JP2003149443A - 偏光性位相補正素子および光ヘッド装置 - Google Patents

偏光性位相補正素子および光ヘッド装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】素子を構成する高分子液晶層を加工が容易な形
状としながらも、大きな球面収差を正確に補正できる偏
光性位相補正素子を得て、この素子を光ヘッド装置に搭
載し、異なる厚さの光ディスクの情報の記録・再生を安
定して行える装置とする。 【解決手段】高分子液晶層12は、2種の直線偏光に対
し屈折率が異なり、液晶分子が一方向に揃い、透過光の
波面収差を補正できるように、断面形状が鋸歯状で、か
つ光軸に関して回転対称性を有する凹凸部が形成され
て、凹凸部に高分子液晶層12の常光屈折率nとほぼ
等しい屈折率nの充填剤13が充填されて偏光性位相
補正素子し、この素子を光ヘッド装置の光源と対物レン
ズとの間に搭載する。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光性位相補正素
子および光ヘッド装置に関し、特に異なる2波長の直線
偏光で使用する偏光性位相補正素子および光記録媒体の
情報の記録・再生に使用する光ヘッド装置に関する。

【0002】

【従来の技術】CD用の光記録媒体(以後、「光ディス
ク」という)の情報の記録・再生のために、光源として
波長が790nm帯の半導体レーザとNA(開口数)が
0.45から0.5までの対物レンズ、および情報記録
面保護用のカバー厚が1.2mmの光ディスクが使用さ
れる。一方、DVD用の光ディスクの情報の記録・再生
には、光源として波長が650nm帯の半導体レーザと
NAが0.6から0.65までの対物レンズ、およびカ
バー厚が0.6mmの光ディスクが使用される。さら
に、記録情報量を増大させるため、光源として波長が4
05nm帯の半導体レーザとNAが0.85の対物レン
ズ、およびカバー厚が0.1mmの光ディスクが提案さ
れている。以下、波長が405nm帯の半導体レーザで
使用する光ディスクを特にHD用の光ディスクという。

【0003】CD用の光ディスクとDVD用の光ディス
クではカバー厚および使用波長が異なるため、それぞれ
を互換的に使用する場合一方の光ディスクに対して設計
された対物レンズを他方の光ディスクに用いると大きな
球面収差が発生し、情報の記録・再生ができない問題が
あった。DVD用の光ディスクとHD用の光ディスクを
互換的に使用する場合においても同様である。

【0004】同一の対物レンズを用いて、厚さの異なる
光ディスクの情報の記録・再生を行う場合に生じる球面
収差を低減するために、種々の方式が提案されている。
そのなかで、基板の中心部に球面収差を低減する収差補
正領域が形成され、基板の周辺部に一方の波長の光は透
過し他方の波長の光は回折してNAを切り換える、開口
フィルター用の回折格子が形成された位相補正素子が、
本発明者らにより提案されている(特願2000−36
1248)。

【0005】すなわち、位相補正素子として、常光屈折
率nおよび異常光屈折率n(n ≠n)の複屈折
性材料層を、中心部では凹部を外周へ向かうにつれ凸部
を同心円状に滑らかに加工し、凹凸部全面に常光屈折率
とほぼ等しい屈折率nの均質屈折率透明材料を充
填した偏光性位相補正素子を形成する。この素子では、
カバー厚が異なる2種の光ディスクに対してそれぞれ使
用する、波長λの光を常光偏光(常光屈折率を与える
方向の偏光)、波長λ(λ≠λ)の光を異常光偏
光(異常光屈折率を与える方向の偏光)とする。そし
て、もともと収差発生のない波長の常光偏光では収差補
正をしないで、収差発生のある波長の異常光偏光では発
生した収差を補正するように複屈折性材料層を加工す
る。

【0006】

【発明が解決しようとする課題】上記の偏光性位相補正
素子において、光ディスク厚の相違により発生した大き
な球面収差を正確に補正するためには、複屈折性材料層
の加工をより精度よく行う必要があった。

【0007】本発明は、上述の実情に鑑み大きな球面収
差を正確に補正するが、作製容易な偏光性位相補正素子
を得て、この素子を2種の波長の光を出射する光源と単
一の対物レンズが搭載された光ヘッド装置に搭載し、厚
さの異なる光記録媒体の情報の記録・再生が安定して行
える光ヘッド装置を提供することを目的とする。

【0008】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに直交す
る偏光方向を有する、波長λおよび波長λ(λ
λ)の直線偏光を入射させて使用する偏光性位相補正
素子において、偏光性位相補正素子は波長λおよび波
長λの直線偏光に対する屈折率が異なる複屈折材料層
を備え、複屈折材料層が光学結晶のときは主光学軸が、
高分子材料のときは分子配向軸が、一方向に揃ってお
り、透過光の波面収差を補正できるように、複屈折材料
層には断面形状が鋸歯状であり、かつ入射光の光軸に関
して回転対称性を有する鋸歯状の凹凸部が形成されてい
ることを特徴とする偏光性位相補正素子を提供する。

【0009】また、前記偏光性位相補正素子は、複屈折
材料層の鋸歯状の各凸部が階段形状格子によって近似さ
れている上記の偏光性位相補正素子を提供する。

【0010】また、波長λおよび波長λ(λ≠λ
)の光を出射する光源と、光源からの出射光を光記録
媒体に集光する対物レンズと、対物レンズにより集光さ
れ光記録媒体により反射された出射光を検出する光検出
器とを備えた光ヘッド装置において、上記の偏光性位相
補正素子が前記光源と前記光記録媒体との間の光路中に
設置されていることを特徴とする光ヘッド装置を提供す
る。

【0011】

【発明の実施の形態】使用波長λ=405nmでカバ
ー厚0.1mmのHD用の光ディスクに対して、良好な
収差となるよう設計されたNA=0.85のHD用対物
レンズを、使用波長λ=650nmでカバー厚0.6
mmのDVD用の光ディスクにNA=0.6で用いたと
きに発生する波面収差の一例を図4の(b)に示す。こ
こでは球面収差にパワー(倍率)成分が付加された波面
収差を示し、横軸は開口径に対応したNAであり、縦軸
は光軸上の光線(NA=0)に対する各NA値での光線
の位相差の断面を表す。実際にはほぼ軸対称の3次元形
状で、放物面状の分布をなす。

【0012】横に引いた複数本の点線は波長λの整数
倍の等位相波面を示し、横線の各間隔は波長λとなっ
ている。図4の(b)に示す波面収差から波長λの対
応する整数倍を差し引いた位相差で、λ以下の波面収
差が補正すべき収差である。図4の(a)は、このλ
以下の波面収差を補正するように本発明の偏光性位相補
正素子を使用して発生する波面収差を示し、これを後ほ
ど詳述する。

【0013】本発明の第1の実施態様の偏光性位相補正
素子について以下に説明する。DVD系で発生する波面
収差を低減するとともに、HD系の波面収差を劣化させ
ない第1の実施態様の偏光性位相補正素子の構成例の断
面図を図1に、平面図を図2に示す。ガラスなどの透光
性基板11上に常光屈折率nおよび異常光屈折率n
の複屈折材料である高分子液晶層12を形成する。ここ
で、液晶モノマーの溶液を透光性基板11上の配向処理
の施された配向膜上に塗布し、液晶分子の配向ベクトル
(分子配向軸)を基板と平行面内の特定方向に揃うよう
に配向させた後、紫外線などの光を照射して重合硬化さ
せ高分子液晶層とする。

【0014】次に、高分子液晶層を断面形状が鋸歯状
(いわゆるブレーズド回折格子型)であり、かつ光軸に
関して回転対称性を有する形状の凹凸部を形成する。す
なわち、中心から外周に向かって鋸歯の底面の幅が狭く
なるように同心円状に加工する。複屈折性材料層の凹凸
部の少なくとも凹部に常光屈折率nとほぼ等しい屈折
率nの均質屈折率透明材料が充填されていることが好
ましい。すなわち、その凹凸部からなる回折格子15と
透光性基板14との間に均質屈折率透明材料の充填材1
3を充填することが好ましい。

【0015】この、偏光性位相補正素子1には互いに直
交する偏光方向を有する、2種の波長の直線偏光を入射
させて使用する。このように構成することにより、もと
もと収差発生のない波長の常光偏光では収差補正をせ
ず、収差発生のある波長の異常光偏光では発生した収差
を補正するとともに、比較的加工しやすい薄厚の複屈折
性材料層で大きな発生収差を補正できる偏光性位相補正
素子が得られる効果を有する。

【0016】ここで、鋸歯状の凹凸部の断面形状は、図
1および図2の12に示すフレネルレンズ形状とする
が、この形状は次のようにして決定される。すなわち、
図4の(b)に示す断面形状が放物線状で、3次元的に
は放物面状の波面収差を、DVDの使用波長λ=65
0nmのλ間隔ごとに輪切りして複数の輪帯を作製す
る。これら輪帯を波面収差がゼロの平面(紙面に垂直な
面)上に、NA=0の軸の回りに同心円状に並べると、
これら輪帯の高さは全てλであり、断面形状は鋸歯状
となっている。

【0017】この複数の輪帯の波面収差に対応させて、
高分子液晶層をこれら輪帯と同様の形状とし、波長λ
の異常光が高分子液晶層を垂直に透過するとき、高さd
の鋸歯による位相差2π×(n−n)×d/λ
2πとなるようする。すなわち、図1および図2に示す
ように、各鋸歯状で輪帯形状の高分子液晶層12の高さ
dはλ/(n−n)となるようにする。

【0018】なお、鋸歯状の断面形状は階段形状で近似
してもよい。その場合、加工工程を複雑にしないで高次
収差を低減するために4レベル(3段)から16レベル
(15段)程度の階段形状鋸歯とすることが好ましい。
さらに、DVDの有効径に相当するNA=0.6の領域
外で、HDの有効径に相当する少なくともNA=0.8
5の領域まで、図1に示す高分子液晶層12の高さがd
/2の矩形断面形状の回折格子15を形成する。

【0019】このような偏光性位相補正素子1に、高分
子液晶層に対する常光偏光である波長λの直線偏光が
入射した場合、高分子液晶層12と充填剤13との屈折
率に差がないため、図1(b)に示すように入射光の波
面状態は不変のまま透過する。したがって、このような
偏光性位相補正素子1が対物レンズと一体化されて、図
3に示す本発明の光ヘッド装置に配置された場合、波長
λに対する透過波面は変化しない。

【0020】図3の本発明の光ヘッド装置において、D
VD用の半導体レーザ3Bの出射光はビームスプリッタ
7により一部が反射され、HD用の半導体レーザ3Aの
出射光と合波プリズム6で合波され、コリメートレンズ
4で平行光とされた後、偏光性位相補正素子1を透過
し、対物レンズ2により光ディスク5の情報記録面に集
光される。光ディスク5からの反射光は、合波プリズム
6およびビームスプリッタ7を透過して光検出器8の受
光面に集光する。

【0021】一方、偏光性位相補正素子1に、高分子液
晶層に対する異常光偏光である波長λの直線偏光が入
射した場合、図1に示す高分子液晶層12と充填剤13
との屈折率差(n−n)と、高分子液晶層12の断
面が鋸歯状で上面が輪帯状の凹凸形状に比例した図4の
(a)に示す位相差分布を生じ、図4の(b)に示す波
面収差を補正するように作用する。

【0022】また、波長λの入射光のうちNA=0.
6の領域外の光は回折格子により回折されて信号検出用
の光検出器8の受光面に入射しない。上記において、複
屈折材料として高分子液晶を用いた例を説明したが、複
屈折性を有する材料であればいずれでもよい。例えば、
LiNbOなどの光学結晶や、一軸延伸により複屈折
性が発現するポリカーボネートなどの高分子材料でもよ
い。

【0023】本発明の第2の実施態様の偏光性位相補正
素子について以下に説明する。HD用の光ディスクに対
して設計された対物レンズを、CD用の光ディスクの記
録・再生に用いたとき、第1の実施態様と同様に図4の
(b)に示すような波面収差が発生する。

【0024】このようなCD用の光ディスクでの記録・
再生において発生する波面収差を低減するとともに、H
D用の光ディスクの安定した記録・再生ができる本発明
の第2の実施態様の偏光性位相補正素子の構成例の断面
図を図5に示す。また、図6に図4の(b)に示すよう
な波面収差の部分拡大図と、第2の実施態様の偏光性位
相補正素子の高分子液晶層の作用を示す。図5におい
て、16は位相板、20は第2の実施態様の偏光性位相
補正素子であり、他の符号で図1と同じものは、同じ要
素を表す。

【0025】第2の実施態様では、偏光性位相補正素子
は複屈折材料層である高分子液晶層の鋸歯状の各凸部が
階段形状格子によって近似されている。すなわち、偏光
性位相補正素子は多段の階段形状のブレーズド回折格子
を有しており、階段形状格子の各段における屈折率n
と屈折率nの透過光の位相差が、波長λに対して2
πの整数倍としている。鋸歯状の各凸部をこのような階
段形状格子によって近似することにより、波長λに対
しては入射光の偏光状態にかかわらず透過波面は変化す
ることなく透過するが、波長λの異常光偏光に対して
は透過波面は変化する波長選択性の位相補正素子となっ
て好ましい。

【0026】図5において、(N+1)レベル(すなわ
ちN段)の階段形状格子の高さdをN等分した1段の
高さdの光路差(n−n)×dがλの整数倍
となるようにしている。このように階段形状に加工され
た高分子液晶層12に、波長λの異常光偏光が入射
し、図4の(b)に示す波面収差を補正するよう、断面
においては階段形状格子により鋸歯状の凸部を近似し
(図5)、平面を図7の高分子液晶層12の形状に示す
ようにフレネルレンズ形状とする。15は回折格子であ
る。

【0027】図6において、高分子液晶層の1段の高さ
の光路差a=(n−n)×dを単位に、1波
長λ分の波面収差をaで分割することにより(図4参
照)近似的に波面収差を補正している。図6では3レベ
ル(2段)の階段形状格子による収差補正例を示す。

【0028】さらに、波長λの光に対して位相差がπ
/2の奇数倍となる位相板16(1/4波長板)が高分
子液晶層12と充填剤13を用いて一体化されている
(図5)。このように構成することにより、部品点数が
減り素子の小型化につながるので好ましい。位相板16
としては、複屈折性を有する材料であればいずれでもよ
い。例えば、高分子液晶、水晶などの光学結晶や、一軸
延伸により複屈折性が発現するポリカーボネートなどで
もよい。

【0029】このような偏光性位相補正素子20に、波
長λの常光偏光が入射した場合、高分子液晶層12と
充填剤13の屈折率に差がないため、図5(b)に示す
ように入射光の波面状態は不変のまま透過する。また、
波長λの異常光偏光が入射した場合、高分子液晶層1
2と充填剤13とからなる階段形状格子の各段で生じる
位相差が2πの整数倍となるため、図5(b)に示すよ
うに入射光の波面は不変のまま透過する。

【0030】したがって、偏光性位相補正素子20に入
射する波長λの光は、その偏光方向にかかわらず波面
は不変のまま透過する。

【0031】このような偏光性位相補正素子20が対物
レンズと一体化され、図3に示す光ヘッド装置の偏光性
位相補正素子1の位置に配置された場合、図5に示す偏
光性位相補正素子20を常光偏光として透過する波長λ
の半導体レーザ光は、光ディスクで反射して位相板1
6を往復透過し、位相板16により偏光性位相補正素子
20の高分子液晶層12に異常光偏光として入射し、透
過波面は不変のまま透過する。

【0032】したがって、合波プリズム6として波長λ
の常光偏光は反射しかつ異常光偏光は透過する偏光性
プリズムを用いることにより、半導体レーザ3Aの出射
光を常光偏光とすれば、合波プリズム6で反射され光は
偏光性位相補正素子20を往復して異常光偏光となるた
め、合波プリズム6を透過して光検出器8へと効率よく
集光するため、SN比の高い信号光検出ができる。

【0033】一方、偏光性位相補正素子20に波長λ
の異常光偏光が入射した場合、高分子液晶層12の階段
格子形状に応じた位相差分布を生じ、図4(b)に示す
波面収差を補正するように作用する。

【0034】また、波長λの入射光のうちNA=0.
45の領域外の光は信号検出用の光検出器8の受光面に
入射しないように、偏光性位相補正素子20に開口制限
素子を形成することが好ましい。すなわち、波面収差補
正用のフレネルレンズ形状の階段形状格子パターンとは
異なる、例えば図5および図7の15に示すような直線
状で矩形断面を有する偏光性の回折格子を形成する。

【0035】本発明の偏光位相補正素子を光ヘッド装置
に用いることにより、カバー厚0.1mmのHD用の光
ディスクに対して設計された対物レンズを用いて、カバ
ー厚0.6mmのDVD用の光ディスクまたはカバー厚
1.2mmのCD用の光ディスクの記録・再生を行うこ
とができる。

【0036】

【実施例】「例1」図1に本例の偏光性位相補正素子の
断面図を示す。透光性基板11であるガラス基板上に形
成された常光屈折率n=1.50、異常光屈折率n
=1.56の高分子液晶層12を、断面形状が鋸歯状で
上面形状が輪帯状となるようにエッチング技術を用いて
加工し、鋸歯状の凹凸部に常光屈折率と等しい屈折率n
=1.50の充填剤13を用いて充填した。

【0037】HD用に設計した対物レンズを、DVD用
に用いたときに発生する波面収差は図4の(b)に示す
ようになり、その位相差の最大値はWmax=28λ
程度であった。ここで、λは異常光偏光となる光の波
長で650nmである。この波面収差を補正するため、
高分子液晶層12の厚さをd=(7/8)×λ/(n
−n)とし、鋸歯断面形状を8レベル(7段)の階
段により近似した。その結果、DVD用の光ディスクの
波面収差を自乗平均で0.03λ以下に低減できた。
一方、上記異常光偏光の偏光方向と直交する偏光方向を
有する、波長λ =405nmの常光偏光に対しては波
面収差はほぼゼロであった。

【0038】このようにして得られた偏光性位相補正素
子を、図3に示す光ヘッド装置の偏光性位相補正素子1
として搭載した。その結果、HD用とDVD用の両光デ
ィスクに対して、良好な記録・再生特性が得られた。

【0039】「例2」図5に本例の偏光性位相補正素子
20の断面図を示す。例1との相違は、高分子液晶層1
2を1段の高さdがλ/(n−n)で3レベル
(2段)の階段形状格子としている点である。ここで、
高分子液晶層12は波長λ=405nmに対し常光屈
折率n=1.58、異常光屈折率n=1.88であ
り、また屈折率n=1.58の充填剤13を用いてい
るため、高分子液晶層12の1段の高さdは約2μm
で、全体の高さが約4μmの階段形状格子とした。

【0040】一方、高分子液晶層12は波長λ=78
0nmに対し常光屈折率n=1.55、異常光屈折率
=1.76であり、また充填剤13の屈折率n
1.55のため、1段あたりの位相補正量は(n−n
)×d=0.42μmとなっている。

【0041】この階段形状格子を図5および図7の12
に示すフレネルレンズ形状に加工することにより、波長
λの異常光偏光が平行光として入射した場合発散光に
相当する波面となり、収束光に対応した図4(b)に示
した波面収差(パワー成分を含む)を補正する。

【0042】また、位相板16として、透光性基板11
であるガラス基板上に形成された高分子液晶層12と同
じ材料を用い、液晶分子の配向ベクトルの方向が高分子
液晶層12の液晶分子の配向ベクトルの方向と層面内で
45°の角度をなすように配向処理した。ここで、位相
板16の厚さは波長λに対して5λ/4波長板となる
ように(5λ/4)/(n−n)=1.7μmと
した。

【0043】この位相板16は、波長λの入射光に対
してはほぼλ/2波長板となるため、波長λの入射光
が位相板16を往復するともとの異常光偏光となり、復
路においても高分子液晶層12の収差補正作用が発現す
る。したがって、図3に示す光ヘッド装置に偏光性位相
補正素子20を搭載した場合、HD用に設計した対物レ
ンズ2をCD用に用いたときに発生する波面収差が補正
されるとともに、波長λの平行光が発散光となって素
子を通過するため平行光で対物レンズに入射する場合に
比べて焦点距離が長くなり対物レンズと光ディスクとの
広い間隔を確保することができる。その結果、安定して
CD用光ディスクの記録・再生が実現する。

【0044】一方、波長λ=405nmの入射光に対
してはその偏光状態にかかわらず偏光性位相補正素子2
0を透過後の波面は変化しないため、対物レンズの波面
収差機能が維持される。また、合波プリズム6として偏
光性プリズムを用いることにより、波長λの往路常光
偏光をほぼ100%反射し、偏光性位相補正素子20を
往復することで位相板16により直交化した偏光方向の
復路異常光偏光を95%以上透過するため、光検出器8
で効率よく信号光検出ができた。

【0045】本例では、HD用とCD用光ディスクの記
録・再生について説明したが、本発明の偏光性位相補正
素子20を用い、さらにDVD用光ディスクの記録・再
生にも対応した光ヘッド装置の構成例を図8に示す。

【0046】ここでは、図3に示した光ヘッド装置の半
導体レーザ3Aと合波プリズム6との間にCD用波長λ
=780nmを透過しDVD用波長λ=650nm
を反射する、合波プリズム6と同じ形態の合波プリズム
61を配置する。そして、DVD用の半導体レーザ3C
から出射される常光偏光がホログラムビームスプリッタ
9Cを透過し、合波プリズム61で反射した後波長λ
の光と同じ経路でDVD用光ディスクへ集光されるよう
に合波プリズム61を配置する。光ディスクの情報記録
面で反射された光は往路と同じ光路を経て合波プリズム
61で反射され、ホログラムビームスプリッタ9Cによ
り回折されて光検出器8Cの受光面へ集光され、電気信
号に変換される。なお、図8において図3のものと同じ
の符号は同じ要素を示す。

【0047】半導体レーザ3Cとホログラムビームスプ
リッタ9Cと光検出器8Cなどが単一のパッケージに固
定されたDVD用のユニットを用いた構成例を示した。
ここで、光ディスクのカバー厚の違いによりに発生する
波面収差を低減するために、対物レンズ2への入射光が
発散光となるようにコリメータレンズ4と半導体レーザ
3Cとの間隔を調整している。

【0048】さらに、偏光性位相補正素子20の透光性
基板11の空気側表面の開口数NA=0.60とNA=
0.85とで挟まれる領域に、断面の凹凸による透過光
の位相差が波長λとなる回折格子を形成することによ
り、波長λの光は透過し波長λの光を回折する波長
選択性の開口制限素子とし、DVDに対して開口数をN
A=0.60に制限している。

【0049】なお波長λの光は、偏光性位相補正素子
20に常光偏光として入射するため、NA=0.60の
領域で往路にて素子を直進透過する。また、位相板16
を往復した入射光は常光偏光成分が主であるため、素子
を直進透過して光検出器8Cへと集光される。

【0050】このようにして、本発明の偏光性位相補正
素子20を用いることにより、HD、DVDおよびCD
の3種の光ディスクの記録・再生ができる。

【0051】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の2種の波
長の光で使用する偏光性位相補正素子においては、この
素子を構成する複屈折性材料層を加工が容易な、断面お
よび平面形状としながらも、大きな球面収差を正確に補
正できる。また、この偏光性位相補正素子を搭載した光
ヘッド装置は、2種の波長の光を用いる、厚さの異なる
光ディスクの情報の記録・再生を安定して、良好に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の偏光性位相補正素子の構造と、偏光性
位相補正素子へ2種の偏光が入射した場合の波面状況を
示す側面図で、(a)異常光偏光(波長λ)が入射し
たとき、(b)常光偏光(波長λ)が入射したとき。

【図2】本発明の偏光性位相補正素子の平面図。

【図3】本発明の偏光性位相補正素子を搭載した光ヘッ
ド装置を示す構成図。

【図4】DVD用の光ディスクにおける透過光の波面収
差を示すグラフで、 (a)本発明の偏光性位相補正素子を用いたときに本素
子が発生する波面収差。 (b)本発明の偏光性位相補正素子を用いないときに発
生する波面収差。

【図5】本発明の第2の偏光性位相補正素子の構造と、
偏光性位相補正素子へ2種の偏光が入射した場合の波面
状況を示す側面図で、(a)異常光偏光(波長λ )が
入射したとき、(b)常光偏光(波長λ)および異常
光偏光(波長λ)が入射したとき。

【図6】本発明の第2の実施態様の偏光性位相補正素子
の波面収差補正作用を示す波面収差の部分拡大図。

【図7】本発明の第2の実施態様の偏光性位相補正素子
の平面図。

【図8】本発明の第2の実施態様の偏光性位相補正素子
を搭載した光ヘッド装置を示す構成図。

【符号の説明】

1、20:偏光性位相補正素子 2:対物レンズ 3A、3B、3C:半導体レーザ 4:コリメートレンズ 5:光ディスク 6、61:合波プリズム 7:ビームスプリッタ 8、8C:光検出器 9C:ホログラムビームスプリッタ 11、14:透光性基板 12:高分子液晶層 13:充填剤 15:回折格子 16:位相板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 BA02 BA06 BA42 BB03 BB62 BC09 BC21 5D119 AA11 AA41 BA01 BB01 DA05 EB02 EC01 EC35 EC37 EC45 EC47 FA05 FA08 HA65 JA09 JA31 JB02 5D789 AA11 AA41 BA01 BB01 DA05 EB02 EC01 EC35 EC37 EC45 EC47 FA05 FA08 HA65 JA09 JA31 JB02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに直交する偏光方向を有する、波長λ
    および波長λ(λ≠λ)の直線偏光を入射させ
    て使用する偏光性位相補正素子において、偏光性位相補
    正素子は波長λおよび波長λの直線偏光に対する屈
    折率が異なる複屈折材料層を備え、複屈折材料層が光学
    結晶のときは主光学軸が、高分子材料のときは分子配向
    軸が、一方向に揃っており、透過光の波面収差を補正で
    きるように、複屈折材料層には断面形状が鋸歯状であ
    り、かつ入射光の光軸に関して回転対称性を有する鋸歯
    状の凹凸部が形成されていることを特徴とする偏光性位
    相補正素子。
  2. 【請求項2】前記偏光性位相補正素子は、常光屈折率n
    および異常光屈折率n(n≠n)の複屈折性材
    料層を備え前記凹凸部の少なくとも凹部に常光屈折率n
    とほぼ等しい屈折率nの均質屈折率透明材料が充填
    されている請求項1記載の偏光性位相補正素子。
  3. 【請求項3】前記偏光性位相補正素子は、複屈折材料層
    の鋸歯状の各凸部が階段形状格子によって近似されてい
    る請求項1または2記載の偏光性位相補正素子。
  4. 【請求項4】前記階段形状格子の各段における常光偏光
    と異常光偏光の透過光の位相差が、波長λに対して2
    πの整数倍である請求項3記載の偏光性位相補正素子。
  5. 【請求項5】前記偏光性位相補正素子は、波長λに対
    する位相差がπ/2の奇数倍となる位相板が追加され一
    体化されている請求項3または4に記載の偏光性位相補
    正素子。
  6. 【請求項6】波長λおよび波長λ(λ≠λ)の
    光を出射する光源と、光源からの出射光を光記録媒体に
    集光する対物レンズと、対物レンズにより集光され光記
    録媒体により反射された出射光を検出する光検出器とを
    備えた光ヘッド装置において、請求項1から5のいずれ
    かに記載の偏光性位相補正素子が前記光源と前記光記録
    媒体との間の光路中に設置されていることを特徴とする
    光ヘッド装置。
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003141771A (ja) * 2001-11-06 2003-05-16 Sharp Corp 光ピックアップ装置
JP2005515580A (ja) * 2002-01-17 2005-05-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィKoninklijke Philips Electronics N.V. 光走査デバイス
WO2005076265A1 (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Asahi Glass Company, Limited 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
JP2006216142A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置
EP1742099A1 (en) * 2004-04-30 2007-01-10 Asahi Glass Company, Limited Liquid crystal lens element and optical head
WO2007027040A1 (en) * 2005-08-29 2007-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. A compatible optical pickup and an optical recording and/or reproducing apparatus employing a compatible optical pickup
WO2007027007A1 (en) * 2005-07-15 2007-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Active compensation device, and compatible optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus employing the active compensation device
JP2007257676A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Citizen Holdings Co Ltd 光ピックアップ装置及び液晶光学素子
KR100772673B1 (ko) * 2006-07-21 2007-11-02 주식회사 엘지에스 협대역 파장판
US7420894B2 (en) 2004-08-30 2008-09-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup device
US7471610B2 (en) 2002-07-26 2008-12-30 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup
US7545583B2 (en) 2005-03-24 2009-06-09 Panasonic Corporation Optical lens having antireflective structure
JP2009283134A (ja) * 2004-03-26 2009-12-03 Konica Minolta Opto Inc 光学素子及び光ピックアップ装置
US7656769B2 (en) 2005-02-25 2010-02-02 Panasonic Corporation Optical pickup and objective optical system for use in the same
JP2010061810A (ja) * 2003-06-18 2010-03-18 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置用の光学素子、及び光ピックアップ装置
US7688700B2 (en) * 2002-07-31 2010-03-30 Asahi Glass Company, Limited Phase correction element and optical head device
US7782735B2 (en) 2004-05-14 2010-08-24 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup device capable of handling a plurality of laser light beams having different wavelengths
KR101120026B1 (ko) * 2005-03-09 2012-03-15 삼성전자주식회사 능동형 보정소자 및 이를 채용한 호환형 광픽업 및 광 기록및/또는 재생기기

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003141771A (ja) * 2001-11-06 2003-05-16 Sharp Corp 光ピックアップ装置
JP2005515580A (ja) * 2002-01-17 2005-05-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィKoninklijke Philips Electronics N.V. 光走査デバイス
US7522508B2 (en) 2002-07-26 2009-04-21 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup
US7848207B2 (en) 2002-07-26 2010-12-07 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup
US7606134B2 (en) 2002-07-26 2009-10-20 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup
US7471610B2 (en) 2002-07-26 2008-12-30 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup
US7688700B2 (en) * 2002-07-31 2010-03-30 Asahi Glass Company, Limited Phase correction element and optical head device
JP2010061810A (ja) * 2003-06-18 2010-03-18 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置用の光学素子、及び光ピックアップ装置
US7388822B2 (en) 2004-02-03 2008-06-17 Asahi Glass Company, Limited Liquid crystal lens element and optical head device
WO2005076265A1 (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Asahi Glass Company, Limited 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
EP1713067A1 (en) * 2004-02-03 2006-10-18 Asahi Glass Company, Limited Liquid crystal lens element and optical head device
EP1713067A4 (en) * 2004-02-03 2008-12-24 Asahi Glass Co Ltd LIQUID CRYSTAL OBJECTIVE ELEMENT AND OPTICAL HEAD DEVICE
JP2009283134A (ja) * 2004-03-26 2009-12-03 Konica Minolta Opto Inc 光学素子及び光ピックアップ装置
EP1742099A4 (en) * 2004-04-30 2008-04-02 Asahi Glass Co Ltd LIQUID CRYSTAL LENS ELEMENT AND OPTICAL HEAD
US7719657B2 (en) 2004-04-30 2010-05-18 Asahi Glass Company, Limited Liquid crystal lens element and optical head device
EP1742099A1 (en) * 2004-04-30 2007-01-10 Asahi Glass Company, Limited Liquid crystal lens element and optical head
US7782735B2 (en) 2004-05-14 2010-08-24 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup device capable of handling a plurality of laser light beams having different wavelengths
US7420894B2 (en) 2004-08-30 2008-09-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup device
JP2006216142A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置
JP4529176B2 (ja) * 2005-02-02 2010-08-25 コニカミノルタオプト株式会社 光ピックアップ装置
US7656769B2 (en) 2005-02-25 2010-02-02 Panasonic Corporation Optical pickup and objective optical system for use in the same
KR101120026B1 (ko) * 2005-03-09 2012-03-15 삼성전자주식회사 능동형 보정소자 및 이를 채용한 호환형 광픽업 및 광 기록및/또는 재생기기
US7545583B2 (en) 2005-03-24 2009-06-09 Panasonic Corporation Optical lens having antireflective structure
WO2007027007A1 (en) * 2005-07-15 2007-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Active compensation device, and compatible optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus employing the active compensation device
KR100782813B1 (ko) * 2005-07-15 2007-12-06 삼성전자주식회사 능동형 보정소자 및 이를 채용한 호환형 광픽업 및 광 기록및/또는 재생기기
WO2007027040A1 (en) * 2005-08-29 2007-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. A compatible optical pickup and an optical recording and/or reproducing apparatus employing a compatible optical pickup
JP2007257676A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Citizen Holdings Co Ltd 光ピックアップ装置及び液晶光学素子
KR100772673B1 (ko) * 2006-07-21 2007-11-02 주식회사 엘지에스 협대역 파장판

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