(57)【要約】【課題】広帯域波長板の位相差が理想的な値からずれていても、レーザ光源への戻り光を少なくして、レーザ光源の光出力を安定にする光ピックアップ装置を提供する。  【解決手段】直線偏光を射出するレーザ光源１１Ａと、レーザ光源から射出された直線偏光に対して第１の位相差を与えて楕円偏光を射出する誘電体多層膜５Ａと、誘電体多層膜により第１の位相差が付与された楕円偏光に対して、第２の位相差を与えて楕円偏光を射出する広帯域波長板７とを備える。光ディスク２１の信号面２１Ａで反射された光がレーザ光源へ戻らないよう、レーザ光源から射出される直線偏光の方向と第１の位相差を設定する。【選択図】図１
2009259341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの信号面に対して情報を記録し、又は前記光ディスクから情報を再生するため、光軸と直交する方向の直線偏光を前記光軸上に射出するレーザ光源と、
前記レーザ光源から射出された直線偏光に対して第１の位相差を与えて楕円偏光を射出する位相差付与手段と、
前記位相差付与手段より射出された第１の楕円偏光に対して、第２の位相差を与えて前記光ディスクの信号面に照射するための第２の楕円偏光を射出する広帯域波長板とを備え、
前記光ディスクの信号面で反射した光が前記レーザ光源へ戻らないよう、前記光軸に直交する面内における前記直線偏光の方向と前記第１の位相差とを設定していることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記光軸をｚ軸とし、前記ｚ軸に対して直交する軸をｘ軸とし、前記ｘ軸と前記ｚ軸に直交する軸をｙ軸とする左手座標系とし、前記ｚ軸上を光線が進む方向に対して反時計回りに角度を設定したとき、前記ｙ軸は前記レーザ光源及び前記広帯域波長板に対して共通であり、前記レーザ光源から射出される直線偏光の偏光方向はｘｙ平面と平行であり、前記広帯域波長板に前記直線偏光が入射する面及び射出する面はｘｙ平面と平行であり、前記直線偏光の偏光方向と前記ｘ軸とがなす角度をθ１°、前記位相差付与手段で与える第１の位相差をφ１°、前記広帯域波長板を往復で通過して第３の楕円偏光を射出する場合の前記第３の楕円偏光の楕円率をξ、前記第３の楕円偏光における長軸方位と前記ｘ軸とがなす角度をｃ°として、以下の（１）式、（２）式を満足するように構成し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。
【数１】
2009259341.tif 000014
【数２】
2009259341.tif 000015
ただし、θ２及びφ２は以下の（３）式、（４）式により表される。
【数３】
2009259341.tif 000016
【数４】
2009259341.tif 000017
【請求項３】
前記レーザ光源と前記光ディスクの間に複数の光学部品を備え、
前記位相差付与手段は、前記複数の光学部品のうちの少なくとも１つの光学部品に形成された光学薄膜により前記第１の位相差を与えることを特徴とする請求項１又は２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、光源と光ディスクの間に広帯域の波長で作用する波長板を備えた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円盤状の光記録媒体である光ディスクには、透明基板上に螺旋状又は同心円状のトラックが形成されている。そして、このトラックに対して映像情報、音声情報、コンピュータデータなどの情報を高密度に記録でき、且つ記録済みのトラックを再生する際に所望のトラックを高速にアクセスできることから、光ディスクは一般的な記録媒体として多用されている。
【０００３】
この種の光ディスクとしてＣＤ(Compact Disc)やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)などは既に市販され、最近では、より一層高密度化を図って大容量化したＢＤ（Blu-ray Disc）が普及し始めた。そして、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤの３種類の光ディスクを記録又は再生する際に、１つの対物レンズを共用して内部構成を簡素化した光ピックアップ装置が特許文献１に記載されている。
【０００４】
図１１は特許文献１記載の従来の光ピックアップ装置の簡略化した構成を示している。図１１の光ピックアップ装置５１において、ＢＤ７１を記録又は再生するレーザ光源５２は、波長４０５ｎｍの直線偏光を射出する。レーザ光源５２により射出された直線偏光は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）５３を透過してコリメータレンズ５４で略平行光となり、ダイクロプリズム５５を透過して立上ミラー５６で光束方向を９０度偏向され、１／４波長板５７に入射する。１／４波長板５７を通過した直線偏光は、波長４０５ｎｍに対して１／４波長分の位相差が与えられて円偏光となり、開口制限素子５８により所定の開口数に制限されて対物レンズ５９に入射する。対物レンズ５９により絞られた光束がＢＤ７１の信号面に集光して記録又は再生が行われる。
【０００５】
その後、ＢＤ７１の信号面で反射された光は、往路と反対回りの円偏光となって対物レンズ５９に再入射して開口制限素子５８を通過した後、１／４波長板５７を通過して往路と偏光方向が直交した直線偏光となる。そして、この直線偏光は立上ミラー５６で光束方向を９０°偏向されてダイクロプリズム５５を透過する。ダイクロプリズム５５を透過した光は、コリメータレンズ５４で収束光となり、偏光ビームスプリッタ５３で反射されて光検出器６０で受光される。受光された光信号からメインデータ信号等の各信号が算出される。
【０００６】
１／４波長板５７は、ＤＶＤ７２を記録又は再生する波長６６０ｎｍ及びＣＤ７３を記録又は再生する波長７８５ｎｍに対しても１／４波長分の位相差を与えるものである。そして、ＢＤ７１の場合と同様に、ＤＶＤ光学系６１を用いてＤＶＤ７２に対して記録又は再生が行われ、またＣＤ光学系６２を用いてＣＤ７３に対して記録又は再生が行われる。なお、ＤＶＤ光学系６１及びＣＤ光学系６２は、それぞれの内部に不図示のレーザ光源と光検出器を備える。また、ＤＶＤ光学系６１及びＣＤ光学系６２から射出した光は、合成プリズム６３により共通の光路となる。
【０００７】
ところで、レーザ光源５２から射出する光の偏光成分と同一の偏光成分の光がそのレーザ光源５２内の共振器内に入ると、レーザ光源５２から射出する光の出力は不安定となる。しかし、上述した光ピックアップ装置５１のように、１／４波長板５７とＰＢＳ５３を用いてレーザ光源５２へ光が戻らない構成とすれば、レーザ光源５２から射出する光の出力は安定する。  
【０００８】
また、特許文献１に記載の１／４波長板５７に適用可能なものとして、波長４００ｎｍ〜７８０ｎｍ程度の広帯域で１／４波長分の位相差を与える１／４波長板（以下、広帯域波長板という）が特許文献２に記載されている。なお、広帯域波長板とは、少なくとも１００ｎｍ以上離れた波長に対して、例えば１／４波長といった所定の位相差を与えることができる波長板のことである。更に、光ディスクの原料であるポリカーボネートの複屈折性によって生じる位相の不均一性を補償するための液晶素子が、特許文献３に記載されている。この液晶素子は、位相補償量を波長により変化させることにより広帯域波長板として転用することが可能である。
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−０６５９３６号公報
【特許文献２】特開２００６−１１４０８０号公報
【特許文献３】特開２００６−１９６１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２記載の広帯域波長板は、ＢＤ７１の記録又は再生に使用する約４０５ｎｍの波長、ＤＶＤ７２の記録又は再生に使用する約６５５ｎｍの波長、ＣＤ７３の記録又は再生に使用する約７８５ｎｍの波長の３種類すべての波長に対して、１／４波長の位相差を与えることができない。それは、硝材に制限があり設計解がないことによるものである。よって、特許文献１記載の光ピックアップ装置５１の１／４波長板５７に特許文献２記載の広帯域波長板を用いた場合、少なくとも１種類の波長（方式）では、レーザ光源５２から射出された直線偏光が広帯域波長板５７を通過した後に楕円偏光となってしまう。更に、その楕円偏光は光ディスクで反射されて再び広帯域波長板５７を通過しても直線偏光にならない。そのため、レーザ光源５２から射出した光と同じ偏光成分を有する光がレーザ光源５２の共振器内に戻り、レーザ光源５２から射出される光の出力は不安定となる。  
【００１１】
また、特許文献１記載の光ピックアップ装置５１の１／４波長板５７に特許文献３記載の液晶素子からなる広帯域波長板を用いた場合、方式（波長）によらず、レーザ光源から射出された直線偏光が広帯域波長板５７を通過した後に円偏光とすることができる。しかし、液晶素子を含む光ピックアップ装置５１はコスト高であり、また液晶素子を駆動する装置が必要となるので光ピックアップ装置５１が大型化する問題がある。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、１つの広帯域波長板を用いて２方式以上の光ディスクを記録又は再生する場合に、大型化することなく低コストに、すべての方式で安定した光出力を得ることができる光ピックアップ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】
【００１３】
本発明は、前述した従来の技術の課題を解決するため、次の構成を有する光ピックアップ装置を提供するものである。
光ディスク（２１）の信号面（２１Ａ）に対して情報を記録し、又は光ディスクから情報を再生するため、光軸と直交する方向の直線偏光を光軸上に射出するレーザ光源（１１Ａ）と、レーザ光源から射出された直線偏光に対して第１の位相差を与えて楕円偏光を射出する位相差付与手段（５Ａ）と、位相差付与手段より射出された第１の楕円偏光に対して、第２の位相差を与えて光ディスクの信号面に照射するための第２の楕円偏光を射出する広帯域波長板（７）とを備え、光ディスクの信号面で反射した光がレーザ光源へ戻らないよう、光軸に直交する面内における直線偏光の方向と第１の位相差とを設定している光ピックアップ装置（１）である。
【００１４】
また、光軸をｚ軸とし、ｚ軸に対して直交する軸をｘ軸とし、ｘ軸とｚ軸に直交する軸をｙ軸とする左手座標系とし、ｚ軸上を光線が進む方向に対して反時計回りに角度を設定したとき、ｙ軸はレーザ光源及び広帯域波長板に対して共通であり、レーザ光源から射出される直線偏光の偏光方向はｘｙ平面と平行であり、広帯域波長板に直線偏光が入射する面及び射出する面はｘｙ平面と平行であり、直線偏光の偏光方向とｘ軸とがなす角度をθ１°、位相差付与手段で与える第１の位相差をφ１°、広帯域波長板を往復で通過して第３の楕円偏光を射出する場合の第３の楕円偏光の楕円率をξ、第３の楕円偏光における長軸方位とｘ軸とがなす角度をｃ°として、以下の（１）式、（２）式を満足するように構成している光ピックアップ装置である。
【数５】
2009259341.tif 000003
【数６】
2009259341.tif 000004
ただし、θ２及びφ２は以下の（３）式、（４）式により表される。
【数７】
2009259341.tif 000005
【数８】
2009259341.tif 000006
【００１５】
レーザ光源と光ディスクの間に複数の光学部品を備え、位相差付与手段は、複数の光学部品のうちの少なくとも１つの光学部品に形成された光学薄膜により第１の位相差を与える光ピックアップ装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光ピックアップ装置によれば、広帯域波長板を通過して楕円偏光となる場合でも、レーザ光源の回転角と光学系の位相差を調整することができる。そのため、レーザ光源への戻り光を少なくして、大型化することなく低コストにレーザ光源の光出力を安定にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜実施の形態＞
本発明の実施の形態について、図１〜図９を参照して説明する。図１は、本発明の光ピックアップ装置１の全体構成の一例を示した図である。光ピックアップ装置１は、波長λ１＝４０５ｎｍのレーザ光、波長λ２＝６５５ｎｍのレーザ光、波長λ３＝７８５ｎｍのレーザ光により、それぞれ各光ディスクＢＤ２１、ＤＶＤ２２、ＣＤ２３に対して記録又は再生をすることができるものである。
【００１８】
図２は、本実施の形態で用いる座標系を示す図である。図２で示す矢印の向きは各軸における正の方向を示す。図２（Ａ）で示すｚ軸は主光線が進む光軸であり、矢印の向きで示す光線が進む方向を正の方向（＋ｚ方向）とする。ｚ軸に対してｘ軸は直交し、ｙ軸はｚ軸とｘ軸に直交する３次元直交座標系である。図２（Ｂ）に示すように、ｘ軸上の正の方向（＋ｘ方向）及びｙ軸上の正の方向（＋ｙ方向）は、＋ｚ方向を基準として左手座標系の定義に従う。また、本実施の形態における角度方向の定義は、光がｚ軸上を進む方向に対して反時計回りに回転する方向Ｒ（＋ｘ方向から＋ｙ方向へ回転する方向）をいう。
【００１９】
図１中で、ｙ軸はすべての光学部品に対して共通であり、紙面に直交する方向である。また、ｘ軸とｚ軸は各光学部品でローカルに適用する。また、図１中でＰＢＳや広帯域プリズムを回転させず、ｘ軸と平行の直線偏光が入射されるとき、ＰＢＳや広帯域プリズムに形成される誘電体多層膜は、位相差を与えないものとする。この場合、ｘ軸と平行の直線偏光が、誘電体多層膜に対してｐ偏光成分のみとなる。更に、図１中でＰＢＳや広帯域プリズムを回転させず、ｙ軸と平行の直線偏光が入射されるとき、ＰＢＳや広帯域プリズムに形成される誘電体多層膜は、ｙ軸と平行の直線偏光が入射されるとき位相差を与えないものとする。この場合、ｙ軸と平行の直線偏光が、誘電体多層膜に対してｓ偏光成分のみとなる。
【００２０】
最初に、ＤＶＤ２２に対して記録又は再生をする場合について説明する。光集積ユニット２内にあるレーザ光源２Ａにより波長λ２＝６５５ｎｍの直線偏光が射出される。レーザ光源２Ａから射出された直線偏光は、ｘ軸と平行な直線偏光であり、ＰＢＳ２Ｂの偏光選択性誘電体多層膜２Ｃを透過する。ＰＢＳ２Ｂの偏光選択性誘電体多層膜２Ｃはｐ偏光成分を透過し、ｓ偏光成分を反射するものである。そして、ｘ軸に平行な直線偏光は、ＰＢＳ２Ｂの偏光選択性誘電体多層膜２Ｃに対してｐ偏光成分のみであるので、特に位相差が与えられることなくすべての光が透過して、直線偏光の状態が維持される。
【００２１】
ＰＢＳ２Ｂの偏光選択性誘電体多層膜２Ｃを透過した直線偏光は、コリメータレンズ３により略平行光とされ、広帯域プリズム４の波長選択性誘電体多層膜４Ａを透過して、広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａで反射される。なお、広帯域プリズム４の波長選択性誘電体多層膜４Ａは、波長λ２＝６５５ｎｍの光を透過し、波長λ３＝７８５ｎｍの光を反射するものである。また、広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａは、波長λ１＝４０５ｎｍの光を透過し、波長λ２＝６５５ｎｍの光及び波長λ３＝７８５ｎｍの光を反射するものである。そして、ｘ軸に平行な直線偏光が広帯域プリズム４の波長選択性誘電体多層膜４Ａ、及び広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａに入射するので、特に位相差が与えられることなく直線偏光の状態が維持される。
【００２２】
その後、広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａで反射された直線偏光は広帯域波長板７に入射して、λ２／４（９０°）の位相差が与えられて円偏光となり、対物レンズ８により絞られてＤＶＤ２２の信号面２２Ａに集光して記録又は再生が行われる。
【００２３】
上述の広帯域波長板７は、例えば水晶からなる波長板２枚と、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）からなる波長板１枚を張り合わせたものである。そして、それぞれの波長板には、位相が進む方位を表す進相軸がある。各広帯域波長板は、入射する偏光状態と進相軸との位置関係により位相差を与える。本実施の形態では、広帯域波長板７に含まれるすべての波長板の進相軸が合成された１つの進相軸をもつ広帯域波長板７としてとして説明する。
【００２４】
また、特許文献２に記載のように、水晶等の波長板を複数枚張り合わせた広帯域波長板７は、３種類の波長λ１〜λ３すべてに対して１／４波長（９０°）の位相差を与えることが困難である。そこで、本実施の形態の広帯域波長板７は波長λ１＝４００ｎｍ〜４１５ｎｍのレーザ光に対してはλ１／４から少しずれた所定の位相差を与え、波長λ２＝６５０〜６７０ｎｍのレーザ光に対してはλ２／４の位相差を与え、波長λ３＝７７０ｎｍ〜７９０ｎｍのレーザ光に対してはλ３／４の位相差を与えるものである。
【００２５】
ＤＶＤ２２の信号面２２Ａで反射された光は、往路と反対周りの円偏光となって対物レンズ８により平行光とされる。対物レンズ８により平行とされた光は、広帯域波長板７によりλ２／４の位相差が与えられて往路と直交するｙ軸に平行な直線偏光となる。その後、広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａで反射されて、広帯域プリズム４の波長選択性誘電体多層膜４Ａを透過してコリメータレンズ３により集光される。そして、ｙ軸に平行な直線偏光が広帯域プリズム４の波長選択性誘電体多層膜４Ａ、及び広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａに入射するので、特に位相差が与えられることなく直線偏光の状態が維持されている。
【００２６】
コリメータレンズ３により集光されたｙ軸に平行な直線偏光は、光集積ユニット２内のＰＢＳ２Ｂの偏光選択性誘電体多層膜２Ｃに対してｓ偏光成分のみであるので、偏光選択性誘電体多層膜２Ｃすべて反射される。その後、ミラー２Ｄで更に反射されて光検出器２Ｅで受光される。光検出器２Ｅで受光された光からメインデータ信号等の各信号が算出される。
【００２７】
次に、ＣＤ２３に対して記録又は再生をする場合について説明する。光集積ユニット９内にあるレーザ光源９Ａにより射出された波長λ３＝７８５ｎｍの直線偏光が射出される。レーザ光源９Ａから射出された光は、ｘ軸と平行な直線偏光であり、ＰＢＳ９Ｂの偏光選択性誘電体多層膜９Ｃを透過する。ＰＢＳ９Ｂの偏光選択性誘電体多層膜２Ｃはｐ偏光成分を透過し、ｓ偏光成分を反射するものである。そして、ｘ軸に平行な直線偏光は、ＰＢＳ９Ｂの偏光選択性誘電体多層膜９Ｃに対してｐ偏光成分のみであるので、特に位相差が与えられることなくすべての光が透過して、直線偏光の状態が維持される。
【００２８】
ＰＢＳ９Ｂの偏光選択性誘電体多層膜９Ｃを透過した直線偏光は、コリメータレンズ３により略平行光とされ、広帯域プリズム４の波長選択性誘電体多層膜４Ａで反射されて、更に広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａで反射される。広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａで反射された直線偏光は広帯域波長板７に入射して、λ３／４の位相差が与えられて円偏光となり、対物レンズ８により絞られてＣＤ２３の信号面２３Ａに集光して記録又は再生が行われる。なお、広帯域プリズム４の波長選択性誘電体多層膜４Ａ、及び広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａにおいて、それぞれｘ軸に平行な直線偏光が入射するので、特に位相差が与えられることなく直線偏光の状態が維持される。
【００２９】
ＣＤ２３の信号面２３Ａで反射された光は、往路と反対周りの円偏光となって対物レンズ８により平行光とされる。対物レンズ８により平行とされた光は、広帯域波長板７によりλ３／４の位相差が与えられて往路と直交するｙ軸に平行な直線偏光となる。その後、広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａで反射されて、更に広帯域プリズム４の波長選択性誘電体多層膜４Ａで反射されてコリメータレンズ１０により集光される。そして、ｙ軸に平行な直線偏光が広帯域プリズム４の波長選択性誘電体多層膜４Ａ、及び広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａに入射するので、特に位相差が与えられることなく直線偏光の状態が維持されている。
【００３０】
コリメータレンズ１０により集光されたｙ軸に平行な直線偏光は、光集積ユニット９内のＰＢＳ９Ｂの偏光選択性誘電体多層膜９Ｃに対してｓ偏光成分のみであるので、偏光選択性誘電体多層膜９Ｃですべて反射される。その後、ミラー９Ｄで更に反射されて光検出器９Ｅで受光される。光検出器９Ｅで受光された光からメインデータ信号等の各信号が算出される。
【００３１】
ここで、波長λ２＝６５５ｎｍ又は波長λ３＝７８５ｎｍの場合の広帯域波長板７の入射偏光状態と射出偏光状態の関係について説明する。なお、上述のようにＰＢＳや広帯域プリズムの誘電体多層膜では特に位相差が発生しないので説明を省略する。
【００３２】
図３は、波長λ２＝６５５ｎｍ又は波長λ３＝７８５ｎｍの場合の広帯域波長板７の進相軸の一例、図４は広帯域波長板７に対する波長λ２＝６５５ｎｍ又は波長λ３＝７８５ｎｍの場合の広帯域波長板７の入射偏光状態と射出偏光状態の一例を示す図である。図４（Ａ）は図３に示す広帯域波長板７に入射させる直線偏光ＰＡ１の偏光状態、図４（Ｂ）は図４（Ａ）に示す直線偏光ＰＡ１が図３に示す広帯域波長板７を通過して射出される円偏光ＰＡ２の偏光状態を示している。
【００３３】
図３に示す広帯域波長板７は、（−ｘ，−ｙ）から（＋ｘ，＋ｙ）の方向へｘ軸から４５°回転した進相軸Ａを有する。そして、広帯域波長板７に対して入射する直線偏光ＰＡ１と広帯域波長板７の進相軸Ａとのなす角度が４５°であるとき、１／４波長分（９０°）の位相差を与えることができる。図４（Ａ）に示すｘ軸と平行の直線偏光ＰＡ１は、広帯域波長板７の表面７Ａから入射して９０°の位相差が与えられて裏面７Ｂから射出されて、図４（Ｂ）に示す時計回りの円偏光ＰＡ２となる。
【００３４】
図４（Ｃ）は図４（Ｂ）に示す円偏光がＤＶＤ２２の信号面２２Ａ又はＣＤ２３の信号面２３Ａで反射されて生じる光ＰＡ３の偏光状態、図４（Ｄ）は図４（Ｃ）に示す円偏光ＰＡ３が図３の広帯域波長板７を通過して射出される直線偏光ＰＡ４の偏光状態を示している。図４（Ｃ）に示すように、円偏光ＰＡ２は光ディスクで反射されて円偏光ＰＡ２とは反対回りの円偏光ＰＡ３となる。更に、円偏光ＰＡ３が広帯域波長板７の裏面７Ｂから入射して９０°の位相差が与えられて表面７Ａより射出されると、図４（Ｄ）に示す直線偏光ＰＡ４となる。直線偏光ＰＡ４は、レーザ光源２から射出した直線偏光ＰＡ１から９０°回転してｙ軸と平行となる。
【００３５】
そして、図１を用いて説明したＤＶＤ２２及びＣＤ２３に対して記録又は再生する場合、レーザ光源２Ａ（又は９Ａ）より射出したｘ軸と平行な直線偏光は、ＰＢＳ２Ｂ（又は９Ｂ）の偏光選択性誘電体多層膜２Ｃ（又は９Ｃ）に対してｐ偏光成分のみであり、偏光選択性誘電体多層膜２Ｃ（又は９Ｃ）をすべて透過する。また、広帯域波長板７を往復通過したｙ軸と平行な直線偏光は、ＰＢＳ２Ｂ（又は９Ｂ）の偏光選択性誘電体多層膜２Ｃ（又は９Ｃ）に対してｓ偏光成分のみであり偏光選択性誘電体多層膜２Ｃ（又は９Ｃ）ですべて反射されて光検出器２Ｅ（又は９Ｅ）へ進む。そのとき、レーザ光源２Ａ（又は９Ａ）に戻る光がないので、レーザ光源２Ａ（９Ａ）の出力は安定する。
【００３６】
次に、ＢＤ２１に対して記録又は再生をする場合について説明する。広帯域波長板７は波長λ１＝４０５ｎｍに対して４５°から少しずれた進相軸を有し、９０°から少しずれた位相差を与える。そのため、上述したＤＶＤ２２又はＣＤ２３の場合と同様の方法でＢＤ２１を記録又は再生すると、レーザ光源１１Ａから射出した光と同じ偏光成分を有する光がレーザ光源１１Ａの共振器内に戻ってしまう。
【００３７】
図５は、光集積ユニット１１を回転させない場合の波長λ１＝４０５ｎｍの場合の偏光方向の一例を示す図である。図５（Ａ）は広帯域波長板７に入射する直線偏光ＰＢ１の偏光状態、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示す直線偏光ＰＢ１が広帯域波長板７を通過して射出される楕円偏光ＰＢ２の偏光状態、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）に示す楕円偏光ＰＢ２がＢＤ２１の信号面２１Ａで反射されて再び広帯域波長板７を通過して射出される楕円偏光ＰＢ３の偏光状態を示している。
【００３８】
図５（Ａ）に示すｘ軸と平行の直線偏光ＰＢ１は、広帯域波長板７の表面７Ａから入射して９０°から少しずれた所定の位相差が与えられて裏面７Ｂから射出されて、図５（Ｂ）に示す楕円偏光ＰＢ２となる。図５（Ｂ）に示す楕円偏光はＢＤ２１で反射されて広帯域波長板７の裏面７Ｂから入射する。そして、９０°からずれた所定の位相差が与えられて表面７Ａより射出されて、図５（Ｃ）に示す楕円偏光となる。
【００３９】
ＤＶＤ２２やＣＤ２３の記録又は再生と同様に、光集積ユニット１１を回転させず、レーザ光源１１Ａから射出される直線偏光の偏光方向がｘ軸と平行の場合には、ＢＤ２１で反射された光が光集積ユニット１１のＰＢＳ１１Ｂに入射するときにｐ偏光成分とｓ偏光成分を共に含む楕円偏光となってしまう。その結果、ＢＤ２１で反射された楕円偏光はＰＢＳ１１Ｂの偏光選択性誘電体反射膜１１Ｃを透過して、レーザ光源１１Ａから射出した直線偏光と同じｐ偏光成分の光がレーザ光源１１Ａの共振器内に戻る。よって、レーザ光源１１Ａから射出される光の出力は不安定となってしまう。
【００４０】
レーザ光源１１Ａから射出する光の出力を安定させるためには、広帯域波長板７で生じる位相差のずれ分を補正して、ＢＤ２１で反射された光をＰＢＳ１１Ｃへ入射する時点で直線偏光とし、ＰＢＳ１１Ｃの偏光選択性誘電体反射膜１１Ｃに対してｓ偏光成分のみとする必要がある。
【００４１】
そのためには、図１において紙面と直交するｙ軸とレーザ光源１１Ａから射出されるｚ軸（光軸）に直交するｘ軸に対して、ｘｙ平面内で光集積ユニット１１をθ１°回転させて設定する。このとき、光集積ユニット１１内に含まれるレーザ光源１１Ａから射出される直線偏光の偏光方向もｘ軸に対してθ１°回転する。更に、レーザ光源１１Ａから射出された直線偏光がＢＤ２１で反射されてＰＢＳ１１Ｂへ戻るまでの間に、ＰＢＳや広帯域プリズムの誘電体多層膜で所定の位相差を与える方法によって解決できる。ＰＢＳや広帯域プリズムの誘電体多層膜で所定の位相差を与える方法は、位相差付与手段に相当する。
【００４２】
光集積ユニット１１に含まれるＰＢＳ１１Ｂの偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃも、ｘ軸からθ１°回転して設定される。よって、レーザ光源１１Ａより射出された直線偏光は、ＰＢＳ１１Ｂの偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃに対してｐ偏光成分のみの関係である。偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃはｐ偏光成分を透過するので、レーザ光源１１Ａより射出された直線偏光は偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃをすべて透過する。そして、偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃによって特に位相差が与えられることはなく直線偏光の偏光状態が維持される。
【００４３】
偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃを透過した直線偏光は、コリメータレンズ１２で略平行光とされて、広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａを透過して所定の位相差φ１°が与えられて楕円偏光となる。広帯域プリズム５に入射する直線偏光の偏光方向はｘ軸からθ１°回転して設定しているものの、広帯域プリズムにおけるｘ軸から広帯域プリズム５自体は回転しないので、所定の位相差が発生するものである。
【００４４】
本実施の形態では、上述のように広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａに入射する波長λ１＝４０５ｎｍの直線偏光の偏光方向がｘ軸に対してθ１°の角度を有するとき、所定の位相差φ１°を与えるものとして説明する。しかし、波長選択性誘電体多層膜５Ａ以外の広帯域プリズムやＰＢＳ等に形成される光学薄膜を用いてもよく、１つ以上の光学薄膜を用いればよいものである。また、所定の位相差を与える手段（位相差付与手段）は、光学薄膜以外の素子であってもよい。
【００４５】
広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａを透過して所定の位相差φ１°が与えられて楕円偏光は、更に広帯域波長板７に入射してλ１／４（９０°）から少しずれた所定の位相差（９０°＋φ２°）が与えられて楕円偏光として射出される。φ２°は９０°の位相差を与える理想的な値からのずれ量である。そして、広帯域波長板７により所定の位相差（９０°＋φ２°）が与えられた楕円偏光は、対物レンズ８により絞られてＢＤ２１の信号面２１Ａに集光して記録又は再生が行われる。
【００４６】
ＢＤ２１の信号面２１Ａで反射された光は、対物レンズ８により平行光とされる。対物レンズ８により射出した平行光は、広帯域波長板７によりλ１／４から少しずれた所定の位相差（９０°＋φ２°）が与えられて、往路の広帯域波長板７を通過する前の楕円偏光に対して９０°回転した偏光状態の楕円偏光となる。その後、広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａを透過する。このとき、再び広帯域プリズム５の波長選択性誘電体多層膜５Ａで所定の位相差φ１°が与えられる。
【００４７】
波長選択性誘電体多層膜５Ａで所定の位相差φ１°が与えられた後、レーザ光源１１Ａから射出した直線偏光に対して９０°回転した直線偏光の偏光方向、すなわちｙ軸に対してθ１°回転した直線偏光の偏光方向となる。その後、この直線偏光はコリメータレンズ１０により集光される。
【００４８】
光集積ユニット１１はθ１°の角度で回転して設定しているので、コリメータレンズ１０により集光された直線偏光は、ＰＢＳ１１Ｂの偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃに対してｓ偏光成分のみの直線偏光となっている。よって、コリメータレンズ１０により集光された直線偏光はＰＢＳ１１の偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃによりすべて反射されて、ミラー１１Ｄで更に反射されて光検出器１１Ｅで受光される。光検出器１１Ｅで受光された光からメインデータ信号等の各信号が算出される。
【００４９】
図６は、光集積ユニット１１を回転した場合の偏光状態の一例を示す図である。図６（Ａ）は光集積ユニット１１を回転した場合の直線偏光ＰＣ１の偏光状態、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す直線偏光ＰＣ１が広帯域プリズム等の光学薄膜を通過した後の楕円偏光ＰＣ２の偏光状態を示している。図６（Ａ）に示す直線偏光ＰＣ１の偏光方向は、ｘ軸からθ１°回転している。直線偏光ＰＣ１は広帯域プリズム５や立上ミラー６の光学薄膜を通過することによって位相差φ１°が与えられて、図６（Ｂ）に示す楕円偏光ＰＣ２となる。
【００５０】
図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示す楕円偏光ＰＣ２が広帯域波長板７を往復で通過した後の偏光状態を示している。広帯域波長板７を往復で通過するとは、図６（Ｂ）に示す楕円偏光ＰＣ２が、広帯域波長板７の表面７Ａから入射して裏面７Ｂから射出し、ＢＤ２１で反射されて、再び広帯域波長板７の裏面７Ｂから入射して表面７Ａへ射出することをいう。広帯域波長板７を往復で通過した結果、図６（Ｃ）に示すように、楕円偏光ＰＣ２を９０°回転した状態の楕円偏光ＰＣ３となる。
【００５１】
図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）に示す楕円偏光ＰＣ３が再び広帯域プリズム５や立上ミラー６の光学薄膜を通過した後の偏光状態を示している。楕円偏光ＰＣ３は広帯域プリズム等の光学薄膜を通過することによって再び位相差φ１°が与えられる。その結果、図６（Ｄ）に示すように、広帯域プリズム５を通過後の直線偏光ＰＣ４は、直線偏光ＰＣ１を９０°回転した偏光方向となる。
【００５２】
そして、図１を用いて説明したＢＤ２１に対して記録又は再生する場合、レーザ光源１１Ａより射出したｘ軸からθ１°回転した偏光方向の直線偏光は、ＰＢＳ１１Ｂの偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃ対してｐ偏光成分のみであり偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃをすべて透過する。また、広帯域波長板７を往復通過したｙ軸からθ１°回転した直線偏光は、ＰＢＳ１１Ｂの偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃに対してｓ偏光成分のみであり、偏光選択性誘電体多層膜１１Ｃですべて反射されて光検出器１１Ｅへ進む。そのとき、レーザ光源１１Ａに戻る光がないので、レーザ光源１１Ａの出力は安定する。
【００５３】
次に、光集積ユニット１１を回転する角度θ１°及び広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°について説明する。図１の広帯域波長板７において、紙面に垂直な方向をｙ軸、光軸をｚ軸、ｙ軸とｚ軸に直交する軸をｘ軸とする。一般に、広帯域波長板７は往復で通過したときに射出する楕円偏光の楕円率ξ及び長軸とｘ軸がなす角度ｃ°により定義される。図７は楕円偏光において楕円の長軸ａ、短軸ｂ、ｘ軸と長軸ａのなす角度ｃ°を示している。また、楕円の長軸をａ、短軸をｂとするとき、楕円率ξはｂ／ａで表される。ｘ軸と長軸ａのなす角度ｃ°を長軸方位角という。
【００５４】
広帯域波長板７において、進相軸の角度ずれ量をθ２°とする。ただし、進相軸のずれ量θ２°は理想的な進相軸（ｘ軸から４５°）を基準としてずれた量である。進相軸のずれ量θ２°及び位相差のずれ量φ２°は、上述の楕円率ξ及び長軸方位角ｃ°を用いて、以下の（５）、（６）式により表される。
【数９】
2009259341.tif 000007
【数１０】
2009259341.tif 000008
【００５５】
また、（５）、（６）式により表された進相軸のずれ量θ２°と位相差のずれ量φ２°を用いて、光集積ユニット１１を回転する角度θ１°及び広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°は、以下の（７）、（８）式により表される。
【数１１】
2009259341.tif 000009
【数１２】
2009259341.tif 000010
【００５６】
（５）、（７）、（８）式は偏光状態を求める方法として一般的な方法であるジョーンズ法により算出した式である。光集積ユニット１１のｘｙ面内において、（７）式を満たすように光集積ユニット１１をｘ軸からθ１°回転して設定し、（８）式を満たすように広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°を設計すればよい。なお、光集積ユニット１１をｘ軸からθ１°回転して予め設定することは、光ピックアップ装置１に取り付ける光集積ユニット１１のホルダー形状を変更することによって容易に対応可能である。
【００５７】
表１は、広帯域波長板７の楕円率ξと長軸方位角ｃ°が与えられているとき、レーザ光源１１Ａへの戻り光光量比を０％にするためのレーザ光源１１の回転角θ１°と広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°の計算結果を示している。戻り光光量比とはＢＤ２１Ａの信号面２１Ａで反射されて、ＰＢＳ１１Ｂに入射するｐ偏光成分とｓ偏光成分の割合である。そして、ＰＢＳ１１Ｂに入射する光がすべてｓ偏光成分のみの光であるとき、ＰＢＳ１１Ｂですべて反射されてレーザ光源１１に戻る光はないので、戻り光光量比８は０％となる。
【表１】
2009259341.tif 000011
【００５８】
表１の設計例１の場合について説明する。なお、広帯域波長板７の楕円率ξ＝１３．２［％］及び長軸方位角ｃ°＝９０°が、広帯域波長板７の仕様として予め分かっている。（５）、（６）式より広帯域波長板７の特性である広帯域波長板７の理想的な位相差とのずれ量φ２°＝７．４°及び理想的な進相軸とのずれ量θ２°＝０°が求められる。また、(７)式によりレーザ光源１１のｘ軸に対する回転角θ１°は、ｘ軸に対して３．７°とすればよいことになる。更に、広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°は、９０°とすればよい。設計例２、３についても同様に、ｘ軸に対する回転角θ１°、広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°が求められる。
【００５９】
図８は、レーザ光源１１Ａへの戻り光光量比を０％にする場合の広帯域波長板７のｘ軸からの進相軸のずれ量θ２°と、光集積ユニット１１の回転角θ１°との関係を示している。図８に示すように、広帯域波長板７のｘ軸からの進相軸のずれ量θ２°がｘ軸から離れるほどレーザ光源１１の回転角θ１°も大きくする必要がある。また、広帯域波長板７で与える理想的な位相差からのずれ量φ２°が大きいほどレーザ光源１１のｘ軸に対する回転角θ１°を大きくする必要がある。
【００６０】
図９は、レーザ光源１１への戻り光光量比を０％にする場合の広帯域波長板７のｘ軸からの進相軸のずれ量θ２°と、広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°との関係を示している。図９に示すように、広帯域波長板７のｘ軸からの進相軸のずれ量θ２°が０°から離れるほど、広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°は９０°からずらしていく必要がある。
【００６１】
広帯域波長板７において、ｘ軸からの進相軸のずれ量θ２°進は±１０°、理想的な位相差からのずれ量φ２°は±１５°以内が一般的である。また、戻り光光量比が５％以内であれば、レーザ光源１１Ａから射出される光の出力がほぼ安定することが分かっている。
【００６２】
そこで、レーザ光源１１Ａのｘｙ面内での回転角θＬＤ及び広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°は、θ２°が±１０°、φ２°が±１５°、戻り光光量が５％以内であるとき、以下の（９）、（１０）式を満たせばレーザ光源１１Ａの出力はほぼ安定する。
【数１３】
2009259341.tif 000012
【数１４】
2009259341.tif 000013
【００６３】
図１０は、光ピックアップ装置３１の全体構成の別の一例を示している。図１との相違点は、立上ミラー６を用いた点にある。立上ミラー６により、光ディスク装置において光ピックアップ装置の配置の自由度を増やすことができる。図１０のような構成の光ピックアップ装置３１でも、図１を用いて説明したレーザ光源１１Ａのｘ軸に対する回転角θ１°及び広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａで与える位相差φ１°をそれぞれ（３）式、（４）式を満たすようにすることで、レーザ光源１１Ａの光出力を安定させることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態ではＢＤ２１を記録又は再生するλ１＝４０５ｎｍに対して、広帯域波長板７の進相軸と位相差が理想値からずれる場合を説明したが、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、ＤＶＤ２２を記録又は再生するλ２＝６５５ｎｍやＣＤ２３を記録又は再生するλ３＝７８５ｎｍに対して位相差が理想的な１／４波長からずれる場合であっても、それぞれの光集積ユニットのｘｙ面内において光集積ユニットを所定量回転して設定し、広帯域プリズム５の誘電体多層膜５Ａ等の光学薄膜で所定の位相差を与えることによって適用可能である。また、２種類の波長に対して広帯域波長板７の進相軸と位相差が理想値からずれる場合も同様である。
【００６５】
また、光集積ユニット内に含まれるＰＢＳは、レーザ光源から射出される光と光検出器で受光される光とに分岐できる機能があればよい。偏光選択性の機能を有しないプリズムにより光を分岐する場合は、レーザ光源の共振器内に入る光が存在するがレーザ光源から射出した偏光成分と同じ偏光成分が戻らなければレーザ光源の出力はほぼ安定する。よって、ＰＢＳの代わりにハーフミラーや、回折素子を用いても、光集積ユニットのｘｙ面内における光集積ユニットの回転角と光学薄膜で与える位相差を適切な値にすることにより適用可能である。更に、レーザ光源と光検出器が光集積ユニットで一体となっていなくても適用可能である。レーザ光源をｘｙ面内で所定量回転し、必要に応じてその他の光学素子も回転すればよい。また、広帯域波長板は立上ミラーと広帯域プリズムの間に配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の全体構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の光ピックアップ装置で用いる座標系を示す図である。
【図３】広帯域波長板の進相軸の一例を示す図である。
【図４】本発明の光ピックアップ装置における偏光状態の変化の一例を示す図である。
【図５】従来の方法による偏光状態の変化の別の一例を示す図である。
【図６】本発明の光ピックアップ装置における光集積ユニットを回転した場合の偏光状態の変化の一例を示す図である。
【図７】広帯域波長板の楕円率と長軸の方位角を示す図である。
【図８】本発明の光ピックアップ装置における戻り光光量比を０％にする場合の広帯域波長板の進相軸方位と光集積ユニットの回転角との関係の一例を示す図である。
【図９】本発明の光ピックアップ装置における戻り光光量比を０％にする場合の広帯域波長板の進相軸方位と光学系で与える位相差との関係の一例を示す図である。
【図１０】本発明の光ピックアップ装置の全体構成の別の一例を示す図である。
【図１１】従来の光ピックアップ装置の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  光ピックアップ装置
１１  光集積ユニット
１１Ａ  レーザ光源
５  広帯域プリズム
５Ａ  波長選択性誘電体多層膜
７  広帯域波長板
２１  ＢＤ
２１Ａ  信号面
【図１】
2009259341.tif 000018
【図２】
2009259341.tif 000019
【図３】
2009259341.tif 000020
【図４】
2009259341.tif 000021
【図５】
2009259341.tif 000022
【図６】
2009259341.tif 000023
【図７】
2009259341.tif 000024
【図８】
2009259341.tif 000025
【図９】
2009259341.tif 000026
【図１０】
2009259341.tif 000027
【図１１】
2009259341.tif 000028