JP2001101700A - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置Info
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- JP2001101700A JP2001101700A JP27931299A JP27931299A JP2001101700A JP 2001101700 A JP2001101700 A JP 2001101700A JP 27931299 A JP27931299 A JP 27931299A JP 27931299 A JP27931299 A JP 27931299A JP 2001101700 A JP2001101700 A JP 2001101700A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】異なる波長の２つの直線偏光を円偏光に変換で
きる広帯域位相差板を備えた光ヘッド装置を得る。 【解決手段】ガラス基板１０１と１０５に接着層１０２
を介して複屈折フィルム１０３と１０６とをそれぞれ接
着し位相差板１０４と１０７とする。位相差板１０４の
リタデーション値を位相差板１０７のそれの約２倍と
し、各位相差板の進相軸方向１０８と１０９が交差する
ように重ねて広帯域位相差板とし、光ヘッド装置に設置
する。
きる広帯域位相差板を備えた光ヘッド装置を得る。 【解決手段】ガラス基板１０１と１０５に接着層１０２
を介して複屈折フィルム１０３と１０６とをそれぞれ接
着し位相差板１０４と１０７とする。位相差板１０４の
リタデーション値を位相差板１０７のそれの約２倍と
し、各位相差板の進相軸方向１０８と１０９が交差する
ように重ねて広帯域位相差板とし、光ヘッド装置に設置
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光の位相状
態を制御するための広帯域位相差板を搭載した光ヘッド
装置に関する。
態を制御するための広帯域位相差板を搭載した光ヘッド
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスクおよび光磁気ディスクなどの
光記録媒体に光学的情報を書き込んだり、光記録媒体か
ら光学的情報を読み取ったりするのに光ヘッド装置が用
いられる。光ヘッド装置は、ディスク状の光記録媒体
（以下、ディスクという）の記録面上に光源である半導
体レーザの出射光を集光して、情報の書き込み・読み出
しを行う。
光記録媒体に光学的情報を書き込んだり、光記録媒体か
ら光学的情報を読み取ったりするのに光ヘッド装置が用
いられる。光ヘッド装置は、ディスク状の光記録媒体
（以下、ディスクという）の記録面上に光源である半導
体レーザの出射光を集光して、情報の書き込み・読み出
しを行う。
【０００３】使用されるレーザ光の波長は、短波長であ
るほど記録密度を向上できるため光源の短波長化が進め
られている。一方で、これまでに普及している多くのデ
ィスク用の長波長（近赤外域）のレーザ光による再生も
できるようにする必要があり、従来の近赤外域のレーザ
光と短波長のレーザ光との互換性を有する様々な方式が
提案されている。従来のディスクに対してこの互換性を
確保するために、高記録密度用の短波長光源に加えて、
近赤外域の光源を併せて設置する方式がある。
るほど記録密度を向上できるため光源の短波長化が進め
られている。一方で、これまでに普及している多くのデ
ィスク用の長波長（近赤外域）のレーザ光による再生も
できるようにする必要があり、従来の近赤外域のレーザ
光と短波長のレーザ光との互換性を有する様々な方式が
提案されている。従来のディスクに対してこの互換性を
確保するために、高記録密度用の短波長光源に加えて、
近赤外域の光源を併せて設置する方式がある。
【０００４】一方、高密度ディスクとＣＤ−Ｒ／ＲＷな
どの書き込み型のディスクに対応する光ヘッド装置にお
いては、それぞれのディスク用のいずれの波長に対して
も高い光利用効率が要求されるため、往路高透過率／復
路高回折効率を有する偏光型回折素子を用いた偏光系光
ヘッド装置が考えられる。
どの書き込み型のディスクに対応する光ヘッド装置にお
いては、それぞれのディスク用のいずれの波長に対して
も高い光利用効率が要求されるため、往路高透過率／復
路高回折効率を有する偏光型回折素子を用いた偏光系光
ヘッド装置が考えられる。
【０００５】従来の２つのレーザ光を使用した偏光系光
ヘッド装置の構成の一例を図９に示す。図９において、
出射波長６６０ｎｍの半導体レーザ３０１および出射波
長７９０ｎｍの半導体レーザ３０２からの直線偏光のレ
ーザ光は、入射偏光方向に対して高透過である６６０ｎ
ｍ用の偏光ホログラム３０３および７９０ｎｍ用の偏光
ホログラム３０４を各々透過する。そして、直線偏光の
レーザ光はそれぞれの偏光ホログラムと一体化された６
６０ｎｍ用の１／４波長板３０５および７９０ｎｍ用の
１／４波長板３０６によりそれぞれ円偏光に変換され
る。その後、個別に配置されたコリメートレンズ３０
７、３０８でレーザ光は平行光となり、６６０ｎｍ透過
／７９０ｎｍ反射の特性を持つプリズム３０９を透過お
よび反射し、アクチュエータ３１０に保持された、２つ
の波長に共通の対物レンズ３１１によりディスク３１２
表面上に集光される。
ヘッド装置の構成の一例を図９に示す。図９において、
出射波長６６０ｎｍの半導体レーザ３０１および出射波
長７９０ｎｍの半導体レーザ３０２からの直線偏光のレ
ーザ光は、入射偏光方向に対して高透過である６６０ｎ
ｍ用の偏光ホログラム３０３および７９０ｎｍ用の偏光
ホログラム３０４を各々透過する。そして、直線偏光の
レーザ光はそれぞれの偏光ホログラムと一体化された６
６０ｎｍ用の１／４波長板３０５および７９０ｎｍ用の
１／４波長板３０６によりそれぞれ円偏光に変換され
る。その後、個別に配置されたコリメートレンズ３０
７、３０８でレーザ光は平行光となり、６６０ｎｍ透過
／７９０ｎｍ反射の特性を持つプリズム３０９を透過お
よび反射し、アクチュエータ３１０に保持された、２つ
の波長に共通の対物レンズ３１１によりディスク３１２
表面上に集光される。
【０００６】さらに、ディスク３１２の表面に形成され
たピットの情報を含んだディスク３１２からの反射光
は、それぞれの経路を逆方向に進行する。ディスク３１
２表面の反射により回転方向が逆転した円偏光はそれぞ
れ１／４波長板３０５および１／４波長板３０６を再度
透過し、入射偏光方向とは直交する偏光方向の直線偏光
に変換され、それぞれ偏光ホログラム３０３および偏光
ホログラム３０４で回折される。これら回折光が持つデ
ィスクのピットの情報を６６０ｎｍ用のフォトダイオー
ド３１３および７９０ｎｍ用のフォトダイオード３１４
により検出することでディスク３１２に記録された情報
の読み出しを行っている。
たピットの情報を含んだディスク３１２からの反射光
は、それぞれの経路を逆方向に進行する。ディスク３１
２表面の反射により回転方向が逆転した円偏光はそれぞ
れ１／４波長板３０５および１／４波長板３０６を再度
透過し、入射偏光方向とは直交する偏光方向の直線偏光
に変換され、それぞれ偏光ホログラム３０３および偏光
ホログラム３０４で回折される。これら回折光が持つデ
ィスクのピットの情報を６６０ｎｍ用のフォトダイオー
ド３１３および７９０ｎｍ用のフォトダイオード３１４
により検出することでディスク３１２に記録された情報
の読み出しを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ヘッド装置で
は、例えば２つの波長を用いる場合、偏光回折素子や１
／４波長板などの光学素子を波長ごとに２セット配置し
ており、部品点数が多く装置の体積が大きくなり、さら
に組立調整にも時間がかかる問題がある。
は、例えば２つの波長を用いる場合、偏光回折素子や１
／４波長板などの光学素子を波長ごとに２セット配置し
ており、部品点数が多く装置の体積が大きくなり、さら
に組立調整にも時間がかかる問題がある。
【０００８】一方光ヘッド装置を小型化するために、２
つの半導体レーザを接近させて配置したり、複数の波長
を発振できる半導体レーザを用いたりすることが提案さ
れているが、この場合波長により反射率の異なるプリズ
ムなどを使用しても波長ごとに光路を切り換えることは
困難である。
つの半導体レーザを接近させて配置したり、複数の波長
を発振できる半導体レーザを用いたりすることが提案さ
れているが、この場合波長により反射率の異なるプリズ
ムなどを使用しても波長ごとに光路を切り換えることは
困難である。
【０００９】しかし、図８に示すように楕円率角は一方
の波長の光、例えば６６０ｎｍの光に対して円偏光（１
／４波長）となる位相差板では、７９０ｎｍの波長の他
方の光に対しては楕円偏光となり所望の特性が得られな
い。同様に７９０ｎｍの光に対して円偏光（１／４波
長）となる位相差板では、６６０ｎｍの波長の光に対し
ては楕円偏光となり所望の特性が得られない。ここで、
図８において、ある波長の光に対して１／４波長板とな
ることはその波長で楕円率角が９０度であることであ
り、したがって円偏光となることが所望の特性が得られ
るということである。
の波長の光、例えば６６０ｎｍの光に対して円偏光（１
／４波長）となる位相差板では、７９０ｎｍの波長の他
方の光に対しては楕円偏光となり所望の特性が得られな
い。同様に７９０ｎｍの光に対して円偏光（１／４波
長）となる位相差板では、６６０ｎｍの波長の光に対し
ては楕円偏光となり所望の特性が得られない。ここで、
図８において、ある波長の光に対して１／４波長板とな
ることはその波長で楕円率角が９０度であることであ
り、したがって円偏光となることが所望の特性が得られ
るということである。
【００１０】また、例えば、波長６６０ｎｍと７９０ｎ
ｍの中間値の波長である７２８ｎｍに対する１／４波長
板とした場合でも、６６０ｎｍと７９０ｎｍのいずれの
波長の光に対しても出射偏光は楕円化し、１／４波長板
として不十分な特性となっている。この１／４波長板の
特性不良により、復路の偏光特性が設計した復路直線偏
光から乖離して回折効率が低下し、結果として信号レベ
ルの低下による光ヘッド装置の性能が劣化する。
ｍの中間値の波長である７２８ｎｍに対する１／４波長
板とした場合でも、６６０ｎｍと７９０ｎｍのいずれの
波長の光に対しても出射偏光は楕円化し、１／４波長板
として不十分な特性となっている。この１／４波長板の
特性不良により、復路の偏光特性が設計した復路直線偏
光から乖離して回折効率が低下し、結果として信号レベ
ルの低下による光ヘッド装置の性能が劣化する。
【００１１】この劣化の問題は、上述のように特に光ヘ
ッド装置の小型化のために半導体レーザのチップを接近
させて配置するとき、または２波長の光を発振できるレ
ーザチップを用いるときには、プリズムなどを用いて２
つの波長の光の光路を分離できない問題が発生する。
ッド装置の小型化のために半導体レーザのチップを接近
させて配置するとき、または２波長の光を発振できるレ
ーザチップを用いるときには、プリズムなどを用いて２
つの波長の光の光路を分離できない問題が発生する。
【００１２】また、より記録密度を向上させるためにデ
ィスクで使用する波長を短波長化するが、この短波長は
従来のディスクで使用する波長である７９０ｎｍと比べ
波長差が大きく、１／４波長板透過後の楕円率角が９０
度から大きくずれる。本発明の目的は、光源として２つ
以上の異なる波長のレーザ光を用いた光ヘッド装置にお
ける上述の各問題を解決することである。
ィスクで使用する波長を短波長化するが、この短波長は
従来のディスクで使用する波長である７９０ｎｍと比べ
波長差が大きく、１／４波長板透過後の楕円率角が９０
度から大きくずれる。本発明の目的は、光源として２つ
以上の異なる波長のレーザ光を用いた光ヘッド装置にお
ける上述の各問題を解決することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源から出射
する直線偏光のレーザ光を対物レンズにより集光して光
記録媒体へ導き、光記録媒体からの反射光を光検出器で
受光する光ヘッド装置において、前記レーザ光は波長が
異なる２つ以上のレーザ光であり、光源と対物レンズと
の間に前記レーザ光の位相状態を制御する広帯域位相差
板が設置されており、前記広帯域位相差板は、２枚の位
相差板がそれぞれの光軸を交差するように重ねられてい
て、前記レーザ光が第１に入射する位相差板のリタデー
ション値が第２に入射する位相差板のリタデーション値
より大きく、前記２つのリタデーション値の比が１．８
〜２．２であることを特徴とする光ヘッド装置を提供す
る。
する直線偏光のレーザ光を対物レンズにより集光して光
記録媒体へ導き、光記録媒体からの反射光を光検出器で
受光する光ヘッド装置において、前記レーザ光は波長が
異なる２つ以上のレーザ光であり、光源と対物レンズと
の間に前記レーザ光の位相状態を制御する広帯域位相差
板が設置されており、前記広帯域位相差板は、２枚の位
相差板がそれぞれの光軸を交差するように重ねられてい
て、前記レーザ光が第１に入射する位相差板のリタデー
ション値が第２に入射する位相差板のリタデーション値
より大きく、前記２つのリタデーション値の比が１．８
〜２．２であることを特徴とする光ヘッド装置を提供す
る。
【００１４】また、波長が異なるレーザ光が２つであ
り、前記リタデーション値の比が２でかつ前記２つのレ
ーザ光が広帯域位相差板を透過するときの楕円偏光度が
実質的に等しくされた上記の光ヘッド装置を提供する。
また、前記広帯域位相差板に入射する前記２つのレーザ
光は同じ直線偏光の方向を有しており、前記方向と一方
の位相差板の進相軸との方向が１０〜２０度の角度をな
し、前記方向と他方の位相差板の進相軸との方向が７０
〜８０度の角度をなす上記の光ヘッド装置を提供する。
さらに、前記広帯域位相差板が前記２つのレーザ光の光
学的性質を変化させる少なくとも１つの光学素子と一体
化されている上記の光ヘッド装置を提供する。
り、前記リタデーション値の比が２でかつ前記２つのレ
ーザ光が広帯域位相差板を透過するときの楕円偏光度が
実質的に等しくされた上記の光ヘッド装置を提供する。
また、前記広帯域位相差板に入射する前記２つのレーザ
光は同じ直線偏光の方向を有しており、前記方向と一方
の位相差板の進相軸との方向が１０〜２０度の角度をな
し、前記方向と他方の位相差板の進相軸との方向が７０
〜８０度の角度をなす上記の光ヘッド装置を提供する。
さらに、前記広帯域位相差板が前記２つのレーザ光の光
学的性質を変化させる少なくとも１つの光学素子と一体
化されている上記の光ヘッド装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の光ヘッド装置において
は、光源から出射するレーザ光は波長が異なる２つ以上
のレーザ光であり、光源と対物レンズとの間に２つ以上
のレーザ光の位相状態を制御する広帯域位相差板が設置
されている。この広帯域位相差板は、２枚の位相差板が
それぞれの光軸を交差するように重ねられていて、レー
ザ光が第１に入射する位相差板のリタデーション値が第
２に入射する位相差板のリタデーション値より大きく、
それらのリタデーション値の比が１．８〜２．２である
ように構成されている。このように構成することによ
り、広帯域位相差板は透過するいずれの波長の直線偏光
のレーザ光に対してもほぼ１／４波長板として機能し、
直線偏光をほぼ円偏光とすることができる。
は、光源から出射するレーザ光は波長が異なる２つ以上
のレーザ光であり、光源と対物レンズとの間に２つ以上
のレーザ光の位相状態を制御する広帯域位相差板が設置
されている。この広帯域位相差板は、２枚の位相差板が
それぞれの光軸を交差するように重ねられていて、レー
ザ光が第１に入射する位相差板のリタデーション値が第
２に入射する位相差板のリタデーション値より大きく、
それらのリタデーション値の比が１．８〜２．２である
ように構成されている。このように構成することによ
り、広帯域位相差板は透過するいずれの波長の直線偏光
のレーザ光に対してもほぼ１／４波長板として機能し、
直線偏光をほぼ円偏光とすることができる。
【００１６】位相差板として用いる複屈折材料として
は、延伸により複屈折性を持たせた、例えばポリカーボ
ネートフィルムがよい。さらに、延伸により複屈折性を
有する有機系高分子フィルムも使用できる。また、複屈
折材料として、複屈折性を有する有機材料を基板上に配
向させたものでもよい。また、基板上に異方性蒸着など
の成膜方法で複屈折性を持たせて形成したＴｉＯ2など
の無機材料でもよく、水晶基板、ＬｉＮｂＯ3などのよ
うに基板自身が複屈折性を有しているものでもよい。
は、延伸により複屈折性を持たせた、例えばポリカーボ
ネートフィルムがよい。さらに、延伸により複屈折性を
有する有機系高分子フィルムも使用できる。また、複屈
折材料として、複屈折性を有する有機材料を基板上に配
向させたものでもよい。また、基板上に異方性蒸着など
の成膜方法で複屈折性を持たせて形成したＴｉＯ2など
の無機材料でもよく、水晶基板、ＬｉＮｂＯ3などのよ
うに基板自身が複屈折性を有しているものでもよい。
【００１７】以下、出射する異なる波長のレーザ光の数
は２つとして説明する。本発明における広帯域位相差板
を構成する２枚の位相差板の代表的な位相差の組み合わ
せ、および代表的な進相軸の配置については例えば次の
とおりとする。また、重ねられた位相差板にレーザ光が
入射する順の第１、第２位相差板が生ずるリタデーショ
ン値を各々Ｒ1およびＲ2とする。さらに、２つのレーザ
光の異なる波長のうち、短い方の波長をλL、長い方の
波長をλHとし、λL≦λ≦λHなる波長λを、使用する
２つのレーザ光の波長λL、λHの中間波長として定義す
る。
は２つとして説明する。本発明における広帯域位相差板
を構成する２枚の位相差板の代表的な位相差の組み合わ
せ、および代表的な進相軸の配置については例えば次の
とおりとする。また、重ねられた位相差板にレーザ光が
入射する順の第１、第２位相差板が生ずるリタデーショ
ン値を各々Ｒ1およびＲ2とする。さらに、２つのレーザ
光の異なる波長のうち、短い方の波長をλL、長い方の
波長をλHとし、λL≦λ≦λHなる波長λを、使用する
２つのレーザ光の波長λL、λHの中間波長として定義す
る。
【００１８】このとき、Ｒ1が波長λの約２倍でＲ2が約
４倍であり、これらリタデーション値の比Ｒ1／Ｒ2が
１．８〜２．２であり、さらに２枚の位相差板の光軸が
交差している。この交差角は４５〜７５度の角度をなし
ていることが好ましい。このとき上述の効果、すなわち
直線偏光をほぼ円偏光とする効果をもたらす。
４倍であり、これらリタデーション値の比Ｒ1／Ｒ2が
１．８〜２．２であり、さらに２枚の位相差板の光軸が
交差している。この交差角は４５〜７５度の角度をなし
ていることが好ましい。このとき上述の効果、すなわち
直線偏光をほぼ円偏光とする効果をもたらす。
【００１９】一方、２つのレーザ光に対し第１に入射す
る位相差板のリタデーション値Ｒ1が第２に入射する位
相差板のリタデーション値Ｒ2より大きく、それらリタ
デーション値の比が２であり、かつ前記２つのレーザ光
が広帯域位相差板を透過するときの楕円偏光度を実質的
に等しくしたとき、すなわち式（１ａ）、（１ｂ）の関
係を成立させたとき、使用するいずれの波長に対しても
光の利用効率が等しくなり好ましい。ここで、短い波長
のレーザ光に対するリタデーション分散係数をｋL、長
い波長の方に対するそれをｋHとした。
る位相差板のリタデーション値Ｒ1が第２に入射する位
相差板のリタデーション値Ｒ2より大きく、それらリタ
デーション値の比が２であり、かつ前記２つのレーザ光
が広帯域位相差板を透過するときの楕円偏光度を実質的
に等しくしたとき、すなわち式（１ａ）、（１ｂ）の関
係を成立させたとき、使用するいずれの波長に対しても
光の利用効率が等しくなり好ましい。ここで、短い波長
のレーザ光に対するリタデーション分散係数をｋL、長
い波長の方に対するそれをｋHとした。
【００２０】
【数１】
【００２１】ここで、複屈折材料のリタデーション値は
一般に波長依存性を有し、Ａ、Ｂ、Ｃを材料に依存する
分散係数とすると、近似的にＲ＝Ａ＋Ｂ／（λ−Ｃ）と
表わせる。また、分散係数であるｋLおよびｋHは、各々
式（２ａ）、（２ｂ）のように定義される。ここで、数
値５８９はリタデーション値の測定基準波長として用い
た、ナトリウムのＤ線の波長である。
一般に波長依存性を有し、Ａ、Ｂ、Ｃを材料に依存する
分散係数とすると、近似的にＲ＝Ａ＋Ｂ／（λ−Ｃ）と
表わせる。また、分散係数であるｋLおよびｋHは、各々
式（２ａ）、（２ｂ）のように定義される。ここで、数
値５８９はリタデーション値の測定基準波長として用い
た、ナトリウムのＤ線の波長である。
【００２２】
【数２】
【００２３】また、上記の広帯域位相差板に入射する２
つのレーザ光は同じ直線偏光の方向を有しており、この
直線偏光の方向に対して一方の位相差板の光軸のうち進
相軸の方向が１０〜２０度の角度をなし他方の位相差板
の光軸のうち進相軸の方向が７０〜８０度の角度をなし
ている。これらの角度のとき、楕円率角の波長依存性が
小さく、すなわち楕円率角が波長によって大きく変化せ
ず好ましい。この変化しない効果は、入射する最初（第
１）の位相差板における角度が１０〜２０度で後（第
２）の位相差板における角度が７０〜８０度であって
も、または最初の角度が７０〜８０度で後の角度が１０
〜２０度であっても効果に変りはない。
つのレーザ光は同じ直線偏光の方向を有しており、この
直線偏光の方向に対して一方の位相差板の光軸のうち進
相軸の方向が１０〜２０度の角度をなし他方の位相差板
の光軸のうち進相軸の方向が７０〜８０度の角度をなし
ている。これらの角度のとき、楕円率角の波長依存性が
小さく、すなわち楕円率角が波長によって大きく変化せ
ず好ましい。この変化しない効果は、入射する最初（第
１）の位相差板における角度が１０〜２０度で後（第
２）の位相差板における角度が７０〜８０度であって
も、または最初の角度が７０〜８０度で後の角度が１０
〜２０度であっても効果に変りはない。
【００２４】以下、これらの角度について詳しく説明す
る。入射するレーザ光の直線偏光の方向と２枚の位相差
板のそれぞれの進相軸とのなす角度を、入射する位相差
板の順にそれぞれθ1およびθ2とする。波長λがＲ1の
約２倍およびＲ2の約４倍、すなわちＲ1＝λ／２および
Ｒ2＝λ／４の関係がほぼ成立するとき、θ1およびθ2
の関数として楕円率角を計算できる。
る。入射するレーザ光の直線偏光の方向と２枚の位相差
板のそれぞれの進相軸とのなす角度を、入射する位相差
板の順にそれぞれθ1およびθ2とする。波長λがＲ1の
約２倍およびＲ2の約４倍、すなわちＲ1＝λ／２および
Ｒ2＝λ／４の関係がほぼ成立するとき、θ1およびθ2
の関数として楕円率角を計算できる。
【００２５】図２はこの楕円率角を表わしており、図中
の２つの傾いた平面が形成する稜は楕円率角がほぼ９０
度の条件を満たしている。図２（ａ）の稜は式（３ａ）
で表わされ、θ2がθ1より大きい場合のグラフであり、
図２（ｂ）の稜は式（３ｂ）で表わされ、θ1がθ2より
より大きい場合のグラフである。式（３ａ）、（３ｂ）
の条件下で広帯域位相差板は、ほぼ１／４波長板として
機能する。 θ2＝２×θ1＋π／４・・・（３ａ） θ1＝２×θ2＋π／４・・・（３ｂ） なお、透過光の楕円偏光度は楕円率角として、透過楕円
偏光の長軸強度Ｉaと短軸強度Ｉbとを用いてｃｏｓ
-1｛（Ｉa−Ｉb）／（Ｉa＋Ｉb）｝と定義される。
の２つの傾いた平面が形成する稜は楕円率角がほぼ９０
度の条件を満たしている。図２（ａ）の稜は式（３ａ）
で表わされ、θ2がθ1より大きい場合のグラフであり、
図２（ｂ）の稜は式（３ｂ）で表わされ、θ1がθ2より
より大きい場合のグラフである。式（３ａ）、（３ｂ）
の条件下で広帯域位相差板は、ほぼ１／４波長板として
機能する。 θ2＝２×θ1＋π／４・・・（３ａ） θ1＝２×θ2＋π／４・・・（３ｂ） なお、透過光の楕円偏光度は楕円率角として、透過楕円
偏光の長軸強度Ｉaと短軸強度Ｉbとを用いてｃｏｓ
-1｛（Ｉa−Ｉb）／（Ｉa＋Ｉb）｝と定義される。
【００２６】使用するレーザ光の波長が、完全に設計波
長と一致する場合には、θ1とθ2とが式（３ａ）または
式（３ｂ）を満足する角度関係のとき、透過光として完
全な円偏光が得られる。しかし、波長が設計波長からわ
ずかずれた場合には、θ1とθ2とが式（３ａ）または式
（３ｂ）の関係を満足する角度の組み合わせの中でも、
式（４ａ）、（４ｂ）の関係が成立するとき、もっとも
円偏光に近くなる。 （θ1、θ2）＝（１５、７５）・・・（４ａ） （θ1、θ2）＝（７５、１５）・・・（４ｂ） このことから、θ1とθ2とが式（４ａ）または式（４
ｂ）で与えられる角度のとき、またはこの角度の近傍で
±５度の範囲内の角度のときが特に望ましい。例えば、
（４ａ）に対しては、上記のとおり（θ1、θ2）＝（１
０〜２０、７０〜８０）となる。
長と一致する場合には、θ1とθ2とが式（３ａ）または
式（３ｂ）を満足する角度関係のとき、透過光として完
全な円偏光が得られる。しかし、波長が設計波長からわ
ずかずれた場合には、θ1とθ2とが式（３ａ）または式
（３ｂ）の関係を満足する角度の組み合わせの中でも、
式（４ａ）、（４ｂ）の関係が成立するとき、もっとも
円偏光に近くなる。 （θ1、θ2）＝（１５、７５）・・・（４ａ） （θ1、θ2）＝（７５、１５）・・・（４ｂ） このことから、θ1とθ2とが式（４ａ）または式（４
ｂ）で与えられる角度のとき、またはこの角度の近傍で
±５度の範囲内の角度のときが特に望ましい。例えば、
（４ａ）に対しては、上記のとおり（θ1、θ2）＝（１
０〜２０、７０〜８０）となる。
【００２７】式（３ａ）を満たすθ1とθ2との角度の種
々の組み合わせの中で（θ1、θ2）＝（１５、７５）お
よび（１０、６５）に対し、透過光の楕円率角の波長依
存性を図３に示す。図３より、設計波長（７１８ｎｍ）
において楕円率角は９０度であるので、完全な円偏光が
得られていること、および（θ1、θ2）＝（１５、７
５）（実線）に対する波長依存性の方が（θ1、θ2）＝
（１０、６５）（破線）における波長依存性よりも変化
が小さいことがわかる。
々の組み合わせの中で（θ1、θ2）＝（１５、７５）お
よび（１０、６５）に対し、透過光の楕円率角の波長依
存性を図３に示す。図３より、設計波長（７１８ｎｍ）
において楕円率角は９０度であるので、完全な円偏光が
得られていること、および（θ1、θ2）＝（１５、７
５）（実線）に対する波長依存性の方が（θ1、θ2）＝
（１０、６５）（破線）における波長依存性よりも変化
が小さいことがわかる。
【００２８】また図３から、使用するレーザ光の波長が
設計波長から離れるにつれて、楕円率角が９０度からず
れ透過光は楕円化しいる。この楕円化から、例えば高密
度記録ディスクに用いられる４００ｎｍおよびＣＤに用
いられる７９０ｎｍの波長の組み合わせについては、い
ずれの波長に対しても大幅に円偏光から乖離することが
予想される。
設計波長から離れるにつれて、楕円率角が９０度からず
れ透過光は楕円化しいる。この楕円化から、例えば高密
度記録ディスクに用いられる４００ｎｍおよびＣＤに用
いられる７９０ｎｍの波長の組み合わせについては、い
ずれの波長に対しても大幅に円偏光から乖離することが
予想される。
【００２９】この円偏光からの乖離は、結果として復路
の回折特性を劣化させディスクからの反射光の読みとり
信号強度を低下させるため、光ヘッド装置においてはこ
の乖離は問題となる。光ヘッド装置で実際に使用する波
長は、搭載した光源の２つの波長を含むの全ての波長帯
域ではなく、２つの波長のみであり、この波長における
偏光性能のみが問題となる。したがって、本発明におい
ては、使用する２つの波長について楕円率角が最も大き
くなる２枚の位相差板の進相軸方向の関係を決定した。
の回折特性を劣化させディスクからの反射光の読みとり
信号強度を低下させるため、光ヘッド装置においてはこ
の乖離は問題となる。光ヘッド装置で実際に使用する波
長は、搭載した光源の２つの波長を含むの全ての波長帯
域ではなく、２つの波長のみであり、この波長における
偏光性能のみが問題となる。したがって、本発明におい
ては、使用する２つの波長について楕円率角が最も大き
くなる２枚の位相差板の進相軸方向の関係を決定した。
【００３０】図４（ａ）の斜めの実線は式（３ａ）を、
図４（ｂ）のそれは式（３ｂ）を示している。図４
（ａ）、（ｂ）中の黒丸が示すように、２つの使用波長
で完全な１／４波長板として機能するθ1とθ2は、式
（５ａ）（図４（ａ））または式（５ｂ）（図４
（ｂ））の関係を満たす。 （θ1、θ2）＝（１５＋ａ、７５−ａ）・・（５ａ） （θ1、θ2）＝（７５−ａ、１５＋ａ）・・（５ｂ） ここでａは、２波長の間隔により決まる正の係数であ
る。
図４（ｂ）のそれは式（３ｂ）を示している。図４
（ａ）、（ｂ）中の黒丸が示すように、２つの使用波長
で完全な１／４波長板として機能するθ1とθ2は、式
（５ａ）（図４（ａ））または式（５ｂ）（図４
（ｂ））の関係を満たす。 （θ1、θ2）＝（１５＋ａ、７５−ａ）・・（５ａ） （θ1、θ2）＝（７５−ａ、１５＋ａ）・・（５ｂ） ここでａは、２波長の間隔により決まる正の係数であ
る。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１に、条件１（ａ＝０）と条件２（ａ＝
３．２）に対して、式（５ｂ）が成立するθ1とθ2およ
びこれらの角度におけるＲ1とＲ2の値を示す。図５に、
ａ＝０（破線）とａ＝３．２（実線）について、広帯域
位相差板の透過光の楕円率角の波長依存性を示す。設定
中心値である（θ1、θ2）＝（７５、１５）から、適切
な回転角度３．２度を設定することで、２つの使用波長
４２５ｎｍと７９０ｎｍに対する楕円率角が大きく改善
され、この２つの使用波長に対しては楕円率角が９０度
となり完全な円偏光となる。設定中心値が（θ1、θ2）
＝（１５、７５）の場合にも適切な回転角度を設定すれ
ば同様に完全な円偏光とできる。
３．２）に対して、式（５ｂ）が成立するθ1とθ2およ
びこれらの角度におけるＲ1とＲ2の値を示す。図５に、
ａ＝０（破線）とａ＝３．２（実線）について、広帯域
位相差板の透過光の楕円率角の波長依存性を示す。設定
中心値である（θ1、θ2）＝（７５、１５）から、適切
な回転角度３．２度を設定することで、２つの使用波長
４２５ｎｍと７９０ｎｍに対する楕円率角が大きく改善
され、この２つの使用波長に対しては楕円率角が９０度
となり完全な円偏光となる。設定中心値が（θ1、θ2）
＝（１５、７５）の場合にも適切な回転角度を設定すれ
ば同様に完全な円偏光とできる。
【００３３】上記のように、本発明において任意の２つ
の波長に対して、式（１ａ）、（１ｂ）を満たすリタデ
ーション値を有する位相差板を用い、最適なａを設定し
て２枚の位相差板の進相軸方向を決定することで、２つ
の使用波長に対して完全に広帯域位相差板を１／４波長
板として機能させることができる。ここでａの値は、例
えば２つの波長が６６０ｎｍと７９０ｎｍの場合は、
０．２で、また４２５ｎｍと７９０ｎｍの場合は、３．
２である。
の波長に対して、式（１ａ）、（１ｂ）を満たすリタデ
ーション値を有する位相差板を用い、最適なａを設定し
て２枚の位相差板の進相軸方向を決定することで、２つ
の使用波長に対して完全に広帯域位相差板を１／４波長
板として機能させることができる。ここでａの値は、例
えば２つの波長が６６０ｎｍと７９０ｎｍの場合は、
０．２で、また４２５ｎｍと７９０ｎｍの場合は、３．
２である。
【００３４】したがって、特定の２つの波長の光の対
し、式（５ａ）または式（５ｂ）が成立する範囲内で広
帯域位相差板が完全に１／４波長板として機能するよう
に、すなわち楕円率角が９０度となるように、ａの値を
設定することが極めて好ましい。
し、式（５ａ）または式（５ｂ）が成立する範囲内で広
帯域位相差板が完全に１／４波長板として機能するよう
に、すなわち楕円率角が９０度となるように、ａの値を
設定することが極めて好ましい。
【００３５】本発明における２つの位相差板の接着に
は、粘着フィルム、ＵＶ硬化型や熱硬化型の接着剤を使
用できる。広帯域位相差板の波面収差の低減、温度特性
や信頼性の向上のためには、できるだけ薄い接着層とし
て張り合わせることが望ましく、接着層の厚さを１０μ
ｍ以下にすることが特に望ましい。
は、粘着フィルム、ＵＶ硬化型や熱硬化型の接着剤を使
用できる。広帯域位相差板の波面収差の低減、温度特性
や信頼性の向上のためには、できるだけ薄い接着層とし
て張り合わせることが望ましく、接着層の厚さを１０μ
ｍ以下にすることが特に望ましい。
【００３６】本発明における広帯域位相差板を使用する
際には、透過光の波面収差の劣化を回避するために、表
面の平滑化処理や基板による接着保持が望ましい。具体
的には、少なくとも１枚の透明基板に広帯域位相差板を
接着して使用することが望ましい。他の光学素子と積層
一体化せずに広帯域位相差板を単独で用いる場合には、
２枚の透明基板により挟み込む構成が波面収差低減・強
度確保の点から特に望ましい。
際には、透過光の波面収差の劣化を回避するために、表
面の平滑化処理や基板による接着保持が望ましい。具体
的には、少なくとも１枚の透明基板に広帯域位相差板を
接着して使用することが望ましい。他の光学素子と積層
一体化せずに広帯域位相差板を単独で用いる場合には、
２枚の透明基板により挟み込む構成が波面収差低減・強
度確保の点から特に望ましい。
【００３７】本発明における広帯域位相差板は、単独で
使用することもできるが、光ヘッド装置に用いられるそ
の他の光学素子と積層一体化することで、部品点数の削
減、光ヘッド装置組み立ての簡略化並びに装置の小型化
が実現できる。したがって、広帯域位相差板がレーザ光
の光学的性質を変化させる少なくとも１つの光学素子と
一体化されていることは好ましい。
使用することもできるが、光ヘッド装置に用いられるそ
の他の光学素子と積層一体化することで、部品点数の削
減、光ヘッド装置組み立ての簡略化並びに装置の小型化
が実現できる。したがって、広帯域位相差板がレーザ光
の光学的性質を変化させる少なくとも１つの光学素子と
一体化されていることは好ましい。
【００３８】具体的に光学素子とは、ディスク上での集
光特性を改善する例えば液晶を用いた位相補正素子や、
回折により信号光を検出器に導く回折格子、特に偏光に
よる回折特性の違いを用いた偏光型回折素子などが挙げ
られる。本発明における広帯域位相差板は、偏光による
特性の違いを利用した光学素子を有する光ヘッド装置に
用いると特に効果が大きく、さらに小型化・軽量化が要
求される光情報の記録再生に用いる光ヘッド装置用の部
品に適している。
光特性を改善する例えば液晶を用いた位相補正素子や、
回折により信号光を検出器に導く回折格子、特に偏光に
よる回折特性の違いを用いた偏光型回折素子などが挙げ
られる。本発明における広帯域位相差板は、偏光による
特性の違いを利用した光学素子を有する光ヘッド装置に
用いると特に効果が大きく、さらに小型化・軽量化が要
求される光情報の記録再生に用いる光ヘッド装置用の部
品に適している。
【００３９】図６において、偏光ホログラム４０１およ
び１／４波長板４０２は一体化され、アクチュエータ４
０３に搭載された対物レンズ４０４に取り付けられてい
る。ここで使用している１／４波長板４０２は本発明に
おける広帯域位相差位板である。波長６６０ｎｍの半導
体レーザ４０５および波長７９０ｎｍの半導体レーザ４
０６からのそれぞれのレーザ光は、コリメートレンズ４
０７、４０８で平行化され、プリズム４０９を介して、
偏光ホログラム４０１および１／４波長板４０２を透過
し、対物レンズ４０４でディスク４１０に集光される。
び１／４波長板４０２は一体化され、アクチュエータ４
０３に搭載された対物レンズ４０４に取り付けられてい
る。ここで使用している１／４波長板４０２は本発明に
おける広帯域位相差位板である。波長６６０ｎｍの半導
体レーザ４０５および波長７９０ｎｍの半導体レーザ４
０６からのそれぞれのレーザ光は、コリメートレンズ４
０７、４０８で平行化され、プリズム４０９を介して、
偏光ホログラム４０１および１／４波長板４０２を透過
し、対物レンズ４０４でディスク４１０に集光される。
【００４０】ディスク４１０の表面上に形成されたピッ
トの情報を含んだ反射光は、それぞれの経路を逆方向に
進行する。プリズム４０９を透過または反射した戻り光
は、それぞれコリメートレンズ４０７、４０８を透過後
６６０ｎｍ用のフォトダイオード４１１および７９０ｎ
ｍ用のフォトダイオード４１２により検出される。
トの情報を含んだ反射光は、それぞれの経路を逆方向に
進行する。プリズム４０９を透過または反射した戻り光
は、それぞれコリメートレンズ４０７、４０８を透過後
６６０ｎｍ用のフォトダイオード４１１および７９０ｎ
ｍ用のフォトダイオード４１２により検出される。
【００４１】この図６の構成で、２つの波長のうちいず
れか一方の波長のレーザ光に対して最適化した、または
２つの波長の中間値の波長のレーザ光に対して最適化し
た偏光ホログラムを使用すると、いずれの波長の光に対
しても、往路は高透過の特性を示し、復路は問題となる
効率の低下が発生しない。
れか一方の波長のレーザ光に対して最適化した、または
２つの波長の中間値の波長のレーザ光に対して最適化し
た偏光ホログラムを使用すると、いずれの波長の光に対
しても、往路は高透過の特性を示し、復路は問題となる
効率の低下が発生しない。
【００４２】
【実施例】［例１］本例を図１（ａ）、図１（ｂ）に基
づいて説明する。厚さ０．５ｍｍのガラス基板１０１に
ＵＶ硬化型の接着剤１０２を滴下し、ポリカーボネート
を延伸して得られたリタデーション値が２６０ｎｍ、厚
さ３０μｍの複屈折フィルム１０３を接着剤１０２上に
重ねて、積層体を形成した。
づいて説明する。厚さ０．５ｍｍのガラス基板１０１に
ＵＶ硬化型の接着剤１０２を滴下し、ポリカーボネート
を延伸して得られたリタデーション値が２６０ｎｍ、厚
さ３０μｍの複屈折フィルム１０３を接着剤１０２上に
重ねて、積層体を形成した。
【００４３】その後、この積層体を複屈折フィルム１０
３側を上にし、この複屈折フィルム１０３上に加重のた
めの厚さ１ｍｍのガラス基板（図示せず）を乗せた後、
１０００ｒｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍ
で１００秒間回転させ、基板１０１と複屈折フィルム１
０３の間の接着層の厚さを５μｍとした。さらに、積層
体に波長３６５ｎｍのＵＶ光を５０００ｍＪ照射し、接
着層を硬化させ位相差板１０４とした。同様にして、新
たなガラス基板１０５に同じくポリカーボネートを延伸
して得られたリタデーション値が１３０ｎｍ、厚さ３０
μｍの複屈折フィルム１０６を張り合わせ、位相差板１
０７を作製した。また、この位相差板１０７にも同様に
ＵＶ光の照射を行った。
３側を上にし、この複屈折フィルム１０３上に加重のた
めの厚さ１ｍｍのガラス基板（図示せず）を乗せた後、
１０００ｒｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍ
で１００秒間回転させ、基板１０１と複屈折フィルム１
０３の間の接着層の厚さを５μｍとした。さらに、積層
体に波長３６５ｎｍのＵＶ光を５０００ｍＪ照射し、接
着層を硬化させ位相差板１０４とした。同様にして、新
たなガラス基板１０５に同じくポリカーボネートを延伸
して得られたリタデーション値が１３０ｎｍ、厚さ３０
μｍの複屈折フィルム１０６を張り合わせ、位相差板１
０７を作製した。また、この位相差板１０７にも同様に
ＵＶ光の照射を行った。
【００４４】各々の位相差板１０４、１０７について、
波長６６０ｎｍの半導体レーザ光を用いてリタデーショ
ン値および光学軸方位を測定した。測定した光学軸を用
いて、位相差板１０４の光軸のうちの進相軸方向１０８
に対して、位相差板１０７の光軸のうちの進相軸方向１
０９が約５４度の角度となるように配置した。角度の測
定方向は、位相差板１０４が上のときに、位相差板１０
４側から見て反時計回り方向を正（＋）とした。
波長６６０ｎｍの半導体レーザ光を用いてリタデーショ
ン値および光学軸方位を測定した。測定した光学軸を用
いて、位相差板１０４の光軸のうちの進相軸方向１０８
に対して、位相差板１０７の光軸のうちの進相軸方向１
０９が約５４度の角度となるように配置した。角度の測
定方向は、位相差板１０４が上のときに、位相差板１０
４側から見て反時計回り方向を正（＋）とした。
【００４５】２枚の位相差板１０４、１０７の間にＵＶ
接着剤１０２を滴下し、１０００ｒｐｍの回転速度で２
０秒間、５０００ｒｐｍで１００秒間回転させ、接着層
の厚さを５μｍとした。回転時の軸方向のずれを修正し
た後に、５０００ｍＪのＵＶ光を照射し接着層を硬化さ
せ広帯域位相差板とした。
接着剤１０２を滴下し、１０００ｒｐｍの回転速度で２
０秒間、５０００ｒｐｍで１００秒間回転させ、接着層
の厚さを５μｍとした。回転時の軸方向のずれを修正し
た後に、５０００ｍＪのＵＶ光を照射し接着層を硬化さ
せ広帯域位相差板とした。
【００４６】位相差板１０４の進相軸方向１０８に対し
て、−１８度（角度方向の符号は上に定義）の方向を基
準として、広帯域位相差板を外形５ｍｍ×５ｍｍにダイ
シング・ソーにより切断し、広帯域位相差板素子を得
た。ここで、広帯域位相差板の進相軸方向１１３は、積
層された２枚の位相差板のそれぞれの進相軸方向の中間
の方向と定義した。
て、−１８度（角度方向の符号は上に定義）の方向を基
準として、広帯域位相差板を外形５ｍｍ×５ｍｍにダイ
シング・ソーにより切断し、広帯域位相差板素子を得
た。ここで、広帯域位相差板の進相軸方向１１３は、積
層された２枚の位相差板のそれぞれの進相軸方向の中間
の方向と定義した。
【００４７】波長８６０ｎｍの半導体レーザからの出射
光を基本波とし、非線形光学結晶ＫＮｂＯ3を用いて発
生させた第２高調波の波長４３０ｎｍのレーザ光と波長
７８９ｎｍの半導体レーザからの出射光とを用いて広帯
域位相差板素子の楕円率角を測定した。上記２種類の波
長のレーザ光の直線偏光方向１１４は、広帯域位相差板
素子の進相軸方向１１３に対して−４５度となっている
広帯域位相差板素子外辺と平行な方向であり、入射はガ
ラス基板１０１側から行った。測定した楕円率角は、波
長４３０ｎｍのレーザ光に対し約８６度、７８９ｎｍに
対し約８８度となって、実用上充分な特性であった。
光を基本波とし、非線形光学結晶ＫＮｂＯ3を用いて発
生させた第２高調波の波長４３０ｎｍのレーザ光と波長
７８９ｎｍの半導体レーザからの出射光とを用いて広帯
域位相差板素子の楕円率角を測定した。上記２種類の波
長のレーザ光の直線偏光方向１１４は、広帯域位相差板
素子の進相軸方向１１３に対して−４５度となっている
広帯域位相差板素子外辺と平行な方向であり、入射はガ
ラス基板１０１側から行った。測定した楕円率角は、波
長４３０ｎｍのレーザ光に対し約８６度、７８９ｎｍに
対し約８８度となって、実用上充分な特性であった。
【００４８】また、広帯域位相差素子の透過波面収差
は、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを用いて測定し
た結果、２５ｍλrms（２乗平均）以下であり、光学素
子として充分使用できるレベルであった。
は、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを用いて測定し
た結果、２５ｍλrms（２乗平均）以下であり、光学素
子として充分使用できるレベルであった。
【００４９】この広帯域位相差素子を図６の光ヘッド装
置の１／４波長板４０２として組み込んだ。１つの光源
は波長７８９ｎｍの半導体レーザ４０６とした。他方の
光源は波長６６０ｎｍの半導体レーザ４０５の代わりに
８６０ｎｍの半導体レーザを設置し、半導体レーザとコ
リメートレンズ４０７との間に非線形光学結晶ＫＮｂＯ
3（図示せず）を配置して波長を４３０ｎｍとした。そ
の結果、２つの波長４３０ｎｍおよび７８９ｎｍに対し
て満足できる円偏光が得られ、光利用効率の高い信号光
を得ることができた。
置の１／４波長板４０２として組み込んだ。１つの光源
は波長７８９ｎｍの半導体レーザ４０６とした。他方の
光源は波長６６０ｎｍの半導体レーザ４０５の代わりに
８６０ｎｍの半導体レーザを設置し、半導体レーザとコ
リメートレンズ４０７との間に非線形光学結晶ＫＮｂＯ
3（図示せず）を配置して波長を４３０ｎｍとした。そ
の結果、２つの波長４３０ｎｍおよび７８９ｎｍに対し
て満足できる円偏光が得られ、光利用効率の高い信号光
を得ることができた。
【００５０】［例２］本例を図７（ａ）、図７（ｂ）に
基づいて説明する。図７（ａ）に示すように、レーザ光
の入射側面（図中、下側の面）に低反射コート膜２０１
が施された直径１２．５ｃｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス
基板２０２を用意し、ガラス基板２０２の光ディスク側
の面（図中、上側の面）にポリイミドの膜を形成し、ラ
ビングによる水平配向処理を施してポリイミド配向膜２
０３とした。
基づいて説明する。図７（ａ）に示すように、レーザ光
の入射側面（図中、下側の面）に低反射コート膜２０１
が施された直径１２．５ｃｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス
基板２０２を用意し、ガラス基板２０２の光ディスク側
の面（図中、上側の面）にポリイミドの膜を形成し、ラ
ビングによる水平配向処理を施してポリイミド配向膜２
０３とした。
【００５１】配向処理を施したガラス基板上に、液晶セ
ルとなるガラス基板面間のギャップを保持するために図
示しない直径３μｍのＳｉＯ2ビーズを５０００個／ｃ
ｍ2の密度で散布した。その後、離型化処理を施された
図示しない水平配向ガラス基板と上記配向処理を施した
ガラス基板と対向させ、基板外周部に印刷された図示し
ない熱硬化型のエポキシシール剤を用いて、２枚のガラ
ス基板間のギャップを３μｍとした。そのギャップに４
−（３−アクリロイルオキシプロピル）オキシ−４’−
シアノビフェニルと、アクリル酸４−（４−ｎ−ブチル
ベンゾイルオキシ）フェニルを主成分とする液状の液晶
材料（液晶性モノマー）を注入し、２枚のガラス基板間
に挟持させた。
ルとなるガラス基板面間のギャップを保持するために図
示しない直径３μｍのＳｉＯ2ビーズを５０００個／ｃ
ｍ2の密度で散布した。その後、離型化処理を施された
図示しない水平配向ガラス基板と上記配向処理を施した
ガラス基板と対向させ、基板外周部に印刷された図示し
ない熱硬化型のエポキシシール剤を用いて、２枚のガラ
ス基板間のギャップを３μｍとした。そのギャップに４
−（３−アクリロイルオキシプロピル）オキシ−４’−
シアノビフェニルと、アクリル酸４−（４−ｎ−ブチル
ベンゾイルオキシ）フェニルを主成分とする液状の液晶
材料（液晶性モノマー）を注入し、２枚のガラス基板間
に挟持させた。
【００５２】このとき、液晶性モノマーには光重合開始
材としてベンゾインイソプロピルエーテルを１％添加し
てＵＶ硬化性の液晶性モノマー組成物とした。その後、
波長３６５ｎｍのＵＶ光を液晶材料全体に照射し、水平
配向状態のまま液晶性モノマー組成物全体を重合・固化
することによって、ガラス基板による構成物全体を固定
した。１４０℃、３０分間の熱処理の後に、上記の図示
しない水平配向対向ガラス基板を離型除去して、厚さ３
μｍの水平配向した高分子液晶２０４の有機薄膜を形成
した。
材としてベンゾインイソプロピルエーテルを１％添加し
てＵＶ硬化性の液晶性モノマー組成物とした。その後、
波長３６５ｎｍのＵＶ光を液晶材料全体に照射し、水平
配向状態のまま液晶性モノマー組成物全体を重合・固化
することによって、ガラス基板による構成物全体を固定
した。１４０℃、３０分間の熱処理の後に、上記の図示
しない水平配向対向ガラス基板を離型除去して、厚さ３
μｍの水平配向した高分子液晶２０４の有機薄膜を形成
した。
【００５３】この高分子液晶２０４の有機薄膜上にスパ
ッタ法によりＳｉＯ2の無機薄膜を約５０ｎｍ成膜し、
フォトリソグラフィー法によりレジストパターン（図示
せず）を作製した。このレジストパターンを使用し、ド
ライエッチング法により流量１００ＳＣＣＭのＣＦ4ガ
スを用いて圧力０．２Ｔｏｒｒ、出力３００Ｗの条件下
で３分間のエッチングを行い、ピッチ６μｍの格子状に
加工しＳｉＯ2マスク２０５を作製した。
ッタ法によりＳｉＯ2の無機薄膜を約５０ｎｍ成膜し、
フォトリソグラフィー法によりレジストパターン（図示
せず）を作製した。このレジストパターンを使用し、ド
ライエッチング法により流量１００ＳＣＣＭのＣＦ4ガ
スを用いて圧力０．２Ｔｏｒｒ、出力３００Ｗの条件下
で３分間のエッチングを行い、ピッチ６μｍの格子状に
加工しＳｉＯ2マスク２０５を作製した。
【００５４】作製したＳｉＯ2マスク２０５を使用し、
ドライエッチング法により、流量１００ＳＣＣＭのＯ2
ガスを用いて、圧力０．２Ｔｏｒｒ、出力３００Ｗの条
件下で２０分間エッチングを行い、図示しないフォトレ
ジストを除去すると同時に、ピッチが６μｍで、厚さが
３μｍの高分子液晶２０４の有機格子を作製した。
ドライエッチング法により、流量１００ＳＣＣＭのＯ2
ガスを用いて、圧力０．２Ｔｏｒｒ、出力３００Ｗの条
件下で２０分間エッチングを行い、図示しないフォトレ
ジストを除去すると同時に、ピッチが６μｍで、厚さが
３μｍの高分子液晶２０４の有機格子を作製した。
【００５５】図２（ａ）のように、上側の片面に低反射
コート膜２０１を施された厚さ０．５ｍｍのカバーガラ
ス２０６に、ＵＶ接着剤を滴下し、ポリカーボネートを
延伸して得られたリタデーション値が１８０ｎｍ、厚さ
３０μｍの複屈折フィルム２０７を張り合わせた。１０
００ｒｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍで１
００秒間回転させ、接着層２０８を厚さ５μｍとした。
その後、５０００ｍＪのＵＶ光を照射し接着層２０８を
硬化させた。
コート膜２０１を施された厚さ０．５ｍｍのカバーガラ
ス２０６に、ＵＶ接着剤を滴下し、ポリカーボネートを
延伸して得られたリタデーション値が１８０ｎｍ、厚さ
３０μｍの複屈折フィルム２０７を張り合わせた。１０
００ｒｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍで１
００秒間回転させ、接着層２０８を厚さ５μｍとした。
その後、５０００ｍＪのＵＶ光を照射し接着層２０８を
硬化させた。
【００５６】同様にして、ポリカーボネートを延伸して
得られたリタデーション値が３６０ｎｍ、厚さ３０μｍ
の複屈折フィルム２０９の進相軸方向２１０が、複屈折
フィルム２０７の進相軸方向２１１に対して−６０度と
なるよう張り合わせた。その後、１０００ｒｐｍで２０
秒間、５０００ｒｐｍで１００秒間回転させ、接着層２
０８を厚さ５μｍとしたのち、波長３６５ｎｍのＵＶ光
を５０００ｍＪ照射し、広帯域位相差板付きカバーガラ
ス２１２とした。ここで、カバーガラスの進相軸方向２
１３は、積層された２枚の位相差板のそれぞれの進相軸
方向の中間の方向と定義した。角度は、広帯域位相差板
を下からみて、反時計回りを正とした。
得られたリタデーション値が３６０ｎｍ、厚さ３０μｍ
の複屈折フィルム２０９の進相軸方向２１０が、複屈折
フィルム２０７の進相軸方向２１１に対して−６０度と
なるよう張り合わせた。その後、１０００ｒｐｍで２０
秒間、５０００ｒｐｍで１００秒間回転させ、接着層２
０８を厚さ５μｍとしたのち、波長３６５ｎｍのＵＶ光
を５０００ｍＪ照射し、広帯域位相差板付きカバーガラ
ス２１２とした。ここで、カバーガラスの進相軸方向２
１３は、積層された２枚の位相差板のそれぞれの進相軸
方向の中間の方向と定義した。角度は、広帯域位相差板
を下からみて、反時計回りを正とした。
【００５７】その後、広帯域位相差板付きカバーガラス
２１２とガラス基板２０２の有機格子側との間にＵＶ接
着剤２１４を滴下し、カバーガラスの進相軸方向２１３
と往路入射のレーザ光の直線偏光方向２１５が４５度の
角度をなすように配置した。その後、広帯域位相差板付
きカバーガラス２１２と基板２０２を同時に１０００ｒ
ｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍで１００秒
間回転させて、接着層２１４を厚さ５μｍとするととも
に高分子液晶２０４の有機格子の格子間に充填接着し
た。回転時の軸方位のずれを修正した後に、５０００ｍ
ＪのＵＶ光を照射し接着層２１４硬化させた。
２１２とガラス基板２０２の有機格子側との間にＵＶ接
着剤２１４を滴下し、カバーガラスの進相軸方向２１３
と往路入射のレーザ光の直線偏光方向２１５が４５度の
角度をなすように配置した。その後、広帯域位相差板付
きカバーガラス２１２と基板２０２を同時に１０００ｒ
ｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍで１００秒
間回転させて、接着層２１４を厚さ５μｍとするととも
に高分子液晶２０４の有機格子の格子間に充填接着し
た。回転時の軸方位のずれを修正した後に、５０００ｍ
ＪのＵＶ光を照射し接着層２１４硬化させた。
【００５８】ここで、使用した接着剤は、有機格子に用
いた高分子液晶２０４（常光屈折率ｎo＝１．５、異常
光屈折率ｎe＝１．６）の、常光屈折率ｎoと等しい屈折
率（ｎ＝１．５）を、硬化後に有する紫外線硬化型の接
着剤であった。最後にダイシング・ソーにより切断し
て、外径４ｍｍ×４ｍｍ、厚さ約１．１ｍｍの広帯域位
相差板付き偏光型回折素子２１６を作製した。
いた高分子液晶２０４（常光屈折率ｎo＝１．５、異常
光屈折率ｎe＝１．６）の、常光屈折率ｎoと等しい屈折
率（ｎ＝１．５）を、硬化後に有する紫外線硬化型の接
着剤であった。最後にダイシング・ソーにより切断し
て、外径４ｍｍ×４ｍｍ、厚さ約１．１ｍｍの広帯域位
相差板付き偏光型回折素子２１６を作製した。
【００５９】このように作製された広帯域位相差板付き
偏光型回折素子の波長６５８ｎｍおよび７８７ｎｍにお
ける光学特性を表２に示す。６５８ｎｍと７８７ｎｍの
いずれの波長に対しても、８５度以上の楕円率角が得ら
れており、広帯域位相差板付き偏光型回折素子は実用上
充分使用できるレベルの１／４波長板として機能してい
ることが確認された。
偏光型回折素子の波長６５８ｎｍおよび７８７ｎｍにお
ける光学特性を表２に示す。６５８ｎｍと７８７ｎｍの
いずれの波長に対しても、８５度以上の楕円率角が得ら
れており、広帯域位相差板付き偏光型回折素子は実用上
充分使用できるレベルの１／４波長板として機能してい
ることが確認された。
【００６０】
【表２】
【００６１】この広帯域位相差板付き偏光型回折素子
は、波長６６０ｎｍ付近での回折特性が最適となるよう
に設計されているため、７９０ｎｍ付近での回折特性は
６６０ｎｍと比べると多少劣るが、実用上充分に高い透
過率が得られた。さらに、透過光の波面収差は、偏光型
回折素子の光の入出射面の中心部（直径２．５ｍｍの円
内）において、２５ｍλrms（２乗平均）以下であり良
好であった。
は、波長６６０ｎｍ付近での回折特性が最適となるよう
に設計されているため、７９０ｎｍ付近での回折特性は
６６０ｎｍと比べると多少劣るが、実用上充分に高い透
過率が得られた。さらに、透過光の波面収差は、偏光型
回折素子の光の入出射面の中心部（直径２．５ｍｍの円
内）において、２５ｍλrms（２乗平均）以下であり良
好であった。
【００６２】この広帯域位相差板付き偏光型回折素子２
１６を図６の光ヘッド装置の偏光ホログラム４０１と１
／４波長板４０２の代わりに組み込んだ。その結果、使
用した２つの波長６５８ｎｍと７８７ｎｍに対し充分な
円偏光が得られ、また偏光型回折素子も充分機能して波
面収差が抑えられて、光利用効率が極めて高い信号光を
得ることができた。
１６を図６の光ヘッド装置の偏光ホログラム４０１と１
／４波長板４０２の代わりに組み込んだ。その結果、使
用した２つの波長６５８ｎｍと７８７ｎｍに対し充分な
円偏光が得られ、また偏光型回折素子も充分機能して波
面収差が抑えられて、光利用効率が極めて高い信号光を
得ることができた。
【００６３】
【発明の効果】本発明は、光ヘッド装置中の光源と対物
レンズとの間に広帯域位相差板が設置されており、この
広帯域位相差板は２枚の位相差板がそれぞれの光軸を交
差するように重ねられていて、レーザ光が第１に入射す
る位相差板のリタデーション値が第２に入射する位相差
板のリタデーション値より大きく、それらの比が１．８
〜２．２であるように構成されている。
レンズとの間に広帯域位相差板が設置されており、この
広帯域位相差板は２枚の位相差板がそれぞれの光軸を交
差するように重ねられていて、レーザ光が第１に入射す
る位相差板のリタデーション値が第２に入射する位相差
板のリタデーション値より大きく、それらの比が１．８
〜２．２であるように構成されている。
【００６４】この構成をとることによって、この広帯域
位相差板は透過する異なる波長の直線偏光のレーザ光に
対してほぼ１／４波長板として機能し、直線偏光をほぼ
円偏光に変換できる。したがって、この広帯域位相差板
を光ヘッド装置中組み込むことによって、ディスクから
の反射戻り光として検出された異なる波長の信号光はそ
れぞれ光利用効率の高い信号光となる。
位相差板は透過する異なる波長の直線偏光のレーザ光に
対してほぼ１／４波長板として機能し、直線偏光をほぼ
円偏光に変換できる。したがって、この広帯域位相差板
を光ヘッド装置中組み込むことによって、ディスクから
の反射戻り光として検出された異なる波長の信号光はそ
れぞれ光利用効率の高い信号光となる。
【図１】本発明における広帯域位相差板の構成を示し、
（ａ）２枚の位相差板を重ねた断面図、（ｂ）重ねられ
た２枚の位相差板の各光軸などの角度関係を示す平面
図。
（ａ）２枚の位相差板を重ねた断面図、（ｂ）重ねられ
た２枚の位相差板の各光軸などの角度関係を示す平面
図。
【図２】本発明における広帯域位相差板の透過光に対す
る楕円率角の設置角度（θ1、θ2）依存性を示し、
（ａ）θ2がθ1より大きい場合のグラフ、（ｂ）θ1が
θ2よりより大きい場合のグラフ。
る楕円率角の設置角度（θ1、θ2）依存性を示し、
（ａ）θ2がθ1より大きい場合のグラフ、（ｂ）θ1が
θ2よりより大きい場合のグラフ。
【図３】本発明における広帯域位相差板の透過光に対す
る楕円率角の波長依存性を示すグラフ。
る楕円率角の波長依存性を示すグラフ。
【図４】本発明における広帯域位相差板の、２波長光に
対して１／４波長板となる設置角度（θ1、θ2）を示
し、（ａ）θ1＝１５＋ａおよびθ2＝７５−ａで、ａが
１０度以内のグラフ、（ｂ）θ1＝７５−ａおよびθ2＝
１５＋ａで、ａが１０度以内のグラフ。
対して１／４波長板となる設置角度（θ1、θ2）を示
し、（ａ）θ1＝１５＋ａおよびθ2＝７５−ａで、ａが
１０度以内のグラフ、（ｂ）θ1＝７５−ａおよびθ2＝
１５＋ａで、ａが１０度以内のグラフ。
【図５】本発明における広帯域位相差板に対する透過光
の楕円率角の波長依存性を示すグラフ（図４（ｂ）のａ
＝０とａ＝３．２の場合）。
の楕円率角の波長依存性を示すグラフ（図４（ｂ）のａ
＝０とａ＝３．２の場合）。
【図６】本発明の光ヘッド装置の構成例を示す図。
【図７】本発明における広帯域位相差板付き偏光型回折
素子の構成を示し、（ａ）広帯域位相差板と偏光型回折
素子とを重ねた断面図、（ｂ）重ねられた２枚の位相差
板の各光軸などの角度関係を示す平面図。
素子の構成を示し、（ａ）広帯域位相差板と偏光型回折
素子とを重ねた断面図、（ｂ）重ねられた２枚の位相差
板の各光軸などの角度関係を示す平面図。
【図８】従来の位相差板の透過光に対する楕円率角の波
長依存性を示すグラフ。
長依存性を示すグラフ。
【図９】従来の光ヘッド装置の構成例を示す図。
２０１：低反射コート膜 １０１、１０５、２０２：ガラス基板 ２０３：ポリイミド配向膜 ２０４：高分子液晶 ２０５：ＳｉＯ2マスク ２０６：カバーガラス １０３、１０６、２０７、２０９：複屈折フィルム １０４、１０７：位相差板 １０２、２０８：接着層 １０８、１０９、２１０、２１１：進相軸方向 ２１２：広帯域位相差板付きカバーガラス １１３：広帯域位相差板（素子）の進相軸方向 ２１３：カバーガラスの進相軸方向 １０２、２１４：接着剤 １１４、２１５：直線偏光方向 ２１６：広帯域位相差板付き偏光型回折素子 ３０１、３０２、４０５、４０６：半導体レーザ ３０３、３０４、４０１：偏光ホログラム ３０５、３０６、４０２：１／４波長板 ３０７、３０８、４０７、４０８：コリメートレンズ ３０９、４０９：プリズム ３１０、４０３：アクチュエータ ３１１、４０４：対物レンズ ３１２、４１０：ディスク ３１３、３１４、４１１、４１２：フォトダイオード
Claims (4)
- 【請求項１】光源から出射する直線偏光のレーザ光を対
物レンズにより集光して光記録媒体へ導き、光記録媒体
からの反射光を光検出器で受光する光ヘッド装置におい
て、 前記レーザ光は波長が異なる２つ以上のレーザ光であ
り、光源と対物レンズとの間に前記レーザ光の位相状態
を制御する広帯域位相差板が設置されており、 前記広帯域位相差板は、２枚の位相差板がそれぞれの光
軸を交差するように重ねられていて、前記レーザ光が第
１に入射する位相差板のリタデーション値が第２に入射
する位相差板のリタデーション値より大きく、前記２つ
のリタデーション値の比が１．８〜２．２であることを
特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項２】波長が異なるレーザ光が２つであり、前記
リタデーション値の比が２でかつ前記２つのレーザ光が
広帯域位相差板を透過するときの楕円偏光度が実質的に
等しくされた請求項１に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３】前記広帯域位相差板に入射する前記２つの
レーザ光は同じ直線偏光の方向を有しており、前記方向
と一方の位相差板の進相軸との方向が１０〜２０度の角
度をなし、前記方向と他方の位相差板の進相軸との方向
が７０〜８０度の角度をなす請求項２に記載の光ヘッド
装置。 - 【請求項４】前記広帯域位相差板が前記２つのレーザ光
の光学的性質を変化させる少なくとも１つの光学素子と
一体化されている請求項２または３に記載の光ヘッド装
置。
Priority Applications (11)
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|---|---|---|---|
| JP27931299A JP3671768B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 光ヘッド装置 |
| EP03020436A EP1385026B1 (en) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | Optical head comprising a broadband retarder |
| DE60015289T DE60015289T2 (de) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | Phasenverschieber und damit ausgestatteter Optik-Kopf |
| US09/807,961 US6580674B1 (en) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | Phase shifter and optical head device mounted with the same |
| PCT/JP2000/005651 WO2001016627A1 (fr) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | Dephaseur et tete optique montee en association avec ledit dephaseur |
| AT00954936T ATE280960T1 (de) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | Phasenverschieber und dmit ausgestatter optik- kopf |
| KR1020017004948A KR100569633B1 (ko) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | 위상자 및 이것을 탑재한 광헤드 장치 |
| EP00954936A EP1126291B1 (en) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | Phase shifter and optical head device mounted with the same |
| DE60033201T DE60033201T2 (de) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | Optischer Kopf mit breitbandigem Retarder |
| US10/298,654 US20030123371A1 (en) | 1999-08-26 | 2002-11-19 | Retarder and optical head device installing the same |
| US10/401,889 US6917576B2 (en) | 1999-08-26 | 2003-03-31 | Retarder and optical head device installing the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27931299A JP3671768B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 光ヘッド装置 |
Related Child Applications (1)
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|---|---|
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Family
ID=17609421
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP27931299A Expired - Fee Related JP3671768B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-09-30 | 光ヘッド装置 |
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|---|---|
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Cited By (13)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2004234757A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Asahi Glass Co Ltd | 光ヘッド装置 |
| JP2004296041A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Asahi Glass Co Ltd | 光ヘッド装置 |
| WO2005054911A1 (ja) | 2003-12-03 | 2005-06-16 | Jsr Corporation | 波長板 |
| WO2005054912A1 (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-16 | Jsr Corporation | 波長板 |
| JP2005202270A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Citizen Watch Co Ltd | 複合型光学装置およびその製造方法 |
| EP1600799A1 (en) * | 2003-03-03 | 2005-11-30 | JSR Corporation | Laminated wavelength plate |
| WO2006030789A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Asahi Glass Company, Limited | 光ヘッド装置 |
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| US7664002B2 (en) | 2002-04-26 | 2010-02-16 | Epson Toyocom Corporation | Laminated wave plate and optical pickup using the same |
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-
1999
- 1999-09-30 JP JP27931299A patent/JP3671768B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7664002B2 (en) | 2002-04-26 | 2010-02-16 | Epson Toyocom Corporation | Laminated wave plate and optical pickup using the same |
| WO2004042715A1 (ja) | 2002-11-08 | 2004-05-21 | Citizen Watch Co., Ltd. | 液晶光学素子及び光学装置 |
| CN1685411B (zh) * | 2002-11-08 | 2010-06-09 | 西铁城控股株式会社 | 液晶光学元件和光学装置 |
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| EP1600799A1 (en) * | 2003-03-03 | 2005-11-30 | JSR Corporation | Laminated wavelength plate |
| EP1600799A4 (en) * | 2003-03-03 | 2006-07-05 | Jsr Corp | PLATE WITH STRATIFIED WAVE LENGTH |
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| WO2005054912A1 (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-16 | Jsr Corporation | 波長板 |
| US7618715B2 (en) | 2003-12-01 | 2009-11-17 | Jsr Corporation | Wavelength plate |
| CN100397108C (zh) * | 2003-12-03 | 2008-06-25 | Jsr株式会社 | 波长板 |
| WO2005054911A1 (ja) | 2003-12-03 | 2005-06-16 | Jsr Corporation | 波長板 |
| JP2005202270A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Citizen Watch Co Ltd | 複合型光学装置およびその製造方法 |
| JPWO2006030789A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2008-05-15 | 旭硝子株式会社 | 光ヘッド装置 |
| WO2006030789A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Asahi Glass Company, Limited | 光ヘッド装置 |
| US7986606B2 (en) | 2004-09-14 | 2011-07-26 | Asahi Glass Company, Limited | Optical head device |
| JP5034501B2 (ja) * | 2004-09-14 | 2012-09-26 | 旭硝子株式会社 | 光ヘッド装置 |
| US7894321B2 (en) | 2005-09-28 | 2011-02-22 | Epson Toyocom Corporation | Laminated wave plate and optical pickup using the same |
| JP2007256937A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-10-04 | Asahi Glass Co Ltd | 広帯域波長板 |
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| KR100876357B1 (ko) | 2008-02-29 | 2008-12-29 | 주식회사 엘엠에스 | 광대역 위상지연소자와 그 제조방법, 및 이를 포함하는광픽업 장치 |
Also Published As
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