(57)【要約】【課題】光ディスクの半径方向における複屈折量の変化を考慮しつつ、複屈折の影響を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】光ピックアップにおいて、予め定められた波長を有する光の直交する２つの偏光成分の間に所望の光路差を与える波長板において、通過した光を、光学的に異方性を有する対象物に照射するための波長板であって、対象物の光学的異方性に基づく複屈折量に応じて、所望の光路差を補正した光路差を、実際の光路差として２つの偏光成分の間に与えることを特徴とする波長板を用いる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた波長を有する光の直交する２つの偏光成分の間に所望の光路差を与える波長板において、
通過した光を、光学的に異方性を有する対象物に照射するための波長板であって、
前記対象物の光学的異方性に基づく複屈折量に応じて、前記所望の光路差を補正した光路差を、実際の光路差として前記２つの偏光成分の間に与える
ことを特徴とする波長板。
【請求項２】
請求項１に記載の波長板において、
前記対象物は、光を照射する位置に応じて異なる複屈折量を有し、
前記複屈折量の変化に応じて前記所望の光路差を補正した前記実際の光路差を与える
ことを特徴とする波長板。
【請求項３】
請求項１に記載の波長板において、前記対象物は光ディスクであって、前記光ディスクは半径位置に応じて異なる複屈折量を有することを特徴とする波長板。
【請求項４】
請求項３に記載の波長板において、前記所望の光路差は前記光の４分の１波長、即ちＬとし、前記光ディスクの内周側及び外周側の複屈折量をそれぞれＸ及びＹとし、前記実際の光路差をＬ’とするとき、
Ｌ’＝Ｌ−（Ｘ＋Ｙ）／４
により定めた前記実際の光路差Ｌ’を前記２つの偏光成分の間に与えることを特徴とする波長板。
【請求項５】
請求項３に記載の波長板において、前記光ディスクの透明基板はポリカーボネートからなることを特徴とする波長板。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の波長板を備え、光ディスクを前記対象物とする光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク装置に関し、特に、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ）等の光学的記録媒体、所謂光ディスクの記録・再生を行なう光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップにおいて、効率よく半導体レーザーからの出射光を利用するため、一般に偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）及び１／４波長板（ＱＷＰ）が用いられている。１／４波長板とは、特定波長の直交する２つの偏光成分の間にλ／４の光路差（９０°の位相差）を与えるものである。また、偏光ビームスプリッターは、例えば、Ｐ偏光は全透過、Ｓ偏光は全反射などのようにレーザー光の偏光状態によって異なる特性を有している。一般的な光ピックアップでは、これらを組み合わせて半導体レーザーからの出射光を利用している。
【０００３】
図５を参照して偏光ビームスプリッター及び１／４波長板を備える光ピックアップ５０について説明する。半導体レーザー５１から直線偏光（Ｐ偏光）が出射され、回折格子５２、偏光ビームスプリッター５３を透過し、コリメートレンズ５４で平行光に変換される。その後、１／４波長板５５を通ることで直線偏光が円偏光になり、立ち上げミラー５６で９０°光路を折り曲げられ、対物レンズ５７で集光され、不図示の光ディスクに焦点を結ぶ。光ディスクからの反射光は、再び同じ経路を辿り、１／４波長板５５を通ることで円偏光が９０°方位を変換されて直線偏光（Ｓ偏光）となり、偏光ビームスプリッター５３で反射され、センサレンズ５８を通って受光素子（ＰＤＩＣ）５９に至る。尚、１／４波長板５５の結晶軸は半導体レーザー５１の偏光（Ｐ偏光）に対して４５°の角度を有する。
【０００４】
他方、光ピックアップからのレーザー光を反射する光ディスクについて見てみる。光ディスクの表層は一定の厚さ（ＣＤであれば１．２ｍｍ、ＤＶＤであれば０．６ｍｍ）の透明基板であり、この下層に情報信号を記録する信号面を有する。つまり信号面で反射する際にレーザー光は透明基板を往復する。耐衝撃性、耐熱性、射出成形時の寸法安定性などに優れ、しかも廉価であるという長所を有するため、光ディスクの透明基板としてはポリカーボネイトが一般的に用いられている。
【０００５】
ところで、ポリカーボネートは光学的に異方性を有する。従って、一般的な光ディスクの透明基板は、光学的異方性により複屈折を起こす。光ディスクで複屈折が起きると、受光素子への戻り光量が減少し、レーザーへの戻り光量が増加するので、記録再生が不安定になり、その結果、信号特性が劣化する原因になっているという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決する技術としては、集光レンズ（対物レンズ）と１／４波長板との間に偏光方向を変化させる素子を設けた光ヘッド装置が、特許文献１に開示されている。
【０００７】
また、発明者は、光ディスクの透明基板における複屈折量は、光ディスクの半径位置によって異なるという知見を得た。図６を参照すると、光ディスク表面における複屈折量は、ディスク半径２５ｍｍの位置で８０ｎｍであるが、ディスク外周側に向かうと徐々に下降し、ディスク半径５０ｍｍで０ｎｍとなり、以後ディスク半径５５ｍｍで−２０ｎｍに至っている。このように複屈折量は光ディスクの半径方向に勾配を有するため、光ディスクの内周と外周とで信号劣化の程度が異なるという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−８３５５２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、光ディスクの半径方向における複屈折量の変化を考慮しつつ、複屈折の影響を抑制することができる技術を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明は次のような波長板及び光ピックアップを提供する。
【００１１】
即ち、予め定められた波長を有する光の直交する２つの偏光成分の間に所望の光路差を与える波長板において、通過した光を、光学的に異方性を有する対象物に照射するための波長板であって、対象物の光学的異方性に基づく複屈折量に応じて、所望の光路差を補正した光路差を、実際の光路差として２つの偏光成分の間に与えることを特徴とする波長板を提供する。このような波長板を用いれば、対象物での反射の際に起きる複屈折の影響を抑制することができる。
【００１２】
つまり、対象物は、光を照射する位置に応じて異なる複屈折量を有し、複屈折量の変化に応じて所望の光路差を補正した実際の光路差を与えることが考えられる。
【００１３】
このような対象物は、例えば、半径位置に応じて異なる複屈折量を有する光ディスクである。
【００１４】
より具体的な例を挙げると、所望の光路差は光の４分の１波長、即ちＬとし、光ディスクの内周側及び外周側の複屈折量をそれぞれＸ及びＹとし、実際の光路差をＬ’とするとき、
Ｌ’＝Ｌ−（Ｘ＋Ｙ）／４
により定めた実際の光路差Ｌ’を２つの偏光成分の間に与えることを特徴とする波長板となる。
【００１５】
光ディスクの透明基板の代表例はポリカーボネートである。
【００１６】
更に、本発明は、上述の波長板を備え、光ディスクを対象物とする光ピックアップを提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
複屈折について図６のような特性を有する光ディスクを再生すると、受光素子への戻り光は内周では小さく、外周に向かって大きくなる。同時に、レーザーへの戻り光は内周で大きく、外周に向かって小さくなる。従って、このような光ディスクでは、外周に比べて内周での信号劣化が大きく、ディスク全体でのばらつきが大きくなってしまう。
【００１８】
内周側における戻り光の光量減少について図１を参照して更に説明する。
【００１９】
本来、光ディスク１１からの反射光（復路光）は、光路差１／４λｎｍ（位相差９０°）の円偏光として１／４波長板１２に入射される。１／４波長板１２は光路差１／２λ（位相差１８０°）の直線偏光（Ｓ偏光）として反射光を偏光ビームスプリッター１３に向けて出射するものと想定されている。
【００２０】
しかし、実際には、光ディスク１１での複屈折によって余分な光路差が発生し、光ディスク１１からの反射光は１／４λ±αの楕円偏光になる。この楕円偏光が１／４波長板１２を通過するので、偏光ビームスプリッター１３に入射される光は光路差１／２λ±αの楕円偏光となる。その結果、偏光ビームスプリッター１３における反射率が低下し、受光素子に向かう光量が減少する。また、これは偏光ビームスプリッター１３での透過率が上昇することも意味するので、レーザーに戻る光量は逆に増加する。
【００２１】
一例として、波長λを６６０ｎｍとし、対物レンズの有効径内の光が、図６の複屈折特性を持つディスクに集光し、ディスク半径位置で図６に示す複屈折の影響を均一に受けたとして、偏光ビームスプリッター１３が受光素子に反射する光量について、図２を参照して説明する。図２（ａ）に示すように、半径２５ｍｍ位置においてディスクの複屈折は８０ｎｍである。このときの位相差は２２４°である。図３を参照すると、この位相差を有する入射光は、偏光ビームスプリッター１３において８６％が受光素子に反射され、残り１４％が透過してレーザーに向かう。また、半径５０ｍｍ位置ではディスクの複屈折が０である。このとき位相差は１／２λである。図３を参照すると反射光量は１００％となる。更に、図２（ｂ）に示すように、半径５５ｍｍ位置では複屈折−２０ｎｍである。このとき位相差は１６９°である。図３を参照すると、反射光量は９９％、透過光量は１％となる。このように、光ディスクの内外周で複屈折特性が大きく変化し、これに伴い、従来の光ピックアップでは、受光素子に至る光ディスクでの反射光量が大きく変化した。
【００２２】
次に、本発明の一実施の形態である光ピックアップ４０について図４を参照して説明する。光ピックアップ４０では、光ディスク１１の内周と外周で戻り光量が等しくなるように、ディスクの複屈折を考慮した光路差１／４±αの波長板４１を用いる。尚、図４では、本発明についての説明には不要であるため、半導体レーザー、回折格子、立ち上げミラー、コリメートレンズ、対物レンズ、センサレンズ、受光素子については省略してあるが、これらを備えていないことを意味するものではない。
【００２３】
波長板４１は次のようにして求めた光路差を有する波長板である。即ち、本来の光路差をＬ、補正後の光路差をＬ’、内周側の複屈折量をＸ、外周側の複屈折量をＹとして、
Ｌ’＝Ｌ−（Ｘ＋Ｙ）／４  ただし  Ｘ＞Ｙ
で得られるＬ’の光路差を有する。
【００２４】
例を挙げて説明する。波長λを６６０ｎｍとすると、Ｌ＝λ／４＝１６５ｎｍである。光ピックアップ４０でレーザー光の照射対象となる光ディスク１１が図６のような複屈折特性を有するものとする。内周側の複屈折量Ｘとしてディスク半径２５ｍｍにおける複屈折量８０ｎｍを用い、外周側の複屈折量Ｙとしてディスク半径５５における複屈折量−２０ｎｍを用いるものとする。このとき、波長板４１の光路差Ｌ’は
Ｌ’＝１６５−（８０−２０）／４＝１５０ｎｍ
となる。
【００２５】
このような波長板４１を用いる場合、半径２５ｍｍ位置ではディスク１１の複屈折８０ｎｍによって位相差が２０７°となり、偏光ビームスプリッター１３における反射光量は９５％、半導体レーザーへの透過光量は５％となる。
【００２６】
一方、半径５５ｍｍ位置では複屈折−２０ｎｍによって位相差が１５３°となり、偏光ビームスプリッター１３での反射光量は９５％、半導体レーザーへの透過光量は５％となる。
【００２７】
このようにディスク１１の複屈折を考慮した１／４±α波長板を用いると、受光素子への戻り光量の変動を小さくすることが出来、かつ内周と外周との間で戻り光量の変動を等しくすることができる。
【００２８】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者の通常の知識の範囲内でその変更や改良が可能であることは勿論である。例えば、実施の形態では主にＤＶＤを念頭に置いた説明をしたが、本発明がこれに限定されるものではなく、光ディスクからの反射光を波長板を介して偏光ビームスプリッターにて反射させる光ピックアップを備える光ディスク装置全般に適用可能であることは明らかであろう。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、１／４波長板の光路差をディスクの複屈折を考慮して補正した光路差にすることで、ディスクの複屈折による戻り光量変化を抑え、信号劣化を抑制した光ピックアップを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ディスクでの複屈折に起因する反射光量の低下について説明するための図である。
【図２】光路差と反射率の関係について説明するためのグラフである。
【図３】光ディスクの半径方向での複屈折の勾配に起因する反射光量の変動について説明するための図である。
【図４】本発明の波長板が反射光の変動を抑制することについて説明するための図である。
【図５】一般的な光ピックアップ６０の機能ブロック図である。
【図６】光ディスクにおけるディスク半径位置と複屈折量との関係を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１０、５０  光ピックアップ
１１  光ディスク
１２、５５  １／４波長板（ＱＷＰ）
１３、５３  偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）
５１  半導体レーザー
５２  回折格子
５４  コリメートレンズ
５６  立ち上げミラー
５７  対物レンズ
５８  センサレンズ
５９  受光素子（ＰＤＩＣ）
【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】
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