(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏光の発散光束を発する光源と、
上記光源から発せられた発散光束を反射してこの発散光束の光線方向を偏向させる反射面を有する反射手段と、
上記反射面を経た発散光束が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、
上記集光手段により上記信号記録面上に集光された光束の上記信号記録面による反射光束を検出する光検出器とを備え、
上記反射手段は、Ｓ偏光成分の絶対位相に対しＰ偏光成分の絶対位相をπ異ならせ、反射前後の偏光成分の偏光方向の分布を抑えるようにしたことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項２】
直線偏光の発散光束を発する光源と、
上記光源から発せられた発散光束を反射してこの発散光束の光線方向を偏向させる互いに平行な２つの反射面を有する反射手段と、
上記各反射面を経た発散光束が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、
上記集光手段により上記信号記録面上に集光された光束の該信号記録面による反射光束を検出する光検出器とを備え、
上記反射手段は、Ｓ偏光成分の絶対位相に対しＰ偏光成分の絶対位相のずれを０となし、反射前後の偏光成分の偏光方向の分布を抑えるようにしたことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項３】
光学記録媒体を保持する媒体保持機構と、
直線偏光の発散光束を発する光源と、
上記光源から発せられた発散光束を反射してこの発散光束の光線方向を偏向させる反射面を有する反射手段と、
上記反射面を経た発散光束が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、
上記集光手段により上記信号記録面上に集光された光束の上記信号記録面による反射光束を検出する光検出器とを備え、
上記反射手段は、Ｓ偏光成分の絶対位相に対しＰ偏光成分の絶対位相をπ異ならせ、反射前後の偏光成分の偏光方向の分布を抑えるようにしたことを特徴とする記録再生装置。
【請求項４】
光学記録媒体を保持する媒体保持機構と、
直線偏光の発散光束を発する光源と、
上記光源から発せられた発散光束を反射してこの発散光束の光線方向を偏向させる互いに平行な２つの反射面を有する反射手段と、
上記各反射面を経た発散光束が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、
上記集光手段により上記信号記録面上に集光された光束の該信号記録面による反射光束を検出する光検出器とを備え、
上記反射手段は、Ｓ偏光成分の絶対位相に対しＰ偏光成分の絶対位相のずれが０となるようになされ、反射前後の偏光成分の偏光方向の分布を抑えるようにしたことを特徴とする記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクや光磁気ディスクの如き光学記録媒体に対して情報信号の書き込み及び読み出しを行う光学ピックアップ装置及びこの光学ピックアップ装置を備え該光ディスクや光磁気ディスクに対して情報信号の記録及び再生を行う記録再生装置に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク（いわゆるピットディスクや、相変化型ディスク、書換型ディスク等）や光磁気ディスクの如き光学記録媒体が提案されている。このような光学記録媒体は、透明な基板とこの基板に被着形成された信号記録層とを有して構成されている。光ディスクや光磁気ディスクにおいては、上記基板は、円盤状のディスク基板として形成されている。また、この光ディスクや光磁気ディスクにおいては、上記信号記録層において、情報信号は、略々同心円状となされた螺旋状に形成された記録トラックに沿って記録される。
【０００３】
そして、図２０に示すように、このような光学記録媒体である光ディスクに対する情報信号の書き込み及び読み出しを行う光学ピックアップ装置が提案されている。この光学ピックアップ装置は、光源として半導体レーザ１０４を有し、この半導体レーザ１０４より発せられる発散光束を対物レンズ１１０により上記光ディスクの信号記録面、すなわち、上記信号記録層の表面部上に集光して照射するように構成されている。
【０００４】
この光学ピックアップ装置において、上記半導体レーザ１０４より発せられた発散光束は、グレーティング（回折格子）１０５を透過して、コリメータレンズ１０６によって平行光束となされる。この平行光束は、ビームスプリッタ１０７を透過し、反射ミラー１０９の反射面に反射されて光線方向を偏向され、上記対物レンズ１１０に導かれる。上記グレーティング１０５は、後述するトラッキングエラー信号の検出を可能とするものである。
【０００５】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記信号記録面に照射された光束の該信号記録面による反射光束を光検出器（フォトダイオード）１１４によって検出することにより、上記光ディスクの信号記録層に記録された情報信号の読み出し、及び、上記光束の該信号記録面上への集光を維持するためのエラー信号、すなわち、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出が行われる。
【０００６】
上記反射光束は、上記対物レンズ１１０及び上記反射ミラー１０９を経て、上記ビームスプリッタ１０７に戻る。この反射光束は、上記ビームスプリッタ１０７の反射面１０８により反射されて、ウォラストンプリズム１１１、集光レンズ１１２及びマルチレンズ１１３を介して、上記光検出器１１４に入射される。上記ウォラストンプリズム１１１は、入射された光束の偏光成分に応じて、この光束を分割させるプリズムである。上記マルチレンズ１１３は、入射面がシリンドリカル（円筒）面となされ、出射面が凹面となされたレンズであって、入射光束に上記フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を生じさせるとともに、この入射光束の集光点を後方側に移動させるレンズである。
【０００７】
上記フォーカスエラー信号は、上記光束の上記対物レンズ１１０による集光点と上記信号記録面との、該対物レンズ１１０の光軸方向についての距離を示す信号である。この光学ピックアップ装置においては、上記フォーカスエラー信号が０となるように、上記対物レンズ１１０のこの対物レンズ１１０の光軸方向への移動操作、すなわち、フォーカスサーボ動作が行われる。
【０００８】
上記トラッキングエラー信号は、上記光束の上記対物レンズ１１０による集光点と上記記録トラックとのこの記録トラックの接線及び上記対物レンズ１１０の光軸に直交する方向、すなわち、上記光ディスクの径方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記トラッキングエラー信号が０となるように、上記対物レンズ１１０のこの対物レンズ１１０の光軸に直交する方向への移動操作、すなわち、トラッキングサーボ動作が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような光学ピックアップ装置において光源として使用される半導体レーザ１０４の発する光束は、発散光束である。そして、この半導体レーザ１０４の発した光束を上記対物レンズ１１０に導く等のためにこの光束を反射ミラー１０９に反射させて光線方向を偏向させる場合には、この光束は、上記コリメータレンズ１０６によって平行光束となされてから、該反射ミラー１０９に入射される。
【００１０】
これは、上記光束を発散光束の状態で上記反射ミラー１０９に入射させると、この反射ミラー１０９の反射面においては、この光束の中心部と周辺部とで、該反射面に対するＰ偏光成分とＳ偏光成分との比率に差異が生じ、反射率差や位相差が生じてしまうためである。このような反射率差や位相差が生じると、上記光束内（光束断面内）における偏光方向の分布が生じ、上記光学記録媒体よりの正確な情報信号の読取りが行えなくなる。
【００１１】
特に、この光学ピックアップ装置より上記光学記録媒体に対して照射される光束においてこのような偏光方向の分布が生じると、上記信号記録面上において該光束が集光されて形成するビームスポットの形状が劣化し、読取り性能（ＭＴＦ：Modulation Transfar Function）の劣化が生ずる。また、この場合において、上記光学記録媒体が、光磁気ディスクの如く、いわゆるウォブリンググルーブを有しているものである場合には、ウォブリング情報のＲＦ信号への混入が生じる。
【００１２】
しかしながら、光学ピックアップ装置の小型化、構成部品点数の削減を図るためには、上記半導体レーザより発せられた光束を発散光束の状態のままで反射ミラーに入射させる構成、すなわち、上記コリメータレンズ１０６を排した構成を採る必要がある。
【００１３】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、光源として使用される半導体レーザより発せられる光束を発散光束の状態のままで反射ミラーに入射させる構成を採ることにより小型化及び構成部品点数の削減が図られながら、光学記録媒体に対する情報信号の正確な書き込み及び読み出しが行えるようになされた光学ピックアップ装置の提供という課題を解決しようとするものである。
【００１４】
また、本発明は、上述のような光学ピックアップ装置を備えることにより良好な記録再生特性を有する記録再生装置の提供という課題を解決しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る光学ピックアップ装置は、直線偏光の発散光束を発する光源と、上記光源から発せられた発散光束を反射してこの発散光束の光線方向を偏向させる反射面を有する反射手段と、上記反射面を経た発散光束が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、上記集光手段により上記信号記録面上に集光された光束の上記信号記録面による反射光束を検出する光検出器とを備え、上記反射手段は、Ｓ偏光成分の絶対位相に対しＰ偏光成分の絶対位相をπ異ならせ、反射前後の偏光成分の偏光方向の分布を抑えるようにしたものである。
【００１６】
また、本発明に係る光学ピックアップ装置は、直線偏光の発散光束を発する光源と、上記光源から発せられた発散光束を反射してこの発散光束の光線方向を偏向させる互いに平行な２つの反射面を有する反射手段と、上記各反射面を経た発散光束が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、上記集光手段により上記信号記録面上に集光された光束の該信号記録面による反射光束を検出する光検出器とを備え、上記反射手段は、Ｓ偏光成分の絶対位相に対しＰ偏光成分の絶対位相のずれを０となし、反射前後の偏光成分の偏光方向の分布を抑えるようにしたものである。
【００１７】
そして、本発明に係る記録再生装置は、光学記録媒体を保持する媒体保持機構と、直線偏光の発散光束を発する光源と、上記光源から発せられた発散光束を反射してこの発散光束の光線方向を偏向させる反射面を有する反射手段と、上記反射面を経た発散光束が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、上記集光手段により上記信号記録面上に集光された光束の上記信号記録面による反射光束を検出する光検出器とを備え、上記反射手段は、Ｓ偏光成分の絶対位相に対しＰ偏光成分の絶対位相をπ異ならせ、反射前後の偏光成分の偏光方向の分布を抑えるようにしたものである。
【００１８】
さらに、本発明に係る記録再生装置は、光学記録媒体を保持する媒体保持機構と、直線偏光の発散光束を発する光源と、上記光源から発せられた発散光束を反射してこの発散光束の光線方向を偏向させる互いに平行な２つの反射面を有する反射手段と、上記各反射面を経た発散光束が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、上記集光手段により上記信号記録面上に集光された光束の該信号記録面による反射光束を検出する光検出器とを備え、上記反射手段は、Ｓ偏光成分の絶対位相に対しＰ偏光成分の絶対位相のずれを０となし、反射前後の偏光成分の偏光方向の分布を抑えるようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２０】
この実施の形態は、本発明に係る光学ピックアップ装置を、光学記録媒体として光磁気ディスクを用いて、情報信号の書き込み及び読み出しを行う装置として構成したものである。この光磁気ディスクは、図１９に示すように、ポリカーボネイト（Polycarbonate）やポリメチルメタクリレート（Polymethylmethacrylate）の如き透明材料からなる円盤状のディスク基板１０２と、このディスク基板１０２に被着形成された信号記録層１０３とを有して構成されている。この信号記録層１０３は、磁性材料膜から形成されている。この信号記録層１０３の上記ディスク基板１０２に接合された表面部は、信号記録面となっている。この光磁気ディスク１０１においては、上記信号記録層において、情報信号は、図１に示すように、略々同心円状となされた螺旋状に形成された記録トラックＴｒに沿って記録される。なお、本発明に係る光学ピックアップ装置は、上記ディスク基板１０２上に形成されたピットを覆って形成された金属反射膜を信号記録層とした光ディスクよりの情報信号の読み出しも行うことができる。
【００２１】
そして、上記光学ピックアップ装置は、図１に示すように、光源となる半導体レーザ１を有している。この半導体レーザ１は、半導体レーザチップを封入缶内に収納して構成され、図示しない光学ブロック部内に固定して配設されている。上記封入缶の前面部には、上記半導体レーザチップより発せられた光束（レーザ光束）が射出されるための、ガラスの如き透明材料により閉蓋された開口部が設けられている。
【００２２】
上記半導体レーザ１より発せられる光束は、直線偏光の発散光束であって、断面形状は楕円形となっている。そして、この光学ピックアップ装置は、図２に示すように、上記半導体レーザ１から発せられた発散光束が入射され、この発散光束を上記光磁気ディスク１０１の信号記録面上に集光させる集光手段となる対物レンズ５を有している。
【００２３】
すなわち、上記半導体レーザ１より発せられた光束は、上記光学ブロック部内に配設された光束分岐手段となるビームスプリッタ２を透過し、図２及び図１８に示すように、該光学ブロック部内に配設された反射ミラー４の反射面Ｘにより反射されて光線方向を偏向され、該光学ブロック部の上方側に配設された上記対物レンズ５に導かれる。この対物レンズ５に入射された上記発散光束は、上記光磁気ディスク１０１の信号記録面上に集光して照射される。すなわち、この対物レンズ５は、いわゆる有限系のレンズである。上記反射面Ｘは、ガラスの如き材料よりなる基体上に誘電体膜、誘電体多層膜、または、金属薄膜が被着されることにより形成されている。
【００２４】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記信号記録面に照射された光束の該信号記録面による反射光束を上記光学ブロック部内に配設されたフォトダイオードの如き光検出器８によって検出することにより、上記光磁気ディスク１０１の信号記録層１０２に記録された情報信号の読み出し信号（ＲＦ信号）と、上記光束の該信号記録面上への集光を維持するためのエラー信号、すなわち、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出とが行われる。
【００２５】
すなわち、上記反射光束は、上記対物レンズ５及び上記反射面Ｘを経て、上記ビームスプリッタ２に戻る。この反射光束は、上記信号記録面上に記録された情報信号に応じて、いわゆるカー効果によって偏光方向を変調されている。この反射光束は、上記ビームスプリッタ２の反射面３により反射されて、９０°偏向されて、ウォラストンプリズム６及びマルチレンズ７を透過して、上記光検出器８に入射される。上記ウォラストンプリズム６は、互いに結晶軸方向を異なる方向として接合された一対の一軸性結晶体からなり、これら結晶体同士の接合面を入射光束の光軸に対して傾斜させたプリズムである。このウォラストンプリズム６は、入射された光束の偏光成分に応じて、この光束を分割させる。上記マルチレンズ７は、入射面がシリンドリカル（円筒）面となされ、出射面が凹面となされたレンズであって、入射光束に上記フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を生じさせるとともに、この入射光束の集光点を後方側に移動させるレンズである。上記光検出器８は、複数の独立的な受光部を有している。この光検出器８の各受光部よりの光検出出力相互間の演算を行うことにより、上記読み出し信号及び上記各エラー信号を算出することができる。
【００２６】
上記フォーカスエラー信号は、上記光束の上記対物レンズ５による集光点と上記信号記録面との、該対物レンズ５の光軸方向についての距離を示す信号である。この光学ピックアップ装置においては、上記フォーカスエラー信号が０となるように、図２中矢印Ｆで示すように、上記対物レンズ５のこの対物レンズ５の光軸方向（フォーカス方向）への移動操作、すなわち、フォーカスサーボ動作が行われる。
【００２７】
上記トラッキングエラー信号は、上記光束の上記対物レンズ５による集光点と上記記録トラックＴｒとの、この記録トラックＴｒの接線及び該対物レンズ５の光軸に直交する方向、すなわち、上記光磁気ディスク１０１の径方向についての距離を示す信号である。この光学ピックアップ装置においては、上記トラッキングエラー信号が０となるように、図１中矢印Ｔで示すように、上記記録トラックＴｒの接線方向及び上記対物レンズ５の光軸に直交する方向（トラッキング方向）への該対物レンズ５の移動操作、すなわち、トラッキングサーボ動作が行われる。
【００２８】
上記フォーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作は、上記対物レンズ５を移動操作可能に支持する図示しない対物レンズ駆動機構（２軸アクチュエータ）において行われる。この対物レンズ駆動機構は、上記光学ブロック部上に固定して配設され、上記対物レンズ５を、例えば弾性変位部材を介して、上記フォーカス方向及び上記トラッキング方向に移動操作可能に支持している。そして、この対物レンズ駆動機構は、上記対物レンズ５を移動操作するための電磁的駆動機構を有している。この電磁的駆動機構は、上記対物レンズ５を支持するレンズホルダに取付けられた駆動コイルと、上記光学ブロック部に対して固定して配設されて該駆動コイルを磁界中に位置させる磁気回路部とから構成されている。
【００２９】
すなわち、この対物レンズ駆動機構においては、上記駆動コイルに、上記フォーカスエラー信号及び上記トラッキングエラー信号に基づく駆動電流を供給することにより、この駆動コイルは、上記対物レンズ５を伴って上記光学ブロック部に対して移動操作される。そして、この対物レンズ駆動機構においては、上記フォーカスサーボ動作及び上記トラッキングサーボ動作が実行される。
【００３０】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記反射面Ｘは、この反射面Ｘに入射される上記発散光束のうちの該反射面Ｘに対するＰ偏光成分がこの反射面Ｘにより反射された光束と、該発散光束のうちの該反射面Ｘに対するＳ偏光成分がこの反射面Ｘにより反射された光束との位相差、すなわち、反射位相差δP-Sが、
（２ｎ＋１）π−（π／４）≦δP-S＜（２ｎ＋１）π＋（π／４）
（ただし、ｎは整数、角度の単位はラジアン（rad））
を満足するように形成されている。この光学ピックアップ装置においては、この条件が満足されることにより、上記光学記録媒体の信号記録面に対して、偏光分布のない良好な光束を照射することができ、該光学記録媒体よりの良好な情報信号の読み出しを行うことができる。
【００３１】
ここで、上記反射面Ｘに対するＰ偏光がこの反射面Ｘに入射されて反射されたときの位相の変化δPは、図３に示すように、入射光の偏光方向Ｐ0と反射光の偏光方向Ｐ1とが光線の進行方向に対して同一方向（同位相）となっているときを、δP＝０と定義する。また、この位相の変化δPは、図４に示すように、入射光の偏光方向Ｐ0と反射光の偏光方向Ｐ1とが光線の進行方向に対して反対方向（位相がπrad（１８０°）異なる）となっているときを、δP＝πと定義する。
【００３２】
そして、上記反射面Ｘに対するＳ偏光がこの反射面Ｘに入射されて反射されたときの位相の変化δSは、図５に示すように、入射光の偏光方向Ｓ0と反射光の偏光方向Ｓ1とが光線の進行方向に対して同一方向（同位相）となっているときを、δS＝０と定義する。また、この位相の変化δSは、図６に示すように、入射光の偏光方向Ｓ0と反射光の偏光方向Ｓ1とが光線の進行方向に対して反対方向（位相がπrad（１８０°）異なる）となっているときを、δS＝πと定義する。
【００３３】
したがって、上記反射位相差δP-Sが±πとなる場合としては、
（δP，δS）＝（０，π）、または、（π，０）
である場合がある。ここで、上記反射面Ｘにより反射された後の拡散光束における偏光分布を考えるにあたっては、位相がπrad（１８０°）異なる偏光同士は等価なので、以下、
（δP，δS）＝（π，０）
の場合について検討する。
【００３４】
上記反射面Ｘに入射される拡散光束は、図２中矢印Ｚで示すように、光源側より該反射面Ｘを見た場合、図７に示すように、該反射面Ｘに対してＳ偏光となる方向の直線偏光となされている。そして、上記反射面Ｘ上においては、図２中矢印Ｚで示すように、光源側より該反射面Ｘを見た場合でも、図２中矢印Ｙで示すように、上記対物レンズ５側より該反射面Ｘを見た場合でも、図９に示すように、入射される光束が拡散光束であるために、この光束の周縁部分（図９中左右側部分）においては、該反射面Ｘに対するＰ偏光方向及びＳ偏光方向が傾く（回転する）こととなる（これらＰ偏光方向及びＳ偏光方向の回転角をα（rad）とする）。
【００３５】
すなわち、上記発散光束は、この光束の周縁側（左右両側側）においては、図８に示すように、上記反射面Ｘに対するＰ偏光成分を有していることとなる。すなわち、上記反射面Ｘに入射される発散光束は、図８に示すように、この反射面Ｘに対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分解できる。
【００３６】
そして、上記反射面Ｘによる反射光について、図２中矢印Ｙで示すように、上記対物レンズ５側より該反射面Ｘを見たとき、上記反射位相差δP-Sがπであるとき（（δP，δS）＝（π，０）であるとき）には、Ｐ偏光成分の位相が反転することにより、光束の偏光方向は、図１０に示すように、該反射面Ｘに入射する前の状態に戻る。すなわち、この光学ピックアップ装置においては、上記発散光束は、上記反射面Ｘによって反射されることで、偏光方向分布を有するようになることはない。このことは、上記信号記録面により反射された後に上記反射面Ｘに戻った収束光束についても同様である。
【００３７】
したがって、この光学ピックアップ装置は、上記半導体レーザ１より発せられた光束を上記光学記録媒体の信号記録面上に良好な状態で集光させることができ、また、該信号記録面により反射された光束を良好な状態で検出することができるので、該光学記録媒体に対する良好な情報信号の書き込み読み出しを行うことができるのである。
【００３８】
そして、この光学ピックアップ装置において、図１２に示すように、上記半導体レーザ１から発せられた発散光束を反射してこの発散光束の光線方向を偏向させる反射面として第１の反射面Ｘ1及び第２の反射面Ｘ2の２つがあり、これら反射面Ｘ1，Ｘ2が互いに平行である場合には、これら互いに平行な２つの反射面Ｘ1，Ｘ2は、それぞれ、上記反射位相差δP-Sについて、
ｍπ−（π／４）≦δP-S＜ｍπ＋（π／４）
（ただし、ｍは整数、角度の単位はラジアン（rad））
が満足されるように形成されている。
【００３９】
上記反射位相差δP-Sが０となる場合は、
（δP，δS）＝（０，０）、または、（π，π）
である場合であり、上記反射位相差δP-Sが±πとなる場合は、
（δP，δS）＝（０，π）、または、（π，０）
である場合である。ここで、δP-S＝±πである場合については、上述したように、上記各反射面Ｘ1，Ｘ2において、上記発散光束内の偏光方向分布が生ずることがない。
【００４０】
そして、上記反射位相差δP-Sが０となる場合として、
（δP，δS）＝（０，０）
の場合について検討する。この場合には、上述のように、１つの反射面Ｘについて考えると、図２中矢印Ｙで示すように、上記対物レンズ５側より該反射面Ｘを見たとき、上記反射位相差δP-Sが０であるとき（（δP，δS）＝（０，０）であるとき）には、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分の位相がそのまま維持されることにより、光束の偏光方向は、図１１に示すように、該反射面Ｘに入射する前の状態には戻らず、周縁側（左右両側側）において、所定角度（２α（rad））だけ回転したものとなっている。
【００４１】
すなわち、上記第１の反射面Ｘ1に入射される前の発散光束Ｒ1の偏光方向が、図１３に示すように、直線偏光状態であったとき、この第１の反射面Ｘ1による反射光Ｒ2の偏光方向は、図１４に示すように、周縁側（左右両側側）において、所定角度２α（rad）だけ回転したものとなっている。そして、このように上記第１の反射面Ｘ1で反射された反射光Ｒ2が、さらに、上記第２の反射面Ｘ2により反射された反射光Ｒ3の偏光方向は、周縁側（左右両側側）において、所定角度２α（rad）だけ、上記第１の反射面Ｘ1におけるのとは逆に回転され、図１３に示すように、上記第１の反射面Ｘ1に入射する前の光束Ｒ1と同様の状態に戻る。
【００４２】
したがって、この場合にも、上記半導体レーザ１より発せられた光束を上記光学記録媒体の信号記録面上に良好な状態で集光させることができ、また、該信号記録面により反射された光束を良好な状態で検出することができるので、該光学記録媒体に対する良好な情報信号の書き込み読み出しを行うことができるのである。
【００４３】
そして、このように２つの互いに平行な反射面Ｘ1，Ｘ2を有する光学ピックアップ装置において、該各反射面Ｘ1，Ｘ2の他にさらに反射面がある場合には、この反射面については、上記反射位相差δP-Sは、
（２ｎ＋１）π−（π／４）≦δP-S＜（２ｎ＋１）π＋（π／４）
（ただし、ｎは整数、角度の単位はラジアン（rad））
が満足されている。したがって、この反射面においては、上述したように、偏光分布が生ずることがない。
【００４４】
なお、上記反射位相差δP-Sが０となる場合（（δP，δS）＝（０，０））において、図１５に示すように、上記各反射面Ｘ1，Ｘ2が互いに直交する方向となっている場合には、該第１の反射面Ｘ1でまず反射され、次いで、該第２の反射面Ｘ2でさらに反射された光束Ｒ3の偏光方向は、図１６及び図１７に示すように、周縁側（左右両側側）において、上記所定角度２α（rad）の２倍（４α（rad））だけ、上記第１の反射面Ｘ1におけるのとは逆に回転された状態となっている（すなわち、該第１の反射面Ｘ1において生じた偏光分布が、該第２の反射面Ｘ2において、さらに、拡大される）。
【００４５】
上述のような、上記反射面Ｘ，Ｘ1，Ｘ2において生ずる反射光の偏光分布は、Ｐ偏光方向について、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）検光子における透過光の偏光分布と等価である（ＰＢＳ検光子において、Ｐ偏光成分の透過率ＴPが１００％、Ｓ偏光成分の透過率ＴSが０％であるとする）。したがって、ここで、上記反射面Ｘ上におけるＰ偏光方向及びＳ偏光方向の回転角度αを、上記ＰＢＳ検光子における偏光方向分布についての求め方と等価的に求めることとする。
【００４６】
上記反射面Ｘへの入射角（光束の発散角の半分）をｂとすると、該反射面Ｘへの入射光の単位ベクトルＩinは、次式、
【００４７】
【数１】
0003785702.tif 000002
【００４８】
で与えられ、かつ、偏光方向の単位ベクトルＳinは、次式、
【００４９】
【数２】
0003785702.tif 000003
【００５０】
で与えられる。反射面Ｘの法線ベクトルｒは、次式、
【００５１】
【数３】
0003785702.tif 000004
【００５２】
で与えられる。すなわち、上記反射面Ｘに入射される発散光束の光線方向に対する該反射面Ｘの傾き角度を、図１８に示すように、Ｑとしている。上記反射面Ｘ上におけるＳ偏光方向の単位ベクトルｅSは、次式、
【００５３】
【数４】
0003785702.tif 000005
【００５４】
で与えられる。同様に、上記反射面Ｘ上におけるＰ偏光方向の単位ベクトルｅPは、次式、
【００５５】
【数５】
0003785702.tif 000006
【００５６】
で与えられる。ここで、ＰＢＳ検光子におけるＰ偏光の透過率をＴP、Ｓ偏光の透過率をＴSとすれば、このＰＢＳ検光子の端部分を通る光線の偏光方向の単位ベクトルＳinは、
【００５７】
【数６】
0003785702.tif 000007
【００５８】
で表されるのに対して、該光線がＰＢＳ検光子を透過した後の偏光方向の単位ベクトルＳOUTは、次式、
【００５９】
【数７】
0003785702.tif 000008
【００６０】
で表される。そして、上記〔数６〕、〔数７〕中の定数Ａ，Ｂは、それぞれ、次式、
【００６１】
【数８】
0003785702.tif 000009
【００６２】
【数９】
0003785702.tif 000010
【００６３】
と表されるので、上記偏光方向の単位ベクトルＳOUTは、次式、
【００６４】
【数１０】
0003785702.tif 000011
【００６５】
と算出できる。同様に、ＰＢＳ検光子の端部分を通る光線の偏光方向の単位ベクトルＰin、及び、光線がＰＢＳ検光子を透過した後の偏光方向の単位ベクトルＰOUTは、それぞれ、次式、
【００６６】
【数１１】
0003785702.tif 000012
【００６７】
【数１２】
0003785702.tif 000013
【００６８】
により表される。そして、上記〔数１１〕、〔数１２〕中の定数Ｃ，Ｄは、それぞれ、次式、
【００６９】
【数１３】
0003785702.tif 000014
【００７０】
【数１４】
0003785702.tif 000015
【００７１】
と表されるので、上記偏光方向の単位ベクトルＰOUTは、次式、
【００７２】
【数１５】
0003785702.tif 000016
【００７３】
と算出できる。ここで、
【００７４】
【数１６】
0003785702.tif 000017
【００７５】
【数１７】
0003785702.tif 000018
【００７６】
と表される。ここで、ＢＳ（無偏光ビームスプリッタ）にＳ偏光光束が入射されたときの偏光方向の回転分布β（rad）については、
tanβ＝
（√ＴP−√ＴS）sinｂsinＱcosＱ／（√ＴS・sin2Ｑ＋√ＴP・sin2ｂcos2Ｑ）
＝（√ＴP−√ＴS）sinｂtanＱ／（√ＴS・sin2Ｑ＋√ＴP・sin2ｂ）
＝ＮＡ（√ＴP−√ＴS）tanＱ／（ｎ（√ＴS・tan2Ｑ＋√ＴP・（ＮＡ／ｎ）2））
となり、上記ＰＢＳ検光子については、
【００７７】
【数１８】
0003785702.tif 000019
【００７８】
【数１９】
0003785702.tif 000020
【００７９】
となる。ここで、空気（屈折率ｎ＝１）から４５°（＝Ｑ）傾斜の反射面に、ＮＡ＝０．１で入射する場合を算出すると、上記角度αは、５．７°（deg）となる。また、空気中でのＮＡが０．１で、屈折率ｎ＝１．５のキューブ状プリズム内にある４５°傾斜の反射面に入射する場合には、上記角度αは、３．８°（deg）となる。さらに、空気（屈折率ｎ＝１）から５０°（＝Ｑ）傾斜の反射面に、ＮＡ＝０．１で入射する場合を算出すると、上記角度αは、４．８°（deg）となる。
【００８０】
そして、本発明に係る光学ピックアップ装置は、図１９に示すように、光源となる半導体レーザチップ１３及び複数の光検出器１４が上面部上に配設、形成された半導体基板１２を有して構成された受発光素子１０を用いて構成することができる。この受発光素子１０は、基台部９上に配設されている。
【００８１】
上記半導体レーザチップ１３は、上記半導体基板１２の上面部上に配設されたヒートシンク部の上面部に配設されている。上記各光検出器１４は、上記半導体基板１２の表面部に形成されている。上記半導体レーザチップ１３は、直線偏光の発散光束を、上記半導体基板１２の上面部に平行に、上記各光検出器１４が設けられた側に向けて射出する。
【００８２】
そして、この光学ピックアップ装置は、一端部が光束分岐手段となる傾斜面部となされ上記各光検出器１４上に位置して上記半導体基板１２上に配設されたプリズム１１を有している。上記傾斜面部は、上記半導体基板１２の表面部に対する傾斜角が、４５°となされている。この傾斜面部上には、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）膜が被着形成されている。上記プリズム１１は、一軸性結晶または二軸性結晶により形成されている。このプリズム１１を形成する結晶の結晶軸は、このプリズム１１内の反射面（すなわち、天面部及び底面部）の法線に垂直な面内に設定されている。
【００８３】
上記プリズム１１は、上記半導体レーザチップ１３より発射された発散光束が、上記傾斜面部に入射される。この傾斜面部には、上記半導体レーザチップ１３よりの発散光束が、Ｓ偏光状態で入射される。この傾斜面部は、上記半導体レーザチップ１３より入射された発散光束を上記偏光ビームスプリッタ膜により反射して上記半導体基板１２の表面部に対して垂直な方向に偏向させる。
【００８４】
そして、上記半導体基板１２は、上記基台部９上に配設されたケース（モールドカバー）１５内に収納されている。上記傾斜面部において反射されて偏向された光束は、上記ケース１５内の天井部に形成された第１の反射面Ｘ1に反射され、このケース１５の側壁部を透してこのケース１５の外方側に射出される。上記第１の反射面Ｘ1は、上記半導体基板１２の上面部に対して、略々４５°の傾斜となされて形成されている。
【００８５】
上記ケース１５より射出された発散光束は、上記基台部９上に配設された反射ミラー４に形成された第２の反射面Ｘ2によって反射されて光線方向を偏向され、上記対物レンズ駆動機構に支持された集光手段となる対物レンズ５に入射される。上記第１の反射面Ｘ1及び上記第２の反射面Ｘ2は、互いに平行となされており、上述の条件、すなわち、上記反射位相差δP-Sについて、
ｍπ−（π／４）≦δP-S＜ｍπ＋（π／４）
（ただし、ｍは整数、角度の単位はラジアン（rad））
が満足されるように形成されている。
【００８６】
上記対物レンズ駆動機構は、上記対物レンズ５を、上記半導体基板１２の上方側において支持し、上記光磁気ディスク１０１の信号記録面に対向させている。上記対物レンズ５は、入射された発散光束を、上記光磁気ディスク１０１の信号記録面上に集光させる。
【００８７】
上記対物レンズ５により上記信号記録面上に集光された光束は、この信号記録面により反射され、該対物レンズ５、上記第２の反射面Ｘ2及び上記第１の反射面Ｘ1を介して、上記傾斜面部に戻る。この傾斜面部に戻った上記信号記録面による反射光束は、この傾斜面部を透過して上記プリズム１１内に進入し、このプリズム１１の下面部よりこのプリズム１１の外方側に射出されて上記各光検出器１４に導かれ受光される。
【００８８】
すなわち、上記対物レンズ５を経て上記傾斜面部に入射した反射光束は、この傾斜面部において屈折されて上記プリズム１１内に進入し、一部がこのプリズム１１の底面部を透過して第１の光検出器に受光され、残部が該底面部により反射される。この底面部により反射された光束は、上記プリズム１１の天面部において全反射された後、このプリズム１１の底面部を透過して第２の光検出器に受光される。
【００８９】
上記各光検出器１４は、複数の独立的な受光部を有している。これら光検出器１４の各受光部よりの光検出出力相互間の演算を行うことにより、上記読み出し信号及び上記各エラー信号を算出することができる。そして、この光学ピックアップ装置においては、上記対物レンズ駆動機構により、上記フォーカスエラー信号が０となるように、上記対物レンズ５のこの対物レンズ５の光軸方向への移動操作、すなわち、フォーカスサーボ動作が行われる。また、この光学ピックアップ装置においては、上記対物レンズ駆動機構により、上記トラッキングエラー信号が０となるように、上記記録トラックＴｒの接線方向及び上記対物レンズ５の光軸に直交する方向への該対物レンズ５の移動操作、すなわち、トラッキングサーボ動作が行われる。
【００９０】
この光学ピックアップ装置においても、上記第１の反射面Ｘ1及び上記第２の反射面Ｘ2が互いに平行であって、かつ、上述の条件を満足していることにより、上記半導体レーザチップ１３より発せられた光束を上記光学記録媒体の信号記録面上に良好な状態で集光させることができ、また、該信号記録面により反射された光束を良好な状態で検出することができるので、該光学記録媒体に対する良好な情報信号の書き込み読み出しを行うことができる。
【００９１】
そして、本発明に係る記録再生装置は、上述した本発明に係る光学ピックアップ装置と、上記光磁気ディスク１０１を保持して回転操作する回転操作機構と、制御手段とを備えて構成される。
【００９２】
上記回転操作機構は、スピンドルモータと、このスピンドルモータの駆動軸に取付けられた媒体保持機構となるディスクテーブルとを有して構成されている。このディスクテーブルは、上記光磁気ディスク１０１の中心部分を保持するように構成されている。上記スピンドルモータは、上記ディスクテーブルとともに、このディスクテーブルが保持している光磁気ディスク１０１を回転操作する。そして、この記録再生装置においては、上記光学ピックアップ装置は、上記ディスクテーブルに保持された光磁気ディスク１０１の信号記録面に上記対物レンズ５を対向させた状態で支持される。また、この光学ピックアップ装置は、上記光磁気ディスク１０１の内外周に亘って、上記スピンドルモータに対する接離方向に移動操作可能となされている。
【００９３】
そして、この記録再生装置においては、上記制御手段が上記光学ピックアップ装置及び上記スピンドルモータを制御し、また、該光学ピックアップ装置より出力される各信号について信号処理、演算を行うことにより、上記光磁気ディスク１０１に対する情報信号の記録再生を行うことができる。
【００９４】
【発明の効果】
上述したように、本発明に係る光学ピックアップ装置及び記録再生装置は、反射手段により反射された反射前後の光束の偏光成分の偏光方向の分布を抑えるようにしたので、上記反射手段により反射された後、対物レンズによって、光学記録媒体の信号記録面上に良好に集光されることができる。また、上記信号記録面により反射された光束も、上記反射面を経て、光検出器によって、良好な状態で検出されることができる。
【００９５】
すなわち、本発明は、光源として使用される半導体レーザより発せられる光束を発散光束の状態のままで反射ミラーに入射させる構成を採ることにより小型化及び構成部品点数の削減を図ることができ、かつ、光学記録媒体に対する情報信号の正確な書き込み及び読み出しが行えるようになされた光学ピックアップ装置を提供することができるものである。
【００９６】
また、本発明は、上述のような光学ピックアップ装置を備えることにより良好な記録再生特性を有する記録再生装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の光学系の構成を示す平面図である。
【図２】上記光学ピックアップ装置の光学系の要部の構成を一部を破断して示す側面図である。
【図３】反射面におけるδP＝０の状態の反射を示す側面図である。
【図４】反射面におけるδP＝πの状態の反射を示す側面図である。
【図５】反射面におけるδS＝０の状態の反射を示す側面図である。
【図６】反射面におけるδS＝πの状態の反射を示す側面図である。
【図７】上記光学ピックアップ装置において反射面に入射される拡散光束の偏光方向を示す該光束の断面図である。
【図８】上記光学ピックアップ装置において反射面に入射される拡散光束の偏光方向をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分解して示す該光束の断面図である。
【図９】上記光学ピックアップ装置において反射面に入射された拡散光束の該反射面上におけるＰ偏光方向とＳ偏光方向とを示す該光束の断面図である。
【図１０】上記光学ピックアップ装置においてδP-S＝πの反射面により反射された拡散光束の偏光方向を示す該光束の断面図である。
【図１１】上記光学ピックアップ装置においてδP-S＝０の反射面により反射された拡散光束の偏光方向を示す該光束の断面図である。
【図１２】上記光学ピックアップ装置を構成する２つの互いに平行な反射面の構成を示す断面図である。
【図１３】上記光学ピックアップ装置において２つの互いに平行な反射面の一方に入射される拡散光束及び該２つの互いに平行な反射面の双方に反射された後の拡散光束の偏光方向を示す該光束の断面図である。
【図１４】上記光学ピックアップ装置において２つの互いに平行な反射面の一方（δP-S＝０）に反射された拡散光束の偏光方向を示す該光束の断面図である。
【図１５】上記光学ピックアップ装置を構成する２つの互いに平行でない反射面の構成を示す断面図である。
【図１６】上記光学ピックアップ装置において２つの互いに平行でない反射面（δP-S＝０）の双方に反射された後の拡散光束の偏光方向を示す該光束の断面図である。
【図１７】上記光学ピックアップ装置において２つの互いに平行でない反射面（δP-S＝０）に反射された後の拡散光束の偏光方向の変化を示すグラフである。
【図１８】上記光学ピックアップ装置の反射面の構成を示す斜視図である。
【図１９】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成の他の例を示す縦断面図である。
【図２０】従来の光学ピックアップ装置の光学系の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１  半導体レーザ、２  ビームスプリッタ、４  反射ミラー、５  対物レンズ、８  光検出器、１０１  光ディスク、１０２  透明基板、１０３  信号記録層、Ｘ，Ｘ1，Ｘ2  反射面
【図１】
0003785702.tif 000021
【図２】
0003785702.tif 000022
【図３】
0003785702.tif 000023
【図４】
0003785702.tif 000024
【図５】
0003785702.tif 000025
【図６】
0003785702.tif 000026
【図７】
0003785702.tif 000027
【図８】
0003785702.tif 000028
【図９】
0003785702.tif 000029
【図１０】
0003785702.tif 000030
【図１１】
0003785702.tif 000031
【図１２】
0003785702.tif 000032
【図１３】
0003785702.tif 000033
【図１４】
0003785702.tif 000034
【図１５】
0003785702.tif 000035
【図１６】
0003785702.tif 000036
【図１７】
0003785702.tif 000037
【図１８】
0003785702.tif 000038
【図１９】
0003785702.tif 000039
【図２０】
0003785702.tif 000040