JP2011227944A

JP2011227944A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JP2011227944A
Application number: JP2010094042A
Authority: JP
Inventors: Shuji Takatani; 周志高谷; Yoshiharu Oi; 好晴大井
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-11-10

Abstract

【課題】波長が異なる複数の光に対応した光ディスクを高精度で記録・再生できるとともに小型化を実現した光ヘッド装置を提供する。
【解決手段】光ヘッド装置１０は、波長が異なる３つの光の共通する光路中に、各波長の直線偏光の光を円偏光の光に変換する広帯域１／４波長板３０を備え、広帯域１／４波長板３０を透過した各波長の光が、第１の立上げミラー３１で反射するかまたは、第１の立上げミラーを透過して第２の立上げミラー３２を反射する際に生じる、２つの直交する偏光方向成分間の位相差を、波長帯の光毎に補正するように広帯域１／４波長板が調整され、光ディスク１８および光ディスク２０に良好な円偏光の光が集光され、各波長帯の光が高い光利用効率で光検出器２３に到達する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ストレージを扱う光学系として、ＣＤ、ＤＶＤ、「Ｂｌｕ−ｒａｙ」（登録商標：以下ＢＤ）のような光記録媒体に情報の記録および／または再生を行う光ヘッド装置に関する。

ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなどのような光記録媒体（以下、「光ディスク」という）に情報の記録および／または再生（以下、「記録・再生」という）を行う光ヘッド装置の開発、実用化が進んでいる。光ヘッド装置は、光源から発射するレーザ光の波長が短波長であるほど、対象とする光ディスクの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。また、光ヘッド装置は、これまでに普及している多くの光ディスクを対象とした長波長（赤色域、近赤外域）のレーザ光による記録・再生も併せて可能とすることも求められている。そして、ＤＶＤ用の６６０ｎｍ波長帯の光、ＣＤ用の７８５ｎｍ波長帯のレーザ光と、ＢＤ用の４０５ｎｍ波長帯の光との互換性を有する様々な方式を有する光ヘッド装置が提案されている。

このような光ヘッド装置は、例えば、これら３種類の光ディスクの記録・再生を実現するために、波長が異なる２種類または３種類の光が共通する光路中に、各波長の光に対して所望の光学特性を得るための波長板、ビームスプリッタ、対物レンズなどの光学部品が備えられ、これにより部品点数を削減し、小型化、薄型化を実現している。例えば、特許文献１の光ピックアップ装置は、まず、波長が異なる３つの光に対して、ＢＤ用の光を透過し、ＤＶＤ用の光およびＣＤ用の光を反射するビームスプリッタを有して、ビームスプリッタに入射するこれら３つ波長の光を同一光路とする。そして、これら３つの波長の光の同一光路中に広帯域１／４波長板を配置し、直線偏光の光で入射するこれら３つの波長の光をそれぞれ、円偏光の光に変換する。さらに、円偏光に変換されたこれら３つの波長の光は、第１の立上ミラーに入射するが、第１の立上ミラーは、ＤＶＤ用の波長の光およびＣＤ用の波長の光を反射させるとともに、ＢＤ用の波長の光を透過し、ＤＶＤ用とＣＤ用に共通する対物レンズと、ＢＤ用の対物レンズによってそれぞれの光ディスクに円偏光の光が集光することが記載されている。

特開２００８−１８１６３１号公報

特許文献１の光ピックアップ装置に備えられる第１の立上ミラーおよび第２の立上ミラーは、通常、光学薄膜を用いて、波長選択的に反射または透過させる特性を有する。しかし、第１の立上ミラーで反射させるべき波長の光が入射するとき、その波長の光のうち、Ｐ偏光成分の光とＳ偏光成分の光とで位相差が発生し、そのために、円偏光の光が入射しても、反射した光が楕円偏光の光となって、例えば、ＤＶＤまたはＣＤに集光することがある。また、第２の立上ミラーに反射させるべき波長の光が入射するときも同様に、その波長の光のＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光とで位相差が発生し、円偏光の光で入射しても、反射した光が楕円偏光の光となって、例えば、ＢＤに集光することがある。

そして、この場合、各光ディスクの情報記録面で反射した光が、第１の立上ミラーまたは第２の立上ミラーを往復して広帯域１／４波長板を透過しても、往路の直線偏光の光と直交する直線偏光の光とはならず、そのため、光検出器に到達する光の強度が低下してしまい、高い精度での光検出が実現できず、安定した記録・再生ができないという問題があった。また、第１の立上ミラーについて、多層膜化した光学多層膜を用いて、その層数や膜厚を増加させて、Ｐ偏光成分の光とＳ偏光成分の光との位相差を略０°または略１８０°となる設計とした場合、光学多層膜の膜厚と立上ミラーが許容できる板厚の関係から立上ミラーに光学的に大きな反りが発生して大きな波面収差を発生させ、各光ディスクへの集光特性を劣化させてしまうという問題もあった。また、３つの波長の光の同一の光路中に広帯域１／４波長板を配置しない場合、第１の立上ミラーと対物レンズとの間、第２の立上ミラーと対物レンズとの間に１／４波長板を配置することになるが、この場合、光ヘッド装置を薄型化できないという問題もあった。

本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであって、波長λ_１の光、波長λ_２の光および波長λ_３（λ_１≠λ_２≠λ_３）の光を発射する光源と、前記波長λ_１、前記波長λ_２および前記波長λ_３の３つの波長の光に共通する光路中に配置された広帯域１／４波長板と、前記３つの波長の光のうち１つまたは２つの波長の光を反射するとともに残りの波長の光を透過する第１の立上げミラーと、前記第１の立上げミラーを透過する前記残りの波長の光を反射する第２の立上げミラーと、前記第１の立上げミラーで反射した波長の光を光ディスクに集光する第１の対物レンズと、前記第２の立上げミラーで反射した波長の光を光ディスクに集光する第２の対物レンズと、前記光ディスクで反射した光を検出する光検出器と、を備え、互いに直交する偏光方向の光を、第１の偏光方向の光、第２の偏光方向の光とするとき、前記広帯域１／４波長板は、前記第１の立上げミラーを反射する波長の光が、前記第１の偏光方向の光と前記第２の偏光方向の光との間で発生する位相差および、前記第１の立上げミラーを透過するとともに前記第２の立上げミラーを反射する波長の光が、前記第１の偏光方向の光と前記第２の偏光方向の光との間で発生する位相差を含めて、前記第１の立上げミラーで反射して前記第１の対物レンズへ向かう波長の光および、前記第２の立上げミラーで反射して前記第２の対物レンズへ向かう波長の光が、いずれも円偏光の光となるような位相差を発生することを特徴とする光ヘッド装置を提供する。

また、記広帯域１／４波長板は、複屈折性材料からなる第１の波長板と第２の波長板と、が重なる構成を有し、前記第１の波長板のリタデーション値および前記第２の波長板のリタデーション値および、前記第１の波長板の進相軸と前記第２の波長板の進相軸とがなす角度が調整された上記の光ヘッド装置を提供する。

さらに、前記波長λ_１が４０５ｎｍ波長帯、前記波長λ_２が６６０ｎｍ波長帯、前記波長λ_３が７８５ｎｍ波長帯である上記の光ヘッド装置を提供する。

本発明に係る光ヘッド装置は、光反射機能を有する立上げミラーによって発生する異なる波長の光の位相差を、使用する複数の同一の光路中に備えられた広帯域１／４波長板によって補正するように設計することによって、各光ディスクの記録・再生の光検出精度が高く、かつ、光学部品が少なく小型化、薄型化を実現することができる。

本願発明に係る光ヘッド装置を示す模式図（ａ）広帯域１／４波長板の断面模式図（ｂ）広帯域１／４波長板の平面模式図（ａ）第１の立上げミラーを反射する６６０ｎｍ波長帯の光の位相差特性（ｂ）第１の立上げミラーを反射する７８５ｎｍ波長帯の光の位相差特性（ｃ）第１の立上げミラーを透過し、第２の立上げミラーを反射する７８５ｎｍ波長帯の光の位相差特性光ヘッド装置において立上げミラーで反射する光の楕円率特性（実施例）（ａ）第１の立上げミラーを反射する６６０ｎｍ波長帯の光の楕円率特性（ｂ）第１の立上げミラーを反射する７８５ｎｍ波長帯の光の楕円率特性（ｃ）第２の立上げミラーを反射する４０５ｎｍ波長帯の光の楕円率特性光ヘッド装置において立上げミラーで反射する光の楕円率特性（比較例）（ａ）第１の立上げミラーを反射する６６０ｎｍ波長帯の光の楕円率特性（ｂ）第１の立上げミラーを反射する７８５ｎｍ波長帯の光の楕円率特性（ｃ）第２の立上げミラーを反射する４０５ｎｍ波長帯の光の楕円率特性

図１は、本実施形態に係る光ヘッド装置１０の構成を示す模式図の例であって、３つの異なる波長の光に対応する光ディスクの記録・再生を実現するものである。以下、各波長の光の光路と光路中に配置された光学部品での光学特性について説明する。まず、半導体レーザ等の光源１１ａから出射される４０５ｎｍ波長帯の直線偏光の光は、偏光ビームスプリッタ１３で反射され、コリメータレンズ１４で略平行光となって広帯域１／４波長板３０に入射する。また、後述するが、偏光ビームスプリッタ１３は、６６０ｎｍ波長帯の光および７８５ｎｍ波長帯の光に対して、偏光方向に関わらず透過する特性を有する。

また、光ヘッド装置１０は、４０５ｎｍ波長帯の直線偏光の光の一部が、偏光ビームスプリッタ１３を直進透過し、モニタ用光検出器２５に到達させ、図示しない光量制御部によって、モニタ用光検出器２５で検出した光の光量に応じて、光源１１ａの出射光量を制御する機能が備えられていてもよい。また、光源１１ａと偏光ビームスプリッタとの間の光路中に、メインビームとなる０次回折光と、例えばトラッキングサーボ信号となる２つのサブビームとなる±１次回折光と、の３ビームを発生させる回折素子１２ａを配置してもよい。なお、４０５ｎｍ波長帯は３９５ｎｍ〜４１５ｎｍ、６６０ｎｍ波長帯は６４５ｎｍ〜６７５ｎｍ、７８５ｎｍ波長帯は７６５ｎｍ〜８０５ｎｍの範囲とする。

広帯域１／４波長板３０を透過した４０５ｎｍ波長帯の光は直線偏光の光から楕円偏光の光に変換され、第１の立上げミラー１５を透過するとともに、第２の立上げミラー１６で反射して対物レンズ１７によりＢＤ等の光ディスク１８の情報記録面に集光する。集光された光は、情報記録面に形成されたピットの情報を含んだ反射光となって、上記の経路を逆方向に進行する。広帯域１／４波長板３０は、４０５ｎｍ波長帯の光に対して、第１の立上げミラー１５および第２の立上げミラー１６で発生する位相差を考慮して、第２の立上げミラー１６を反射した光が円偏光の光となるように設計される。この例では、第２の立上げミラー１６に入射する光は、４０５ｎｍ波長帯の光のみであるため、第２の立上げミラー１６は、４０５ｎｍ波長帯の光に合わせて、Ｐ偏光成分の光とＳ偏光成分の光との間の位相差を略０°または略１８０°となるように精度よく設計することもできる。この場合、第１の立上げミラー１５で発生する各波長帯の光に対する位相差を考慮して広帯域１／４波長板３０を設計すればよい。なお、光源から光ディスクに到達するまでの光路を「往路」、光ディスクから光検出器に到達するまでの光路と「復路」として説明する。

そして、光ディスク１８で反射された復路の光は、往路の円偏光の光とは逆方向の円偏光の光となって、第２の立上げミラー１６、第１の立上げミラー１５の順に進行して広帯域１／４波長板３０に入射する。広帯域１／４波長板３０を透過した復路の光は往路の直線偏光の光と直交する直線偏光の光となって、偏光ビームスプリッタ１３および偏光ビームスプリッタ２１を直進透過して、非点収差レンズ２２を透過して光検出器２３に到達する。光検出器２３は、光ディスク１８で反射された光からピット情報を検出することで光ディスク１８に記録された情報の読み出し等を行う。

次に、半導体レーザ等の光源１１ｂから出射される６６０ｎｍ波長帯の直線偏光の光は、ダイクロイックプリズム２４を直進透過し、偏光ビームスプリッタ２１で反射される。また、半導体レーザ等の光源１１ｃから出射される７８５ｎｍ波長帯の直線偏光の光は、ダイクロイックプリズム２４を反射し、さらに、偏光ビームスプリッタ２１で反射される。なお、光源１１ｂとダイクロイックプリズム２４との間の光路中、光源１１ｃとダイクロイックプリズム２４との間の光路中に、それぞれ、３ビームを発生させる回折素子１２ｂ、回折素子１２ｃを配置してもよい。さらに、光ヘッド装置１０は、６６０ｎｍ波長帯の直線偏光の光の一部および７８５ｎｍ波長帯の直線偏光の光の一部が、偏光ビームスプリッタ２１を直進透過し、モニタ用光検出器２６に到達させ、図示しない光量制御部によって、モニタ用光検出器２６で検出した光の光量に応じて、光源１１ｂおよび光源１１ｃの出射光量を制御する機能が備えられていてもよい。

偏光ビームスプリッタ２１を反射した、６６０ｎｍ波長帯の光および７８５ｎｍ波長帯の光は偏光ビームスプリッタ１３を直進透過し、コリメータレンズ１４で略平行光となって広帯域１／４波長板３０に入射する。そして、広帯域１／４波長板３０を透過した６６０ｎｍ波長帯の光および７８５ｎｍ波長帯の光はそれぞれ、直線偏光の光から楕円偏光の光に変換され、第１の立上げミラー１５で反射して対物レンズ１９によりＤＶＤ／ＣＤ等の光ディスク１９の情報記録面に集光する。集光された光は、情報記録面に形成されたピットの情報を含んだ反射光となって、上記の経路を逆方向に進行する。広帯域１／４波長板３０は、６６０ｎｍ波長帯の光および７８５ｎｍ波長帯の光に対して、第１の立上げミラー１５で発生する位相差を考慮して、第１の立上げミラー１５を反射して光ディスク２０へ進行する光が略円偏光の光となるように設計されるとよい。

そして、広帯域１／４波長板３０を透過した、６６０ｎｍ波長帯および７８５ｎｍ波長帯の復路の光は、往路の直線偏光の光と直交する直線偏光の光となって、偏光ビームスプリッタ１３および偏光ビームスプリッタ２１を直進透過して、非点収差レンズ２２を透過して光検出器２３に到達する。光検出器２３は、光ディスク２０で反射された光からピット情報を検出することで光ディスク２０に記録された情報の読み出し等を行う。また、半導体レーザ１１ｂ、１１ｃ、ダイクロイックプリズム２４から構成される部分には、６６０ｎｍ波長帯と７８５ｎｍ波長帯の２波長を出射する、いわゆる２波長半導体レーザを用いてもよく、この場合、２つの波長帯の光に対して３ビームを発生する回折素子を配置してもよい。

また、光ヘッド装置１０は、例えば、コリメータレンズ１４と第１の立上げミラー１５との間の、３つの波長帯の光に共通する光路中に、これらの光を反射し偏向する反射ミラーを備える構成を有してもよい。例えば、コリメータレンズ１４と広帯域１／４波長板３０との間の光路中に図示しない反射ミラーを備える場合、さらに、この反射ミラーで発生する各波長帯の光の位相差も考慮して、広帯域１／４波長板３０を設計してもよい。

次に、広帯域１／４波長板３０の構成例について具体的に説明する。図２（ａ）は、広帯域１／４波長板３０の断面模式図の例であり、図２（ｂ）は、広帯域１／４波長板３０の平面模式図の例である。まず、図２（ａ）の断面模式図において、広帯域１／４波長板３０は、第１の波長板３１と第２の波長板３２とが、重なってなる構成を有する。また、図２（ａ）において、広帯域１／４波長板３０は、例えば、図示しない透明基板上に第１の波長板３１が積層されていたり、また、図示しない別の透明基板上に第２の波長板３２が積層されていたりしてもよい。さらに、第１の波長板３１と第２の波長板３２との間に、図示しない透明基板や透明な接着剤が備わる構造であってもよい。

第１の波長板３１および第２の波長板３２は、複屈折性材料から構成され、を構成する複屈折性材料としては、高分子液晶、フォトニック結晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、水晶などが利用できる。そして、第１の波長板３１は厚さｄ_１、第２の波長板３２は厚さｄ_２を有する。そして、第１の波長板３１および第２の波長板３２は、図２（ｂ）の平面、つまりＸ−Ｙ平面からみたとき、光学軸が厚さ方向（Ｚ軸方向）に揃っているものとして説明する。ここで、第１の波長板３１における、波長４０５ｎｍの光に対する常光屈折率をｎ_ｏ１１、異常光屈折率をｎ_ｅ１１、屈折率異方性をΔｎ_１１（＝｜ｎ_ｅ１１｜−｜ｎ_ｏ１１｜）とし、リタデーション値をＲｄ_１（４０５）とすると、
Ｒｄ_１（４０５）＝Δｎ_１１・ｄ_１・・・（１）
で与えることができる。

また、第１の波長板３１における、波長６６０ｎｍの光に対する常光屈折率をｎ_ｏ１２、異常光屈折率をｎ_ｅ１２、屈折率異方性をΔｎ_１２（＝｜ｎ_ｅ１２｜−｜ｎ_ｏ１２｜）とし、リタデーション値をＲｄ_１（６６０）とすると、
Ｒｄ_１（６６０）＝Δｎ_１２・ｄ_１・・・（２）
で与えることができ、
第１の波長板３１における、波長７８５ｎｍの光に対する常光屈折率をｎ_ｏ１３、異常光屈折率をｎ_ｅ１３、屈折率異方性をΔｎ_１３（＝｜ｎ_ｅ１３｜−｜ｎ_ｏ１３｜）とし、リタデーション値をＲｄ_１（７８５）とすると、
Ｒｄ_１（７８５）＝Δｎ_１３・ｄ_１・・・（３）
で与えることができる。

同様に、第２の波長板３２における、波長４０５ｎｍの光に対する常光屈折率をｎ_ｏ２１、異常光屈折率をｎ_ｅ２１、屈折率異方性をΔｎ_２１（＝｜ｎ_ｅ２１｜−｜ｎ_ｏ２１｜）とし、リタデーション値をＲｄ_２（４０５）とすると、
Ｒｄ_２（４０５）＝Δｎ_２１・ｄ_１・・・（４）
で与えることができ、
第２の波長板３２における、波長６６０ｎｍの光に対する常光屈折率をｎ_ｏ２２、異常光屈折率をｎ_ｅ２２、屈折率異方性をΔｎ_２２（＝｜ｎ_ｅ２２｜−｜ｎ_ｏ２２｜）とし、リタデーション値をＲｄ_２（６６０）とすると、
Ｒｄ_２（６６０）＝Δｎ_２２・ｄ_１・・・（５）
で与えることができ、
第２の波長板３２における、波長７８５ｎｍの光に対する常光屈折率をｎ_ｏ２３、異常光屈折率をｎ_ｅ２３、屈折率異方性をΔｎ_２３（＝｜ｎ_ｅ２３｜−｜ｎ_ｏ２３｜）とし、リタデーション値をＲｄ_２（７８５）とすると、
Ｒｄ_２（７８５）＝Δｎ_２３・ｄ_１・・・（６）
で与えることができる。

次に、直線偏光の光が、第１の波長板３１、第２の波長板３２の順にＺ方向から入射するものとし、図２（ｂ）において、この直線偏光の光の方向を３３（Ｘ軸方向）として示す。ここで、第１の波長板３１の光学軸を３１ａとし、第１の波長板３１にＺ軸方向に沿って入射する直線偏光の方向３３となす角度をθ_１とする。そして、第２の波長板３２の光学軸を３２ａとし、第１の波長板３１に入射する直線偏光の方向３３となす角度をθ_２とする。なお、角度θ_１および角度θ_２は、進相軸同士の組み合わせまたは遅相軸同士の組み合わせとして考える。なお、角度θ_１および角度θ_２は、プレチルト角、とも言う。

ここで、広帯域１／４波長板３０は、光ヘッド装置１０の第１の立上げミラー１５および／または第２の立上げミラー１６において、各波長帯の光が入射して透過または反射するときに生じる、Ｐ偏光成分の光とＳ偏光成分の光との間の位相差を補うように、調整される。例えば、第１の立上げミラー１５および／または第２の立上げミラー１６において、Ｐ偏光の光がＳ偏光の光に対して位相が進む波長帯の光に対して、Ｓ偏光の光がＰ偏光の光に対して同じ程度の位相が進むように、広帯域１／４波長板３０を調整する。一方で、第１の立上げミラー１５および／または第２の立上げミラー１６において、Ｐ偏光の光がＳ偏光の光に対して位相が遅れる波長帯の光に対して、Ｓ偏光の光がＰ偏光の光に対して同じ程度の位相が遅れるように広帯域１／４波長板３０を調整する。

広帯域１／４波長板３０は、上記の式（１）〜式（６）に基づき、選択する複屈折性材料の組み合わせ、第１の波長板３１の厚さｄ_１、第２の波長板の厚さｄ_２、そして、プレチルト角θ_１およびθ_２をそれぞれ調整するとよい。これにより、３つの異なる波長の直線偏光の光に対して、第１の立上げミラー１５および／または第２の立上げミラー１６を透過／反射する光がそれぞれ良好な円偏光の光となるように設定する解を求めることができる。

また、広帯域１／４波長板３０は、第１の波長板３１と第２の波長板３２と、を有する構成としたが、これに限らず、同様に複屈折性材料からなる第３の波長板がさらに重ねられるようにして構成されてもよい。この場合、第１の波長板３１、第２の波長板３２、さらに、第３の波長板の屈折率異方性および厚さそして、これらの積からなる各リタデーション値を調整することによって、さらに精度よく位相差を調整することができる。さらに、広帯域１／４波長板３０は、光学軸方向が、各波長板の平面方向から見て揃ったものとしたが、これに限らず、厚さ方向を軸に光学軸がツイストするような構成であってもよく、この場合、各波長板の光入射側の光学軸と光出射側の光学軸とがなす角度であるツイスト角を調整することによって、さらに精度良く各波長帯の光に対する位相差を調整することができる。

（実施例）
光ヘッド装置１０において、６６０ｎｍ波長帯の光が第１の立上げミラー１５で反射して発生する位相差、７８５ｎｍ波長帯の光が第１の立上げミラー１５で反射して発生する位相差、４０５ｎｍ波長帯の光が第１の立上げミラー１５を透過し、第２の立上げミラー１６で反射して発生する位相差について、それぞれ、図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）のように発生するものとする。ここでいう位相差は、Ｓ偏光成分の光に対するＰ偏光成分の光の位相差であって、図１の光ヘッド装置１０の往路において、Ｓ偏光成分の光はＹ方向成分の光、Ｐ偏光成分の光はＸ方向成分の光に相当する。

次に、本実施例に用いる広帯域１／４波長板３０として、２つの波長板を重ねた構成のものを作製する。まず、透明基板として白板ガラス基板の一方の平面上に、４０５ｎｍの波長の光に対する常光屈折率が１．５２、異常光屈折率が１．６０の複屈折性材料を、光学軸が白板ガラス基板面に平行でかつ、一方向に揃うように均一な厚さｄ_１＝３．３２［μｍ］で成膜し、第１の波長板とする。そして、もう１枚の白板ガラス基板にも同じ複屈折性材料を、光学軸が白板ガラス基板面に平行でかつ、一方向に揃うように均一な厚さｄ_２＝１．７６［μｍ］で成膜し、第２の波長板とする。そして、４０５ｎｍの波長の光に対する屈折率が１．５２となる光学的に等方性で透明な接着剤を、これらの複屈折性材料面に接触させるように接着する。なお、第１の波長板の進相軸と第２の波長板の進相軸と、がなす角度を５８［度］とする。そして、２枚の白色ガラス基板の外側に、真空蒸着によって反射防止膜を形成し、その後、約３ｍｍ×約３ｍｍの大きさに切断して広帯域１／４波長板を得る。

ここで、４０５ｎｍの光、６６０ｎｍの光および７８５ｎｍの光の直線偏光の方向を基準として、第１の波長板の進相軸の角度（プレチルト角）が１７［度］、第２の波長板の進相軸の角度（プレチルト角）が７５［度］となるように設置する。また、各波長の光に対する各波長板のリタデーション値［度］を表１にまとめる。

このとき、第１の立上げミラー１５を反射する６６０ｎｍ波長帯の光の楕円率特性を図４（ａ）、第１の立上げミラー１６を反射する７８５ｎｍ波長帯の光の楕円率特性を図４（ｂ）、そして、第１の立上げミラー１５を透過するとともに第２の立上げミラー１６を反射する４０５ｎｍ波長帯の光の楕円率特性を図４（ｃ）に示す。このように、第１の立上げミラー１５、第２の立上げミラー１６で発生する位相差を考慮し、とくに、４０５ｎｍ波長帯の光を利用するＢＤ、６６０ｎｍ波長帯の光を利用するＤＶＤの楕円率を高くし、各光ディスクに集光する光の偏光状態を円偏光の光とすることで、３つの異なる波長の光を利用する光ヘッド装置において、光利用効率が高く、光検出器に到達する光量が多く、安定した記録・再生を実現することができる。

（比較例）
比較例として、光ヘッド装置１０において、第１の立上げミラー１５および第２の立上げミラー１６で発生する位相差を考慮しない場合の広帯域１／４波長板３０を設計する。つまり、第１の立上げミラー１５に入射する前の各波長帯の光が、円偏光の光となるように設計するものである。比較例となる広帯域１／４波長板３０は、実施例と同じ製法で、第１の波長板と、第２の波長板とが重なるように構成する。このとき、第１の波長板の厚さｄ_１＝３．２９［μｍ］で、第２の波長板の厚さｄ_２＝１．６４［μｍ］である。

ここで、４０５ｎｍの光、６６０ｎｍの光および７８５ｎｍの光の直線偏光の方向を基準として、第１の波長板の進相軸の角度（プレチルト角）が１７［度］、第２の波長板の進相軸の角度（プレチルト角）が７３［度］となるように設置する。また、各波長の光に対する各波長板のリタデーション値［度］を表２にまとめる。

このとき、第１の立上げミラー１５を反射する６６０ｎｍ波長帯の光の楕円率特性を図５（ａ）、第１の立上げミラー１６を反射する７８５ｎｍ波長帯の光の楕円率特性を図５（ｂ）、そして、第１の立上げミラー１５を透過するとともに第２の立上げミラー１６を反射する４０５ｎｍ波長帯の光の楕円率特性を図５（ｃ）に示す。このように、第１の立上げミラー１５、第２の立上げミラー１６で発生する位相差を考慮しない場合、実際に、図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すような、立上げミラーで発生する位相差を有すると、実施例に比べ、とくに、４０５ｎｍ波長帯の光を利用するＢＤ、６６０ｎｍ波長帯の光を利用するＤＶＤの楕円率が低くなる。そして、光ヘッド装置１０の光源が実施例と同じ光量を発射する場合、実施例に係る広帯域１／４波長板３０を使用する場合に比べ、光検出器で検出する光量も低減する。

以上のように、本発明は、立上ミラーに入射する複数の波長の光それぞれに対して生じる位相差を補正するように複数の波長の光路中に広帯域１／４波長板を配置することで、各光ディスクに対して良好な円偏光の光が集光して高い精度での光検出が可能で、小型化、薄型化が実現できる光ヘッド装置を得ることができる。

１０光ヘッド装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ光源
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ回折素子
１３、２１偏光ビームスプリッタ
１４コリメータレンズ
１５第１の立上げミラー
１６第２の立上げミラー
１７、１９対物レンズ
１８、２０光ディスク
２２非点収差レンズ
２３光検出器
２４ダイクロイックプリズム
２５、２６モニタ用光検出器
３０広帯域１／４波長板
３１第１の波長板
３１ａ第１の波長板の光学軸
３２第２の波長板
３２ａ第２の波長板の光学軸
３３広帯域１／４波長板に入射する直線偏光の光の方向

Claims

波長λ_１の光、波長λ_２の光および波長λ_３（λ_１≠λ_２≠λ_３）の光を発射する光源と、前記波長λ_１、前記波長λ_２および前記波長λ_３の３つの波長の光に共通する光路中に配置された広帯域１／４波長板と、前記３つの波長の光のうち１つまたは２つの波長の光を反射するとともに残りの波長の光を透過する第１の立上げミラーと、前記第１の立上げミラーを透過する前記残りの波長の光を反射する第２の立上げミラーと、前記第１の立上げミラーで反射した波長の光を光ディスクに集光する第１の対物レンズと、前記第２の立上げミラーで反射した波長の光を光ディスクに集光する第２の対物レンズと、前記光ディスクで反射した光を検出する光検出器と、を備え、
互いに直交する偏光方向の光を、第１の偏光方向の光、第２の偏光方向の光とするとき、前記広帯域１／４波長板は、前記第１の立上げミラーを反射する波長の光が、前記第１の偏光方向の光と前記第２の偏光方向の光との間で発生する位相差および、前記第１の立上げミラーを透過するとともに前記第２の立上げミラーを反射する波長の光が、前記第１の偏光方向の光と前記第２の偏光方向の光との間で発生する位相差を含めて、前記第１の立上げミラーで反射して前記第１の対物レンズへ向かう波長の光および、前記第２の立上げミラーで反射して前記第２の対物レンズへ向かう波長の光が、いずれも円偏光の光となるような位相差を発生することを特徴とする光ヘッド装置。
前記広帯域１／４波長板は、複屈折性材料からなる第１の波長板と第２の波長板と、が重なる構成を有し、前記第１の波長板のリタデーション値および前記第２の波長板のリタデーション値および、前記第１の波長板の進相軸と前記第２の波長板の進相軸とがなす角度が調整された請求項１に記載の光ヘッド装置。
前記波長λ_１が４０５ｎｍ波長帯、前記波長λ_２が６６０ｎｍ波長帯、前記波長λ_３が７８５ｎｍ波長帯である請求項１または請求項２に記載の光ヘッド装置。