JP2655077B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents

光ヘッド装置

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JP2655077B2
JP2655077B2 JP6102409A JP10240994A JP2655077B2 JP 2655077 B2 JP2655077 B2 JP 2655077B2 JP 6102409 A JP6102409 A JP 6102409A JP 10240994 A JP10240994 A JP 10240994A JP 2655077 B2 JP2655077 B2 JP 2655077B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクに記録され
た情報を再生するための光ヘッド装置、特に光ディスク
の高密度化を目的とした、超解像を用いた光ヘッド装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクの高密度化を目的とし
て、超解像を用いて集光スポット径を縮小した光ヘッド
装置が提案されている。超解像を実現する手段として
は、光学系中に位相シフト板または遮光板を挿入する方
法が知られている。
【０００３】図２３に位相シフト板を用いた従来の光ヘ
ッド装置の構成例を示す（例えば特開平１−３１５０４
１号公報参照）。半導体レーザ１からの出射光はコリメ
ータレンズ２で平行光に変換され、位相シフト板５ｃに
入射する。ここで中心の円形領域内に入射した光の位相
がπだけシフトされたのち、偏光ビームスプリッタ３、
４および１／４波長板６を透過し、対物レンズ７でディ
スク８上に集光される。ディスク８からの反射光は対物
レンズ７、１／４波長板６を逆向きに透過し、偏光ビー
ムスプリッタ４で一部が反射される。偏光性ビームスプ
リッタ４の反射光はレンズ９で収束光に変換され、集光
点に設置されたピンホール１０を透過したのち情報信号
検出器１１で受光される。この光はディスク８に記録さ
れた情報信号の再生に用いられる。一方、偏光ビームス
プリッタ４の透過光は偏光ビームスプリッタ３で全て反
射される。偏光ビームスプリッタ３の反射光は円筒レン
ズ１２で非点収差を与えられたのち、誤差信号検出器１
３で受光される。この光はフォーカス誤差信号およびト
ラック誤差信号の検出に用いられる。
【０００４】図２４は本光ヘッド装置に用いる位相シフ
ト板５ｃの平面図、図２５は位相シフト板５ｃの断面図
である。位相シフト板５ｃは、ガラス基板１４ｃの中心
の円形領域内に誘電体膜１６ｃが形成された構造であ
り、この円形領域内に入射した光の位相をπだけシフト
させる性質を有する。
【０００５】図２６に遮光板を用いた従来の光ヘッド装
置の構成例を示す（例えば特開平１−３１５０４０号公
報参照）。半導体レーザ１からの出射光はコリメータレ
ンズ２で平行光に変換され、遮光板５ｄに入射する。こ
こで中心の円形領域内に入射した光がほぼ完全に遮光さ
れたのち、偏光ビームスプリッタ３、４および１／４波
長板６を透過し、対物レンズ７でディスク８上に集光さ
れる。ディスク８からの反射光は対物レンズ７、１／４
波長板６を逆向きに透過し、偏光ビームスプリッタ４で
一部が反射される。偏光性ビームスプリッタ４の反射光
はレンズ９で収束光に変換され、集光点に設置されたピ
ンホール１０を透過したのち情報信号検出器１１で受光
される。この光はディスク８に記録された情報信号の再
生に用いられる。一方、偏光ビームスプリッタ４の透過
光は偏光ビームスプリッタ３で全て反射される。偏光ビ
ームスプリッタ３の反射光は円筒レンズ１２で非点収差
を与えられたのち、誤差信号検出器１３で受光される。
この光はフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の
検出に用いられる。
【０００６】図２７は本光ヘッド装置に用いる遮光板５
ｄの平面図、図２８は遮光板５ｄの断面図である。遮光
板５ｄは、ガラス基板１４ｄの中心の円形領域内に金属
膜１６ｄが形成された構造であり、この円形領域内に入
射した光をほぼ完全に遮光する性質を有する。
【０００７】図２９に、超解像を行わない場合と行った
場合における、ディスク８上の集光スポットの断面形状
を示す。実線の集光スポット３５が超解像を行わない場
合、点線の集光スポット３６が超解像を行った場合にそ
れぞれ対応している。位相シフト板５ｃまたは遮光板５
ｄを用いて超解像を行うことにより、集光スポットの中
心部であるメインローブの径が縮小することがわかる。
但し、それに伴って集光スポットの周辺部にはサイドロ
ーブが生じる。このサイドローブは情報信号の再生特性
を劣化させる要因となるため、図２３および図２６に示
す光ヘッド装置においては、ピンホール１０によりサイ
ドローブ成分を除去し、メインローブ成分のみを情報信
号検出器１１に導く構成をとっている。
【０００８】図３０に、図２３および図２６に示す光ヘ
ッド装置に用いる誤差信号検出器１３の構成と受光部上
の光スポットを示す。誤差信号検出器１３は４つの受光
部３７ａ〜３７ｄを有し、光スポット３８は４つの受光
部にまたがって形成される。受光部３７ａ〜３７ｄの出
力をそれぞれＶ（３７ａ）〜Ｖ（３７ｄ）で表わすと、
フォーカス誤差信号は公知の非点収差法の原理により、
（Ｖ（３７ａ）＋Ｖ（３７ｄ））−（Ｖ（３７ｂ）＋Ｖ
（３７ｃ））の演算から得られる。また、トラック誤差
信号は公知のプッシュプル法の原理により、（Ｖ（３７
ａ）＋Ｖ（３７ｂ））−（Ｖ（３７ｃ）＋Ｖ（３７
ｄ））の演算から得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】超解像を用いた光ヘッ
ド装置において、ディスク８上の集光スポットの位相分
布が一様であるためには、位相シフト板５ｃまたは遮光
板５ｄと対物レンズ７の間の距離が、対物レンズ７の焦
点距離にほぼ等しくなければならない。しかし、図２３
および図２６に示す従来の光ヘッド装置においては、位
相シフト板５ｃまたは遮光板５ｄと対物レンズ７の間に
偏光ビームスプリッタ３、４および１／４波長板６が設
置されているため、この距離は対物レンズ７の焦点距離
に比べてかなり長くなってしまう。従って、ディスク８
上の集光スポットの位相分布が一様でなくなり、ディス
ク８に記録された情報信号の再生特性が劣化するという
課題がある。
【００１０】また、超解像を用いた光ヘッド装置におい
て、ディスク８上の集光スポットの強度分布が中心に関
して対称であり、かつ位相分布が一様であるためには、
位相シフト板５ｃまたは遮光板５ｄの円形領域の中心と
対物レンズ７の中心が一致していなければならない。し
かし、図２３および図２６に示す従来の光ヘッド装置に
おいては、トラッキング制御に伴い対物レンズ７がディ
スク８の半径方向に移動すると、位相シフト板５ｃまた
は遮光板５ｄの円形領域の中心が対物レンズ７の中心に
対してずれてしまう。従って、ディスク８上の集光スポ
ットの強度分布が中心に関して非対称になるか、もしく
は位相分布が一様でなくなり、やはりディスク８に記録
された情報信号の再生特性が劣化するという課題があ
る。
【００１１】本発明の目的は、上に述べた従来の課題を
解決し、ディスク上の集光スポットの位相分布が一様で
あり、かつトラッキング制御に伴う対物レンズの移動に
より集光スポットの強度分布の対称性や位相分布の一様
性が影響を受けず、ディスクに記録された情報信号の再
生特性が良好な、超解像を用いた光ヘッド装置を提供す
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の光ヘッド
装置は、半導体レーザと、該半導体レーザからの出射光
を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導体レ
ーザと前記対物レンズの間に設けられた、前記半導体レ
ーザからの出射光と前記光記録媒体からの反射光を分離
する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタ
で分離された前記光記録媒体からの反射光を受光する光
検出器と、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズ
の間に設けられた偏光性位相シフト板および１／４波長
板を少なくとも有する光ヘッド装置であって、前記偏光
性位相シフト板は、特定の方向の直線偏光に対しては中
心の円形領域内に入射した光の位相をπだけシフトさ
せ、前記特定の方向に直交する直線偏光に対してはほぼ
完全に透過させる性質を有しており、前記半導体レーザ
からの出射光が、前記偏光性位相シフト板に前記特定の
方向の直線偏光として入射することを特徴とする。
【００１３】本発明の第二の光ヘッド装置は、半導体レ
ーザと、該半導体レーザからの出射光を光記録媒体上に
集光する対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レ
ンズの間に設けられた、前記半導体レーザからの出射光
と前記光記録媒体からの反射光を分離する偏光ビームス
プリッタと、該偏光ビームスプリッタで分離された前記
光記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、前記偏
光ビームスプリッタと前記対物レンズの間に設けられた
偏光性回折板および１／４波長板を少なくとも有する光
ヘッド装置であって、前記偏光性回折板は、特定の方向
の直線偏光に対しては中心の円形領域内に入射した光を
ほぼ完全に回折させ、前記特定の方向に直交する直線偏
光に対してはほぼ完全に透過させる性質を有しており、
前記半導体レーザからの出射光が、前記偏光性回折板に
前記特定の方向の直線偏光として入射することを特徴と
する。
【００１４】本発明の第三の光ヘッド装置は、半導体レ
ーザと、該半導体レーザからの出射光を光記録媒体上に
集光する対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レ
ンズの間に設けられた、前記半導体レーザからの出射光
と前記光記録媒体からの反射光を分離する偏光性位相シ
フト板と、該偏光性位相シフト板で分離された前記光記
録媒体からの反射光を受光する光検出器と、前記偏光性
位相シフト板と前記対物レンズの間に設けられた１／４
波長板を少なくとも有する光ヘッド装置であって、前記
偏光性位相シフト板は、特定の方向の直線偏光に対して
は中心の円形領域内に入射した光の位相をπだけシフト
させ、前記特定の方向に直交する直線偏光に対してはほ
ぼ完全に回折させる性質を有しており、前記半導体レー
ザからの出射光が、前記偏光性位相シフト板に前記特定
の方向の直線偏光として入射することを特徴とする。
【００１５】本発明の第四の光ヘッド装置は、半導体レ
ーザと、該半導体レーザからの出射光を光記録媒体上に
集光する対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レ
ンズの間に設けられた、前記半導体レーザからの出射光
と前記光記録媒体からの反射光を分離する偏光性回折板
と、該偏光性回折板で分離された前記光記録媒体からの
反射光を受光する光検出器と、前記偏光性回折板と前記
対物レンズの間に設けられた１／４波長板を少なくとも
有する光ヘッド装置であって、前記偏光性回折板は、特
定の方向の直線偏光に対しては中心の円形領域内に入射
した光をほぼ完全に回折させ、前記特定の方向に直交す
る直線偏光に対してはほぼ完全に回折させる性質を有し
ており、前記半導体レーザからの出射光が、前記偏光性
回折板に前記特定の方向の直線偏光として入射すること
を特徴とする。
【００１６】
【作用】本発明の光ヘッド装置においては、従来の光ヘ
ッド装置における位相シフト板または遮光板の代わり
に、入射光の偏光方向に応じて異なる作用をする偏光性
位相シフト板または偏光性回折板を用いる。ここで、半
導体レーザからの出射光とディスクからの反射光は、偏
光方向が互いに直交する直線偏光である。偏光性位相シ
フト板は、半導体レーザからの出射光に対しては中心の
円形領域内に入射した光の位相をπだけシフトさせ、デ
ィスクからの反射光に対してはほぼ完全に透過させる性
質を有している。また、偏光性回折板は、半導体レーザ
からの出射光に対しては中心の円形領域内に入射した光
をほぼ完全に回折させ、ディスクからの反射光に対して
はほぼ完全に透過させる性質を有している。従って、こ
のような偏光性位相シフト板または偏光性回折板を用い
ることにより、位相シフト板または遮光板を用いた場合
と同様に超解像を行うことができ、集光スポットの中心
部であるメインローブの径が縮小する。
【００１７】従来の光ヘッド装置における位相シフト板
または遮光板はコリメータレンズと偏光ビームスプリッ
タの間に設置されていたが、本発明の光ヘッド装置にお
いては、偏光性位相シフト板または偏光性回折板を、上
に述べた性質により偏光ビームスプリッタと１／４波長
板の間に設置することができる。このような構成をとれ
ば、偏光性位相シフト板または偏光性回折板と対物レン
ズの間には１／４波長板が設置されているだけであるた
め、この距離を対物レンズの焦点距離にほぼ等しくする
ことが可能である。従って、ディスク上の集光スポット
の位相分布が一様になる。また、偏光性位相シフト板ま
たは偏光性回折板、１／４波長板、および対物レンズは
互いに近接しているため、これらをアクチュエータで同
時に駆動することによりトラッキング制御を行うことも
可能である。従って、トラッキング制御に伴い対物レン
ズがディスクの半径方向に移動しても、偏光性位相シフ
ト板または偏光性回折板の円形領域の中心と対物レンズ
の中心は常に一致しており、ディスク上の集光スポット
の強度分布の対称性や位相分布の一様性が保たれる。
【００１８】本発明の別の光ヘッド装置においては、偏
光性位相シフト板または偏光性回折板として、ディスク
からの反射光をほぼ完全に透過させる代わりに、ほぼ完
全に回折させる性質を有するものを用いる。この場合、
偏光性位相シフト板または偏光性回折板に、半導体レー
ザからの出射光とディスクからの反射光を分離する偏光
ビームスプリッタの作用を兼ね備えさせることができる
ため、さらに光ヘッド装置全体の小型化が可能である。
【００１９】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。
【００２０】図１に本発明の光ヘッド装置の第一の実施
例の構成を示す。本実施例に用いる偏光性位相シフト板
５ａは、異常光に対しては中心の円形領域内に入射した
光の位相をπだけシフトさせ、常光に対してはほぼ完全
に透過させる性質を有する。半導体レーザ１からの出射
光はコリメータレンズ２で平行光に変換され、偏光ビー
ムスプリッタ３、４を透過し、偏光性位相シフト板５ａ
に異常光として入射する。従って、ここで中心の円形領
域内に入射した光の位相がπだけシフトされたのち、１
／４波長板６を透過して円偏光となり、対物レンズ７で
ディスク８上に集光される。ディスク８からの反射光は
対物レンズ７、１／４波長板６を逆向きに透過し、偏光
性位相シフト板５ａに常光として入射する。従って、こ
こをほぼ完全に透過したのち、偏光ビームスプリッタ４
で一部が反射される。偏光性ビームスプリッタ４の反射
光はレンズ９で収束光に変換され、集光点に設置された
ピンホール１０を透過したのち情報信号検出器１１で受
光される。この光はディスク８に記録された情報信号の
再生に用いられる。一方、偏光ビームスプリッタ４の透
過光は偏光ビームスプリッタ３で全て反射される。偏光
ビームスプリッタ３の反射光は円筒レンズ１２で非点収
差を与えられたのち、誤差信号検出器１３で受光され
る。この光はフォーカス誤差信号およびトラック誤差信
号の検出に用いられる。誤差信号検出器１３の構成や誤
差信号の検出方法は、図３０で説明した従来例と同じで
ある。
【００２１】図２は本実施例に用いる偏光性位相シフト
板５ａの平面図、図３は偏光性位相シフト板５ａの断面
図である。偏光性位相シフト板５ａは、ニオブ酸リチウ
ム基板１４ａの中心の円形領域内に、プロトン交換領域
１５ａ、誘電体膜１６ａの二層構造を有する位相シフト
領域が形成されたものである。誘電体膜１６ａとして
は、例えばＮｂ2 Ｏ5 が用いられる。
【００２２】図４に、本実施例に用いる偏光性位相シフ
ト板５ａにおける入射光の位相変化を示す。（ａ）は光
学軸に平行な偏光である異常光に対する位相変化、
（ｂ）は光学軸に垂直な偏光である常光に対する位相変
化をそれぞれ示している。異常光、常光に対するプロト
ン交換領域１５ａとニオブ酸リチウム基板１４ａの屈折
率差をそれぞれΔｎe 、Δｎo 、誘電体膜１６ａの屈折
率をｎ、プロトン交換領域１５ａの深さ、誘電体膜１６
ａの厚さをそれぞれＴｐ、Ｔｄ、異常光、常光に対する
円形の位相シフト領域における位相シフト量をそれぞれ
δe 、δo 、入射光の波長をλとすると、 ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ＋Δｎe Ｔｐ｝＝δe ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ＋Δｎo Ｔｐ｝＝δo が成り立つ。実際にはΔｎe ＝０．１２、Δｎo ＝−
０．０４、ｎ＝２．２（誘電体膜１６ａがＮｂ2 Ｏ5 の
場合）である。従って、例えばλ＝０．７８μm 、Ｔｐ
＝２．４３７５μm 、Ｔｄ＝８１．２５nmとすると、δ
e ＝π、δo ＝０となる。すなわち、円形の位相シフト
領域における位相シフト量を異常光に対してはπ、常光
に対しては０とすることができる。その結果、偏光性位
相シフト板５ａは、異常光に対しては中心の円形領域内
に入射した光の位相をπだけシフトさせ、常光に対して
はほぼ完全に透過させる性質を有する。
【００２３】図５に本発明の光ヘッド装置の第二の実施
例の構成を示す。本実施例に用いる偏光性回折板５ｂ
は、異常光に対しては中心の円形領域内に入射した光を
ほぼ完全に回折させ、常光に対してはほぼ完全に透過さ
せる性質を有する。半導体レーザ１からの出射光はコリ
メータレンズ２で平行光に変換され、偏光ビームスプリ
ッタ３、４を透過し、偏光性回折板５ｂに異常光として
入射する。従って、ここで中心の円形領域内に入射した
光がほぼ完全に回折されたのち、１／４波長板６を透過
して円偏光となり、対物レンズ７でディスク８上に集光
される。ディスク８からの反射光は対物レンズ７、１／
４波長板６を逆向きに透過し、偏光性回折板５ｂに常光
として入射する。従って、ここをほぼ完全に透過したの
ち、偏光ビームスプリッタ４で一部が反射される。偏光
性ビームスプリッタ４の反射光はレンズ９で収束光に変
換され、集光点に設置されたピンホール１０を透過した
のち情報信号検出器１１で受光される。この光はディス
ク８に記録された情報信号の再生に用いられる。一方、
偏光ビームスプリッタ４の透過光は偏光ビームスプリッ
タ３で全て反射される。偏光ビームスプリッタ３の反射
光は円筒レンズ１２で非点収差を与えられたのち、誤差
信号検出器１３で受光される。この光はフォーカス誤差
信号およびトラック誤差信号の検出に用いられる。誤差
信号検出器１３の構成や誤差信号の検出方法は、図３０
で説明した従来例と同じである。
【００２４】図６は本実施例に用いる偏光性回折板５ｂ
の平面図、図７は偏光性回折板５ｂの断面図である。偏
光性回折板５ｂは、ニオブ酸リチウム基板１４ｂの中心
の円形領域内に、プロトン交換領域１５ｂ、誘電体膜１
６ｂの二層構造を有する回折格子領域が形成されたもの
である。誘電体膜１６ｂとしては、例えばＮｂ2 Ｏ5が
用いられる。
【００２５】図８に、本実施例に用いる偏光性回折板５
ｂにおける入射光の位相変化を示す。（ａ）は光学軸に
平行な偏光である異常光に対する位相変化、（ｂ）は光
学軸に垂直な偏光である常光に対する位相変化をそれぞ
れ示している。異常光、常光に対するプロトン交換領域
１５ｂとニオブ酸リチウム基板１４ｂの屈折率差をそれ
ぞれΔｎe 、Δｎo 、誘電体膜１６ｂの屈折率をｎ、プ
ロトン交換領域１５ｂの深さ、誘電体膜１６ｂの厚さを
それぞれＴｐ、Ｔｄ、異常光、常光に対する円形の回折
格子領域におけるライン部とスペース部の位相差をそれ
ぞれαe 、αo、入射光の波長をλとすると、 ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ＋Δｎe Ｔｐ｝＝αe ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ＋Δｎo Ｔｐ｝＝αo が成り立つ。実際にはΔｎe ＝０．１２、Δｎo ＝−
０．０４、ｎ＝２．２（誘電体膜１６ｂがＮｂ2 Ｏ5 の
場合）である。従って、例えばλ＝０．７８μm 、Ｔｐ
＝２．４３７５μm 、Ｔｄ＝８１．２５nmとすると、α
e ＝π、αo ＝０となる。すなわち、円形の回折格子領
域におけるライン部とスペース部の位相差を異常光に対
してはπ、常光に対しては０とすることができる。ライ
ン部とスペース部の幅が等しい場合、異常光、常光に対
する透過率は、それぞれ ｃｏｓ2 （αe ／２）＝０ ｃｏｓ2 （αo ／２）＝１ となる。その結果、偏光性回折板５ｂは、異常光に対し
ては中心の円形領域内に入射した光をほぼ完全に回折さ
せ、常光に対してはほぼ完全に透過させる性質を有す
る。
【００２６】図９に本発明の光ヘッド装置の第三の実施
例の構成を示す。本実施例に用いる偏光性位相シフト板
１９ａは、常光に対しては中心の円形領域内に入射した
光の位相をπだけシフトさせ、異常光に対してはほぼ完
全に回折させる性質を有する。半導体レーザ１からの出
射光は偏光性位相シフト板１９ａに常光として入射す
る。従って、ここで中心の円形領域内に入射した光の位
相がπだけシフトされたのち、１／４波長板６を透過し
て円偏光となり、対物レンズ７でディスク８上に集光さ
れる。ディスク８からの反射光は対物レンズ７、１／４
波長板６を逆向きに透過し、偏光性位相シフト板１９ａ
に異常光として入射する。従って、ここでほぼ完全に回
折される。偏光性位相シフト板１９ａの＋１次回折光
は、集光点に設置されたピンホール１０を透過したのち
情報信号検出器１１で受光される。この光はディスク８
に記録された情報信号の再生に用いられる。一方、偏光
性位相シフト板１９ａの−１次回折光は、円筒レンズ１
２で非点収差を与えられたのち、誤差信号検出器１３で
受光される。この光はフォーカス誤差信号およびトラッ
ク誤差信号の検出に用いられる。誤差信号検出器１３の
構成や誤差信号の検出方法は、図３０で説明した従来例
と同じである。
【００２７】図１０は本実施例に用いる偏光性位相シフ
ト板１９ａの平面図、図１１は偏光性位相シフト板１９
ａの断面図である。偏光性位相シフト板１９ａは、ニオ
ブ酸リチウム基板２０ａ上に、中心の円形領域内にはプ
ロトン交換領域２１ａ、誘電体膜２２ａの二層構造およ
び誘電体膜２２ａの単層構造を有する回折格子領域が形
成され、中心の円形領域外にはプロトン交換領域２１
ａ、誘電体膜２２ａの二層構造を有する回折格子領域が
形成されたものである。誘電体膜２２ａとしては、例え
ばＮｂ2 Ｏ5 が用いられる。
【００２８】図１２に、本実施例に用いる偏光性位相シ
フト板１９ａにおける入射光の位相変化を示す。（ａ）
は光学軸に垂直な偏光である常光に対する位相変化、
（ｂ）は光学軸に平行な偏光である異常光に対する位相
変化をそれぞれ示している。常光、異常光に対するプロ
トン交換領域２１ａとニオブ酸リチウム基板２０ａの屈
折率差をそれぞれΔｎo 、Δｎe 、誘電体膜２２ａの屈
折率をｎ、入射光の波長をλとする。実際にはΔｎo ＝
−０．０４、Δｎe ＝０．１２、ｎ＝２．２（誘電体膜
２２ａがＮｂ2 Ｏ5 の場合）である。また、λ＝０．７
８μm とする。
【００２９】まず、中心の円形領域内の回折格子につい
て、誘電体膜２２ａの単層構造部分における誘電体膜２
２ａの厚さをＴｄ1 、プロトン交換領域２１ａ、誘電体
膜２２ａの二層構造部分におけるプロトン交換領域２１
ａの深さ、誘電体膜２２ａの厚さをそれぞれＴｐ2 、Ｔ
ｄ2 、常光、異常光に対するライン部（単層構造部分）
とスペース部（二層構造部分）の位相差をそれぞれ
αo 、αe とすると、 ２π／λ×｛（ｎ−１）（Ｔｄ1 −Ｔｄ2 ）−Δｎo Ｔ
ｐ2 ｝＝αo ２π／λ×｛（ｎ−１）（Ｔｄ1 −Ｔｄ2 ）−Δｎe Ｔ
ｐ2 ｝＝αe が成り立つ。従って、例えばＴｄ1 ＝３２５nm、Ｔｐ2
＝２．４３７５μm 、Ｔｄ2 ＝４０６．２５nmとする
と、αo ＝０、αe ＝−πとなる。
【００３０】次に、中心の円形領域外の回折格子につい
て、プロトン交換領域２１ａの深さ、誘電体膜２２ａの
厚さをそれぞれＴｐ、Ｔｄ、常光、異常光に対するライ
ン部とスペース部の位相差をそれぞれαo 、αe とする
と、 ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ＋Δｎo Ｔｐ｝＝αo ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ＋Δｎe Ｔｐ｝＝αe が成り立つ。従って、例えばＴｐ＝２．４３７５μm 、
Ｔｄ＝８１．２５nmとすると、αo ＝０、αe ＝πとな
る。
【００３１】さらに、常光、異常光に対する円形の位相
シフト領域における位相シフト量をそれぞれδo 、δe
とすると、ライン部では ２π／λ×｛（ｎ−１）（Ｔｄ1 −Ｔｄ）−Δｎo Ｔ
ｐ｝＝δo ２π／λ×｛（ｎ−１）（Ｔｄ1 −Ｔｄ）−Δｎe Ｔ
ｐ｝＝δe が成り立ち、スペース部では ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ2 ＋Δｎo Ｔｐ2 ｝＝δo ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ2 ＋Δｎe Ｔｐ2 ｝＝δe が成り立つ。上に述べた値を用いると、ライン部ではδ
o ＝π、δe ＝０、スペース部ではδo ＝π、δe ＝２
πとなる。
【００３２】すなわち、常光に対しては、中心の円形領
域内の回折格子におけるライン部とスペース部の位相差
を０、中心の円形領域外の回折格子におけるライン部と
スペース部の位相差も０、かつ円形の位相シフト領域に
おける位相シフト量をπとすることができる。一方、異
常光に対しては、中心の円形領域内の回折格子における
ライン部とスペース部の位相差をπ（−πと同じ）、中
心の円形領域外の回折格子におけるライン部とスペース
部の位相差もπ、かつ円形の位相シフト領域における位
相シフト量を０（２πも同じ）とすることができる。
【００３３】回折格子におけるライン部とスペース部の
幅が等しい場合、円形領域内、円形領域外とも、常光、
異常光に対する透過率は、それぞれ ｃｏｓ2 （αo ／２）＝１ ｃｏｓ2 （αe ／２）＝０ となる。また、円形領域内、円形領域外とも、常光、異
常光に対する±１次回折効率は、それぞれ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αo ／２）＝０ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αe ／２）＝０．４０５ となる。その結果、偏光性位相シフト板１９ａは、常光
に対しては中心の円形領域内に入射した光の位相をπだ
けシフトさせ、異常光に対してはほぼ完全に回折させる
性質を有する。ディスク８からの反射光のうち、偏光性
位相シフト板１９ａの＋１次回折光として情報信号検出
器１１に向かう割合、および偏光性位相シフト板１９ａ
の−１次回折光として誤差信号検出器１３に向かう割合
はそれぞれ４０．５％である。
【００３４】次に、本発明の光ヘッド装置の第四の実施
例について説明する。本発明の光ヘッド装置の第四の実
施例は、図９に示す第三の実施例における偏光性位相シ
フト板１９ａを偏光性位相シフト板２５ａに置き換えた
構成である。本実施例に用いる偏光性位相シフト板２５
ａは、異常光に対しては中心の円形領域内に入射した光
の位相をπだけシフトさせ、常光に対してはほぼ完全に
回折させる性質を有する。半導体レーザ１からの出射光
は偏光性位相シフト板２５ａに異常光として入射し、デ
ィスク８からの反射光は偏光性位相シフト板２５ａに常
光として入射する。
【００３５】図１３は本実施例に用いる偏光性位相シフ
ト板２５ａの半導体レーザ１側およびディスク８側から
見た平面図、図１４は偏光性位相シフト板２５ａの断面
図である。偏光性位相シフト板２５ａは、ニオブ酸リチ
ウム基板２６ａの第一の面上に、中心の円形領域内にプ
ロトン交換領域２７ａ、誘電体膜２８ａの二層構造を有
する位相シフト領域が形成され、ニオブ酸リチウム基板
２６ａの第二の面上に、プロトン交換領域２９ａ、誘電
体膜３０ａの二層構造を有する回折格子領域が形成され
たものである。誘電体膜２８ａおよび３０ａとしては、
例えばＮｂ2 Ｏ5 が用いられる。
【００３６】図１５に、本実施例に用いる偏光性位相シ
フト板２５ａにおける入射光の位相変化を示す。（ａ）
は光学軸に平行な偏光である異常光に対する第一の面で
の位相変化、（ｂ）は光学軸に垂直な偏光である常光に
対する第一の面での位相変化、（ｃ）は光学軸に平行な
偏光である異常光に対する第二の面での位相変化、
（ｄ）は光学軸に垂直な偏光である常光に対する第二の
面での位相変化をそれぞれ示している。異常光、常光に
対するプロトン交換領域２７ａおよび２９ａとニオブ酸
リチウム基板２６ａの屈折率差をそれぞれΔｎe 、Δｎ
o 、誘電体膜２８ａおよび３０ａの屈折率をｎ、入射光
の波長をλとする。実際にはΔｎe ＝０．１２、Δｎo
＝−０．０４、ｎ＝２．２（誘電体膜２８ａおよび３０
ａがＮｂ2 Ｏ5 の場合）である。また、λ＝０．７８μ
m とする。
【００３７】まず、第一の面について、プロトン交換領
域２７ａの深さ、誘電体膜２８ａの厚さをそれぞれＴｐ
1 、Ｔｄ1 、異常光、常光に対する円形の位相シフト領
域における位相シフト量をそれぞれδe 、δo とする
と、 ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ1 ＋Δｎe Ｔｐ1 ｝＝δe ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ1 ＋Δｎo Ｔｐ1 ｝＝δo が成り立つ。従って、例えばＴｐ1 ＝２．４３７５μm
、Ｔｄ1 ＝８１．２５nmとすると、δe ＝π、δo ＝
０となる。
【００３８】次に、第二の面について、プロトン交換領
域２９ａの深さ、誘電体膜３０ａの厚さをそれぞれＴｐ
2 、Ｔｄ2 、異常光、常光に対する回折格子領域におけ
るライン部とスペース部の位相差をそれぞれαe 、αo
とすると、 ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ2 ＋Δｎe Ｔｐ2 ｝＝αe ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ2 ＋Δｎo Ｔｐ2 ｝＝αo が成り立つ。従って、例えばＴｐ2 ＝２．４３７５μm
、Ｔｄ2 ＝４０６．２５nmとすると、αe ＝２π、α
o ＝πとなる。
【００３９】すなわち、異常光に対しては、第一の面の
円形の位相シフト領域における位相シフト量をπ、第二
の面の回折格子領域におけるライン部とスペース部の位
相差を０（２πと同じ）とすることができる。一方、常
光に対しては、第一の面の円形の位相シフト領域におけ
る位相シフト量を０、第二の面の回折格子領域における
ライン部とスペース部の位相差をπとすることができ
る。
【００４０】回折格子におけるライン部とスペース部の
幅が等しい場合、第二の面では、異常光、常光に対する
透過率は、それぞれ ｃｏｓ2 （αe ／２）＝１ ｃｏｓ2 （αo ／２）＝０ となる。また、異常光、常光に対する±１次回折効率
は、それぞれ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αe ／２）＝０ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αo ／２）＝０．４０５ となる。その結果、偏光性位相シフト板２５ａは、異常
光に対しては中心の円形領域内に入射した光の位相をπ
だけシフトさせ、常光に対してはほぼ完全に回折させる
性質を有する。ディスク８からの反射光のうち、偏光性
位相シフト板２５ａの＋１次回折光として情報信号検出
器１１に向かう割合、および偏光性位相シフト板２５ａ
の−１次回折光として誤差信号検出器１３に向かう割合
はそれぞれ４０．５％である。
【００４１】ここでは偏光性位相シフト板２５ａとし
て、ニオブ酸リチウム基板２６ａの第一の面に円形の位
相シフト領域が形成され、第二の面に回折格子領域が形
成された構成について述べたが、これ以外に、片面に円
形の位相シフト領域が形成された第一のニオブ酸リチウ
ム基板と、片面に回折格子領域が形成された第二のニオ
ブ酸リチウム基板を、位相シフト領域および回折格子領
域が外側になるように貼り合わせた構成も可能である。
その際、第二のニオブ酸リチウム基板の回折格子領域に
おけるプロトン交換領域の深さと誘電体膜の厚さを、ラ
イン部とスペース部の位相差が常光、異常光に対してそ
れぞれ０、πになるように設定し、二つのニオブ酸リチ
ウム基板を光学軸が互いに直交するように貼り合わせて
も同じ性質が得られる。
【００４２】図１６に本発明の光ヘッド装置の第五の実
施例の構成を示す。本実施例に用いる偏光性回折板１９
ｂは、常光に対しては中心の円形領域内に入射した光を
ほぼ完全に回折させ、異常光に対してはほぼ完全に回折
させる性質を有する。半導体レーザ１からの出射光は偏
光性回折板１９ｂに常光として入射する。従って、ここ
で中心の円形領域内に入射した光がほぼ完全に回折され
たのち、１／４波長板６を透過して円偏光となり、対物
レンズ７でディスク８上に集光される。ディスク８から
の反射光は対物レンズ７、１／４波長板６を逆向きに透
過し、偏光性回折板１９ｂに異常光として入射する。従
って、ここでほぼ完全に回折される。偏光性回折板１９
ｂの＋１次回折光は、集光点に設置されたピンホール１
０を透過したのち情報信号検出器１１で受光される。こ
の光はディスク８に記録された情報信号の再生に用いら
れる。一方、偏光性回折板１９ｂの−１次回折光は、円
筒レンズ１２で非点収差を与えられたのち、誤差信号検
出器１３で受光される。この光はフォーカス誤差信号お
よびトラック誤差信号の検出に用いられる。誤差信号検
出器１３の構成や誤差信号の検出方法は、図３０で説明
した従来例と同じである。
【００４３】図１７は本実施例に用いる偏光性回折板１
９ｂの平面図、図１８は偏光性回折板１９ｂの断面図で
ある。偏光性回折板１９ｂは、ニオブ酸リチウム基板２
０ｂ上に、中心の円形領域内には誘電体膜２２ｂの単層
構造を有する回折格子領域が形成され、中心の円形領域
外にはプロトン交換領域２１ｂ、誘電体膜２２ｂの二層
構造を有する回折格子領域が形成されたものである。誘
電体膜２２ｂとしては、例えばＮｂ2 Ｏ5 が用いられ
る。
【００４４】図１９に、本実施例に用いる偏光性回折板
１９ｂにおける入射光の位相変化を示す。（ａ）は光学
軸に垂直な偏光である常光に対する位相変化、（ｂ）は
光学軸に平行な偏光である異常光に対する位相変化をそ
れぞれ示している。常光、異常光に対するプロトン交換
領域２１ｂとニオブ酸リチウム基板２０ｂの屈折率差を
それぞれΔｎo 、Δｎe 、誘電体膜２２ｂの屈折率を
ｎ、入射光の波長をλとする。実際にはΔｎo ＝−０．
０４、Δｎe ＝０．１２、ｎ＝２．２（誘電体膜２２ｂ
がＮｂ2 Ｏ5 の場合）である。また、λ＝０．７８μm
とする。
【００４５】まず、中心の円形領域内の回折格子につい
て、誘電体膜２２ｂの厚さをＴｄ1、常光、異常光に対
するライン部とスペース部の位相差をそれぞれαo 、α
e とすると、 ２π／λ×（ｎ−１）Ｔｄ1 ＝αo ２π／λ×（ｎ−１）Ｔｄ1 ＝αe が成り立つ。従って、例えばＴｄ1 ＝３２５nmとする
と、αo ＝π、αe ＝πとなる。
【００４６】次に、中心の円形領域外の回折格子につい
て、プロトン交換領域２１ｂの深さ、誘電体膜２２ｂの
厚さをそれぞれＴｐ、Ｔｄ、常光、異常光に対するライ
ン部とスペース部の位相差をそれぞれαo 、αe とする
と、 ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ＋Δｎo Ｔｐ｝＝αo ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ＋Δｎe Ｔｐ｝＝αe が成り立つ。従って、例えばＴｐ＝２．４３７５μm 、
Ｔｄ＝８１．２５nmとすると、αo ＝０、αe ＝πとな
る。
【００４７】すなわち、常光に対しては、中心の円形領
域内の回折格子におけるライン部とスペース部の位相差
をπ、中心の円形領域外の回折格子におけるライン部と
スペース部の位相差を０とすることができる。一方、異
常光に対しては、中心の円形領域内の回折格子における
ライン部とスペース部の位相差をπ、中心の円形領域外
の回折格子におけるライン部とスペース部の位相差もπ
とすることができる。
【００４８】回折格子におけるライン部とスペース部の
幅が等しい場合、円形領域内では、常光、異常光に対す
る透過率は、それぞれ ｃｏｓ2 （αo ／２）＝０ ｃｏｓ2 （αe ／２）＝０ となる。また、常光、異常光に対する±１次回折効率
は、それぞれ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αo ／２）＝０．４０５ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αe ／２）＝０．４０５ となる。一方、円形領域外では、常光、異常光に対する
透過率は、それぞれ ｃｏｓ2 （αo ／２）＝１ ｃｏｓ2 （αe ／２）＝０ となる。また、常光、異常光に対する±１次回折効率
は、それぞれ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αo ／２）＝０ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αe ／２）＝０．４０５ となる。その結果、偏光性回折板１９ｂは、常光に対し
ては中心の円形領域内に入射した光をほぼ完全に回折さ
せ、異常光に対してはほぼ完全に回折させる性質を有す
る。ディスク８からの反射光のうち、偏光性回折板１９
ｂの＋１次回折光として情報信号検出器１１に向かう割
合、および偏光性回折板１９ｂの−１次回折光として誤
差信号検出器１３に向かう割合はそれぞれ４０．５％で
ある。
【００４９】次に、本発明の光ヘッド装置の第六の実施
例について説明する。本発明の光ヘッド装置の第六の実
施例は、図１６に示す第五の実施例における偏光性回折
板１９ｂを偏光性回折板２５ｂに置き換えた構成であ
る。本実施例に用いる偏光性回折板２５ｂは、異常光に
対しては中心の円形領域内に入射した光をほぼ完全に回
折させ、常光に対してはほぼ完全に回折させる性質を有
する。半導体レーザ１からの出射光は偏光性回折板２５
ｂに異常光として入射し、ディスク８からの反射光は偏
光性回折板２５ｂに常光として入射する。
【００５０】図２０は本実施例に用いる偏光性回折板２
５ｂの半導体レーザ１側およびディスク８側から見た平
面図、図２１は偏光性回折板２５ｂの断面図である。偏
光性回折板２５ｂは、ニオブ酸リチウム基板２６ｂの第
一の面上に、中心の円形領域内にプロトン交換領域２７
ｂ、誘電体膜２８ｂの二層構造を有する回折格子領域が
形成され、ニオブ酸リチウム基板２６ｂの第二の面上
に、プロトン交換領域２９ｂ、誘電体膜３０ｂの二層構
造を有する回折格子領域が形成されたものである。誘電
体膜２８ｂおよび３０ｂとしては、例えばＮｂ2 Ｏ5 が
用いられる。
【００５１】図２２に、本実施例に用いる偏光性回折板
２５ｂにおける入射光の位相変化を示す。（ａ）は光学
軸に平行な偏光である異常光に対する第一の面での位相
変化、（ｂ）は光学軸に垂直な偏光である常光に対する
第一の面での位相変化、（ｃ）は光学軸に平行な偏光で
ある異常光に対する第二の面での位相変化、（ｄ）は光
学軸に垂直な偏光である常光に対する第二の面での位相
変化をそれぞれ示している。異常光、常光に対するプロ
トン交換領域２７ｂおよび２９ｂとニオブ酸リチウム基
板２６ｂの屈折率差をそれぞれΔｎe 、Δｎo 、誘電体
膜２８ｂおよび３０ｂの屈折率をｎ、入射光の波長をλ
とする。実際にはΔｎe ＝０．１２、Δｎo ＝−０．０
４、ｎ＝２．２（誘電体膜２８ｂおよび３０ｂがＮｂ2
Ｏ5 の場合）である。また、λ＝０．７８μm とする。
【００５２】まず、第一の面について、プロトン交換領
域２７ｂの深さ、誘電体膜２８ｂの厚さをそれぞれＴｐ
1 、Ｔｄ1 、異常光、常光に対する円形の回折格子領域
におけるライン部とスペース部の位相差をそれぞれ
αe 、αo とすると、 ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ1 ＋Δｎe Ｔｐ1 ｝＝αe ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ1 ＋Δｎo Ｔｐ1 ｝＝αo が成り立つ。従って、例えばＴｐ1 ＝２．４３７５μm
、Ｔｄ1 ＝８１．２５nmとすると、αe ＝π、αo ＝
０となる。
【００５３】次に、第二の面について、プロトン交換領
域２９ｂの深さ、誘電体膜３０ｂの厚さをそれぞれＴｐ
2 、Ｔｄ2 、異常光、常光に対する回折格子領域におけ
るライン部とスペース部の位相差をそれぞれαe 、αo
とすると、 ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ2 ＋Δｎe Ｔｐ2 ｝＝αe ２π／λ×｛（ｎ−１）Ｔｄ2 ＋Δｎo Ｔｐ2 ｝＝αo が成り立つ。従って、例えばＴｐ2 ＝２．４３７５μm
、Ｔｄ2 ＝４０６．２５nmとすると、αe ＝２π、α
o ＝πとなる。
【００５４】すなわち、異常光に対しては、第一の面の
円形の回折格子領域におけるライン部とスペース部の位
相差をπ、第二の面の回折格子領域におけるライン部と
スペース部の位相差を０（２πと同じ）とすることがで
きる。一方、常光に対しては、第一の面の円形の回折格
子領域におけるライン部とスペース部の位相差を０、第
二の面の回折格子領域におけるライン部とスペース部の
位相差をπとすることができる。
【００５５】回折格子におけるライン部とスペース部の
幅が等しい場合、第一の面では、異常光、常光に対する
透過率は、それぞれ ｃｏｓ2 （αe ／２）＝０ ｃｏｓ2 （αo ／２）＝１ となる。また、異常光、常光に対する±１次回折効率
は、それぞれ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αe ／２）＝０．４０５ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αo ／２）＝０ となる。一方、第二の面では、異常光、常光に対する透
過率は、それぞれ ｃｏｓ2 （αe ／２）＝１ ｃｏｓ2 （αo ／２）＝０ となる。また、異常光、常光に対する±１次回折効率
は、それぞれ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αe ／２）＝０ （２／π）2 ｓｉｎ2 （αo ／２）＝０．４０５ となる。その結果、偏光性回折板２５ｂは、異常光に対
しては中心の円形領域内に入射した光をほぼ完全に回折
させ、常光に対してはほぼ完全に回折させる性質を有す
る。ディスク８からの反射光のうち、偏光性回折板２５
ｂの＋１次回折光として情報信号検出器１１に向かう割
合、および偏光性回折板２５ｂの−１次回折光として誤
差信号検出器１３に向かう割合はそれぞれ４０．５％で
ある。
【００５６】ここでは偏光性回折板２５ｂとして、ニオ
ブ酸リチウム基板２６ｂの第一の面に円形の回折格子領
域が形成され、第二の面に回折格子領域が形成された構
成について述べたが、これ以外に、片面に円形の回折格
子領域が形成された第一のニオブ酸リチウム基板と、片
面に回折格子領域が形成された第二のニオブ酸リチウム
基板を、二つの回折格子領域が外側になるように貼り合
わせた構成も可能である。その際、第二のニオブ酸リチ
ウム基板の回折格子領域におけるプロトン交換領域の深
さと誘電体膜の厚さを、ライン部とスペース部の位相差
が常光、異常光に対してそれぞれ０、πになるように設
定し、二つのニオブ酸リチウム基板を光学軸が互いに直
交するように貼り合わせても同じ性質が得られる。
【００５７】本発明の第三〜第六の実施例においては、
偏光性位相シフト板１９ａ、２５ａまたは偏光性回折板
１９ｂ、２５ｂに、第一、第二の実施例における偏光ビ
ームスプリッタ３、４の作用を兼ね備えさせることがで
きるため、光ヘッド装置全体の小型化が可能である。ま
た、本発明の第三〜第六の実施例においては、半導体レ
ーザ１、情報信号検出器１１、および誤差信号検出器１
３が互いに近接しているため、これらを同一のパッケー
ジに収納することができる。この構成によれば、半導体
レーザ１、情報信号検出器１１、および誤差信号検出器
１３を別々のパッケージに収納した場合に比べ、光ヘッ
ド装置全体の一層の小型化が可能であると共に、温度変
化等による半導体レーザ１と情報信号検出器１１、誤差
信号検出器１３の間の位置ずれが抑制されるため、耐環
境性の向上も期待できる。
【００５８】本発明の第一〜第六の実施例においては、
偏光性位相シフト板５ａ、１９ａ、２５ａまたは偏光性
回折板５ｂ、１９ｂ、２５ｂと対物レンズ７の間には１
／４波長板６が設置されているだけであるため、この距
離を対物レンズ７の焦点距離にほぼ等しくすることが可
能である。このようにすれば、ディスク８上の集光スポ
ットの位相分布が一様になる。
【００５９】また、本発明の第一〜第六の実施例におい
ては、偏光性位相シフト板５ａ、１９ａ、２５ａまたは
偏光性回折板５ｂ、１９ｂ、２５ｂ、１／４波長板６、
および対物レンズ７が互いに近接しているため、これら
をアクチュエータで同時に駆動することによりトラッキ
ング制御を行うことも可能である。このようにすれば、
トラッキング制御に伴い対物レンズ７がディスク８の半
径方向に移動しても、偏光性位相シフト板５ａ、１９
ａ、２５ａまたは偏光性回折板５ｂ、１９ｂ、２５ｂの
円形領域の中心と対物レンズ７の中心は常に一致してお
り、ディスク８上の集光スポットの強度分布の対称性や
位相分布の一様性が保たれる。
【００６０】本発明の第一〜第六の実施例においては、
偏光性位相シフト板５ａ、１９ａ、２５ａとして、半導
体レーザ１からの出射光に対して中心の円形領域内に入
射した光の位相をπだけシフトさせるものを用い、偏光
性回折板５ｂ、１９ｂ、２５ｂとして、半導体レーザ１
からの出射光に対して中心の円形領域内に入射した光を
ほぼ完全に回折させるものを用いている。しかし、これ
以外に、偏光性位相シフト板として、半導体レーザ１か
らの出射光に対して中心を通る帯状の領域内に入射した
光の位相をπだけシフトさせるものを用い、偏光性回折
板として、半導体レーザ１からの出射光に対して中心を
通る帯状の領域内に入射した光をほぼ完全に回折させる
ものを用いることも可能である。帯状の領域をディスク
８のトラックに垂直な方向に設定すれば、集光スポット
のトラックに平行な方向の径が縮小し、ディスク８の線
密度の向上が図れる。一方、帯状の領域をディスク８の
トラックに平行な方向に設定すれば、集光スポットのト
ラックに垂直な方向の径が縮小し、ディスク８のトラッ
ク密度の向上が図れる。これらの場合、ピンホール１０
の代わりにスリットを用い、偏光性位相シフト板または
偏光性回折板の帯状の領域とスリットの方向を平行に設
定することにより、サイドローブ成分を除去することが
できる。
【００６１】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の光ヘッド
装置においては、偏光性位相シフト板または偏光性回折
板と対物レンズの間の距離を、対物レンズの焦点距離に
ほぼ等しくすることができる。また、偏光性位相シフト
板または偏光性回折板、１／４波長板、および対物レン
ズをアクチュエータで同時に駆動することによりトラッ
キング制御を行うことができる。
【００６２】従って、本発明によれば、ディスク上の集
光スポットの位相分布が一様であり、かつトラッキング
制御に伴う対物レンズの移動により集光スポットの強度
分布の対称性や位相分布の一様性が影響を受けず、ディ
スクに記録された情報信号の再生特性が良好な、超解像
を用いた光ヘッド装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ヘッド装置の第一の実施例の構成を
示す図である。
【図２】本発明の光ヘッド装置の第一の実施例に用いる
偏光性位相シフト板の平面図である。
【図３】本発明の光ヘッド装置の第一の実施例に用いる
偏光性位相シフト板の断面図である。
【図４】本発明の光ヘッド装置の第一の実施例に用いる
偏光性位相シフト板における入射光の位相変化を示す図
である。
【図５】本発明の光ヘッド装置の第二の実施例の構成を
示す図である。
【図６】本発明の光ヘッド装置の第二の実施例に用いる
偏光性回折板の平面図である。
【図７】本発明の光ヘッド装置の第二の実施例に用いる
偏光性回折板の断面図である。
【図８】本発明の光ヘッド装置の第二の実施例に用いる
偏光性回折板における入射光の位相変化を示す図であ
る。
【図９】本発明の光ヘッド装置の第三の実施例の構成を
示す図である。
【図１０】本発明の光ヘッド装置の第三の実施例に用い
る偏光性位相シフト板の平面図である。
【図１１】本発明の光ヘッド装置の第三の実施例に用い
る偏光性位相シフト板の断面図である。
【図１２】本発明の光ヘッド装置の第三の実施例に用い
る偏光性位相シフト板における入射光の位相変化を示す
図である。
【図１３】本発明の光ヘッド装置の第四の実施例に用い
る偏光性位相シフト板の平面図である。
【図１４】本発明の光ヘッド装置の第四の実施例に用い
る偏光性位相シフト板の断面図である。
【図１５】本発明の光ヘッド装置の第四の実施例に用い
る偏光性位相シフト板における入射光の位相変化を示す
図である。
【図１６】本発明の光ヘッド装置の第五の実施例の構成
を示す図である。
【図１７】本発明の光ヘッド装置の第五の実施例に用い
る偏光性回折板の平面図である。
【図１８】本発明の光ヘッド装置の第五の実施例に用い
る偏光性回折板の断面図である。
【図１９】本発明の光ヘッド装置の第五の実施例に用い
る偏光性回折板における入射光の位相変化を示す図であ
る。
【図２０】本発明の光ヘッド装置の第六の実施例に用い
る偏光性回折板の平面図である。
【図２１】本発明の光ヘッド装置の第六の実施例に用い
る偏光性回折板の断面図である。
【図２２】本発明の光ヘッド装置の第六の実施例に用い
る偏光性回折板における入射光の位相変化を示す図であ
る。
【図２３】位相シフト板を用いた従来の光ヘッド装置の
構成例を示す図である。
【図２４】従来の光ヘッド装置に用いる位相シフト板の
平面図である。
【図２５】従来の光ヘッド装置に用いる位相シフト板の
断面図である。
【図２６】遮光板を用いた従来の光ヘッド装置の構成例
を示す図である。
【図２７】従来の光ヘッド装置に用いる遮光板の平面図
である。
【図２８】従来の光ヘッド装置に用いる遮光板の断面図
である。
【図２９】集光スポットの断面形状を示す図である。
【図３０】誤差信号検出器の構成と受光部上の光スポッ
トを示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ ２ コリメータレンズ ３、４ 偏光ビームスプリッタ ５ａ 偏光性位相シフト板 ５ｂ 偏光性回折板 ５ｃ 位相シフト板 ５ｄ 遮光板 ６ １／４波長板 ７ 対物レンズ ８ ディスク ９ レンズ １０ ピンホール １１ 情報信号検出器 １２ 円筒レンズ １３ 誤差信号検出器 １４ａ、１４ｂ ニオブ酸リチウム基板 １４ｃ、１４ｄ ガラス基板 １５ａ、１５ｂ プロトン交換領域 １６ａ、１６ｂ 誘電体膜 １６ｃ 誘電体膜 １６ｄ 金属膜 １７ａ〜１７ｄ プロトン交換領域による位相変化 １８ａ〜１８ｄ 誘電体膜による位相変化 １９ａ 偏光性位相シフト板 １９ｂ 偏光性回折板 ２０ａ、２０ｂ ニオブ酸リチウム基板 ２１ａ、２１ｂ プロトン交換領域 ２２ａ、２２ｂ 誘電体膜 ２３ａ〜２３ｄ プロトン交換領域による位相変化 ２４ａ〜２４ｄ 誘電体膜による位相変化 ２５ａ 偏光性位相シフト板 ２５ｂ 偏光性回折板 ２６ａ、２６ｂ ニオブ酸リチウム基板 ２７ａ、２７ｂ プロトン交換領域 ２８ａ、２８ｂ 誘電体膜 ２９ａ、２９ｂ プロトン交換領域 ３０ａ、３０ｂ 誘電体膜 ３１ａ〜３１ｄ プロトン交換領域による位相変化 ３２ａ〜３２ｄ 誘電体膜による位相変化 ３３ａ〜３３ｄ プロトン交換領域による位相変化 ３４ａ〜３４ｄ 誘電体膜による位相変化 ３５、３６ 集光スポット ３７ａ〜３７ｄ 受光部 ３８ 光スポット

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体レーザと、該半導体レーザからの出
    射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導
    体レーザと前記対物レンズの間に設けられた、前記半導
    体レーザからの出射光と前記光記録媒体からの反射光を
    分離する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリ
    ッタで分離された前記光記録媒体からの反射光を受光す
    る光検出器と、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レ
    ンズの間に設けられた偏光性位相シフト板および１／４
    波長板を少なくとも有する光ヘッド装置であって、前記
    偏光性位相シフト板は、特定の方向の直線偏光に対して
    は中心の円形領域内に入射した光の位相をπだけシフト
    させ、前記特定の方向に直交する直線偏光に対してはほ
    ぼ完全に透過させる性質を有しており、前記半導体レー
    ザからの出射光が、前記偏光性位相シフト板に前記特定
    の方向の直線偏光として入射することを特徴とする光ヘ
    ッド装置。
  2. 【請求項２】半導体レーザと、該半導体レーザからの出
    射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導
    体レーザと前記対物レンズの間に設けられた、前記半導
    体レーザからの出射光と前記光記録媒体からの反射光を
    分離する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリ
    ッタで分離された前記光記録媒体からの反射光を受光す
    る光検出器と、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レ
    ンズの間に設けられた偏光性回折板および１／４波長板
    を少なくとも有する光ヘッド装置であって、前記偏光性
    回折板は、特定の方向の直線偏光に対しては中心の円形
    領域内に入射した光をほぼ完全に回折させ、前記特定の
    方向に直交する直線偏光に対してはほぼ完全に透過させ
    る性質を有しており、前記半導体レーザからの出射光
    が、前記偏光性回折板に前記特定の方向の直線偏光とし
    て入射することを特徴とする光ヘッド装置。
  3. 【請求項３】半導体レーザと、該半導体レーザからの出
    射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導
    体レーザと前記対物レンズの間に設けられた、前記半導
    体レーザからの出射光と前記光記録媒体からの反射光を
    分離する偏光性位相シフト板と、該偏光性位相シフト板
    で分離された前記光記録媒体からの反射光を受光する光
    検出器と、前記偏光性位相シフト板と前記対物レンズの
    間に設けられた１／４波長板を少なくとも有する光ヘッ
    ド装置であって、前記偏光性位相シフト板は、特定の方
    向の直線偏光に対しては中心の円形領域内に入射した光
    の位相をπだけシフトさせ、前記特定の方向に直交する
    直線偏光に対してはほぼ完全に回折させる性質を有して
    おり、前記半導体レーザからの出射光が、前記偏光性位
    相シフト板に前記特定の方向の直線偏光として入射する
    ことを特徴とする光ヘッド装置。
  4. 【請求項４】半導体レーザと、該半導体レーザからの出
    射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導
    体レーザと前記対物レンズの間に設けられた、前記半導
    体レーザからの出射光と前記光記録媒体からの反射光を
    分離する偏光性回折板と、該偏光性回折板で分離された
    前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、前
    記偏光性回折板と前記対物レンズの間に設けられた１／
    ４波長板を少なくとも有する光ヘッド装置であって、前
    記偏光性回折板は、特定の方向の直線偏光に対しては中
    心の円形領域内に入射した光をほぼ完全に回折させ、前
    記特定の方向に直交する直線偏光に対してはほぼ完全に
    回折させる性質を有しており、前記半導体レーザからの
    出射光が、前記偏光性回折板に前記特定の方向の直線偏
    光として入射することを特徴とする光ヘッド装置。
  5. 【請求項５】前記偏光性位相シフト板または前記偏光性
    回折板と前記対物レンズの間の距離が、前記対物レンズ
    の焦点距離にほぼ等しいことを特徴とする請求項１また
    は請求項２または請求項３または請求項４に記載の光ヘ
    ッド装置。
  6. 【請求項６】前記偏光性位相シフト板または前記偏光性
    回折板、前記１／４波長板、および前記対物レンズをア
    クチュエータで同時に駆動することによりトラッキング
    制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２ま
    たは請求項３または請求項４に記載の光ヘッド装置。
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