JP4876814B2 - Phase difference element and optical head device - Google Patents

Phase difference element and optical head device Download PDF

Info

Publication number
JP4876814B2
JP4876814B2 JP2006254584A JP2006254584A JP4876814B2 JP 4876814 B2 JP4876814 B2 JP 4876814B2 JP 2006254584 A JP2006254584 A JP 2006254584A JP 2006254584 A JP2006254584 A JP 2006254584A JP 4876814 B2 JP4876814 B2 JP 4876814B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
degrees
phase difference
phase
head device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006254584A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008077733A (en
Inventor
浩一 村田
利昌 垣内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2006254584A priority Critical patent/JP4876814B2/en
Publication of JP2008077733A publication Critical patent/JP2008077733A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4876814B2 publication Critical patent/JP4876814B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Head (AREA)

Description

本発明は、光の偏光状態を変化させる位相差素子およびこの位相差素子を備えてCD、DVDなどの光記録媒体(以下「光ディスク」という。)に対して記録または再生を行う光ヘッド装置に関する。   The present invention relates to a phase difference element that changes the polarization state of light, and an optical head device that includes the phase difference element and performs recording or reproduction on an optical recording medium such as a CD or a DVD (hereinafter referred to as “optical disk”). .

従来、この種の光ヘッド装置は、光源および光検出器と、光源から発せられた光ビームを光ディスクの方に導くよう反射すると共に光ディスクからの反射光を光検知器の方に導くよう透過させるビームスプリッタなどの光路分離素子と、光ディスクの情報記録面に対向配置される対物レンズとを備えている。そして特に、対物レンズと光路分離素子との間に、光ビームの偏光状態を変化させる、すなわち光ディスクの情報記録面に照射される光束と情報記録面により反射された光束の偏光面を回転させる1/4波長板を備えるのが一般的である。   Conventionally, this type of optical head device reflects the light beam emitted from the light source and the light detector so as to guide the light beam toward the optical disc and transmits the reflected light from the optical disc so as to guide it toward the light detector. An optical path separating element such as a beam splitter, and an objective lens arranged to face the information recording surface of the optical disc are provided. In particular, the polarization state of the light beam is changed between the objective lens and the optical path separation element, that is, the polarization plane of the light beam irradiated on the information recording surface of the optical disc and the light beam reflected by the information recording surface is rotated 1 Generally, a / 4 wavelength plate is provided.

前述のような1/4波長板を備えた光ヘッド装置においては、情報記録面上に照射された光スポットのうち予め設定された所定の強度以上の領域(すなわち、光スポットにおけるいわゆるファーフィールド領域)の形状は楕円形状である。そして、この楕円形状における長軸の方向が、情報記録面上に情報ピットにより形成されている記録トラックの方向と直交または平行となるよう設定されている。   In the optical head device provided with the quarter-wave plate as described above, a region having a predetermined intensity or higher in the light spot irradiated on the information recording surface (that is, a so-called far field region in the light spot). ) Is an elliptical shape. The major axis direction in the elliptical shape is set to be orthogonal or parallel to the direction of the recording track formed by the information pits on the information recording surface.

前述のように構成された光ヘッド装置が、光ディスクを再生する際に生じうる問題として、情報記録面における複屈折によって、再生信号のS/Nが低下する問題が知られている。このような複屈折は、光ディスクに係る保護層などの透明層において、反射光を構成する光が二重になる現象を起こす。この複屈折の発生は、スタンパなどを用いた光ディスクの製法プロセスに起因しており、光ディスクの内周と外周とにおいて、情報記録面内で屈折率の分布にムラが生じるためである。これにより、ジッタ量、すなわち再生信号が有する時間軸方向のゆらぎが許容範囲を外れ、情報の正しい再生が困難になるという問題が生じる。   As a problem that may occur when the optical head device configured as described above reproduces an optical disk, there is a problem that the S / N of a reproduction signal decreases due to birefringence on the information recording surface. Such birefringence causes a phenomenon that light constituting the reflected light is doubled in a transparent layer such as a protective layer of the optical disk. This birefringence is caused by an optical disk manufacturing process using a stamper or the like, and unevenness occurs in the refractive index distribution in the information recording surface on the inner and outer circumferences of the optical disk. As a result, there arises a problem that the jitter amount, that is, the fluctuation in the time axis direction of the reproduction signal is out of the allowable range, and correct reproduction of information becomes difficult.

この問題の解決を図るものとして、例えば特許文献1に示された光ヘッド装置が提案されている。特許文献1に示された光ヘッド装置は、直線偏光の光ビームを出射する半導体レーザと、反射ミラーやハーフミラーからなる光学系とを備え、半導体レーザは、光ビームの出射方向を中心として所定の角度で回転されて配置され、反射ミラーやハーフミラーの反射光に対する位相差を制御することにより、半導体レーザから出射された光の偏光方向を情報記録面上の情報ピットにより形成されている記録トラックの方向に対して45度の角度に設定して、光ディスクの再生特性を改善するようになっている。   In order to solve this problem, for example, an optical head device disclosed in Patent Document 1 has been proposed. The optical head device disclosed in Patent Document 1 includes a semiconductor laser that emits a linearly polarized light beam and an optical system that includes a reflection mirror and a half mirror. The semiconductor laser is a predetermined centering on the light beam emission direction. The recording direction is formed by information pits on the information recording surface, and the polarization direction of the light emitted from the semiconductor laser is controlled by controlling the phase difference with respect to the reflected light of the reflection mirror or half mirror. The reproduction characteristic of the optical disk is improved by setting it at an angle of 45 degrees with respect to the track direction.

特開2004−259328号公報JP 2004-259328 A

しかしながら、特許文献1に示された光ヘッド装置では、反射ミラーやハーフミラーでのS偏光成分およびP偏光成分の位相差を制御する構成となっているが、当該位相差を精度よく制御することは困難であり、偏光方向のばらつきが大きくなりやすいという課題があった。また、互いに異なる複数の波長を用いる場合には、当該複数の波長に対してそれぞれの位相差を制御するのはさらに困難であり、歩留の低下やコストアップを招くという課題があった。また、光ビームの偏光方向を制御する偏光板を用いる方法もあるが、偏光板を用いた場合は、不要な偏光方向の光を偏光板が吸収してしまうので、光の利用効率が低下するという課題があった。   However, although the optical head device disclosed in Patent Document 1 is configured to control the phase difference between the S-polarized component and the P-polarized component at the reflecting mirror and the half mirror, the phase difference must be accurately controlled. Is difficult, and there is a problem that the variation in the polarization direction tends to be large. In addition, when a plurality of different wavelengths are used, it is more difficult to control the phase difference for each of the plurality of wavelengths, resulting in a decrease in yield and an increase in cost. In addition, there is a method using a polarizing plate that controls the polarization direction of the light beam. However, when the polarizing plate is used, light in the unnecessary polarization direction is absorbed by the polarizing plate, so that the light use efficiency decreases. There was a problem.

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、互いに異なる複数の波長を用いる場合でも、製造コストの増大や光の利用効率の低下を招くことなく、光ディスクの再生特性を向上させることができる位相差素子および光ヘッド装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and improves the reproduction characteristics of an optical disc without increasing the manufacturing cost and reducing the light utilization efficiency even when a plurality of different wavelengths are used. An object of the present invention is to provide a phase difference element and an optical head device that can be made to operate.

本発明の発明者は、少なくとも2つの位相板を組み合わせた位相差素子について種々の検討を行った結果、所定の条件を満たす位相差素子を用いることにより、位相差素子に入射される2つの波長λおよびλの直線偏光の光は楕円偏光となり、入射光の偏光方向に対して位相差素子透過後の楕円偏光の長軸方向が、波長λの光に対しては概ね45度または概ね135度を示し、波長λの光に対しては概ね0度または概ね90度を示すことを見出し、従来の課題を解決した。なお、本明細書において、概ねという文言で示した角度は、その角度が±15度の範囲内にあることを意味している。例えば、概ね45度とは、30度から60度までの範囲の角度をいう。 The inventor of the present invention has conducted various studies on a phase difference element in which at least two phase plates are combined. As a result, by using a phase difference element satisfying a predetermined condition, two wavelengths incident on the phase difference element are obtained. The linearly polarized light of λ 1 and λ 2 becomes elliptically polarized light, and the major axis direction of the elliptically polarized light after passing through the phase difference element with respect to the polarization direction of the incident light is approximately 45 degrees with respect to the light of wavelength λ 1 or generally it indicates 135 degrees, found to exhibit an approximately 0 degrees or about 90 degrees with respect to the wavelength lambda 2 of the light, has solved the conventional problems. In the present specification, the angle indicated by the word “generally” means that the angle is within a range of ± 15 degrees. For example, approximately 45 degrees refers to an angle in the range of 30 degrees to 60 degrees.

すなわち、本発明の光ヘッド装置は、少なくとも2つの異なる波長λ およびλ の直線偏光の光を出射する光源と、前記光を光記録媒体上に集光させる対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する検出器と、前記光源と前記対物レンズとの間に設けられて前記光を透過させる位相差素子とを備え、前記位相差素子は、複屈折を有する第1および第2の位相板を含む複数の位相板を備えていて、前記波長λの光に対する前記第1の位相板の位相差角Rd11が90±15度で、前記波長λの光に対する前記第2の位相板の位相差角Rd22が180±15度であって、前記第1の位相板の側から入射した前記波長λの入射光を、入射光の偏光方向に対して概ね45度または概ね135度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光に変換して出射させ、前記第1の位相板の側から入射した前記波長λの入射光を、入射光の偏光方向に対して概ね0度または概ね90度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光に変換して出射させるものであり、前記第1の位相板は、前記第2の位相板よりも前記光源に近い側にある構成を有している。 That is, the optical head device of the present invention includes a light source that emits linearly polarized light having at least two different wavelengths λ 1 and λ 2 , an objective lens that focuses the light on the optical recording medium, and the optical recording medium And a phase difference element that is provided between the light source and the objective lens and transmits the light. The phase difference element has first and second birefringence. comprise a plurality of phase plates containing 2 phase plate, a phase difference angle Rd 11 is 90 ± 15 degrees of the first phase plate with respect to the wavelength lambda 1 of the light, the with respect to the wavelength lambda 2 of the light first phase difference angle Rd 22 of the phase plate 2 is a 180 ± 15 degrees, the first through the wavelength lambda 1 of the light incident from the side of the phase plate, generally 45 degrees to the polarization direction of the incident light Or elliptically polarized light having a major axis in a direction inclined approximately 135 degrees Conversion to is emitted, an ellipse having a major axis of the wavelength lambda 2 of the light incident from the side, in a direction inclined approximately 0 degrees or about 90 degrees to the polarization direction of the incident light of the first phase plate The first phase plate has a configuration closer to the light source than the second phase plate .

この構成により、本発明の光ヘッド装置が備える位相差素子は、波長λおよびλの直線偏光の光が、第1および第2の位相板のうち第1の位相板側から入射した場合、入射光をともに楕円偏光に変化させて出力させる。位相差素子透過後の楕円偏光の長軸方向は、波長λの光に対しては概ね45度または概ね135度を示し、波長λの光に対しては概ね0度または概ね90度を示すこととなる。したがって、本発明の光ヘッド装置が備える位相差素子は、互いに異なる複数の波長を用いる場合でも、製造コストの増大や光の利用効率の低下を招くことなく、光ディスクの再生特性を向上させることができる。よって、本発明の光ヘッド装置は、記録再生波長が互いに異なる複数の種類の光ディスクに対応することができる。また、本発明の光ヘッド装置は、位相差素子が、互いに異なる複数の波長の光の偏光方向をそれぞれ最適な方向に回転させ、かつ楕円の偏光を生成するので、光ディスクの再生特性を向上させることができる。 With this configuration, the phase difference element included in the optical head device of the present invention is configured such that linearly polarized light having wavelengths λ 1 and λ 2 is incident from the first phase plate side of the first and second phase plates. Both incident lights are changed to elliptically polarized light and output. The major axis direction of the elliptically polarized light after passing through the phase difference element is approximately 45 degrees or approximately 135 degrees with respect to the light with the wavelength λ 1 and approximately 0 degrees or approximately 90 degrees with respect to the light with the wavelength λ 2. Will be shown. Therefore, the phase difference element provided in the optical head device of the present invention can improve the reproduction characteristics of the optical disc without increasing the manufacturing cost and reducing the light utilization efficiency even when a plurality of different wavelengths are used. it can. Therefore, the optical head device of the present invention can cope with a plurality of types of optical disks having different recording / reproducing wavelengths. Further, in the optical head device of the present invention, the phase difference element rotates the polarization directions of light having a plurality of different wavelengths, respectively, and generates elliptically polarized light, thereby improving the reproduction characteristics of the optical disk. be able to.

ここで、本発明の光ヘッド装置は、前記位相差素子は、前記波長λの入射光の偏光方向と前記第1の位相板の進相軸のなす角をθ前記波長λの入射光の偏光方向と前記第2の位相板の進相軸のなす角をθ、としたときに、(θ、θ)=(45±10度、0±10度)、(θ、θ)=(45±10度、90±10度)、(θ、θ)=(135±10度、0±10度)および(θ、θ)=(135±10度、90±10度)のいずれかの関係を満たすことが好ましい。 Here, the optical head device of the present invention, the phase difference element, angle of theta 1 of the fast axis of the polarization direction of the wavelength lambda 1 of the incident light first phase plate, the wavelength lambda 2 the angle between the fast axis of the polarization direction of the incident light and the second phase plate when theta 2, and, (θ 1, θ 2) = (45 ± 10 °, 0 ± 10 degrees), (theta 1 , θ 2 ) = (45 ± 10 degrees, 90 ± 10 degrees), (θ 1 , θ 2 ) = (135 ± 10 degrees, 0 ± 10 degrees) and (θ 1 , θ 2 ) = (135 ± 10 Or 90 ± 10 degrees) is preferable.

また、本発明の光ヘッド装置は、前記波長λおよび前記波長λが、405±20nm帯、660±20nm帯および790±20nm帯から選ばれた2つの異なる波長である構成を有している。 The optical head device of the present invention has a configuration in which the wavelength λ 1 and the wavelength λ 2 are two different wavelengths selected from a 405 ± 20 nm band, a 660 ± 20 nm band, and a 790 ± 20 nm band. Yes.

この構成により、本発明の光ヘッド装置は、Blu−ray、HD−DVD、DVD、CDなどの記録再生波長が互いに異なる光ディスクに対応することができる。また、本発明の光ヘッド装置は、位相差素子が、互いに異なる複数の波長の光の偏光方向をそれぞれ最適な方向に回転させ、かつ楕円の偏光を生成するので、光ディスクの再生特性を向上させることができる。 With this configuration, the optical head device of the present invention can cope with optical disks having different recording / reproducing wavelengths such as Blu-ray, HD-DVD, DVD, and CD. Further, the optical head device of the present invention is improved, the phase difference element, rotates a plurality of different wavelengths of light in the polarization direction to each other in the optimum direction, and so to generate a polarization ellipse, the reproduction characteristics of the optical disc Can be made.

さらに、本発明の光ヘッド装置は、前記複数の位相板は、積層されて一体化されている構成を有している。 Furthermore, the optical head device of the present invention has a configuration in which the plurality of phase plates are laminated and integrated.

この構成により、本発明の光ヘッド装置は、位相差素子が、第1および第2の位相板を含む複数の位相板を1つの部品として扱えるものとなるので、一体化されていないものよりも部品点数を削減することができて好ましい。また、第1および第2の位相板を予め精度よく貼り合わせることにより、本発明の光ヘッド装置は、位相差素子が、精度よく偏光状態を変換できるので好ましい。 With this configuration, in the optical head device of the present invention, the phase difference element can handle a plurality of phase plates including the first and second phase plates as one component. This is preferable because the number of parts can be reduced. In addition, the first and second phase plates are preferably bonded together in advance, so that the optical head device of the present invention is preferable because the phase difference element can accurately convert the polarization state.

さらに、本発明の光ヘッド装置は、前記位相差素子を透過した光は、前記位相差素子に入射する際の直線偏光の偏光方向に対し、前記波長λの光は概ね45度または概ね135度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光であり、前記波長λの光は概ね0度または概ね90度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光である構成を有している。 Further, the optical head device of the present invention, the light transmitted through the phase difference element, compared polarization direction of the linearly polarized light incident on the retardation element, the light of the wavelength lambda 1 is approximately 45 degrees or approximately 135 It is elliptically polarized light having a major axis in a direction inclined by a degree, and the light of wavelength λ 2 has a configuration that is elliptically polarized light having a major axis in a direction inclined by approximately 0 degrees or approximately 90 degrees.

この構成により、本発明の光ヘッド装置は、光ディスク面上での偏光方向が、波長λの光においては概ね45度または概ね135度に傾き、波長λの光においては0度または概ね90度に傾く楕円偏光を位相差素子が出射するので、互いに異なる2つの波長の光に対して光ディスクの再生特性を向上させることができる。 With this configuration, the optical head device of the present invention, the polarization direction on the optical disc surface, the slope in approximately 45 degrees or approximately 135 degrees at the wavelength lambda 1 of the light, in the wavelength lambda 2 of light 0 ° or approximately 90 Since the phase difference element emits elliptically polarized light that is inclined at a degree, it is possible to improve the reproduction characteristics of the optical disc with respect to light of two different wavelengths.

さらに、本発明の光ヘッド装置は、前記位相差素子を透過した光は、楕円率が0.10ないし0.90の楕円偏光である構成を有している。   Furthermore, the optical head device of the present invention has a configuration in which the light transmitted through the retardation element is elliptically polarized light having an ellipticity of 0.10 to 0.90.

この構成により、本発明の光ヘッド装置は、光ディスク面上での偏光状態を楕円形状とするので、光ディスクの複屈折などに対する信号光量変動を抑制することができる。   With this configuration, the optical head device of the present invention has an elliptical polarization state on the surface of the optical disk, so that it is possible to suppress signal light amount fluctuations due to the birefringence of the optical disk.

本発明は、互いに異なる複数の波長を用いる場合でも、製造コストの増大や光の利用効率の低下を招くことなく、光ディスクの再生特性を向上させることができるという効果を有する位相差素子および光ヘッド装置を提供することができるものである。   The present invention provides a phase difference element and an optical head having an effect of improving the reproduction characteristics of an optical disc without causing an increase in manufacturing cost and a decrease in light utilization efficiency even when a plurality of different wavelengths are used. An apparatus can be provided.

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。図1は、本実施の形態における位相差素子10の構成例を概念的に示す概念図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram conceptually showing a configuration example of the phase difference element 10 in the present embodiment.

図1に示すように、本実施の形態における位相差素子10は、複屈折性を有する第1の位相板11および第2の位相板12と、第1の位相板11と第2の位相板12とを接着する接着層13とを備えている。   As shown in FIG. 1, the phase difference element 10 in the present embodiment includes a first phase plate 11 and a second phase plate 12 having birefringence, and a first phase plate 11 and a second phase plate. And an adhesive layer 13 for adhering 12 to each other.

第1の位相板11および第2の位相板12は、複屈折性を有する複屈折材料、例えば液晶を重合した高分子液晶で構成されている。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、水晶やLiNbOのような複屈折性を有する単結晶材料で構成してもよい。また、複屈折性を有する樹脂のフィルム、例えばポリカーボネートやオレフィン系樹脂で構成することもできる。なお、第1の位相板11および第2の位相板12を高分子液晶や樹脂のフィルムで構成することにより、単結晶材料で構成するものよりも厚さを薄くすることができて好ましい。 The first phase plate 11 and the second phase plate 12 are made of a birefringent material having birefringence, for example, a polymer liquid crystal obtained by polymerizing liquid crystal. However, the present invention is not limited to this, and may be composed of a single crystal material having birefringence such as quartz or LiNbO 3 . Moreover, it can also be comprised with the resin film which has birefringence, for example, a polycarbonate and an olefin resin. Note that the first phase plate 11 and the second phase plate 12 are preferably made of a polymer liquid crystal or resin film, so that the thickness can be made thinner than that made of a single crystal material.

接着層13は、例えば粘着フィルム、UV硬化型接着剤、熱硬化型接着剤などで構成される。位相差素子10の波面収差の低減、温度特性および信頼性の向上のためには、接着層13はできるだけ薄いことが好ましく、接着層13の厚さを10μm以下にすることが特に好ましい。   The adhesive layer 13 is made of, for example, an adhesive film, a UV curable adhesive, a thermosetting adhesive, or the like. In order to reduce wavefront aberration and improve temperature characteristics and reliability of the phase difference element 10, the adhesive layer 13 is preferably as thin as possible, and the thickness of the adhesive layer 13 is particularly preferably 10 μm or less.

なお、図1においては、接着層13によって、第1の位相板11と第2の位相板12とを接着する構成としているが、接着層13を設けなくても、第1の位相板11と第2の位相板12とを光路中に配置する構成とすることもできる。   In FIG. 1, the first phase plate 11 and the second phase plate 12 are bonded by the adhesive layer 13, but the first phase plate 11 and the first phase plate 11 can be provided without providing the adhesive layer 13. The second phase plate 12 and the second phase plate 12 may be arranged in the optical path.

また、図1においては、第1の位相板11および第2の位相板12の2つの位相板で位相差素子10を構成した例を示したが、本発明の位相差素子はこれに限定されるものではなく、3つ以上の位相板を組み合わせて構成することもできる。例えば、第1の位相板11を2つの位相板11aおよび11bで構成し、位相板11aの位相差と位相板11bの位相差とを組み合わせた位相差が、第1の位相板11による位相差と等しくなる構成とすることもできる。また、例えば、図1に示された位相差素子10に、1/2λ位相板やλ位相板を追加して3つ以上の位相板で構成することもできる。   Moreover, in FIG. 1, although the example which comprised the phase difference element 10 with the two phase plates of the 1st phase plate 11 and the 2nd phase plate 12 was shown, the phase difference element of this invention is limited to this. It can be configured by combining three or more phase plates. For example, the first phase plate 11 is composed of two phase plates 11 a and 11 b, and the phase difference obtained by combining the phase difference of the phase plate 11 a and the phase difference of the phase plate 11 b is a phase difference due to the first phase plate 11. It can also be set as the structure equal to. In addition, for example, a half-λ phase plate or a λ phase plate can be added to the phase difference element 10 shown in FIG. 1 to form three or more phase plates.

さらに、本発明に係る位相差素子は、例えば図2に示すように構成することもできる。すなわち、図2に示された位相差素子20は、2枚の透明基板21に位相差素子10が挟持されたものである。ここで、透明基板21は、例えばガラスや樹脂などを用いて構成することができ、複屈折が小さいものが好ましい。この構成により、位相差素子20は、位相差素子10と比較して、剛性が向上するので製造工程上においてハンドリングが行いやすくなるとともに、表面の平坦性が向上するので透過波面収差が改善され、さらに、信頼性も向上するので好ましい。   Furthermore, the phase difference element according to the present invention can be configured as shown in FIG. 2, for example. That is, the phase difference element 20 shown in FIG. 2 is obtained by sandwiching the phase difference element 10 between two transparent substrates 21. Here, the transparent substrate 21 can be configured using, for example, glass or resin, and preferably has a small birefringence. With this configuration, the phase difference element 20 has improved rigidity compared to the phase difference element 10, which facilitates handling in the manufacturing process and improves surface flatness, thereby improving transmitted wavefront aberration. Furthermore, it is preferable because reliability is improved.

また、2枚の透明基板21を1枚のみとし、この1枚の透明基板21の片面または両面に位相板を設ける構成としてもよい。この構成により、透明基板21の枚数を削減することができるので、位相差素子20の製造コストの低減化を図ることができて好ましい。   Alternatively, only one transparent substrate 21 may be provided, and a phase plate may be provided on one or both surfaces of the single transparent substrate 21. With this configuration, the number of transparent substrates 21 can be reduced, which is preferable because the manufacturing cost of the phase difference element 20 can be reduced.

次に、第1の位相板11および第2の位相板12の具体的な構成について説明する。   Next, specific configurations of the first phase plate 11 and the second phase plate 12 will be described.

一般に、複屈折性を有する位相板の位相差Rdは、位相板の光学軸(進相軸)に平行で光学軸に直交する偏光方向の光に対する屈折率の差(Δn)と複屈折層の厚さdとの積Δn・dを光の波長λで除算し、Rd=(Δn・d/λ)×360(度)で表すことができる。通常、1つの複屈折層からなる位相板では、波長により位相差が異なるが光学軸方向は等しいため、波長が互いに異なる2つ以上の光に対し、それぞれに対する所望の偏光状態をともに実現することは困難であった。   In general, the phase difference Rd of the birefringent phase plate is equal to the difference in refractive index (Δn) with respect to light in the polarization direction parallel to the optical axis (fast axis) of the phase plate and perpendicular to the optical axis. The product Δn · d with the thickness d is divided by the wavelength of light λ, and can be expressed as Rd = (Δn · d / λ) × 360 (degrees). Usually, a phase plate made of one birefringent layer has different phase differences depending on the wavelength, but the optical axis direction is the same, so that two or more lights having different wavelengths can each realize a desired polarization state. Was difficult.

そこで、本発明の発明者は、少なくとも2つの位相板を組み合わせた位相差素子について種々の検討を重ね、下記条件を満たす第1の位相板11および第2の位相板12によって位相差素子10を構成することにより、互いに異なる複数の波長を用いる場合でも、それぞれに対する所望の偏光状態をともに実現することができることを見出すに至った。   Therefore, the inventor of the present invention has made various studies on the phase difference element in which at least two phase plates are combined, and uses the first phase plate 11 and the second phase plate 12 that satisfy the following conditions to form the phase difference element 10. By constructing, it has been found that even when a plurality of different wavelengths are used, a desired polarization state can be realized together.

まず、位相差素子10に入射する互いに異なる2つの光の波長をそれぞれ波長λおよびλとする。第1の位相板11の波長λの光に対する位相差Rd11を式(1)に示す値とする。 First, let the wavelengths of two different lights incident on the phase difference element 10 be wavelengths λ 1 and λ 2 , respectively. The phase difference Rd 11 of the first phase plate 11 with respect to the light having the wavelength λ 1 is set to a value shown in the equation (1).

Rd11=90±15(度) ・・・ (1) Rd 11 = 90 ± 15 (degrees) (1)

波長λと波長λとは異なるので、第1の位相板11の波長λの光に対する位相差Rd12は、位相差Rd11とは異なる。 Since the wavelength λ 1 and the wavelength λ 2 are different, the phase difference Rd 12 for the light of the wavelength λ 2 of the first phase plate 11 is different from the phase difference Rd 11 .

一方、第2の位相板12の波長λの光に対する位相差Rd22を式(2)に示す値とする。 On the other hand, the phase difference Rd 22 of the second phase plate 12 with respect to the light having the wavelength λ 2 is set to a value shown in the equation (2).

Rd22=180±15(度) ・・・ (2) Rd 22 = 180 ± 15 (degrees) (2)

波長λと波長λとは異なるので、第2の位相板12の波長λの光に対する位相差Rd21は、位相差Rd22とは異なる。 Since the wavelength λ 1 and the wavelength λ 2 are different, the phase difference Rd 21 for the light of the wavelength λ 1 of the second phase plate 12 is different from the phase difference Rd 22 .

なお、第1の位相板11および第2の位相板12における位相差は、それぞれ式(1)および式(2)に示すものに限定されるものではなく、例えば第2の位相板12における位相差Rd22は、180+360×i(度)でもよい(iは整数)。 Note that the phase difference between the first phase plate 11 and the second phase plate 12 is not limited to that shown in the equations (1) and (2), respectively. The phase difference Rd 22 may be 180 + 360 × i (degrees) (i is an integer).

波長λの入射光の偏光方向と第1の位相板11の進相軸がなす角θ、波長λの入射光の偏光方向と第2の位相板12の進相軸がなす角θは、式(3)〜(4)に示す4つの組み合わせが可能である。なお、式(3)〜(4)においては、角θおよびθがなす方向を特に定めていない。角θおよびθは同一方向とすることが好ましいが、互いに異なる方向としてもよい。 The angle θ 1 formed by the polarization direction of the incident light having the wavelength λ 1 and the fast axis of the first phase plate 11, and the angle θ formed by the polarization direction of the incident light having the wavelength λ 2 and the fast axis of the second phase plate 12. 2 can be four combinations shown in the equations (3) to (4). In the equations (3) to (4), the direction formed by the angles θ 1 and θ 2 is not particularly defined. The angles θ 1 and θ 2 are preferably in the same direction, but may be in different directions.

(θ、θ)=(45±10度、0±10度) ・・・ (3)
(θ、θ)=(45±10度、90±10度) ・・・ (4)
(θ、θ)=(135±10度、0±10度) ・・・ (5)
(θ、θ)=(135±10度、90±10度) ・・・ (6)
1 , θ 2 ) = (45 ± 10 degrees, 0 ± 10 degrees) (3)
1 , θ 2 ) = (45 ± 10 degrees, 90 ± 10 degrees) (4)
1 , θ 2 ) = (135 ± 10 degrees, 0 ± 10 degrees) (5)
1 , θ 2 ) = (135 ± 10 degrees, 90 ± 10 degrees) (6)

具体的には、Blu−ray(またはHD−DVD)に用いられる405±20nm帯の光をBD光、DVDに用いられる660±20nm帯の光をDVD光、CDに用いられる790±20nm帯の光をCD光と表すと、例えば以下のような組み合わせが可能である。なお、以下に記載の「45±10度」を「135±10度」と置き換えることもできる。
1)BD光でのθ=45±10度、CD光でのθ=0±10度または90±10度
2)DVD光でのθ=45±10度、CD光でのθ=0±10度または90±10度
3)BD光でのθ=45±10度、DVD光でのθ=0±10度または90±10度
4)DVD光でのθ=45±10度、BD光でのθ=0±10度または90±10度
5)CD光でのθ=45±10度、DVD光でのθ=0±10度または90±10度
Specifically, 405 ± 20 nm band light used for Blu-ray (or HD-DVD) is BD light, 660 ± 20 nm band light used for DVD is DVD light, and 790 ± 20 nm band light used for CD is used. When light is expressed as CD light, for example, the following combinations are possible. In addition, “45 ± 10 degrees” described below can be replaced with “135 ± 10 degrees”.
1) θ 1 = 45 ± 10 degrees with BD light, θ 2 = 0 ± 10 degrees or 90 ± 10 degrees with CD light 2) θ 1 = 45 ± 10 degrees with DVD light, θ 2 with CD light = 0 ± 10 degrees or 90 ± 10 degrees 3) θ 1 = 45 ± 10 degrees with BD light, θ 2 = 0 ± 10 degrees or 90 ± 10 degrees with DVD light 4) θ 1 = 45 with DVD light ± 10 degrees, θ 2 with BD light = 0 ± 10 degrees or 90 ± 10 degrees 5) θ 1 with CD light = 45 ± 10 degrees, θ 2 with DVD light = 0 ± 10 degrees or 90 ± 10 degrees

次に、本発明に係る位相差素子の具体的な設計例のいくつかを表1〜3に示す。表1および表2に示された位相差素子の設計例は、波長λ=660nm、波長λ=790nmの光が同じ方向の直線偏光で位相差素子に入射した場合のものである。表1は、位相差Rd11について90度を中心に、位相差Rd22について180度を中心に変化させた場合の設計例を示すものである。また、表2は、位相差Rd11が90度、位相差Rd22が180度の場合の設計例を示すものであり、表1に示された例1のものも重複して掲載している。また、表3に示された位相差素子の設計例は、405nm、660nmおよび790nmの波長から2つの波長を選択して組み合わせ、当該波長の光が同じ方向の直線偏光で入射した場合のものであり、表1に示された例1のものも重複して掲載している。 Next, some specific design examples of the retardation element according to the present invention are shown in Tables 1 to 3. The design examples of the phase difference element shown in Table 1 and Table 2 are cases where light of wavelength λ 1 = 660 nm and wavelength λ 2 = 790 nm is incident on the phase difference element as linearly polarized light in the same direction. Table 1 shows a design example when the phase difference Rd 11 is changed around 90 degrees and the phase difference Rd 22 is changed around 180 degrees. Table 2 shows a design example when the phase difference Rd 11 is 90 degrees and the phase difference Rd 22 is 180 degrees, and the example 1 shown in Table 1 is also shown in duplicate. . The design example of the phase difference element shown in Table 3 is a case where two wavelengths are selected and combined from wavelengths of 405 nm, 660 nm and 790 nm, and light of the wavelength is incident as linearly polarized light in the same direction. Yes, the example 1 shown in Table 1 is also duplicated.

Figure 0004876814
Figure 0004876814

Figure 0004876814
Figure 0004876814

Figure 0004876814
Figure 0004876814

例えば表1において、例1のものは、第1の位相板11の波長λの光に対する位相差Rd11=90度、第2の位相板12の波長λの光に対する位相差Rd22=180度、第1の位相板11の進相軸の入射偏光方向に対する角度θ=45度、第2の位相板12の進相軸の入射偏光方向に対する角度θ=90度の位相差素子である。この例1の位相素子を透過した波長λの透過光は楕円偏光となり、入射偏光方向に対する楕円偏光の長軸方向の角度は45度で楕円率=0.52である。例1の位相差素子を同様に透過した波長λの透過光は楕円偏光となり、入射偏光方向に対する楕円偏光の長軸方向の角度は0度で楕円率=0.77である。ここで、楕円率とは、楕円偏光の長軸に対する短軸の比(短軸/長軸)をいい、楕円率=1は円偏光を、楕円率=0は直線偏光を示す。 For example, in Table 1, in Example 1, the phase difference Rd 11 = 90 degrees for the light with the wavelength λ 1 of the first phase plate 11, and the phase difference Rd 22 = for the light with the wavelength λ 2 of the second phase plate 12 = A phase difference element of 180 degrees, angle θ 1 = 45 degrees with respect to the incident polarization direction of the fast axis of the first phase plate 11, and angle θ 2 = 90 degrees with respect to the incident polarization direction of the fast axis of the second phase plate 12 It is. The transmitted light of wavelength λ 1 transmitted through the phase element of Example 1 is elliptically polarized light, the angle of the major axis direction of the elliptically polarized light with respect to the incident polarization direction is 45 degrees, and the ellipticity = 0.52. Similarly, the transmitted light having the wavelength λ 2 that has been transmitted through the phase difference element of Example 1 becomes elliptically polarized light, and the angle of the major axis direction of the elliptically polarized light with respect to the incident polarization direction is 0 degree and the ellipticity = 0.77. Here, the ellipticity means the ratio of the minor axis to the major axis of the elliptically polarized light (short axis / major axis), where ellipticity = 1 indicates circularly polarized light and ellipticity = 0 indicates linearly polarized light.

表1〜3に示すように、入射偏光方向に対し、波長λの光は概ね45度または概ね−45度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光であり、波長λの光は概ね0度または概ね90度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光である。また、位相差素子を透過した光は、楕円率が概ね0.10ないし0.90の楕円偏光である。 As shown in Tables 1 to 3, the light of wavelength λ 1 is elliptically polarized light having a major axis in a direction inclined approximately 45 degrees or approximately −45 degrees with respect to the incident polarization direction, and light of wavelength λ 2 is approximately 0. It is elliptically polarized light having a major axis in a direction inclined by approximately 90 degrees. The light transmitted through the phase difference element is elliptically polarized light having an ellipticity of approximately 0.10 to 0.90.

なお、複数の波長から波長λおよび波長λを決定する場合、両者の大小関係は、波長λ<波長λとするのが好ましいが、波長λ>波長λとしてもよい。表3の例12および13に示すように、波長λ>波長λの場合、楕円偏光の長軸方向は、波長λ<波長λの場合に対して90度回転したものとなっている。 In the case of determining the wavelength lambda 1 and wavelength lambda 2 from a plurality of wavelengths, both large and small relation of the <but preferably the wavelength lambda 2, the wavelength lambda 1> wavelength lambda 1 may as a wavelength lambda 2. As shown in Examples 12 and 13 in Table 3, when wavelength λ 1 > wavelength λ 2 , the major axis direction of elliptically polarized light is rotated 90 degrees with respect to the case of wavelength λ 1 <wavelength λ 2. Yes.

以上のように、本実施の形態における位相差素子10は、互いに異なる2つの波長λおよびλの直線偏光の光が入射されたとき、ともに楕円偏光を出射することができ、入射偏光方向に対して各楕円偏光の向きをそれぞれ概ね45度または概ね135度、および概ね0度または概ね90度の方向とすることができる。 As described above, the phase difference element 10 according to the present embodiment can emit elliptically polarized light when two linearly polarized lights having different wavelengths λ 1 and λ 2 are incident, and the incident polarization direction. Each elliptically polarized light can be oriented approximately 45 degrees or approximately 135 degrees and approximately 0 degrees or approximately 90 degrees, respectively.

また、波長λおよび波長λの入射光の偏光方向は、互いに平行とすることが好ましいが、互いに直交させることもできる。 In addition, the polarization directions of the incident light having the wavelengths λ 1 and λ 2 are preferably parallel to each other, but can also be orthogonal to each other.

次に、本実施の形態における位相差素子10を光ヘッド装置に適用した場合について説明する。図3は、本発明に係る光ヘッド装置の一例を示す模式図である。   Next, a case where the phase difference element 10 in the present embodiment is applied to an optical head device will be described. FIG. 3 is a schematic view showing an example of an optical head device according to the present invention.

図3に示すように、本実施の形態における光ヘッド装置30は、互いに異なる波長のレーザ光線をそれぞれ出射する光源31および32と、光源31および32からの光を合波する合波プリズム33と、入射光を光ディスク37または光検出系38に導くビームスプリッタ34と、入射光を平行光に変換するコリメータレンズ35と、入射光を楕円偏光に変換する位相差素子10と、光ディスク37に集光する対物レンズ36と、光ディスク37からの再生光を検出する光検出系38とを備えている。   As shown in FIG. 3, the optical head device 30 in the present embodiment includes light sources 31 and 32 that respectively emit laser beams having different wavelengths, and a combining prism 33 that combines light from the light sources 31 and 32. The beam splitter 34 that guides incident light to the optical disk 37 or the light detection system 38, the collimator lens 35 that converts the incident light into parallel light, the phase difference element 10 that converts the incident light into elliptically polarized light, and the optical disc 37. Objective lens 36 and a light detection system 38 for detecting the reproduction light from the optical disk 37.

光源31および32は、例えば半導体レーザで構成され、直線偏光のレーザ光を合波プリズム33に出射するようになっている。ここで、例えば、光源31が出射するレーザ光の波長λは660±20nm帯、光源32が出射するレーザ光の波長λは790±20nm帯である。なお、1つの半導体レーザから2つの波長を発光するいわゆるツインレーザを用いてもよい。また、波長λおよびλとは異なる第3の波長の光を出射する光源を追加する構成としてもよい。 The light sources 31 and 32 are constituted by, for example, semiconductor lasers, and emit linearly polarized laser light to the combining prism 33. Here, for example, the wavelength λ 1 of the laser light emitted from the light source 31 is a 660 ± 20 nm band, and the wavelength λ 2 of the laser light emitted from the light source 32 is a 790 ± 20 nm band. A so-called twin laser that emits two wavelengths from one semiconductor laser may be used. A light source that emits light having a third wavelength different from the wavelengths λ 1 and λ 2 may be added.

合波プリズム33は、透光性を有する材料、例えばガラスや樹脂などで構成され、光源31からのレーザ光を透過し、光源32からのレーザ光を反射する反射面を備えている。この構成により、合波プリズム33は、光源31および32からのレーザ光を合波してビームスプリッタ34に出射するようになっている。   The combining prism 33 is made of a light-transmitting material, such as glass or resin, and includes a reflecting surface that transmits the laser light from the light source 31 and reflects the laser light from the light source 32. With this configuration, the combining prism 33 combines the laser beams from the light sources 31 and 32 and emits them to the beam splitter 34.

ビームスプリッタ34は、透光性を有する材料、例えばガラスや樹脂などで構成され、光源31および32からのレーザ光を透過し、光ディスク37からの再生光を反射する反射面を備えている。   The beam splitter 34 is made of a light-transmitting material, such as glass or resin, and includes a reflecting surface that transmits the laser light from the light sources 31 and 32 and reflects the reproduction light from the optical disk 37.

コリメータレンズ35は、透光性を有する材料、例えばガラスや樹脂などで構成され、入射されたレーザ光を平行光に変換するようになっている。   The collimator lens 35 is made of a translucent material, such as glass or resin, and converts incident laser light into parallel light.

位相差素子10は、前述のように図1に示した第1の位相板11および第2の位相板12を備えている。図3においては図示を省略したが、第1の位相板11は、第2の位相板12よりも光源31および32に近い側になるよう配置されている。なお、位相差素子10に代えて図2に示した位相差素子20を用いる構成としてもよい。また、位相差素子10の配置場所としては、図3に示された位置に限定されず、光源31および32と対物レンズ36との間の光路中に配置してあればよい。   As described above, the phase difference element 10 includes the first phase plate 11 and the second phase plate 12 shown in FIG. Although not shown in FIG. 3, the first phase plate 11 is disposed closer to the light sources 31 and 32 than the second phase plate 12. Note that the phase difference element 20 shown in FIG. 2 may be used instead of the phase difference element 10. Further, the arrangement location of the phase difference element 10 is not limited to the position shown in FIG. 3, and it may be arranged in the optical path between the light sources 31 and 32 and the objective lens 36.

対物レンズ36は、例えば所定のNA(開口数)を有する樹脂製のレンズで構成され、位相差素子10から入射された楕円偏光の光を光ディスク37の記録層に集光し、記録層からの反射光を捕捉するようになっている。なお、位相差素子10は、対物レンズやその他の回折素子、開口制限素子と一体にしてもよい。   The objective lens 36 is composed of, for example, a resin lens having a predetermined NA (numerical aperture), and condenses the elliptically polarized light incident from the phase difference element 10 onto the recording layer of the optical disc 37, and from the recording layer. The reflected light is captured. The phase difference element 10 may be integrated with an objective lens, another diffraction element, or an aperture limiting element.

光検出系38は、例えばレンズやフォトダイオードなどを含み、ビームスプリッタ34の反射面によって反射された光ディスク37からの再生光を電気信号に変換するようになっている。   The light detection system 38 includes, for example, a lens and a photodiode, and converts the reproduction light from the optical disk 37 reflected by the reflection surface of the beam splitter 34 into an electric signal.

以上のように、本実施の形態における光ヘッド装置30は、位相差素子10を備え、位相差素子10は、互いに異なる2つの波長λおよびλの直線偏光の光が入射されたとき、ともに楕円偏光を出射し、その時の入射偏光方向に対して各楕円偏光の長軸の方向をそれぞれ概ね45度または概ね135度、および概ね0度または概ね90度の方向とすることができる。すなわち、光ディスク37のピットに対する楕円偏光の角度を好適に設定することができる。 As described above, the optical head device 30 according to the present embodiment includes the phase difference element 10, and the phase difference element 10 receives linearly polarized light having two different wavelengths λ 1 and λ 2 . Both of them emit elliptically polarized light, and the direction of the major axis of each elliptically polarized light can be approximately 45 degrees or approximately 135 degrees, and approximately 0 degrees or approximately 90 degrees with respect to the incident polarization direction at that time. That is, the angle of elliptically polarized light with respect to the pits of the optical disk 37 can be set appropriately.

次に、楕円偏光の角度の設定に関し、図4を用いて説明する。図4は、光ディスク37のピットに対する楕円偏光の状態を模式的に示したものである。   Next, setting of the angle of elliptically polarized light will be described with reference to FIG. FIG. 4 schematically shows the state of elliptically polarized light with respect to the pits of the optical disk 37.

本発明の発明者の検討結果によれば、図4に示すように、特にDVDや、青色レーザを用いる高密度の光記録媒体である光ディスクのピットの長手方向に対して、45度に傾いた偏光の光を照射することで、光ディスクの再生特性(例えばCNR)が向上することがわかった。一方、光ディスク37に照射される光の偏光状態としては、直線偏光(楕円率=0)より円偏光(楕円率=1)に近いほうが光ディスクの複屈折に対してジッタの低下が抑制されて好ましいことがわかった。したがって、光ディスクのピットの長手方向に対して概ね45度または概ね135度傾いた楕円偏光であって、その楕円率が0.10〜0.90の光を光ディスク37に照射することが、光ディスク37の複屈折が比較的大きな場合でも信号強度の変化が小さくなり、ジッタの低下が抑制され好ましい。また、さらに楕円率を0.20ないし0.80とするのがより好ましく、0.3ないし0.75とするのが最も好ましいことがわかった。   According to the examination results of the inventor of the present invention, as shown in FIG. 4, the inclination is 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the pits of an optical disc which is a high-density optical recording medium using a DVD or a blue laser. It has been found that the reproduction characteristics (for example, CNR) of the optical disk are improved by irradiating with polarized light. On the other hand, the polarization state of the light applied to the optical disk 37 is preferably closer to the circularly polarized light (ellipticity = 1) than the linearly polarized light (ellipticity = 0) because the reduction in jitter is suppressed with respect to the birefringence of the optical disk. I understood it. Therefore, it is possible to irradiate the optical disc 37 with light having an elliptical polarization angle of approximately 45 degrees or approximately 135 degrees with respect to the longitudinal direction of the pits of the optical disk and having an ellipticity of 0.10 to 0.90. Even when the birefringence is relatively large, a change in signal intensity is small, and a reduction in jitter is suppressed. Further, it has been found that the ellipticity is more preferably 0.20 to 0.80, and most preferably 0.3 to 0.75.

したがって、例えばDVDに用いられる波長λ=660±20nm帯の光については、図4の左側に示すように光ディスクの半径方向またはピット方向に対して概ね45度または概ね135度に長軸方向をなす楕円偏光として光ディスクに照射することで、光ディスクの再生特性、特にジッタやCNRを改善できるので好ましい。なお、比較的記録密度が小さいCDなどの場合は、光ディスクのピットに対して偏光方向を変えることによるディスクの再生特性の改善効果はそれほど大きくはない。 Therefore, for example, for light in the wavelength λ 1 = 660 ± 20 nm band used for DVDs, the major axis direction is approximately 45 degrees or approximately 135 degrees with respect to the radial direction or pit direction of the optical disk as shown on the left side of FIG. It is preferable to irradiate the optical disk as elliptically polarized light because it can improve the reproduction characteristics of the optical disk, particularly jitter and CNR. In the case of a CD having a relatively low recording density, the effect of improving the reproduction characteristics of the disc by changing the polarization direction with respect to the pits of the optical disc is not so great.

一方、図3において図示を省略しているが、例えば位相差素子10と対物レンズ36との間には立ち上げミラーが設置され、この立ち上げミラーの表面には反射膜が設けられる。この構成の場合、ミラー表面の反射膜による位相差によって偏光状態が変化することがあり、問題となる場合があるが、ミラーの反射膜による位相差を互いに異なる2つの波長に対してそれぞれ適性に制御することは特に難しい。ミラーに対する偏光方向をP偏光かS偏光に近づけるとミラーの反射膜による位相差による偏光状態の変化を受けにくくすることができる。このP偏光またはS偏光は光ディスクの半径方向または接線方向と平行、すなわち長軸方向が0度または90度の方向となる。つまり、図4に示された第2の偏光状態の光を光ディスクに照射することによって、ミラーの反射膜による位相差の影響を受けにくくすることができるので、ミラーの設計が容易になりコストダウンにつながり好ましい。   On the other hand, although not shown in FIG. 3, for example, a rising mirror is provided between the phase difference element 10 and the objective lens 36, and a reflection film is provided on the surface of the rising mirror. In this configuration, the polarization state may change due to the phase difference due to the reflection film on the mirror surface, which may be a problem. However, the phase difference due to the reflection film on the mirror is suitable for two different wavelengths. It is particularly difficult to control. When the polarization direction with respect to the mirror is close to P-polarized light or S-polarized light, the change in the polarization state due to the phase difference due to the reflection film of the mirror can be made difficult. This P-polarized light or S-polarized light is parallel to the radial direction or tangential direction of the optical disk, that is, the major axis direction is a direction of 0 degree or 90 degrees. In other words, by irradiating the optical disk with the light having the second polarization state shown in FIG. 4, it is possible to make the mirror less susceptible to the phase difference caused by the reflection film of the mirror. This is preferable.

次に、本実施の形態における光ヘッド装置30の動作について説明する。   Next, the operation of the optical head device 30 in the present embodiment will be described.

まず、光源31および32によって、互いに異なる波長λおよびλの直線偏光の光が出射される。 First, the light sources 31 and 32 emit linearly polarized light having different wavelengths λ 1 and λ 2 .

次いで、合波プリズム33によって、光源31が出射した波長λのレーザ光と、光源32が出射した波長λのレーザ光とが合波され、ビームスプリッタ34に出射される。 Next, the laser beam having the wavelength λ 1 emitted from the light source 31 and the laser beam having the wavelength λ 2 emitted from the light source 32 are multiplexed by the multiplexing prism 33 and emitted to the beam splitter 34.

さらに、ビームスプリッタ34によって、波長λおよびλのレーザ光が透過されてコリメータレンズ35に出射され、コリメータレンズ35によって、平行光に変換されて位相差素子10に出射される。 Further, the laser beams of wavelengths λ 1 and λ 2 are transmitted by the beam splitter 34 and emitted to the collimator lens 35, converted into parallel light by the collimator lens 35, and emitted to the phase difference element 10.

続いて、位相差素子10によって、波長λおよびλの直線偏光の光が楕円偏光に変換されて対物レンズ36に出射される。ここで、位相差素子10を透過した波長λの透過光は楕円偏光となり、例えば、入射偏光方向に対する楕円偏光の長軸方向の角度は45度で楕円率は=0.52である。また、波長λの透過光も楕円偏光となり、例えば、入射偏光方向に対する楕円偏光の長軸方向の角度は0度で楕円率=0.77である。 Subsequently, linearly polarized light having wavelengths λ 1 and λ 2 is converted into elliptically polarized light by the phase difference element 10 and emitted to the objective lens 36. Here, the transmitted light having the wavelength λ 1 transmitted through the phase difference element 10 becomes elliptically polarized light. For example, the angle of the major axis direction of the elliptically polarized light with respect to the incident polarization direction is 45 degrees, and the ellipticity is 0.52. The transmitted light having the wavelength λ 2 is also elliptically polarized light. For example, the angle of the major axis direction of the elliptically polarized light with respect to the incident polarization direction is 0 degree and the ellipticity = 0.77.

次いで、対物レンズ36によって、位相差素子10から出射された楕円偏光の光が光ディスク37に集光され、光ディスク37上のピットに応じた反射光が光ディスク37から反射される。光ディスク37からの反射光は、対物レンズ36、位相差素子10およびコリメータレンズ35を順次透過してビームスプリッタ34に入射される。   Next, the objective lens 36 collects the elliptically polarized light emitted from the phase difference element 10 onto the optical disc 37, and the reflected light corresponding to the pits on the optical disc 37 is reflected from the optical disc 37. The reflected light from the optical disk 37 is sequentially transmitted through the objective lens 36, the phase difference element 10, and the collimator lens 35 and is incident on the beam splitter 34.

そして、ビームスプリッタ34の反射面によって、光ディスク37からの反射光が反射され、光検出系38に入射され、光検出系38によって、光ディスク37に記録された情報が電気信号として取得される。   The reflected light from the optical disk 37 is reflected by the reflecting surface of the beam splitter 34 and is incident on the light detection system 38, and information recorded on the optical disk 37 is acquired as an electrical signal by the light detection system 38.

以上のように、本実施の形態における光ヘッド装置30によれば、位相差素子10は、互いに異なる2つの波長λおよびλの直線偏光の光が入射されたとき、ともに楕円偏光を出射することができ、入射偏光方向に対して楕円偏光の向きをそれぞれ45度および0度の方向とすることができるので、互いに異なる複数の波長を用いる場合でも、製造コストの増大や光の利用効率の低下を招くことなく、光ディスク37の再生特性を向上させることができる。 As described above, according to the optical head device 30 of the present embodiment, the phase difference element 10 emits elliptically polarized light when two linearly polarized lights having different wavelengths λ 1 and λ 2 are incident. Since the direction of elliptical polarization can be 45 degrees and 0 degrees with respect to the incident polarization direction, even when using a plurality of different wavelengths, the manufacturing cost increases and the light utilization efficiency The reproduction characteristics of the optical disc 37 can be improved without causing a decrease in the above.

以上のように、本発明に係る位相差素子および光ヘッド装置は、互いに異なる複数の波長を用いる場合でも、製造コストの増大や光の利用効率の低下を招くことなく、光ディスクの再生特性を向上させることができるという効果を有し、光の偏光状態を変化させる位相差素子や、CD、DVDなどの光ディスクに対して記録または再生を行う光ヘッド装置等として有用である。   As described above, the retardation element and the optical head device according to the present invention improve the reproduction characteristics of the optical disc without increasing the manufacturing cost and reducing the light use efficiency even when using a plurality of different wavelengths. It is useful as a phase difference element that changes the polarization state of light, an optical head device that performs recording or reproduction on an optical disk such as a CD or a DVD, and the like.

本発明の一実施の形態における位相差素子の構成例を概念的に示す断面図Sectional drawing which shows notionally the structural example of the phase difference element in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における位相差素子の他の構成例を概念的に示す断面図Sectional drawing which shows notionally the other structural example of the phase difference element in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における光ヘッド装置の構成例を示す模式図Schematic diagram showing a configuration example of an optical head device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態における光ヘッド装置において、光ディスクのピットと偏光状態との関係を模式的に示す図The figure which shows typically the relationship between the pit of an optical disk, and a polarization state in the optical head apparatus in one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、20 位相差素子
11 第1の位相板
12 第2の位相板
13 接着層
21 透明基板
30 光ヘッド装置
31、32 光源
33 合波プリズム
34 ビームスプリッタ
35 コリメータレンズ
36 対物レンズ
37 光ディスク
38 光検出系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20 Phase difference element 11 1st phase plate 12 2nd phase plate 13 Adhesive layer 21 Transparent substrate 30 Optical head apparatus 31, 32 Light source 33 Combined prism 34 Beam splitter 35 Collimator lens 36 Objective lens 37 Optical disk 38 Optical detection system

Claims (6)

少なくとも2つの異なる波長λ およびλ の直線偏光の光を出射する光源と、前記光を光記録媒体上に集光させる対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する検出器と、前記光源と前記対物レンズとの間に設けられて前記光を透過させる位相差素子とを備え、
前記位相差素子は、複屈折を有する第1および第2の位相板を含む複数の位相板を備えていて、前記波長λの光に対する前記第1の位相板の位相差角Rd11が90±15度で、前記波長λの光に対する前記第2の位相板の位相差角Rd22が180±15度であって、
前記第1の位相板の側から入射した前記波長λの入射光を、入射光の偏光方向に対して概ね45度または概ね135度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光に変換して出射させ、
前記第1の位相板の側から入射した前記波長λの入射光を、入射光の偏光方向に対して概ね0度または概ね90度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光に変換して出射させるものであり、
前記第1の位相板は、前記第2の位相板よりも前記光源に近い側にあることを特徴とする光ヘッド装置。
A light source that emits linearly polarized light of at least two different wavelengths λ 1 and λ 2 , an objective lens that focuses the light on the optical recording medium, and a detector that detects reflected light from the optical recording medium; A phase difference element that is provided between the light source and the objective lens and transmits the light;
Wherein the phase difference element includes first and second comprise a plurality of phase plates containing phase plate, wherein for said wavelength lambda 1 of the light first retardation angle Rd 11 of the phase plate having birefringent 90 15 ° ±, the phase difference angle Rd 22 of the second phase plate with respect to the wavelength lambda 2 of light is a 180 ± 15 degrees,
Emission by converting the wavelength lambda 1 of the light incident from the side of the first phase plate, the elliptically polarized light having a long axis in a direction inclined approximately 45 degrees or approximately 135 degrees to the polarization direction of the incident light Let
Emission by converting the wavelength lambda 2 of the light incident from the side of the first phase plate, the elliptically polarized light having a long axis in a direction inclined approximately 0 degrees or about 90 degrees to the polarization direction of the incident light It is what
The optical head device characterized in that the first phase plate is closer to the light source than the second phase plate.
前記位相差素子は、前記波長λの入射光の偏光方向と前記第1の位相板の進相軸のなす角をθ前記波長λの入射光の偏光方向と前記第2の位相板の進相軸のなす角をθ、としたときに、
(θ、θ)=(45±10度、0±10度)
(θ、θ)=(45±10度、90±10度)
(θ、θ)=(135±10度、0±10度)
および
(θ、θ)=(135±10度、90±10度)
のいずれかの関係を満たす請求項1記載の光ヘッド装置。
The retardation element, the wavelength lambda 1 the angle fast axis θ of the first polarization direction of the incident light first phase plate, the wavelength lambda 2 of the polarization direction of the incident light the second phase When the angle formed by the fast axis of the plate is θ 2 ,
1 , θ 2 ) = (45 ± 10 degrees, 0 ± 10 degrees)
1 , θ 2 ) = (45 ± 10 degrees, 90 ± 10 degrees)
1 , θ 2 ) = (135 ± 10 degrees, 0 ± 10 degrees)
And (θ 1 , θ 2 ) = (135 ± 10 degrees, 90 ± 10 degrees)
The optical head device according to claim 1, wherein any one of the relationships is satisfied .
前記波長λおよび前記波長λが、405±20nm帯、660±20nm帯および790±20nm帯から選ばれた2つの異なる波長である請求項1または2記載の光ヘッド装置。 3. The optical head device according to claim 1, wherein the wavelength λ 1 and the wavelength λ 2 are two different wavelengths selected from a 405 ± 20 nm band, a 660 ± 20 nm band, and a 790 ± 20 nm band . 前記複数の位相板は、積層されて一体化されている請求項1ないし3のいずれか1項記載の光ヘッド装置。 4. The optical head device according to claim 1, wherein the plurality of phase plates are laminated and integrated . 前記位相差素子を透過した光は、前記位相差素子に入射する際の直線偏光の偏光方向に対し、前記波長λ の光は概ね45度または概ね135度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光であり、前記波長λ の光は概ね0度または概ね90度傾いた方向に長軸を有する楕円偏光である請求項1ないし4のいずれか1項記載の光ヘッド装置。 Elliptical light transmitted through the phase difference element, compared polarization direction of the linearly polarized light incident on the phase difference element, having a major axis in the direction of light of the wavelength lambda 1 is inclined approximately 45 degrees or approximately 135 degrees 5. The optical head device according to claim 1, wherein the optical head device is polarized light, and the light having the wavelength λ 2 is elliptically polarized light having a major axis in a direction inclined at approximately 0 degrees or approximately 90 degrees . 前記位相差素子を透過した光は、楕円率が概ね0.10ないし0.90の楕円偏光である請求項1ないし5のいずれか1項記載の光ヘッド装置。 6. The optical head device according to claim 1, wherein the light transmitted through the phase difference element is elliptically polarized light having an ellipticity of approximately 0.10 to 0.90 .
JP2006254584A 2006-09-20 2006-09-20 Phase difference element and optical head device Expired - Fee Related JP4876814B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006254584A JP4876814B2 (en) 2006-09-20 2006-09-20 Phase difference element and optical head device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006254584A JP4876814B2 (en) 2006-09-20 2006-09-20 Phase difference element and optical head device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008077733A JP2008077733A (en) 2008-04-03
JP4876814B2 true JP4876814B2 (en) 2012-02-15

Family

ID=39349635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006254584A Expired - Fee Related JP4876814B2 (en) 2006-09-20 2006-09-20 Phase difference element and optical head device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4876814B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2463245B1 (en) 2009-08-07 2016-04-20 Asahi Glass Company, Limited Synthesized quartz glass for optical component

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4649748B2 (en) * 2001-02-22 2011-03-16 旭硝子株式会社 Two-wavelength phase plate and optical head device
JP2003317304A (en) * 2002-04-25 2003-11-07 Mitsumi Electric Co Ltd Optical pickup
JP2004354936A (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Toyo Commun Equip Co Ltd Laminated wave plate and optical pickup using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008077733A (en) 2008-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006351086A (en) Optical path compensation apparatus and optical pickup using the same
US7710849B2 (en) Optical head device and optical information recording or reproducing device
JP4560906B2 (en) Optical head device
US20040213135A1 (en) Optical pickup apparatus and optical system for optical pickup apparatus
JP5316409B2 (en) Phase difference element and optical head device
KR100803592B1 (en) Compatible optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus employing the same
US20060250933A1 (en) Optical diffraction device and optical information processing device
JPH10188322A (en) Optical head
US8059504B2 (en) Optical pickup apparatus, optical recording medium driving apparatus, and signal recording/reproducing method
JP2001281432A (en) Diffraction grating for two wavelengths and optical head device
JP5071316B2 (en) Broadband wave plate and optical head device
JP4876814B2 (en) Phase difference element and optical head device
JP4876826B2 (en) Phase difference element and optical head device
KR100985422B1 (en) Double-wavelength light source unit and optical head device
JP2002279683A (en) Optical pickup device
JP3851253B2 (en) Diffraction grating and optical pickup
KR20050012934A (en) Compatible optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus employing it
JP2006066011A (en) Hologram laser unit and optical pickup device
KR100536186B1 (en) Random vibration wave retardation plate and optical film and/or optical pickup device has them
JP2006331594A (en) Optical pickup device
JP2007317315A (en) Optical pickup device
JP2008004145A (en) Optical element and optical head device provided with optical element
US20100061217A1 (en) Optical head unit and optical information recording/reproducing apparatus
JP2011227944A (en) Optical head device
JP4348223B2 (en) Optical head and optical disk drive device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090723

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110405

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111101

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111114

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141209

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees