(57)【要約】【課題】光源から出射される光ビームの光強度分布を補正することのできる回折格子に起因する非点収差を低減し得ると共に、組立て工程の簡略化を実現し得る光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置は、半導体レーザ１と、コリメータレンズ４と、半導体レーザ１から出射される光ビームの光強度分布を変化させることが可能である回折格子３と、光ディスク８から反射した光ビームを半導体レーザ１から出射される光ビームと異なる方向に導く偏光ビームスプリッタ５と、回折格子３の非点収差を補正する平行平板２とを備える。平行平板２は、半導体レーザ１とコリメータレンズ４との間に、半導体レーザ１の光軸に対して、傾斜するように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、コリメータレンズと、上記光源から出射される光ビームの光強度分布を変化させることが可能である回折素子と、光記録媒体から反射した光ビームを上記光源から出射される光ビームと異なる方向に導く光分離手段とを備える光ピックアップ装置において、
上記回折素子の非点収差を補正する光透過性部材をさらに備え、上記光透過性部材は、上記光源と上記コリメータレンズとの間に、上記光源の光軸に対して、傾斜するように配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記光透過性部材は、傾斜角度を調整可能に設けられてい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】
前記光透過性部材は平行平板であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光透過性部材は、光ビームの位相を１／２波長ずらす１／２波長板であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記光透過性部材は少なくとも２つの異なる光透過率を有する領域を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記光透過性部材は少なくとも２つの異なるデューティ比を有する領域を備えている偏光回折素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記光透過性部材の少なくとも２つの異なる領域を切替える切替え手段が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記光透過性部材は光軸に対して傾斜して配置された方向と平行に移動可能であることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記光分離手段が前記光源と前記コリメータレンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記光透過性部材は、光ビームの位相を１／４波長ずらす１／４波長板であり、かつ、前記光分離手段と前記コリメータレンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記回折素子は、偏光回折素子であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクなどの光記録媒体に情報を記録または再生する際に用いられる光ピックアップ装置に関するものであり、特に半導体レーザから出射される光ビームの光強度分布を変化させることが可能な回折格子で発生する非点収差を改善し得る光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高画質の動画等を記録するための光ディスクなどの光記録媒体の情報記録容量を高密度化・大容量化するために、光記録媒体上に光ビームの微小なスポットを形成することができる光ピックアップ装置が必要とされている。
【０００３】
例えば、特許文献１に、光記録媒体上に光ビームの微小なスポットを形成するために、回折格子を用いて光源からの出射光である光ビームの光強度分布を補正することにより、対物レンズに入射する光ビームのＲＩＭ強度、すなわち、レンズ中心部における光強度に対するレンズ外縁部における光強度を向上させる方法が開示されている。
【０００４】
図１５を用いて、上記特許文献１に記載の従来の光ピックアップ装置について説明する。上記光ピックアップ装置は、透明部材１０３に設けられたホログラフィック回折格子１０２の格子溝幅を、半導体レーザ光源１０１を出射したレーザ光束の中心部近傍の光束が通過する領域部分と外縁部近傍の光束が通過する領域部分とにおいて互いに異ならせることにより、半導体レーザ光源１０１から出射したレーザ光の０次回折光の光強度分布を制御するように構成されている。
【０００５】
すなわち、半導体レーザ光源１０１から出射されたレーザ光束は、ホログラフィック回折格子１０２が形成された透明部材１０３を通過することにより、図１５に示すように、その光強度分布１０４が補正された後、半導体レーザモジュールから出射される。これにより、対物レンズに入射するレーザ光束の光強度分布は例えば１０５から１０６のように補正されることになる。その後、レーザ光束は、対物レンズを介して、光ディスク上に照射される。つまり、対物レンズに入射するＲＩＭ強度を改善することにより、光ディスク上に微小なスポットを形成している。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の光ピックアップ装置では、半導体レーザ光源１０１から出射される光ビームの光強度分布を補正するためのホログラフィック回折格子１０２の形状によって発生する非点収差の影響については考慮されていない。換言すれば、従来のホログラフィック回折格子１０２においては、格子溝の形状から非点収差が発生することは明らかであり、非点収差が生じることにより、対物レンズを透過した出射光は、光ディスク上で微小なスポットを形成することができず、再生信号の品質の劣化や、トラッキング誤差信号の振幅低下が発生するという問題が生じる。
【０００７】
なお、「非点収差」とは、画面上の１点に対して、光軸に対して同心円方向（Ｍｅｒｉｄｉｎａｌ方向）に結象する位置と、放射方向（Ｓａｇｉｔｔａｌ方向）に結象する位置とが異なるために点像を得ることができない収差を意味する。より具体的には、レンズやミラーなどの光学系が、点を点として結像できず、ある間隔で分かれた２本の線にしてしまうことを意味する。
【０００８】
また、光ピックアップ装置における集光光学系の非点収差の改善方法として、非点収差補正素子を用いる方法が、特許文献２に提案されている。図１６を用いて、特許文献２に記載の従来の光ピックアップ装置について説明する。
【０００９】
レーザ光源２０１から放射された光ビームは、ホルダー２０３に保持されている非点収差補正素子２０２を透過した後、偏光ビームスプリッタ２０５、１／４波長板２０６、コリメートレンズ２１０、および反射ミラー２０４を介して、対物レンズ２０７によって光ディスク２０８上に照射される。次に、光ディスク２０８にて反射された光ビームは、対物レンズ２０７、コリメートレンズ２１０、１／４波長板２０６を介して、偏光ビームスプリッタ２０５に入射する。さらに、偏光ビームスプリッタ２０５に入射した光ビームは、進行方向を９０度曲げられ、検出レンズ２０９を介して光検出器２１１に受光される。
【００１０】
ここで、光ビームは非点収差補正素子２０２を透過することにより、所定の大きさ及び方向の非点収差が与えられる。なお、上記ピックアップ装置の光学系全体の非点収差は、各光学部品において生じる非点収差の合成量となっている。
【００１１】
このように、特許文献２に記載の従来の光ピックアップ装置においては、非点収差補正素子２０２以外の各光学部品において生じる非点収差を補正するように、非点収差補正素子２０２が配置された構成となっている。
【特許文献１】特開２００１−１３４９７２号公報（公開日：２００１年５月１８日；第７頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−４９１５号公報（公開日：２００５年１月６日；第１０頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の特許文献２に記載の光ピックアップの構成では、次の問題点を有している。
【００１３】
まず、特許文献２に記載の光ピックアップでは、光強度分布を補正する回折格子については考慮されていないため、光ディスク２０８上に光ビームの微小なスポットを形成することができないという問題がある。
【００１４】
また、非点収差補正素子２０２に関して、各光学部品が有する非点収差の合成量である非点収差量を低減するために、非点収差補正素子２０２を光軸方向に位置調整すると共に光軸回りの回転角度調整することにより、光ビームに所定の大きさ及び方向の非点収差が与えられる。すなわち、非点収差補正素子２０２により所定の非点収差を発生させるためには、２軸の調整が必要であり、光ピックアップの組立て工程が複雑になるという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源から出射される光ビームの光強度分布を補正することのできる回折格子に起因する非点収差を低減し得ると共に、組立て工程の簡略化を実現し得る光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の光ピックアップ装置は、上記課題を解決するために、光源と、コリメータレンズと、上記光源から出射される光ビームの光強度分布を変化させることが可能である回折素子と、光記録媒体から反射した光ビームを上記光源から出射される光ビームと異なる方向に導く光分離手段とを備える光ピックアップ装置において、上記回折素子の非点収差を補正する光透過性部材をさらに備え、上記光透過性部材は、上記光源と上記コリメータレンズとの間に、上記光源の光軸に対して、傾斜するように配置されていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、回折素子の非点収差を補正する光透過性部材が、光源の光軸に対して、傾斜するように配置されている。
【００１８】
これにより、光源から出射された光ビームが光透過性部材に入射したときに、所定の非点収差を光ビームに付与することができる。つまり、上記光透過性部材が光軸に対して傾斜していることにより、回折素子の非点収差を補正し得る非点収差を新たに発生させることが可能となる。したがって、光透過性部材によって新たに発生された非点収差により、回折素子の非点収差を打ち消すことが可能となる。その結果、回折素子の非点収差を補正することができる。換言すれば、回折素子の非点収差の影響を低減することができる。したがって、光記録媒体上で光ビームを微小なスポットに集光することが可能となり、光記録媒体に記録されている再生信号の品質の劣化や、トラッキング誤差信号の振幅低下を防ぐことができる。
【００１９】
さらに、本発明の構成によれば、上記光透過性部材は光源とコリメータレンズとの間に配置されている。これにより、光透過性部材により非点収差を付与した後、平行光にすることが可能となるので、光ビームが回折素子の外側にはみ出すおそれがなくなり、光ビームのエネルギーが減少することなく、回折素子の非点収差を補正することができる。
【００２０】
また、所定の非点収差を発生するように光透過部材を傾斜させているので、従来の光軸方向に対する位置調整および光軸の回転方向に対する回転調整という２軸に対して光透過部材を調整する組立て工程に比べて、光ピックアップ装置の組立て工程を簡略化することができる。
【００２１】
その結果、光源から出射される光ビームの光強度分布を補正することのできる回折格子に起因する非点収差を低減し得ると共に、組立て調整の簡略化を実現し得る光ピックアップ装置を提供することができる。
【００２２】
本発明の光ピックアップ装置では、前記光透過性部材は、傾斜角度を調整可能に設けられていることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、光透過性部材は、傾斜角度を調整可能に設けられているので、光ピックアップ装置の製造工程において、回折素子の非点収差に対応させて、光透過性部材の傾斜角度を適宜調整することができる。これにより、光ピックアップ装置を容易に製造することができる。したがって、生産効率を向上することができる。
【００２４】
本発明の光ピックアップ装置では、前記光透過性部材は平行平板であることが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、光透過性部材は平行平板であるので、従来技術のような光軸方向における位置調整や光軸回りの回転調整が不要となり、光軸の１軸に対して傾斜角度を調整することにより、補正用の非点収差を発生することができる。したがって、回折素子の非点収差をより簡便に低減することができる。
【００２６】
本発明の光ピックアップ装置では、前記光透過性部材は、光ビームの位相を１／２波長ずらす１／２波長板であることが好ましい。
【００２７】
例えば、光源からの光ビームの偏光方向が、所望とする偏光方向に対して９０度異なる場合、光ピックアップ装置に１／２波長板を配置することにより、光ビームの偏光方向を９０度回転させることが行なわれる。換言すれば、例えば、偏光ビームスプリッタからなる光分離手段の特性に合わせて、１／２波長板が使用されている。なお、１／２波長板とは、光ビームの位相を１／２波長ずらすことにより、例えば、直線偏光や円偏光の偏光面を９０度回転させる位相差板である。
【００２８】
本発明の構成によれば、光透過性部材は、光ビームの位相を１／２波長ずらす１／２波長板であるので、該１／２波長板が予め光ピックアップ装置に採用されている場合、別途、部品数を増加させることなく、回折素子の非点収差の影響を低減することができる。
【００２９】
本発明の光ピックアップ装置では、前記光透過性部材は少なくとも２つの異なる光透過率を有する領域を備えていることが好ましい。
【００３０】
例えば、複数の記録層から構成される光記録媒体の場合、上記光記録媒体に高光量の光を照射する必要があり、一方、１つの記録層から構成される光記録媒体の場合、上記光記録媒体に低光量の光を照射する必要がある。ここで、低光量の光を照射するために、例えば半導体レーザからなる光源から低出力で光を出射すると、光学系にレーザノイズが増加するおそれがある。例えば、レーザノイズが増加すると、上記光記録媒体に正確に記録再生することができない。
【００３１】
本発明の構成によれば、上記光透過性部材は少なくとも２つの異なる光透過率を有する領域を備えている。例えば、レーザノイズが増加することがない程度の出力で、光源から光ビームを出力した場合、光透過性部材に入射した光は、高光透過率の領域では、入射した光ビームの光量と同程度の光量で光ビームを出射することができる。一方、低光透過率の領域では、入射した光ビームの光量より低い光量で光ビームを出射することができる。
【００３２】
これにより、複数の記録層から構成される光記録媒体の場合、高光透過率の領域に、光源から高出力の光ビームを透過することにより、高出力、つまり高光量の光ビームの光量を低下させることなく、上記光記録媒体に該高光量の光ビームを照射することができる。一方、１つの記録層から構成される光記録媒体の場合、低光透過率の領域に、レーザノイズが増加することがない程度の出力の光ビームを透過しても、その光量を低減することができるので、結果として、上記光記録媒体に低光量の光ビームを照射することができる。したがって、光記録媒体の記録層に対応させて、光透過率の異なる領域に光ビームを透過させることにより、レーザノイズを増加させることなく、適正な光量の光ビームを光記録媒体に照射することが可能となる。
【００３３】
本発明の光ピックアップ装置では、前記光透過性部材は少なくとも２つの異なるデューティ比を有する領域を備えている偏光回折素子であることが好ましい。
【００３４】
ここで、「デューティ比」とは回折格子の格子溝周期に対する溝幅の比を意味する。
【００３５】
上記の構成によれば、光透過性部材は、少なくとも２つの異なるデューティ比を有する領域を備えている偏光回折素子である。
【００３６】
例えば、デューティ比が５０％である領域に、光源からの光ビームが入射する場合、該光ビームの偏光方向に応じて、０次回折光と±１次回折光とを生じさせることが可能である。一方、デューティ比が５０％と異なる領域（例えば、格子溝が形成されていない領域）においては、光源からの光ビームおよび光記録媒体からの反射光である光ビームが入射したときに、両光ビームの偏光方向によらず０次回折光のみを生じさせることが可能である。
【００３７】
このようにデューティ比が異なる領域が形成されていることによって、±１次回折光の生成量を調整することができる。ここで、±１次回折光は信号の記録再生に使用せず、０次回折光のみ信号の記録再生に用いるとすると、±１次回折光の生成量に応じて、光の透過率を制御することが可能となる。したがって、光記録媒体の記録層に対応させて、光透過率の異なる領域に光ビームを透過させることにより、レーザノイズを増加させることなく、適正な光量の光ビームを光記録媒体に照射することが可能となる。
【００３８】
さらに、回折素子の非点収差を低減することが可能であるため、より一層精度良く、光記録媒体を記録再生することができる。
【００３９】
本発明の光ピックアップ装置では、前記光透過性部材の少なくとも２つの異なる領域、例えば、光透過率やデューティ比等が互いに異なる領域を切替える切替え手段が設けられていることが好ましい。
【００４０】
上記の構成によれば、光透過性部材の少なくとも２つの異なる、例えば光透過率やデューティ比が互いに異なる領域を切替える切替え手段が設けられているので、光記録媒体の状態に応じて、光透過性部材の光透過率を適宜異なるようにすることができる。
【００４１】
本発明の光ピックアップ装置では、前記光透過性部材は光軸に対して傾斜して配置された方向と平行に移動可能であることが好ましい。
【００４２】
例えば、光記録媒体から精度良く情報を得るために、光透過性部材は異なるパターンの領域を有していることが望ましい場合がある。
【００４３】
本発明の構成によれば、光透過性部材は光軸に対して傾斜して配置された方向と平行に移動可能であるので、光記録媒体に応じて、異なるパターンの領域を、光ビームの有効光束領域に配置することができる。すなわち、所望とするパターンの領域に光ビームを入射することができる。
【００４４】
本発明の光ピックアップ装置では、前記光分離手段が前記光源と前記コリメータレンズとの間に配置されていることが好ましい。
【００４５】
上記の構成によれば、光分離手段が、光源とコリメータレンズとの間に配置されているので、コリメータレンズと対物レンズとの距離を短くすることができる。したがって、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。
【００４６】
本発明の光ピックアップ装置では、前記光透過性部材は、光ビームの位相を１／４波長ずらす１／４波長板であり、かつ、前記光分離手段と前記コリメータレンズとの間に配置されていることが好ましい。
【００４７】
例えば、光源からの出射光である光ビームと光記録媒体からの反射光である光ビームとを、例えば偏光ビームスプリッタからなる光分離手段によって分離する場合、両光ビームの偏光方向を互いに異なるようにする必要がある。この場合、例えば、１／４波長板を用いて、両ビームの偏光方向を変換することが行われる。なお、１／４波長板とは、光ビームの位相を１／４波長ずらすことにより、例えば、円偏光を直線偏光に変換すると共に円偏光を直線偏光に変換する位相差板である。
【００４８】
本発明の構成によれば、前記光透過性部材は、光ビームの位相を１／４波長ずらす１／４波長板が光分離手段とコリメータレンズとの間に配置されているので、光記録媒体からの反射光が光分離手段に入射する前に、１／４波長板により出射光と反射光との偏光方向を変換することができる。その結果、光分離手段において出射光と反射光とを分離することができる。
【００４９】
ここで、例えば、上記１／４波長板が平行光束中に配置されている場合、該１／４波長板を傾斜させたとしても、光路（光軸）が変化するだけであり、非点収差を補正することは難しい。一方、本発明の構成によれば、光分離手段とコリメータレンズとの間（集束光路中）に１／４波長板が配置されているので、非点収差を補正することが可能となる。したがって、本ピックアップ装置では、別途、部品数を増加させることなく、回折素子の非点収差の影響を低減することができる。
【００５０】
本発明の光ピックアップ装置では、前記回折素子は、偏光回折素子であることが好ましい。
【００５１】
上記の構成によれば、回折素子は、偏光回折素子である。これにより、例えば、Ｐ偏光の直線偏光である光ビームを回折させると共にＳ偏光の直線偏光である光ビームを透過させることも可能であり、かつＳ偏光の直線偏光である光ビームを回折させると共にＰ偏光の直線偏光である光ビームを透過させることが可能である。なお、Ｐ偏光とＳ偏光とは互いに直交する直線偏光である。言い換えれば、光ビームの偏光方向によって、透過および回折を制御することが可能である。これにより、光源からの光ビームおよび光記録媒体からの反射光である光ビームのうち、所望とする偏光方向の光ビームのみ透過・回折することが可能となる。したがって、例えば偏光ビームスプリッタ等の光分離手段によって、両光ビームを分離することが可能となる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明の光ピックアップ装置は、以上のように、回折素子の非点収差を補正する光透過性部材をさらに備え、上記光透過性部材は、光源とコリメータレンズとの間に、上記光源の光軸に対して、傾斜するように配置されているものである。
【００５３】
それゆえ、回折素子の非点収差を補正し得る非点収差を新たに発生させることが可能となる。その結果、回折素子の非点収差を、新たに光透過性部材によって発生させた非点収差により、打ち消すことが可能となる。つまり、回折素子の非点収差の影響を低減することができる。したがって、光記録媒体上で光ビームを微小なスポットに集光することが可能となり、光記録媒体に記録されている再生信号の品質の劣化や、トラッキング誤差信号の振幅低下を防ぐことができる。
【００５４】
また、所定の非点収差を発生するように光透過部材を傾斜させているので、従来の光軸方向に対する位置調整および光軸の回転方向に対する回転調整という２軸に対して光透過部材を調整する組立て工程に比べて、光ピックアップ装置の組立て工程を簡略化することができる。
【００５５】
その結果、光源から出射される光ビームの光強度分布を補正することのできる回折格子に起因する非点収差を低減し得ると共に、組立て工程の簡略化を実現し得る光ピックアップ装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１ないし図４に基づいて説明すると以下の通りである。
【００５７】
図１は本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を示している。本実施の形態の光ピックアップ装置は、図１に示すように、半導体レーザ（光源）１、平行平板（光透過性部材）２、回折格子（回折素子）３、コリメータレンズ４、偏光ビームスプリッタ５、１／４波長板６、対物レンズ７、集光レンズ９、シリンドリカルレンズ１０、および光検出器１１から構成されている。なお、同図において、光軸方向をＺ方向とする共に、Ｚ方向に対して垂直な方向をＸ方向およびＹ方向としている。
【００５８】
まず、図１を参照しながら、本実施の形態の光ピックアップ装置の半導体レーザ１から出射された光ビームの光路について説明する。図１では、説明の便宜上、理解しやすいように光ビームの外縁部のみ破線によって記載している。
【００５９】
まず、光源である半導体レーザ１から出射された直線偏光の光ビームである出射光は、透明な平行平板２を介して、回折格子３に入射する。回折格子３において、光ビームの光強度分布が変化すると共に、トラッキング誤差信号を生成するために０次回折光および±１次回折光が生じることになる。
【００６０】
続いて、光ビームはコリメータレンズ４を透過して平行光になった後、偏光ビームスプリッタ５に入射する。そして、光ビームは偏光ビームスプリッタを出射した後、１／４波長板６に入射して円偏光の光ビームに変換される。
【００６１】
続いて、１／４波長板６を出射した光ビームは、対物レンズ７を介して光ディスク８上に集光される。このとき、０次回折光によるメインスポット及び±１次回折光による２つのサブスポットが光ディスク８に形成されることになる。
【００６２】
次に、光ディスク８に入射した光ビームは、光ディスク８によって反射されて反射光となり、再び対物レンズ７を介して、１／４波長板６に入射する。１／４波長板６において、円偏光である反射光は、半導体レーザ１からの光ビームである出射光と偏光方向が直交する直線偏光に変換される。
【００６３】
続いて、上記反射光は偏光ビームスプリッタ５に入射する。このとき、上述のとおり、上記反射光は上記出射光と偏光方向が直交するので、偏光ビームスプリッタ５で反射されることになる。次に、偏光ビームスプリッタ５で反射された反射光は集光レンズ９で集光された後、シリンドリカルレンズ１０を介して、光検出器１１に受光される。
【００６４】
次に、本実施の形態の光ピックアップ装置の各構成および光ディスク８について説明する。
【００６５】
半導体レーザ１は、直線偏光である光ビームを照射する光源である。なお、光ビームの波長については、特に限定されるものではない。
【００６６】
平行平板２は回折格子３によって生じる非点収差を補正するための、互いに平行な２面を有する光透過性部材である。すなわち、回折格子３によって生じる非点収差を補正する非点収差を発生させるために設けられている。また、平行平板２としては特に限定されるものではなく、光を透過する素材であるなら使用することができる。
【００６７】
また、平行平板２は半導体レーザ１と回折格子３との間に、半導体レーザ１の光軸に対して傾斜して配置されている。すなわち、半導体レーザ１から出射される光ビームの光軸に対して、平行平板２における光ビームが入射する入射面、すなわち互いに平行な二面が傾斜するように配置されている。なお、平行平板２の光軸に対する傾斜角度については後述する。
【００６８】
回折格子３は、半導体レーザ１で放射された光の光強度分布を変化させるものである。すなわち、対物レンズ７に入射する光ビームの光強度分布を補正するために設けられている。これにより、対物レンズ７を透過した光ビームが光ディスク８に集光するときに、光ビームの集光スポットを小さく形成することができる。
【００６９】
また、回折格子３はトラッキング誤差信号を生成するように形成されている。これにより、０次回折光に加えて、トラッキング誤差信号用の±１次回折光を生成することができる。これにより、トラッキング制御の精度が向上する。なお、回折格子３の構造については後述する。
【００７０】
コリメータレンズ４は、半導体レーザ１からの光ビームを平行光にするために設けられている。
【００７１】
偏光ビームスプリッタ５は、所定の直線偏光の光を透過させると共に、上記所定の直線偏光の光が９０度回転した直線偏光の光を反射させるものである。これにより、光源からの光ビームである出射光と、光ディスク８によって反射された光ビームである反射光とを分離することができる。
【００７２】
１／４波長板６は直線偏光を円偏光に変換すると共に、円偏光を直線偏光に変換するための位相差板（光学素子）である。換言すれば、偏光ビームスプリッタ５を透過した直線偏光の光ビームを円偏光の光ビームに変換すると共に、光ディスク８からの円偏光の反射光を直線偏光に変換するものである。これにより、偏光ビームスプリッタ５に入射する出射光と反射光とは偏光方向が９０度異なることになる。すなわち、出射光と反射光との偏光方向は直交することになる。
【００７３】
対物レンズ７は、対物レンズ駆動機構（図示せず）によってフォーカス方向（Ｚ方向）とトラッキング方向（Ｘ方向）とに駆動されるようになっており、光ディスク８に面振れや偏心が生じても集光スポットが記録層８ｃの所定位置を追従するようになっている。
【００７４】
光ディスク８は、基板８ａ、光ビームが透過するカバー層８ｂ、および基板８ａとカバー層８ｂとの境界に形成された記録層８ｃから構成されている。
【００７５】
集光レンズ９は偏光ビームスプリッタ５によって反射された光ビームを集光するために設けられている。
【００７６】
シリンドリカルレンズ１０は、光検出器１１において光ディスク８の焦点ずれを検出するために、光ビームに非点収差を与えた後、当該光ビームを光検出器１１に入射させるものである。
【００７７】
光検出器１１は、フォーカス制御を行うために、光ビームを電気信号に変換するために設けられている。
【００７８】
ところで、本実施の形態の回折格子３は、対物レンズ７におけるＲＩＭ強度を向上するために、すなわち、対物レンズ７に入射する光ビームの光強度分布を改善するために特徴的なパターンを有している。そこで、回折格子３のパターンについて、図２を参照しながら説明する。図２は、上記光ピックアップ装置に用いられる回折格子３のパターンを説明するための説明図である。
【００７９】
本実施の形態の回折格子３は、図２に示すように、山部３ａと谷部３ｂとからなる格子溝から構成されており、中心部から周辺部にわたって、すなわち図２における中心部から±Ｘ方向へ溝幅が変化するように構成されている。換言すれば、Ｘ方向の中心部から周辺部にかけて、山部３ａが徐々に小さくなると共に、谷部３ｂが徐々に大きくなっている。
【００８０】
回折格子３は、Ｘ方向に山部３ａと谷部３ｂとの比率を変化させることによって、０次回折光の回折効率と１次回折光の回折効率との回折効率比を制御することが可能である。換言すれば、回折格子３に形成された、格子溝の溝幅を調整することにより、０次回折光の回折効率と１次回折光の回折効率との回折効率比を制御することが可能である。これにより、対物レンズ７から出射される光ビームの光強度分布のムラを減少させ、均一になるようにすることができる。
【００８１】
なお、トラッキング誤差信号に用いるサブビームである±１次回折光は、回折格子３におけるＹ方向に形成されることになる。
【００８２】
また、回折格子３の山部３ａおよび谷部３ｂからなるパターンは、対物レンズ７の形状や、光ディスク８上に形成する、所望とする微小なスポットの径に対応させて、適宜決定すればよい。
【００８３】
次に、回折格子３の有無による光強度分布への影響を説明する。
【００８４】
図３（ａ）は上記光ピックアップ装置において、回折格子３が配置されていない場合の光強度分布を説明するための説明図であり、図３（ｂ）は上記光ピックアップ装置において、回折格子３が配置されている場合の光強度分布を説明するための説明図である。なお、図３（ａ）（ｂ）は、対物レンズの有効光束径における光強度の分布を示している。実線５０ａ・５１ａは半導体レーザ１からの光ビームの偏光方向と平行な方向における光強度を示し、破線５０ｂ・５１ｂは半導体レーザ１からの光ビームの偏光方向と垂直な方向における光強度を示している。
【００８５】
本実施の形態の回折格子３は、半導体レーザ１からの光ビームの偏光方向と平行な方向の光強度分布を変化させるように構成されている。このとき、半導体レーザ１からの光ビームの偏光方向はＸ方向となっている。したがって、本実施の形態では、図３（ａ）（ｂ）において、実線５０ａ・５１ａは回折格子３の影響を受けない。そのため、ここでは、破線５０ｂ・５１ｂについて回折格子３の影響を説明する。
【００８６】
回折格子３が配置されていない場合、図３（ａ）の破線５０ｂに示すように、対物レンズ７の有効光束径内において中心部と周辺部とについて光強度分布の変化が大きくなっている。すなわち、対物レンズ７における光強度分布の変化が大きいために、光ディスク８上に微小なスポットを形成することができない。
【００８７】
一方、回折格子３が配置されている場合、図３（ｂ）における破線５１ｂに示すように、対物レンズ７の有効光束径内で中心部と周辺部とにおいて光強度分布の変化が小さくなっている。換言すれば、対物レンズ７におけるＲＩＭ強度が向上している。ＲＩＭ強度は、対物レンズ７に入射する光束の強度分布において、対物レンズ７の中心に入射する光束の強度と、対物レンズ７の最も外側に入射する光束の強度との比によって定義される。すなわち、ＲＩＭ強度は、ＲＩＭ強度＝（最外側入射光束強度）／（中心入射光束強度）で表される。通常、ＲＩＭ強度は、光ディスク８等の光記録媒体等の種類毎に規格として設定されている。
【００８８】
したがって、本実施の形態の回折格子３は、中心部と周辺部とにかけて溝幅の比率を変化させて形成されているため、光ビームの中心部における１次回折効率を高めると共に、中心部から周辺部にかけて１次回折効率を低くすることが可能となり、対物レンズ７に入射する０次回折光の光強度分布が均一になるように変化させることができる。その結果、光ディスク８上に微小なスポットを形成することが可能となる。
【００８９】
しかしながら、図２に示した回折格子３のように、中心部と周辺部とにおいて、山部３ａおよび谷部３ｂの比率を変えた場合には、すなわち、中心部と周辺部とにおいて、格子溝の溝幅が異なる場合には、回折格子３に非点収差が発生することになる。
【００９０】
そこで、次に、回折格子３を配置したときの非点収差の影響および平行平板２の光軸に対する傾斜角度の影響について説明する。図４に半導体レーザ１から放射された光ビームの非点収差量を測定した結果を示す。縦軸には非点収差量（ｍλｒｍｓ）を示し、横軸に平行平板２が光ビームの光軸とのなす角度である平行平板傾き（ｄｅｇ．）を示している。ここで、平行平板２の傾きが０度の場合は、平行平板２が光ビームの光軸と垂直な状態である。また、×印６０は回折格子３を配置していない場合の、光ピックアップ装置の光学系に生じる非点収差量を示しており、●印６１は回折格子３を配置している場合の非点収差量を示している。なお、本実施の形態では、平行平板２の厚さとして、例えば０．６ｍｍを用いた結果を示している。
【００９１】
図４の結果から明らかなように、回折格子３を配置することにより、回折格子３を配置していない場合に比べて、非点収差量が増加することがわかる。つまり、回折格子３を配置することにより、非点収差が発生することは明らかである。
【００９２】
一方、回折格子３を配置した場合において、平行平板２を光ビームの光軸と垂直な状態から徐々に傾斜させていくことにより、非点収差量が減少していく。そして、平行平板２を光軸に対して１２度傾斜した位置において、発生する非点収差量が回折格子３を配置していない場合と同程度の値となっている。つまり、平行平板２を光軸に対して１２度傾斜させることにより、回折格子３で発生する非点収差をキャンセルすることが可能であることがわかる。
【００９３】
上記の結果は、平行平板２の厚さとして、例えば０．６ｍｍを用いた場合の結果を示しているが、同一光学系においては、平行平板２の厚さと角度を選択することによって、最適な組み合わせを用いることが可能である。換言すれば、光ピックアップ装置の光学系に対して、回折格子３の非点収差を低減するように、平行平板２の傾斜角度と厚さとを適宜設定すればよい。これにより、回折格子３のパターンを変化させた場合においても、平行平板２の厚さと角度とを選択することで、非点収差を低減することができる。
【００９４】
このように、平行平板２を光軸に対して、特定の角度を有するように配置することによって、光強度分布を変化させる回折格子で発生する非点収差量を低減することができ、光ピックアップ装置として、光ディスク８上の微小なスポットを形成することができる。したがって、再生信号の品質劣化を防ぐことができると共に、トラッキング誤差信号の振幅低下を防ぐことが可能となり、ひいては安定したトラッキング制御を行うことができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、平行平板２は、半導体レーザ１とコリメータレンズ４との間に配置されている。したがって、回折格子３に光ビームが入射する前に、予め、補正用の非点収差を光ビームに付与することができる。
【００９６】
また、本実施の形態では、平行平板２は、傾斜角度を調整可能に形成されている。これにより、光ピックアップ装置の製造工程において、回折格子３の非点収差に対応させて、平行平板２の傾斜角度を適宜調整することができる。これにより、光ピックアップ装置を容易に製造することができる。したがって、生産効率を向上することができる。
【００９７】
さらに、本実施の形態では、平行平板２は、互いに平行な二面を有する光透過性部材であるので、光軸方向における位置調整および光軸回りの回転調整が不要となる。すなわち、光軸の１軸のみに対して傾斜角度を調整すれば、所望の非点収差を発生することができる。したがって、従来に比して、光ピックアップ装置の組立て工程を簡略化することができる。
【００９８】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図５ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９９】
図５は本実施の形態の光ピックアップ装置の断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、図５に示すように、前記実施の形態１の光ピックアップ装置の構成において、半導体レーザ１が光軸と直交する面上で９０度回転して配置されたものである。すなわち、図１において、半導体レーザ１がＸ方向からＹ方向に９０度回転して配置されたものである。さらに、回折格子のパターンの形状が異なっている点、および、当該回折格子の非点収差を改善するために、平行平板２の代わりに、１／２波長板を用いている点で、前記実施の形態１と異なっている。
【０１００】
まず、図５を参照しながら、本実施の形態の光ピックアップ装置の半導体レーザ１から出射された光ビームの光路について説明する。図５では、説明の便宜上、理解しやすいように光ビームの外縁部のみ破線によって記載している。
【０１０１】
半導体レーザ１は、上記したように、前記実施の形態１に対して、９０度回転して配置されている。そのため、半導体レーザ１から出射される光ビームの偏光方向は偏光ビームスプリッタ５で反射する方向となっている。すなわち、偏光ビームスプリッタ５に入射する光ビームは、当該偏光ビームスプリッタ５によって反射されることになる。
【０１０２】
そのため、本実施の形態では、平行平板２の代わりに、１／２波長板をさらに備えている。なお、１／２波長板１２は、光ビームの偏光方向を９０度変換させる位相差板である。
【０１０３】
ここで、光路について説明すると、半導体レーザ１から出射した出射光である光ビームは、１／２波長板１２に入射する。これにより、光ビーム３５の偏光方向が９０度回転することになる。次に１／２波長板１２を透過した光ビーム３５は、さらに、回折格子１５に入射する。
【０１０４】
回折格子１５は光ディスク８上のタンジェンシャル方向（Ｔａｎ方向）の光強度分布を補正するために、所定のパターン、すなわち所定の格子溝の溝幅が形成されている。
【０１０５】
次に、回折格子１５において、光ビームは所望とする光強度分布に補正された後、偏光ビームスプリッタ５に入射する。上記光ビームは偏光方向が９０度回転しているため、偏光ビームスプリッタ５を透過して、１／４波長板６に入射する。続いて、１／４波長板６、対物レンズ７を介して、光ディスク８に入射する。光ディスク８で反射した反射光は、対物レンズ７、１／４波長板６を介して、再び偏光ビームスプリッタ５に入射した後、偏光ビームスプリッタ５にて反射され、集光レンズ９、シリンドリカルレンズ１０を介して、光検出器１１に受光される。
【０１０６】
次に、本実施の形態の回折格子１５について、図６を参照しながら詳細に説明する。図６は上記光ピックアップ装置に用いられる回折格子のパターンを説明するための説明図である。
【０１０７】
回折格子１５は、上述のとおり、光ディスク８上のタンジェンシャル方向（Ｔａｎ方向）の光強度分布を補正するための回折素子である。ここで、タンジェンシャル方向とは、光ディスクのトラック溝に沿った方向を意味する。図６に示すように、回折格子１５は、山部１５ａと谷部１５ｂとから構成されている。Ｙ方向に山部１５ａと谷部１５ｂとが、所定の溝幅を有するように、交互に形成されている。より詳しくは、中心部では、山部１５ａの幅が狭くなり、谷部１５ｂの幅が広くなると共に、中心部から周縁部にかけて山部１５ａの幅が徐々に広くなり、かつ谷部１５ｂの幅が徐々に狭くなるように形成されている。換言すれば、Ｙ方向に山部１５ａと谷部１５ｂとの比率が変化している構造である。
【０１０８】
これにより、Ｙ方向の０次回折効率と１次回折効率との効率比を制御することが可能となる。したがって、光ディスク８上のＴａｎ方向の光強度分布を補正することができる。なお、回折格子１５においては、トラッキング誤差信号に用いるサブビームである±１次回折光は、Ｙ方向に形成されることになる。
【０１０９】
なお、回折格子１５の山部１５ａと谷部１５ｂとからなるパターンは、対物レンズ７の形状や、光ディスク８上に形成する、所望とする微小なスポットの径に対応させて、適宜決定すればよい。
【０１１０】
また、別の表現を用いて説明すれば、本実施の形態の回折格子１５は、半導体レーザ１からの光ビームの偏光方向と垂直な方向の光強度分布を変化させるように構成されている。すなわち、前記実施の形態１における図３（ｂ）に示した破線５１ｂと同様に、対物レンズ７の有効光束径内で中心部と周辺部とにおいて光強度分布に変化が小さいことが望ましい。したがって、本実施の形態の回折格子１５は、中心部と周辺部とにかけて溝幅の比率を変化させることによって、光ビームの中心部で１次回折効率を高める共に、周辺部にかけて１次回折効率を低くしている。これにより、対物レンズに入射する０次回折光の光強度分布を変化させている。
【０１１１】
次に、回折格子１５の有無による光強度分布への影響を説明する。
【０１１２】
図７（ａ）は上記光ピックアップ装置において、回折格子が配置されていない場合の光強度分布を説明するための説明図であり、図７（ｂ）は上記光ピックアップ装置において、回折格子が配置されている場合の光強度分布を説明するための説明図である。図７（ａ）（ｂ）においては、実線５２ａ・５３ａは半導体レーザ１からの光ビームの偏光方向と垂直な方向における光強度を示し、破線５２ｂ・５３ｂは半導体レーザ１からの光ビームの偏光方向と平行な方向における光強度を示している。
【０１１３】
図７（ａ）（ｂ）における実線５２ａ・５３ａより明らかなように、回折格子１５を配置することにより、対物レンズ７の有効光束径内の中心部と周辺部との光強度分布の変化が小さくなっている。すなわち、ＲＩＭ強度が向上していることが明らかである。
【０１１４】
これにより、光ディスク８上のＴａｎ方向の光強度分布が補正されるので、光ディスク８上に微小なスポットを形成することができる。
【０１１５】
しかしながら、回折格子１５を配置することにより、光強度分布の変化を小さくすることができる代わりに、前記実施の形態１の回折格子３と同様に非点収差が発生することになる。
【０１１６】
そのため、本実施の形態では、回折格子１５に起因する非点収差を低減するために、平行平板２の代わりに、１／２波長板１２を半導体レーザ１と偏光ビームスプリッタ５との間に、半導体レーザ１の光軸に対して傾斜して設けられている。より具体的には、１／２波長板１２は、半導体レーザ１と回折格子１５との間に半導体レーザ１の光軸に対して傾斜して設けられている。したがって、１／２波長板１２は光軸に対して所定の角度だけ傾斜した状態で配置されている。
【０１１７】
本実施の形態では、上記の通り、１／２波長板１２が光軸に対して傾斜するように配置されているので、前記実施の形態１の平行平板２と略同一の効果を得ることができる。すなわち、回折格子１５の非点収差を低減することができる。この場合、別途、平行平板２を挿入する必要がないので、製造コストが上昇するのを防止することができる。さらに、別途、製造工程が増加することがないので製造効率がよい。
【０１１８】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図８及び図９に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１および実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１および実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１９】
図８は本実施の形態の光ピックアップ装置の断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、図８に示すように、前記実施の形態１の光ピックアップ装置の構成に加えて、平行平板の代わりに、領域によって光透過効率の異なる光学素子１３が、半導体レーザ１と回折格子３との間に、光軸に対して傾斜して配置されている。
【０１２０】
さらに、切替え装置（切替え手段）１４を備えている。切替え装置１４は、光学素子１３を、光学素子１３が傾斜している方向に平行移動させるものである。なお、切替え装置１４は、特に限定されるものではなく、光学素子１３における光ビームの入射する位置を変化させるものであれば良い。
【０１２１】
図９は上記光ピックアップ装置の光学素子１３の構成を説明する断面図である。図９に示すように、光学素子１３は、異なる光透過率からなる２つの領域、すなわち第一の領域１３ａおよび第二の領域１３ｂから構成されている。第一の領域１３ａは、半導体レーザ１の波長領域を例えば略１００％透過するように構成されており、第二の領域１３ｂは、半導体レーザ１の波長領域を例えば５０％透過するように構成されている。なお、第一の領域１３ａおよび第二の領域１３ｂは、所望とする透過率になるように適宜設定して構成すればよい。このとき、光学素子１３における第一の領域１３ａと第二の領域１３ｂとは、共に光軸とのなす角度が一定となっている。
【０１２２】
ここで、光ディスク８の形状による、光ピックアップ装置への影響について説明する。
【０１２３】
例えば、光ディスク８の記録層８ｃが、複数の記録層によって構成されている場合、１層のみの記録層によって構成される光ディスク８に比べて、対物レンズ７からの出射光量として、より大きな光量が必要となる。そのため、光ピックアップ装置の光学系では、半導体レーザ１の放射角や必要な光パワーに応じて、コリメータレンズ４等の光学部品の仕様を決定することが一般的に行われている。
【０１２４】
しかしながら、半導体レーザ１の出力は、最高出力に制限がある。また、一方、半導体レーザ１の低出力領域では、レーザノイズが増加するため、レーザノイズを低減させるという観点から、実使用時の最低出力についても制限されることが多い。
【０１２５】
このため、複数の記録層８ｃからなる光ディスク８の記録再生時には、できるだけ光の利用効率を低下させることのないように、光ピックアップ装置の光学系を設計する必要がある。一方、記録層８ｃが１層のみの光ディスク８の記録再生時には、レーザノイズの影響を小さくするために、半導体レーザ１からの出力を増加させると共に、その増加した分の光の利用効率を低下させるように光ピックアップ装置の光学系を設計する必要がある。
【０１２６】
本実施の形態では、光学素子１３は光軸に対して傾斜して配置された方向と平行に移動可能であるので、光ディスク８に応じて、異なるパターンの領域を、光ビームの有効光束領域に配置することができる。すなわち、所望とするパターンの領域に光を入射することができる。したがって、複数の記録層８ｃからなる光ディスク８の記録再生時には、光学素子１３の領域１３ａを光軸上に配置することによって、光の利用効率を低下させずに、光ディスク８に記録再生を行うことができる。
【０１２７】
一方、記録層８ｃが１層のみの光ディスク８においては、光学素子１３の第二の領域１３ｂを光軸上に配置することにより、半導体レーザ１の出力によるレーザノイズが増加することを抑制すると共に、光透過率、すなわち、光利用効率を低下させて、光ディスク８に記録再生を行うことができる。換言すれば、適正な光量の光を光ディスク８に照射することができる。したがって、トラッキング誤差信号等の情報信号をより正確に検出することができるので、光ディスク８に、より一層正確に記録再生することが可能となる。
【０１２８】
ところで、本実施の形態の光ピックアップ装置では、半導体レーザ１の光強度分布を補正するために回折格子３を備えている。したがって、回折格子３による非点収差が発生することになる。
【０１２９】
そこで、本実施の形態では、上記非点収差の発生を低減するために、上述した通り、光学素子１３を光軸に対して、傾斜して配置しているので、回折格子３の非点収差を低減することができる。したがって、２層以上の光ディスクに対応する光ピックアップ装置においても、非点収差の発生を抑えることができ、再生信号の品質の劣化を防ぐことができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態では、光学素子１３として、光透過率の異なる第一の領域１３ａと第二の領域１３ｂとを有する場合について説明したが、光ディスク８等の光記録媒体に合わせて、さらに、２以上の複数の互いに異なる光透過率を有する領域を備えていてもよい。
【０１３１】
〔実施の形態４〕
本発明の他の実施の形態について図１０に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１ないし実施の形態３と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１ないし実施の形態３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３２】
図１０は本実施の形態の光ピックアップ装置の断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置には、図１０に示すように、半導体レーザ２１と光検出器２２とが一体に設けられている光集積ユニット２０が搭載されている。
【０１３３】
図１０を参照しながら、本実施の形態の光ピックアップ装置の各構成および光の光路について説明する。なお、同図では、説明の便宜上、理解しやすいように光ビームの外縁部および光軸を破線によって記載している。
【０１３４】
本実施の形態の光ピックアップ装置は、光集積ユニット２０、コリメータレンズ４、１／４波長板６、および対物レンズ７から構成されている。
【０１３５】
光集積ユニット２０に搭載された半導体レーザ２１から出射した光ビーム３５はコリメータレンズ４により平行光にされた後、１／４波長板６、対物レンズ７を介して光ディスク８に集光される。そして、光ディスク８からの反射光である光ビーム３６は、再び対物レンズ７とコリメータレンズ４を通過して、光集積ユニット２０に搭載された光検出器２２上に集光される。
【０１３６】
ここで、光集積ユニット２０は半導体レーザ２１、光検出器２２、偏光ビームスプリッタ２３、第一の偏光回折素子２４、保持部材２７、および平行平板２８から構成されている。
【０１３７】
保持部材２７に保持されている半導体レーザ１からＰ偏光の直線偏光として放射された光ビーム（出射光）３５は、平行平板２８および偏光ビームスプリッタ２３の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）面２３ａを透過して、第一の偏光回折素子２４に入射する。
【０１３８】
ここで、第一の偏光回折素子２４は、Ｐ偏光を回折させると共にＳ偏光を透過させる第一の偏光ホログラム素子２５と、Ｓ偏光を回折させると共にＰ偏光を透過させる第二の偏光ホログラム素子２６とから構成されている。
【０１３９】
したがって、ＰＢＳ面２３ａを透過したＰ偏光の光ビーム３５は、第二の偏光ホログラム素子２６を透過し、第一の偏光ホログラム素子２５で回折されることになる。
【０１４０】
続いて、第１の偏光ホログラム素子２５を出射した光ビーム３５は、コリメータレンズ４に入射して、平行光になった後、１／４波長板６においてＰ偏光の直線偏光から円偏光に変換される。次に、円偏光の光ビーム３５は対物レンズを介して、光ディスク８に集光される。
【０１４１】
次に、光ディスク８において反射された光ビーム（反射光）３６は、１／４波長板６で円偏光からＳ偏光の直線偏光に変換される。すなわち、出射光である光ビーム３５と反射光である光ビーム３６とは偏光方向が直交する直線偏光になる。したがって、反射光である光ビーム３６は第一の偏光ホログラム素子２５を透過し、第二の偏光ホログラム素子２６で回折されることになる。光ビーム３６は偏光ビームスプリッタ２３のＰＢＳ面２３ａと反射ミラー面２３ｂとにおいて反射して０次回折光（非回折光）３７と１次回折光（回折光）３８とに分離されて光検出器２２に入射する。なお、偏光ビームスプリッタ２３のＰＢＳ面２３ａと反射ミラー面２３ｂとは、互いに平行な二面から構成されている。
【０１４２】
ここで、第一の偏光ホログラム素子２５には、Ｐ偏光を回折させると共にＳ偏光を透過させるパターンに加えて、半導体レーザ２１から放射される光強度分布を補正し、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を検出するための３ビーム生成用のパターン、つまり、０次回折光と±１次回折光とを生成するためのパターンが形成されている。すなわち、前記実施の形態１において、図３に示した回折格子３と同様のパターンが形成されている。したがって、本実施の形態の第一の偏光回折素子２４においても、前記実施の形態１の回折格子３と同様に非点収差が生じることになる。
【０１４３】
しかしながら、本実施の形態では、平行平板２８は、半導体レーザ２１と第一の偏光回折素子２４との間に、光軸に対して傾斜するように配置されている。これにより、第一の偏光回折素子２４で生じる非点収差を補正するように、光軸に対して傾斜角度を調整して配置されている。したがって、半導体レーザ２１から出射された光ビーム３５は平行平板２８において所定の非点収差を付与されることになる。その結果、光ビーム３５が第一の偏光回折素子２４に入射すると、第一の偏光回折素子２４の非点収差を低減することができる。したがって、第一の偏光回折素子２４を用いた光学系においても、非点収差を低減することができ、光ディスク８上に微小なスポットを形成し、再生信号の劣化の無い良好な信号を得ることができる。
【０１４４】
また、本実施の形態では、半導体レーザ１とコリメータレンズ４との間に偏光ビームスプリッタ２３が配置されているので、コリメータレンズ４と対物レンズ７との距離を短くすることができる。その結果、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。
【０１４５】
〔実施の形態５〕
本発明の他の実施の形態について図１１に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１ないし実施の形態４と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１ないし実施の形態４の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１４６】
図１１は、本実施の形態における光ピックアップ装置の断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、図１１に示すように、半導体レーザ２１が９０度回転して配置されている。これにより、光ビーム３５の偏光方向は偏光ビームスプリッタ２３のＰＢＳ面２３ａにおいて反射する方向になっている。
【０１４７】
そのため、半導体レーザ２１と偏光ビームスプリッタ２３との間に前記実施の形態４の構成の平行平板２８の代わりに１／２波長板２９が配置されている。これにより、光ビーム３５はＰＢＳ面２３ａで反射することなく、偏光ビームスプリッタ２３を透過することになる。
【０１４８】
次に、第一の偏光回折素子３１は、Ｐ偏光を回折させると共にＳ偏光を透過させる第一の偏光ホログラム素子３２と、Ｓ偏光を回折させると共にＰ偏光を透過させる第二の偏光ホログラム素子３３とから構成されている。これにより、前記実施の形態４と同様に、偏光ビームスプリッタ２３において、出射光である光ビーム３５とである光ビーム３６との偏光方向を直交するようにすることができる。
【０１４９】
ここで、第一の偏光ホログラム素子３２は、Ｐ偏光を回折させると共にＳ偏光を透過させるパターンに加えて、光ディスク８上のＴａｎ方向の光強度分布を補正するパターンが形成されている。すなわち、Ｐ偏光を回折させると共にＳ偏光を透過させるパターンに加えて、前記実施の形態２における図６に示す回折格子１５と同様のパターンを用いている。したがって、第一の偏光ホログラム素子３２が設けられている第一の偏光回折素子３１において、非点収差が発生することになる。
【０１５０】
しかしながら、本実施の形態では、１／２波長板２９が、光ビーム３５の光軸に対して、傾斜して配置されている。これにより、第一の偏光回折素子３１で発生する非点収差を補正するための、新たな非点収差を発生することができる。したがって、対物レンズ７における光ディスク８のＴａｎ方向の光強度分布を改善することが可能となる。また、別途、平行平板を配置する必要がなく、製造コストが増加することを抑制することができる。
【０１５１】
〔実施の形態６〕
本発明の他の実施の形態について図１２に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１ないし実施の形態５と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１ないし実施の形態５の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５２】
図１２は、本実施の形態の光ピックアップ装置の断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、図１２に示すように、前記実施の形態４の構成に加えて、半導体レーザ２１と偏光ビームスプリッタ２３の間に配置されていた平行平板２８がなく、第一の偏光回折素子２４とコリメータレンズ４との間に、１／４波長板６が光軸に対して傾斜して配置されている。
【０１５３】
上記の構成によれば、非点収差を補正する光透過性部材として１／４波長板６を使用するので、別途、部品数を増加させることなく、第一の偏光回折素子２４の非点収差の影響を低減することができる。その結果、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【０１５４】
さらに、本実施の形態では、１／４波長板６が、偏光ビームスプリッタ２３と対物レンズ７の間に、より詳しくは第一の偏光回折素子２４とコリメータレンズ４との間に、配置されているので、コリメータレンズ４によって平行光にされる前に、光ビーム３５に非点収差を付与することができる。したがって、対物レンズ７には、平行光が入射することになり、光強度分布がばらつくことを抑制することが可能となる。
【０１５５】
ところで、１／４波長板は、直線偏光を円偏光に、または、円偏光を直線偏光にする効果を持つ光学素子である。本実施の形態では１／４波長板６は、その役割として、光分岐手段を透過したＰ偏光を円偏光に変換し、また、光ディスク８からの反射した円偏光の光をＳ偏光に変化し、偏光ビームスプリッタ２３に導き、偏光ビームスプリッタ２３で反射させることができる。この役割を持たすためには、１／４波長板６を偏光ビームスプリッタ２３と光ディスク８との間に配置しなければならない。さらに、１／４波長板６が平行光束中に配置されている場合に、１／４波長板６を傾斜させても、光路（光軸）が変化するだけである。したがって、非点収差をキャンセルするためには、１／４波長板６を集束光路中に配置する必要がある。これら両方の役割を果たすために、偏光ビームスプリッタ２３とコリメータレンズ４との間に１／４波長板を配置することが望ましい。
【０１５６】
〔実施の形態７〕
本発明の他の実施の形態について図１３及び図１４に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１ないし実施の形態６と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１ないし実施の形態６の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５７】
図１３は本実施の形態における光ピックアップ装置の断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置では、図１３に示すように、前記実施の形態６の光ピックアップ装置の構成において、１／４波長板６の代わりに、光集積ユニット２０とコリメータレンズ４との間に、第二の偏光回折素子３０が光軸に対して傾斜して配置されている。
【０１５８】
さらに、本実施の形態の光ピックアップ装置は切替え装置（切替え手段）３４を備えている。切替え装置３４は、第二の偏光回折素子３０を、第二の偏光回折素子３０が傾斜している方向に平行移動させるものである。なお、切替え装置３４は、特に限定される物ではなく、第二の偏光回折素子３０における光ビームの入射する位置を変化させるものであれば良い。
【０１５９】
図１４は上記光ピックアップ装置の第二の偏光回折素子３０の構成を説明する断面図である。図１４に示すように、第二の偏光回折素子３０は第一の領域３０ａと第二の領域３０ｂとを備えている。第一の領域３０ａには、格子溝が、形成されていない。また、第二の領域３０ｂには、デューティ比が５０％の格子溝が、図中のＹ方向に形成されている。ここで、「デューティ比」とは回折格子の格子溝周期に対する溝幅の比を意味する。
【０１６０】
第一の領域３０ａは半導体レーザ２１からの出射光である光ビーム３５の偏光方向、および光ディスク８からの反射光である光ビーム３６の偏光方向によらず、両光ビーム３５・３６を透過させるようになっている。
【０１６１】
一方、第二の領域３０ｂでは、半導体レーザ１の出射光の偏光方向に対して、０次回折光および±１次回折光を生じて、対物レンズ７に０次回折光のみが入射するように格子溝間隔が設定されている。光ディスク８からの光ビーム３６の偏光方向に対しては、新たに±１次回折光を生じることなく、当該光ビーム３６を透過させて、光集積ユニット２０に導くようになっている。
【０１６２】
なお、いずれの領域においても、光ビームの回折方向は、トラッキング誤差信号を生成するために用いるための光ビームに対して直交する方向となっている。
【０１６３】
このように、本実施の形態では、デューティ比が異なる領域が形成されていることによって、信号の記録再生に用いない±１次回折光が生成される。したがって、この±１次回折光の生成量を調整することによって（溝深さを調整することによって）、光の透過率を制御することが可能となる。
【０１６４】
例えば、第二の領域３０ｂにおける＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光の比率を、それぞれ１：２：１になるように設計することにより、信号の記録再生に用いる光量を５０％にすることができる。
【０１６５】
さらに、本実施の形態では、第二の偏光回折素子３０は光軸に対して傾斜している方向に平行に移動することができるので、光ビーム３５に有効光束径内に所望のデューティ比の領域を配置することができる。これにより、光記録媒体の記録層に対応させて、光透過率の異なる領域に光ビームを透過させることができ、レーザノイズを増加させることなく、適正な光量の光ビームを光記録媒体に照射することが可能となる。
【０１６６】
また、第二の偏光回折素子３０を光軸に対して傾斜させて配置することによって、第一の偏光回折素子２４の非点収差を低減することができるので、１つあるいは複数の記録層からなる光ディスク８からの再生信号の品質を劣化することなく、より一層良好な信号を得ることが可能となる。
【０１６７】
なお、本実施の形態では、第二の偏光回折素子３０として、２つの異なるデューティ比の領域を有する場合について説明したが、光ビームの偏光方向に応じて、２以上の複数の互いに異なるデューティ比の領域を有していてもよい。
【０１６８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
本発明は、回折格子の非点収差の影響を低減することができるので、高密度化・大容量化された光ディスクに記録および該光ディスクの情報を再生するためのピックアップ装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】本発明における光ピックアップ装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】上記光ピックアップ装置に用いられる回折素子のパターンを説明するための説明図である。
【図３】（ａ）は上記光ピックアップ装置において、回折格子が配置されていない場合の光強度分布を説明するための説明図であり、（ｂ）は上記光ピックアップ装置において、回折格子が配置されている場合の光強度分布を説明するための説明図である。
【図４】上記光ピックアップ装置における平行平板の傾きと非点収差量を説明するためのグラフである。
【図５】本発明における光ピックアップ装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】上記光ピックアップ装置に用いられる回折素子のパターンを説明するための説明図である。
【図７】（ａ）は上記光ピックアップ装置において、回折格子が配置されていない場合の光強度分布を説明するための説明図であり、（ｂ）は上記光ピックアップ装置において、回折格子が配置されている場合の光強度分布を説明するための説明図である。
【図８】本発明における光ピックアップ装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図９】上記光ピックアップ装置の光学素子の構成を説明する断面図である。
【図１０】本発明における光ピックアップ装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明における光ピックアップ装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図１２】本発明における光ピックアップ装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図１３】本発明における光ピックアップ装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図１４】上記光ピックアップ装置の第二の偏光回折素子の構成を説明する断面図である。
【図１５】従来の光ピックアップ装置の断面図である。
【図１６】従来の非点収差補正素子を搭載した光ピックアップ装置の断面図である。
【符号の説明】
【０１７１】
１・２１        半導体レーザ（光源）
２・２８        平行平板（光透過性部材）
３・１５        回折格子（回折素子）
３ａ・１５ａ    山部
３ｂ・１５ｂ    谷部
４              コリメータレンズ
５・２３        偏光ビームスプリッタ（光分離手段）
６              １／４波長板（光透過性部材）
７              対物レンズ
１１・２２      光検出器
１２・２９      １／２波長板（光透過性部材）
１３            光学素子
１３ａ・３０ａ  第一の領域
１３ｂ・３０ｂ  第二の領域
１４・３４      切替え装置（切替え手段）
２４・３１      第一の偏光回折素子（回折素子）
２５            第一の偏光ホログラム素子
３０            第二の偏光回折素子（偏光回折素子、光透過性部材）
【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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【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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