JP2005141839A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光検出器の読み取り信号劣化を減らし、このときの取り付け誤差、またはレーザー入射角度誤差により設計入射角度より少しずれることに起因するレーザー光の斜め入射に対しても、広帯域波長において均一な円偏光を与え、さらに熱による収差悪化を抑え、非点収差の影響を受け難い光ヘッド装置を提供する。
【解決手段】 広帯域位相差板をレーザー光源から出射される直線偏光に対して、広帯域位相差板自身の反射光が迷光として光検出器に戻り検出信号劣化を引き起こすのを防ぐために、所定の角度だけ傾けて配置し、０オーダーの複屈折性を有する水晶板と、複屈折性を有する有機薄膜とを積層して、２つ以上の直線偏光が広帯域位相差板を通過する時の楕円率が０．９２以上となるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザー光源から出射する、波長が異なる２つ以上の直線偏光を、広帯域位相差板を介して対物レンズにより集光して記録媒体に導き、この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関する。

ＣＤあるいはＤＶＤ等の光ディスクや、光磁気ディスク等の記録媒体（ディスク）の情報を読み取ったり、書きこんだりするのに光ヘッド装置が用いられている。この光ヘッド装置は、レーザー光源から出射されたレーザー光をディスクに照射して、ディスク表面のトラックに記録された情報を読み取ったり、またはトラックに情報を書きこんだりすることができる装置である。

上述した光ヘッド装置の構成について以下に詳細に説明する。
この光ヘッド装置は、レーザー光を出射するためのレーザー光源と、このレーザー光を直線偏光成分とするコリメートレンズと、この直線偏光に対して所定の角度だけ傾けて配置した液晶光学素子と、この液晶光学素子の後段に配し、直線偏光を円偏光とする為の位相差板と、この円偏光をディスクに集光させるための対物レンズと、ディスクとを有し、このディスクからの反射光を光検出器で受光できるように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

図８は、背景技術における光ヘッド装置の構成と、各部材の機能を合わせて説明するための模式図である。
まず、単一波長を発振するレーザー光源１から出射したレーザー光２は、偏光ビームスプリッター３を通過し、コリメートレンズ４で平行光（直線偏光）になり、このレーザー光２のコマ収差や球面収差を含む波面収差を光学的に補正するために配置された液晶光学素子５を通り、レーザー光２の直線偏光を円偏光に変換する（１／４波長板として機能する）位相差板６を通った後、対物レンズ７によりディスク８に集光され、そのディスク８に焦点を結ぶ。

さらに、ディスク８から反射されたレーザー光は、対物レンズ７を透過し、位相差板６にて往路と直交する直線偏光に変更された後、液晶光学素子５を通過し、コリメートレンズ４を通り、偏光ビームスプリッター３にて光路を変えて集光レンズ９に向かい、光検出器１０にディスク８から反射された復路のレーザー光を集光する。このそのデータを基にディスク８に記録された情報等を読み取ったり、または往路のレーザー光でディスク８面に情報等の書き込みをすることができる。

この液晶光学素子５は、上記理由により、図８で示すように所定の角度をつけて配置されている。それは、もし、コリメートレンズ４により平行光とされた直線偏光に対して、平行となるようにこの液晶光学素子５を配置すると、液晶光学素子を構成する各部材の界面、及び液晶光学素子の表面からの反射光が迷光となり、光検出器１０に入射されてしまう。すると、ディスク８のトラックの情報のみならず、この迷光も含まれたレーザー光が共に、対物レンズ９により光検出器１０に集光されてしまうので、読み取り信号が劣化してしまう。

また、前述した液晶光学素子５に形成された、分割配置された透明電極パターンにより、この液晶光学素子５に入射する光ビームを局所的に位相変調させることで、ディスク８により発生する波面収差を補正することが可能なように設計されている。

上述した光ヘッド装置は、ディスク８により発生する波面収差（主にコマ収差や球面収差）を機械的に補正する光ヘッド装置に比べ、液晶光学素子５で局所的に位相差量を制御することにより、この波面収差の補正を行っているので、光ヘッド装置の小型化、波面収差の補正に要する省電化、および装置信頼性に優れた装置とすることができる。

しかしながら、上記光ヘッド装置は、単波長の光（例えばＣＤに用いる７８５ｎｍの光のみで）に対してディスク８の読み込み、または書き込みができるが、他の波長の光（例えばＤＶＤに用いる６５０ｎｍの光）を用いる場合は、位相差板を他の波長用に設計された位相差板を代えて使用しなくてはならない。このような課題を解決する技術として、レーザー光源１から出射される光が、２つ以上の波長の異なるレーザー光（例えば、ＣＤで用いられる７８５ｎｍの光とＤＶＤに用いる６５０ｎｍの光）とし、それらレーザー光の直線偏光を共に円偏光に変換するための広帯域位相差板が搭載された光ヘッド装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

この広帯域位相差板を組み込んだ光ヘッド装置は、先に示したレーザー光源１が２波長を出力できる形態であることと、位相差板６の代わりに広帯域位相差板とした以外は、先に示した装置構成と同一であるので、ここでの詳細な説明は省略する。

この広帯域位相差板は、例えば、延伸して複屈折性を持たせたポリカーボネイトフィルム、水晶板などを用いた２つの位相差板を重ねて配置した形態を採用しており、さらに、各位相差板のリタデーション値の比をほぼ２となるように、直線偏光に対する進相軸を設定して貼り合わせたものである。

この広帯域位相差板を用いた光ヘッド装置は、異なる波長のレーザー光に対してほぼ１／４波長板として機能しているので、レーザー光を異なる波長に切り替えて行う光ヘッド装置とすることができる。また、ＣＤおよびＤＶＤが積層して成る多層ディスクに対しても１つの装置で、両ディスクの双方の読み取り、または書きこみを行うことができる。

特開２００１−１０１７００号公報（第３−５頁、第１図、第８図） 特開平１０−７４３３６号公報（第４−５頁、図１）

上述した広帯域位相差板を搭載した光ヘッド装置は、下記の２点に不具合が生じる。
前述した光ヘッド装置は、液晶光学素子５を意図的に斜めに配置しているので、液晶光学素子５を構成する各部材の界面、及び液晶光学素子５の表面からの反射光が迷光となり、その迷光が光検出器１０に入射されてしまうことを防止することができる。しかしながら、光ヘッド装置を構成する位相差板６（それに代わる広帯域位相差板）の表面や、広帯域位相差板の場合は、位相差板と接着剤の接合界面においても同様に、レーザー光の一部が反射され、これも迷光として光検出器１０に入射されてノイズ成分となってしまう。

さらに、前述した光ヘッド装置は、複数の光学部材を組み合わせて光軸を正確に合わせて構成されることが必須であるが、これら各光学部材の取り付けに際し、取り付け誤差が発生し、各光学部材の光軸が若干ずれてしまうことがある。もし、レーザー光源１から出射されるレーザー光２の方向と、位相差板６の角度が垂直とならない場合には、本来位相差板６に入射する直線偏光が円偏光となるはずが、楕円偏光となってしまう。この楕円偏光のままディスク８にレーザー光を結像させると、これも光検出器１０で検出する信号の劣化を招くこととなる。

この現象について図９を用いて更に詳細に説明をする。
図９は、２枚の位相差板を貼り合わせて構成され、１／４波長板として機能する広帯域位相差板に、角度を変えて入射されたレーザー光の出射する偏光成分の状態を説明するための図面である。
本図面を用いて、水晶板と水晶板の組み合わせにより形成された広帯域位相差板１２ａと、水晶板と有機薄膜の組み合わせにより形成された広帯域位相差板１２ｂと、有機薄膜と有機薄膜の組み合わせにより形成された広帯域位相差板１２ｃについてそれぞれ説明をする。上記全ての広帯域位相差板１２を構成する各位相差板は、レーザー光２が位相差板に垂直に入射することを想定して設計されているものとする。

図９において、λ／２位相差板として機能する水晶板と、λ／４位相差板として機能する水晶板を貼り合せて一体とした広帯域位相差板１２ａは、広帯域波長板１２ａに対するレーザー光の設計入射角度０°で入射した光に対しては、円偏光で光を出射させる。しかし、この広帯域位相差板１２ａを配置するときの取り付け誤差などが生じた場合、レーザー光２は入射角度θ１で入射することになり、広帯域位相差板１２ａから出射する偏光成分は、楕円偏光として出射される。とりわけ水晶板同士を貼り合わせた広帯域位相差板１２ａは水晶板が持つ旋光性の影響により、入射光の入射角度の設計値（この場合は０°の設計値）から少しずれただけで、たちまち楕円偏光になってしまう傾向がある。
本構成の場合は、入射光の入射角度の設計値から０．５°ずれただけで、光ヘッド装置に使用することができる限界とされている楕円率０．９２を下回ってしまうことが本出願人による実験結果により判明している。

また、単に位相差だけを設定したλ／２位相差板として機能する水晶板と、λ／４位相差板として機能する有機薄膜を貼り合わせて一体化させた広帯域位相差板１２ｂにおいても、入射角度の設計値（この場合は０°の設計値）からレーザー光２が少しでもずれて広帯域位相差板１２ｂに入射されると、前述した水晶板の旋光性の影響は依然として解消できない。つまり、この構成においても、楕円偏光となってしまう問題は解消されない。なお、前述したλ／２位相差板の水晶板に代えて有機薄膜を用い、λ／４位相差板の有機薄膜に代えて水晶板を用いても（水晶板と有機薄膜の配置の順番を代えた広帯域位相差板としても）、先に説明した水晶板の旋光性による影響は同じである。

さらに、λ／２位相差板として機能する有機薄膜と、λ／４位相差板として機能する有機薄膜を貼り合わせて一体化させた広帯域位相差板１２ｃにおいては、この広帯域位相差板１２ｃに入射するレーザー光２の入射角度の設計値（この場合は０°の設計値）から、入射角度がずれたとしても、ほぼ１／４位相差板として機能する。

しかしながら、この広帯域位相差板１２ｃを構成する各有機薄膜は、フィルムを伸延させて複屈折性を持たせた薄膜であるので、この薄膜上の光学軸に対して垂直、水平方向での線膨張係数が異なる。そのため、２枚の有機薄膜を一体化した状態で、高温状態で放置すると、熱変形歪みにより各有機薄膜がお互いに相互作用を及ぼし合い、透過波面の平坦度が悪くなってしまう。このように熱変形により透過波面の平坦度が悪化した２枚の有機薄膜からなる広帯域位相差板１２ｃを搭載した光ヘッド装置は、例えば非点収差のような透過波面収差を悪化させるという問題が生じてしまう。

図１０は、８５℃高温槽内での放置時間(単位：時間)と、非点収差値(単位：ｍλ、この時のレーザー波長は６３２．８ｎｍ)の関係を示すグラフである。
このグラフから判るように、高温状態での放置時間の経過に順じて、約８０時間まで非点収差が上昇して悪化していることが判る。この非点収差が発生してしまうと、当然のことならが、ディスク８に記録された情報の読み取り性能の劣化や、書き込みに際して特に大きな問題となり得る。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、光検出器の読み取り信号劣化を減らし、このときの取り付け誤差、またはレーザー入射角度誤差により設計入射角度より少しずれることに起因するレーザー光の斜め入射に対しても、広帯域波長において均一な円偏光を与え、さらに熱による収差悪化を抑え、非点収差の影響を受け難い光ヘッド装置を提供するものである。

本発明の光ヘッド装置は、基本的に下記記載の手段を採用するものである。
本発明の光ヘッド装置は、レーザー光源から出射する、波長が異なる２つ以上の直線偏光を、広帯域位相差板を介して対物レンズにより集光して記録媒体に導き、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、広帯域位相差板をレーザー光源から出射される直線偏光に対して、所定の角度だけ傾けて配置し、２つ以上の直線偏光が広帯域位相差板を通過する時の楕円率が０．９２以上となるように、０オーダーの複屈折性を有する水晶板と、複屈折性を有する有機薄膜とを積層配置した装置である。

また、本発明の光ヘッド装置は、広帯域位相差板の傾けて配置する角度に応じて、水晶板と有機薄膜の貼り合わせ角度を設定した装置である。

またさらに、本発明の光ヘッド装置は、広帯域位相差板を直線偏光に対して２°傾けて配置し、広帯域位相差板の入射側に相対的に位相差量が大きい有機薄膜を配し、その後段に相対的に位相差量が小さい水晶板を配して、有機薄膜と水晶板とのリタデーションの比がほぼ２となるように構成し、さらに、有機薄膜と水晶板との光軸同士の交わる角度を、５２．５°を中心として、実質的に楕円率が０．９２以上となるように角度範囲を設定した装置である。

またさらに、本発明の光ヘッド装置は、位相制御素子とレーザー光源の間に、記録媒体により発生する収差を補正するための位相制御素子を配した装置である。

またさらに、本発明の光ヘッド装置は、広帯域位相差板の固定基板と、水晶板からなる位相差板により、有機薄膜を狭持させて、広帯域位相差板と位相制御素子とを一体とした装置である。

またさらに、本発明の光ヘッド装置は、広帯域位相差板と、液晶光学素子の傾け角度を同一とした装置である。

またさらに、本発明の光ヘッド装置は、広帯域位相差板を直線偏光に対して２°傾けて配置し、広帯域位相差板の入射側を相対的に大きな位相差量を有する水晶板を配し、その後段に相対的に小さな位相差量を有する有機薄膜を配して、有機薄膜と水晶板とのリタデーションの比がほぼ２となるように構成し、さらに、有機薄膜と水晶板との光軸同士の交わる角度を、５７°を中心として、実質的に楕円率が０．９２以上となるように角度範囲を設定した装置である。

またさらに、本発明の光ヘッド装置は、広帯域位相差板とレーザー光源の間に、記録媒体により発生する収差を補正するための位相制御素子を配した装置である。

またさらに、本発明の光ヘッド装置は、広帯域位相差板と、位相制御素子を一体とした装置である。

０オーダーの複屈折性を有する水晶板と、複屈折性を有する有機薄膜とを積層した広帯域波長板を、入射する直線偏光の方位から所定の角度だけ傾けて配置することで、光検出器の読み取り信号劣化を減らすことができる。このときの光ヘッド装置を構成する各光学部材の取り付け誤差、またはレーザー入射角度誤差により設計入射角度より少しずれて広帯域位相差板にレーザー光が入射したとしても、この広帯域波長は、入射するレーザー光を均一な円偏光に変換し、さらに、この広帯域位相差板は、有機薄膜を積層した形態ではないので、例え、熱が広帯域位相差板に掛かったとしても、収差悪化することはない。よって、これにより発生する、非点収差の影響を受け難い光ヘッド装置を提供することができる。

本発明の光ヘッド装置は、基本的に背景技術で示した装置構成を採用するので、背景技術で示した光ヘッド装置と異なる部材構成および機能について以下に特に詳細に説明をする。
図１は、本発明の光ヘッド装置の構造を説明するための図面である。
本発明の光ヘッド装置は、２波長対応型のレーザー光源１と、偏光ビームスプリッタ３と、コリメートレンズ４と、液晶光学素子５と、広帯域位相差板１１と、対物レンズ７と、ディスク８とを有し、レーザー光源１から出射されたレーザー光２をディスク８に円偏光で集光させる。さらに、偏光ビームスプリッタ３から分岐されたディスク８からの戻り光を対物レンズ９により光検出器１０に集光させて、ディスク８のトラックに記録された情報を読み取ったり、ディスク８のトラックに情報を書く込むことができるように構成されている。

また、本発明においては、液晶光学素子５と共に広帯域位相差板１１をレーザー光２の入射角度に対して、斜めに配置している。この様に広帯域位相差板１１を斜めに配置をすれば、光学部材により発生する迷光を極力少なくし、光ヘッド装置の性能をより高くすることができる。

さらに、この広帯域位相差板１１は、０オーダーの複屈折性を有する水晶板と、複屈折性を有する有機薄膜を積層して構成して成り、水晶板および有機薄膜のリタデーション値の比をほぼ２となるように設定している。広帯域位相差板１１をこの様に構成とすることで、複屈折性を有する水晶板が有する旋光性の影響を極力少なくすることができ、例えレーザー光２が、入射設計角度に対して若干斜めに広帯域位相差板１１に入射されたとしても、１／４位相差板の機能を損なうことはない。また、この水晶板と有機薄膜の貼り合わせ角度は、広帯域位相差板から出射する偏光成分の楕円率が実質的に０．９２以上となるようにしてある。ここで示す、「実質的に０．９２以上」とは、光ヘッド装置で使用することができる一般的な楕円率の許容範囲を示したものである。この現象に付いては、後段で詳細に説明をする。

またさらに、本発明の光ヘッド装置における、液晶光学素子５と広帯域位相差板１１を傾けて配置する角度は、異なる角度であっても構わないが、より迷光の影響を少なくするためには、この両部材をともに同じ角度で傾けて配置することが好ましい。また、液晶光学素子５と広帯域位相差板１１を一体構成とした例を図１で示しているが、広帯域位相差板１１を液晶光学素子５と分離した形で、所定角度をつけてレーザー光２の入射角度に対して傾けて配置してもよい。

上記説明では、位相制御素子に液晶光学素子５を用いた例を示したが、波面収差を補正できる他の光学素子を用いても構わない。

次に、本発明の光ヘッド装置を構成する広帯域位相差板の構成について説明をする。図２Ａは、本発明の光ヘッド装置に搭載する広帯域位相差板の構成例および機能を示す図面である。
基本的に、全体として１／４波長板として機能する広帯域位相差板１１は、２つの複屈折性を有する部材がそれぞれ有するリタデーション値の比をほぼ２とすれば成り立つものであるが、以下の説明は、説明を簡単とするために、１／２波長板と１／４波長板を組み合わせた広帯域位相差板を例に挙げて説明をする。

本発明の光ヘッド装置に搭載する広帯域位相差板１１ａは、直線偏光入射側にλ／２位相差板の機能を有する複屈折性フィルム１４を、レーザー光出射側にλ/４位相差板の機能を有する水晶板１３を配置し、それらをＵＶ硬化型接着剤１５ａを介して貼り合わせて成り、全体としてλ／４の機能を有する構成としている。なお、複屈折性フィルム１４および水晶板１３は、ともに前述した所定角度傾けた状態で、設定する各位相差の機能を発揮するように設計されているとする。

次に、本発明の光ヘッド装置に搭載する広帯域位相差板の水晶板の構成および機能について以下に詳細に説明をする。
図４Ａは、複屈折性を有する水晶板における０オーダー位相差板の機能を説明するための図面である。また、図４Ｂは、ｎオーダー位相差板の機能を説明するための図面である。
広帯域位相差板１１ａに用いる水晶板１３には、入射レーザー波長の丁度λ／４の位相差(０オーダー位相差板)が取れるような水晶板を本発明では用いている。この水晶板の位相差は、複屈折性を有する媒質の異常光線に対する屈折率ｎｅと常光線に対する屈折率ｎｏの差Δｎ、その媒質の厚さｄを用いて、下記に示す数１で表される。

図４Ａのλ/４位相差板を例にとると、位相差が丁度レーザー波長の４分の１だけ取れているので、０オーダーλ/４位相差板として水晶板が機能する。

この様に広帯域位相差板１１ａでは、０オーダーの水晶板の位相差板に用いているので、水晶板１３への入射設計角度よりも更にずれて入射するレーザー光２による、旋光性の影響を極力小さくすることができる。そして、複屈折性フィルム１４は、旋光能をほとんど持たないので、この水晶板１３と複屈折性フィルム１４を組み合わせて用いることで、耐レーザー光斜入射特性を有する広帯域位相差板１１ａとすることができる。

また、ここで用いる水晶板は、屈折率差 Δｎ＜０．００１ という条件で水晶板を人工水晶から切り出して、ｄを極力厚くし、柔らかい複屈折性フィルムとの貼り合わせることが好ましい。Δｎを極力小さくし、ｄをその分だけ厚く設定することで、広帯域位相差板１１ａの量産性に適した形態を取ることができる。

それに対し、図４ＢのようにΔｎが大きいか、もしくは単にｄが大きい水晶板を広帯域位相差板１１ａに用いると、位相差量がｎλ＋λ／４となる。この場合においても、上述した構成と同様にλ／４位相差板として機能し、ｎオーダーλ/４位相差板（ｎ≧１）となる。

しかしながら、このｎオーダーλ／４位相差板では、獲得できている絶対位相差量が大
きい為に、水晶板のもつ旋光性の影響を受けやすくなる。そのため、レーザー光が位相差板に対して斜め入射した時は、この旋光性の影響をさらに受けてしまい、旋光性の影響は楕円率に反映され、楕円率の悪化を引き起こす。

上記の説明で明らかなように、０オーダー位相差板である水晶板１３と、複屈折性フィルム１４とを積層した広帯域位相差板１１ａは、入射設計値からのレーザー光２のずれに対しても確実に直線偏光を円偏光とすることができ、それを搭載した光ヘッド装置は、さらに前述した迷光の問題を解消したものとなる。

ここで、０オーダー位相差板である水晶板１３と、複屈折性フィルム１４の貼り合わせ角度について図５Ａを用いて説明をする。
図５Ａは、図２Ａにおける０オーダーで複屈折性を有する水晶板１３と、複屈折性フィルム１４の貼り合わせ角度を説明するための図面である。なお、本図面は、広帯域位相差板１１ａに入射するレーザー光２の入射角度をレーザー光の進行方向に対して２°傾けて、水晶板１３および複屈折性フィルム１４を配置した場合を示している。

図５Ａに示すように、直線偏光が振動する方位３１と、それと直交する方位３２は、水晶板１３および複屈折性フィルム１４の面内で直交する関係を満たしている。方位３１、方位３２を含む平面内で方位３２を角度０とし、反時計周りを角度の＋（プラス）方向とする。入射光側の複屈折性フィルム１４の進相軸３３と方位３２の成す角度、即ち該当するλ／２の位相差機能を有する複屈折性フィルムの進相軸と方位３２の成す角度を１２．５°、水晶板１３の進相軸３４と方位３２の成す角度、即ち該当するλ／４の位相差機能を有する水晶板の進相軸と方位３２の成す角度を６５°とする。

上記関係を満たし、さらに２枚の位相差板の進相軸同士の交わる貼り合わせ角度における誤差と、位相差板切り出し誤差などを含めて、両位相差板の貼り合わせ角度が５２．５±１．２°の角度範囲内であれば、楕円率０．９２以上の広帯域位相差板とすることができる。

図６Ａは、本発明の広帯域位相差板１１ａを構成する、複屈折性を有する水晶板１３と複屈折フィルム１４の貼り合わせ角度と、広帯域位相差板から出射される偏光成分の楕円率との関係を示すグラフである。図中の横軸は、位相差板の貼り合わせ角度（°）を示しており、縦軸は、楕円率を示している。
本図面から明らかなように、光ヘッド装置として認められる楕円率０．９２を達成するためには、５１．３°から５３．７°の範囲に各位相差板を貼り合わせれば良いことが判る。また、進相軸同士の交わる角度が５１．３°以下、または５３．７°以上である場合、楕円率は０．９２を下回り正常な検出信号読み取りができなくなってしまうことが判る。

次に、広帯域位相差板１１ａと液晶光学素子５とを一体として構成例について説明をする。図３Ａは、図２Ａの構成の広帯域位相差板と液晶光学素子を一体化した複合素子の構成例を示す図面である。
本図面に示す液晶光学素子５は、波面収差を補正するための電極パターンを有する透明電極２１と、配向膜（図示せず）を積層して片面に配した透明基板２２ａと、対向透明電極２３と配向膜（図示せず）を積層して片面に配した透明基板２２ｂとで狭持されて、シール２４で枠取りされた領域に液晶２５を配した構成である。これにより、ディスク８により発生する波面収差を、透明電極２１と対向透明電極２３との間に印加する実効値電圧により液晶２５の位相差を局所的に制御して補正するものである。

そして、この液晶光学素子５の一方の透明基板２２ｂ上に、前述した広帯域位相差板１
１ａをＵＶ硬化型接着剤１５ｂを介して貼り合わせて、複合素子１７ａとする。このように構成すれば、広帯域位相差板１１ａを構成する水晶板１３は、広帯域位相差板１１ａの保護板としての機能を兼ねることができる。しかも液晶光学素子５と広帯域位相差板１１ａのレーザー光２の入射角度をともに一定に保つことが可能となるので、迷光を受光検出器１０に導く可能性を極力少なくすることができる。そして、本構成を採用すれば、前述したように、斜め入射のレーザー光に対して確実に１／４位相差板として機能させることが可能となる。

＜比較例＞
次に、本構成の広帯域位相差板と、背景技術で示した広帯域位相差板のそれぞれの入射角依存性について説明をする。
図７は、楕円率と広帯域位相差板の設計入射角に対する角度ずれの関係を示すグラフである。本グラフは、上述した実施例１に準じて作製した広帯域波長板１１ａの入射角依存特性と、背景技術に示した水晶板同士を貼り合わせた広帯域波長板１２ａの入射角依存特性を比較したものである。

図７において、図中のａは実施例１で示した広帯域位相差板１１ａを用いた光の波長６５０ｎｍでの楕円率と傾き角度との関係を示す曲線であり、ｂは広帯域位相差板１１ａでの光の波長７８５ｎｍにおける楕円率と傾き角度との関係を示す曲線であり、また、ｃは水晶板同士を貼り合わせた広帯域波長板１２ａを用いた光の波長６５０ｎｍでの楕円率と傾き角度との関係を示す曲線であり、ｄは広帯域位相差板１２ａの光の波長７８５ｎｍでの楕円率と傾き角度との関係を示す曲線である。

背景技術で示した、広帯域位相差板１２ａは、図７から明らかなように、傾き角度が０．４°から急激に楕円率が低下し、傾き角度が０．５°を越えた段階で、明かに楕円率が０．９２を下回っていることが判る。よって、入射設定角度から±０．５°の範囲を超えてしまった場合に、光ヘッド装置として使用することができなくなる。

それに対し、本発明による広帯域位相差板１１ｂは、レーザー光２の入射設定値である０°から１．６°にレーザー光が傾いた状態で入射したとしても、６５０ｎｍ、７８５ｎｍの光における楕円率は、ともに０．９２以上を保っており、広帯域位相差板１２ａに比べて耐レーザー光斜入射特性が優れていることが判る。

次に、本発明の光ヘッド装置に搭載する複合素子の他の構成例について説明をする。図 ２Ｂは、本発明の光ヘッド装置に搭載する広帯域位相差板の他の構成例および機能を示す図面である。実施例２に示す広帯域位相差板１１ｂは、実施例１に示した広帯域位相差板１１ａにおける、水晶板と複屈折性フィルムの配置を逆にした構成を示している。この広帯域位相差板１１ｂは、直線偏光入射側にλ／２位相差板の機能を有する水晶板１３を、レーザー光出射側にλ/４位相差板の機能を有する複屈折性フィルム１４を配置し、それらをＵＶ硬化型接着剤１５ａを介して貼り合わせて成り、全体として１／４位相差板の機能を有する。

ここで、実施例２における０オーダー位相差板である水晶板１３と、複屈折性フィルム１４の貼り合わせ角度について図５Ｂを用いて説明をする。
図５Ｂは、図２Ｂにおける０オーダーで複屈折性を有する水晶板１３と、複屈折性フィルム１４の貼り合わせ角度を説明するための図面である。なお、本図面は、広帯域位相差板１１ｂに入射するレーザー光２の入射角度をレーザー光の進行方向に対して２°傾けて、水晶板１３および複屈折性フィルム１４を配置した場合を示している。

ここでは、実施例１で説明をした図５Ａと水晶板１３と複屈折性フィルム１４の配置位置が逆転しているのみが異なるので、ここでの詳細な説明は割愛する。
入射光側の水晶板１３の進相軸３３と方位３２の成す角度、即ち該当するλ／２の位相差機能を有する水晶板１３の進相軸と方位３２の成す角度を１２°、出射光側の複屈折性フィルム１４の進相軸３４と方位３２の成す角度、即ち該当するλ／４の位相差機能を有する複屈折性フィルムの進相軸と方位３２の成す角度を６９°とする。

上記関係を満たし、さらに２枚の位相差板の進相軸同士の交わる角度が貼り合わせ誤差、位相差板切り出し誤差などを含めて、両位相差板の貼り合わせ角度が５７±１．３°の角度範囲内であれば、楕円率０．９２以上を提供する広帯域位相差板とすることができる。

図６Ｂは、本発明の広帯域位相差板１１ｂを構成する、複屈折性を有する水晶板１３と複屈折フィルム１４の貼り合わせ角度と、広帯域位相差板から出射される偏光成分の楕円率との関係を示すグラフである。図中の横軸は、位相差板の貼り合わせ角度（°）を示しており、縦軸は、楕円率を示している。
本図面から明らかなように、光ヘッド装置として認められる楕円率０．９２を達成するためには、５５．７°から５８．３°の範囲に各位相差板を貼り合わせれば良いことが判る。また、進相軸同士の交わる角度が５５．７°以下、または５８．３°以上である場合、楕円率は０．９２を下回り正常な検出信号読み取りができなくなってしまうことが判る。

次に、広帯域位相差板１１ｂと液晶光学素子５とを一体とした構成例について説明をする。図３Ｂは、図２Ｂの構成の広帯域位相差板と液晶光学素子を一体化した複合素子の他の構成例を示す図面である。
この広帯域位相差板１１ｂと液晶光学素子５を一体構成した構成が、図３Ｂに示す複合素子１７ｂであるが、この場合、広帯域位相差板１１ｂのレーザー光２の出射側が複屈折性フィルム１４となるので、さらに保護板である透明基板２２ｃをＵＶ硬化型接着剤１５ｃを介して配置する必要がある。よって、本構成の複合素子１７ｂは、図３Ａに示した複合素子１７ａに比べて、透明基板２２ｃとＵＶ硬化型接着剤１５ｃの分だけ部材構成が増え、複合素子１７ｂ自体の厚みが厚くなってしまうが、実施例１と同様に、入射設計値からのレーザー光２のずれに対しても確実に１／４位相差板として機能させることが可能となっている。しかも、複合素子１７ｂとすることで、液晶光学素子５と広帯域位相差板１１ｂの角度を一定にすることが可能となるので、迷光を受光検出器１０に導く可能性を極力少なくすることができる。

本発明の光ヘッド装置の構成を示す模式図である。 本発明の光ヘッド装置に搭載する広帯域位相差板の構成例と機能を説明するための図面である。（実施例１） 本発明の光ヘッド装置に搭載する広帯域位相差板の他の構成例と機能を説明するための図面である。（実施例２） 本発明の光ヘッド装置に搭載する複合素子の構成例を示す図面である。（実施例１） 本発明の光ヘッド装置に搭載する複合素子の他の構成例を示す図面である。（実施例２） 複屈折性を有する０オーダー水晶板の機能を説明するための図面である。 複屈折性を有するｎオーダー水晶板の機能を説明するための図面である。 図２Ａに示す広帯域位相差板に用いる２枚の位相差板の貼り合わせ角度を説明するための図面である。（実施例１） 図２Ｂに示す広帯域位相差板に用いる２枚の位相差板の貼り合わせ角度を説明するための図面である。（実施例２） 本発明の光ヘッド装置に搭載する広帯域位相差板の楕円率と、入射設定角度から入射角度のずれとの関係を示すグラフである。（実施例１） 本発明の光ヘッド装置に搭載する広帯域位相差板の楕円率と、入射設定角度から入射角度のずれとの関係を示すグラフである。（実施例２） 本発明の光ヘッド装置に搭載する広帯域位相差板の楕円率と設計角度からの斜入射との関係を示すグラフである。（実施例１） 従来の光ヘッド装置の構成を示す模式図である。 従来の少なくとも一方に水晶板を用いた広帯域位相差板の入射設定角度に対する出射偏光成分について説明するための模式図である。 従来の有機薄膜を用いた広帯域位相差板の非点収差と放置時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ レーザー光源
２ レーザー光
３ 偏光ビームスプリッタ-
４ コリメートレンズ
５ 液晶光学素子
７ 対物レンズ
８ 記録媒体
９ 集光レンズ
１０ 光検出器
１１ 広帯域位相差板
１３ 水晶板
１４ 複屈折性フィルム
１５ ＵＶ硬化型接着剤
１７ 複合素子
２１ 透明電極
２２ａ，ｂ，ｃ 透明基板
２３ 対向透明電極
２４ シール
２５ 液晶
３１，３２ 方位
３３，３４ 進相軸

Claims (9)

1. レーザー光源から出射する、波長が異なる２つ以上の直線偏光を、広帯域位相差板を介して対物レンズにより集光して記録媒体に導き、前記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、
   前記広帯域位相差板を前記レーザー光源から出射される直線偏光に対して、所定の角度だけ傾けて配置し、前記２つ以上の直線偏光が前記広帯域位相差板を通過する時の楕円率が０．９２以上となるように、０オーダーの複屈折性を有する水晶板と、複屈折性を有する有機薄膜とを積層配置したことを特徴とする光ヘッド装置。
2. 前記広帯域位相差板の傾けて配置する角度に応じて、前記水晶板と前記有機薄膜の貼り合わせ角度を設定したことを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
3. 前記広帯域位相差板を前記直線偏光に対して２°傾けて配置し、前記広帯域位相差板の入射側に相対的に位相差量が大きい有機薄膜を配し、その後段に相対的に位相差量が小さい水晶板を配して、前記有機薄膜と前記水晶板とのリタデーション値の比がほぼ２となるように構成し、さらに、前記有機薄膜と前記水晶板との光軸同士の交わる角度を、５２．５°を中心として、実質的に楕円率が０．９２以上となるように角度範囲を設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の光ヘッド装置。
4. 前記位相制御素子と前記レーザー光源の間に、前記記録媒体により発生する収差を補正するための位相制御素子を配したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光ヘッド装置。
5. 前記広帯域位相差板の固定基板と、前記水晶板からなる位相差板により、前記有機薄膜を狭持させて、前記広帯域位相差板と前記位相制御素子とを一体としたことを特徴とする請求項４に記載の光ヘッド装置。
6. 前記広帯域位相差板と、前記液晶光学素子の傾け角度を同一としたことを特徴とする請求項４または５に記載の光ヘッド装置。
7. 前記広帯域位相差板を前記直線偏光に対して２°傾けて配置し、前記広帯域位相差板の入射側を相対的に大きな位相差量を有する水晶板を配し、その後段に相対的に小さな位相差量を有する有機薄膜を配して、前記有機薄膜と前記水晶板とのリタデーション値の比がほぼ２となるように構成し、さらに、前記有機薄膜と前記水晶板との光軸同士の交わる角度を、５７°を中心として、実質的に楕円率が０．９２以上となるように角度範囲を設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の光ヘッド装置。
8. 前記広帯域位相差板と前記レーザー光源の間に、前記記録媒体により発生する収差を補正するための位相制御素子を配したことを特徴とする請求項７に記載の光ヘッド装置。
9. 前記広帯域位相差板と、前記位相制御素子を一体としたことを特徴とする請求項８に記載の光ヘッド装置。
   
   

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