JP2004046983A

JP2004046983A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JP2004046983A
Application number: JP2002204190A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takahashi; 聡高橋; Seiji Watanabe; 清司渡邉; Yoshiaki Sato; 芳明佐藤
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】部品点数を増加させることなく、再生すべき光ディスクの複屈折の影響を低減すること。
【解決手段】半導体レーザ（ＬＤ）から出射された直線偏光を持つレーザ光を対物レンズ（ＯＬ）によって光ディスク（Ｄｉｓｃ）の信号記録面に集光する光ピックアップに於いて、対物レンズの手前に、半導体レーザから入射するレーザ光の偏光方向を直線偏光から所定の楕円偏光に変換する波長板（ＷＰ）を備えている。波長板（ＷＰ）は、それに入射する直線偏光の方向とその光学軸との間の夾角が３０°であることが好ましい。波長板（ＷＰ）から出射される楕円偏光の楕円長軸角度が７６°±３°の範囲にあるのが好ましい。波長板（ＷＰ）から出射される楕円偏光の楕円率が０．１６±０．１の範囲にあることが好ましい。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク装置に内蔵され、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　ｄｉｓｃ）などの光学的記録媒体（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】
周知のように、光ピックアップは、光源である半導体レーザから放射（照射）されたレーザ光を対物レンズによって光ディスクの信号記録面上に集光させることによって、情報の記録（書き込み）や消去を行ったり、その信号記録面からの反射光（戻り光）を光検出手段である光検出器で検出することによって、情報の再生を行う装置である。
【０００３】
光学的記録媒体として使用されるＤＶＤは、映画１本分に当たる１３３分の映像と音声を納められる直径１２ｃｍの光ディスクである。ＤＶＤでは、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ　ｄｉｓｃ）と同じ直径のディスクに、現行のテレビ放送並みの画質で映画を納められる。ＤＶＤの１枚当たりの記録容量はＣＤの６〜８倍である。光ピックアップの光源に、ＣＤ用の赤外半導体レーザ（波長７８０ｎｍ程度）よりも波長の短い赤外半導体レーザ（波長６３５ｎｍ〜６５０ｎｍ）を使い、レーザ光を集光する対物レンズの開口数を高めるなどして記録容量を増やしている。
【０００４】
ＤＶＤには多数の種類（規格）がある。ＤＶＤ−ＲＯＭ（ＤＶＤ−ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）は読み出しのみ可能なＤＶＤである。ＤＶＤ−Ｒ（ＤＶＤ−ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）は一度書き込んだデータは消去できない、いわゆる追記型のＤＶＤである。ＤＶＤ＋ＲＷ（ＤＶＤ＋ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）は、ＤＶＤフォーラムのＤＶＤ−ＲＡＭやＤＶＤ−Ｒ／Ｗとは互換性がなく、ＤＶＤ−ＲＯＭディスクが読める書き換え可能ディスク・ドライブの規格である。ＤＶＤ−ＲＷはＤＶＤフォーラムがＤＶＤ−ＲＡＭから派生した規格としてまとめた書き換え可能なＤＶＤの規格で、書き換え回数が１０００回までと、ＤＶＤ−ＲＡＭの１０万回までよりも少ない。ＤＶＤ−ＲＡＭ（ＤＶＤ−ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ）は書き込み／読み出しが可能なＤＶＤである。
【０００５】
光ピックアップにより上述したＤＶＤ全般の再生を行う場合、直線偏光または円偏光を使用する事が、現在一般的である。光ピックアップの中で、直線偏光を円偏光に変換する為の光学部品として、１／４波長板（ＱＷＰ）が使用されている。因みに、ＤＶＤの使用波長は６５０±２０ｎｍである。
【０００６】
図１を参照して、従来の光ピックアップについて説明する。図１は従来の光ピックアップの光学系を示す図である。
【０００７】
従来の光ピックアップは、半導体レーザ（レーザーダイオード）ＬＤと、回折格子ＧＲＴと、偏光ビームスプリッタＰＢＳと、１／４波長板ＱＷＰと、対物レンズＯＬと、光検出器ＰＤとを有する。
【０００８】
このような構成の光学ピックアップ装置において、左側に配置されている半導体レーザＬＤから水平右方向へ出射された１本の直線偏光のレーザ光は、回折格子ＧＲＴで３本のレーザ光に分離され、偏光ビームスプリッタＰＢＳで直角に折り曲げられて鉛直上方向へ進む。この鉛直上方向へ進むレーザ光は、１／４波長板ＱＷＰによりその偏光方向が直線偏光から円偏光に変換された後、対物レンズＯＬを介して回転駆動される光ディスクＤｉｓｃの信号記録面へ集光（照射）される。これにより、光ディスクＤｉｓｃに対して情報の書き込み（記録）や消去を行うことができる。
【０００９】
一方、この光ディスクＤｉｓｃの信号記録面からの反射光（戻り光）は、鉛直下方向へ進み、対物レンズＯＬを通過し、１／４波長板ＱＷＰでその偏光方向が円偏光から直線偏光に変換された後、ビームスプリッタＢＳを通して光検出器ＰＤで検出される。これにより、光ディスクＤｉｓｃに記憶（記録）された情報の再生を行うことができる。
【００１０】
尚、図１に示した従来の光ピックアップは、円偏光を使用する場合の例を示しているが、直線偏光を使用する場合には、１／４波長板ＱＷＰを省略すれば良い。
【００１１】
とにかく、従来の光ピックアップでは、図２に示されるように、直線偏光（図２の▲１▼）または円偏光（図２の▲２▼）を使用している。尚、図２に示されるように、１／４波長板ＱＷＰに入射する直線偏光の方向と１／４波長板ＱＷＰの光学軸との間の夾角が４５°のときに、１／４波長板ＱＷＰから出射されるレーザ光が円偏光になる。逆に言えば、直線偏光の方向と光学軸との間の夾角が４５°である波長板のことを１／４波長板ＱＷＰと呼ぶ。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の光ピックアップでは、偏光方向として直線偏光或いは円偏光を使用している。しかしながら、光ディスクＤｉｓｃの複屈折の影響により、光ディスクＤｉｓｃからの戻り光の光量の内、光検出器ＰＤへ戻る検出光量が減少し、半導体レーザＬＤ側に戻る光量が増大してしまう。その結果、ジッタ（戻り光ノイズ）が増大し、ＤＶＤの再生特性が劣化してしまうという問題がある。
【００１３】
この問題を解決するため、特開平１０−８３５５２号公報では、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」を開示している。そのような素子としては、液晶旋光素子やファラデー回転素子や波長板が使用されている。光ディスクの反射光量（複屈折量）に応じて光検出器での受光量が最大となるように、上記素子の偏光方向を調整している。
【００１４】
しかしながら、この公報では、１／４波長板とは別に上記偏光方向を変化させる素子が必要となるので、部品点数が増加するという問題がある。
【００１５】
それ故に本発明の課題は、部品点数を増加させることなく、再生すべき光ディスクの複屈折の影響を低減することができる光ピックアップを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様によれば、半導体レーザ（ＬＤ）から出射された直線偏光を持つレーザ光を対物レンズ（ＯＬ）によって光ディスク（Ｄｉｓｃ）の信号記録面に集光する光ピックアップに於いて、前記対物レンズの手前に、前記半導体レーザから入射するレーザ光の偏光方向を前記直線偏光から所定の楕円偏光に変換する波長板（ＷＰ）を備えたことを特徴とする光ピックアップが得られる。
【００１７】
本発明の第２の態様によれば、直線偏光を持つレーザ光を出射する半導体レーザ（ＬＤ）と、該半導体レーザから出射された１本のレーザ光を３本のレーザ光に分離する回折格子（ＧＲＴ）と、該回折格子からのレーザ光を反射する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）と、該偏光ビームススプリッタで反射されたレーザ光を光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズ（ＯＬ）とを有する光ピックアップに於いて、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズとの間に、前記偏光ビームスプリッタで反射されて入射するレーザ光の偏光方向を前記直線偏光から所定の楕円偏光に変換する波長板（ＷＰ）を備えたことを特徴とする光ピックアップが得られる。
【００１８】
上記光ピックアップにおいて、前記波長板（ＷＰ）は、それに入射する直線偏光の方向とその光学軸との間の夾角が１０°以上４５°未満であって良い。前記夾角が３０°であることが好ましい。また、前記波長板から出射される前記楕円偏光の楕円長軸角度が７０°〜８０°の範囲にあることが好ましく、より好ましくは７６°±３°の範囲にあるのが良い。さらに、前記波長板（ＷＰ）から出射される前記楕円偏光の楕円率が０．１６±０．１の範囲にあることが好ましい。
【００１９】
尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図３を参照して、本発明の一実施の形態に係る光ピックアップについて説明する。図１は本実施の形態に係る光ピックアップの光学系を示す図である。図示の光ピックアップは、１／４波長板ＱＷＰの代わりに後述するような特殊な波長板ＷＰを用いた点を除いて、図１に図示したものと同様の構成を有する。したがって、図１に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照を付し、それら説明については、説明の簡略化のためおよび重複した説明を避けるために、省略する。
【００２２】
波長板ＷＰは、図４に示されるように、入射する直線偏光を後述する特定の形状の楕円偏光に変換するための光学部品である。
【００２３】
図２を参照して説明したように、１／４波長板ＱＷＰは、それに入射する直線偏光の方向とその光学軸との間の夾角（以下、単に「夾角」と呼ぶ。）が４５°であって、入射する直線偏光を円偏光として出射する。これに対して、波長板ＷＰは、この光学軸を後述するように所定の角度だけ傾けることによって、上記夾角を変えて、入射する直線偏光を楕円偏光として出射する。すなわち、本発明では、波長板ＷＰの光学軸を傾けて楕円偏光を積極的に活用する。
【００２４】
次に、具体的な楕円偏光の形状や上記夾角について説明する。
【００２５】
図５にジッタと夾角との間の関係を示す。図５において、横軸が夾角を示し、縦軸がジッタを示す。尚、使用した光ディスクＤｉｓｃはＤＶＤ−Ｒである。
【００２６】
図５から明らかなように、夾角が０°の場合（すなわち、入射した直線偏光をそのまま直線偏光として出射する場合）がジッタが最も大きいことが分かる。夾角が４５°の場合（すなわち、入射した直線偏光を円偏光に変更して出射する場合）の方が、夾角が０°の場合よりもジッタが小さくなっている。さらに、夾角が１０°の場合の方が、夾角が４５°の場合よりもジッタがやや小さくなっている。そして、夾角が２０°、３０°になるにつれて、ジッタが小さくなっていることが分かる。
【００２７】
すなわち、図５に示す例では、夾角が３０°の場合に、ジッタが最も小さくなっている。従って、夾角が１０°以上４５°未満である波長板ＷＰを使用して、入射する直線偏光を楕円偏光に変換すれば、直線偏光や円偏光を使用する場合よりも、ジッタを小さくできる。このことから直線偏波や円偏波よりも楕円偏波を使用する方が、ジッタを減少でき、ＤＶＤ再生特性を向上できることが分かる。
【００２８】
次に、楕円偏光の好ましい形状について説明する。本実施の形態では、楕円偏光の形状のパラメータとして楕円長軸角度と楕円率とを用いる。ここで、楕円長軸角度とは、楕円の長軸が入射する直線偏光の偏光方向と平行である場合を０°とした場合の傾き角である。また、楕円率とは、楕円短軸の電場の振幅と楕円長軸の電場の振幅との比、すなわち、（楕円短軸の電場の振幅）／（楕円長軸の電場の振幅）である。
【００２９】
本発明者らは実験の結果、次のように楕円長軸角度及び／又は楕円率を選択したときにジッタを減少できることを確認している。
【００３０】
楕円長軸角度は７０°〜８０°の範囲であることが好ましい。より好ましくは、楕円長軸角度は７６°±３°であるのが良い。一方、楕円率は０．１６±０．１の範囲にあることが好ましい。
【００３１】
次に、図３を参照して、本実施の形態による光ピックアップの動作について説明する。ここでは、光ディスクＤｉｓｃが複屈折を持つＤＶＤであるとして説明する。
【００３２】
左側に配置されている半導体レーザＬＤから水平右方向へ出射された１本の直線偏光のレーザ光は、回折格子ＧＲＴで３本のレーザ光に分離され、偏光ビームスプリッタＰＢＳで直角に折り曲げられて鉛直上方向へ進む。この鉛直上方向へ進むレーザ光は、波長板ＷＰによりその偏光方向が直線偏光から楕円偏光に変換された後、対物レンズＯＬを介して回転駆動される光ディスクＤｉｓｃの信号記録面へ集光（照射）される。これにより、光ディスクＤｉｓｃに対して情報の書き込み（記録）や消去を行うことができる。
【００３３】
一方、この光ディスクＤｉｓｃの信号記録面からの反射光（戻り光）は、鉛直下方向へ進み、対物レンズＯＬを通過し、波長板ＷＰでその偏光方向が楕円偏光から直線偏光に変換された後、ビームスプリッタＢＳを通して光検出器ＰＤで検出される。これにより、光ディスクＤｉｓｃに記憶（記録）された情報の再生を行うことができる。
【００３４】
本発明は上述した実施の形態に限定せず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更・変形が可能なのは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、対物レンズの手前に直線偏光を所定の形状の楕円偏光に変換する波長板を配置したので、再生すべき光ディスクの複屈折の影響を低減できる。これにより、ＤＶＤ再生特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ピックアップの光学系を示す図である。
【図２】図１に示す従来の光ピックアップにおける直線偏光方式と円偏光方式を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施の形態による光ピックアップの光学系を示す図である。
【図４】図３に示す光ピックアップにおける楕円偏光方式を説明するための図である。
【図５】ジッタと夾角との間の関係を示す図である。
【符号の説明】
ＬＤ　　半導体レーザ（レーザダイオード）
ＧＲＴ　　回折格子
ＰＢＳ　　偏光ビームスプリッタ
ＷＰ　　波長板
ＯＬ　　対物レンズ
ＰＤ　　光検出器
Ｄｉｓｃ　　光ディスク

Claims

半導体レーザから出射された直線偏光を持つレーザ光を対物レンズによって光ディスクの信号記録面に集光する光ピックアップに於いて、
前記対物レンズの手前に、前記半導体レーザから入射するレーザ光の偏光方向を前記直線偏光から所定の楕円偏光に変換する波長板を備えたことを特徴とする光ピックアップ。
前記波長板は、それに入射する直線偏光の方向とその光学軸との間の夾角が１０°以上４５°未満である、請求項１に記載の光ピックアップ。
前記夾角が３０°である、請求項２に記載の光ピックアップ。
前記波長板から出射される前記楕円偏光の楕円長軸角度が７０°〜８０°の範囲にある、請求項１に記載の光ピックアップ。
前記楕円長軸角度が７６°±３°の範囲にある、請求項４に記載の光ピックアップ。
前記波長板から出射される前記楕円偏光の楕円率が０．１６±０．１の範囲にある、請求項１に記載の光ピックアップ。
直線偏光を持つレーザ光を出射する半導体レーザと、該半導体レーザから出射された１本のレーザ光を３本のレーザ光に分離する回折格子と、該回折格子からのレーザ光を反射する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームススプリッタで反射されたレーザ光を光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズとを有する光ピックアップに於いて、
前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズとの間に、前記偏光ビームスプリッタで反射されて入射するレーザ光の偏光方向を前記直線偏光から所定の楕円偏光に変換する波長板を備えたことを特徴とする光ピックアップ。
前記波長板は、それに入射する直線偏光の方向とその光学軸との間の夾角が１０°以上４５°未満である、請求項７に記載の光ピックアップ。
前記夾角が３０°である、請求項８に記載の光ピックアップ。
前記波長板から出射される前記楕円偏光の楕円長軸角度が７０°〜８０°の範囲にある、請求項７に記載の光ピックアップ。
前記楕円長軸角度が７６°±３°の範囲にある、請求項１０に記載の光ピックアップ。
前記波長板から出射される前記楕円偏光の楕円率が０．１６±０．１の範囲にある、請求項７に記載の光ピックアップ。