うまでもない。
低屈折領域を空気間隙２ｃとする場合は、光学素子２を２個のプリズムのみで構成できるのでコスト的に優位である。また、低屈折率領域を透明物質２ｃ１や複屈折物質２ｃ２で充填する場合は、これらをスペーサとすることにより２プリズムの斜面間隔を良好に保つことができる。
【００１３】
図５は、請求項５記載の光ピックアップ装置の実施の１形態を要部のみ示している。偏光ホログラム３よりも光記録媒体側の光学的構成は図１（ａ）に示した形態と同じである。
この実施の形態では、キューブ状の光学素子２’はプリズム２ａ，２ｂ１で構成され、これらプリズムの斜面間は空気間隙２ｃとなっている。戻り光束は偏光ホログラム３により１０度程度の回折角で回折され、光学素子２’を透過する。図１の実施の形態では、プリズム２ａ，２ｂは直角プリズムであるので光学素子２への戻り光束に対する入射面と射出面は互いに平行であるから、受光手段へ向かう戻り光束は、平行平板を斜めに透過することになり、若干の非点収差が発生する。また斜面間の空気間隙２ｃは、上述のように数μｍ以下であれば殆ど問題無いが、空気間隙２ｃの厚みがある程度大きくなると、空気間隙を通過する戻り光束に「無視できない非点収差」を発生させる。戻り光束の非点収差は、偏光ホログラム３の透明基板を透過することによっても発生する。
図５に示す実施の形態では、このように、偏光ホログラム３やキューブ状の光学素子（特にプリズムの斜面間）で発生する非点収差を、受光手段９側に配備されるプリズム２ｂ１の形状によりキャンセルするようになっている。即ち、プリズム２ｂ１の、受光手段９に面したプリズム面（射出面）は、戻り光束の内部入射角を、前述のプリズム２ｂの場合よりも若干大きくするように設定され、これにより上記非点収差をキャンセルするようにしている。
【００１４】
図１の実施の形態において、光学素子２により「無視できない非点収差」が発生する場合、偏光ホログラムの光学機能を「このような非点収差を補正する」ように定めることも可能である。しかし、このような収差補正機能を偏光ホログラムに課すると、偏光ホログラムにおける格子は直線状にならず、曲線状にならざるを得ない。
戻り光束は偏光ホログラムにより回折されて受光手段９に導かれるので、受光手段９と偏光ホログラム３とは、上記戻り光束が適正に受光手段に入射するように、相互の位置関係を調整する必要があある。この位置調整は、受光手段の側で行うことも可能であるが、実際には偏光ホログラムを「光軸の回りに回転させて行う」方が調整が容易である。このように偏光ホログラムを回転させて位置調整を行う場合、偏光ホログラムの格子が曲線状であると、偏光ホログラムを回転させることにより、ホログラムと光学素子の斜面間との位置関係がずれることがあり、このような「ずれ」を生ずると、偏光ホログラムの収差補正機能が適正に作用せず、結局「非点収差」を発生してしまうことになる。
しかし上記のように、非点収差をキャンセルさせる機能をプリズム２ｂ１に持たせれば、偏光ホログラム３は直線状の格子で形成することができ、偏光ホログラムを回転調整しても、これに起因する非点収差の発生はないので、偏光ホログラムの回転調整により、受光手段と偏光ホログラムの位置関係の調整が容易になり、光ピックアップ装置の組み付けが容易になる。
上には、プリズム２ｂ１の形状により非点収差のキャンセルを行う場合を説明したが、フォーカス誤差信号を「非点収差法」で検出するような場合であれば、偏光ホログラムやプリズム斜面の間隙部で発生する非点収差を助長するように、受光手段側プリズムの形状を設定（戻り光束の射出面をシリンダ面にする等）するようにしてもよい。
【００１５】
図６は、請求項８記載の光ピックアップ装置の実施の１形態を要部のみ示している。偏光ホログラム３よりも光記録媒体側の光学的構成は図１（ａ）に示した形態と同じである。
この実施の形態では、偏光ホログラム３に「半導体レーザからの放射光束の一部をモニタ用光束として反射」する反射型ホログラム１０が形成されている。反射型ホログラム１０は、図６（ｂ）に示すように、偏光ホログラムの形成領域３Ａに隣接して形成されている。図６（ｂ）で符号３１は偏光ホログラム３に光源側から入射する高速の光束プロファイルを示す。
反射型ホログラム１０が反射するのは、半導体レーザ１から放射される発散光束の周辺部の「光記録媒体の照射に寄与しない部分」である。反射型ホログラム１０は上記周辺部光束を「反射光束が光学素子２を透過するような角度」で反射させるとともに、反射光束を受光手段９上に集光させるようなレンズ作用を有している。従って、反射光束は、光学素子２を透過して受光手段９の「モニタ光受光部（戻り光束を受光する部分とは別個に設けられている）」に集光される。  反射型ホログラム１０は、戻り光束を回折させるための偏光ホログラムの形成領域に隣接して形成されるので、偏光ホログラム３に対する反射型ホログラム１０の位置合わせが不要であり、偏光ホログラム３を精度良く取付さえすれば反射型ホログラム１０の位置は正しく位置決めされるので、光学系の組付けが容易である。また、受光手段９は、戻り光束に対する受光部の他にモニタ光束用の受光部１個を追加するのみでよく、独立した受光素子を用いる必要がないので低コストで実現できる。また、多量のモニタ光量を必要とする場合には、偏光ホログラムの外周部全体に反射型ホログラムを形成すればよい。
【００１６】
図７は、請求項１０記載の光ピックアップ装置の実施の１形態を要部のみ示している。偏光ホログラム３よりも光記録媒体側の光学的構成は図１（ａ）に示した形態と同じである。
光源としての半導体レーザ１と、偏光ホログラム３、受光手段９、キューブ状の光学素子２とは、同一の筐体１１の所定の位置に組み付けられて一体化されている。このように光源、偏光ホログラム、キューブ状の光学素子、受光手段を一体化してセル構造とすることにより、これらの占める部分を小型化でき、一体化により各光学部品の相対的な位置ずれを有効に防止できる。また、セル部分のみの個別的な組立てができるため光ピックアップ装置の組付けが容易である。半導体レーザの高出力化や受光手段の高出力化等による「部品変更への対応」も容易である。
【００１７】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光ピックアップ装置を実現できる。この発明の光ピックアップ装置は、回折角の比較的小さい偏光ホログラムを用いて、光源と受光手段とを空間的に有効に分離できる。偏光ホログラムの回折角が比較的小さくて良いので、格子ピッチを比較的大きくでき、偏光ホログラムの加工が容易となり、安価に精度の良い偏光ホログラムを得ることができ、光ピックアップ装置の低コスト化と精度の良いピックアップ動作が可能となる。
また、焦点距離が短く、開口数の大きいカップリングを用いることが可能であるので、光源から放射される光の利用効率を高め、高速の情報書込みを実現することが可能になり、情報の再生に際しては、光源の発光強度を低減して光源における電力消費を低減することが可能となる。
また、光学素子をキューブ状にしたことにより、偏光ホログラムの組み付け位置がずれても、受光手段における戻り光束のスポットの位置がずれないため、光学部品の組み付け公差を緩くすることができる。
請求項５記載の光ピックアップ装置では、キューブ状の光学素子の形状により、不要な非点収差をキャンセルして受光手段上に戻り光束の良好なスポットを形成でき、あるいは、非点収差を有効に助長してフォーカス誤差信号の検出に利用することができる。
請求項６記載の光ピックアップ装置では、戻り光束の偏光ホログラムによる回折光束のうち、強度を大きくした光束を受光手段に導き、戻り光束の検出精度を高めることができる。
請求項７記載の光ピックアップ装置は、偏光ホログラムのコストを低減化でき、光ピックアップ装置自体の低コスト化を図ることができる。
請求項８記載の光ピックアップ装置は、上記効果に加え、半導体レーザからの光束の光強度をモニタリングでき、半導体レーザの後方の受光手段を不要にできる。
請求項１０記載の光ピックアップ装置は、光源、偏光ホログラム、キューブ状の光学素子と受光手段とを一体化してセル構造とすることにより、これらの占める部分を小型化でき、一体化により各光学部品の相対的な位置ずれを有効に防止できる。また、セル部分のみの個別的な組立てができ、光ピックアップ装置の組付けが容易で、半導体レーザの高出力化や受光手段の高出力化等による部品変更への対応も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】上記実施の形態における偏光ホログラムと受光手段とを説明するための図である。
【図３】上記実施の形態における偏光ホログラムを説明するための図である。
【図４】キューブ状の光学素子を２例示す図である。
【図５】請求項５記載の発明の実施の１形態を説明するための図である。
【図６】請求項８記載の発明の実施の１形態を説明するための図である。
【図７】請求項１０記載の発明の実施の１形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１      半導体レーザ
２      キューブ状の光学素子
２，２ｂ      プリズム
２ｃ        空気間隙（低屈折率の領域）
３      偏光ホログラム
４      カップリングレンズ
６      １／４波長板
７      対物レンズ
８      光記録媒体
【図１】
0003558909.tif 000002
【図２】
0003558909.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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