(57)【要約】【課題】複数種類の光ディスクの記録再生に対応する光ピックアップ装置においては、光学系の高さ方向に多くの光学部材を配置する構成をとるために光学系の高さが高くなり、薄型で小型の光ピックアップ装置の実現が困難であるという課題がある。【解決手段】本発明によれば、第１の波長板を第１の光源と第１のミラーとの間に配置し、第２の波長板を第２の光源と第２のミラーとの間に配置し、第１の波長板および第２の波長板は、第１から第３の波長の光ビームに対して所望の位相差を発生させる。このことにより、光学系の高さ方向に配置する光学部材を削減でき、光学系の高さを低減することができる。【選択図】図１
2011018433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の対物レンズおよび第２の対物レンズを備え、少なくとも３種類の光ディスクへ光ビームを集光させることが可能な光ピックアップ装置であって、
第１の波長の光ビームを出射する第１の光源と、
第２の波長の光ビームを出射する第２の光源と、
第３の波長の光ビームを出射する第３の光源と、
前記第１の波長の光ビームおよび前記第３の波長の光ビームを反射し、前記第２の波長の光ビームを透過する第１のミラーと、
前記第１のミラーを透過した前記第２の波長の光ビームを反射する第２のミラーと、
前記第１の光源と前記第１のミラーとの間に配置された第１の波長板と、
前記第２の光源と前記第２のミラーとの間に配置された第２の波長板と
を備え、
前記第１の対物レンズは、前記第１のミラーで反射した前記第１の波長および第３の波長の光ビームをそれぞれ第１および第３の光ディスク上に集光し、
前記第２の対物レンズは、前記第２のミラーで反射した前記第２の波長の光ビームを第２の光ディスク上に集光し、
前記第１の波長板と前記第２の波長板において発生する位相差の総和は、
前記第１の波長の光ビームに対しては（２ｉ＋１）×９０°±２０°であり（ｉは整数）、且つ、
前記第２の波長の光ビームに対しては（２ｉ＋１）×９０°±２０°であり、且つ、
前記第３の波長の光ビームに対しては０°±２０°である、光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記第１の波長板における結晶軸と前記第２の波長板における結晶軸とは互いに直交している、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第１の波長板と前記第２の波長板とは一体化されている、請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第２の対物レンズで発生する軸上色収差を補正するための色収差補正素子と、
前記第２の波長の光ビームの利用効率を高めるためのリレーレンズと
をさらに備え、
前記色収差補正素子と前記リレーレンズが一体化されている、請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記第１の光源および前記第３の光源が共通パッケージに集積されている、請求項１から４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記第１の光源および前記第２の光源および第３の光源が共通パッケージに集積されている、請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
第１の対物レンズおよび第２の対物レンズを備え、少なくとも３種類の光ディスクへ光ビームを集光させることが可能な光ピックアップ装置であって、
第１の波長の光ビームを出射する第１の光源と、
第２の波長の光ビームを出射する第２の光源と、
第３の波長の光ビームを出射する第３の光源と、
前記第１の波長の光ビームおよび前記第３の波長の光ビームを反射し、前記第２の波長の光ビームを透過する第１のミラーと、
前記第１のミラーを透過した前記第２の波長の光ビームを反射する第２のミラーと、
前記第１の光源と前記第１のミラーとの間に配置された第１の波長板と、
前記第１のミラーと前記第２のミラーとの間に配置された第２の波長板と
を備え、
前記第１の対物レンズは、前記第１のミラーで反射した前記第１の波長および第３の波長の光ビームをそれぞれ第１および第３の光ディスク上に集光し、
第２の対物レンズは、前記第２のミラーで反射した前記第２の波長の光ビームを第２の光ディスク上に集光し、
前記第１の波長板において前記第１の波長の光ビームに発生する位相差は、（２ｉ＋１）×９０°±２０°であり（ｉは整数）、
前記第１の波長板と前記第２の波長板において前記第２の波長の光ビームに発生する位相差の総和は、（２ｉ＋１）×９０°±２０°であり、
前記第１の波長板において前記第３の波長の光ビームに発生する位相差は０°±２０°である、光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記第１の波長板において前記第２の波長の光ビームに発生する位相差は０°である、請求項７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記第１の波長板における結晶軸と前記第２の波長板における結晶軸とは互いに直交している、請求項７または８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記第２の対物レンズで発生する軸上色収差を補正するための色収差補正素子と、
前記第２の波長の光ビームの利用効率を高めるためのリレーレンズと
をさらに備え、
前記色収差補正素子と前記リレーレンズが一体化されている、請求項７から９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記第１の光源および前記第３の光源が共通パッケージに集積されている、請求項７から１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記第１の光源および前記第２の光源および第３の光源が共通パッケージに集積されている、請求項７から９のいずれか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、レーザ光源を用いて光ディスク等の情報記録媒体に対して情報を光学的に記録あるいは再生する光ピックアップ装置、およびそれを備えた光ディスク装置に関する。特に、対物レンズを２つ備えた２レンズ方式の光ピックアップ装置、およびそれを備えた光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの大容量化（高記録密度化）が進み、青紫色半導体レーザ素子（波長４０５ｎｍ波長帯）を光源として用いるＢｌｕ−ｒａｙディスク（以下ＢＤ）が実用化されている。
【０００３】
一方で、赤色半導体レーザ素子（波長６６０ｎｍ波長帯）を光源として用いるＤＶＤや赤外線半導体レーザ素子（波長７９０ｎｍ波長帯）を光源として用いるＣＤなど、従来の光ディスクも広く普及しており、上述した複数の規格の光ディスクが利用されるようになってきている。
【０００４】
さらに、音楽・画像の記録再生装置や情報処理装置の小型化・モバイル化が進み、これらの記録再生装置や情報処理装置に搭載される光ディスク装置および光ピックアップ装置には小型軽量化、低コスト化が要求されている。
【０００５】
そこで、これら複数種類の光ディスクの記録・再生に対応しつつ、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの光路を共用することにより小型化を図った光ディスク装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
図５を参照して、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの光路を共用する光ピックアップ装置の光学系を説明する。
【０００７】
図５（ａ）は、Ｘ方向から見た光ピックアップ装置の光学系の模式図であり、図５（ｂ）は、Ｙ方向から見た光ピックアップ装置の光学系の模式図である。図中、ＢＤを記録・再生するための光ビーム（ＢＤ光ビーム）１０２ｂは直線で表示し、ＤＶＤを記録・再生するための光ビーム（ＤＶＤ光ビーム）１０１ｄを破線で表示し、ＣＤを記録・再生するための光ビーム（ＣＤ光ビーム）１０１ｃを２点鎖線で表示している。
【０００８】
図５（ｂ）を参照して、光源モジュール１００には、ＤＶＤ／ＣＤを記録・再生するための２つの波長（ＤＶＤ用波長６６０ｎｍ、ＣＤ用波長７９０ｎｍ）の光ビームをそれぞれ出射する複数の光源が同一パッケージに集積されている。光源モジュール１００は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄを出射する第１の光源１００ｄと、ＣＤ光ビーム１０１ｃを出射する第３の光源１００ｃを搭載する。
【０００９】
第１の光源１００ｄから出射されたＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、図中Ｚ軸に沿った方向に偏光された直線偏光であり、偏光ビームスプリッタ１０３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１０３の偏光膜は、第１の光源１００ｄから出射されるＤＶＤ光ビーム１０１ｄと同じ偏光方向（Ｚ軸に沿った方向）またはＸ軸に沿った方向に偏光方向を有する光を反射し、それと直交する方向（Ｙ軸に沿った方向）に偏光方向を有する光を透過させる特性を有する。ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは偏光ビームスプリッタ１０３によって反射され、偏光方向はＸ軸に沿った方向となり、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。
【００１０】
偏光ビームスプリッタ１０４はＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長の光を透過させる特性を有するため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは偏光ビームスプリッタ１０４を通過する。偏光ビームスプリッタ１０４を通過したＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、図５（ａ）に示すコリメートレンズ１０５へ入射し、平行光となる。
【００１１】
平行光となったＤＶＤ光ビーム１０１ｄは第１のミラー１０６へ入射する。第１のミラー１０６はＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長の光ビームを反射させる特性を有する。このため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは第１のミラー１０６によって反射され、偏光方向はＸ軸に沿った方向のまま第１の波長板１０７へ入射し、円偏光に変換される。ここで、第１の波長板はＤＶＤ光ビーム１０１ｄに対して１／４波長板として作用する。
【００１２】
円偏光となったＤＶＤ光ビーム１０１ｄは第１の対物レンズ１０８で集光され、ＤＶＤ１０へ照射され、光スポットを結ぶ。ＤＶＤ１０により反射されたＤＶＤ光ビーム１０１ｄは再び第１の対物レンズ１０８を通過し、第１の波長板１０７でＤＶＤ１０に向かう光ビームと直交する方向（Ｚ軸に沿った方向）の直線偏光に変換される。直線偏光に変換されたＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、再び第１のミラー１０６を反射し、その偏光方向はＹ軸に沿った方向となり、コリメートレンズ１０５を通過する。そして、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、図５（ｂ）に示す偏光ビームスプリッタ１０４を透過し、偏光ビームスプリッタ１０３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１０３はＹ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを透過させるため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは偏光ビームスプリッタ１０３を透過する。透過したＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号を得る。
【００１３】
一方、レーザ光源１０２（図５（ｂ））に搭載された第２の光源１００ｂから出射されたＢＤ光ビーム１０２ｂは、Ｚ軸に沿った方向に偏光された直線偏光であり、リレーレンズ１１０を通過し、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。リレーレンズ１１０は第２の光源１００ｂから出射された光ビームを効率良くＢＤ１１（図５（ａ））へ導くために設けられる。
【００１４】
偏光ビームスプリッタ１０４の偏光膜は、第２の光源１００ｂから出射されるＢＤ光ビーム１０２ｂと同じ偏光方向（Ｚ軸に沿った方向）またはＸ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームに対しては反射させ、それと直交するＹ軸に沿った方向の偏光方向を有する光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは偏光ビームスプリッタ１０４で反射され、偏光方向はＸ軸に沿った方向となり、コリメートレンズ１０５（図５（ａ））へ入射し、平行光となる。
【００１５】
平行光となったＢＤ光ビーム１０２ｂは第１のミラー１０６へ入射する。第１のミラー１０６はＢＤ光ビーム１０２ｂの波長の光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは第１のミラー１０６を透過し、第２のミラー１１１で反射され、偏光方向はＸ軸に沿った方向のまま第２の波長板１１２へ入射し、円偏光に変換される。ここで、第２の波長板１１２はＢＤ光ビーム１０２ｂに対して１／４波長板として作用する。
【００１６】
円偏光となったＢＤ光ビーム１０２ｂは、色収差補正素子１１３を通過し、第２の対物レンズ１１４で集光され、ＢＤ１１へ照射され、光スポットを結ぶ。なお、色収差補正素子１１３は、第２の対物レンズ１１４で発生する軸上色収差を補正するために用いられる。ＢＤ１１により反射されたＢＤ光ビーム１０２ｂは、再び第２の対物レンズ１１４、色収差補正素子１１３を通過し、第２の波長板１１２でＢＤに向かう光ビームと直交する方向（Ｚ軸に沿った方向）の直線偏光に変換される。直線偏光に変換されたＢＤ光ビーム１０２ｂは、再び第２のミラー１１１で反射され、偏光方向はＹ軸に沿った方向となり、第１のミラー１０６を透過する。そして、ＢＤ光ビーム１０２ｂは、コリメートレンズ１０５、偏光ビームスプリッタ１０４（図５（ｂ））を透過し、偏光ビームスプリッタ１０３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１０３は、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長の光ビームに対しては透過させる特性を有する。このため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号を得る。
【００１７】
さらに、第３の光源１００ｃ（図５（ｂ））から出射されたＣＤ光ビーム１０１ｃは、図中Ｚ軸に沿った方向に偏光された直線偏光であり、偏光ビームスプリッタ１０３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１０３の偏光膜は、第３の光源１００ｃから出射されるＣＤ光ビーム１０１ｃと同じ偏光方向（Ｚ軸に沿った方向）またはＸ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを反射し、それと直交するＹ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＣＤ光ビーム１０１ｃは偏光ビームスプリッタ１０３によって反射され、偏光方向はＸ軸に沿った方向となり、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。
【００１８】
偏光ビームスプリッタ１０４は、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長の光ビームを透過させる特性を有するため、ＣＤ光ビーム１０１ｃは偏光ビームスプリッタ１０４を通過し、コリメートレンズ１０５（図５（ａ））へ入射し、平行光となる。
【００１９】
平行光となったＣＤ光ビーム１０１ｃは第１のミラー１０６へ入射する。第１のミラー１０６はＣＤ光ビーム１０１ｃの波長の光を反射させる特性を有する。このため、ＣＤ光ビーム１０１ｃは第１のミラー１０６によって反射され、偏光方向はＸ軸に沿った方向のまま第１の波長板１０７へ入射し、円偏光に変換される。ここで、第１の波長板１０７はＣＤ光ビーム１０１ｄに対して１／４波長板として作用する。
【００２０】
円偏光となったＣＤ光ビーム１０１ｃは、第１の対物レンズ１０８で集光され、ＣＤ１２へ照射され、光スポットを結ぶ。ＣＤ１２により反射されたＣＤ光ビーム１０１ｃは再び第１の対物レンズ１０８を通過し、第１の波長板１０７でＣＤ１２に向かう光ビームと直交する方向（Ｚ軸に沿った方向）の直線偏光に変換される。直線偏光に変換されたＣＤ光ビーム１０１ｃは、再び第１のミラー１０６を反射し、その偏光方向はＹ軸に沿った方向となり、コリメートレンズ１０５を通過する。そしてＣＤ光ビーム１０１ｃは、偏光ビームスプリッタ１０４（図５（ｂ））を透過し、偏光ビームスプリッタ１０３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１０３はＹ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを透過させる。このため、ＣＤ光ビーム１０１ｃは偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号を得る。
【００２１】
上述した光ピックアップ装置においては、３つの波長に応じて偏光ビームスプリッタ１０３、１０４の反射特性および透過特性を設定し、さらに２枚の波長板により偏光方向の変換制御を行っている。このような構成をとることにより、それぞれの光源から光ディスクに向かう光量をより多く確保し、光源から出射された光を効率良く光ディスクに導くことができる。このため、光ディスク上の光スポットにより大きな光量が必要となる高倍速での記録に有利となる。加えて、光ディスクから光検出器１２１へ向かう光量をより多く設定することができるため、特に記録用の光ディスクで見られる低反射率の光ディスクからの光を効率良く光検出器で検出することができ、良好な記録性能を実現できる。
【００２２】
以上のような理由により、光ディスクの記録に対応する光ピックアップ装置では、上記のような偏光光学系と呼ばれる構成が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００５−８５２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ここで一般に、光ピックアップ装置の厚さ方向とは、図５中Ｙ軸に沿った方向であり、前述したように、光ディスク装置の薄型化が求められる中、光ピックアップ装置の薄型化、すなわち厚さ方向の削減が強く求められている。
【００２５】
光ピックアップ装置の厚さにおいては、図５中両矢印にて図示した光学系のＹ軸に沿った長さ（以下、光学系の高さ）Ｈが支配的となるため、光学系の高さＨを低減する必要がある。
【００２６】
しかしながら、上述したような光ピックアップ装置において、特にＢＤ用光学系においては、高さ方向に第２の対物レンズ１１４、色収差補正素子１１３、第２の波長板１１２を配置しているために、光学系全体の高さが大きくなり、光ピックアップ装置の小型化を進める上での妨げとなっていた。
【００２７】
また、一般にＣＤに関しては、基板に大きな複屈折性を有する場合があることが知られており、この場合、円偏光あるいは楕円偏光を有するＣＤ光ビームが入射するとき、ＣＤ光ビームに対してＣＤの有する複屈折量に相当する位相差が発生し、その偏光状態が変換されることが知られている。
【００２８】
そのため、この場合、ＣＤ１２へ円偏光で入射するＣＤ光ビーム１０１ｃでは、ＣＤ１２の有する複屈折量に相当する位相差が発生し、楕円偏光へ変換される。さらに、１／４波長板として作用する第１の波長板１０７へ入射するＣＤ光ビーム１０１ｃは、Ｚ軸に沿った方向に偏光方向を有する直線偏光に対してＣＤ１２の有する複屈折量に相当する位相差が追加された楕円偏光に変換される。そして、この偏光状態を保ちながら、第１のミラー１０６により反射され、コリメートレンズ１０５、偏光ビームスプリッタ１０４を透過し、偏光ビームスプリッタ１０３へ入射する。
【００２９】
ここで、偏光ビームスプリッタ１０３の偏光膜は、第３の光源１００ｃから出射されるＣＤ光ビーム１０１ｃと同じ偏光方向（Ｚ軸に沿った方向）またはＸ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを反射し、それと直交するＹ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＣＤ１２の有する複屈折量に相当する位相差により楕円偏光に変換されたＣＤ光ビーム１０１ｃのうち、Ｘ軸に沿った偏光方向を有する成分は偏光ビームスプリッタ１０３により反射され、Ｙ軸に沿った方向に偏光方向を有する成分のみが透過する。
【００３０】
従って、ＣＤ１２により反射された光ビーム１０１ｃのうち、偏光ビームスプリッタ１０３を透過する光ビームの割合は減少し、検出レンズ１２０を通過して光検出器１２１へ入射する光ビームが減少することになるため、それから得られる各種信号の品質が劣化してしまう。
【００３１】
本発明は、以上の問題点に着目してなされたものであり、良好な記録再生性能を有する薄型で小型の光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の光ピックアップ装置は、第１の対物レンズおよび第２の対物レンズを備え、少なくとも３種類の光ディスクへ光ビームを集光させることが可能な光ピックアップ装置であって、第１の波長の光ビームを出射する第１の光源と、第２の波長の光ビームを出射する第２の光源と、第３の波長の光ビームを出射する第３の光源と、前記第１の波長の光ビームおよび前記第３の波長の光ビームを反射し、前記第２の波長の光ビームを透過する第１のミラーと、前記第１のミラーを透過した前記第２の波長の光ビームを反射する第２のミラーと、前記第１の光源と前記第１のミラーとの間に配置された第１の波長板と、前記第２の光源と前記第２のミラーとの間に配置された第２の波長板とを備え、前記第１の対物レンズは、前記第１のミラーで反射した前記第１の波長および第３の波長の光ビームをそれぞれ第１および第３の光ディスク上に集光し、前記第２の対物レンズは、前記第２のミラーで反射した前記第２の波長の光ビームを第２の光ディスク上に集光し、前記第１の波長板と前記第２の波長板において発生する位相差の総和は、前記第１の波長の光ビームに対しては（２ｉ＋１）×９０°±２０°であり（ｉは整数）、且つ、前記第２の波長の光ビームに対しては（２ｉ＋１）×９０°±２０°であり、且つ、前記第３の波長の光ビームに対しては０°±２０°である。
【００３３】
ある実施形態によれば、前記第１の波長板における結晶軸と前記第２の波長板における結晶軸とは互いに直交している。
【００３４】
ある実施形態によれば、前記第１の波長板と前記第２の波長板とは一体化されている。
【００３５】
ある実施形態によれば、前記第２の対物レンズで発生する軸上色収差を補正するための色収差補正素子と、前記第２の波長の光ビームの利用効率を高めるためのリレーレンズとをさらに備え、前記色収差補正素子と前記リレーレンズが一体化されている。
【００３６】
ある実施形態によれば、前記第１の光源および前記第３の光源が共通パッケージに集積されている。
【００３７】
ある実施形態によれば、前記第１の光源および前記第２の光源および第３の光源が共通パッケージに集積されている。
【００３８】
本発明の光ピックアップ装置は、第１の対物レンズおよび第２の対物レンズを備え、少なくとも３種類の光ディスクへ光ビームを集光させることが可能な光ピックアップ装置であって、第１の波長の光ビームを出射する第１の光源と、第２の波長の光ビームを出射する第２の光源と、第３の波長の光ビームを出射する第３の光源と、前記第１の波長の光ビームおよび前記第３の波長の光ビームを反射し、前記第２の波長の光ビームを透過する第１のミラーと、前記第１のミラーを透過した前記第２の波長の光ビームを反射する第２のミラーと、前記第１の光源と前記第１のミラーとの間に配置された第１の波長板と、前記第１のミラーと前記第２のミラーとの間に配置された第２の波長板とを備え、前記第１の対物レンズは、前記第１のミラーで反射した前記第１の波長および第３の波長の光ビームをそれぞれ第１および第３の光ディスク上に集光し、第２の対物レンズは、前記第２のミラーで反射した前記第２の波長の光ビームを第２の光ディスク上に集光し、前記第１の波長板において前記第１の波長の光ビームに発生する位相差は、（２ｉ＋１）×９０°±２０°であり（ｉは整数）、前記第１の波長板と前記第２の波長板において前記第２の波長の光ビームに発生する位相差の総和は、（２ｉ＋１）×９０°±２０°であり、前記第１の波長板において前記第３の波長の光ビームに発生する位相差は０°±２０°である。
【００３９】
ある実施形態によれば、前記第１の波長板において前記第２の波長の光ビームに発生する位相差は０°である。
【００４０】
ある実施形態によれば、前記第１の波長板における結晶軸と前記第２の波長板における結晶軸とは互いに直交している。
【００４１】
ある実施形態によれば、前記第２の対物レンズで発生する軸上色収差を補正するための色収差補正素子と、前記第２の波長の光ビームの利用効率を高めるためのリレーレンズとをさらに備え、前記色収差補正素子と前記リレーレンズが一体化されている。
【００４２】
ある実施形態によれば、前記第１の光源および前記第３の光源が共通パッケージに集積されている。
【００４３】
ある実施形態によれば、前記第１の光源および前記第２の光源および第３の光源が共通パッケージに集積されている。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、第１の光源と第１のミラーとの間の光路上に第１の波長板を配置する。また、第２の波長板を、第２の光源と第２のミラーとの間であって、第２の光源より出力された第２の波長の光ビームの光路上に配置する。これにより、高さ方向に配置する光学部材を削減することができ、高さを抑えた薄型で小型の光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することが可能となる。また、第１の波長板および第２の波長板が、第１から第３の波長の光ビームに対して所望の位相差を発生させることにより、良好な記録再生性能を有する薄型で小型の光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することが可能となる。
【００４５】
本発明によれば、複数種類の光ディスクに対して優れた再生および記録性能を持つ薄型・小型で低コストの光ピックアップ装置および光ディスク装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における波長板を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における波長板を示す図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、光ピックアップ装置の光学系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置を説明する。なお、図５に示した例と共通の構成要素については、同一の参照符号を付して説明する。
【００４８】
図１（ａ）は、Ｘ方向から見た光ピックアップ装置１の光学系の模式図であり、図１（ｂ）はＹ方向から見た光ピックアップ装置１の光学系の模式図である。図１中、ＢＤ光ビーム１０２ｂは直線で表示し、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄを破線で表示し、ＣＤ光ビーム１０１ｃを２点鎖線で表示している。光ピックアップ装置１は、対物レンズを２つ備えた２レンズ方式の光ピックアップ装置であり、少なくとも３種類の光ディスクへ光ビームを集光させて、データの記録・再生を行うことができる。光ディスクの種類として、ここではＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤを例示して説明する。
【００４９】
図１（ｂ）を参照して、光源モジュール１００には、ＤＶＤ／ＣＤの記録・再生するための２つの波長（６６０ｎｍ、７９０ｎｍ）の光ビームをそれぞれ出射する複数の光源が同一パッケージに集積されている。光源モジュール１００は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄを出射する第１の光源１００ｄと、ＣＤ光ビーム１０１ｃを出射する第３の光源１００ｃを搭載する。
【００５０】
第１の光源１００ｄから出射されたＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、図中Ｚ軸に沿った方向に偏光された直線偏光であり、偏光ビームスプリッタ１３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１３の偏光膜は、第１の光源１００ｄから出射されるＤＶＤ光ビーム１０１ｄと同じ偏光方向（Ｚ軸に沿った方向）を有する光ビームを反射し、それと直交する（Ｙ軸に沿った方向）偏光方向を有する光ビームを透過させる特性を有する。ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは偏光ビームスプリッタ１３によって反射され、偏光方向はＸ軸に沿った方向となり、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。
【００５１】
偏光ビームスプリッタ１０４はＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長の光を透過させる特性を有するため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは偏光ビームスプリッタ１０４を通過し、コリメートレンズ１０５（図１（ａ））へ入射し、平行光となり、第１の波長板１４へ入射する。
【００５２】
ここで、波長板は光学異方性を有する結晶（例えば水晶など）からなり、使用する光の波長（λ）に対する常光と異常光との屈折率差（Δｎ）により位相差（レタデーションΓ）を発生させるが、所望の位相差を発生させるためには結晶の厚さｄを設定する必要がある。
【００５３】
ここでレタデーションΓと厚さｄとの間には、
Γ＝Δｎ×ｄ    （式１）
の関係がある。
【００５４】
例えば、第１の波長板１４を構成する結晶として水晶を用いる場合、波長６３３ｎｍの光に対して１／４波長、すなわち９０°の位相差（レタデーションΓ＝１５８ｎｍ）を得るためには、常光に対する屈折率が１．５４２６、異常光に対する屈折率が１．５５２６の場合、屈折率差Δｎは０．０１となり、必要な結晶の厚さｄ1はｄ1＝１５．８μｍとなる。
【００５５】
ここで、第１の波長板１４および第２の波長板１５の２枚の波長板を通過することで発生する位相差は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λd、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λbを有する光に対しては９０°あるいは２７０°となるように、且つ、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光に対しては０°となるように、結晶の厚さｄ1、ｄ2がそれぞれ設定されている。ここでｄ2は第２の波長板１５の結晶の厚さである。
【００５６】
本実施の形態における光ピックアップ装置１では、第１の波長板１４は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λdを有する光に対しては位相差９０°あるいは２７０°となるように、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λb、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光に対しては位相差０°となるように、結晶の厚さｄ1が設定されている。
【００５７】
例えば、λb＝４０５ｎｍ、λd＝６６０ｎｍ、λc＝７９５ｎｍ、第１の波長板１４を構成する結晶における屈折率差をそれぞれλbでの屈折率差Δｎλb、λdでの屈折率差Δｎλd、λcでの屈折率差Δｎλcとし、Δｎλb＝Δｎλd＝Δｎλc＝０．０１として、結晶の厚さｄ1を８２．５μｍに設定する。
【００５８】
このとき、第１の波長板１４のレタデーションΓ1はΓ1＝８２５ｎｍとなり、
Γ1＝（１＋１／４）×λd  ≒  ２×λb  ≒  １×λc    （式２）
が成り立つため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄに対して発生する位相差は９０°となり、ＢＤ光ビーム１０２ｂ、ＣＤ光ビーム１０１ｃに対して発生する位相差は０°となる。
【００５９】
さらに、第１の波長板１４は、光学異方性を有する結晶軸がＸＹ平面上においてＤＶＤ光ビームの偏光方向（Ｘ軸に沿った方向）に対して４５°の角度を持って配置されているため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは円偏光に変換され、第２の波長板１５へ入射する。
【００６０】
また、第２の波長板１５は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λd、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光に対しては位相差０°となるように、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λbを有する光に対しては位相差が９０°あるいは２７０°となるように、結晶の厚さｄ2が設定されている。
【００６１】
例えば、λb＝４０５ｎｍ、λd＝６６０ｎｍ、λc＝７９５ｎｍ、第２の波長板１５を構成する結晶における屈折率差をそれぞれλbでの屈折率差Δｎλb、λdでの屈折率差Δｎλd、λcでの屈折率差Δｎλcとし、Δｎλb＝Δｎλd＝Δｎλc＝０．０１として、結晶の厚さｄ2を３９６μｍに設定する。
【００６２】
このとき、第２の波長板１５のレタデーションΓ2はΓ2＝３９６０ｎｍとなり、
Γ2＝６×λd  ≒  （９＋３／４）×λb  ≒  ５×λc    （式３）
が成り立つため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄ、ＣＤ光ビーム１０１ｃに対して発生する位相差は０°となり、ＢＤ光ビーム１０２ｂに対して発生する位相差は２７０°となる。
【００６３】
従って、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは第２の波長板１５を円偏光の状態のまま通過する。
【００６４】
さらにＤＶＤ光ビーム１０１ｄは第１のミラー１６へ入射するが、第１のミラー１６はＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長の光ビームを反射させる特性を有しており、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは第１のミラー１６によって反射され、第１の対物レンズ１０８で集光され、ＤＶＤ１０へ照射され、光スポットを結ぶ。
【００６５】
さらに、ＤＶＤ１０により反射されたＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、再び第１の対物レンズ１０８を通過し、第１のミラー１６で反射され、第２の波長板１５を円偏光のまま通過し、第１の波長板１４でＤＶＤ１０に向かう光ビームと直交する方向（Ｙ軸に沿った方向）の直線偏光に変換される。直線偏光に変換されたＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、コリメートレンズ１０５を通過し、偏光ビームスプリッタ１０４（図１（ｂ））を透過し、偏光ビームスプリッタ１３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１３はＹ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを透過させるため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは偏光ビームスプリッタ１３を透過し、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号を得る。
【００６６】
一方、レーザ光源１０２（図１（ｂ））に搭載された第２の光源１００ｂから出射されたＢＤ光ビーム１０２ｂは、Ｚ軸に沿った方向に偏光された直線偏光であり、リレーレンズ１１０を通過し、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。リレーレンズ１１０は、第２の光源１００ｂから出射された光ビームを効率良くＢＤ１１へ導くために設けられる。また、リレーレンズ１１０を設けることにより、第２の光源１００ｂを偏光ビームスプリッタ１０４に対してより近い距離にて配置することが可能となるため、光ピックアップの小型化に有利である。
【００６７】
偏光ビームスプリッタ１０４の偏光膜は、第２の光源１００ｂから出射されるＢＤ光ビーム１０２ｂと同じ偏光方向（Ｚ軸に沿った方向）またはＸ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームは反射し、それと直交するＹ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは偏光ビームスプリッタ１０４で反射され、コリメートレンズ１０５（図１（ａ））へ入射して平行光となり、第１の波長板１４へ入射する。
【００６８】
第１の波長板１４では、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λbを有する光に対して発生する位相差は０°であるため、ＢＤ光ビームの偏光状態は変わらず、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を保ち、第２の波長板１５へ入射する。
【００６９】
第２の波長板１５は、ＢＤ光ビームの波長λbを有する光に対して、９０°あるいは２７０°の位相差を発生させる。また、第２の波長板１５を構成する光学異方性を有する結晶軸がＸＹ平面上においてＢＤ光ビームの偏光方向（Ｘ軸に沿った方向）に対して４５°の角度を持って配置されているため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは円偏光に変換され、第１のミラー１６へ入射する。
【００７０】
第１のミラー１６は、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長の光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは第１のミラー１６を透過し、色収差補正素子１１３を通過し、第２のミラー１１１で反射され、第２の対物レンズ１１４で集光されてＢＤ１１へ照射され、光スポットを結ぶ。なお、色収差補正素子１１３は、第２の対物レンズ１１４で発生する軸上色収差を補正するために用いられる。
【００７１】
さらに、ＢＤ１１により反射されたＢＤ光ビーム１０２ｂは、再び第２の対物レンズ１１４を通過し、第２のミラー１１１で反射され、色収差補正素子１１３、第１のミラー１６を通過し、第２の波長板１５でＢＤ１１に向かう光ビームと直交するＹ軸に沿った方向の直線偏光に変換される。直線偏光に変換されたＢＤ光ビーム１０２ｂは、偏光状態を保ったまま第１の波長板１４を透過し、コリメートレンズ１０５、偏光ビームスプリッタ（図１（ｂ））を透過し、偏光ビームスプリッタ１３へ入射する。
【００７２】
偏光ビームスプリッタ１３は、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長の光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは偏光ビームスプリッタ１３を透過し、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号を得る。
【００７３】
また、第３の光源１００ｃから出射されたＣＤ光ビーム１０１ｃは、図中Ｚ軸に沿った方向に偏光された直線偏光であり、偏光ビームスプリッタ１３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１３へ入射したＣＤ光ビーム１０１ｃは、偏光ビームスプリッタ１３を反射する光ビームと、透過する光ビームとに分離される。偏光ビームスプリッタ１３で反射したＣＤ光ビーム１０１ｃは、その偏光方向はＸ軸に沿った方向となり、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。
【００７４】
偏光ビームスプリッタ１０４は、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長の光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＣＤ光ビーム１０１ｃは偏光ビームスプリッタ１０４を通過し、コリメートレンズ１０５（図１（ａ））へ入射して平行光となり、第１の波長板１４へ入射する。
【００７５】
第１の波長板１４では、ＣＤ光ビームの波長λcを有する光ビームに対して発生する位相差は０°であるため、ＣＤ光ビームの偏光状態は変わらず、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を保ち、第２の波長板１５へ入射する。
【００７６】
第２の波長板１５においても、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光ビームに対して発生する位相差は０°であるため、ＣＤ光ビーム１０１ｃの偏光状態は変わらず、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を保ち、第１のミラー１６へ入射する。
【００７７】
第１のミラー１６は、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長の光ビームを反射させる特性を有する。このため、ＣＤ光ビーム１０１ｃは第１のミラー１６によって反射され、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を保ち、第１の対物レンズ１０８で集光されてＣＤ１２へ照射され、光スポットを結ぶ。
【００７８】
さらに、ＣＤ１２により反射されたＣＤ光ビーム１０１ｃは、再び第１の対物レンズ１０８を通過し、第１のミラー１６で反射され、第２の波長板１５、第１の波長板１４をＸ軸に沿った方向に偏光方向を保ち通過する。そして、コリメートレンズ１０５を通過し、偏光ビームスプリッタ１０４（図１（ｂ））を透過し、偏光ビームスプリッタ１３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１３へ入射したＣＤ光ビーム１０１ｃは、偏光ビームスプリッタ１３を反射する光ビームと、透過する光ビームとに分離される。偏光ビームスプリッタ１３を透過するＣＤ光ビーム１０１ｃは、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号を得る。
【００７９】
ここで、ＣＤ１２の基板が大きな複屈折性を有する場合においても、ＣＤ１２へ入射するＣＤ光ビーム１０１ｃがＸ軸あるいはＺ軸に沿った方向に偏光方向を有する直線偏光であるとき、ＣＤ光ビーム１０１ｃには位相差が発生しない。
【００８０】
従って、ＣＤ１２へ入射するＣＤ光ビーム１０１ｃは、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を有する直線偏光であるため、ＣＤ１２の基板が大きな複屈折性を有する場合においても、ＣＤ光ビーム１０１ｃには位相差が発生せず、ＣＤ１２へ入射し、反射されたＣＤ光ビーム１０１ｃはＸ軸に沿った方向に偏光方向を有する直線偏光となる。
【００８１】
そのため、この場合も、偏光ビームスプリッタ１３を透過するＣＤ光ビーム１０１ｃの割合は、ＣＤ１２の基板が複屈折性を有さない場合と変わらず、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射する光ビーム１０１ｃは変わらない。
【００８２】
従って、ＣＤ１２の複屈折量に関わらず光検出器１２１へ入射するＣＤ光ビーム１０１ｃは変化しないため、良好な品質の信号を得ることができ、良好な記録再生性能が得られる。
【００８３】
以上のような構成をとることにより、ＢＤ／ＤＶＤの記録再生のために光源からの光ビームの十分な利用効率を確保し、低反射率ディスクからの反射光を効率よく光検出器に導くことが可能な偏光光学系を実現できる。また、複屈折性を有するＣＤに対しても、良好な品質の信号を得ることができる。そして、これらの特徴を実現しながら、光学系の高さ方向に配置する光学部材を対物レンズのみとすることで、図１（ａ）中に両矢印で示した高さＨ’を低減することが可能となる。これらの特徴により、良好な記録再生性能を有する薄型で小型の光ピックアップ装置を実現することができる。
【００８４】
なお、本実施の形態における光ピックアップ装置１の光学系の構成は一例であり、これに限定されない。例えば、第１の波長板１４が偏光ビームスプリッタ１０４とコリメートレンズ１０５との間に配置されていてもよく、光学系の構成は本実施の形態に限定されるものではない。
【００８５】
また、本実施の形態における光ピックアップ装置１においては、第１の波長板１４および第２の波長板１５の２枚の波長板を通過することで発生する位相差を、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λd、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λbを有する光ビームに対しては９０°あるいは２７０°となるように、且つ、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光ビームに対しては０°となるよう設定する。例えば、第１の波長板１４が、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λdを有する光ビームに対しては位相差９０°あるいは２７０°となるように、且つ、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λb、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光ビームに対しては位相差０°となるように設定する。そして同時に、第２の波長板１５を、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λd、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光ビームに対しては位相差０°となるように、且つ、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λbを有する光ビームに対しては位相差が９０°あるいは２７０°となるように設定する。なお、本発明はこの組み合わせには限定されず、同じ位相差が得られるのであれば、他の組み合わせでもよい。
【００８６】
例えば、第１の波長板１４でＤＶＤ光ビームに対して発生する位相差が９０°あるいは２７０°以外となる場合においても、ＤＶＤ光ビームに対して第２の波長板１５で発生する位相差を所望の値に設定することによって、ＤＶＤ光ビームに対して第１の波長板１４および第２の波長板１５を通過したときに発生する合計の位相差が９０°あるいは２７０°となるように設定することも可能である。
【００８７】
同様に、ＢＤ光ビーム、ＣＤ光ビームに対しても設定可能である。この場合、３つの波長に対して第１の波長板１４の結晶の厚さｄ1、第２の波長板１５の結晶の厚さｄ2に対して、より多くの組み合わせが考えられるため、設計の自由度が増加する。
【００８８】
さらに、上述した構成において、第１の波長板１４の結晶軸と第２の波長板１５の結晶軸とを互いに直交させてもよい。
【００８９】
ここで、本実施の形態における光ピックアップ装置においては、第１の波長板１４は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λdを有する光ビームに対しては位相差９０°あるいは２７０°、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λb、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光に対しては位相差０°となるように結晶の厚さｄ1が設定されている。これは、例えば、λb＝４０５ｎｍ、λd＝６６０ｎｍ、λc＝７９５ｎｍ、第１の波長板１４を構成する結晶における屈折率差をそれぞれλbでの屈折率差Δｎλb、λdでの屈折率差Δｎλd、λcでの屈折率差Δｎλcとし、Δｎλb＝Δｎλd＝Δｎλc＝０．０１として、結晶の厚さｄ1を８２．５μｍに設定し、レタデーションΓ1を８２５ｎｍとすることで実現できる。
【００９０】
ところが、一般に、水晶を８２．５μｍの厚さに精度よく加工することは困難、または高コストとなり、さらに波長板に剛性を持たせるために結晶を挟持するための部材などが必要となり、低コストな波長板を作製することができない。
【００９１】
そのため、波長板のレタデーションΓ1として、
Γ1＝λd×（ｎ±１／４）    （ｎ＝１、２、３・・・）    （式４）
において、ｎとして大きい値を用いて、必要な結晶の厚さを加工可能な程度にすることが必要である。例えば、ｎ＝４、λd＝６６０ｎｍとして、波長板のレタデーションΓ1＝６６０×（４−１／４）＝２４７５ｎｍと設定すると、必要な水晶の結晶の厚さは２４８μｍとなり、加工が容易な厚さに設定することができる。さらにｎを増すことにより、結晶の厚さを増加することができるため、加工性が向上し波長板を低コストで作製することが可能となる。
【００９２】
同様に、第２の波長板１５は、波長λdを有するＤＶＤ光ビーム１０１ｄに対して第２の波長板１５で発生する位相差が０°となるように設定されているため、第２の波長板１５のレタデーションΓ2は、
Γ2＝λd×ｍ    （ｍ＝１、２、３・・・）    （式５）
となるように、その厚さが設定されている。
【００９３】
例えば、ｍ＝６、λd＝６６０ｎｍとして、波長板のレタデーションΓ2＝６６０×６＝３９６０ｎｍと設定すると、必要な水晶の結晶の厚さは３９６μｍとなる。
【００９４】
ところが、一般に周囲温度や光源から出射される光ビームの強度が変動した場合、光ビームの波長が変動することが知られており、ＤＶＤ光ビームの波長λdが変動してλd’となった場合、（式４）より、波長λdのＤＶＤ光ビームに対して発生する位相差が９０°あるいは２７０°となるように設定された第１の波長板１４は、波長λd’のＤＶＤ光ビームに対しては発生する位相差が９０°あるいは２７０°からある誤差を持つことになる。
【００９５】
同様に、このとき第２の波長板１５に対しても発生する位相差が０°からある誤差を持つ。
【００９６】
ここで、第１の波長板１４が波長λd’を有するＤＶＤ光ビームに対して発生する位相差を９０°あるいは２７０°とするための理想的なレタデーションΓ1’は、
Γ1’＝λd’×（ｎ±１／４）    （式６）
であり、第２の波長板１５が波長λd’を有するＤＶＤ光ビームに対して発生する位相差を０°とするための理想的なレタデーションΓ2’は、
Γ2’＝λd’×ｍ    （式７）
である。このとき第１および第２の波長板で発生する位相差の誤差に相当するレタデーション誤差ΔΓ1、ΔΓ2は、（式４）から（式８）によりそれぞれ、
ΔΓ1＝Γ1−Γ1’
＝λd×（ｎ±１／４）−λd’×（ｎ±１／４）
＝（λd−λd’）×（ｎ±１／４）                （式８）
ΔΓ2＝Γ2−Γ2’
＝λd×ｍ−λd’×ｍ
＝（λd−λd’）×ｍ                            （式９）
となる。結果として、波長λd’を有するＤＶＤ光ビームが第１の波長板１４、第２の波長板１５を通過することにより発生する合計の位相差誤差に相当するレタデーション誤差ΔΓdは、
ΔΓd＝ΔΓ1−ΔΓ2
＝（λd−λd’）×（ｎ＋ｍ±１／４）            （式１０）
となる。
【００９７】
従って、第１の波長板１４においてはΔΓ1に相当する位相差の誤差により、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは円偏光から乖離した楕円偏光となってしまう。さらに第２の波長板１５においては、さらにΔΓ2に相当する位相差の誤差が追加された楕円偏光となる。
【００９８】
さらに、ＤＶＤ１０に入射し、反射されて再び第２の波長板１５へ入射するＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、再びΔΓ2に相当する位相差の誤差が発生した楕円偏光となり、第１の波長板１４に入射する。第１の波長板１４においても再びΔΓ1に相当する位相差の誤差が発生し、Ｙ軸に沿った方向の直線偏光から乖離した楕円偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。
【００９９】
このとき、偏光ビームスプリッタ１３は、Ｙ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームは透過し、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームは反射する。楕円偏光であるＤＶＤ光ビームには、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を有して光検出器１２１へ向かわない成分が存在するため、光検出器１２１へ入射するＤＶＤ光ビーム１０１ｄの光量が減少する。従って、ＤＶＤ１０を記録再生するために必要な光量が得られず、記録再生性能が悪化してしまう。
【０１００】
特に、（式１０）によれば、第１および第２の波長板の加工性を得るために厚さを増やす、すなわちｎ、ｍを大きくすると、レタデーション誤差ΔΓdは大きくなる。そのため、第１、第２の波長板を往復で通過する際に発生する位相差の誤差はより大きくなり、光検出器１２１へ向かう成分はより減少するため、光検出器１２１で得られる光量がさらに減少し、記録再生性能が更に悪化する。
【０１０１】
この課題を解決するために、本実施の形態では、図２のように、第１の波長板１４の結晶軸と第２の波長板１５の結晶軸とを直交させて配置する。
【０１０２】
図２は、第１の光源１００ｄから出射されてＤＶＤ１０へ向かうＤＶＤ光ビーム１０１ｄが波長板に入射する方向から見た波長板の結晶軸を示す平面図である。図２において、第１の波長板１４の結晶軸（図中太実線矢印にて図示）を、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの偏光方向（Ｘ軸に沿った方向：図中波線矢印で示す）に対してＸＹ平面上において反時計周りに４５°の方向に設定する。また、第２の波長板１５の結晶軸（図中太実線矢印にて図示）を、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの偏光方向（Ｘ軸に沿った方向：図中波線矢印で示す）に対してＸＹ平面上において時計周りに４５°の方向に設定する。
【０１０３】
ここで、第２の波長板１５は、波長λdを有するＤＶＤ光ビーム１０１ｄに対して第２の波長板１５で発生する位相差が０°となるように設定されており、第１の波長板１４と第２の波長板１５の結晶軸は互いに直交しているため、第１の波長板１４で発生する位相差と第２の波長板１５で発生する位相差は逆極性となり、第２の波長板のレタデーションΓ2は、
Γ2＝−λd×ｍ    （ｍ＝１、２、３・・・）    （式１１）
となる。
【０１０４】
一方で、第２の波長板１５が波長λd’を有するＤＶＤ光ビームに対して発生する位相差を０°とするための理想的なレタデーションΓ2’は、
Γ2’＝−λd×ｍ        （式１２）
となる。このとき第２の波長板１５で発生する位相差の誤差に相当するレタデーション誤差ΔΓ2は、
ΔΓ2＝Γ2−Γ2’
＝−λd×ｍ−（−λd’×ｍ）
＝−（λd−λd’）×ｍ                        （式１３）
となる。結果として、波長λd’を有するＤＶＤ光ビームが第１の波長板、第２の波長板を通過することにより発生する合計の位相差誤差に相当するレタデーション誤差ΔΓdは、
ΔΓd＝ΔΓ1＋ΔΓ2
＝（λd−λd’）×（ｎ−ｍ±１／４）            （式１４）
となる。
【０１０５】
従って、（式１４）によると、（ｎ−ｍ）が小さくなるようにｎ、ｍの値をそれぞれ選択することにより、レタデーション誤差Γdを小さくすることができ、それに相当する位相差の誤差を低減することができる。なお、ｎ＝ｍとすることで、レタデーション誤差Γdを最小にすることができる。
【０１０６】
故に、波長板の低コスト化のために結晶厚さを大きく、すなわちｎ、ｍの値を大きな値に設定したときに、ＤＶＤ光ビームの波長が変動した場合においても、所望の偏光状態からの乖離を小さくすることができるため、光検出器１２１へ入射する光量の減少量を低減し、ＤＶＤの記録再生性能の劣化を小さくすることが可能となる。
【０１０７】
なお、本構成は、偏光光学系におけるＢＤ光ビームに対しても有効であり、波長板として加工性が良好で低コストで作製可能な結晶厚さを用いながら、良好なＢＤの記録再生性能を実現することが可能となる。
【０１０８】
なお、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄにおいて波長板１４、１５で発生する位相差の総和がほぼ９０°の場合、光ディスクからの反射光のうち、偏光ビームスプリッタ１３で反射されて光源１００ｄの方向に向かう光はほとんどない。ところで、位相差を９０°から２０°程度ずらした７０°あるいは１１０°程度にして光源１００ｄへ向かう光を増やしてもよく、このように設定することで良好な再生性能が得られる場合があることが実験データとして得られている。これは、光源１００ｄへ向かう光がある程度存在することで、光源１００ｄから出射される光ビームと光ディスクで反射された光ビームとの間で干渉が発生し、光源１００ｄから出射される光ビームの揺らぎ（ノイズ）が小さくなるなどの理由によるものである。
【０１０９】
同様に、ＢＤ光ビーム１０２ｂにおいて波長板１４、１５で発生する位相差の総和がほぼ９０°の場合、光ディスクからの反射光のうち、偏光ビームスプリッタ１０４で反射されて光源１００ｂの方向に向かう光はほとんどない。そこで、位相差を９０°から２０°程度ずらした７０°あるいは１１０°程度にして光源１００ｂへ向かう光を増やしてもよく、このように設定することで同様に良好な再生性能が得られる場合があることが実験データとして得られている。
【０１１０】
同様に、位相差の総和を２７０°から２０°程度ずらした２５０°あるいは２９０°程度に設定してもよく、この場合も同様の効果が得られる。
【０１１１】
これらのことから、第１の波長板１４と第２の波長板１５において発生する位相差の総和は、ＤＶＤ光ビームおよびＢＤ光ビームに対しては、（２ｉ＋１）×９０°±２０°と表すことができる（ここで、ｉは整数である）。
【０１１２】
また、ＣＤ光ビームに対する位相差の総和は０°から±２０°程度ずれていてもよい。この例のような特性（ＢＤ、ＤＶＤに対する偏光性）を持つ偏光ビームスプリッタ１３は、ＣＤ光ビームについても偏光性をある程度持つ。このため、位相差の総和が０°から±２０°程度ずれると、偏光ビームスプリッタ１３を透過して光検出器へ入射するＣＤ光ビームの光量は変動するが、記録再生性能に与える影響は小さく、現実的には使用可能な範囲であることが実験データとして得られている。
【０１１３】
本実施の形態の説明で上述してきた構成をとることにより、光学系の高さＨ’を低減するとともに、低コストな波長板を用いながら、良好な記録再生性能を実現することが可能となり、光ピックアップ装置の薄型化、小型化を実現できる。
【０１１４】
また、第１の波長板１４と第２の波長板１５が一体化されていてもよい。この場合は、一体で剛性を持たせることができるために、より小さいｎ、ｍを用いて、それぞれの結晶厚さを小さくしても加工性良く波長板を作製することができる。このため、より低コストな波長板の実現に有利となり、低コストの光ピックアップ装置および光ディスク装置を実現することができる。
【０１１５】
また、リレーレンズ１１０（図１（ｂ））の代わりに、リレーレンズ１１０と色収差補正素子１１３とを一体化して配置してもよい。すなわち、リレーレンズ１１０と色収差補正素子１１３とを張り合わせて一体化してもよいし、またはリレーレンズ１１０と色収差補正素子１１３との機能をあわせ持つレンズを用いてもよい。このとき、図１において、第１のミラー１６と第２のミラー１１１との間に配置される光学部材を省くことが出来るため、第１のミラー１６と第２のミラー１１１との間の距離、および第１の対物レンズ１０８と第２の対物レンズ１１４との間の距離を削減することができる。これにより、光ピックアップ装置のさらなる小型化および低コスト化を実現することが可能となる。
【０１１６】
なお、本実施の形態における光ピックアップ装置１では、第１の光源１００ｄ、第３の光源１００ｃを共通パッケージに集積した光源モジュール１０１を用いる構成であったが、さらに第２の光源１００ｂも共通パッケージに集積されていてもよい。この場合は、ビームスプリッタ１０４を省くことができるため、光ピックアップ装置１のさらなる小型化、低コスト化に有利となる。
【０１１７】
（実施の形態２）
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施の形態２における光ピックアップ装置２を説明する。なお、実施の形態１の光ピックアップ装置１と同様の構成要素については同様の参照符号を付して、詳細な説明の繰り返しは省略する。
【０１１８】
図１と同様に、図３（ａ）はＸ方向から見た光ピックアップ装置２の光学系の模式図であり、図３（ｂ）はＹ方向から見た光ピックアップ装置２の光学系の模式図である。図３中、ＢＤ光ビーム１０２ｂは直線で表示し、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄを破線で表示し、ＣＤ光ビーム１０１ｃを２点鎖線で表示している。光ピックアップ装置２は、対物レンズを２つ備えた２レンズ方式の光ピックアップ装置であり、少なくとも３種類の光ディスクへ光ビームを集光させて、データの記録・再生を行うことができる。光ディスクの種類として、ここではＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤを例示して説明する。
【０１１９】
図３（ｂ）を参照して、光源モジュール１００には、ＤＶＤ／ＣＤの記録・再生するための２つの波長（６６０ｎｍ、７９０ｎｍ）の光ビームをそれぞれ出射する複数の光源が同一パッケージに集積されている。光源モジュール１００は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄを出射する第１の光源１００ｄと、ＣＤ光ビーム１０１ｃを出射する第３の光源１００ｃを搭載する。
【０１２０】
第１の光源１００ｄから出射されたＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、図中Ｚ軸に沿った方向に偏光された直線偏光であり、偏光ビームスプリッタ１３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１３の偏光膜は、第１の光源１００ｄから出射されるＤＶＤ光ビーム１０１ｄと同じ偏光方向（Ｚ軸に沿った方向）を有する光ビームを反射し、それと直交する（Ｙ軸に沿った方向）偏光方向を有する光ビームを透過させる特性を有する。ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは偏光ビームスプリッタ１３によって反射され、偏光方向はＸ軸に沿った方向となり、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。
【０１２１】
偏光ビームスプリッタ１０４は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長の光を透過させる特性を有するため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは偏光ビームスプリッタ１０４を通過し、コリメートレンズ１０５（図３（ａ））へ入射して平行光となり、第１の波長板２１へ入射する。
【０１２２】
ここで、第１の波長板２１で発生する位相差は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λdを有する光に対しては９０°あるいは２７０°、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光に対しては０°となるように、結晶の厚さｄ1が設定されている。
【０１２３】
例えば、λb＝４０５ｎｍ、λd＝６６０ｎｍ、λc＝７９５ｎｍ、第１の波長板１４を構成する結晶における屈折率差をそれぞれλbでの屈折率差Δｎλb、λdでの屈折率差Δｎλd、λcでの屈折率差Δｎλcとし、Δｎλb＝Δｎλd＝Δｎλc＝０．０１として、結晶の厚さｄ1を８２．５μｍに設定する。
【０１２４】
このとき、第１の波長板２１のレタデーションΓ1はΓ1＝８２５ｎｍとなり、
Γ1＝（１＋１／４）×λd  ≒  ２×λb  ≒  １×λc    （式１５）
が成り立つため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄに対して発生する位相差は９０°、ＢＤ光ビーム１０２ｂ、ＣＤ光ビーム１０１ｃに対して発生する位相差は０°となる。
【０１２５】
第１の波長板２１は、光学異方性を有する結晶軸がＸＹ平面上においてＤＶＤ光ビーム１０１ｄの偏光方向（Ｘ軸に沿った方向）に対して４５°の角度を持って配置されているため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは円偏光に変換され、第１のミラー１６へ入射する。
【０１２６】
第１のミラー１６は、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長の光ビームを反射させる特性を有しており、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは第１のミラー１６によって反射され、第１の対物レンズ１０８で集光されてＤＶＤ１０へ照射され、光スポットを結ぶ。
【０１２７】
ＤＶＤ１０により反射されたＤＶＤ光ビーム１０１ｄは、再び第１の対物レンズ１０８を通過し、第１のミラー１６で反射され、第１の波長板２１によりＤＶＤ１０に向かう光ビームと直交する方向（Ｙ軸に沿った方向）の直線偏光に変換される。そして、コリメートレンズ１０５を通過し、偏光ビームスプリッタ１０４（図３（ｂ））を透過して偏光ビームスプリッタ１３に入射する。偏光ビームスプリッタ１３は、Ｙ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを透過させる。このため、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄは偏光ビームスプリッタ１３を透過し、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号を得る。
【０１２８】
一方、レーザ光源１０２（図３（ｂ））に搭載された第２の光源１００ｂから出射されたＢＤ光ビーム１０２ｂは、Ｚ軸に沿った方向に偏光された直線偏光であり、リレーレンズ１１０を通過し、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。偏光ビームスプリッタ１０４の偏光膜は、第２の光源１００ｂから出射されるＢＤ光ビーム１０２ｂと同じ偏光方向（Ｚ軸に沿った方向）またはＸ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームは反射し、それと直交するＹ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは偏光ビームスプリッタ１０４で反射され、コリメートレンズ１０５へ入射して平行光となり、第１の波長板２１へ入射する。
【０１２９】
ここで、第１のミラー１６は、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長の光ビームを透過させる特性を有するため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは第１のミラー１６を透過し、第２の波長板２２へ入射する。
【０１３０】
ここで、ＢＤ光ビーム１０２ｂが第１の波長板２１および第２の波長板２２の２枚の波長板を通過することで発生する位相差が９０°あるいは２７０°となるように、第１および第２の波長板の結晶の厚さｄ1、ｄ2がそれぞれ設定されている。
【０１３１】
図３に示した本実施の形態における光ピックアップ装置２では、第１の波長板２１は（式１５）によれば、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λbを有する光に対して発生する位相差が０°となるように設定されている。また、第２の波長板２２は、発生する位相差が９０°あるいは２７０°となるように結晶の厚さｄ2が設定されている。
【０１３２】
例えば、λb＝４０５ｎｍ、第２の波長板２２を構成する結晶におけるλbでの屈折率差Δｎλbとし、Δｎλb＝０．０１として、結晶の厚さｄ1を９１．１μｍに設定する。
【０１３３】
このとき、第２の波長板２２のレタデーションΓ2はΓ2＝９１１ｎｍとなり、
Γ2＝（２＋１／４）×λb    （式１６）
が成り立つため、ＢＤ光ビーム１０２ｂに対して発生する位相差は９０°となる。
【０１３４】
さらに、第２の波長板２２において、構成する光学異方性を有する結晶軸がＸＹ平面上においてＢＤ光ビームの１０２ｂ偏光方向（Ｘ軸に沿った方向）に対して４５°の角度を持って配置されている。このため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは円偏光に変換され、色収差補正素子１１３を通過し、第２のミラー１１１で反射され、第２の対物レンズ１１４で集光されてＢＤ１１へ照射され、光スポットを結ぶ。なお、色収差補正素子１１３は、第２の対物レンズ１１４で発生する軸上色収差を補正するために用いられる。
【０１３５】
ＢＤ１１により反射されたＢＤ光ビーム１０２ｂは、再び第２の対物レンズ１１４を通過し、第２のミラー１１１で反射され、色収差補正素子１１３を通過し、第２の波長板２２によりＢＤ１１に向かう光ビームと直交するＹ軸に沿った方向の直線偏光に変換され、第１のミラー１６へ入射する。第１のミラー１６は、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長の光ビームを透過させる特性を有する。このため、ＢＤ光ビームは第１のミラー１６を透過し、コリメートレンズ１０５、偏光ビームスプリッタ１０４を透過し、偏光ビームスプリッタ１３へ入射する。
【０１３６】
偏光ビームスプリッタ１３は、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長の光ビームに対しては透過させる特性を有する。このため、ＢＤ光ビーム１０２ｂは偏光ビームスプリッタ１３を透過し、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号を得る。
【０１３７】
また、第３の光源１００ｃから出射されたＣＤ光ビーム１０１ｃは、図中Ｚ軸に沿った方向に偏光された直線偏光であり、偏光ビームスプリッタ１３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１３へ入射したＣＤ光ビーム１０１ｃは、偏光ビームスプリッタ１３を反射する光ビームと、透過する光ビームとに分離される。偏光ビームスプリッタ１３で反射したＣＤ光ビーム１０１ｃは、その偏光方向はＸ軸に沿った方向となり、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。
【０１３８】
偏光ビームスプリッタ１０４は、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長の光ビームを透過させる特性を有するため、ＣＤ光ビーム１０１ｃは偏光ビームスプリッタ１０４を通過し、コリメートレンズ１０５へ入射して平行光となり、第１の波長板２１へ入射する。
【０１３９】
第１の波長板２１では、ＣＤ光ビームの波長λcを有する光ビームに対して発生する位相差は０°であるため、ＣＤ光ビームの偏光状態は変わらず、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を保ち、第１のミラー１６へ入射する。
【０１４０】
第１のミラー１６は、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長の光ビームを反射させる特性を有する。このため、ＣＤ光ビーム１０１ｃは第１のミラー１６によって反射され、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を保ち、第１の対物レンズ１０８で集光されてＣＤ１２へ照射され、光スポットを結ぶ。
【０１４１】
さらに、ＣＤ１２により反射されたＣＤ光ビーム１０１ｃは、再び第１の対物レンズ１０８を通過し、第１のミラー１６で反射され、その偏光方向をＸ軸方向に保ったまま第１の波長板２１を通過し、コリメートレンズ１０５を通過し、偏光ビームスプリッタ１０４を透過し、偏光ビームスプリッタ１３へ入射する。偏光ビームスプリッタ１３の偏光膜の特性により、ＣＤ光ビーム１０１ｃは、偏光ビームスプリッタ１３を反射する光ビームと、透過する光ビームとに分離される。偏光ビームスプリッタ１３を透過するＣＤ光ビーム１０１ｃは、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号を得る。
【０１４２】
ここで、実施の形態１における光ピックアップ装置１と同様に、ＣＤ１２へ入射するＣＤ光ビーム１０１ｃはＸ軸に沿った方向に偏光方向を有する直線偏光である。このため、ＣＤ１２の基板が大きな複屈折性を有する場合においても、ＣＤ光ビーム１０１ｃには位相差が発生せず、ＣＤ１２へ入射し、反射されたＣＤ光ビーム１０１ｃは、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を有する直線偏光となる。
【０１４３】
そのため、この場合も、偏光ビームスプリッタ１３を透過するＣＤ光ビーム１０１ｃの割合は、ＣＤ１２の基板が複屈折性を有さない場合と変わらず、検出レンズ１２０を通り、光検出器１２１へ入射する光ビーム１０１ｃは変わらない。
【０１４４】
従って、ＣＤ１２の複屈折量に関わらず光検出器１２１へ入射するＣＤ光ビーム１０１ｃは変化しないため、良好な品質の信号を得ることができ、良好な記録再生性能が得られる。
【０１４５】
以上のような構成をとることにより、ＢＤ／ＤＶＤの記録再生のために光源からの光ビームの十分な利用効率を確保し、低反射率ディスクからの反射光を効率よく光検出器に導くことが可能な偏光光学系を実現できる。また、複屈折性を有するＣＤに対しても、良好な品質の信号を得ることができる。そして、それらの特徴を実現しながら、光学系の高さ方向に配置する光学部材を対物レンズのみとすることで、図３（ａ）中に両矢印で示した高さＨ’’を低減することが可能となる。これらの特徴により、良好な記録再生性能を有する薄型で小型の光ピックアップ装置を実現することができる。
【０１４６】
本実施の形態における光ピックアップ装置２においては、第１の波長板２１で発生する位相差を、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λdを有する光に対しては９０°あるいは２７０°、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光に対して０°となるように設定する。また、ＢＤ光ビーム１０２ｂが第１の波長板２１および第２の波長板２２の２枚の波長板を通過することで発生する位相差を９０°あるいは２７０°となるように設定するために、第１の波長板２１が、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λdを有する光ビームに対しては位相差９０°あるいは２７０°、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λb、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光ビームに対しては位相差０°となるように設定する。そして、第２の波長板１５を、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λbを有する光ビームに対しては位相差が９０°あるいは２７０°となるように設定する。なお、本発明はこの組み合わせには限定されず、同じ位相差が得られるのであれば、他の組み合わせでもよい。
【０１４７】
例えば、第１の波長板２１においてＢＤ光ビームに対して発生する位相差が０°以外になる場合においても、ＢＤ光ビームに対して第２の波長板２２で発生する位相差を所望の値に設定することによって、ＢＤ光ビームに対して第１の波長板および第２の波長板を通過したときに発生する合計の位相差が９０°あるいは２７０°となるように設定することも可能である。
【０１４８】
この場合、第１の波長板２１においてはＤＶＤ光ビーム１０１ｄおよびＣＤ光ビーム１０１ｃに対して所望の位相差が発生するように結晶の厚さｄ1を設定する。そして、その厚さｄ1に設定された第１の波長板２１においてＢＤ光ビーム１０２ｂに発生する位相差と、第２の波長板２２で発生する位相差との合計が所望の値となるように、第２の波長板２２の結晶の厚さｄ2を設定する。このような構成では、結晶の厚さｄ1、ｄ2のより多くの組み合わせが考えられるため、設計の自由度が増加する。
【０１４９】
さらに、第２の波長板２２はＢＤ光ビーム１０２ｂのみ通過することから、第２の波長板２２の結晶の厚さｄ2を設定する際には、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄおよびＣＤ光ビーム１０１ｃのことは考慮しなくてもよい。このため、ＢＤ光ビームで発生する位相差をより厳密に設定することができる。このため、ＢＤ光ビームをより理想的な偏光状態に設定することが容易となり、往復路の光ビームの利用効率が向上し、良好なＢＤの記録再生性能を実現できる。
【０１５０】
また、上述した構成において、第１の波長板２１の結晶軸と第２の波長板２２の結晶軸とを互いに直交させてもよい。
【０１５１】
ここで、本実施の形態における光ピックアップ装置においては、第１の波長板２１は、ＢＤ光ビーム１０２ｂの波長λb、ＣＤ光ビーム１０１ｃの波長λcを有する光ビームに対しては位相差０°、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄの波長λdを有する光ビームに対しては位相差９０°あるいは２７０°となるように結晶の厚さｄ1が設定されている。これは、例えば、λb＝４０５ｎｍ、λd＝６６０ｎｍ、λc＝７９５ｎｍ、第１の波長板２１を構成する結晶における屈折率差をそれぞれλbでの屈折率差Δｎλb、λdでの屈折率差Δｎλd、λcでの屈折率差Δｎλcとし、Δｎλb＝Δｎλd＝Δｎλc＝０．０１として、結晶の厚さｄ1を８２．５μｍに設定し、レタデーションΓ1を８２５ｎｍとすることで実現できる。
【０１５２】
ところが、一般に、水晶を８２．５μｍの厚さに精度よく加工することは困難、または高コストとなり、さらに波長板に剛性を持たせるために結晶を挟持するための部材などが必要となり、低コストな波長板を作製することができない。
【０１５３】
そのため、波長板のレタデーションΓ1として、
Γ1＝λb×Ｎ    （Ｎ＝１、２、３・・・）    （式１７）
において、Ｎとして大きい値を用いて、必要な結晶の厚さを加工可能な程度にすることが必要である。例えば、Ｎ＝６、λb＝４０５ｎｍとして、波長板のレタデーションΓ1＝４０５×６＝２４３０ｎｍと設定すると、必要な水晶の結晶の厚さは２４３μｍとなり、加工が容易な厚さに設定することができる。さらにｎを増すことにより、結晶の厚さを増加することができるため、加工性が向上し波長板を低コストで作製することが可能となる。
【０１５４】
同様に、第２の波長板２２は、波長λbを有するＢＤ光ビーム１０２ｂに対して発生する位相差が９０°あるいは２７０°となるように設定されているため、第２の波長板２２のレタデーションΓ2は、
Γ2＝λb×（Ｍ±１／４）    （Ｍ＝１、２、３・・・）    （式１８）
となるように、その厚さが設定されている。
【０１５５】
例えば、Ｍ＝６、λb＝４０５ｎｍとして、波長板のレタデーションΓ2＝４０５×（６＋１／４）＝２５３０ｎｍと設定すると、必要な水晶の結晶の厚さは２５３μｍとなる。
【０１５６】
ところが、一般に周囲温度や光源から出射される光ビームの強度が変動した場合、光ビームの波長が変動することが知られており、ＢＤ光ビームの波長λbが変動してλb’となった場合、（式１７）より、波長λbのＢＤ光ビームに対して発生する位相差が０°となるように設定された第１の波長板２１は、波長λb’のＢＤ光ビームに対しては発生する位相差が０°からある誤差を持つことになる。
【０１５７】
同様に、このとき第２の波長板２２に対しても発生する位相差が９０°あるいは２７０°からある誤差を持つ。
【０１５８】
ここで、第１の波長板２１が波長λb’を有するＢＤ光ビームに対して発生する位相差を０°とするための理想的なレタデーションΓ1’は
Γ1’＝λb’×Ｎ    （式１９）
であり、第２の波長板２２が波長λb’を有するＢＤ光ビームに対して発生する位相差を９０°あるいは２７０°とするための理想的なレタデーションΓ2’は、
Γ2’＝λb’×（Ｍ±１／４）    （式２０）
である。このとき第１および第２の波長板で発生する位相差の誤差に相当するレタデーション誤差ΔΓ1、ΔΓ2は（式１７）から（式２０）によりそれぞれ、
ΔΓ1＝Γ1−Γ1’
＝λb×Ｎ−λb’×Ｎ
＝（λb−λb’）×Ｎ                        （式２１）
ΔΓ2＝Γ2−Γ2’
＝λb×（Ｍ±１／４）−λb’×（Ｍ±１／４）
＝（λb−λb’）×（Ｍ±１／４）            （式２２）
となる。結果として、波長λb’を有するＢＤ光ビームが第１の波長板２１、第２の波長板２２を通過することにより発生する合計の位相差誤差に相当するレタデーション誤差ΔΓbは、
ΔΓb＝Γ1＋Γ2
＝（λb−λb’）×（Ｎ＋Ｍ±１／４）        （式２３）
となる。
【０１５９】
従って、第１の波長板２１においてはΔΓ1に相当する位相差の誤差により、ＢＤ光ビーム１０２ｂはＸ軸に沿った方向の直線偏光から楕円偏光となる。さらに楕円偏光にて入射する第２の波長板２２においてはさらにΔΓ2に相当する位相差の誤差が追加され、円偏光から乖離した楕円偏光に変換されることになる。
【０１６０】
さらに、ＢＤ１１に入射し、反射されて再び第２の波長板２２へ入射するＢＤ光ビーム１０２ｂは、再びΔΓ2に相当する位相差により、Ｙ軸に沿った方向の直線偏光から乖離した楕円偏光に変換され、第１のミラー１６を通過し、第１の波長板２１に入射する。第１の波長板２１においてはΔΓ1に相当する位相差の誤差により、さらにＹ軸に沿った方向の直線偏光から乖離した楕円偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１０４へ入射する。
【０１６１】
このとき、偏光ビームスプリッタ１０４は、Ｙ軸に沿った方向に偏光方向を有する光は透過し、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を有する光ビームは反射する。楕円偏光に変換されたＢＤ光ビームには、Ｘ軸に沿った方向に偏光方向を有して光検出器１２１へ向かわない成分が存在するため、光検出器１２１で検出されるＢＤ光ビーム１０２ｂの光量が減少する。従って、ＢＤ１１を記録再生するために必要な光量が得られず、記録再生性能が悪化してしまう。
【０１６２】
特に、（式２３）によれば、第１および第２の波長板の加工性を得るために厚さを増やす、すなわちＮ、Ｍを大きくすると、レタデーション誤差ΔΓbは大きくなる。そのため、第１、第２の波長板を往復で通過する際に発生する位相差の誤差はより大きくなり、光検出器１２１へ向かう成分はより減少するため、光検出器１２１で得られる光量がさらに減少し、記録再生性能が更に悪化する。
【０１６３】
この課題を解決するために、本実施の形態では、図４のように、第１の波長板２１の結晶軸と第２の波長板２２の結晶軸とを直交させて配置する。
【０１６４】
図４は、第２の光源１００ｂから出射されてＢＤ１１へ向かうＢＤ光ビーム１０２ｂが波長板に入射する方向から見た波長板の結晶軸を示す平面図である。図４において、第１の波長板２１の結晶軸（図中太実線矢印にて図示）を、ＢＤ光ビーム１０２ｂの偏光方向（Ｘ軸に沿った方向：図中波線矢印で示す）に対してＸＹ平面上において反時計周りに４５°の方向に設定する。また、第２の波長板２２の結晶軸（図中太実線矢印にて図示）を、ＢＤ光ビーム１０２ｂの偏光方向（Ｘ軸に沿った方向：図中波線矢印で示す）に対してＸＹ平面上において時計周りに４５°の方向に設定する。
【０１６５】
ここで、第２の波長板２２は、波長λbを有するＢＤ光ビーム１０２ｂに対して第２の波長板２２で発生する位相差が９０°あるいは２７０°となるように設定されており、第１の波長板２１と第２の波長板２２の結晶軸は互いに直交しているため、第１の波長板１４で発生する位相差と第２の波長板２２で発生する位相差は逆極性となり、第２の波長板のレタデーションΓ2は、
Γ2＝−λb×（Ｍ±１／４）    （Ｍ＝１、２、３・・・）    （式２４）
となる。
【０１６６】
一方で、第２の波長板２２が波長λb’を有するＢＤ光ビームに対して発生する位相差を９０°あるいは２７０°とするための理想的なレタデーションΓ2’は、
Γ2’＝−λb’×（Ｍ±１／４）    （式２５）
となる。このとき第２の波長板２２で発生する位相差の誤差に相当するレタデーション誤差ΔΓ2は、
ΔΓ2＝Γ2−Γ2’
＝−λb×（Ｍ±１／４）−｛−λb’×（Ｍ±１／４）｝
＝−（λb−λb’）×（Ｍ±１／４）                  （式２６）
となる。結果として、波長λb’を有するＢＤ光ビームが第１の波長板、第２の波長板を通過することにより発生する合計の位相差誤差に相当するレタデーション誤差ΔΓbは、
ΔΓb＝ΔΓ1＋ΔΓ2
＝−（λb−λb’）×（Ｎ−Ｍ±１／４）              （式２７）
となる。
【０１６７】
従って、（式２７）によると、（Ｎ−Ｍ）が小さくなるようなＮ、Ｍの値をそれぞれ選択することにより、レタデーション誤差Γbを小さくすることができ、それに相当する位相差の誤差を低減することができる。
【０１６８】
故に、波長板の低コスト化のために結晶の厚さを大きく、すなわちＮ、Ｍの値を大きな値に設定したときに、ＢＤ光ビームの波長が変動した場合においても、所望の偏光状態からの乖離を小さくすることができるため、光検出器１２１へ入射する光量の減少量を低減し、ＢＤの記録再生性能の劣化を小さくすることが可能となる。なお、Ｎ＝Ｍとすることで、レタデーション誤差Γbを最小にすることができる。
【０１６９】
なお、ＤＶＤ光ビーム１０１ｄにおいて波長板２１で発生する位相差がほぼ９０°の場合、光ディスクからの反射光のうち、偏光ビームスプリッタ１３で反射されて光源１００ｄの方向に向かう光はほとんどない。そこで、位相差を９０°から２０°程度ずらした７０°あるいは１１０°程度にして光源１００ｄへ向かう光を増やしてもよく、このように設定することで良好な再生性能が得られる場合があることが実験データとして得られている。
【０１７０】
同様に、ＢＤ光ビーム１０２ｂにおいて波長板２１、２２で発生する位相差の総和がほぼ９０°の場合、光ディスクからの反射光のうち、偏光ビームスプリッタ１０４で反射されて光源１００ｂの方向に向かう光はほとんどない。そこで、位相差を９０°から２０°程度ずらした７０°あるいは１１０°程度にして光源１００ｂへ向かう光を増やしてもよく、このように設定することで同様に良好な再生性能が得られる場合があることが実験データとして得られている。
【０１７１】
同様に、位相差または位相差の総和を、２７０°から２０°程度ずらした２５０°あるいは２９０°程度に設定してもよく、この場合も同様の効果が得られる。
【０１７２】
これらのことから、第１の波長板２１においてＤＶＤ光ビームに発生する位相差は、（２ｉ＋１）×９０°±２０°と表すことができる（ここで、ｉは整数である）。また、第１の波長板２１と第２の波長板２２においてＢＤ光ビームに発生する位相差の総和は、（２ｉ＋１）×９０°±２０°と表すことができる。
【０１７３】
また、第１の波長板２１においてＣＤ光ビームに発生する位相差は０°から±２０°程度ずれていてもよい。この例のような特性（ＢＤ、ＤＶＤに対する偏光性）を持つ偏光ビームスプリッタ１３は、ＣＤ光ビームについても偏光性をある程度持つ。このため、位相差の総和が０°から±２０°程度ずれると、偏光ビームスプリッタ１３を透過して光検出器へ入射するＣＤ光ビームの光量は変動するが、記録再生性能に与える影響は小さく、現実的には使用可能な範囲であることが実験データとして得られている。
【０１７４】
本実施の形態の説明で上述してきた構成をとることにより、光学系の高さＨ’’を低減するとともに、低コストな波長板を用いながら、良好な記録再生性能を実現することが可能となり、光ピックアップ装置の薄型化、小型化を実現できる。
【０１７５】
なお、本実施の形態における光ピックアップ装置２の光学系の構成は一例である。例えば、第１の波長板２１が偏光ビームスプリッタ１０４とコリメートレンズ１０５との間に配置されていてもよく、光学系の構成は本実施の形態に限定されるものではない。
【０１７６】
さらに、リレーレンズ１１０（図３（ｂ））の代わりに、リレーレンズ１１０と色収差補正素子１１３とを一体化して配置してもよい。すなわち、リレーレンズ１１０と色収差補正素子１１３とを張り合わせて一体化してもよいし、またはリレーレンズ１１０と色収差補正素子１１３との機能をあわせ持つレンズを用いてもよい。このとき、図３において、第１のミラー１６と第２のミラー１１１との間に配置される光学部材が第２の波長板２２のみとなるため、第１のミラー１６と第２のミラー１１１との間の距離、および第１の対物レンズ１０８と第２の対物レンズ１１４との間の距離を低減することができる。これにより、光ピックアップ装置のさらなる小型化および低コスト化を実現することが可能となる。
【０１７７】
また、本実施の形態における光ピックアップ装置２では、第１の光源１００ｄ、第３の光源１００ｃを共通パッケージに集積した光源モジュール１０１を用いる構成であったが、さらに第２の光源１００ｂも共通パッケージに集積されていてもよい。この場合は、ビームスプリッタ１０４を省くことができるため、光ピックアップ装置のさらなる小型化、低コスト化に有利となる。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
以上のように、本発明にかかる光ピックアップ装置および光ディスク装置は、レーザ光源を用いて情報記録媒体に対して情報を光学的に記録あるいは再生する装置として有用である。
【符号の説明】
【０１７９】
１    光ピックアップ装置
２    光ピックアップ装置
１０    ＤＶＤ
１１    ＢＤ
１２    ＣＤ
１３    偏光ビームスプリッタ
１４    第１の波長板
１５    第２の波長板
１６    第１のミラー
２１    第１の波長板
２２    第２の波長板
１００    光源モジュール
１００ｂ    第２の光源
１００ｃ    第３の光源
１００ｄ    第１の光源
１０１ｃ    ＣＤ光ビーム
１０１ｄ    ＤＶＤ光ビーム
１０２    レーザ光源
１０２ｂ    ＢＤ光ビーム
１０３    偏光ビームスプリッタ
１０４    偏光ビームスプリッタ
１０５    コリメートレンズ
１０６    第１のミラー
１０７    第１の波長板
１０８    第１の対物レンズ
１１０    リレーレンズ
１１１    第２のミラー
１１２    第２の波長板
１１３    色収差補正素子
１１４    第２の対物レンズ
１２０    検出レンズ
１２１    光検出器
【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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