(57)【要約】  本発明は、光学記録媒体に対するレーザー光の往路と復路との分離を行うビームスプリッタが、低コストでありながら発振波長の変動に適応可能な低い波長依存性により良好な光路分離を可能にし、しかも光学記録媒体への光量と信号検出用受光素子への光量とを共に大きくすることを可能にする光ピックアップ装置を提供する。レーザー光の透過順に第１面Ｓ１と第２面Ｓ２を有する透明媒質から成る板状のビームスプリッタ４は、所定のレーザー光を光ディスク１０に向けて反射させ、光ディスク１０で反射したレーザー光を透過させる。反射時のレーザー光がビームスプリッタ４に入射する際には第１面Ｓ１に対してＳ偏光の状態にあり、条件式：θＭＡＸ−１０°≦θ≦θＭＡＸ＋７°(θ：反射時のレーザー光の第１面Ｓ１に対する入射角度、θＭＡＸ：(Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２)が最大となるときの第１面Ｓ１に対する入射角度)を満たす。
2009078291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長帯域のレーザー光を平行光として射出する光源部と、
前記光源部からのレーザー光を光学記録媒体に向けて反射させ、かつ、光学記録媒体で反射したレーザー光を透過させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射したレーザー光を光学記録媒体に対して集光させる対物レンズと、前記ビームスプリッタを透過したレーザー光を受光して光情報を検出する信号検出用受光素子と、前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路中に配置された１／４波長板と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記ビームスプリッタが、前記レーザー光の透過順に第１面と第２面を有する透明媒質から成る板状の光学部品であり、前記第１面と第２面には光学薄膜が施されておらず、前記反射時のレーザー光が前記ビームスプリッタに入射する際には前記第１面に対してＳ偏光の状態にあり、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする光ピックアップ装置。
θＭＡＸ−１０°≦θ≦θＭＡＸ＋７°  …(1)
ただし、
θ：反射時のレーザー光の第１面に対する入射角度(°)、
θＭＡＸ：(Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、Ｒｓ１：ビームスプリッタの第１面でのＳ偏光の反射率(％)、
Ｔｐ１：ビームスプリッタの第１面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｔｐ２：ビームスプリッタの第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
である。
【請求項２】
以下の条件式(1a)を満足することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置。
θＭＡＸ−５°≦θ≦θＭＡＸ＋５°  …(1a)
ただし、
θＭＡＸ：(Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、Ｒｓ１：ビームスプリッタの第１面でのＳ偏光の反射率(％)、
Ｔｐ１：ビームスプリッタの第１面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｔｐ２：ビームスプリッタの第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
である。
【請求項３】
前記第１面と第２面とが平行であり、以下の条件式(1b)を満足することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の光ピックアップ装置。
θｍａｘ−１０°≦θ≦θｍａｘ＋７°  …(1b)
ただし、
θｍａｘ：(Ｔｐ2×Ｒｓ)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、
Ｔｐ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｒｓ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＳ偏光の反射率(％)、
である。
【請求項４】
前記第１面と第２面とが平行であり、以下の条件式(1c)を満足することを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
θｍａｘ−５°≦θ≦θｍａｘ＋５°  …(1c)
ただし、
θｍａｘ：(Ｔｐ2×Ｒｓ)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、
Ｔｐ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｒｓ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＳ偏光の反射率(％)、
である。
【請求項５】
複数の波長帯域のレーザー光を平行光として射出する光源部と、
前記光源部からのレーザー光を光学記録媒体に向けて反射させ、かつ、光学記録媒体で反射したレーザー光を透過させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射したレーザー光を光学記録媒体に対して集光させる対物レンズと、前記ビームスプリッタを透過したレーザー光を受光して光情報を検出する信号検出用受光素子と、前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路中に配置された１／４波長板と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記ビームスプリッタが、前記レーザー光を反射する第１面と、第１面と対向する第２面とを有する透明媒質から成る光学基板と、少なくとも前記第１面に形成された光学薄膜とを有し、前記反射時のレーザー光が前記ビームスプリッタに入射する際には、前記第１面に対して光学基板の屈折率に対するブリュースター角以上の入射角でＳ偏光の状態で入射し、
前記光学薄膜は３層以下であることを特徴とする光ピックアップ装置。
ただし、前記光学薄膜の隣り合う層の屈折率差が０．３以下の場合、薄い側の層はカウントせず、また、前記光学基板に接する層の屈折率と前記光学基板の屈折率差が０．１以内の場合には前記光学基板と接する層をカウントしない。
【請求項６】
前記光学薄膜の、Ｓ偏光に対する透過率をＴｓとするとき、前記複数の波長帯域すべてにおいて、単位波長あたりのＴｓの相対変動率が０．８％以内であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記光学薄膜は１層で構成されており、その屈折率をｎ１、反射時のレーザー光の前記第１面に対する入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求の範囲第５項または第６項に記載の光ピックアップ装置。
−２６．５ｎ１＋１２１．４≦θ≦−１３．５ｎ１＋１０７．２・・・（４）
【請求項８】
前記光学薄膜は２層で構成されており、基板側からその屈折率をｎ１、ｎ２、反射時のレーザー光の前記第１面に対する入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（５ａ）から（５ｃ）を満足することを特徴とする請求の範囲第５項または第６項に記載の光ピックアップ装置。
１．６≦ｎ１≦１．９・・・（５ａ）
２．０≦ｎ２≦２．５・・・（５ｂ）
６５°≦θ≦８５°・・・・（５ｃ）
【請求項９】
前記光学薄膜は３層で構成されており、基板側からその屈折率をｎ１、ｎ２、ｎ３、反射時のレーザー光の前記第１面に対する入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（６ａ）から（６ｄ）を満足することを特徴とする請求の範囲第５項または第６項に記載の光ピックアップ装置。
１．６≦ｎ１≦１．９・・・（６ａ）
１．６≦ｎ２≦２．５・・・（６ｂ）
２．０≦ｎ３≦２．５・・・（６ｃ）
６５°≦θ≦８５°・・・・（６ｄ）
【請求項１０】
反射時のレーザー光の一部が前記第１面及び第２面を透過し、その透過光を検出するモニタ用受光素子を更に有し、その検出結果を前記光源部のオートパワーコントロールに用いることを特徴とする請求の範囲第１項から第９項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記第１面と第２面とが平行であり、前記ビームスプリッタに対するレーザー光の入射面に平行な断面において、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
Ｄ＞ｄ／(２・tanφ・cosθ) …(3)
ただし、
Ｄ：第１面と第２面との間隔、
ｄ：平行光に変換されたレーザー光のビーム直径、
θ：透過時のレーザー光の第１面に対する入射角度(°)、
φ：透過時のレーザー光の第１面での屈折角度(°)、
である。
【請求項１２】
前記ビームスプリッタの側面には光吸収部材が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１１項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記光源部は単一の半導体レーザーと、該半導体レーザーから射出されたレーザー光を平行光に変換するコリメーターレンズを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第１２項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記光源部は、互いに異なる波長帯域のレーザー光を射出する少なくとも２つの半導体レーザーと、該少なくとも２つの半導体レーザーから射出された複数のレーザー光の光路を合成する色合成用光学系と、該色合成用光学系によって合成されたレーザー光を平行光に変換するコリメーターレンズと、を有することを特徴とする請求の範囲第１項から第１３項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記複数の波長帯域が、４０５ｎｍ帯域、６６０ｎｍ帯域、７８５ｎｍ帯域のうちの少なくとも２種類であることを特徴とする請求の範囲第１項から第１４項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ピックアップ装置に関するものであり、例えば、レーザー光の照射により光学記録媒体(光ディスク等)に光情報の記録又は再生を行うことが可能な光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０に、偏光分離ミラーを使用した光ピックアップ装置の従来例を示す(例えば特許文献１)。ただし、説明を簡単にするために、フォーカシングサーボやトラッキングサーボを行なうための光学部品や構成については図示省略する。この光ピックアップ装置は、半導体レーザー素子１，偏光分離ミラー１４，コリメーターレンズ３，ＡＰＣセンサ(モニタ用受光素子)５，１／４波長板６，対物レンズ７，ディテクタ(信号検出用受光素子)９等を備えている。偏光分離ミラー１４は偏光分離膜１４ａを有しており、その膜面に対するＳ偏光でレーザー光が半導体レーザー素子１から出射する。偏光分離ミラー１４に入射したレーザー光は、その一部が偏光分離膜１４ａを透過してＡＰＣセンサ５に入射する。そして、残りのレーザー光は偏光分離膜１４ａで反射されて、コリメーターレンズ３に入射する。【０００３】
ＡＰＣセンサ５は、半導体レーザー素子１の出力を制御するオートパワーコントロール(ＡＰＣ)用の受光素子である。ＡＰＣセンサ５に入射したレーザー光は、そのレーザー光強度がフィードバックされることにより、半導体レーザー素子１の安定駆動に使用される。コリメーターレンズ３に入射したレーザー光は、その正パワーにより平行光となった後、１／４波長板６で円偏光となる。そして、対物レンズ７で集光され、光ディスク(光学記録媒体)１０に対して結像し、光ディスク１０で反射される。光ディスク１０での反射により信号光となったレーザー光は、対物レンズ７で平行光となった後、１／４波長板６を通ってＰ偏光となり、コリメーターレンズ３を通って収束光となる。そして、偏光分離ミラー１４を透過した後、ディテクタ９に入射する。【０００４】
特許文献２に記載の光ピックアップ装置は、単色光を用いた光ピックアップ装置であり、図１０の偏光分離ミラーの代わりに偏光分離膜の無い平板状のビームスプリッタを用いている。ビームスプリッタに対する入射角度をブリュースター角に設定することでＰ偏光の反射率を０％とし、Ｓ偏光とＰ偏光との分離を行う構成になっている。往路でのレーザー光は、ビームスプリッタに対してＳ偏光として入射し、その第１面で反射される。復路でのレーザー光は、光ディスクに記録されている磁気情報によりカー磁気光学作用を受けて偏光面がθｋだけ回転するため、Ｐ偏光成分を含むようになる。ビームスプリッタは光軸に対してブリュースター角となる入射角度を成すように配置されているため、Ｐ偏光成分は１００％透過されてディテクタへと導かれる。
【特許文献１】特開２００５−１２９１８６号公報
【特許文献２】特開平７−２２０３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された光ピックアップ装置において、半導体レーザー素子を駆動すると素子自体の温度変化の影響で、半導体レーザー素子の発振波長が変動するという問題がある。このため、光ピックアップ装置に用いられる光学部品においては、半導体レーザー素子の発振波長の変動に対して光学特性がほとんど変化しないか、あるいは変化しても単調に増加(又は単調に減少)することが望まれる。また、様々な記録フォーマットに対応するために、偏光分離膜として一般的に用いられる誘電体多層膜では、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ）の使用波長７８５ｎｍと、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ)の使用波長６６０ｎｍと、青色レーザー対応の高密度光ディスク(ＢＤ：Ｂｌｕ-ｒａｙ  Ｄｉｓｃ，ＨＤ  ＤＶＤ等)の使用波長４０５ｎｍと、の３種類の波長について、発振波長の変動に良好に適応することは困難である。また、発振波長の変動に適応可能な良質な偏光分離膜であっても、オートパワーコントロール用のモニタ光量を確保するために、数％〜１０数％程度の透過率(又は反射率)を示す偏光分離膜は実現が非常に困難である。結果として、そのような高難易度の偏光分離素子は非常に高コストになってしまう。【０００６】
また、多層膜を有する偏光ビームスプリッタを用いた場合でも、平坦な分光特性を確保することは難しく、その結果ＡＰＣ用の受光素子の信号が安定しないという問題がある。この為、多層膜において非常に厳しい規格が要求されているが、青色領域（４０５ｎｍ帯）も含めた３波長帯域（４０５ｎｍ帯、６６０ｎｍ帯、７８５ｎｍ帯）において平坦な特性を確保することは非常に大きな課題であった。【０００７】
一方、特許文献２に記載の光ピックアップ装置には、光学記録媒体に対する入射光量の割合(すなわち光利用効率)が低いという問題がある。例えば、光ディスクメモリにおいては、記録時に記録層の媒質を相変化させるだけの高出力のレーザー光強度が必要となる。また、光ディスクが高倍速になればなるほど、更に高出力のレーザー光強度が必要となる。特許文献２に記載の構成では、ブリュースター角を使用しているためにＰ偏光の透過率は１００％であるが、Ｓ偏光の透過率も比較的高い。言い換えれば、Ｓ偏光の反射率が低いということになる。したがって、半導体レーザー素子から出射したレーザー光量(レーザー光の発光量)のうち光学記録媒体へと導かれる光量(光学記録媒体への光量)が少ないため、光学記録媒体に対してレーザー光強度の高出力化を達成することができない。【０００８】
特許文献２に記載の光ピックアップ装置では、ビームスプリッタの屈折率を２として計算している。このとき、入射角度はブリュースター角に設定されているので、Ｐ偏光の透過率は１００％(反射率は０％)、Ｓ偏光の透過率は６４％(反射率は３６％)となる。ここで、(光利用効率)＝(光学記録媒体への光量)／(レーザー光の発光量)×１００と定義すると、特許文献２に記載の光ピックアップ装置では、その光利用効率は３６％となる。光学記録媒体への光量が少ないため、結果として信号検出用受光素子への光量も少なくなる。なお、一般的に利用される光学ガラスの屈折率は１．５〜１．８程度であり、このときのブリュースター角における光利用効率は１５％〜２８％である。特に、最も一般的な光学ガラスといえるＢＫ７では、屈折率が１．５２程度であり、このときの光利用効率は１５％程度でしかない。【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、光学記録媒体に対するレーザー光の往路と復路との分離を行うビームスプリッタが、低コストでありながら発振波長の変動に適応可能な低い波長依存性により良好な光路分離を可能にし、しかも光学記録媒体への光量と信号検出用受光素子への光量とを共に大きくすることを可能にする光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、下記の１から１５のいずれか１項に記載の発明によって達成される。【００１１】
１．複数の波長帯域のレーザー光を平行光として射出する光源部と、
前記光源部からのレーザー光を光学記録媒体に向けて反射させ、かつ、光学記録媒体で反射したレーザー光を透過させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射したレーザー光を光学記録媒体に対して集光させる対物レンズと、前記ビームスプリッタを透過したレーザー光を受光して光情報を検出する信号検出用受光素子と、前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路中に配置された１／４波長板と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記ビームスプリッタが、前記レーザー光の透過順に第１面と第２面を有する透明媒質から成る板状の光学部品であり、前記第１面と第２面には光学薄膜が施されておらず、前記反射時のレーザー光が前記ビームスプリッタに入射する際には前記第１面に対してＳ偏光の状態にあり、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする光ピックアップ装置。
θＭＡＸ−１０°≦θ≦θＭＡＸ＋７°  …(1)
ただし、
θ：反射時のレーザー光の第１面に対する入射角度(°)、
θＭＡＸ：(Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、Ｒｓ１：ビームスプリッタの第１面でのＳ偏光の反射率(％)、
Ｔｐ１：ビームスプリッタの第１面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｔｐ２：ビームスプリッタの第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
である。【００１２】
２．以下の条件式(1a)を満足することを特徴とする前記第１項に記載の光ピックアップ装置。
θＭＡＸ−５°≦θ≦θＭＡＸ＋５°  …(1a)
ただし、
θＭＡＸ：(Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、Ｒｓ１：ビームスプリッタの第１面でのＳ偏光の反射率(％)、
Ｔｐ１：ビームスプリッタの第１面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｔｐ２：ビームスプリッタの第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
である。【００１３】
３．前記第１面と第２面とが平行であり、以下の条件式(1b)を満足することを特徴とする前記第１項または第２項に記載の光ピックアップ装置。
θｍａｘ−１０°≦θ≦θｍａｘ＋７°  …(1b)
ただし、
θｍａｘ：(Ｔｐ2×Ｒｓ)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、
Ｔｐ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｒｓ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＳ偏光の反射率(％)、
である。【００１４】
４．前記第１面と第２面とが平行であり、以下の条件式(1c)を満足することを特徴とする前記第１項から第３項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
θｍａｘ−５°≦θ≦θｍａｘ＋５°  …(1c)
ただし、
θｍａｘ：(Ｔｐ2×Ｒｓ)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、
Ｔｐ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｒｓ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＳ偏光の反射率(％)、
である。【００１５】
５．複数の波長帯域のレーザー光を平行光として射出する光源部と、
前記光源部からのレーザー光を光学記録媒体に向けて反射させ、かつ、光学記録媒体で反射したレーザー光を透過させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射したレーザー光を光学記録媒体に対して集光させる対物レンズと、前記ビームスプリッタを透過したレーザー光を受光して光情報を検出する信号検出用受光素子と、前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路中に配置された１／４波長板と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記ビームスプリッタが、前記レーザー光を反射する第１面と、第１面と対向する第２面とを有する透明媒質から成る光学基板と、少なくとも前記第１面に形成された光学薄膜とを有し、前記反射時のレーザー光が前記ビームスプリッタに入射する際には、前記第１面に対して光学基板の屈折率に対するブリュースター角以上の入射角でＳ偏光の状態で入射し、
前記光学薄膜は３層以下であることを特徴とする光ピックアップ装置。【００１６】
ただし、前記光学薄膜の隣り合う層の屈折率差が０．３以下の場合、薄い側の層はカウントせず、また、前記光学基板に接する層の屈折率と前記光学基板の屈折率差が０．１以内の場合には前記光学基板と接する層をカウントしない。【００１７】
６．前記光学薄膜の、Ｓ偏光に対する透過率をＴｓとするとき、前記複数の波長帯域すべてにおいて、単位波長あたりのＴｓの相対変動率が０．８％以内であることを特徴とする前記第５項に記載の光ピックアップ装置。【００１８】
７．前記光学薄膜は１層で構成されており、その屈折率をｎ１、反射時のレーザー光の前記第１面に対する入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする前記第５項または第６項に記載の光ピックアップ装置。
−２６．５ｎ１＋１２１．４≦θ≦−１３．５ｎ１＋１０７．２・・・（４）
８．前記光学薄膜は２層で構成されており、基板側からその屈折率をｎ１、ｎ２、反射時のレーザー光の前記第１面に対する入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（５ａ）から（５ｃ）を満足することを特徴とする前記第５項または第６項に記載の光ピックアップ装置。
１．６≦ｎ１≦１．９・・・（５ａ）
２．０≦ｎ２≦２．５・・・（５ｂ）
６５°≦θ≦８５°・・・・（５ｃ）
９．前記光学薄膜は３層で構成されており、基板側からその屈折率をｎ１、ｎ２、ｎ３、反射時のレーザー光の前記第１面に対する入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（６ａ）から（６ｄ）を満足することを特徴とする前記第５項または第６項に記載の光ピックアップ装置。
１．６≦ｎ１≦１．９・・・（６ａ）
１．６≦ｎ２≦２．５・・・（６ｂ）
２．０≦ｎ３≦２．５・・・（６ｃ）
６５°≦θ≦８５°・・・・（６ｄ）
１０．反射時のレーザー光の一部が前記第１面及び第２面を透過し、その透過光を検出するモニタ用受光素子を更に有し、その検出結果を前記光源部のオートパワーコントロールに用いることを特徴とする請求の範囲１から９のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。【００１９】
１１．前記第１面と第２面とが平行であり、前記ビームスプリッタに対するレーザー光の入射面に平行な断面において、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする前記第１項から第１０項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
Ｄ＞ｄ／(２・tanφ・cosθ) …(3)
ただし、
Ｄ：第１面と第２面との間隔、
ｄ：平行光に変換されたレーザー光のビーム直径、
θ：透過時のレーザー光の第１面に対する入射角度(°)、
φ：透過時のレーザー光の第１面での屈折角度(°)、
である。【００２０】
１２．前記ビームスプリッタの側面には光吸収部材が設けられていることを特徴とする前記第１項から第１１項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。【００２１】
１３．前記光源部は単一の半導体レーザーと、該半導体レーザーから射出されたレーザー光を平行光に変換するコリメーターレンズを有することを特徴とする前記第１項から第１２項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。【００２２】
１４．前記光源部は、互いに異なる波長帯域のレーザー光を射出する少なくとも２つの半導体レーザーと、該少なくとも２つの半導体レーザーから射出された複数のレーザー光の光路を合成する色合成用光学系と、該色合成用光学系によって合成されたレーザー光を平行光に変換するコリメーターレンズと、を有することを特徴とする前記第１項から第１３項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。【００２３】
１５．前記複数の波長帯域が、４０５ｎｍ帯域、６６０ｎｍ帯域、７８５ｎｍ帯域のうちの少なくとも２種類であることを特徴とする前記第１から第１４項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、第１面と第２面に光学薄膜が施されていない板状のビームスプリッタで、光学記録媒体に対するレーザー光の往路と復路との分離を行う構成になっているので、低コストでありながら発振波長の変動に適応可能な低い波長依存性により、良好な光路分離を行うことが可能である。また、反射時のレーザー光がビームスプリッタに入射する際には第１面に対してＳ偏光の状態にあり、条件式(1)を満足する構成になっているため、光学記録媒体への光量と信号検出用受光素子への光量とを共に大きくすることが可能である。【００２５】
また、光学基板に３層以下の光学薄膜を形成することで、発振波長の変動に適応可能な低い波長依存性より、光路分離特性が高めることができる。その結果、光学記録媒体への光量を大きくすることができ光利用効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】光ピックアップ装置の第１の実施の形態を示す光学構成図。
【図２】ビームスプリッタの偏光分離特性を波長と反射率との関係で示すグラフ。
【図３】ビームスプリッタ(屈折率：１．５１６８)の偏光分離特性を入射角度と反射率との関係で示すグラフ。
【図４】ビームスプリッタ(屈折率：２．０)の偏光分離特性を入射角度と反射率との関係で示すグラフ。
【図５】ビームスプリッタ(屈折率：１．５１６８)に対する入射角度と信号検出用受光素子への光量との関係を示すグラフ。
【図６】ビームスプリッタ(屈折率：２．０)に対する入射角度と信号検出用受光素子への光量との関係を示すグラフ。
【図７】２つの半導体レーザー素子の光路を色合成用光学素子で合成する部分を示す光学構成図。
【図８】光ピックアップ装置の第２の実施の形態を示す光学構成図。
【図９】光ピックアップ装置の第３の実施の形態を示す光学構成図。
【図１０】光ピックアップ装置の従来例を示す光学構成図。
【図１１】実施例１−１によるビームスプリッタの偏光分離特性を波長と反射率との関係で示すグラフ。
【図１２】実施例１−２によるビームスプリッタの偏光分離特性を波長と反射率との関係で示すグラフ。
【図１３】実施例２−１によるビームスプリッタの偏光分離特性を波長と反射率との関係で示すグラフ。
【図１４】実施例２−２によるビームスプリッタの偏光分離特性を波長と反射率との関係で示すグラフ。
【図１５】実施例２−３によるビームスプリッタの偏光分離特性を波長と反射率との関係で示すグラフ。
【図１６】実施例２−４によるビームスプリッタの偏光分離特性を波長と反射率との関係で示すグラフ。
【図１７】実施例３−１によるビームスプリッタの偏光分離特性を波長と反射率との関係で示すグラフ。
【図１８】実施例３−２によるビームスプリッタの偏光分離特性を波長と反射率との関係で示すグラフ。
【図１９】光学薄膜が１層の場合の光学薄膜の屈折率と入射角度の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２７】
１    半導体レーザー素子
１Ａ    第１の半導体レーザー素子
１Ｂ    第２の半導体レーザー素子
２    色合成プリズム(色合成用光学素子)
２ａ    色合成膜
３    コリメーターレンズ
４，４Ａ，４Ｂ    ビームスプリッタ
５    ＡＰＣセンサ(モニタ用受光素子)
６    １／４波長板
７    対物レンズ
８    集光レンズ
９    ディテクタ(信号検出用受光素子)
１０    光ディスク(光学記録媒体)
Ｓ１    第１面
Ｓ２    第２面
ＳＤ    側面
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施した光ピックアップ装置等を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
〈第１の実施の形態(図１〜図７)〉
図１に、光ピックアップ装置の第１の実施の形態を示す。ただし、説明を簡単にするために、フォーカシングサーボやトラッキングサーボを行なうための光学部品や構成については図示省略する。この光ピックアップ装置は、半導体レーザー素子１，コリメーターレンズ３，ビームスプリッタ４，ＡＰＣセンサ(モニタ用受光素子)５，１／４波長板６，対物レンズ７，集光レンズ(検出光学系)８，ディテクタ(信号検出用受光素子)９等を備えている。半導体レーザー素子１からはレーザー光が発散光として出射し、そのレーザー光がコリメーターレンズ３で発散光から平行光に変換されて、ビームスプリッタ４の第１面Ｓ１に対し入射角度θで入射する。なお、半導体レーザー素子１は単色のレーザー光を出射するものでもよく、複数の波長帯域のレーザー光を出射するものでもよい。【００２９】
ビームスプリッタ４は、レーザー光の透過順に第１面Ｓ１と第２面Ｓ２を有する均質な透明媒質から成る板状の光学部品(第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とが平行な平行平面板)であり、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２に光学薄膜は施されていない。ビームスプリッタ４は、平行光に変換されたレーザー光を光ディスク(光学記録媒体)１０に向けて反射させ、かつ、光ディスク１０で反射したレーザー光を透過させる。反射時のレーザー光がビームスプリッタ４に入射する際には、第１面Ｓ１に対してＳ偏光の状態にある。つまり、ビームスプリッタ４の第１面Ｓ１に対してＳ偏光として入射するレーザー光が、半導体レーザー素子１から出射される。【００３０】
ビームスプリッタ４の第１面Ｓ１で反射したレーザー光(Ｓ偏光)は、ビームスプリッタ４と対物レンズ７との間の光路中に配置されている１／４波長板６によって円偏光となる。そして、レーザー光は対物レンズ７で光ディスク１０に集光されて、光ディスク１０で反射される。光ディスク１０での反射により信号光となったレーザー光は、対物レンズ７で平行光となった後、１／４波長板６を通ってＰ偏光となり、ビームスプリッタ４の第１面Ｓ１と第２面Ｓ２を透過する。ビームスプリッタ４を透過したレーザー光は、集光レンズ８で集光された後、ディテクタ９に入射する。ディテクタ９は、受光したレーザー光から光情報を検出し、光情報を電気信号として出力する。【００３１】
ビームスプリッタ４で反射する際のレーザー光(Ｓ偏光)の一部は第１面Ｓ１と第２面Ｓ２を透過し、その透過光はＡＰＣセンサ５で検出される。その検出結果は半導体レーザー素子１のオートパワーコントロールに用いられる。つまり、ＡＰＣセンサ５に入射したレーザー光は、そのレーザー光強度がフィードバックされることにより、半導体レーザー素子１の安定駆動のための出力制御(オートパワーコントロール)にモニター光として使用される。そのオートパワーコントロールにより、半導体レーザー素子１から常に一定光量のレーザー光を出力させることが可能となる。【００３２】
図２のグラフに、ビームスプリッタ４の偏光分離特性を波長λ(ｎｍ)と反射率(％)との関係で示す(入射角度７３．０°で空気から光学ガラス(ＢＫ７：ｄ線に対する屈折率１．５１６８)へ光が入射する場合)。半導体レーザー素子１から出射してビームスプリッタ４に入射するときのレーザー光の光量を１００％とし、ビームスプリッタ４に対する入射角度θを７３．０°とし、ビームスプリッタ４の屈折率をＢＫ７での１．５１６８(ｄ線)とすると、図２のグラフから、Ｒｐ(Ｐ偏光の反射率)＝７．４％，Ｒｓ(Ｓ偏光の反射率)＝３６．３％であることが分かる。【００３３】
半導体レーザー素子１からの往路のレーザー光は、ビームスプリッタ４の第１面Ｓ１に対してＳ偏光の状態にあるので、ビームスプリッタ４に入射する前の光量１００％に対して光量３６．３％が、第１面Ｓ１での反射によりビームスプリッタ４から出射することになる。したがって、(光利用効率)＝(光学記録媒体への光量)／(レーザー光の発光量)×１００＝３６．３％であることから、前述した特許文献２記載の光ピックアップ装置での光利用効率＝１５％程度(ＢＫ７)に比べると、２倍以上高い光利用効率を得ることができる。【００３４】
光ディスク１０で反射した復路のレーザー光は、１／４波長板６を往路と復路で２度通ることによって、その偏光方向が９０°回転する。その結果、レーザー光はＰ偏光としてビームスプリッタ４の第１面Ｓ１に入射することになる。ビームスプリッタ４の第１面Ｓ１に入射する前の光量を１００％とすると、光量９２．６％(＝１００−７．４％)がビームスプリッタ４内部に入射することになる。そして、第２面Ｓ２での内面反射により更に７．４％反射されるため、ビームスプリッタ４に入射する前の光量１００％に対し、光量８５．７％(＝９２．６×０．９２６％)がビームスプリッタ４から出射することになる。そして、集光レンズ８で集光されてディテクタ９へと導かれる。【００３５】
ビームスプリッタ４は、偏光分離膜や反射防止膜のような光学薄膜を有していないので、非常に低コストである。しかも、図２のグラフから分かるように、ビームスプリッタ４の表面反射率は屈折率の分散に依存する程度のものであり、その反射率特性は波長依存性のほとんど無いほぼ平坦な特性(波長に対する反射率特性がほとんど一定)といえる。したがって、可視〜近赤外波長の広い波長範囲について、言い換えれば、ＣＤの使用波長７８５ｎｍ(７８５ｎｍ帯域)と、ＤＶＤの使用波長６６０ｎｍ(６６０ｎｍ帯域)と、青色レーザ対応の高密度光ディスク(BD,HD DVD等)の使用波長４０５ｎｍ(４０５ｎｍ帯域)と、の３種類の波長(あるいは、そのうちの少なくとも２種類の波長帯域)について、前記レーザーの発振波長の変動問題に対応することができ、３波長で均等な偏光分離特性を容易に得ることができる。このように、第１面と第２面に光学薄膜が施されていない板状のビームスプリッタで、光学記録媒体に対するレーザー光の往路と復路との分離を行う構成にすると、低コストでありながら発振波長の変動に適応可能な低い波長依存性により、良好な光路分離を行うことが可能となる。【００３６】
また、Ｔｓ（Ｓ偏光の透過率）は、可視〜近赤外波長の広い波長範囲において、波長依存性のほとんど無いほぼ平坦な特性のため、ＡＰＣセンサ５への光量も発振波長の変動に対してほとんど変化しない。このため、安定したオートパワーコントロールを行うことができる。【００３７】
次に、ビームスプリッタ４の入射角依存性について説明する。図３のグラフにビームスプリッタ４(屈折率：１．５１６８のＢＫ７の場合)の偏光分離特性を入射角度θ(°)と反射率(％)との関係で示す。また、図４のグラフにビームスプリッタ４(屈折率：２．０)の偏光分離特性を入射角度θ(°)と反射率(％)との関係で示す。ビームスプリッタ４の材質がＢＫ７の場合、ブリュースター角θｂ＝５６．６°である。入射角度θをブリュースター角θｂにすると、復路のレーザー光(Ｐ偏光)の透過率は１００％(反射率Ｒｐは０％)になるが、光ディスク１０への光量が少なくなるため、光ディスク１０に対するレーザー光強度の高出力化を達成することができなくなる。その結果としてディテクタ９への光量も少なくなる。光学記録媒体(光ディスク等)への光量と信号検出用受光素子(ディテクタ等)への光量とを共に大きくするという点から、好ましい入射角度θの設定は可能である。これを以下に説明する。【００３８】
例えば、レーザー光が第１媒質(空気)から第２媒質(ビームスプリッタ)へ入射した場合、スネルの法則より、以下の式(A1)が成り立つ。
ｎ１sinα＝ｎ２sinβ  …(A1)
ただし、
α：第１媒質側の入射角度(透過時のレーザー光の第１面に対する入射角度)、
β：第２媒質側の屈折角度(透過時のレーザー光の第１面での屈折角度)、
ｎ１：第１媒質(空気)の屈折率、
ｎ２：第２媒質(ビームスプリッタ)の屈折率、
である。【００３９】
一方、フレネル係数から導かれる式より、以下の式(A2)と(A3)が成り立つ。
Ｒｐ＝[tan(α−β)／tan(α＋β)]2  …(A2)
Ｒｓ＝[sin(α−β)／sin(α＋β)]2  …(A3)
ただし、
Ｒｐ：Ｐ偏光の反射率、
Ｔｐ：Ｐ偏光の透過率(Ｔｐ＝１−Ｒｐ)、
Ｒｓ：Ｓ偏光の反射率、
Ｔｓ：Ｓ偏光の透過率(Ｔｓ＝１−Ｒｓ)、
である。【００４０】
半導体レーザー素子を出射して信号検出用受光素子に向かうレーザー光は、Ｓ偏光としてビームスプリッタの界面で１回反射され、Ｐ偏光としてビームスプリッタの界面を２回透過する(つまり第１面と第２面を透過する。)。このため、信号検出用受光素子に向かう光量を最大にするには、ビームスプリッタ(第１面と第２面とが平行なビームスプリッタ)の「Ｐ偏光の透過率の２乗」と「Ｓ偏光の反射率」との積：Ｔｐ2×Ｒｓが最大となるように、ビームスプリッタの第１面に対する入射角度θを設定するのが好ましい。【００４１】
信号検出用受光素子への光量に対応するＴｐ2×Ｒｓは、以下の式(A4)で表される。入射角度αはビームスプリッタ透過時のレーザー光の第１面に対する入射角度θに相当し、屈折角度βはビームスプリッタ透過時のレーザー光の第１面での屈折角度φに相当するので、ビームスプリッタの第１面に対する入射角度θを変化させると(ビームスプリッタの材質：ＢＫ７，屈折率：１．５１６８)、図５のグラフに示すようにＴｐ2×Ｒｓが変化することになる。そして図５のグラフから、Ｔｐ2×Ｒｓが最大となる入射角度θｍａｘ≒７７．３°であることが分かる。なお、ビームスプリッタの屈折率が２．０の場合の入射角度と信号検出用受光素子への光量との関係は、図６のグラフに示すようになる。
Ｔｐ2×Ｒｓ＝{１−[tan(α−β)／tan(α＋β)]2}2×[sin(α−β)／sin(α＋β)]2  …(A4)
上記のように、ビームスプリッタの材質がＢＫ７の場合、最終的に信号検出用受光素子への光量が最大となるときの入射角度θｍａｘ≒７７．３°であり、このとき図３のグラフから、Ｒｐ＝１５．３％，Ｒｓ＝４６．３％であることが分かる。したがって、(光利用効率)＝(光学記録媒体への光量)／(レーザー光の発光量)×１００＝４６．３％である。また、信号検出用受光素子に向かう光量の比率を表す指標として、(光量検出効率＝Ｔｐ2×ＲＳ)と定義すると、０．３３２となる。【００４２】
また、ビームスプリッタの屈折率が２の場合、最終的に信号検出用受光素子への光量が最大となる入射角度θｍａｘは７５．９°である。このとき図４のグラフから、Ｒｐ＝８．１％、Ｒｓ＝５７．１％であることが分かる。したがって、(光利用効率)＝(光学記録媒体への光量)／(レーザー光の発光量)＝５７．１％である。前述した特許文献２記載の光ピックアップ装置での光利用効率＝３６％(屈折率：２)に比べると、非常に高い光利用効率を得ることができる。また、光量検出効率は０．４８２となる。ビームスプリッタ４の屈折率が大きいほうが、ほぼすべての入射角において、Ｒｐ、Ｒｓの差が大きく、またＲｓが大きいので、高い光利用効率が得られる。【００４３】
第１の実施の形態のように、ビームスプリッタの第１面と第２面とが平行である場合には、上述したように、式(A4)で示すＴｐ2×Ｒｓが最大となるようにビームスプリッタの第１面に対する入射角度θを設定することによって、信号検出用受光素子に向かう光量を最大にすることが可能である。また、そのときの入射角度θはブリュースター角θｂから大きく外れるため、光学記録媒体に向かう光量も大きくすることが可能である。しかし、ビームスプリッタの第１面と第２面とが非平行である場合(例えば、後述する第２の実施の形態(図８)の場合)には、第１面と第２面とで透過率が異なるので、その場合でも対応できるように式(A4)を一般化する必要がある。これに関して以下に説明する。【００４４】
例えば、レーザー光が第１面で第１媒質(空気)から第２媒質(ビームスプリッタ)へ入射し、第２面で第２媒質(ビームスプリッタ)から第１媒質(空気)へ出射する場合、スネルの法則より、以下の式(A5)及び(A6)が成り立つ。
ｎ１sinα１＝ｎ２sinβ１  …(A5)
ｎ１sinα２＝ｎ２sinβ２  …(A6)
ただし、
α１：第１媒質側の入射角度(透過時のレーザー光の第１面に対する入射角度)、
β１：第２媒質側の屈折角度(透過時のレーザー光の第１面での屈折角度)、
β２：第２媒質側の入射角度(透過時のレーザー光の第２面に対する入射角度)、
α２：第１媒質側の屈折角度(透過時のレーザー光の第２面での屈折角度)、
ｎ１：第１媒質(空気)の屈折率、
ｎ２：第２媒質(ビームスプリッタ)の屈折率、
γ：第１面と第２面とが成す角度(鋭角，°)、
γ＝β２−β１(γ＝０の場合、第１面と第２面とは平行である。)
である。【００４５】
上記フレネルの式(A5)及び(A6)より、以下の式(A7)〜(A9)が成り立つ。
Ｒｓ１＝[sin(α１−β１)／sin(α１＋β１)]2  …(A7)
Ｒｐ１＝[tan(α１−β１)／tan(α１＋β１)]2  …(A8)
Ｒｐ２＝[tan(α２−β２)／tan(α２＋β２)]2  …(A9)
ただし、
Ｒｓ１：第１面でのＳ偏光の反射率、
Ｒｐ１：第１面でのＰ偏光の反射率、
Ｔｐ１：第１面でのＰ偏光の透過率(Ｔｐ１＝１−Ｒｐ１)、
Ｒｐ２：第２面でのＰ偏光の反射率、
Ｔｐ２：第２面でのＰ偏光の透過率(Ｔｐ２＝１−Ｒｐ２)、
である。【００４６】
半導体レーザー素子を出射して信号検出用受光素子に向かうレーザー光は、Ｓ偏光としてビームスプリッタの界面で１回反射され、Ｐ偏光としてビームスプリッタの界面を２回透過する(つまり第１面と第２面を透過する。)。このため、信号検出用受光素子に向かう光量を最大にするには、ビームスプリッタの「第１面でのＳ偏光の反射率」と「第１面でのＰ偏光の透過率」と「第２面でのＰ偏光の透過率」との積：Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２が最大となるように、ビームスプリッタの第１面に対する入射角度θを設定するのが好ましい。信号検出用受光素子への光量に対応するＲｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２は、以下の式(A10)
で表される。
Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２＝[sin(α１−β１)／sin(α１＋β１)]2×{１−[tan(α１−β１)／tan(α１＋β１)]2}×{１−[tan(α２−β２)／tan(α２＋β２)]2}  …(A10)
上記信号検出用受光素子への光量確保等の観点から、以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
θＭＡＸ−１０°≦θ≦θＭＡＸ＋７°  …(1)
ただし、
θ：反射時のレーザー光の第１面に対する入射角度(°)、
θＭＡＸ：(Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、Ｒｓ１：ビームスプリッタの第１面でのＳ偏光の反射率(％)、
Ｔｐ１：ビームスプリッタの第１面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｔｐ２：ビームスプリッタの第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
である。【００４７】
また同様の観点から、以下の条件式(1a)を満足することが望ましい。
θＭＡＸ−５°≦θ≦θＭＡＸ＋５°  …(1a)
ただし、
θＭＡＸ：(Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、Ｒｓ１：ビームスプリッタの第１面でのＳ偏光の反射率(％)、
Ｔｐ１：ビームスプリッタの第１面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｔｐ２：ビームスプリッタの第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
である。【００４８】
第１面と第２面とが平行である場合には、上記信号検出用受光素子への光量確保等の観点から、以下の条件式(1b)を満足することが望ましい。
θｍａｘ−１０°≦θ≦θｍａｘ＋７°  …(1b)
ただし、
θｍａｘ：(Ｔｐ2×Ｒｓ)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、
Ｔｐ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｒｓ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＳ偏光の反射率(％)、
である。【００４９】
また同様の観点から、第１面と第２面とが平行である場合には、以下の条件式(1c)を満足することが望ましい。
θｍａｘ−５°≦θ≦θｍａｘ＋５°  …(1c)
ただし、
θｍａｘ：(Ｔｐ2×Ｒｓ)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、
Ｔｐ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｒｓ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＳ偏光の反射率(％)、
である。【００５０】
条件式(1)又は条件式(1b)、更に好ましくは条件式(1a)又は条件式(1c)を満たすことにより、信号検出用受光素子(ディテクタ等)への光量を大きくすることが可能となる。また、往路においてブリュースター角θｂよりも大きい入射角度θでＳ偏光がビームスプリッタで反射するため、光学記録媒体への光量確保を効果的に行うことが可能となる。光学記録媒体に対する光情報の記録(つまり書き込み)には大きなパワーが必要であり、また、光学記録媒体に対する光情報の再生(つまり読み取り)においても、最終的に信号検出用受光素子への光量を大きくする必要があるので、光学記録媒体への光量を大きくすることは必要である。したがって上記条件式(1)等は、光学記録媒体への光量と信号検出用受光素子への光量とを共に大きくする上で有効な条件設定である。上記条件式(1)又は(1b)の上限を越えると、良好な偏光分離特性を得ることが困難になる。しかも、図５から分かるように信号検出用受光素子への光量の低下が急激に発生する。条件式(1)又は(1b)の下限を越えると、Ｓ偏光の反射率が低くなる結果として、光学記録媒体への光量の低下が生じる。【００５１】
第１の実施の形態(図１)では、反射時のレーザー光の一部が第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２を透過し、その透過光をＡＰＣセンサ５で検出し、その検出結果を半導体レーザー素子１のオートパワーコントロールに用いている。そのように、ビームスプリッタの第１面及び第２面が反射時のレーザー光の一部を透過させることによって、オートパワーコントロール用のモニタ光量を確保することが可能となる。つまり、ビームスプリッタの前記反射率特性によると、ブリュースター角θｂよりも大きい入射角度θを適宜設定することによって、モニタ用受光素子(ＡＰＣセンサ等)への光量を適度に確保することが可能である。その結果、モニタ光量をある程度確保しつつ、光学記録媒体に対する入射光量を確保することが可能となる。【００５２】
第１の実施の形態(図１)における半導体レーザー素子１は、前述したように、単色のレーザー光を出射するものでもよく、複数の波長帯域のレーザー光を出射するものでもよい。複数の波長帯域のレーザー光を出射する半導体レーザー素子を用いれば、２種類以上の光学記録媒体に対応することができるが、単色のレーザー光を出射する半導体レーザー素子を複数用いることによっても、２種類以上の光学記録媒体に対応することは可能である。図７に、２つの半導体レーザー素子１Ａ，１Ｂの光路を色合成プリズム２で合成する場合の構成例を示す。【００５３】
図７中の色合成プリズム２は、内部に色合成膜２ａを有する色合成用光学素子である。第１の半導体レーザー素子１Ａは波長λ１のレーザー光を出射し、第２の半導体レーザー素子１Ｂは波長λ２のレーザー光を出射する構成になっており、その２光路は色合成プリズム２の色合成膜２ａで合成される。したがって、２波長の光学記録媒体に対応することが可能である。また、２つの半導体レーザー素子１Ａ，１Ｂのうちの少なくとも一方として、複数の波長帯域のレーザー光を出射する半導体レーザー素子を用いれば、３波長以上の光学記録媒体に対応することが可能である。
〈第２の実施の形態(図８)〉
図８に、光ピックアップ装置の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態では、ビームスプリッタ４Ａの第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とが非平行になっている他は、第１の実施の形態(図１)と同様の構成になっており、その同様の構成により同様の効果を得ることができる。互いに非平行な第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とによりビームスプリッタ４Ａはくさび状(ウェッジ状)を成しており、第１面Ｓ１に対して第２面Ｓ２が角度(鋭角)γ＝１．６°を成している。第１面Ｓ１の配置は第１の実施の形態と同じであるため、ビームスプリッタ４Ａに対する入射角度θ＝７３．０°である。したがって、(光利用効率)＝(光学記録媒体への光量)／(レーザー光の発光量)×１００＝３６．３％である。【００５４】
γ＝１．６°のウェッジの効果により、「光ディスク１０からの反射光がビームスプリッタ４Ａの第１面Ｓ１と第２面Ｓ２を透過し、ディテクタ９へ向かう光路」と、「光ディスク１０からの反射光がビームスプリッタ４Ａの第１面Ｓ１を透過して、第２面Ｓ２と第１面Ｓ１で内面反射された後、第２面Ｓ２を透過する迷光の光路(破線)」と、が分離されていることが図８から分かる。このように、ウェッジをつけること(つまり第１面と第２面とを非平行にすること)によって、迷光(破線)は信号光(実線)とは異なる角度で進むことになる。したがって、迷光が集光レンズ８に入射しないような設定(例えば、復路で迷光の入射角度が大きくなるようなウェッジ形状の設定)にすることができる。また、迷光が集光レンズ８に入射したとしても、ディテクタ９の検出エリア外にスポットを形成するように設定すれば、迷光の影響を受けることもない。なお、第１面と第２面とを非平行にすることにより発生する収差を補正するために、補正用の光学素子を備えた構成にするのが好ましい。【００５５】
上記観点から、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
０°＜γ≦１０°  …(2)
ただし、
γ：第１面と第２面とが成す角度(鋭角，°)、
である。【００５６】
条件式(2)を満たす角度をもって第１面と第２面とを非平行にすると、ビームスプリッタ内部で１回以上反射した不要光は、信号光とは異なる角度を持って検出光学系(集光レンズ８)や信号検出用受光素子(ディテクタ９)の方向へと向かう。集光レンズに入射しても信号光とは異なる位置で集光するため、信号光に悪影響を与えることもない。したがって、ビームスプリッタ内面での多重反射光が信号光に悪影響を与えないようにすることが可能となる。さらに、モニタ用受光素子への効果的な光量確保も可能となる。
〈第３の実施の形態(図９)〉
図９に、光ピックアップ装置の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態では、ビームスプリッタ４Ｂの第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間隔(つまりビームスプリッタ４Ｂの厚さ)が大きくなっている他は、第１の実施の形態(図１)と同様の構成になっており、その同様の構成により同様の効果を得ることができる。ビームスプリッタ４Ｂで発生する迷光としては、第２面Ｓ２で内面反射する往路のレーザー光と、第２面Ｓ２で内面反射する復路のレーザー光(破線)と、がある。そのうち、第２面Ｓ２で内面反射する復路の迷光は、集光レンズ８に入射するおそれがある。ビームスプリッタ４Ｂを厚くすると、内面多重反射による不要光はビームスプリッタの側面ＳＤに入射するため、不要光を側面ＳＤで遮光することができる。その遮光を効果的に行うため、ビームスプリッタ４Ｂの側面ＳＤには光吸収部材を塗布，貼付等の加工により設けておくことが好ましい。なお、前述した第１，第２の実施の形態においても、ビームスプリッタ４，４Ａの側面には光吸収部材が設けられているのが好ましい。【００５７】
上記のように、ビームスプリッタを厚くすることによって、その内面(第１面と第２面)での多重反射光が信号光に悪影響を与えないようにすることができる。さらに、信号検出用受光素子側でのビームスプリッタの有効径外領域のサイズδを抑えることによって、迷光の影響を排除するだけでなく、ビームスプリッタの小型化も可能となる。したがって、不要光の光路がカットされるように断面が台形状を成すようにビームスプリッタを構成してもよい。【００５８】
上記のようにビームスプリッタの厚さで迷光の影響を排除するという観点から、第１面と第２面とが平行であり、ビームスプリッタに対するレーザー光の入射面(plane of incidence)に平行な断面において、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。この条件式(3)の条件範囲を外れると、迷光の影響を排除することが難しくなる。
Ｄ＞ｄ／(２・tanφ・cosθ) …(3)
ただし、
Ｄ：第１面と第２面との間隔、
ｄ：平行光に変換されたレーザー光のビーム直径、
θ：透過時のレーザー光の第１面に対する入射角度(°)、
φ：透過時のレーザー光の第１面での屈折角度(°)、
である。【００５９】
例えば、ｄ＝３ｍｍ，θ＝７７．３°，φ＝４０°の場合、Ｄ＝８．１３ｍｍ以上に設定するのが好ましい。【００６０】
また、信号検出用受光素子側でのビームスプリッタの有効径外領域のサイズδを考慮すると、以下の条件式(3a)を満足することが更に望ましい。
Ｄ＞(ｄ／cosθ＋δ)／(２・tanφ) …(3a)
例えば、ｄ＝３ｍｍ，θ＝７７．３°，φ＝４０°，δ＝０．３ｍｍの場合、Ｄ＝８．３１ｍｍ以上に設定するのが好ましい。【００６１】
上記第１〜第３の実施の形態のビームスプリッタは単一部品からなる略平行平板(第２の実施の形態のくさび形状を含む)であったが、本発明のビームスプリッタは単一部品に限らない。分離面が外表面にあるミラー状部品であれば、その光学部品は複数の部品が接合されたものであってもよく、板状部品と呼べるものである。また、光学部品(ビームスプリッタ４)に、その媒質の屈折率と略同じ屈折率の薄膜材料をコートしたものであっても、実質的に光学薄膜が施されていないものと同じであり、本発明の範疇に含まれる。
〈第４の実施の形態〉
本実施形態における光ピックアップ装置は、ビームスプリッタ４としてガラス基板（光学基板）の両面に３層以下の光学薄膜を形成したものを用いたものであり、その基本構成は、前述の実施形態１〜３の場合と略同様である。尚、層数の数え方は、隣り合う層の屈折率差が０．３以下の場合、薄い側の層はカウントせず、また、ガラス基板に接する層の屈折率とガラス基板の屈折率差が０．１以内の場合には、ガラス基板と接する層をカウントしない。このような層は、光学特性に対しほとんど影響を及ぼさないので層数にカウントしない。【００６２】
ガラス基板に３層以下の光学薄膜を形成することで、発振波長の変動に適応可能な低い波長依存性より、光路分離特性が高め、その結果、光ディスク１０への光量を大きくし光利用効率を高めるようにするものである。また、ＡＰＣセンサ５への入射光量も発振波長の変動に対してほとんど変化しない為、安定した光量制御を可能とするものである。【００６３】
尚、本実施形態においては、ガラス基板の厚みを厚くする等の方法により、ビームスプリッタ４内での内部反射光は、すべて遮光されているものとする。【００６４】
また、ビームスプリッタ４への入射角度はガラス基板の屈折率に対するブリュースター角以上である。これにより、偏光の分離が容易となり、光ディスク１０へ向う光量やディテクタ９への光量が確保される。【００６５】
また、レーザー光の波長変動によりＡＰＣセンサ５への光量が変化しないように、ビームスプリッタ４のＳ偏光の透過率Ｔｓが使用波長帯域内で変化しないことが必要である。４０５ｎｍ±１０ｎｍ、６６０ｎｍ±１５ｎｍ、７８５ｎｍ±２０ｎｍの波長帯域において、波長が１ｎｍ変化した場合の透過率Ｔｓの変化を透過率Ｔｓで割った値を相対変動率とすると、Ｔｓの相対変動率は０．８％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。【００６６】
以下、本実施形態に係る光ピックアップ装置の実施例を説明する。下記表１、表２に、それぞれ以下の実施例における光ピックアップ装置の各部位（ＡＰＣセンサ５、光ディスク１０、ディテクタ９等）へ誘導される光量、Ｔｓの相対変動率％（最大値）を示す。【００６７】
【表１】
2009078291.tif 000003
【００６８】
【表２】
2009078291.tif 000004
【００６９】
〔実施例１−１〕
屈折率ｎｓ＝１．５２の平行平板（ガラス基板）に、屈折率ｎ１＝２．４、膜厚ｄ１＝６０ｎｍの１層の光学薄膜が成膜されたビームスプリッタ４を用い、Ｓ偏光で発振されたレーザー光が入射角度θ＝８１°でビームスプリッタ４に入射する。図１１に、この場合のビームスプリッタ４の偏光分離特性を波長と反射率との関係で示す。ビームスプリッタ４に入射したレーザー光の約８４％がビームスプリッタ４で反射される。反射したレーザー光は、１／４波長板６、対物レンズ７を経て光ディスク１０に集光される。光ディスク１０で反射されたレーザー光は１／４波長板６でＰ偏光に変換されて再びビームスプリッタ４に戻り、そのうち約７６％が透過しディテクタ９へと誘導される。【００７０】
ビームスプリッタ４に入射する光量を１００％としたとき、表１に示すように、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量は約３％、光ディスク１０に集光される光量は約８４％、ディテクタ９へ誘導される光量は約６４％である。【００７１】
また、表２に示すように、各波長域（４０５±１０ｎｍ、６６０±１５ｎｍ、７８５±２０ｎｍ）でのＴｓの相対変動率（最大値）は、それぞれ０．３６、０．０８、０．０９である。【００７２】
このように本実施例による光ピックアップ装置によれば、発振波長の変動に適応可能な低い波長依存性より、光路分離特性が高めることができる。その結果、光ディスク１０への光量を大きくすることができ光利用効率を高めることができる。また、Ｔｓの相対変動率（最大値）は、各波長域において０．５％を下回っており、ＡＰＣセンサ５への光量は発振波長の変動に対してほとんど変化しない。このため、安定したオートパワーコントロールを行うことができる。
〔実施例１−２〕
屈折率ｎｓ＝１．５２の平行平板（ガラス基板）に、屈折率ｎ１＝１．８、膜厚ｄ１＝７３ｎｍの１層の光学薄膜が成膜されたビームスプリッタ４を用い、Ｓ偏光で発振されたレーザー光が入射角度θ＝７８°でビームスプリッタ４に入射する。図１２に、この場合のビームスプリッタ４の偏光分離特性を波長と反射率との関係で示す。ビームスプリッタ４に入射したレーザー光の約６３％がビームスプリッタ４で反射される。反射したレーザー光は、１／４波長板６、対物レンズ７を経て光ディスク１０に集光される。光ディスク１０で反射されたレーザー光は１／４波長板６でＰ偏光に変換されて再びビームスプリッタ４に戻り、そのうち約７６％が透過しディテクタ９へと誘導される。【００７３】
ビームスプリッタ４に入射する光量を１００％としたとき、表１に示すように、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量は約１４％、光ディスク１０に集光される光量は約６３％、ディテクタ９へ誘導される光量は約４８％である。【００７４】
また、表２に示すように、各波長域（４０５±１０ｎｍ、６６０±１５ｎｍ、７８５±２０ｎｍ）でのＴｓの相対変動率（最大値）は、それぞれ０．０６、０．０５、０．０４であり、実施例１−１の場合と同様の効果を得ることができる。【００７５】
ここで、ＡＰＣセンサ５への光量は、５〜２０％が好ましいため、実施例１−２の場合がより好ましい。【００７６】
光学薄膜が1層の場合、平行平板（ガラス基板）の屈折率ｎｓと光学薄膜の屈折率ｎ１が決まると、好ましい膜厚ｄ１は実質的に一意的に決まる。【００７７】
図１９（ａ）に、ＡＰＣセンサ５への光量が５％になるときの光学薄膜の屈折率ｎ１とビームスプリッタ４への入射角度θの関係を示す。この場合、θ＝−２６．５ｎ１＋１２１．４となる。また、図１９（ｂ）に、ＡＰＣセンサ５への光量が２０％になるときの光学薄膜の屈折率ｎ１とビームスプリッタ４への入射角度θの関係を示す。この場合、θ＝−１３．５ｎ１＋１０７。２となる。【００７８】
これらより、ＡＰＣセンサ５への光量を、５〜２０％にするには、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−２６．５ｎ１＋１２１．４≦θ≦−１３．５ｎ１＋１０７．２・・・（４）
〔実施例２−１〕
屈折率ｎｓ＝１．５２の平行平板（ガラス基板）に、屈折率ｎ１＝１．８、膜厚ｄ１＝８０ｎｍ（第１層）、屈折率ｎ２＝２．４、膜厚ｄ２＝５５ｎｍ（第２層）の２層の光学薄膜が成膜されたビームスプリッタ４を用い、Ｓ偏光で発振されたレーザー光が入射角度θ＝８１°でビームスプリッタ４に入射する。図１３に、この場合のビームスプリッタ４の偏光分離特性を波長と反射率との関係で示す。ビームスプリッタ４に入射したレーザー光の約８０％がビームスプリッタ４で反射される。反射したレーザー光は、１／４波長板６、対物レンズ７を経て光ディスク１０に集光される。光ディスク１０で反射されたレーザー光は１／４波長板６でＰ偏光に変換されて再びビームスプリッタ４に戻り、そのうち約７６％が透過しディテクタ９へと誘導される。【００７９】
ビームスプリッタ４に入射する光量を１００％としたとき、表１に示すように、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量は約４％、光ディスク１０に集光される光量は約８０％、ディテクタ９へ誘導される光量は約６１％である。【００８０】
また、表２に示すように、各波長域（４０５±１０ｎｍ、６６０±１５ｎｍ、７８５±２０ｎｍ）でのＴｓの相対変動率（最大値）は、それぞれ０．２２、０．０９、０．０３であり、実施例１−１の場合と同様の効果を得ることができる。
〔実施例２−２〕
屈折率ｎｓ＝１．６２の平行平板（ガラス基板）に、屈折率ｎ１＝１．８３、膜厚ｄ１＝８０ｎｍ（第１層）、屈折率ｎ２＝２．４、膜厚ｄ２＝５５ｎｍ（第２層）の２層の光学薄膜が成膜されたビームスプリッタ４を用い、Ｓ偏光で発振されたレーザー光が入射角度θ＝８１°でビームスプリッタ４に入射する。図１４に、この場合のビームスプリッタ４の偏光分離特性を波長と反射率との関係で示す。ビームスプリッタ４に入射したレーザー光の約８０％がビームスプリッタ４で反射される。反射したレーザー光は、１／４波長板６、対物レンズ７を経て光ディスク１０に集光される。光ディスク１０で反射されたレーザー光は１／４波長板６でＰ偏光に変換されて再びビームスプリッタ４に戻り、そのうち約７６％が透過しディテクタ９へと誘導される。【００８１】
ビームスプリッタ４に入射する光量を１００％としたとき、表１に示すように、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量は約４％、光ディスク１０に集光される光量は約８０％、ディテクタ９へ誘導される光量は約６１％である。【００８２】
また、表２に示すように、各波長域（４０５±１０ｎｍ、６６０±１５ｎｍ、７８５±２０ｎｍ）でのＴｓの相対変動率（最大値）は、それぞれ０．１１、０．０４、０．０１であり、実施例１−１の場合と同様の効果を得ることができる。
〔実施例２−３〕
屈折率ｎｓ＝１．５２の平行平板（ガラス基板）に、屈折率ｎ１＝１．８、膜厚ｄ１＝８０ｎｍ（第１層）、屈折率ｎ２＝２．４、膜厚ｄ２＝５５ｎｍ（第２層）の２層の光学薄膜が成膜されたビームスプリッタ４を用い、Ｓ偏光で発振されたレーザー光が入射角度θ＝７７°でビームスプリッタ４に入射する。図１５に、この場合のビームスプリッタ４の偏光分離特性を波長と反射率との関係で示す。ビームスプリッタ４に入射したレーザー光の約７３％がビームスプリッタ４で反射される。反射したレーザー光は、１／４波長板６、対物レンズ７を経て光ディスク１０に集光される。光ディスク１０で反射されたレーザー光は１／４波長板６でＰ偏光に変換されて再びビームスプリッタ４に戻り、そのうち約９２％が透過しディテクタ９へと誘導される。【００８３】
ビームスプリッタ４に入射する光量を１００％としたとき、表１に示すように、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量は約７％、光ディスク１０に集光される光量は約７３％、ディテクタ９へ誘導される光量は約６７％である。【００８４】
また、表２に示すように、各波長域（４０５±１０ｎｍ、６６０±１５ｎｍ、７８５±２０ｎｍ）でのＴｓの相対変動率（最大値）は、それぞれ０．２１、０．０８、０．０３であり、実施例１−１の場合と同様の効果を得ることができる。
〔実施例２−４〕
屈折率ｎｓ＝１．６２の平行平板（ガラス基板）に、屈折率ｎ１＝１．８３、膜厚ｄ１＝８０ｎｍ（第１層）、屈折率ｎ２＝２．４、膜厚ｄ２＝５５ｎｍ（第２層）の２層の光学薄膜が成膜されたビームスプリッタ４を用い、Ｓ偏光で発振されたレーザー光が入射角度θ＝７１°でビームスプリッタ４に入射する。図１６に、この場合のビームスプリッタ４の偏光分離特性を波長と反射率との関係で示す。ビームスプリッタ４に入射したレーザー光の約６３％がビームスプリッタ４で反射される。反射したレーザー光は、１／４波長板６、対物レンズ７を経て光ディスク１０に集光される。光ディスク１０で反射されたレーザー光は１／４波長板６でＰ偏光に変換されて再びビームスプリッタ４に戻り、そのうち約９８％が透過しディテクタ９へと誘導される。【００８５】
ビームスプリッタ４に入射する光量を１００％としたとき、表１に示すように、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量は約１４％、光ディスク１０に集光される光量は約６３％、ディテクタ９へ誘導される光量は約６２％である。【００８６】
また、表２に示すように、各波長域（４０５±１０ｎｍ、６６０±１５ｎｍ、７８５±２０ｎｍ）でのＴｓの相対変動率（最大値）は、それぞれ０．０９、０．０４、０．０１であり、実施例１−１の場合と同様の効果を得ることができる。【００８７】
光学薄膜が２層の場合、平行平板（ガラス基板）側からその屈折率をｎ１、ｎ２、入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（５ａ）〜（５ｃ）を満足することが望ましい。
１．６≦ｎ１≦１．９・・・（５ａ）
２．０≦ｎ２≦２．５・・・（５ｂ）
６５°≦θ≦８５°・・・・（５ｃ）
入射角度θについて、上限値は光学配置の容易さと入射角度に対する特性の変化量の観点で、下限値はＰ偏光、Ｓ偏光の分離比による光利用効率の観点で、好ましい範囲がきめられている。さらに好ましくは、６５°≦θ≦７９°とする。この範囲は、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量の比率に関し、５％≦Ｔｓ２≦２０％に対応する。
〔実施例３−１〕
屈折率ｎｓ＝１．５２の平行平板（ガラス基板）に、屈折率ｎ１＝１．７５、膜厚ｄ１＝７０ｎｍ（第１層）、屈折率ｎ２＝２．０８、膜厚ｄ２＝３２ｎｍ（第２層）、屈折率ｎ３＝２．４、膜厚ｄ３＝４０．７ｎｍ（第３層）の３層の光学薄膜が成膜されたビームスプリッタ４を用い、Ｓ偏光で発振されたレーザー光が入射角度θ＝８４°でビームスプリッタ４に入射する。図１７に、この場合のビームスプリッタ４の偏光分離特性を波長と反射率との関係で示す。ビームスプリッタ４に入射したレーザー光の約８４％がビームスプリッタ４で反射される。反射したレーザー光は、１／４波長板６、対物レンズ７を経て光ディスク１０に集光される。光ディスク１０で反射されたレーザー光は１／４波長板６でＰ偏光に変換されて再びビームスプリッタ４に戻り、そのうち約５２％が透過しディテクタ９へと誘導される。【００８８】
ビームスプリッタ４に入射する光量を１００％としたとき、表１に示すように、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量は約３％、光ディスク１０に集光される光量は約８４％、ディテクタ９へ誘導される光量は約４４％である。【００８９】
また、表２に示すように、各波長域（４０５±１０ｎｍ、６６０±１５ｎｍ、７８５±２０ｎｍ）でのＴｓの相対変動率（最大値）は、それぞれ０．１７、０．０９、０．０３であり、実施例１−１の場合と同様の効果を得ることができる。
〔実施例３−２〕
屈折率ｎｓ＝１．５２の平行平板（ガラス基板）に、屈折率ｎ１＝１．７５、膜厚ｄ１＝７０ｎｍ（第１層）、屈折率ｎ２＝２．０８、膜厚ｄ２＝３２ｎｍ（第２層）、屈折率ｎ３＝２．４、膜厚ｄ３＝４０．７ｎｍ（第３層）の３層の光学薄膜が成膜されたビームスプリッタ４を用い、Ｓ偏光で発振されたレーザー光が入射角度θ＝７４°でビームスプリッタ４に入射する。図１８に、この場合のビームスプリッタ４の偏光分離特性を波長と反射率との関係で示す。ビームスプリッタ４に入射したレーザー光の約６７％がビームスプリッタ４で反射される。反射したレーザー光は、１／４波長板６、対物レンズ７を経て光ディスク１０に集光される。光ディスク１０で反射されたレーザー光は１／４波長板６でＰ偏光に変換されて再びビームスプリッタ４に戻り、そのうち約９８％が透過しディテクタ９へと誘導される。【００９０】
ビームスプリッタ４に入射する光量を１００％としたとき、表１に示すように、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量は約１１％、光ディスク１０に集光される光量は約６７％、ディテクタ９へ誘導される光量は約６６％である。【００９１】
また、表２に示すように、各波長域（４０５±１０ｎｍ、６６０±１５ｎｍ、７８５±２０ｎｍ）でのＴｓの相対変動率（最大値）は、それぞれ０．１４、０．０８、０．０３であり、実施例１−１の場合と同様の効果を得ることができる。【００９２】
光学薄膜が３層の場合、平行平板（ガラス基板）側からその屈折率をｎ１、ｎ２、ｎ３入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（６ａ）〜（６ｄ）を満足することが望ましい。
１．６≦ｎ１≦１．９・・・（６ａ）
１．６≦ｎ２≦２．５・・・（６ｂ）
２．０≦ｎ３≦２．５・・・（６ｃ）
６５°≦θ≦８５°・・・・（６ｄ）
入射角度θについて、上限値は光学配置の容易さと入射角度に対する特性の変化量の観点で、下限値はＰ偏光、Ｓ偏光の分離比による光利用効率の観点で、好ましい範囲がきめられている。さらに好ましくは、６８°≦θ≦７９°とする。この範囲は、ＡＰＣセンサ５へ誘導される光量の比率に関し、５％≦Ｔｓ２≦２０％に対応する。【００９３】
尚、光学薄膜の層数に関し、４層以上では、波長変動に対する特性変化が大きくなり、層数を積むに見合った効果が得られないこと等から３層以下の構成が最適である。【００９４】
また、前述の実施例に示したビームスプリッタ４では、平行平板（ガラス基板）の表裏に同様の光学薄膜が成膜されているが、ＡＰＣセンサ５への光量あるいは光ディスク１０に集光される光量を適宜調整するために表裏の膜構成が異なるものであってもよい。また、一方は成膜なしでもよい。
【図１１】
2009078291.tif 000005
【図１２】
2009078291.tif 000006
【図１３】
2009078291.tif 000007
【図１４】
2009078291.tif 000008
【図１５】
2009078291.tif 000009
【図１６】
2009078291.tif 000010
【図１７】
2009078291.tif 000011
【図１８】
2009078291.tif 000012
【図１９】
2009078291.tif 000013
【図１】
2009078291.tif 000014
【図２】
2009078291.tif 000015
【図３】
2009078291.tif 000016
【図４】
2009078291.tif 000017
【図５】
2009078291.tif 000018
【図６】
2009078291.tif 000019
【図７】
2009078291.tif 000020
【図８】
2009078291.tif 000021
【図９】
2009078291.tif 000022
【図１０】
2009078291.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長帯域のレーザー光を平行光として射出する光源部と、
前記光源部からのレーザー光を光学記録媒体に向けて反射させ、かつ、光学記録媒体で反射したレーザー光を透過させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射したレーザー光を光学記録媒体に対して集光させる対物レンズと、前記ビームスプリッタを透過したレーザー光を受光して光情報を検出する信号検出用受光素子と、前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路中に配置された１／４波長板と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記ビームスプリッタが、前記レーザー光の透過順に第１面と第２面を有する透明媒質から成る板状の光学部品であり、前記第１面と第２面には光学薄膜が施されておらず、前記反射時のレーザー光が前記ビームスプリッタに入射する際には前記第１面に対してＳ偏光の状態にあり、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする光ピックアップ装置。
θＭＡＸ−１０°≦θ≦θＭＡＸ＋７°  …(1)
ただし、
θ：反射時のレーザー光の第１面に対する入射角度(°)、
θＭＡＸ：(Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、Ｒｓ１：ビームスプリッタの第１面でのＳ偏光の反射率(％)、
Ｔｐ１：ビームスプリッタの第１面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｔｐ２：ビームスプリッタの第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
である。
【請求項２】
以下の条件式(1a)を満足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。
θＭＡＸ−５°≦θ≦θＭＡＸ＋５°  …(1a)
ただし、
θＭＡＸ：(Ｒｓ１×Ｔｐ１×Ｔｐ２)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、Ｒｓ１：ビームスプリッタの第１面でのＳ偏光の反射率(％)、
Ｔｐ１：ビームスプリッタの第１面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｔｐ２：ビームスプリッタの第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
である。
【請求項３】
前記第１面と第２面とが平行であり、以下の条件式(1b)を満足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。
θｍａｘ−１０°≦θ≦θｍａｘ＋７°  …(1b)
ただし、
θｍａｘ：(Ｔｐ2×Ｒｓ)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、
Ｔｐ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｒｓ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＳ偏光の反射率(％)、
である。
【請求項４】
前記第１面と第２面とが平行であり、以下の条件式(1c)を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
θｍａｘ−５°≦θ≦θｍａｘ＋５°  …(1c)
ただし、
θｍａｘ：(Ｔｐ2×Ｒｓ)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、
Ｔｐ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｒｓ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＳ偏光の反射率(％)、
である。
【請求項５】
複数の波長帯域のレーザー光を平行光として射出する光源部と、前記光源部からのレーザー光を光学記録媒体に向けて反射させ、かつ、光学記録媒体で反射したレーザー光を透過させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射したレーザー光を光学記録媒体に対して集光させる対物レンズと、前記ビームスプリッタを透過したレーザー光を受光して光情報を検出する信号検出用受光素子と、前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路中に配置された１／４波長板と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記ビームスプリッタが、前記レーザー光を反射する第１面と、第１面と対向する第２面とを有する透明媒質から成る光学基板と、少なくとも前記第１面に形成された偏光分離特性を有する光学薄膜とを有し、前記反射時のレーザー光が前記ビームスプリッタに入射する際には、前記第１面に対して光学基板の屈折率に対するブリュースター角以上の入射角でＳ偏光の状態で入射し、
前記光学薄膜は３層以下であることを特徴とする光ピックアップ装置。
ただし、前記光学薄膜の隣り合う層の屈折率差が０．３以下の場合、薄い側の層はカウントせず、また、前記光学基板に接する層の屈折率と前記光学基板の屈折率差が０．１以内の場合には前記光学基板と接する層をカウントしない。
【請求項６】
前記光学薄膜の、Ｓ偏光に対する透過率をＴｓとするとき、前記複数の波長帯域すべてにおいて、単位波長あたりのＴｓの相対変動率が０．８％以内であ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。
【請求項７】
前記光学薄膜は１層で構成されており、その屈折率をｎ１、反射時のレーザー光の前記第１面に対する入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項５または６に記載の光ピックアップ装置。
−２６．５ｎ１＋１２１．４≦θ≦−１３．５ｎ１＋１０７．２・・・（４）
【請求項８】
前記光学薄膜は２層で構成されており、基板側からその屈折率をｎ１、ｎ２、反射時のレーザー光の前記第１面に対する入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（５ａ）から（５ｃ）を満足することを特徴とする請求項５または６に記載の光ピックアップ装置。
１．６≦ｎ１≦１．９・・・（５ａ）
２．０≦ｎ２≦２．５・・・（５ｂ）
６５°≦θ≦８５°・・・・（５ｃ）
【請求項９】
前記光学薄膜は３層で構成されており、基板側からその屈折率をｎ１、ｎ２、ｎ３、反射時のレーザー光の前記第１面に対する入射角度をθ（°）とするとき、以下の条件式（６ａ）から（６ｄ）を満足することを特徴とする請求項５または６に記載の光ピックアップ装置。
１．６≦ｎ１≦１．９・・・（６ａ）
１．６≦ｎ２≦２．５・・・（６ｂ）
２．０≦ｎ３≦２．５・・・（６ｃ）
６５°≦θ≦８５°・・・・（６ｄ）
【請求項１０】
反射時のレーザー光の一部が前記第１面及び第２面を透過し、その透過光を検出するモニタ用受光素子を更に有し、その検出結果を前記光源部のオートパワーコントロールに用いることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記第１面と第２面とが平行であり、前記ビームスプリッタに対するレーザー光の入射面に平行な断面において、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
Ｄ＞ｄ／(２・tanφ・cosθ) …(3)
ただし、
Ｄ：第１面と第２面との間隔、
ｄ：平行光に変換されたレーザー光のビーム直径、
θ：透過時のレーザー光の第１面に対する入射角度(°)、
φ：透過時のレーザー光の第１面での屈折角度(°)、
である。
【請求項１２】
前記ビームスプリッタの側面には光吸収部材が設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記光源部は単一の半導体レーザーと、該半導体レーザーから射出されたレーザー光を平行光に変換するコリメーターレンズを有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記光源部は、互いに異なる波長帯域のレーザー光を射出する少なくとも２つの半導体レーザーと、該少なくとも２つの半導体レーザーから射出された複数のレーザー光の光路を合成する色合成用光学系と、該色合成用光学系によって合成されたレーザー光を平行光に変換するコリメーターレンズと、を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記複数の波長帯域が、４０５ｎｍ帯域、６６０ｎｍ帯域、７８５ｎｍ帯域のうちの少なくとも２種類であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
３．前記第１面と第２面とが平行であり、以下の条件式(1b)を満足することを特徴とする前記１に記載の光ピックアップ装置。
θｍａｘ−１０°≦θ≦θｍａｘ＋７°  …(1b)
ただし、
θｍａｘ：(Ｔｐ2×Ｒｓ)が最大となるときの第１面に対する入射角度(°)、
Ｔｐ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＰ偏光の透過率(％)、
Ｒｓ：ビームスプリッタの第１面又は第２面でのＳ偏光の反射率(％)、
である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
５．複数の波長帯域のレーザー光を平行光として射出する光源部と、前記光源部からのレーザー光を光学記録媒体に向けて反射させ、かつ、光学記録媒体で反射したレーザー光を透過させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射したレーザー光を光学記録媒体に対して集光させる対物レンズと、前記ビームスプリッタを透過したレーザー光を受光して光情報を検出する信号検出用受光素子と、前記ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路中に配置された１／４波長板と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記ビームスプリッタが、前記レーザー光を反射する第１面と、第１面と対向する第２面とを有する透明媒質から成る光学基板と、少なくとも前記第１面に形成された偏光分離特性を有する光学薄膜とを有し、前記反射時のレーザー光が前記ビームスプリッタに入射する際には、前記第１面に対して光学基板の屈折率に対するブリュースター角以上の入射角でＳ偏光の状態で入射し、
前記光学薄膜は３層以下であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、光学基板に、偏光分離特性を有する３層以下の光学薄膜を形成することで、発振波長の変動に適応可能な低い波長依存性より、光路分離特性が高めることができる。その結果、光学記録媒体への光量を大きくすることができ光利用効率を高めることができる。
【国際調査報告】
2009078291.tif 000024
2009078291.tif 000025
2009078291.tif 000026
2009078291.tif 000027
2009078291.tif 000028
2009078291.tif 000029
2009078291.tif 000030