(57)【要約】【課題】２つの対物レンズを経由した各ディスクからの反射光を対応する光検出部上に適正に収束させ得る光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】偏光依存性のホログラム素子１５、１６は、ＨＤからの反射光が入射する際の偏光方向（Ｓ偏光）のみに、回折による焦点位置の調整作用を付与する。ＢＤからの反射光が適正に収束される位置に光検出器３０を位置調整した状態で、適宜、ホログラム素子１５、１６間の距離を調整することにより、ＨＤからの反射光を光検出器３０上に適正に収束させることができる。【選択図】図１
2009151877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光が入射される偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを経由した第１の偏光方向を有する第１のレーザ光が入射される第１の１／４波長板と、
前記第１の１／４波長板を透過した前記第１のレーザ光が入射されるとともに第１の記録媒体に前記第１のレーザ光を収束させる第１の対物レンズと、
前記偏光ビームスプリッタを経由した前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向を有する第２のレーザ光が入射される第２の１／４波長板と、
前記第２の１／４波長板を透過した前記第２のレーザ光が入射されるとともに第２の記録媒体に前記第２のレーザ光を収束させる第２の対物レンズと、
前記第１および第２の記録媒体によって反射された前記第１および第２のレーザ光を受光する光検出器と、
前記第１の１／４波長板と前記光検出器の間に配され前記第１の偏光方向または前記第２の偏光方向の何れか一方の前記第１のレーザ光に倍率調整機能を付与する第１および第２の偏光性レンズ素子と、
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１および第２の偏光性レンズ素子は、前記第１の記録媒体にて反射された前記第１のレーザ光が透過する際の前記第１のレーザ光の偏光方向において前記倍率調整機能を発揮する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１および第２の偏光性レンズ素子は、偏光依存性をもつ第１および第２のホログラム素子である、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記光検出器は、前記第１の記録媒体によって反射された第１のレーザ光を受光する第１の光検出部と、前記第２の記録媒体によって反射された第２のレーザ光を受光する第２の光検出部を個別に備え、
前記第１および第２のホログラム素子のうち少なくとも一方は、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光をそれぞれ前記第１の光検出部と前記第２の光検出部に振り分け得るホログラムパターンを有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１および第２のホログラム素子のうち倍率調整時に変位されない方に、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光をそれぞれ前記第１の光検出部と前記第２の光検出部に振り分け得るホログラムパターンが配されている、
ことを特徴とする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、光ピックアップ装置に関し、特に、異なる記録媒体に対して個別に対物レンズが準備された互換型の光ピックアップ装置に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、青色波長のレーザ光を用いる光ディスクとして、ＢＤ（ブルーレイディスク）とＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc：以下「ＨＤ」と称する）の２つが存在する。これらは互いにカバー層の厚みが相違するため、両ディスクに対応可能な互換型の光ピックアップ装置では、各ディスクに適応する２つの対物レンズが配され、一つの半導体レーザから出射された青色波長のレーザ光が、光学系によって、それぞれの対物レンズに割り振られる構成となっている。
【０００３】
以下の特許文献１には、一つの光源から出射されたレーザ光を２つの対物レンズに振り分けるタイプの光ピックアップ装置が記載されている。ここでは、レーザ光を２つの対物レンズに振り分けるために、液晶セルと偏光ビームスプリッタが用いられている。すなわち、液晶セルによってレーザ光の偏光方向が偏光ビームスプリッタに対しＰ偏光とＳ偏光の何れかに変化される。Ｐ偏光となった場合、レーザ光は偏光ビームスプリッタを透過して第１の対物レンズに導かれ、Ｓ偏光となった場合、レーザ光は偏光ビームスプリッタによって反射されて第２の対物レンズに導かれる。
【特許文献１】特開平１１−１２０６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の光ピックアップ装置では、各ディスクからの反射光を受光する光検出器の位置調整が必要となる。ここで、光検出器には、ＢＤ用の受光部とＨＤ用の受光部が個別に配された構成のものと、共通の受光部にて各ディスクからの反射光を受光するよう構成されたものが存在する。何れの場合にも、通常、２つの対物レンズの何れか一方との間で光検出器の位置調整が行われることにより、他方の対物レンズとの間でも光検出器の位置が適正となるように、光ピックアップ装置内の光学系が設計されている。
【０００５】
しかし、このように光学系が設計されていても、実際には、光学系を構成する光学部品の収差や複屈折、あるいは、偏光ビームスプリッタの形状誤差（偏光面に垂直な面で切断したときの断面形状が正方形ではない）などによって、何れか一方の対物レンズとの間で光検出器を位置調整すると、他方の対物レンズを経由したディスクからの反射光が光検出器上に適正に収束されないとの問題が生じる。
【０００６】
本発明は、かかる問題を解消するためになされたものであり、２つの対物レンズを経由した各ディスクからの反射光を対応する光検出部上に適正に収束させ得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】
【０００７】
請求項１の発明に係る光ピックアップ装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光が入射される偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを経由した第１の偏光方向を有する第１のレーザ光が入射される第１の１／４波長板と、前記第１の１／４波長板を透過した前記第１のレーザ光が入射されるとともに第１の記録媒体に前記第１のレーザ光を収束させる第１の対物レンズと、前記偏光ビームスプリッタを経由した前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向を有する第２のレーザ光が入射される第２の１／４波長板と、前記第２の１／４波長板を透過した前記第２のレーザ光が入射されるとともに第２の記録媒体に前記第２のレーザ光を収束させる第２の対物レンズと、前記第１および第２の記録媒体によって反射された前記第１および第２のレーザ光を受光する光検出器と、前記第１の１／４波長板と前記光検出器の間に配され前記第１の偏光方向または前記第２の偏光方向の何れか一方の前記第１のレーザ光に倍率調整機能を付与する第１および第２の偏光性レンズ素子とことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記第１および第２の偏光性レンズ素子は、前記第１の記録媒体にて反射された前記第１のレーザ光が透過する際の前記第１のレーザ光の偏光方向において前記倍率調整機能を発揮することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の光ピックアップ装置において、前記第１および第２の偏光性レンズ素子は、偏光依存性をもつ第１および第２のホログラム素子であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３に記載の光ピックアップ装置において、前記光検出器は、前記第１の記録媒体によって反射された第１のレーザ光を受光する第１の光検出部と、前記第２の記録媒体によって反射された第２のレーザ光を受光する第２の光検出部を個別に備え、前記第１および第２のホログラム素子のうち少なくとも一方は、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光をそれぞれ前記第１の光検出部と前記第２の光検出部に振り分け得るホログラムパターンを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載の光ピックアップ装置において、前記第１および第２のホログラム素子のうち倍率調整時に変位されない方に、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光をそれぞれ前記第１の光検出部と前記第２の光検出部に振り分け得るホログラムパターンが配されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、第２の記録媒体にて反射された第２のレーザ光が適正に収束される位置に光検出器を位置調整した状態で、適宜、第１および第２の偏光性レンズ素子間の距離を調整することにより、第１の対物レンズによって収束された第１のレーザ光が光検出器上に適正に収束される状態に光学系を設定することができる。
【００１３】
たとえば、請求項２の発明のように、第１の記録媒体にて反射された第１のレーザ光が透過する際の第１のレーザ光の偏光方向において倍率調整機能を発揮するよう、第１および第２の偏光性レンズ素子を配すると、偏光ビームスプリッタから第１の対物レンズへと向かう往路では、第１および第２の偏光性レンズ素子による倍率調整機能が発揮されず、第１の対物レンズから光検出器へと向かう復路において、これらレンズ素子による倍率調整機能が発揮される。よって、この場合、第１および第２の偏光性レンズ素子間の距離を変化させると、往路の光路長はそのままで、復路の光路長のみが変化することとなる。したがって、第１および第２の偏光性レンズ素子間の距離を変化させることにより、第１の記録媒体にて反射された第１のレーザ光の収束位置を光軸方向に前後させることができ、第１のレーザ光が光検出器上に適正に収束するよう調整することができる。
【００１４】
なお、第１および第２の偏光性レンズ素子は、請求項３に記載のように、偏光依存性をもつ第１および第２のホログラム素子とすることができる。偏光依存性を有するホログラム素子は、たとえば、以下の実施形態のように、偏光方向に応じて屈折率が異なる復屈折材料とホログラム構造を組み合わせて構成することができる。
【００１５】
この場合、請求項４に記載のように、第１および第２のホログラム素子のうち少なくとも一方のホログラムパターンを、第１のレーザ光と第２のレーザ光をそれぞれ第１の光検出部と第２の光検出部に振り分け得るものとすると、当該ホログラム素子を、倍率調整用とともに光路振り分け用として共用することができ、部品点数の削減と構成の簡素化を図ることができる。
【００１６】
なお、請求項５のように、このホログラムパターンを、第１および第２のホログラム素子のうち倍率調整時に変位されない方に配すると、倍率調整時に第１および第２のホログラム素子の距離を変化させても、光検出器上における第１のレーザ光と第２のレーザ光の光軸間隔が変化することはない。よって、第１のレーザ光と第２のレーザ光の光軸をそれぞれ対応する光検出部に位置づけたまま、光検出器上における第１のレーザ光の収束状態を調整することができる。
【００１７】
以上のとおり本発明によれば、２つの対物レンズを経由した各ディスクからの反射光を対応する光検出部上に適正に収束させ得る光ピックアップ装置を提供することができる。
【００１８】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示形態であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態は、ＢＤとＨＤに対応可能な光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。
【００２０】
図１は、光ピックアップ装置の構成（光学系）を示す図である。同図（ａ）は、光ピックアップ装置の光学系の要部平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）の立ち上げミラー２１、２６からＨＤ用対物レンズ２３およびＢＤ用対物レンズ２８までの部分を図中のＸ軸方向に見たときの側面図である。同図（ｂ）中、対物レンズホルダ３１は内部の構造が分かるよう断面図にて示されている。
【００２１】
なお、以下では、偏光ビームスプリッタ１４の偏光面に対しＰ偏光となる偏光方向を偏光ビームスプリッタ１４との関係に限らず“Ｐ偏光”と称し、また、偏光ビームスプリッタ１４の偏光面に対しＳ偏光となる偏光方向を偏光ビームスプリッタ１４との関係に限らず“Ｓ偏光”と称する。
【００２２】
同図（ａ）および（ｂ）において、半導体レーザ１１は、波長４００ｎｍ程度のレーザ光を出射する。回折格子１２は、半導体レーザ１１から出射されたレーザ光をメインビームと２つのサブビームに分離する。
【００２３】
偏光回転素子１３は、制御信号に応じて、レーザ光の偏光方向を変化させる。具体的には、ＢＤの記録／再生時には偏光ビームスプリッタ１４の偏光面に対しＳ偏光となるようレーザ光の偏光方向を設定し、ＨＤの記録／再生時には偏光ビームスプリッタ１４の偏光面に対しＰ偏光となるようレーザ光の偏光方向を設定する。
【００２４】
なお、偏光回転素子１３は、制御信号に応じて１／２波長板をレーザ光の光軸を軸として回転させる構成や、制御信号に応じて１／２波長板をレーザ光の光路に対し挿脱させる構成とすることができる。この他、光学結晶に電圧を印加したときの光電効果によって偏光特性を変化させるものや、液晶素子等を用いることもできる。
【００２５】
偏光ビームスプリッタ１４は、偏光回転素子１３側から入射されるレーザ光をその偏光方向に応じて透過または反射する。
【００２６】
偏光回転素子１３によって偏光ビームスプリッタ１４の偏光面に対しＰ偏光とされたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１４を透過した後、２つの偏光依存性のホログラム素子１５、１６を透過し、さらに、ミラー１８によって反射された後、コリメートレンズ１９によって平行光に変換される。
【００２７】
これら２つのホログラム素子１５、１６は、後述の如く、Ｓ偏光の光に対し、それぞれ凹レンズと凸レンズのレンズ作用を付与する。ホログラム素子１５、１６は、調整機構１７によって間隔が調整可能となっている。調整機構１７によってホログラム素子１５、１６の間隔を変更することによりホログラム素子１５、１６全体の倍率が変化する。つまり、ホログラム素子１５、１６と調整機構１７は、Ｓ偏光の光に対しビームエキスパンダと同様の作用を付与する。ホログラム素子１５、１６の構成は、追って、図２ないし図５を参照して説明する。
【００２８】
コリメートレンズ１９によって平行光とされたレーザ光は、ミラー２０によって反射され、さらに、立ち上げミラー２１によってＨＤ用対物レンズ２３方向に反射される。
【００２９】
１／４波長板２２は、立ち上げミラー２１によって反射されたレーザ光を円偏光に変換するとともに、ディスクからの反射光を、ディスクへ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光（Ｓ偏光）に変換する。これにより、ディスクによって反射されたレーザ光は偏光ビームスプリッタ１４によって反射され光検出器３０へと導かれる。ＨＤ用対物レンズ２３は、１／４波長板２２側から入射されたレーザ光をＨＤ上に収束させる。
【００３０】
偏光回転素子１３によって偏光ビームスプリッタ１４の偏光面に対しＳ偏光とされたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１４によって反射された後、コリメートレンズ２４によって平行光に変換される。その後、このレーザ光は、ミラー２５によって反射され、さらに、立ち上げミラー２６によってＢＤ用対物レンズ２８方向に反射される。
【００３１】
１／４波長板２７は、立ち上げミラー２６によって反射されたレーザ光を円偏光に変換するとともに、ディスクからの反射光を、ディスクへ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光（Ｐ偏光）に変換する。これにより、ディスクによって反射されたレーザ光は偏光ビームスプリッタ１４を透過し光検出器３０へと導かれる。ＢＤ用対物レンズ２８は、１／４波長板２７側から入射されたレーザ光をＢＤ上に収束させる。
【００３２】
アナモレンズ２９は、ディスクによって反射されたレーザ光に非点収差を導入する。光検出器３０は、受光面にＨＤ／ＢＤに共通の一つのセンサパターンを有し、ＨＤおよびＢＤによって反射された各レーザ光（メインビーム／サブビーム）がそれぞれこのセンサパターンにて受光されるよう配置されている。ここでは、センサパターンとしてたとえば複数の４分割センサが配され、各４分割センサからの信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号および再生信号が生成される。なお、光検出器３０の配置方法とホログラム素子１５の調整方法については、追って詳述する。
【００３３】
上記２つの１／４波長板２２、２７と、ＨＤ用対物レンズ２３およびＢＤ用対物レンズ２８は、同図（ｂ）に示す如く、共通の対物レンズホルダ３１に装着されている。この対物レンズホルダ３１は、磁気回路とコイルからなる周知の対物レンズアクチュエータによって、フォーカス方向およびトラッキング方向に駆動される。なお、対物レンズホルダ３１には、通常、コイルが配される。同図には、対物レンズアクチュエータのうちコイル３２のみ図示され、磁気回路は図示省略されている。
【００３４】
次に、図２を参照して、凹レンズの作用を付与するホログラム素子１５の構成について説明する。同図（ａ）は、ホログラム素子１５の平面図、同図（ｂ）は、ホログラム素子１５の断面構造を示す図である。
【００３５】
同図（ｂ）に示す如く、ホログラム素子１５は、ガラス基板１５１上にホログラムによる回折構造１５２を形成し、さらにその上に複屈折材料層１５３とガラス基板１５４を順番に形成して構成される。
【００３６】
ここで、複屈折材料層１５３の屈折率は、レーザ光がＰ偏光およびＳ偏光にて入射するときの屈折率をそれぞれｎｐおよびｎｓとし、回折構造１５２の屈折率をｎ１とすると、ｎｓ≠ｎ１（ｎｓ＜ｎ１）、ｎｐ＝ｎ１となるよう設定されている。したがって、レーザ光がＰ偏光にてホログラム素子１５に入射する場合には、回折構造１５２の屈折率（ｎ１）と複屈折材料層１５３の屈折率（ｎｐ）の間に差が生じず、回折構造１５２は回折格子として機能しない。これに対し、レーザ光がＳ偏光にてホログラム素子１５に入射する場合には、回折構造１５２の屈折率（ｎ１）と複屈折材料層１５３の屈折率（ｎｓ）の間に差が生じ、回折構造１５２は、回折格子として機能する。
【００３７】
このように複屈折材料層１５３の屈折率は、Ｓ偏光にてレーザ光が入射する際に回折が起こるよう調整されている。このため、ホログラム素子１５は、ＨＤによって反射されたレーザ光（Ｓ偏光）に対して回折構造１５２による回折作用を付与し、ＨＤへと向かう際のレーザ光（Ｐ偏光）には回折作用を付与しない。
【００３８】
回折構造１５２は、同図（ａ）に示す如くリング状になるように形成されている。同図（ａ）には回折構造１５２の形成領域が回折領域１５ａとして示されている。回折構造１５２は、回折構造１５２にて回折された＋１次回折光の焦点距離が０次回折光の焦点距離よりも長くなるよう調整されている。すなわち、レーザ光の＋１次回折光は０次回折光よりも拡散される。
【００３９】
図２（ｃ）は、回折構造１５２を同図（ｂ）に示す如く４ステップとしたときの１ステップ当たりの位相差と回折効率の関係をシミュレーションしたものである。なお、ここでは、レーザ光の波長が４０８ｎｍとされている。
【００４０】
同図（ｃ）を参照して分かるとおり、１ステップ当たりの位相差が０．２５（λ）程度（λ：レーザ光の波長）となるよう４ステップの回折構造を形成すれば、＋１次回折光の回折効率を０．８程度まで引き上げることができる。１ステップ当たりの位相差をこのように設定すると、高い回折効率をもって、ホログラム素子１５に凹レンズのレンズ作用を発揮させることができる。
【００４１】
図３は、凸レンズの作用を付与するホログラム素子１６の構成を説明する図である。同図（ａ）は、ホログラム素子１６の平面図、同図（ｂ）は、ホログラム素子１５の断面構造を示す図である。
【００４２】
同図（ｂ）に示す如く、ホログラム素子１６は、ガラス基板１６１上にホログラムによる回折構造１６２を形成し、さらにその上に複屈折材料層１６３とガラス基板１６４を順番に形成して構成される。ホログラム素子１６の構成は、回折構造１６２のパターンを除いてホログラム素子１５と同様である。また、回折構造１６２と複屈折材料層１６３の屈折率の関係も、上記ホログラム素子１５と同様である。よって、ホログラム素子１６は、ＨＤによって反射されたレーザ光（Ｓ偏光）に対して回折構造１６２による回折作用を付与し、ＨＤへと向かう際のレーザ光（Ｐ偏光）には回折作用を付与しない。
【００４３】
回折構造１６２は、同図（ａ）に示す如くリング状になるように形成されている。同図（ａ）には回折構造１６２の形成領域が回折領域１６ａとして示されている。回折構造１６２は、回折構造１６２にて回折された＋１次回折光の焦点距離が０次回折光の焦点距離よりも短くなるよう調整されている。すなわち、レーザ光の＋１次回折光は０次回折光よりも収束される。
【００４４】
図３（ｃ）は、回折構造１６２を同図（ｂ）に示す如く４ステップとしたときの１ステップ当たりの位相差と回折効率の関係をシミュレーションしたものである。回折効率は、上記図２（ｃ）の場合と同様である。すなわち、１ステップ当たりの位相差を０．２５（λ）程度とすることにより、＋１次回折光の回折効率を０．８程度まで引き上げることができる。１ステップ当たりの位相差をこのように設定することにより、高い回折効率をもって、ホログラム素子１６に凸レンズのレンズ作用を発揮させることができる。
【００４５】
なお、ここでは回折構造１５２、１６２をステップ型にて構成したが、これらをブレーズ型とすることもできる。
【００４６】
図４（ａ）および（ｂ）は、ホログラム素子１５内にブレーズ型の回折構造１５５を配して凹レンズのレンズ作用を発揮させる場合の構成例を示す図である。
【００４７】
同図（ｂ）のように、ホログラム素子１５内には、図２（ｂ）に示すステップ型の回折構造１５２に替えてブレーズ型の回折構造１５５が配されている。なお、この構成例においても、回折構造１５５の屈折率（ｎ１）と複屈折材料層１５３の屈折率（ｎｓ／ｎｐ）は、図２の場合と同様に調整されている。よって、ホログラム素子１５は、Ｓ偏光にて入射する場合にレーザ光に回折作用を付与する。
【００４８】
したがって、ホログラム素子１５は、ＨＤによって反射されたレーザ光（Ｓ偏光）に対して回折構造１５５による回折作用を付与し、ＨＤへと向かう際のレーザ光（Ｐ偏光）には回折作用を付与しない。回折構造１５５は、一定高さのブレーズ型回折構造が、同図（ａ）に示すごとくリング状に形成された構造となっており、凹レンズと同様のレンズ効果にて＋１次の回折光を拡散させる。
【００４９】
同図（ｃ）は、回折構造１５５にて生じる位相差と回折効率の関係をシミュレーションしたものである。この場合、位相差が１（λ）程度となるよう回折構造１５５を形成すれば、＋１次回折光の回折効率を１程度まで引き上げることができる。よって、この場合には、高い回折効率をもって、ホログラム素子１５に凹レンズのレンズ作用を発揮させることができる。
【００５０】
図６（ａ）および（ｂ）は、ホログラム素子１６内にブレーズ型の回折構造１６５を配して凸レンズのレンズ作用を発揮させる場合の構成例を示す図である。
【００５１】
同図（ｂ）のように、ホログラム素子１６内には、図３（ｂ）に示すステップ型の回折構造１６２に替えてブレーズ型の回折構造１６５が配されている。なお、この構成例においても、回折構造１６５の屈折率（ｎ１）と複屈折材料層１６３の屈折率（ｎｓ／ｎｐ）は、上記と同様に調整されている。よって、ホログラム素子１６は、Ｓ偏光にて入射する場合にレーザ光に回折作用を付与する。
【００５２】
したがって、ホログラム素子１６は、ＨＤによって反射されたレーザ光（Ｓ偏光）に対して回折構造１６５による回折作用を付与し、ＨＤへと向かう際のレーザ光（Ｐ偏光）には回折作用を付与しない。回折構造１６５は、一定高さのブレーズ型回折構造が、同図（ａ）に示すごとくリング状に形成された構造となっており、凸レンズと同様のレンズ効果にて＋１次の回折光を収束させる。
【００５３】
同図（ｃ）は、回折構造１６５にて生じる位相差と回折効率の関係をシミュレーションしたものである。上記図４（ｃ）の場合と同様、位相差が１（λ）程度となるよう回折構造１６５を形成すれば、＋１次回折光の回折効率を１程度まで引き上げることができ、高い回折効率をもって、ホログラム素子１６に凸レンズのレンズ作用を発揮させることができる。
【００５４】
上記のように構成されたホログラム素子１５、１６を組み合わせて図１の位置に配置することにより、ＨＤにて反射されたレーザ光（Ｓ偏光）にビームエキスパンダと同様の作用が付与される。
【００５５】
なお、図３および図５の構成では、回折構造１６２、１６５の構成を変えることによりホログラム素子１６に凸レンズのレンズ作用を発揮させるようにしたが、図２および図４に示す構成から、複屈折材料層１５３の屈折率ｎｓと回折構造１５２、１５５の屈折率ｎ１の大小関係を逆転させてホログラム素子１６を構成することによっても、ホログラム素子１６に凸レンズのレンズ作用を発揮させることができる。すなわち、図２および図４の構成において、上記と同様、レーザ光がＰ偏光およびＳ偏光にて入射するときの複屈折材料層１５３の屈折率をそれぞれｎｐおよびｎｓとし、回折構造１５２、１５５の屈折率をｎ１とすると、ｎｓ≠ｎ１（ｎｓ＞ｎ１）、ｎｐ＝ｎ１となるよう各屈折率を設定することにより、ホログラム素子１６に凸レンズのレンズ作用を発揮させることができる。
【００５６】
図６は、ホログラム素子１５、１６による焦点位置調整作用を模式的に示す図である。同図（ａ）は、ホログラム素子１５、１６の倍率を基準状態に設定したときの状態を示し、同図（ｂ）は、ホログラム素子１５、１６の倍率を適正化したときの状態を示している。
【００５７】
なお、ここで「倍率を基準状態に設定する」とは、ホログラム素子１５、１６を所定の（設計どおりの）位置に配置したときに、これらにＨＤにて反射されたＳ偏光のレーザ光が入射しても、焦点位置の調整作用が発揮されないようにすることをいう。すなわち、ＨＤにて反射されたレーザ光はホログラム素子１５、１６に入射する際にＳ偏光となっているためホログラム素子１５、１６によってレンズ作用を受けるが、このレーザ光が仮にＰ偏光であるとすると、このレーザ光（Ｐ偏光）は、ホログラム素子１５、１６からレンズ作用を受けない。「倍率を基準状態に設定する」とは、このようにホログラム素子１５、１６をＳ偏光の状態で透過するときとＰ偏光の状態で透過するときとでレーザ光の焦点位置が変わらないように、ホログラム素子１５、１６の間隔を設定することをいう。
【００５８】
光ピックアップ装置の光学系は、通常、２つの対物レンズ２３、２８の何れか一方との間で光検出器３０の位置調整を行うことにより、他方の対物レンズとの間でも光検出器３０の位置が適正となるよう設計されている。しかし、実際には、たとえばＢＤ用対物レンズ２８との間で光検出器３０の位置調整を行うと、図６（ａ）に示す如く、ＨＤ用対物レンズ２３を経由したＨＤからの反射光が光検出器３０上に適正に収束されない場合が起こる。この要因として、光学系を構成する光学部品の収差や複屈折、あるいは、偏光ビームスプリッタの形状誤差（偏光面に垂直な面で切断したときの断面形状が正方形ではない）などが考えられる。
【００５９】
本実施の形態では、ホログラム素子１５、１６の倍率を適正化することにより、同図（ｂ）に示す如く、ＨＤからの反射光が光検出器３０上に適正に収束される。この場合、光学系の調整は、以下のように行われる。
【００６０】
（１）まず、レーザ光をＢＤ用対物レンズ２８に導きつつ光検出器３０からの出力信号を参照して、ＢＤからの反射光が受光面上に適正に収束される位置に光検出器３０を位置づける。
【００６１】
（２）次に、レーザ光をＨＤ用対物レンズ２６に導き、光検出器３０からの出力信号を参照しつつホログラム素子１５、１６間の距離を変化させる。
【００６２】
（３）そして、光検出器３０からの信号が最良となるようホログラム素子１５、１６間の距離を調整する。これにより、光検出器３０の受光面に対しＨＤからの反射光が適正に収束する。
【００６３】
たとえば、図６（ａ）に示すように、ホログラム素子１５、１６の倍率を上記基準状態に設定した状態において、ＨＤからの反射光の収束位置がＢＤからの反射光の収束位置よりも距離ΔＬｐｄだけ手前（アナモレンズ２９側）にある場合には、ホログラム素子１６をホログラム素子１５に近づく方向に変位させてホログラム素子１５、１６の倍率を基準状態から変化させる。こうして、ホログラム素子１５、１６を透過した後のＨＤからの反射光を、倍率が基準状態にある場合よりも拡散させ、ＨＤからの反射光の収束位置をアナモレンズ２９から遠ざける。
【００６４】
この場合、往路においては、上記のとおりホログラム素子１５、１６がレーザ光（Ｐ偏光）に対しレンズ作用を発揮しないため、このようにホログラム素子１５、１６間の間隔を変化させても、往路の光路長は、間隔を変化させる前後において不変である。このため、このようにホログラム素子１５、１６間の間隔を変化させても、レーザ光は、間隔を変化させる前と同じ状態にてＨＤ用対物レンズ２３に入射する。よって、レーザ光は、ホログラム素子１５、１６間の間隔を変化させても同じ焦点位置に収束し、ＨＤと焦点位置との関係は変わらない。
【００６５】
一方、復路においては、上記のとおりホログラム素子１５、１６がレーザ光（Ｓ偏光）に対しレンズ作用を発揮するため、復路の光路長は、ホログラム素子１５、１６間の間隔を変化させる前後において変化する。つまり、上記の如く、ホログラム素子１５、１６間の間隔を縮めてＨＤからの反射光を拡散させることにより復路の光路長が長くなる。よって、このようにホログラム素子１５、１６間の間隔を縮めると、ＨＤにて反射されたレーザ光の収束位置がアナモレンズ２９から離れる。そして、その距離がΔＬｐｄとなると、ＨＤにて反射されたレーザ光の収束位置が光検出器３０の受光面上に適正に位置づけられる。こうして、ＨＤからの反射光が光検出器３０の受光面上に適正に収束される。
【００６６】
なお、ＨＤからの反射光の収束位置が光検出器３０の受光面よりもアナモレンズ２９からΔＬｐｄだけ離れている場合には、ホログラム素子１６をホログラム素子１５から離れる方向に変位させてホログラム素子１５、１６の倍率を上記基準状態から変化させる。こうして、ホログラム素子１５、１６を透過した後のＨＤからの反射光を、倍率が基準状態にある場合よりも収束させ、当該反射光の収束位置をアナモレンズ２９側に変位させる。そして、その変位量をΔＬｐｄとすることにより、ＨＤからの反射光の収束位置を光検出器３０の受光面上に位置づけることができる。
【００６７】
以上、本実施の形態によれば、ＢＤにて反射されたレーザ光が適正に収束される位置に光検出器３０を配置した後、適宜、ホログラム素子１５、１６間の間隔を調整することにより、ＨＤから反射されたレーザ光を光検出器３０の受光面上に適正に収束させることができる。また、この場合に必要な調整作業は、ホログラム素子１５、１６間の間隔を調整するのみであるため、煩雑な調整作業が不要となり、作業性の向上を図ることができる。
【００６８】
本発明は、上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も、上記の他に、種々の変更が可能である。
【００６９】
たとえば、上記実施の形態では、ホログラム素子１５の回折構造をブレーズ型または４ステップ型の回折構造としたが、ステップ型の回折構造のステップ数を他のステップ数に変えることもできる。
【００７０】
また、上記実施の形態では、ホログラム素子１５、１６を偏光ビームスプリッタ１４とミラー１８の間に配したが、これ以外の光路中に配することもでき、たとえば、図７に示すように、アナモレンズ２９と光検出器３０の間にホログラム素子１５、１６を配しても良い。
【００７１】
この場合、ＢＤにて反射されたレーザ光もホログラム素子１５、１６を透過することとなるが、ＢＤからの反射光はＰ偏光であるため、ホログラム素子１５、１６からレンズ作用を受けることはない。よって、ＨＤからの反射光の収束位置の調整時にホログラム素子１５、１６間の距離を変化させても、ＢＤからの反射光の収束位置が前後することはなく、ＢＤからの反射光の収束位置と光検出器３０の受光面の関係は適正化されたままの状態に維持される。
【００７２】
なお、この場合、ＢＤからの反射光の収束位置に対する光検出器３０受光面の位置調整は、ホログラム素子１５、１６を倍率が上記基準状態になるよう図７（ａ）の位置に配置した状態で行われる。そして、この調整が行われた後、上記と同様、ホログラム素子１５、１６間の間隔を変化させて、ＨＤからの反射光の収束位置を光検出器３０受光面上に位置づける調整が行われる。
【００７３】
なお、上記実施の形態では、ＨＤからの反射光の収束位置をホログラム素子１５、１６によって調整するようにしたが、ＢＤからの反射光の収束位置をホログラム素子１５、１６によって調整するようにしても良い。この場合、ホログラム素子１５、１６は、Ｐ偏光の光に対して回折作用を付与するよう構成され、たとえば、偏光ビームスプリッタ１４とコリメートレンズ２４の間、または、アナモレンズ２９と光検出器３０の間に配置される。そして、ＨＤからの反射光が適正に収束される位置に光検出器３０が位置づけられた後、上記と同様、ホログラム素子１５、１６間の間隔を変化させて、ＢＤからの反射光の収束位置を光検出器３０受光面上に位置づける調整が行われる。
【００７４】
ところで、上記実施の形態では、共通のセンサパターンにて、ＢＤからの反射光とＨＤからの反射光を受光するようにしたが、２つのセンサパターンを並べて配置し、一方のセンサパターンにてＢＤからの反射光を受光し、他方のセンサパターンにてＨＤからの反射光を受光するようにすることもできる。この場合、ホログラム素子１５、１６に、ＢＤからの反射光とＨＤからの反射光を対応するセンサパターンに振り分ける機能を持たせると、構成の簡素化と部品点数の削減を図ることができる。
【００７５】
図８は、ＢＤからの反射光とＨＤからの反射光を対応するセンサパターンに振り分ける機能をホログラム素子１５に持たせた場合の構成例を示す。同図（ａ）は、光学系の要部平面図、同図（ｂ）は、光検出器３０上のセンサパターンとビームスポットの関係を示す図である。
【００７６】
同図（ｂ）において、センサパターン３０ａはＢＤからの反射光を受光するセンサパターンであり、センサパターン３０ｂはＨＤからの反射光を受光するセンサパターンである。各センサパターンには、それぞれ、３つの４分割センサが配されている。このうち、４分割センサＳ１０、Ｓ２０は、それぞれ、ＢＤ、ＨＤから反射されたメインビームと２つのサブビームのうちメインビームを受光し、４分割センサＳ１１、Ｓ２１と４分割センサＳ１２、Ｓ２２は、それぞれ、ＢＤ、ＨＤから反射された２つのサブビームを受光する。なお、同図には、ハッチが付された円にてビームスポットが示されている。
【００７７】
図９（ａ）は、図８の構成例にて用いられるホログラム素子１５のホログラムパターンの設計例を示す図である。図示の如く、ホログラムパターンは、上記実施の形態と同様、リング状となっている。ただし、本構成例では、ホログラムパターンがホログラム素子の光軸中心に対して一定距離ｄＨＯＥだけ偏心している。ＨＤからの反射光がこのホログラム素子１５を透過すると、上記実施の形態と同様、収束位置が調整され、また、これと同時に、ホログラムパターンの偏心方向と同じ方向に、光軸が曲げられる。光軸の曲げ角度はホログラムパターンの偏心量に依存する。よって、光軸の曲げ角度を大きくすると、ホログラムパターンは、たとえば、同図（ｂ）に示すようなものとなる。この場合、ホログラムパターンの偏心量が大きいため、ホログラムパターンはリング状には見えなくなる。
【００７８】
ホログラム素子１５のホログラムパターンをこのように調整することにより、当該ホログラム素子１５を上記収束位置調整用と光路変更用に共用することができ、部品点数の削減と構成の簡素化を図ることができる。
【００７９】
なお、このようにホログラムパターンを光路変更用に共用する場合には、ホログラム素子１５、１６のうち収束位置調整時に変位されない方のホログラム素子、つまり、本実施の形態ではホログラム素子１５の方に、当該ホログラムパターンを配するのが好ましい。こうすると、ＨＤからの反射光の収束位置を調整する際にホログラム素子１６を変位させても、ホログラム素子１５によるＨＤからの反射光の曲げ角度と、ホログラム素子１５と光検出器３０の間の距離は変化しないため、センサパターン３０ｂとＨＤからの反射光の光軸の関係は変化しない。よって、予めＨＤにて反射されたレーザ光の光軸をセンサパターン３０ｂに適正に位置づけておくことにより、この状態を保持したまま、光検出器３０の受光面上における当該レーザ光の収束状態を調整することができる。
【００８０】
なお、図８の構成例では、ホログラム素子１５、１６をアナモレンズ２９と光検出器３０の間に配したが、これ以外の位置にホログラム素子１５、１６を配置しても良い。たとえば、上記図１の場合と同様、偏光ビームスプリッタ１４とミラー１８の間に配してもよく、あるいは、ＢＤからの反射光の収束位置を補正する場合には、偏光ビームスプリッタ１４とコリメートレンズ２４の間に配しても良い。
【００８１】
上記変更例の他、本発明は、ＢＤ／ＨＤ互換型の光ピックアップ装置に限らず、他の方式の光ピックアップ装置にも適宜適用可能である。また、ホログラム素子１５、１６間の距離調整は、手作業で行っても良く、あるいは、光検出器３０からの出力信号をモニター信号として自動で行うようにしても良い。
【００８２】
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成（光学系）を示す図
【図２】実施の形態に係るホログラム素子１５（４ステップ型）の構成を示す図
【図３】実施の形態に係るホログラム素子１６（４ステップ型）の構成を示す図
【図４】実施の形態に係るホログラム素子１５（ブレーズ型）の構成を示す図
【図５】実施の形態に係るホログラム素子１６（ブレーズ型）の構成を示す図
【図６】実施の形態に係るホログラム素子１５、１６の調整方法を説明する図
【図７】実施の形態に係る光ピックアップ装置の変更例（光学系）を示す図
【図８】実施の形態に係る光ピックアップ装置の他の変更例（光学系）を示す図
【図９】実施の形態に係るホログラム素子（偏心パターン）構成例を示す図
【符号の説明】
【００８４】
１１  半導体レーザ
１４  偏光ビームスプリッタ
１５  ホログラム素子
１６  ホログラム素子
２２  １／４波長板
２３  ＨＤ用対物レンズ
２７  １／４波長板
２８  ＢＤ用対物レンズ
３０  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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【図６】
2009151877.tif 000008
【図７】
2009151877.tif 000009
【図８】
2009151877.tif 000010
【図９】
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