(57)【要約】【課題】３波長光学系において、波長選択型偏光ビームスプリッタを用いてコンパクトな光学系を実現する。【解決手段】第１〜第３の波長のレーザ光を出射する第１〜第３の光源と、光ディスク２に反射された上記第１〜第３の波長のレーザ光を受光する受光素子と、第１〜第３の波長のレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる対物レンズ１９，２０と、第１〜第３の波長の発散するレーザ光をほぼ平行な光に変換するとともに、光ディスク２に反射されたレーザ光を、受光素子に向けて収束光に変換するコリメート手段１４と、第１〜第３の光源又は受光素子とコリメート手段１４との間の、第１〜第３の波長のレーザ光が共通に通過する発散収束光路中に配置される波長選択型偏光ビームスプリッタ１２とを備え、波長選択型偏光ビームスプリッタ１２は、第１及び第２の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、第３の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させる。【選択図】図１
2006040411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、
第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源と、
第３の波長のレーザ光を出射する第３の光源と、
光ディスクに反射された上記第１〜第３の波長のレーザ光を受光する少なくとも１つ以上の受光素子と、
上記第１〜第３の波長のレーザ光を光ディスクの信号記録面に収束させる少なくとも１つ以上の対物レンズと、
上記第１〜第３の波長の発散するレーザ光を上記対物レンズに向けてほぼ平行な光に変換するとともに、光ディスクに反射された上記ほぼ平行な光を、上記受光素子に向けて収束光に変換するコリメート手段と、
上記第１〜第３のうち何れかの光源又は上記受光素子と、上記コリメート手段との間の、上記第１〜第３の波長のレーザ光が共通に通過する発散収束光路中に配置される、少なくとも１つ以上の波長選択型偏光ビームスプリッタとを備え、
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第２の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第３の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、一対の透明基体によって、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層してなる偏光多層膜を挟み込んだ構造であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
上記低屈折率材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦなどから選ばれ、
上記高屈折率材料は、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２−ＺｒＯ２、ＴｉＯ２−Ｐｒ２Ｏ５、ＴｉＯ２−Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３などから選ばれることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
上記第１の波長のレーザ光は波長６６０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第２の波長のレーザ光は波長７８０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第３の波長のレーザ光は波長４０５ｎｍ帯域のレーザ光であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
上記第１の波長のレーザ光は波長４０５ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第２の波長のレーザ光は波長７８０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第３の波長のレーザ光は波長６６０ｎｍ帯域のレーザ光であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、往路において、上記第３の波長のレーザ光を、上記第１及び第２の波長のレーザ光と共通の光路に合成することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
上記受光素子は、上記第１及び第２の波長のレーザ光を受光する第１の受光素子と、上記第３の波長のレーザ光を受光する第２の受光素子とからなり、
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、復路において、上記第３の波長のレーザ光を、上記第１及び第２の波長のレーザ光と別な光路に分離し、上記第２の受光素子に入射させることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
上記受光素子は、上記第１及び第２の波長のレーザ光を受光する第１の受光素子と、上記第３の波長のレーザ光を受光する第２の受光素子とからなり、
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、往路において上記第３の波長のレーザ光を上記第１及び第２の波長のレーザ光と共通な光路に合成する第１の波長選択型偏光ビームスプリッタと、復路において上記第３の波長のレーザ光を上記第１及び第２の波長のレーザ光と別な光路に分離し上記第２の受光素子に入射させる第２の波長選択型偏光ビームスプリッタとからなることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、
第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源と、
第３の波長のレーザ光を出射する第３の光源と、
上記第１の波長のレーザ光を受光する第１の受光素子と、
上記第２の波長のレーザ光を受光する第２の受光素子と、
上記第３の波長のレーザ光を受光する第３の受光素子と、
上記第１〜第３の波長のレーザ光を光ディスクの信号記録面に収束させる少なくとも１つ以上の対物レンズと、
上記第１〜第３の波長の発散するレーザ光を上記対物レンズに向けてほぼ平行な光に変換するとともに、光ディスクに反射された上記ほぼ平行な光を、上記受光素子に向けて収束光に変換するコリメート手段と、
上記第１〜第３の光源又は上記第１〜第３の受光素子と、上記コリメート手段との間の、上記第１〜第３の波長のレーザ光が共通に通過する発散収束光路中に配置される、第１、第２の波長選択型偏光ビームスプリッタとを備え、
上記第１の偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第２の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第３の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させ、
上記第２の偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第３の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第２の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
上記第１及び第２の波長選択型偏光ビームスプリッタは、一対の透明基体によって、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層してなる偏光多層膜を挟み込んだ構造であることを特徴とする請求項９記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
上記低屈折率材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ、ＡｌＦ３などから選ばれ、
上記高屈折率材料は、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２−ＺｒＯ２、ＴｉＯ２−Ｐｒ２Ｏ５、ＴｉＯ２−Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３などから選ばれることを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
上記第１の波長のレーザ光は波長７８０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第２の波長のレーザ光は波長６６０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第３の波長のレーザ光は波長４０５ｎｍ帯域のレーザ光であることを特徴とする請求項９記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
上記第１の波長選択型偏光ビームスプリッタは、往路において上記第３の波長のレーザ光を上記第１及び第２の波長のレーザ光と共通の光路に合成する光路合成用偏光ビームスプリッタと、復路において上記第３の波長のレーザ光を上記第１及び第２の波長のレーザ光と別な光路に分離し上記第３の受光素子に入射させる光路分離用偏光ビームスプリッタとからなり、
上記第２の波長選択型偏光ビームスプリッタは、往路又は復路において、上記第２の波長のレーザ光を上記第１及び第３の波長のレーザ光と共通の光路に対して合成又は分離することを特徴とする請求項１２記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、
第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源と、
第３の波長のレーザ光を出射する第３の光源と、
光ディスクに反射された上記第１〜第３の波長のレーザ光を受光する少なくとも１つ以上の受光素子と、
上記第１〜第３の波長のレーザ光を光ディスクの信号記録面に収束させる少なくとも１つ以上の対物レンズと、
上記第１〜第３の波長の発散するレーザ光を上記対物レンズに向けてほぼ平行な光に変換するとともに、光ディスクに反射された上記ほぼ平行な光を、上記受光素子に向けて収束光に変換するコリメート手段と、
上記第１〜第３のうち何れかの光源又は上記受光素子と、上記コリメート手段との間の、上記第１〜第３の波長のレーザ光が共通に通過する発散収束光路中に配置される、少なくとも１つ以上の波長選択型偏光ビームスプリッタとを備え、
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第２の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第３の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させることを特徴とする光ピックアップ装置を備えた記録及び／又は再生装置。
【請求項１５】
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、一対の透明基体によって、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層してなる偏光多層膜を挟み込んだ構造であることを特徴とする請求項１４記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項１６】
上記低屈折率材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦなどから選ばれ、
上記高屈折率材料は、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２−ＺｒＯ２、ＴｉＯ２−Ｐｒ２Ｏ５、ＴｉＯ２−Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３などから選ばれることを特徴とする請求項１５記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項１７】
上記第１の波長のレーザ光は波長６６０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第２の波長のレーザ光は波長７８０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第３の波長のレーザ光は波長４０５ｎｍ帯域のレーザ光であることを特徴とする請求項１４記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項１８】
上記第１の波長のレーザ光は波長４０５ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第２の波長のレーザ光は波長７８０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第３の波長のレーザ光は波長６６０ｎｍ帯域のレーザ光であることを特徴とする請求項１４記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項１９】
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、往路において、上記第３の波長のレーザ光を、上記第１及び第２の波長のレーザ光と共通の光路に合成することを特徴とする請求項１７又は請求項１８記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項２０】
上記受光素子は、上記第１及び第２の波長のレーザ光を受光する第１の受光素子と、上記第３の波長のレーザ光を受光する第２の受光素子とからなり、
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、復路において、上記第３の波長のレーザ光を、上記第１及び第２の波長のレーザ光と別な光路に分離し、上記第２の受光素子に入射させることを特徴とする請求項１７又は請求項１８記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項２１】
上記受光素子は、上記第１及び第２の波長のレーザ光を受光する第１の受光素子と、上記第３の波長のレーザ光を受光する第２の受光素子とからなり、
上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、往路において上記第３の波長のレーザ光を上記第１及び第２の波長のレーザ光と共通な光路に合成する第１の波長選択型偏光ビームスプリッタと、復路において上記第３の波長のレーザ光を上記第１及び第２の波長のレーザ光と別な光路に分離し上記第２の受光素子に入射させる第２の波長選択型偏光ビームスプリッタとからなることを特徴とする請求項１７又は請求項１８記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項２２】
第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、
第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源と、
第３の波長のレーザ光を出射する第３の光源と、
上記第１の波長のレーザ光を受光する第１の受光素子と、
上記第２の波長のレーザ光を受光する第２の受光素子と、
上記第３の波長のレーザ光を受光する第３の受光素子と、
上記第１〜第３の波長のレーザ光を光ディスクの信号記録面に収束させる少なくとも１つ以上の対物レンズと、
上記第１〜第３の波長の発散するレーザ光を上記対物レンズに向けてほぼ平行な光に変換するとともに、光ディスクに反射された上記ほぼ平行な光を、上記受光素子に向けて収束光に変換するコリメート手段と、
上記第１〜第３の光源又は上記第１〜第３の受光素子と、上記コリメート手段との間の、上記第１〜第３の波長のレーザ光が共通に通過する発散収束光路中に配置される、少なくとも１つ以上の第１、第２の波長選択型偏光ビームスプリッタとを備え、
上記第１の偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第２の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第３の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させ、
上記第２の偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第３の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第２の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させることを特徴とする光ピックアップ装置を備えた記録及び／又は再生装置。
【請求項２３】
上記第１及び第２の波長選択型偏光ビームスプリッタは、一対の透明基体によって、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層してなる偏光多層膜を挟み込んだ構造であることを特徴とする請求項２２記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項２４】
上記低屈折率材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ、ＡｌＦ３などから選ばれ、
上記高屈折率材料は、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２−ＺｒＯ２、ＴｉＯ２−Ｐｒ２Ｏ５、ＴｉＯ２−Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３などから選ばれることを特徴とする請求項２３記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５】
上記第１の波長のレーザ光は波長７８０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第２の波長のレーザ光は波長６６０ｎｍ帯域のレーザ光であり、
上記第３の波長のレーザ光は波長４０５ｎｍ帯域のレーザ光であることを特徴とする請求項２２記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項２６】
上記第１の波長選択型偏光ビームスプリッタは、往路において上記第３の波長のレーザ光を上記第１及び第２の波長のレーザ光と共通の光路に合成する光路合成用偏光ビームスプリッタと、復路において上記第３の波長のレーザ光を上記第１及び第２の波長のレーザ光と別な光路に分離し上記第３の受光素子に入射させる光路分離用偏光ビームスプリッタとからなり、
上記第２の波長選択型偏光ビームスプリッタは、往路又は復路において、上記第２の波長のレーザ光を上記第１及び第３の波長のレーザ光と共通の光路に合成又は分離することを特徴とする請求項２５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】
本発明は少なくとも３つのフォーマットの光ディスクに対応する光ピックアップ装置に関し、特に、２波長レーザ素子及び１波長レーザ素子と、これら各波長のレーザ光を対物レンズ側に透過又は反射させる波長選択性を有する偏光ビームスプリッタを備えた光ピックアップ装置、及びこれを用いた記録及び／又は再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＣＤ（compact disk）及びＤＶＤ（digital versatile disk）といったフォーマットの異なる光ディスクに対して情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置がある。この光ピックアップ装置は、各光ディスクのフォーマットに対応して、波長６６０ｎｍのレーザ光を出射するレーザダイオード及びフォトディテクタが一つのパッケージ内に形成されたＤＶＤ用レーザ素子と、波長７８０ｎｍのレーザ光を出射するレーザダイオード及びフォトディテクタが一つのパッケージ内に形成されたＣＤ用レーザ素子と、各レーザ素子より出射されたレーザ光を平行光とするコリメータレンズと、各レーザ素子より出射されたレーザ光をコリメータレンズへ透過又は反射させるビームスプリッタと、各光ディスクの信号記録面に各レーザ光を収束させる対物レンズとを有する。
【０００３】
このピックアップ光学系においては、２つのレーザ素子より出射されたレーザ光がビームスプリッタを透過又は反射されることにより、発散光又は収束光中で光路を共通化し、また光路分岐させ、光路長が短縮化されたコンパクトな光学系を実現することができる。また近年、光ディスクにはＣＤ及びＤＶＤに加え、さらにトラックピッチやピット間隔が狭小化され波長４０５ｎｍ帯域のレーザ光を用いることにより高記録密度化が進んだＢＤ（ブルーレイディスク）が提供されている。今後、かかるＢＤ光の光路を含めたピックアップ光学系を考えた場合、３つのディスクフォーマットに対応した別々の光路をコンパクトに実現できる光学系を設定することが望まれる。
【０００４】
このような３つの光ディスクに対応したディスク記録及び／又は再生装置のピックアップ光学系を考えた場合、各ディスクフォーマットに対応した波長の異なる３つのレーザ光が発散光又は収束光中で光路を共通化し、また光路分岐させて、コリメータレンズ又は受光素子側へ透過又は反射させることができる偏光ビームスプリッタを用いることにより、従来の２波長対応のピックアップ光学系と同様に、光路長が短縮化されたコンパクトな光学系を実現することができる。
【０００５】
しかし、かかる３波長対応の偏光ビームスプリッタは、レーザ光の入射角度依存性、波長依存性が良くない。例えば波長４０５ｎｍのレーザ光の入射角度が設計中心値のときには、図１４に示すように、４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、７８０nmのそれぞれの波長帯域のレーザ光を、Ｐ偏光はほぼ全光量透過し、Ｓ偏光はほぼ全光量反射しており、良好な特性が得られている。しかし、入射角度が例えば、±７．５ｄｅｇもずれると、図１５及び図１６に示すように、Ｐ偏光が充分透過しなくなったり、Ｓ偏光が透過してしまったりというように、偏光分離特性がほとんど確保できないばかりか、波長依存性も大きく、実用が困難な状態になってしまう。
【０００６】
したがって、かかる偏光ビームスプリッタを用いて３波長対応のピックアップ光学系を構成すると、レーザ光の入射角度依存性及び波長依存性による偏光分離特性の劣化により、偏光ビームスプリッタ透過後に光強度分布が大きく変化してしまったり、偏光方向に大きな分布ができてしまったりするとともに、例えば偏光方向をまわして、記録再生用の光ビームとレーザパワーモニタ用の光ビームに分岐する場合などには、分岐比率のばらつきが生じたり、温度等による波長変化により変化する等の不具合が生じる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１１００８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は３波長対応のピックアップ光学系において、一の波長のレーザ光の入射角度依存性、波長依存性を良好とされた偏光ビームスプリッタを用いることにより、コンパクトな光学系で、かつ特定波長のみ、別光路に分岐又は光路合成することにより異なる波長間での光軸調整、倍率変換等、設計、製造上の自由度が大きい光学系を実現することができる光ピックアップ装置、これを用いた記録及び／又は再生装置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】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明にかかる光ピックアップ装置は、第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源と、第３の波長のレーザ光を出射する第３の光源と、光ディスクに反射された上記第１〜第３の波長のレーザ光を受光する少なくとも１つ以上の受光素子と、上記第１〜第３の波長のレーザ光を光ディスクの信号記録面に収束させる少なくとも１つ以上の対物レンズと、上記第１〜第３の波長の発散するレーザ光を上記対物レンズに向けてほぼ平行な光に変換するとともに、光ディスクに反射された上記ほぼ平行な光を、上記受光素子に向けて収束光に変換するコリメート手段と、上記第１〜第３のうち何れかの光源又は上記受光素子と、上記コリメート手段との間の、上記第１〜第３の波長のレーザ光が共通に通過する発散収束光路中に配置される、少なくとも１つ以上の波長選択型偏光ビームスプリッタとを備え、上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第２の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第３の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明にかかる光ピックアップ装置は、第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源と、第３の波長のレーザ光を出射する第３の光源と、上記第１の波長のレーザ光を受光する第１の受光素子と、上記第２の波長のレーザ光を受光する第２の受光素子と、上記第３の波長のレーザ光を受光する第３の受光素子と、上記第１〜第３の波長のレーザ光を光ディスクの信号記録面に収束させる少なくとも１つ以上の対物レンズと、上記第１〜第３の波長の発散するレーザ光を上記対物レンズに向けてほぼ平行な光に変換するとともに、光ディスクに反射された上記ほぼ平行な光を、上記受光素子に向けて収束光に変換するコリメート手段と、上記第１〜第３の光源又は上記第１〜第３の受光素子と、上記コリメート手段との間の、上記第１〜第３の波長のレーザ光が共通に通過する発散収束光路中に配置される、第１、第２の波長選択型偏光ビームスプリッタとを備え、上記第１の偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第２の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第３の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させ、上記第２の偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第３の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第２の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明にかかる記録及び／又は再生装置は、第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源と、第３の波長のレーザ光を出射する第３の光源と、光ディスクに反射された上記第１〜第３の波長のレーザ光を受光する少なくとも１つ以上の受光素子と、上記第１〜第３の波長のレーザ光を光ディスクの信号記録面に収束させる少なくとも１つ以上の対物レンズと、上記第１〜第３の波長の発散するレーザ光を上記対物レンズに向けてほぼ平行な光に変換するとともに、光ディスクに反射された上記ほぼ平行な光を、上記受光素子に向けて収束光に変換するコリメート手段と、上記第１〜第３のうち何れかの光源又は上記受光素子と、上記コリメート手段との間の、上記第１〜第３の波長のレーザ光が共通に通過する発散収束光路中に配置される、少なくとも１つ以上の波長選択型偏光ビームスプリッタとを備え、上記波長選択型偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第２の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第３の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させることを特徴とする光ピックアップ装置を備えるものである。
【００１２】
また、本発明にかかる記録及び／又は再生装置は、第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源と、第３の波長のレーザ光を出射する第３の光源と、上記第１の波長のレーザ光を受光する第１の受光素子と、上記第２の波長のレーザ光を受光する第２の受光素子と、上記第３の波長のレーザ光を受光する第３の受光素子と、上記第１〜第３の波長のレーザ光を光ディスクの信号記録面に収束させる少なくとも１つ以上の対物レンズと、上記第１〜第３の波長の発散するレーザ光を上記対物レンズに向けてほぼ平行な光に変換するとともに、光ディスクに反射された上記ほぼ平行な光を、上記受光素子に向けて収束光に変換するコリメート手段と、上記第１〜第３の光源又は上記第１〜第３の受光素子と、上記コリメート手段との間の、上記第１〜第３の波長のレーザ光が共通に通過する発散収束光路中に配置される、少なくとも１つ以上の第１、第２の波長選択型偏光ビームスプリッタとを備え、上記第１の偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第２の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第３の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させ、上記第２の偏光ビームスプリッタは、上記発散収束光路中において、上記第１及び第３の波長のレーザ光を偏光状態に係わらず透過させ、上記第２の波長のレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させることを特徴とする光ピックアップ装置を備えるものである。
【発明の効果】
【００１３】
このような光ピックアップ装置、これを用いた記録及び／又は再生装置によれば、特定波長のみ偏光状態に応じて透過又は反射させる波長選択型の偏光ビームスプリッタを発散収束光路中に配置しているため、特定波長のレーザ光の光路を他の波長のレーザ光の光路に対して合成又は分離させることができる。したがって、各波長の光学系について相互に独立に構成することができるため、各波長のレーザ光をコリメート手段に入射する光軸の最適化や対物レンズに入射する光軸の最適化等に関する自由度を大きく取ることができ、限られたピックアップ内において、容易にコンパクトな光学系を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明が適用された光ピックアップ装置及びこれを用いた記録及び／又は再生装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。この光ピックアップ装置１は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤといった少なくとも３種類の光ディスク２に対して情報信号の記録及び再生を行うピックアップ装置であり、各光ディスク２のフォーマットに対応した３種の波長レーザを出射する３種の光源を個別に、もしくは複数を近接配置してなる少なくとも１つのレーザ光出射部と、上記３種の波長レーザを受光する少なくとも１つ以上の受光素子と、各レーザ光出射部より出射されたレーザ光もしくは受光素子に入射するレーザ光を発散又は収束光中において、特定波長のレーザ光のみ偏光状態に応じて透過又は反射させる偏光ビームスプリッタとを備えることで、３波長に対応したピックアップ光学系のコンパクト化を図るものである。
【００１５】
このような光ピックアップ装置１は、図１及び図２に示すように、光ディスク２の径方向に配された一対のガイド軸３，４に支持されたピックアップベース５を備え、このピックアップベース５内に光学系６が形成されている。光学系６は、ＢＤに対応した波長４０５ｎｍのレーザ光のレーザ光を出射する１波長レーザダイオード１０と、ＣＤに対応した波長７８０ｎｍのレーザ光及びＤＶＤに対応した波長６６０ｎｍの受発光素子及びＢＤに対応した受光素子が搭載されたレーザカプラ１１と、波長選択性を有する偏光ビームスプリッタ１２と、レーザ光の光軸方向に移動可能に支持されたコリメータレンズ１４と、コリメータレンズ１４を透過した波長４０５ｎｍのレーザ光を光ディスク２側へ立ち上げると共に波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を透過させるビームスプリッタ１３と、コリメータレンズ１４を透過した波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を光ディスク２側へ立ち上げる立ち上げミラー１６と、ビームスプリッタ１３及び立ち上げミラー１６によって立ち上げられたレーザ光の偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換する１／４波長板１７と、出射されたレーザの波長に応じて開口数を制限する絞り機能を有する開口フィルタ１８と、波長４０５ｎｍのレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる第１の対物レンズ１９と、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる第２の対物レンズ２０とを有する。
【００１６】
１波長レーザダイオード１０は、一つのパッケージ内にレーザ光の発光部となる１つの半導体レーザチップが内蔵されている。この発光部からはＢＤに対応した波長４０５ｎｍのレーザ光が偏光ビームスプリッタ１２に向かって出射される。１波長レーザダイオード１０と第１の偏光ビームスプリッタ１２との間には、波長４０５ｎｍのレーザ光に対する半波長板機能を兼ね備えたグレーティング２４が設けられ、１波長レーザダイオード１０から出射されたレーザ光は、このグレーティング２４により、偏光方向を偏光ビームスプリッタ１２に対してほぼＳ偏光となるように回転されるとともに、差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成するための３つのビームに分岐された後、偏光ビームスプリッタ１２に入射される。
【００１７】
レーザカプラ１１は、図３に示すように、表面領域に波長４０５ｎｍのレーザ光検出用のフォトディテクタ３１及び波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光検出用のフォトディテクタ３２が設けられたシリコンチップ３３上に、波長６６０ｎｍのレーザ光及び波長７８０ｎｍのレーザ光の発光源である２波長レーザダイオード３４とプリズム３５が取り付けられたレーザカプラチップ３６を、例えば、フラットパッケージ３７内に収容して構成されている。
【００１８】
２波長レーザダイオード３４は、通常、表面領域にＰＩＮフォトダイオード３８が設けられたフォトダイオードチップ３９を介してシリコンチップ３３に取り付けられている。このフォトダイオードチップ３９に設けられたＰＩＮフォトダイオード３８は、２波長レーザダイオード３４の出力を制御する目的で、その２波長レーザダイオード３４の後面から出射するレーザ光をモニターする。
【００１９】
２波長レーザダイオード３４の前面から出射した出射光は、プリズム３５の傾斜端面３５ａでほぼ直角に反射され、フラットパッケージ３７上面の透明カバーガラスを通して、図１に示すように、偏光ビームスプリッタ１２側に出射される。一方、光ディスク２の信号記録面で反射した各波長の戻り光は、偏光ビームスプリッタ１２を透過してフラットパッケージ３７内へ入射され、プリズム３５の傾斜端面３５ａを透過したレーザ光がプリズム３５内を通ってフォトディテクタ３１，３２により検出される。フォトディテクタ３１，３２は、３ビームに分岐された各ビームの光量及びスポット位置より差動プッシュプル信号を生成し、この差動プッシュプル信号によりトラッキングエラー信号を生成する。
【００２０】
また、この光学系６に用いられる波長選択性を有する偏光ビームスプリッタ１２は、入射されたレーザ光の波長によって透過又は反射させるものであり、例えば所定の構成を有する光学薄膜をプリズムの接合面１２ａに設けることにより形成される。具体的に偏光ビームスプリッタ１２は、波長６６０ｎｍのレーザ光及び波長７８０ｎｍのレーザ光を偏光状態に係わらず透過し、且つ波長４０５ｎｍのレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させる。
【００２１】
すなわち、偏光ビームスプリッタ１２は、１波長レーザダイオード１０より出射されるとともに、グレーティング２４によってＳ偏光とされた波長４０５ｎｍのレーザ光の入射角度が設計中心値のとき、図４（ａ）に示すように、接合面１２ａによってコリメータレンズ１４側へ全光量反射させる。また、偏光ビームスプリッタ１２は、光ディスク２の信号記録面に反射されるとともに１／４波長板１７によってＰ偏光とされた波長４０５ｎｍの戻りのレーザ光の入射角度が設計中心値のとき、レーザカプラ１１側へ全光量透過させる。
【００２２】
また、偏光ビームスプリッタ１２は、波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光が、上記最適な入射角度よりずれて入射された場合にも、良好な反射透過特性を有する。図４（ｂ）及び（ｃ）は、各波長のレーザ光の入射角が設計中心値よりも±７．５°ずれて入射された場合の、偏光ビームスプリッタ１２の反射透過特性を示すグラフである。図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、偏光ビームスプリッタ１２に入射したレーザ光の入射角度が、設計中心値よりも±７．５°ずれた場合にも、各波長のレーザ光がＰ偏光出射されたときには全光量透過し、また波長４０５ｎｍのレーザ光がＳ偏光出射されたときには全光量反射し、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光がＳ偏光出射されたときには全光量透過する。
【００２３】
このように、偏光ビームスプリッタ１２は、入射角に依存することなく、所望の波長のレーザ光を偏光方向によって透過又は反射させることができるため、この偏光ビームスプリッタ１２を用いた光学系６は、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を出射するレーザカプラ１１にとって最適な光学配置に影響されることなく、独立して波長４０５ｎｍのレーザ光を出射する１波長レーザダイオード１０にとって最適な光学配置を決定することができる。
【００２４】
また、このように入射角依存性の低い偏光ビームスプリッタ１２を用いて、波長４０５ｎｍのレーザ光の光路を他の波長の光学系の光路に合成することができるため、各波長レーザ光のコリメータレンズ１４に入射する光軸の最適化や第１、第２の対物レンズ１９，２０に入射する光軸の最適化等に関する自由度を大きく取ることができ、限られたピックアップベース５内において、容易にコンパクトな光学系を実現することができる。
【００２５】
このような偏光ビームスプリッタ１２は、接合面１２ａに上述したように、入射角依存性の低い特性を備えた偏光分離膜が形成されており、偏光分離膜は高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層して構成されるとともに、一対の透明部材で挟み込まれた構造になる。低屈折率材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦなどから選ばれ、高屈折率材料は、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２−ＺｒＯ２、ＴｉＯ２−Ｐｒ２Ｏ５、ＴｉＯ２−Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３などから選ばれる。
【００２６】
偏光分離膜の膜構成を表１に示す。透明基材の屈折率は約１．５２である。
【００２７】
【表１】
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偏光ビームスプリッタ１２は、接合面１２ａに形成される偏光分離膜の各層の層厚を最適化することによって、ＢＤ用の波長４０５ｎｍのレーザ光のみを選択的に偏光分離する偏光ビームスプリッタであってＤＶＤ光及びＣＤ光を偏光状態に係わらず透過する偏光ビームスプリッタや、ＤＶＤ用の波長６６０ｎｍのレーザ光のみを選択的に偏光分離する偏光ビームスプリッタであってＢＤ光及びＣＤ光を偏光状態に係わらず透過する偏光ビームスプリッタのいずれの特性も実現することが可能となる。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ１２を透過又は反射された各波長のレーザ光を平行光とするコリメータレンズ１４は、レンズホルダ５１に支持されるとともに、このレンズホルダ５１の両端が、光軸方向に延設された一対のガイド軸５２，５３に挿通支持されている。またレンズホルダ５１は、駆動モータ５４のリードスクリュー５５に係合されることにより光軸方向に移動可能とされている。そしてコリメータレンズ１４は、記録及び／又は再生装置内に装着された光ディスク２のフォーマットに応じて駆動モータ５４のリードスクリュー５５が回転駆動されることにより、レンズホルダ５１が光軸方向に移動され、光ディスク２に発生する球面収差を補正することができる。
【００２９】
このコリメータレンズ１４を透過した波長４０５ｎｍのレーザ光は、ビームスプリッタ１３によって第１の対物レンズ１９側へ立ち上げられ、また、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光はビームスプリッタ１３を透過して立ち上げミラー１６によって第２の対物レンズ２０側へ立ち上げられる。これら各レーザ光は、レーザ光の偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換する１／４波長板１７と、出射されたレーザの波長に応じて開口数を制限する絞り機能を有する開口フィルタ１８を介して第１又は第２の対物レンズ１９，２０に入射される。第１、第２の対物レンズ１９，２０は、いずれもレンズ部５７と、各波長のレーザ光に応じて、開口数及びそれぞれの光ディスク２のカバー層厚の違いにより発生する球面収差を補正するためのホログラム素子５８から構成されている。
【００３０】
また、光ディスク２に反射されたレーザ光は、再度１／４波長板１７に入射されることにより、偏光方向が往路光のときより９０°回転されて出射される。したがって、戻りのレーザ光は、往路光との干渉が回避され、干渉によるノイズが低減される。
【００３１】
以上のような光学系６では、１波長レーザダイオード１０より出射された波長４０５ｎｍのレーザ光は、グレーティング２４によってＳ偏光出射されることにより偏光ビームスプリッタ１２の接合面１２ａで全光量反射され、ＢＤの球面収差を取り除く所定の焦点距離に設定されたコリメータレンズ１４及び所定の開口数に開口制限された第１の対物レンズ１９を通って光ディスク２の信号記録面に収束する。また光ディスク２の信号記録面に反射された戻りのレーザ光は、１／４波長板１７によってＰ偏光出射されることにより偏光ビームスプリッタ１２を全光量透過し、レーザカプラ１１に入射されフォトディテクタ３１の受光面に収束される。
【００３２】
また、レーザカプラ１１より出射された波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光は、フラットパッケージ３７の上部に設けられたグレーティングによって３ビームに分岐された後、偏光ビームスプリッタ１２を全光量透過し、ＤＶＤ又はＣＤの球面収差を取り除く所定の焦点距離に設定されたコリメータレンズ１４及び所定の開口数に制限された第２の対物レンズ２０を通って光ディスク２の信号記録面に収束する。また光ディスク２の信号記録面に反射された戻りのレーザ光は、往路と同一の光路を戻ってレーザカプラ１１内に入射され、プリズム３５の傾斜端面３５ａを透過してフォトディテクタ３２の受光面に収束される。
【００３３】
このように光ピックアップ装置１の光学系６は、ＢＤ専用の第１の対物レンズ１９とＤＶＤ及びＣＤ用の第２の対物レンズ２０とを備えることにより、３つのディスクフォーマットに応じて、各波長のレーザ光を適切な光量にて対応する光ディスク２の信号記録面に光スポットを結ぶ３つの光学倍率を形成した３つの光路を構成する。
【００３４】
また、光ピックアップ装置１は、波長選択性を有し３つの光路を合成又は分岐させる偏光ビームスプリッタ１２を備えるため、ＤＶＤやＣＤ用に設計された光学系とは独立して、発散又は収束光中においてＢＤに最適な光学系を配置することができ、コンパクトな３波長対応のピックアップ光学系を構成することができる。さらに、この光学系６は、偏光ビームスプリッタ１２を介してＤＶＤ及びＣＤ光学系の光路と独立してＢＤ光学系を構成できるため、各波長レーザ光のコリメータレンズ１４に入射する光軸の最適化や第１、第２の対物レンズ１９，２０に入射する光軸の最適化等に関する自由度を大きく取ることができる。したがって、光ピックアップ装置１は、３波長光学系をコンパクトに実現することができるとともに、良好な記録再生特性を実現することができる。
【００３５】
なお、上記光学系６においては、波長４０５ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させる構成としたが、例えば、偏光ビームスプリッタ１２の偏光分離膜の構成によって、波長６６０ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させるようにしてもよい。
【００３６】
また、本発明が適用された光ピックアップ装置は、光ディスク２に反射された戻りのレーザ光のうち、特定波長の戻り光のみを他の波長の戻り光の光路より分岐させるようにしてもよい。この光ピックアップ装置６０の光学系６１は、図１に示す光学系６と同様にピックアップベース５内に形成されるものであり、図５に示すように、波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を出射する発光素子と、光ディスク２に反射された波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を検出する受光素子とが搭載されたレーザカプラ６２と、光ディスク２に反射された波長４０５ｎｍのレーザ光を検出するフォトディテクタ６３と、波長選択性を有する偏光ビームスプリッタ６４と、各ディスクフォーマットに応じて最適な往路倍率に変換する補正レンズ６５と、球面収差補正を行うコリメータレンズ６６と、図示しない立ち上げミラーと、立ち上げミラーによって立ち上げられたレーザ光の偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換する３波長対応の１／４波長板６７と、各波長のレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる対物レンズ６８とを有する。
【００３７】
３波長共通の発光素子となるレーザカプラ６２は、図６に示すように、表面領域に波長６６０ｎｍのレーザ光検出用のフォトディテクタ７１と波長７８０ｎｍのレーザ光検出用のフォトディテクタ７２とが設けられたシリコンチップ７３上に、６６０ｎｍ、７８０ｎｍの各波長のレーザ光の発光源である２波長レーザダイオード７４と、波長４０５ｎｍのレーザ光の発光源である１波長レーザダイオード７５と、プリズム７６とが取り付けられたレーザカプラチップ７７を、例えばフラットパッケージ７８内に収容して構成されている。
【００３８】
２波長レーザダイオード７４及び１波長レーザダイオード７５は、フォトダイオードチップ７９を介してシリコンチップ７３に取り付けられている。フォトダイオードチップ７９には、２波長レーザダイオード７４及び１波長レーザダイオード７５の出力を制御する目的で、出射されたレーザ光をモニタする図示しないＰＩＮフォトダイオードが形成されている。
【００３９】
２波長レーザダイオード７４及び１波長レーザダイオード７５から出射した出射光は、プリズム７６の傾斜端面７６ａでほぼ直角に反射され、フラットパッケージ７８上面の透明カバーガラスを通して、図５に示すように、偏光ビームスプリッタ６４側に出射される。一方、光ディスク２の信号記録面で反射した波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍの戻り光は、偏光ビームスプリッタ６４を透過してフラットパッケージ７８内へ入射され、プリズム７６の傾斜端面７６ａを透過したレーザ光がプリズム７６内を通ってフォトディテクタ７１，７２により検出される。フォトディテクタ７１，７２は、３ビームに分岐された各ビームの光量及びスポット位置より差動プッシュプル信号を生成し、この差動プッシュプル信号によりトラッキングエラー信号を生成する。
【００４０】
また、この光学系６１に用いられる波長選択性を有する偏光ビームスプリッタ６４は、入射されたレーザ光の波長によって透過又は反射させるものであり、上記偏光ビームスプリッタ１２と同様の所定の構成を有する光学薄膜をプリズムの接合面６４ａに設けることにより形成される。具体的に偏光ビームスプリッタ６４は、波長６６０ｎｍのレーザ光及び波長７８０ｎｍのレーザ光を偏光状態に係わらず透過し、且つ波長４０５ｎｍのレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させる。
【００４１】
すなわち、偏光ビームスプリッタ６４は、レーザカプラ６２より出射されるとともに図示しないグレーティングによってＳ偏光とされた波長４０５ｎｍのレーザ光が、直前に設けられた半波長板８０によってＰ偏光出射されると、補正レンズ６５側へ全光量透過させる。また、偏光ビームスプリッタ６４は、光ディスク２の信号記録面に反射されるとともに１／４波長板６７によってＳ偏光とされた波長４０５ｎｍの戻りのレーザ光をフォトディテクタ６３側へ全光量反射させる。
【００４２】
また、偏光ビームスプリッタ６４は、上記偏光ビームスプリッタ１２と同様に、入射角依存性の低い特性を備えた偏光分離膜が形成されており、この偏光分離膜が透明部材で挟み込まれた構造を備える。したがって、各波長のレーザ光の入射角度が設計中心値より±７．５°ずれて入射されたときにも、各波長のレーザ光がＰ偏光出射されたときには全光量透過し、また波長４０５ｎｍのレーザ光がＳ偏光出射されたときには全光量反射し、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光がＳ偏光出射されたときには全光量透過する（図４（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００４３】
このように、入射角依存性の低い偏光ビームスプリッタ６４を用いて、所望の波長のレーザ光を偏光方向によって透過又は反射させることができるため、この偏光ビームスプリッタ６４を用いた光学系６１は、レーザカプラ１１にとって最適な光学配置に影響されることなく、独立して波長４０５ｎｍのレーザ光を検出するフォトディテクタ６３にとって最適な光学配置を決定することができる。
【００４４】
すなわち、波長４０５ｎｍのレーザ光を検出するフォトディテクタ６３や、このレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させる偏光ビームスプリッタ６４は、レーザカプラ６２やコリメータレンズ６６といった他の光学素子の配置とは独立してその光学配置を決定することができ、限られたピックアップベース内において、容易にコンパクトな光学系を実現することができる。
【００４５】
また、波長４０５ｎｍのレーザ光のみを選択的に、他の波長のレーザ光より光路分岐させてフォトディテクタ６３へ入射させることができるため、レーザカプラ６２内のフォトディテクタ７１，７２上の最適位置に最適なスポット径で波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を収束させるための位置調整と、フォトディテクタ６３上の最適位置に最適なスポット径で波長４０５ｎｍのレーザ光を収束させるための位置調整に関する自由度を大きくすることができる。
【００４６】
光ディスク２のフォーマットに対応した光学倍率に変換する補正レンズ６６は、図示しない移動系に支持されて略光軸方向に移動自在とされている。そして補正レンズ６６は、出射されたレーザ光の波長に応じて、最適な光学倍率を有する光学系を構成する位置に移動される。同時に、補正レンズ６６は略光軸方向に移動されることにより、コリメータレンズ１４に入射するレーザ光の光軸補正を行う。
【００４７】
偏光ビームスプリッタ６４及び補正レンズ６５を透過した各波長のレーザ光を平行光とするコリメータレンズ６６は、図示しない移動系に支持されて光軸方向に移動自在とされている。そしてコリメータレンズ６６は、出射されたレーザ光の波長に応じて、球面収差を補正するに最適な位置に移動される。
【００４８】
３波長対応の１／４波長板６７は、光ディスク２に向けて透過したレーザ光が光ディスク２に反射されて再度透過されることにより、偏光方向を往路光のときより９０°回転させて出射する。具体的に、１／４波長板６７は、半波長板８０によりＰ偏光出射された往路光を、復路光のときにはＳ偏光として出射する。したがって、戻りのレーザ光は、往路光との干渉が回避され、干渉によるノイズが低減される。
【００４９】
以上のような光学系６１では、レーザカプラ６２よりＳ偏光出射された各波長のレーザ光は、半波長板８０によってＰ偏光とされ、偏光ビームスプリッタ６４を全光量透過する。そして補正レンズ６５、コリメータレンズ６６及び１／４波長板６７を介して対物レンズ６８を通り、光ディスク２の信号記録面に収束される。また光ディスク２の信号記録面に反射された波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍの戻りのレーザ光は、１／４波長板１７によってＳ偏光出射されると偏光ビームスプリッタ１２を全光量透過し、レーザカプラ１１に入射されフォトディテクタ７１又は７２に検出される。一方、光ディスク２の信号記録面に反射された波長４０５ｎｍの戻りのレーザ光は、１／４波長板１７によってＳ偏光出射されると偏光ビームスプリッタ１２を全光量反射し、調整レンズ８１を介してフォトディテクタ６３の受光面に収束される。
【００５０】
このような光学系６１においても、波長選択性を有し３つの光路を合成又は分岐させる偏光ビームスプリッタ６４を備えるため、ＤＶＤやＣＤ用に設計された光学系とは独立して、発散又は収束光中においてＢＤに最適な光学系を配置することができ、コンパクトな３波長対応のピックアップ光学系を構成することができる。また、この光学系６１は、波長４０５ｎｍのレーザ光のみを選択的に、他の波長のレーザ光より光路分岐させてフォトディテクタ６３へ入射させることができるため、レーザカプラ６２内のフォトディテクタ７１，７２上の最適位置に最適なスポット径で波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を収束させるための位置調整と、フォトディテクタ６３上の最適位置に最適なスポット径で波長４０５ｎｍのレーザ光を収束させるための位置調整に関する自由度を大きくすることができる。したがって、光ピックアップ装置６０は、３波長光学系をコンパクトに実現することができるとともに、良好な記録再生特性を実現することができる。
【００５１】
なお、上記光学系６１においては、波長４０５ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させる構成としたが、例えば、偏光ビームスプリッタ６４の偏光分離膜の構成によって、波長６６０ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させるようにしてもよい。
【００５２】
また、本発明が適用された光ピックアップ装置は、図７に示すように、波長４０５ｎｍのレーザ光を検出するフォトディテクタを、レーザカプラ内に収容すると共に、フラットパッケージ上に偏光ビームスプリッタを集積配置するようにしてもよい。なお、以下の説明において上記光学系６１と同一の部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。
【００５３】
この図７に示す光ピックアップ装置８２の光学系８３は、図１に示す光学系６と同様にピックアップベース内に形成されるものであり、波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を出射する発光素子と、光ディスク２に反射された波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を検出する第１の受光素子と、光ディスク２に反射された波長４０５ｎｍのレーザ光を検出する第２の受光素子と、レーザ光の偏光方向を回転させる半波長板と、波長選択性を有する偏光ビームスプリッタとが集積された光集積素子８４と、各ディスクフォーマットに応じて最適な往路倍率に変換する補正レンズ６５と、球面収差補正を行うコリメータレンズ６６と、図示しない立ち上げミラーと、立ち上げミラーによって立ち上げられたレーザ光の偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換する３波長対応の１／４波長板６７と、各波長のレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる対物レンズ６８とを有する。
【００５４】
３波長共通の受発光素子となる光集積素子８４は、フラットパッケージ７８内に、図６に示すとおり、６６０ｎｍ、７８０ｎｍの各波長のレーザ光の発光源である２波長レーザダイオード７４と、波長４０５ｎｍのレーザ光の発光源である１波長レーザダイオード７５と、６６０ｎｍのレーザ光検出用のフォトディテクタ７１と波長７８０ｎｍのレーザ光検出用のフォトディテクタ７２とが設けられたレーザカプラチップ７７と、波長４０５ｎｍのレーザ光検出用のフォトディテクタ６３とが収容されている。また、光集積素子８４は、フラットパッケージ８４上に、レーザ光の偏光方向を回転させる半波長板及び差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成するための３つのビームに分岐させるグレーティングが集積されている。
【００５５】
さらに、光集積素子８４は、最上部に入射されたレーザ光の波長によって透過又は反射させる波長選択性を有する偏光ビームスプリッタ８５が集積されている。偏光ビームスプリッタ８５は、所定の構成を有する光学薄膜をプリズムの接合面８５ａに設けることにより、波長６６０ｎｍのレーザ光及び波長７８０ｎｍのレーザ光を偏光状態に係わらず透過し、且つ波長４０５ｎｍのレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させる。
【００５６】
すなわち、偏光ビームスプリッタ８５は、フラットパッケージ７８より出射されるとともに半波長板によってＰ偏光とされた波長４０５ｎｍのレーザ光を補正レンズ６５側へ全光量透過させる。また、偏光ビームスプリッタ８５は、光ディスク２の信号記録面に反射されると共に１／４波長板６７によってＳ偏光とされた波長４０５ｎｍの戻りのレーザ光を全光量反射し、ミラー８６を介してフラットパッケージ７８内に収容されているフォトディテクタ６３へ入射させる。
【００５７】
また、偏光ビームスプリッタ８５は、上記偏光ビームスプリッタ１２と同様に、入射角依存性の低い特性を備えた偏光分離膜が形成されており、この偏光分離膜が透明部材で挟み込まれた構造を備える。したがって、波長４０５ｎｍのレーザ光の入射角度が設計中心値より±７．５°ずれて入射されたときにも、各波長のレーザ光がＰ偏光出射されたときには全光量透過し、また波長４０５ｎｍのレーザ光がＳ偏光出射されたときには全光量反射し、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光がＳ偏光出射されたときには全光量透過する（図４（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００５８】
このように、偏光ビームスプリッタ８５は、入射角に依存することなく、所望の波長のレーザ光を偏光方向によって透過又は反射させることができるため、この偏光ビームスプリッタ８５を用いた光学系８３は、レーザカプラチップ７７にとって最適な光学配置に影響されることなく、独立して波長４０５ｎｍのレーザ光を検出するフォトディテクタ６３にとって最適な光学配置を決定することができる。
【００５９】
すなわち、波長４０５ｎｍのレーザ光を検出するフォトディテクタ６３や、このレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させる偏光ビームスプリッタ８５は、レーザカプラチップ７７やコリメータレンズ６６といった他の光学素子の配置とは独立してその光学配置を決定することができ、限られたピックアップベース内において、容易にコンパクトな光学系を実現することができる。
【００６０】
また、波長４０５ｎｍのレーザ光のみを選択的に、他の波長のレーザ光より光路分岐させてフォトディテクタ６３へ入射させることができるため、レーザカプラチップ７７のフォトディテクタ７１，７２上の最適位置に最適なスポット径で波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を収束させるための位置調整と、フォトディテクタ６３上の最適位置に最適なスポット径で波長４０５ｎｍのレーザ光を収束させるための位置調整に関する自由度を大きくすることができる。
【００６１】
なお、上記光学系８３においては、波長４０５ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させる構成としたが、例えば、偏光ビームスプリッタ８５の偏光分離膜の構成によって、波長６６０ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させるようにしてもよい。
【００６２】
また、本発明が適用された光ピックアップ装置は、図８に示すように、波長選択性を有する偏光ビームスプリッタを２つ備え、特定波長のレーザ光のみ往路光及び復路光を合成又は分岐させるようにしてもよい。なお、以下の説明において上記光学系６と同一の部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。
【００６３】
この光ピックアップ装置９０の光学系９１は、図１及び図２に示す光学系６と同様にピックアップベース５内に形成されるものであり、図８に示すように、ＢＤに対応した波長４０５ｎｍのレーザ光のレーザ光を出射する１波長レーザダイオード１０と、ＣＤに対応した波長７８０ｎｍのレーザ光及びＤＶＤに対応した波長６６０ｎｍの受発光素子が搭載されたレーザカプラ９２と、ＢＤに対応した波長４０５ｎｍのレーザ光を検出するフォトディテクタ９３と、波長選択性を有する第１、第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５と、レーザ光の光軸方向に移動可能に支持されたコリメータレンズ１４と、コリメータレンズ１４を透過した波長４０５ｎｍのレーザ光を光ディスク２側へ立ち上げると共に波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を透過させるビームスプリッタ１３と、コリメータレンズ１４を透過した波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を光ディスク２側へ立ち上げる立ち上げミラー１６と、ビームスプリッタ１３及び立ち上げミラー１６によって立ち上げられたレーザ光の偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換する１／４波長板１７と、出射されたレーザの波長に応じて開口数を制限する絞り機能を有する開口フィルタ１８と、波長４０５ｎｍのレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる第１の対物レンズ１９と、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる第２の対物レンズ２０とを有する。
【００６４】
１波長レーザダイオード１０は、発光部からはＢＤに対応した波長４０５ｎｍのレーザ光が第１の偏光ビームスプリッタ１２に向かって出射する。１波長レーザダイオード１０と第１の偏光ビームスプリッタ９４との間には、波長４０５ｎｍのレーザ光に対する半波長板機能を兼ね備えたグレーティング２４が設けられ、１波長レーザダイオード１０から出射されたレーザ光は、このグレーティング２４により、偏光方向を第１の偏光ビームスプリッタ１２に対してほぼＳ偏光となるように回転されるとともに、差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成するための３つのビームに分岐された後、第１の偏光ビームスプリッタ９４に入射される。
【００６５】
レーザカプラ９２は、図９に示すように、表面領域に光検出用のフォトディテクタ１０１，１０２が設けられたシリコンチップ１０３上に、波長６６０ｎｍのレーザ光及び波長７８０ｎｍのレーザ光の発光源である２波長レーザダイオード１０４とプリズム１０５が取り付けられたレーザカプラチップ１０６を、例えば、フラットパッケージ１０７内に収容して構成されている。
【００６６】
２波長レーザダイオード１０４は、通常、表面領域にＰＩＮフォトダイオード１０８が設けられたフォトダイオードチップ１０９を介してシリコンチップ１０３に取り付けられる。このフォトダイオードチップ１０９に設けられたＰＩＮフォトダイオード１０８は、２波長レーザダイオード１０４の出力を制御する目的で、その２波長レーザダイオード１０４の後面から出射するレーザ光をモニターする。
【００６７】
２波長レーザダイオード１０４の前面から出射した出射光は、プリズム１０５の傾斜端面１０５ａでほぼ直角に反射され、フラットパッケージ１０７上面の透明カバーガラスを通して、図８に示すように、第１又は第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５側に出射される。一方、光ディスク２の信号記録面で反射した戻り光は、光ディスク２とフラットパッケージ１０７との間を同一経路で進んでフラットパッケージ１０７内へ入射され、プリズム１０５の傾斜端面１０５ａを透過したレーザ光がプリズム１０５内を通ってフォトディテクタ１０１，１０２により検出される。
【００６８】
また、この光学系９１に用いられる波長選択性を有する第１及び第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５は、入射されたレーザ光の波長によって透過又は反射させるものであり、例えば所定の構成を有する光学薄膜をプリズムの接合面９４ａ，９５ａに設けることにより形成される。これにより第１、第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５は、波長６６０ｎｍのレーザ光及び波長７８０ｎｍのレーザ光を偏光状態に係わらず透過し、且つ波長４０５ｎｍのレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させる。
【００６９】
すなわち、第１の偏光ビームスプリッタ９４は、１波長レーザダイオード１０より出射されるとともに、グレーティング２４によってＳ偏光とされた波長４０５ｎｍのレーザ光の入射角度が設計中心値のとき、図４（ａ）に示すように、接合面９４ａによってコリメータレンズ１４側へ全光量反射させる。また、第１の偏光ビームスプリッタ９４は、光ディスク２の信号記録面に反射されるとともに１／４波長板１７によってＰ偏光とされた波長４０５ｎｍの戻りのレーザ光の入射角度が設計中心値のとき、第２の偏光ビームスプリッタ９５側へ全光量透過させる。
【００７０】
また、第２の偏光ビームスプリッタ９５は、第１の偏光ビームスプリッタ９５側に半波長板９６が設けられている。したがって、第１の偏光ビームスプリッタ９４を透過したＰ偏光とされた波長４０５ｎｍの戻りのレーザ光は、再度Ｓ偏光とされて第２の偏光ビームスプリッタ９５へ入射される。第２の偏光ビームスプリッタ９５は、Ｓ偏光とされた波長４０５ｎｍのレーザ光の入射角度が設計中心値のとき、上記第１の偏光ビームスプリッタ９４と同様に図４（ａ）に示すように、接合面９５ａによってフォトディテクタ９３側へ全光量反射させる。接合面９５ａによって反射された戻り光は、調整レンズ９７、ミラー９８を介してフォトディテクタ９３の受光面へ入射される。
【００７１】
なお、これら第１、第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５は、プリズムの接合面９４ａ，９５ａに、上記偏光ビームスプリッタ１２と同様に入射角依存性の低い特性を備えた偏光分離膜が形成されているため、波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光が、設計中心値よりも±７．５°ずれて入射された場合にも、良好な反射透過特性を有する（図４（ｂ）及び（ｃ）参照）。
【００７２】
以上のような光学系９１では、１波長レーザダイオード１０より出射された波長４０５ｎｍのレーザ光は、グレーティング２４によってＳ偏光出射されることにより第１の偏光ビームスプリッタ９４の接合面９４ａで全光量反射され、ＢＤの球面収差を取り除く所定の焦点距離に設定されたコリメータレンズ１４及び所定の開口数に開口制限された対物レンズ１９を通って光ディスク２の信号記録面に収束する。また光ディスク２の信号記録面に反射された戻りのレーザ光は、１／４波長板１７によってＰ偏光出射されることにより第１の偏光ビームスプリッタ９４を全光量透過し、次いで、第２の偏光ビームスプリッタ９５の直前に設けられた半波長板９６によってＳ偏光出射されることにより第２の偏光ビームスプリッタ９５の接合面９５ａで全光量反射されてフォトディテクタ９３の受光面に収束する。
【００７３】
また、レーザカプラ９２より出射された波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光は、フラットパッケージ１０７の上部に設けられたグレーティングによって３ビームに分岐された後、第２の偏光ビームスプリッタ９５、半波長板９６及び第１の偏光ビームスプリッタ９４を全光量透過し、ＤＶＤ又はＣＤの球面収差を取り除く所定の焦点距離に設定されたコリメータレンズ１４及び所定の開口数に制限された対物レンズ２０を通って光ディスク２の信号記録面に収束する。また光ディスク２の信号記録面に反射された戻りのレーザ光は、往路と同一の光路を戻ってレーザカプラ９２内に入射され、プリズム１０５の傾斜端面１０５ａを透過してフォトディテクタ１０１，１０２に収束する。
【００７４】
このように、入射角依存性の低い第１、第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５を用いて、所望の波長のレーザ光を偏光方向によって透過又は反射させることができるため、この第１、第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５を用いた光学系９１は、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光の光路に波長４０５ｎｍのレーザ光の光路を合成又は分岐させることができ、限られたピックアップベース内において、容易にコンパクトな光学系を実現することができる。
【００７５】
また、光学系９１は、第１、第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５を介して、ＢＤ光学系をＤＶＤ及びＣＤ光学系とは独立して構成することができるため、各波長レーザ光のコリメータレンズ１４に入射する光軸の最適化や第１、第２の対物レンズ１９，２０に入射する光軸の最適化、フォトディテクタ７１，７２，９３の各受光面の最適位置にレーザスポットを収束させるための位置調整、あるいは光ディスク２のフォーマットに応じた波長毎の倍率変換等に関する自由度を大きく取ることができる。したがって、光ピックアップ装置９０は、３波長光学系をコンパクトに実現することができるとともに、良好な記録再生特性を実現することができる。
【００７６】
なお、上記光学系９１においては、波長４０５ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させる構成としたが、例えば、第１、第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５の偏光分離膜の構成によって、波長６６０ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させるようにしてもよい。
【００７７】
また、本発明が適用された光ピックアップ装置は、上記光ピックアップ装置９０のように２つの対物レンズを用いる以外にも、例えば図１０及び図１１に示すように、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの３波長共通の対物レンズを設けてもよい。なお、以下の説明において図８に示す光ピックアップ装置９０の光学系９１と同一の部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。
【００７８】
図１０及び図１１に示す光ピックアップ装置１１０の光学系１１１においては、上記光学系９１の第１、第２の対物レンズ１９，２０に代えて、波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる３波長共通の対物レンズ１１３と、コリメータレンズ１４を透過した各波長のレーザ光を対物レンズ１１３側に立ち上げる立ち上げミラー１１４と、立ち上げミラー１６と対物レンズ１１３との間に設けられレーザ光の偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換する１／４波長板１１５と、出射されたレーザの波長に応じて開口数を制限する絞り機能を有する開口フィルタ１１６とを備える。
【００７９】
対物レンズ１１３は、レンズ部１１８と、各波長のレーザ光に応じて、開口数及びそれぞれの光ディスク２のカバー層厚の違いにより発生する球面収差を補正するためのホログラム素子１１９から構成されている。
【００８０】
また、光ディスク２に反射されたレーザ光は、再度１／４波長板１１５に入射されることにより、偏光方向が往路光のときより９０°回転されて出射される。したがって、戻りのレーザ光は、往路光との干渉が回避され、干渉によるノイズが低減される。
【００８１】
この光学系１１１は、レーザカプラ９２及び１波長レーザダイオード１０より出射されたレーザ光のコリメータレンズ１４までの往路光学系、及び光ディスク２に反射されコリメータレンズ１４を透過した戻りのレーザ光のフォトディテクタ１０１，１０２，９３までの復路光学系は、上記光学系９１と同様である。
【００８２】
光学系１１１の往路において、コリメータレンズ１４を透過した各波長のレーザ光は、立ち上げミラー１１４によって対物レンズ１１３側へ立ち上げられ、１／４波長板１１５を透過することによって偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換される。そして、出射されたレーザの波長に応じて開口数を制限する開口フィルタを介して対物レンズ１１３へ入射し、光ディスク２の信号記録面に収束される。
【００８３】
また、光学系１１１の復路において、光ディスク２の信号記録面に反射された戻りのレーザ光は、対物レンズ１１３、開口フィルタ１１６を透過し、再度１／４波長板１１５に入射されることにより、偏光方向が往路光のときより９０°回転されてＰ偏光出射される。次いで立ち上げミラー１１４によりコリメータレンズ１４側へ反射される。
【００８４】
そして、この光学系１１１においても、第１、第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５を用いることにより、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光の光路に波長４０５ｎｍのレーザ光の光路を合成又は分岐させることができ、限られたピックアップベース内において、容易にコンパクトな光学系を実現することができる。
【００８５】
また、光学系１１１は、第１、第２の偏光ビームスプリッタ９４，９５を介して、ＢＤ光学系をＤＶＤ及びＣＤ光学系とは独立して構成することができるため、各波長レーザ光のコリメータレンズ１４に入射する光軸の最適化や対物レンズ１１３に入射する光軸の最適化、フォトディテクタ７１，７２，９３の各受光面の最適位置にレーザスポットを収束させるための位置調整、あるいは光ディスク２のフォーマットに応じた波長毎の倍率変換等に関する自由度を大きく取ることができる。したがって、光ピックアップ装置１１０は、３波長光学系をコンパクトに実現することができるとともに、良好な記録再生特性を実現することができる。
【００８６】
また、本発明が適用された光ピックアップ装置は、例えば図１２に示すように、特定波長のレーザ光のみを偏光状態に応じて透過又は分離させる偏光ビームスプリッタを２種類用いた光学系としてもよい。なお、以下の説明において、図１に示す光ピックアップ装置１の光学系６又は図８に示す光ピックアップ装置９０の光学系９１と同一の部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。
【００８７】
図１２に示す光ピックアップ装置１２０の光学系１２１は、この光ピックアップ装置１２０の光学系１２１は、図１に示す光学系６と同様にピックアップベース５内に形成されるものであり、波長４０５ｎｍのレーザ光を出射する１波長レーザダイオード１０と、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を出射右する２波長レーザダイオード及び光ディスク２に反射された波長７８０ｎｍの戻りのレーザ光を検出するフォトディテクタとが搭載されたレーザカプラ１２２と、光ディスク２に反射された波長４０５ｎｍの戻りのレーザ光を検出する第１のフォトディテクタ１２３と、光ディスク２に反射された波長６６０ｎｍの戻りのレーザ光を検出する第２のフォトディテクタ１２４と、波長４０５ｎｍのレーザ光に対してのみ透過反射特性を有する第１の偏光ビームスプリッタ１２５と、波長６６０ｎｍのレーザ光に対してのみ透過反射特性を有する第２の偏光ビームスプリッタ１２６と、レーザ光の光軸方向に移動可能に支持されたコリメータレンズ１４と、コリメータレンズ１４を透過した波長４０５ｎｍのレーザ光を光ディスク２側へ立ち上げると共に波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を透過させるビームスプリッタ１３と、コリメータレンズ１４を透過した波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を光ディスク２側へ立ち上げる立ち上げミラー１６と、ビームスプリッタ１３及び立ち上げミラー１６によって立ち上げられたレーザ光の偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換する図示しない１／４波長板と、出射されたレーザの波長に応じて開口数を制限する絞り機能を有する図示しない開口フィルタと、波長４０５ｎｍのレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる第１の対物レンズ１９と、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を光ディスク２の信号記録面に収束させる第２の対物レンズ２０とを有する。
【００８８】
レーザカプラ１２２は、上述したレーザカプラ１１と略同様に、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光を出射する２波長レーザダイオードと、波長７８０ｎｍのレーザ光を検出するフォトディテクタとが設けられたレーザカプラチップがフラットパッケージに搭載されることにより形成されている。またこのパッケージ上部にはレーザ光を差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成するための３つのビームに分岐するグレーティングが形成されている。
【００８９】
波長４０５ｎｍのレーザ光に対してのみ透過反射特性を有する第１の偏光ビームスプリッタ１２５は、例えば所定の構成を有する光学薄膜をプリズムの接合面１２５ａに設けることにより形成される。具体的に第１の偏光ビームスプリッタ１２５は、波長６６０ｎｍのレーザ光及び波長７８０ｎｍのレーザ光を偏光状態に係わらず透過し、且つ波長４０５ｎｍのレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させる。また、第１の偏光ビームスプリッタ１２５は、１波長レーザダイオード１０より出射された波長４０５ｎｍのレーザ光を他の波長の光路に合成させる光路合成用偏光ビームスプリッタ１２８と、光ディスク２に反射された波長４０５ｎｍの戻りのレーザ光を他の波長の光路より分岐させる光路分岐用偏光ビームスプリッタ１２９の２つを光路上に設けられている。
【００９０】
これら第１の偏光ビームスプリッタ１２５は、いずれも接合面に上記偏光ビームスプリッタ１２と同様に入射角依存性の低い特性を備えた偏光分離膜が形成されているため、各波長のレーザ光の入射角度が設計中心値より±７．５°ずれて入射されたときにも、各波長のレーザ光がＰ偏光出射されたときには全光量透過し、また波長４０５ｎｍのレーザ光がＳ偏光出射されたときには全光量反射し、波長６６０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザ光がＳ偏光出射されたときには全光量透過する（図４（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００９１】
波長６６０ｎｍのレーザ光に対してのみ透過反射特性を有する第２の偏光ビームスプリッタ１２６も、上記偏光ビームスプリッタ１２と同様に所定の構成を有する光学薄膜をプリズムの接合面１２６ａに設けることにより形成される。具体的に第２の偏光ビームスプリッタ１２６は、波長４０５ｎｍのレーザ光及び波長７８０ｎｍのレーザ光を偏光状態に係わらず透過し、且つ波長６６０ｎｍのレーザ光を偏光状態に応じて透過又は反射させる。そして、第２の偏光ビームスプリッタ１２６は、第１の偏光ビームスプリッタ１２５の光路合成用偏光ビームスプリッタ１２８と光路分岐用偏光ビームスプリッタ１２９との間に設けられ、レーザカプラ１２２より出射された波長６６０ｎｍのレーザ光をコリメータレンズ１４側へ透過させ、また光ディスク２より反射された戻りの波長６６０ｎｍのレーザ光を波長７８０ｎｍのレーザ光の光路から分岐させる。
【００９２】
また、第２の偏光ビームスプリッタ１２６は、接合面に入射角依存性の低い特性を備えた偏光分離膜が形成されているため、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、各波長のレーザ光の入射角度が設計中心値の場合のみならず、各波長のレーザ光の入射角度が設計中心値より±７．５°ずれて入射されたときにも、各波長のレーザ光がＰ偏光出射されたときには全光量透過し、また６６０ｎｍのレーザ光がＰ偏光出射されたときには全光量透過し、また波長６６０ｎｍのレーザ光がＳ偏光出射されたときには全光量反射する。
【００９３】
なお、第２の偏光ビームスプリッタ１２６は、光路合成用偏光ビームスプリッタ１２８側に半波長板１３０が設けられている。この半波長板１３０は、光路合成用偏光ビームスプリッタ１２８を反射した波長４０５ｎｍのレーザ光の偏光状態をＳ偏光からＰ偏光へ変換することにより、光路分岐用偏光ビームスプリッタ１２９を透過可能とする。
【００９４】
以上のような光学系１２１は、１波長レーザダイオード１０よりＳ偏光出射された波長４０５ｎｍのレーザ光は、光路合成用偏光ビームスプリッタ１２８を第２の偏光ビームスプリッタ１２６側へ全光量反射され、半波長板１３０によってＰ偏光に変換される。Ｐ偏光出射された波長４０５ｎｍのレーザ光は、第２の偏光ビームスプリッタ１２６、光路分岐用偏光ビームスプリッタ１２９及びコリメータレンズ１４を透過し、ビームスプリッタ１３によって第１の対物レンズ１９へ立ち上げられて光ディスク２に収束される。また光ディスク２に反射された戻りのレーザ光は、１／４波長板を再度透過することによりＳ偏光出射されるため、光路分岐用偏光ビームスプリッタ１２９を第１のフォトディテクタ１２３側に全光量反射される。そして波長４０５ｎｍのレーザ光は、マルチレンズ１３１によって第１のフォトディテクタ１２３の受光面に収束される。
【００９５】
またレーザカプラ１２２より出射された波長６６０ｎｍのレーザ光は、半波長板の機能を有するグレーティングによりＳ偏光出射され、光路合成用偏光ビームスプリッタ１２８に全光量透過され、半波長板１３０によりＰ偏光に変換される。Ｐ偏光出射された波長６６０ｎｍのレーザ光は、第２の偏光ビームスプリッタ１２６、光路分岐用偏光ビームスプリッタ１２９、コリメータレンズ１４及びビームスプリッタ１３を透過し、立ち上げミラー１６によって第２の対物レンズ２０へ立ち上げられて光ディスク２に収束される。また光ディスク２に反射された戻りのレーザ光は、１／４波長板を再度透過することによりＳ偏光出射されるため、第２の偏光ビームスプリッタ１２６を第２のフォトディテクタ１２４側へ全光量反射される。そして波長６６０ｎｍのレーザ光は、マルチレンズ１３２によって第２のフォトディテクタ１２４の受光面に収束される。
【００９６】
また、レーザカプラ１２２より出射された波長７８０ｎｍのレーザ光は、光路合成用偏光ビームスプリッタ１２８、第２の偏光ビームスプリッタ１２６、光路分岐用偏光ビームスプリッタ１２９、コリメータレンズ１４及びビームスプリッタ１３を透過し、立ち上げミラー１６によって第２の対物レンズ２０へ立ち上げられて光ディスク２に収束される。また光ディスク２に反射された戻りのレーザ光は、往路と同一の経路を戻ってレーザカプラ１２２に入射され、フラットパッケージ内に搭載されたレーザカプラチップ上のフォトディテクタに検出される。
【００９７】
このように、光ピックアップ装置１２０の光学系１２１においては、入射角依存性の低い第１の偏光ビームスプリッタを用いて波長４０５ｎｍのレーザ光を他の波長のレーザ光の光路に合成又は分岐させるとともに、入射角依存性の低い第２の偏光ビームスプリッタを用いて波長６６０ｎｍのレーザ光を他の波長のレーザ光の光路から分岐させることができるため、限られたピックアップベース内において、容易にコンパクトな光学系を実現することができる。
【００９８】
また、光学系１２１は、第１、第２の偏光ビームスプリッタ１２５，１２６によって、ＢＤ光学系及びＤＶＤ光学系をそれぞれ他の光学系とは独立して構成することができるため、各波長レーザ光のコリメータレンズ１４に入射する光軸の最適化や第１、第２の対物レンズ１９，２０に入射する光軸の最適化、第１、第２のフォトディテクタ１２３，１２４及びレーザカプラ１２２内のフォトディテクタの各受光面の最適位置にレーザスポットを収束させるための位置調整、あるいは光ディスク２のフォーマットに応じた波長毎の倍率変換等に関する自由度を大きく取ることができる。したがって、光ピックアップ装置１２０は、３波長光学系をコンパクトに実現することができるとともに、良好な記録再生特性を実現することができる。
【００９９】
なお、上記光学系１２１においては、波長４０５ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させる第１の偏光ビームスプリッタ１２５を、光路合成用及び、光路分岐用の２つ備える構成としたが、例えば、波長６６０ｎｍのレーザ光のみ選択的に透過または反射させる第２の偏光ビームスプリッタ１２６を、光路合成用及び、光路分岐用の２つ備える構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明にかかる光ピックアップ装置の構成を示す概略平面図である。
【図２】上記光ピックアップ装置の構成の一部を示す概略側面図である。
【図３】レーザカプラを示す斜視図である。
【図４】本発明にかかる偏光ビームスプリッタへの入射角度が設計中心値のとき、及び設計中心値よりずれたときの、反射透過特性を示すグラフである。
【図５】本発明にかかる光ピックアップ装置の他の光学系を示す図である。
【図６】上記光学系におけるレーザカプラを示す斜視図である。
【図７】本発明にかかる光ピックアップ装置の他の光学系を示す図である。
【図８】本発明にかかる光ピックアップ装置の他の構成を示す概略平面図である。
【図９】上記光ピックアップ装置におけるレーザカプラを示す斜視図である。
【図１０】本発明にかかる光ピックアップ装置の他の構成を示す概略平面図である。
【図１１】上記光ピックアップ装置の構成の一部を示す概略側面図である。
【図１２】本発明にかかる光ピックアップ装置の他の構成を示す概略平面図である。
【図１３】上記光ピックアップ装置における偏光ビームスプリッタへの入射角度が設計中心値のとき、及び設計中心値よりずれたときの、反射透過特性を示すグラフである。
【図１４】従来の３波長対応の偏光ビームスプリッタにおける偏光ビームスプリッタへの入射角度が設計中心値のときの、反射透過特性を示すグラフである。
【図１５】従来の３波長対応の偏光ビームスプリッタにおける偏光ビームスプリッタへの入射角度が＋７．５°ずれたときの、反射透過特性を示すグラフである。
【図１６】従来の３波長対応の偏光ビームスプリッタにおける偏光ビームスプリッタへの入射角度が−７．５°ずれたときの、反射透過特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０１】
１  光ピックアップ装置、２  光ディスク、６  光学系、１０  １波長レーザダイオード、１１  レーザカプラ、１２  第１の偏光ビームスプリッタ、１３  第２の偏光ビームスプリッタ、１４  コリメータレンズ、１５  半波長板、１６  立ち上げミラー、１７  １／４波長板、２０  対物レンズ、２１  フォトディテクタ、２４  グレーティング
【図１】
2006040411.tif 000004
【図２】
2006040411.tif 000005
【図３】
2006040411.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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