(57)【要約】【課題】２波長のレーザ光を安定して所定量モニター光検出器１３に入射できるようにすると共に、モニター光量を変更したい場合に、容易に変更可能とする。【解決手段】光路補正装置１８は、第一の波長板５と複屈折板２と第二の波長板１６と旋光子１９とを備えており、２波長レーザ６の前方に配置する。第一の波長板５は、２波長レーザ６から出射された一方のレーザ光Ｌ２のみ偏光方向を９０°回転させ、レーザ光Ｌ１とＬ２を互いに直交した偏光方向を有するよう構成する。複屈折板２は、その光学軸は一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向と一致するよう構成され、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２は同じ光路を伝搬するよう作用する。第二の波長板１６は、複屈折板２を透過した一方のレーザ光Ｌ１のみ偏光方向を９０°回転させ、レーザ光Ｌ１とＬ２を同一な偏光方向を有するよう構成する。旋光子１９は、第二の波長板を透過した直線偏光の偏光方向を所定値回転させる。【選択図】    図１
2006073116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光方向が互いに平行であり光路が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を入射する第一の波長板と、該第一の波長板を透過した二つの直線偏光を入射する複屈折板と、該複屈折板を透過した二つの直線偏光を入射する第二の波長板と、第二の波長板を透過した直線偏光を入射する旋光子とを備えた光路補正装置であって、
前記第一の波長板は、直線偏光の一方に対しては２π・ｍの位相差を、他方の直線偏光に対してはπ・（２ｎ−１）の位相差を発生するものであり（ｍ、ｎは整数）、
前記複屈折板は、その光学軸に対して前記第一の波長板を透過した二つの直線偏光の何れか一方が常光線、他方が異常光線となるよう配置し、前記二つの直線偏光の光路間隔をｄ、複屈折板の常光線に対する屈折率をｎ0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をｎｅ、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をｔとした時、
ｔ＝ｄ・｜（ｎ0２・ｔａｎθ＋ｎｅ２）／（（ｎ0２−ｎｅ２）・ｔａｎθ）｜
を満足しているものであり、
前記第二の波長板は、直線偏光の一方に対しては２π・ｐの位相差を、他方の直線偏光に対してはπ・（２ｑ−１）の位相差を発生する（ｐ、ｑは整数）ものであり、
前記旋光子は、入射する直線偏光の偏光角度を所望の角度に回転させるものであることを特徴とする光路補正装置。
【請求項２】
前記複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度θが４５°であることを特徴とする請求項１に記載の光路補正装置。
【請求項３】
前記第一の波長板と前記複屈折板と前記第二の波長板と前記旋光子とを貼り合わせて一体化した構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光路補正装置。
【請求項４】
前記第一の波長板及び第二の波長板は、複屈折性を有する結晶であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の光路補正装置。
【請求項５】
前記複屈折板は、リチウムナイオベート若しくはルチルであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の光路補正装置。
【請求項６】
偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する光源と、
該光源から二つの直線偏光を入射する請求項１乃至５の何れかに記載の光路補正装置と、
該光路補正装置を出射した光線を透過する第三の波長板と、
該第三の波長板を透過した光線を光記憶媒体に集光する対物レンズとを備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する光源と、
該光源から二つの直線偏光を入射する請求項１乃至５の何れかに記載の光路補正装置と、
該光路補正装置を出射した光線を透過する第三の波長板と、
該第三の波長板を透過した光線を光記憶媒体に集光する対物レンズとを備え、
前記光源と前記光路補正装置とを一体化した構造とすることを特徴とする光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光路補正装置とこれを用いた光ピックアップに関し、特に２波長レーザが出射する偏光方向が互いに平行な二つの異なる波長の直線偏光の光路を補正した後、同一光路上を伝搬する前記出射光のモニター光量を任意に設定可能とした光路補正装置とこれを用いた光ピックアップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置や光磁気ディスク装置に用いられる光ピックアップは、ＣＤやＤＶＤといった種類の異なる光ディスクに対応するため、波長の異なる複数のレーザ光を使用する構造となっている。
そこで従来、例えば、二つのレーザ光を同一光路で伝搬させるため、二つのレーザダイオード（以降、ＬＤと称す）を光路が互いに直交するよう配置すると共に、その交点にダイクロイックプリズムを所定の光路方向で配置して、一方のＬＤが出射するレーザ光はダイクロイックプリズムに入射して分離面を透過させ、直交配置された他方のＬＤが出射するレーザ光は前記ダイクロイックプリズムに入射させて分離面で９０°反射させることにより、前記二つのレーザ光を同じ光路で伝搬させて、二つのレーザ光に対応した光ピックアップを構成していた。
ところが、このような従来の２波長合成方法では、二つのＬＤを用いること、及びこれらの光路を互いに直交するよう配置しなければならないため、光ピックアップの小型化が困難であった。
【０００３】
一方、近年モノリシック集積型の２波長レーザが提案され実用化されつつある。この２波長レーザは、一つの半導体基板上に二つの異なる波長（例えば、６５０ｎｍ、７８０ｎｍ）のレーザ光源を形成したものであり、二つのレーザ光源は所定の距離（数十〜百数十μｍ）だけ離れて配置され、二つの異なる波長の平行光を出射している。そこで、このような２波長レーザを光ピックアップに用いるためには、二つのレーザ光を同一光路に伝搬させるために光路補正機能が必要となる。
【０００４】
このような光路補正機能の手段として、特開２００１−２８３４５７号公報に開示された手法がある。
図４は、従来の特開２００１−２８３４５７号公報に開示された光路補正装置の原理を説明するための図である。図４において、光路補正装置１は、複屈折板２により構成しており、該複屈折板２は、光学軸Ａ０が主表面と４５°の角度をなすよう板状に切り出したものである。２波長レーザ３から出射する波長６５０ｎｍのレーザ光Ｌ１と波長７８０ｎｍのレーザ光Ｌ２との２つのレーザ光の光軸を含む平面と、レーザ光Ｌ１の偏光方向が平行であり、レーザ光Ｌ２の偏光方向は直交しているものとする。
更に、入射する２つのレーザ光の光軸を含む平面が光学軸Ａ０と平行となるように構成することで、レーザ光Ｌ２は光学軸Ａ０に対して常光線となるので複屈折板２を直進して透過する。これに対し、レーザ光Ｌ１は光学軸Ａ０に対して異常光線となるので複屈折板２にて屈折して透過することになる。この時、複屈折板２の板厚ｔを適切に設定することにより、二つのレーザ光を同一光路上に出射することが可能となる。
【０００５】
一方、図４に示した従来の光路補正手法は、二つのレーザ光の偏光方向が互いに直交していることが必要であるが、モノリシック集積型の２波長レーザは、一つの半導体基板に二つの異なる波長のレーザ光源を形成するので、出射する二つのレーザ光線の直線偏光の偏光方向が同じとなるのが一般的である。２波長レーザは、製造プロセス上の制約から偏光方向を互いに直交させることは容易ではなく量産に不向きで高価になるため、モノリシック集積型の２波長レーザを上記の光路補正手法に適用することは現実的ではなかった。
【０００６】
そこで、この点を解決する光路補正手法として、本願発明者らは特願２００３−１５５６１７号において以下の手法を提起した。
図５は、従来の特願２００３−１５５６１７号により提起された光路補正装置の原理を説明するための図である。光路補正装置４は、波長板５と複屈折板２とを備えており、２波長レーザ６の前方に配置する。
２波長レーザ６から出射される波長６５０ｎｍのレーザ光Ｌ１、及び波長７８０ｎｍのレーザ光Ｌ２は互いに平行な偏光方向を有する直線偏光であり、光路間隔ｄにて平行に伝搬する。
波長板５は、複屈折性を有する結晶もしくは高分子フィルムであり、２波長レーザ６から出射された一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向を９０°回転させ、他方のレーザ光Ｌ１の偏光方向は回転しないままに透過させることにより、レーザ光Ｌ１とＬ２は互いに直交した直線偏光となるよう構成されている。
【０００７】
複屈折板２は、図４に示した複屈折板と同一のもので、複屈折性を有する結晶もしくは液晶からなり、その光学軸は一方のレーザ光Ｌ１の偏光方向と同一平面を有するよう構成されている。
この時、波長板５から入射するレーザ光Ｌ２は光学軸Ａ０に対して常光線となるのでそのまま直進して複屈折板２を透過し、レーザ光Ｌ２と偏光方向が直交するレーザ光Ｌ１は、複屈折板２の光学軸Ａ０に対して異常光線となるので屈折して透過することになる。この屈折したレーザ光Ｌ１が複屈折板２を出射する際にレーザ光Ｌ２と同じ光路を伝搬するよう複屈折板２の板厚ｔを設定してある。
このように波長板５と複屈折板２が協働して、所定の光路間隔ｄで平行に伝搬し、且つ同じ偏光方向を有する二つのレーザ光を、同一の光路上に伝搬するよう光路補正をすることが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−２８３４５７号公報
【特許文献２】特願２００３−１５５６１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の光路補正装置は、光ピックアップに用いる際に次のような問題を抱えていた。
図６は、２波長レーザを用いた従来の光路補正装置を光ピックアップに適応した場合の模式図である。光ピックアップ７は、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する２波長レーザ６と、一方の直線偏光の偏光方向を９０°回転させる波長板５と、二つの直線偏光を同一の光路上に伝搬するよう光路補正をする複屈折板２と、該複屈折板２を透過する直線偏光のレーザ光を所定の比率で分離するハーフミラー８と、該ハーフミラー８が分離面で９０°反射する前記レーザ光を光ディスク９に形成したピット１０に集光させる対物レンズ１１と、前記ピット１０上で反射された前記レーザ光を前記対物レンズ１１と前記ハーフミラー８を経由して検出する光検出器１２と、前記ハーフミラー８の分離面を透過する２波長レーザ６の出射レベルをモニターするモニター光検出器１３とにより構成する。
【０００９】
図６の動作を説明すると、２波長レーザ６から出射される、例えば波長６５０ｎｍのレーザ光Ｌ１、或いは波長７８０ｎｍのレーザ光Ｌ２は互いに平行な偏光方向を有する直線偏光であり、光路間隔ｄにて平行に伝搬し、波長板５へ入射する。波長板５は、２波長レーザ６から出射された一方のレーザ光Ｌ２の直線偏光を９０°回転させ、他方のレーザ光Ｌ１の直線偏光は回転しないままに透過することにより、レーザ光Ｌ１とＬ２は互いに直交した直線偏光を有するよう構成されている。次に波長板５を透過するレーザ光を複屈折板２に入射する。複屈折板２は、複屈折性を有しその主断面（光学軸と入射光軸とを含む面に平行な面）が一方の前記波長板５を通過したレーザ光Ｌ２の直線偏光と直交するよう構成されている。そこで、レーザ光Ｌ２は光学軸に対して直交するので常光線となりそのまま直進して複屈折板２を透過し、前記波長板５を通過したレーザ光Ｌ１の直線偏光はレーザ光Ｌ２の直線偏光と直交しているので複屈折板２の主断面に対して平行となるため異常光線となり屈折して透過する。従って、複屈折板２を透過したレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２は同じ光路を伝搬する。この時、複屈折板２を透過した二つのレーザ光の直線偏光は互いに直交しており、両者を総称してレーザ光Ｌ１１とする。
【００１０】
次に、複屈折板２を透過したレーザ光Ｌ１１はハーフミラー８に入射され、レーザ光Ｌ１１のうちの約９０％は分離面で９０°反射するレーザ光Ｌ１２として、前記レーザ光Ｌ１１の約１０％は分離面を透過するレーザ光Ｌ１３として夫々分離される。レーザ光Ｌ１２は、対物レンズ１１により集光されて光ディスク９に形成されたピット１０に照射され、ピット１０上で反射したレーザ光Ｌ１４は、反射光となって前記対物レンズ１１を介してハーフミラー８に入射され、該レーザ光Ｌ１４はそのまま透過して光検出器１２に入射して光ディスクに書き込まれた情報を読み出す。
【００１１】
一方、ハーフミラー８を透過した前記レーザ光Ｌ１３は、モニター光検出器１３に入射して２波長レーザ６が出射するレーザ光の出射レベルをモニターする。光ピックアップにおいては、レーザ素子が出射するレーザ光の出射レベルを一定に保つことが必要であり、そこで、レーザ光の一部をモニター用の光検出器で受光してＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）回路でレーザ素子の駆動回路を制御することにより、レーザ光の出射レベルを一定に保っている。図６に示した光ピックアップにおいては、レーザ光の出射レベルをモニターする手段として精度の高いフロントモニター方式を採用している。
【００１２】
ところで、前述したようなフロントモニター方式でレーザ光を受光する際は、レーザ光が前述したように互いに直交した直線偏光Ｌ１、Ｌ２のレーザ光からなっているため、ハーフミラー８で、例えば１０％のレーザ光を分離面で透過させてモニター光検出器１３へ入射させる場合、ハーフミラー８は波長依存性を有しており、１波長のレーザ光のみを１０％の透過率に設定することは比較的容易であるが、互いに直交した直線偏光である２波長のレーザ光を共に１０％の透過率に設定することはかなり困難である。ハーフミラー８に光学膜を成膜する際は、スパッタ蒸着法などを用いて膜厚を調整しつつ手数のかかる工程が必要である。
【００１３】
一方、モニター光検出器１３への入射光量を変更したい場合、ハーフミラー８の透過率を変更することによる対応が必要であるが、ハーフミラー８に形成した光学膜の特性を変更するためには再設計や条件設定にかなりの時間を必要とし、又、光学膜の特性によっては、安定した膜特性を得ることが困難である。
【００１４】
そこで、本願出願人は、これらの問題を解決するために、ハーフミラーの替わりに波長依存性の少ない偏光ビームスプリッタを使用することを思い立った。偏光ビームスプリッタは、入射する直線偏光の偏光方向により入射光を透過、或いは反射するものであり、水平方向の直線偏光は透過し、垂直方向の直線偏光は反射する。従って、偏光ビームスプリッタは、入射光のｘ軸方向の成分を透過し、ｙ軸方向の成分を反射する。そこで、光ピックアップに偏光ビームスプリッタを用いる際は、偏光ビームスプリッタを偏光方向に対してθだけ傾けて配置すると、θ量により入射する直線偏光のｘ軸成分とｙ軸成分とを可変することが出来る。即ち、偏光ビームスプリッタの傾け角度θにより、偏光ビームスプリッタの透過量と反射量の比率を可変可能となる。
【００１５】
図７は、偏光ビームスプリッタの機能を説明する図である。図７において、偏光ビームスプリッタ１４は、入射面を示しており、偏光方向に対してθだけ偏光ビームスプリッタを傾けることにより、入射光のｘ軸方向の成分とｙ軸方向の成分とが可変され、偏光ビームスプリッタは、入射光のｘ軸方向の成分を透過し、ｙ軸方向の成分を反射するので、例えば所定の角度θに設定することにより、偏光ビームスプリッタの透過量と反射量の比率を１：９とすることが出来る。
【００１６】
図８は、偏光ビームスプリッタを用いた光ピックアップの構成例である。光ピックアップ１５は、偏光ビームスプリッタの動作の説明に必要な部分についてのみ示しており、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する２波長レーザ６と、該２波長レーザ６が出射する一方の直線偏光の偏光方向を９０°回転させる第一の波長板５と該第一の波長板５から入射する二つの直線偏光を同一の光路上に伝搬するよう光路補正をする複屈折板２と該複屈折板２を透過する一方の直線偏光の偏光方向を９０°回転させる第二の波長板１６とからなる光路補正装置１７と、該光路補正装置１７が出射するレーザ光を所定の比率で分離する偏光ビームスプリッタ１４とにより構成する。ここで、偏光ビームスプリッタ１４は、偏光方向に対して所定の角度θだけ傾いて配置されている。
【００１７】
図８の動作を説明すると、２波長レーザ６から出射される、例えば波長６５０ｎｍのレーザ光Ｌ１、及び波長７８０ｎｍのレーザ光Ｌ２は互いに同じ偏光方向を有する直線偏光であり、光路間隔ｄにて平行に伝搬し、光路補正装置１７へ入射する。光路補正装置１７に備えた第一の波長板５は、２波長レーザ６から出射された一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向を９０°回転させ、他方のレーザ光Ｌ１の偏光方向は回転しないままに透過することにより、レーザ光Ｌ１とＬ２を互いに直交した直線偏光を有するよう構成する。
【００１８】
次に、第一の波長板５を透過するレーザ光を複屈折板２に入射する。複屈折板２は、複屈折性を有しその主断面は一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向に対して直交するよう構成されている。そこで、レーザ光Ｌ２は光学軸Ａ０に対して常光線となりそのまま直進して複屈折板２を透過し、レーザ光Ｌ２と偏光方向が直交するレーザ光Ｌ１は光学軸Ａ０に対して異常光線となり屈折して透過する。従って、複屈折板２を透過するレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２は同じ光路を伝搬する。
【００１９】
次に複屈折板２を透過した二つの直線偏光は第二の波長板１６に入射し、一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向を９０°回転させ、他方のレーザ光Ｌ１の偏光方向は回転しないままに透過することにより、レーザ光Ｌ１とＬ２を偏光方向が同一な直線偏光とする。
次に、第二の波長板１６を透過した直線偏光は偏光ビームスプリッタ１４に入射され、入射光のｘ軸方向の成分を透過し、ｙ軸方向の成分を反射する。偏光ビームスプリッタ１４は、所定量偏光方向に対して傾いて配置されており、傾き角度により偏光ビームスプリッタ１４の透過量と反射量の比率は決定される。この時、偏光ビームスプリッタ１４は、波長依存性を持たないので、二つの波長のレーザ光の透過率は変化しない。更に、偏光ビームスプリッタ１４における透過光量は、偏光ビームスプリッタ１４の配置角度を所望値に設定することにより任意に可変することが出来る。
【００２０】
しかしながら、上述したような従来の光ピックアップは、偏光ビームスプリッタを傾けて配置するため、偏光ビームスプリッタを固定するためのアルミダイキャスト製のハウジング加工において、金型の設計、製造にコストが大幅にかかることや高いハウジングの精度が必要であること、ハウジングを機械的に精度よく取り付けることが困難である等の問題があった。
本発明は上述したような問題を解決するためになされたものであって、２波長のレーザ光を精度よく安定して所定量モニター光検出器１３に入射できるようにすると共に、モニター光量を変更したい場合に、容易に変更可能とする光路補正装置とこれを用いた光ピックアップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明に係わる光路補正装置とこれを用いた光ピックアップは、以下の構成をとる。
請求項１に記載の光路補正装置は、偏光方向が互いに平行であり光路が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を入射する第一の波長板と、該第一の波長板を透過した二つの直線偏光を入射する複屈折板と、該複屈折板を透過した二つの直線偏光を入射する第二の波長板と、第二の波長板を透過した直線偏光を入射する旋光子とを備えた光路補正装置であって、前記第一の波長板は、直線偏光の一方に対しては２π・ｍの位相差を、他方の直線偏光に対してはπ・（２ｎ−１）の位相差を発生するものであり（ｍ、ｎは整数）、前記複屈折板は、その光学軸に対して前記第一の波長板を透過した二つの直線偏光の何れか一方が常光線、他方が異常光線となるよう配置し、前記二つの直線偏光の光路間隔をｄ、複屈折板の常光線に対する屈折率をｎ0、複屈折板の異常光線に対する屈折率をｎｅ、複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度をθ、複屈折板の板厚をｔとした時、
ｔ＝ｄ・｜（ｎ0２・ｔａｎθ＋ｎｅ２）／（（ｎ0２−ｎｅ２）・ｔａｎθ）｜
を満足しているものであり、
前記第二の波長板は、直線偏光の一方に対しては２π・ｐの位相差を、他方の直線偏光に対してはπ・（２ｑ−１）の位相差を発生する（ｐ、ｑは整数）ものであり、前記旋光子は、入射する直線偏光の偏光角度を所望の角度に回転させるよう構成する。
【００２２】
請求項２に記載の光路補正装置は、前記複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度θが４５°であるよう構成する。
【００２３】
請求項３に記載の光路補正装置は、前記第一の波長板と前記複屈折板と前記第二の波長板と前記旋光子とを貼り合わせて一体化した構造を有するよう構成する。
【００２４】
請求項４に記載の光路補正装置は、前記第一の波長板及び第二の波長板が、複屈折性を有する結晶であるよう構成する。
【００２５】
請求項５に記載の光路補正装置は、前記複屈折板が、リチウムナイオベート若しくはルチルであるよう構成する。
【００２６】
請求項６に記載の光ピックアップは、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する光源と、該光源から二つの直線偏光を入射する請求項１乃至５の何れかに記載の光路補正装置と、該光路補正装置を出射した光線を透過する第三の波長板と、該第三の波長板を透過した光線を光記憶媒体に集光する対物レンズとを備えるよう構成する。
【００２７】
請求項７に記載の光ピックアップは、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する光源と、該光源から二つの直線偏光を入射する請求項１乃至５の何れかに記載の光路補正装置と、該光路補正装置を出射した光線を透過する第三の波長板と、該第三の波長板を透過した光線を光記憶媒体に集光する対物レンズとを備え、前記光源と前記光路補正装置とを一体化した構造とするよう構成する。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１、２、４、５に記載の発明は、二つの波長のレーザ光を同一光路上に伝搬させると共に、出射する二つのレーザ光の直線偏光を同一偏光方向の直線偏光に揃えた後、この直線偏光を所定量回転させるものであり、光ピックアップに本光路補正装置を使用した際に、偏光ビームスプリッタに形成した光学薄膜における波長依存性を回避して、二つのレーザ光の透過率を、旋光子の回転角度を変化させることにより所定値に容易に設定可能となり、光路補正装置を使用する上で大きな効果を発揮する。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、光路補正装置を構成する要素を張り合わせて積層一体化したことにより、光路補正装置を小型化すると共にコストを低減する事が出来、光ピックアップを構成する上で大きな効果を発揮する。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、光路補正装置が出射する２波長の出射光を偏光方向が同一な直線偏光に変換し、更に直線偏光を所定値回転させたので、光路補正装置を光ピックアップに用いた際に、偏光ビームスプリッタによる波長依存性を回避して透過率を所望値に設定することが出来、光ピックアップの性能を向上させる上で大きな効果を発揮する。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、２波長レーザと光路補正装置を一体化したことにより、光ピックアップを構成する上で小型化が図られ、光ピックアップを使用する上で大きな効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
本発明は、２波長レーザから出射した波長の異なる二つの直線偏光のレーザ光を、本発明に係わる光路補正装置において同一光路上に伝搬させると共に、該光路補正装置が出射する二つの直線偏光の偏光方向を所定の方向に揃えた後、旋光子を用いて直線偏光を所定量回転させ、その直線偏光の回転量により偏光ビームスプリッタが透過する透過光量を設定するものである。そこで、所望の偏光ビームスプリッタの透過特性を得るためには、偏光ビームスプリッタのミラー膜の透過特性に応じて、旋光子の旋光度合い（回転角度）決定すればよい。
【００３３】
図１は、本発明に係わる光路補正装置の実施例を示す構成図であり、図１（ａ）は動作を説明するための図を示し、図１（ｂ）は光路補正装置を一体化した図を示す。光路補正装置１８は、第一の波長板５と複屈折板２と第二の波長板１６と旋光子１９とを備えており、２波長レーザ６の前方に配置する。
２波長レーザ６から出射される波長６５０ｎｍのレーザ光Ｌ１、及び波長７８０ｎｍのレーザ光Ｌ２は互いに同じ偏光方向を有する直線偏光であり、光路間隔ｄにて平行に伝搬する。
【００３４】
第一の波長板５は、複屈折性を有する結晶もしくは高分子フィルムであり、２波長レーザ６から出射された一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向を９０°回転させ、他方のレーザ光Ｌ１の偏光方向は回転しないままに透過させることにより、レーザ光Ｌ１とＬ２が互いに直交した直線偏光を有するよう構成する。
そこで第一の波長板５は、波長λ２のレーザ光Ｌ２に対して１／２波長板として機能するよう構成され、即ち、第一の波長板５を、２波長レーザ６が出射するレーザ光Ｌ１に対しては２π・ｍの位相差を発生するように、レーザ光Ｌ２に対してはπ・（２ｎ−１）の位相差を発生するような板厚に設定する（ｍ、ｎは整数）。
【００３５】
次に、複屈折板２は、複屈折性を有するリチウムナイオベート若しくはルチル等の結晶もしくは液晶からなり、その主断面は一方のレーザ光Ｌ１の直線偏光に対して平行であり、他方のレーザ光Ｌ２の直線偏光に対して直交するよう構成されている。
前記第一の波長板５より入射したレーザ光Ｌ２は光学軸Ａ０に対して常光線となりそのまま直進して複屈折板２を透過し、レーザ光Ｌ２と偏光方向が直交するレーザ光Ｌ１の直線偏光は光学軸Ａ０に対して異常光線となり屈折して透過することになる。この屈折したレーザ光Ｌ１が複屈折板２を透過する際にレーザ光Ｌ２と同じ光路を伝搬するよう複屈折板２の板厚ｔを設定している。
そこで、前記板厚ｔと二つの直線偏光の光路間隔ｄとの間には次式（１）の関係が成立する。
ｔ＝ｄ・｜（ｎ0２・ｔａｎθ＋ｎｅ２）／（（ｎ0２−ｎｅ２）・ｔａｎθ）｜・・・（１）
尚、ｎ0：常光線に対する屈折率であり、ｎｅ：異常光線に対する屈折率であり、θ：複屈折板の主面法線と光学軸とのなす角度であり、通常４５°に設定されるのが望ましい。
【００３６】
次に、第二の波長板１６は、複屈折性を有する結晶もしくは高分子フィルムであり、複屈折板２を透過する互いに偏光方向が直交した直線偏光であるレーザ光Ｌ１とＬ２に対して一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向を９０°回転させ、他方のレーザ光Ｌ１の偏光方向は回転しないままに透過させることにより、レーザ光Ｌ１とＬ２とを偏光方向が同一な直線偏光とするよう構成する。
そこで第二の波長板１６は、波長λ２のレーザ光Ｌ２に対して１／２波長板として機能するよう構成され、即ち、第二の波長板１６を、複屈折板２を透過するレーザ光Ｌ２に対してはπ・（２ｑ−１）の位相差を発生するように、レーザ光Ｌ１に対しては２π・ｐの位相差を発生するような板厚に設定する（ｐ、ｑは整数）。
【００３７】
次に、旋光子１９は、第二の波長板１６より入射する直線偏光を回転させるものであり、光ピックアップに本光路補正装置１８を用いた際に、偏光ビームスプリッタの透過光量を決定するものである。
そこで、旋光子１９を用いた偏光ビームスプリッタの透過光量の決定方法について図２により説明する。
【００３８】
図２は、本発明に係わる光路補正装置を光ピックアップに用いた際に、偏光ビームスプリッタにおいて透過光量を任意に設定可能とする理由を説明するための図である。図２は、光ピックアップのモニター系に関する構成を示し、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する２波長レーザ６と、該２波長レーザ６が出射する一方の直線偏光の偏光方向を９０°回転させる第一の波長板５と該第一の波長板５から入射する二つの直線偏光を同一の光路上に伝搬するよう光路補正をする複屈折板２と該複屈折板２を透過する一方の直線偏光の偏光方向を９０°回転させる第二の波長板１６と入射する直線偏光を所定量回転させる旋光子１９とからなる光路補正装置１８と、該光路補正装置１８が出射するレーザ光を所定の比率で分離する偏光ビームスプリッタ１４と、前記偏光ビームスプリッタ１４の分離面を透過する２波長レーザ６の出射レベルをモニターするモニター光検出器１３とにより構成する。
【００３９】
２波長レーザ６から出射されるレーザ光Ｌ１とＬ２は、前述したように、第一の波長板５と複屈折板２と第二の波長板１６とを経由して、旋光子１９に同一偏光方向の直線偏光Ｌ１ｂ及びＬ２ｂとなって入射する。旋光子１９においては、入射する直線偏光をαだけ回転させたレーザ光Ｌ１ｃ及びＬ２ｃとして出射すると、直線偏光が回転される角度によりレーザ光Ｌ１ｃ及びＬ２ｃのｘ軸方向の成分が変化する。そこで、偏光ビームスプリッタ１４は、旋光子１９より入射する直線偏光のレーザ光Ｌ１ｃ及びＬ２ｃのｘ軸方向の成分のみを透過し、ｙ軸方向の成分は反射するよう機能するため、旋光子１９において、旋光子１９の回転角度を所望の角度に設定することにより偏光ビームスプリッタ１４の透過率を設定することが可能となる。偏光ビームスプリッタ１４を透過したレーザ光Ｌ１ｃ及びＬ２ｃのｘ軸方向の成分であるレーザ光Ｌ１ｄ及びＬ２ｄは、モニター光検出器１３に入力してモニター光を検出する。
ここで、旋光子１９は、第二の波長板１６より入射する直線偏光を所定値回転させ、光路補正装置１８の出力面からレーザ光Ｌ１ｄ及びＬ２ｄを出射する。
【００４０】
以上説明したように本実施例における光路補正装置は、二つの波長のレーザ光を同一光路上に伝搬させると共に、出射する二つのレーザ光の直線偏光を同一偏光方向の直線偏光に揃えた後、所定量回転させるものであり、光ピックアップに本光路補正装置を使用した際に、偏光ビームスプリッタに形成した光学薄膜における波長依存性を回避して、二つのレーザ光の透過率を所定値に容易に設定可能となった。
【００４１】
又、図１（ａ）に示した光路補正装置の動作を説明する図においては、第一の波長板と複屈折板と第二の波長板と旋光子とを所定の間隔を開けて配置しているが、図１（ｂ）に示すように、光路補正装置２０は、複屈折板２に第一の波長板５と第二の波長板１６と旋光子１９とを貼り合わせて積層一体化して小型化することも出来る。さらに、２波長レーザの出射面全面に光路補正装置を固定してモジュール化することも可能であり、後述する光ピックアップをアセンブルする際のハンドリング向上や小型化に大きな効果を発揮する。
【００４２】
次に、本発明に係わる光路補正装置を光ピックアップに用いた実施例を説明する。
図３は、本発明に係わる光路補正装置２０を光ピックアップに適応した場合の模式図を示すものである。光ピックアップ２１は、偏光方向が互いに平行である二つの異なる波長の直線偏光を出射する２波長レーザ６と、該２波長レーザ６が出射する一方の直線偏光の偏光方向を９０°回転させる第一の波長板５と該第一の波長板５から入射する二つの直線偏光を同一の光路上に伝搬するよう光路補正をする複屈折板２と該複屈折板２を透過する一方の直線偏光の偏光方向を９０°回転させる第二の波長板１６と入射する直線偏光を所定量回転させる旋光子１９とからなる光路補正装置２０と、該光路補正装置２０が出射するレーザ光を所定の比率で分離する偏光ビームスプリッタ１４と、該偏光ビームスプリッタ１４の分離面で９０°反射するレーザ光を入射し円偏光に変換すると共に後述する対物レンズ１１が出射する光ディスク９からの反射光である円偏光されたレーザ光を直線偏光に変換する第三の波長板２２と、該第三の波長板２２を透過する円偏光されたレーザ光を光ディスク９に形成されたピット１０に集光させると共に、該ピット１０上で反射されたレーザ光を入射する対物レンズ１１と、前記第三の波長板２２を透過する直線偏光されたレーザ光を前記偏光ビームスプリッタ１４を経由して検出する光検出器１２と、前記偏光ビームスプリッタ１４の分離面を透過する２波長レーザ６の出射レベルをモニターするモニター光検出器１３とにより構成する。
【００４３】
図３の動作を説明すると、２波長レーザ６から出射される、例えば波長６５０ｎｍのレーザ光Ｌ１（ＤＶＤ用）、或いは波長７８０ｎｍのレーザ光Ｌ２（ＣＤ用）は互いに同じ偏光方向を有する直線偏光であり、光路間隔ｄにて平行に伝搬し、光路補正装置２０へ入射する。光路補正装置２０に備えた第一の波長板５は、２波長レーザ６から出射された一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向を９０°回転させ、他方のレーザ光Ｌ１の偏光方向は回転しないままに透過することにより、レーザ光Ｌ１とＬ２を互いに直交した直線偏光を有するよう構成する。
【００４４】
次に、第一の波長板５を透過するレーザ光を複屈折板２に入射する。複屈折板２は、複屈折性を有しその主断面は一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向に対して直交するよう構成されている。そこで、レーザ光Ｌ２は光学軸Ａ０に対して常光線となりそのまま直進して複屈折板２を透過し、レーザ光Ｌ２と偏光方向が直交するレーザ光Ｌ１は光学軸Ａ０に対して異常光線となり屈折して透過する。従って、複屈折板２を透過するレーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２は同じ光路を伝搬する。
【００４５】
次に複屈折板２を透過した二つの直線偏光は第二の波長板１６に入射し、一方のレーザ光Ｌ２の偏光方向を９０°回転させ、他方のレーザ光Ｌ１の偏光方向は回転しないままに透過することにより、レーザ光Ｌ１とＬ２を偏光方向が同一な直線偏光とする。  次に、第二の波長板１６を透過した直線偏光は旋光子１９に入射し、二つのレーザ光Ｌ１とＬ２共に所定量直線偏光を回転させレーザ光Ｌ１５として出射する。
【００４６】
次に、光路補正装置２０を透過したレーザ光Ｌ１５は偏光ビームスプリッタ１４に入射され、レーザ光Ｌ１５のうちの、例えば、約９０％は分離面で９０°反射されるレーザ光Ｌ１６として、前記レーザ光Ｌ１５の約１０％は分離面を透過するレーザ光Ｌ１７として夫々分離される。この時、偏光ビームスプリッタ１４に入射されるレーザ光は２波長の偏光方向が同一な直線偏光であり、偏光ビームスプリッタ１４に形成した光学薄膜からなる分離面は、偏光方向が同一な直線偏光に対して波長依存性を持たないので、二つの波長のレーザ光の透過率は変化しない。更に、レーザ光Ｌ１５は、旋光子１９において所定量直線偏光を回転させられており、偏光ビームスプリッタ１４における透過光量は、旋光子１９における直線偏光の回転角度を所望値に設定することにより任意に１０％から他の透過率に可変することが出来る。
【００４７】
次に、偏光ビームスプリッタ１４により反射したレーザ光Ｌ１６は、第三の波長板２２に入射する。第三の波長板２２は、１／４波長板として機能し、直線偏光の常光成分と異常光成分との位相差が９０°となるよう作用させ、第三の波長板２２の透過光は、互いに位相が９０°ずれた常光成分と異常光成分とが合成されて２波長共に円偏光のレーザ光Ｌ１８となる。
【００４８】
次に、第三の波長板２２を透過した円偏光に変換されたレーザ光Ｌ１８は、レンズ１１により集光されて光ディスク９に形成されたピット１０に照射され、ピット１０上で反射したレーザ光Ｌ１９は、反射光となって前記対物レンズ１１を介して第三の波長板２２に入射され、前記直線偏光された入射光であるＬ１６と偏光方向が直交した直線偏光された反射光Ｌ２０となって透過する。次に、レーザ光Ｌ２０は偏光ビームスプリッタ１４に入射され、該偏光ビームスプリッタ１４をそのまま透過して光検出器１２に入射し、光ディスクに書き込まれた情報を読み出す。
【００４９】
一方、偏光ビームスプリッタ１４を透過した所定量の前記レーザ光Ｌ１７は、モニター光検出器１３に入射して２波長レーザ６が出射するレーザ光の出射レベルをモニターする。光ピックアップにおいては、レーザ素子が出射するレーザ光の出射レベルを一定に保つことが必要であり、そこで、レーザ光の一部をモニター用の光検出器において受光してＡＰＣ回路でレーザ素子の駆動回路を制御し、レーザ光の出射レベルを一定に保っている。図３に示した光ピックアップにおいては、レーザ光の出射レベルをモニターする手段として精度の高いフロントモニター方式を採用している。
【００５０】
以上説明したように本実施例における光ピックアップは、偏光ビームスプリッタに形成した光学薄膜に生じる波長依存性を回避できるため、２波長レーザ夫々の出射レベルをモニターする際に、精度の高いモニター光検出を行うことが出来ると共に、モニター光量を任意の値に容易に設定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係わる光路補正装置の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係わる光路補正装置を光ピックアップに用いた際に、偏光ビームスプリッタにおいて透過光量を任意に設定可能とする理由を説明するための図である。
【図３】本発明に係わる光路補正装置２０を光ピックアップに適応した場合の模式図を示すものである。
【図４】従来の特開２００１−２８３４５７号公報に開示された光路補正装置の原理を説明するための図である。
【図５】従来の特願２００３−１５５６１７号により提起された光路補正装置の原理を説明するための図である。
【図６】２波長レーザを用いた従来の光路補正装置を光ピックアップに適応した場合の模式図である。
【図７】偏光ビームスプリッタの機能を説明する図である。
【図８】偏光ビームスプリッタを用いた光ピックアップの構成例である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・光路補正装置、                  ２・・複屈折板、
３・・２波長レーザ、                  ４・・光路補正装置、
５・・波長板（第一の波長板）、         ６・・２波長レーザ、
７・・光ピックアップ、                ８・・偏光ビームスプリッタ、
９・・光ディスク、                  １０・・ピット、
１１・・対物レンズ、                  １２・・光検出器、
１３・・モニター光検出器、            １４・・偏光ビームスプリッタ、
１５・・光ピックアップ、              １６・・第二の波長板、
１７・・光路補正装置、                １８・・光路補正装置、
１９・・旋光子、                      ２０・・光路補正装置、
２１・・光ピックアップ、              ２２・・第三の波長板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006073116.tif 000008
【図７】
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【図８】
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