JP4930084B2

JP4930084B2 - 広帯域波長板

Info

Publication number: JP4930084B2
Application number: JP2007029430A
Authority: JP
Inventors: 幸宏垰; 弘昌佐藤
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2007-02-08
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2027-02-08
Also published as: JP2008198244A

Description

本発明は、レーザー光の位相状態を制御するための広帯域波長板に関する。

広帯域波長板は、光ストレージ媒体の光ピックアップや、プロジェクターなどの投影装置において、異なる複数の波長に対応して、４分の１波長板や２分の１波長板等として使用されている。４分の１波長板として使用する場合においては、リタデーション値が約９０°、２分の１波長板として使用する場合においては、リタデーションが１８０°となるように構成されている。

光ピックアップには、ＣＤに使用される７８５ｎｍ波長帯、ＤＶＤに使用される６６０ｎｍ波長帯に加え、最近は高密度記録ＤＶＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ、ＨＤ−ＤＶＤ）に使用される４０５ｎｍ波長帯が使用されている。また、可視光領域としてプロジェクター用途となる４６０〜７８０ｎｍの波長領域が使用されている。広帯域波長板を光ピックアップに用いる場合は、少なくとも上記３つすべての波長帯に対して適切なリタデーションが得られることが有用であり、特許文献１のような公知例が報告されている。

特開２００６−１３９２６３号公報

しかしながら、従来の広帯域波長板においては、表面に特定の周期構造の凹凸を有する波長板素子を用意しなければならず、周期構造製作のため複雑なプロセスが必要という難点がある。また、少なくとも光ピックアップ用の３つの波長帯において４分の１波長板としたとき、４０５ｎｍ波長の透過率は９１％程度と他の波長（６５０ｎｍ、７８０ｎｍ）の透過率９４％に比べて低い結果となっている。本発明はこの問題に鑑みて、少なくとも光ピックアップ用の４０５ｎｍ波長帯、６６０ｎｍ波長帯、７８５ｎｍ波長帯にすべておいて適切なリタデーションが得られ、かつ容易なプロセスで製造できる広帯域波長板を提供することを目的とする。本発明では、４０５ｎｍ波長帯は３９５〜４１５ｎｍの波長領域、６６０ｎｍ波長帯は６５０〜６８０ｎｍの波長領域、７８５ｎｍ波長帯は７７０〜８１０ｎｍの波長領域と定義する。さらに、同様に容易なプロセスで製造できる可視光領域波長帯である４２０〜８１０ｎｍに渡って連続的に適切なリタデーションが得られる広帯域波長板を提供する。

本発明は、所定の異なる３種の波長で入射する直線偏光について偏光状態を変えることにより、１／４波長板として機能する広帯域波長板であって、前記異なる３種の波長で入射する直線偏光が４０５ｎｍ波長帯に含まれる直線偏光、６６０ｎｍ波長帯に含まれる直線偏光および７８５ｎｍ波長帯に含まれる直線偏光であるか、または、前記異なる３種の波長で入射する直線偏光のうち少なくとも異なる２種の波長を含む連続する波長領域が４２０〜８１０ｎｍの直線偏光である広帯域波長板において、液晶分子の長軸が厚さ方向に対してツイストされた液晶層を含む複数の位相板が積層され、入射側から前記複数の位相板を第１の位相板、第２の位相板とすると、前記第１の位相板を構成する液晶層の液晶分子の厚さ方向に対するツイスト角Φ_１を有するツイスト方向と、前記第２の位相板を構成する液晶層の液晶分子の厚さ方向に対するツイスト角Φ_２を有するツイスト方向とが逆になるようにされると共に、前記入射する直線偏光の振動方向と前記第１の位相板の前記入射する直線偏光側の液晶分子の長軸方向とがなす角度をθ_１、前記入射する直線偏光の振動方向と前記第２の位相板の前記第１の位相板側にある液晶分子の長軸方向とがなす角度をθ_２としたとき、前記異なる３種の波長で入射する直線偏光、または前記異なる３種の波長で入射する直線偏光のうち少なくとも異なる２種の波長を含む連続する波長領域で入射する直線偏光に対し、前記広帯域波長板から出射する光の楕円率が０．９以上となるようにΦ_１、Φ_２、θ_１、θ_２および前記位相板のそれぞれのリタデーションが設定されていることを特徴とする広帯域波長板を提供する。

また、前記第１の位相板のリタデーションＲ_１に対する、前記第２の位相板のリタデーションＲ_２の比Ｒ_２／Ｒ_１が０．６〜１．０であることを特徴とする上記に記載の広帯域波長板を提供する。

また、前記広帯域波長板が２枚の前記位相板で構成されており、前記第１の位相板のツイスト角Φ_１に対する第１の位相板の前記リタデーションＲ_１の比Ｒ_１／Φ_１をα_１とし、前記第２の位相板のツイスト角Φ_２と第２の位相板の前記リタデーションＲ_２の比Ｒ_２／Φ_２をα_２としたときに、α _２／α _１の絶対値が１．６〜２．５であることを特徴とする上記に記載の広帯域波長板を提供する。また、前記広帯域波長板に入射する前記異なる波長の直線偏光の振動方向が互いに平行であることを特徴とする上記に記載の広帯域波長板を提供する。

さらに、異なる３種の波長の直線偏光を出射する少なくとも一つの光源と、直線偏光を出射する光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、光記録媒体からの反射光を検出する光検出器とを備えた、光記録媒体の情報の記録・再生を行う光ヘッド装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中、または前記対物レンズと前記光検出器との間の光路中に、上記に記載の広帯域波長板が設置されている光ヘッド装置を提供する。

本発明の広帯域波長板を用いることにより、光ピックアップ用の異なる３波長以上の直線偏光に対して、良好な円偏光を出射する効果を有する広帯域波長板および光ヘッド装置を提供することができる。または、可視光領域である４２０〜８１０ｎｍの連続した波長領域の直線偏光に対して、良好な円偏光を出射する効果を有する広帯域波長板を提供することができる。

本発明は、屈折率異方性を有する材料で形成された位相板を複数枚積層し、透明基板により挟持させた広帯域波長板に関するものである。本発明の広帯域波長板は光ピックアップ用の異なる３波長（４０５ｎｍ波長帯、６６０ｎｍ波長帯、７８５ｎｍ波長帯）が互いに平行する直線偏光で入射したときに４分の１波長板に相当するリタデーションを有する。また、本発明では可視光領域としてプロジェクター用途である４６０〜７８０ｎｍ波長領域のすべての波長において、互いに平行する直線偏光で入射したときに４分の１波長板に相当するリタデーションを有する波長板に関するものである。以下、本発明の広帯域波長板について２枚の位相板を積層した例を図１および図２を用いて説明する。

図１は本発明の広帯域波長板の断面を示した模式図であり、広帯域波長板１０３は、第１の位相板１０１と第２の位相板１０２とが、ＵＶ接着剤層７を介して互いに積層されるように構成されている。積層の手順については、実施例において説明する。

第１の位相板１０１は、複屈折材料を構成する高分子液晶層３とガラス基板１とポリイミド配向膜２とを備えている。一方、第２の位相板は、複屈折材料を構成する高分子液晶層６とガラス基板４とポリイミド配向膜５とを備えている。

第１の位相板および第２の位相板のそれぞれの高分子液晶層３、高分子液晶層６は、高分子液晶層の厚さ方向に対して液晶分子の長軸がツイストされている構造をなしている。高分子液晶層のツイスト角は、カイラル剤の添加量により調整し、第１の位相板と第２の位相板それぞれにおいて所望のツイスト角を実現する。

本発明に係る広帯域波長板は、１枚以上の透明基板に積層されていても良い。この場合、透明基板によって熱膨張によるゆがみや透過光の波面収差が改善されるため好ましい。また、透明基板に反射防止膜（ＡＲ）処理が施されると入射光の透過率が向上し、好ましい。

また、本発明に係る広帯域波長板は、複屈折材料が有機物あるいは無機物のいずれの材料により構成されていても良い。また、液晶分子をツイストさせる手法として高分子液晶材料を使用することに限らず、透明電極によって液晶分子に電界を加えて調整しても良い。また、第１の位相板と第２の位相板とは、同一の材料により構成されているだけでなく、異なる材料により構成されていても良い。

ここで、第１の位相板１０１のリタデーションをＲ_１、ツイスト角をΦ_１、第２の位相板１０２のリタデーションをＲ_２、ツイスト角をΦ_２とする。また、入射する直線偏光の振動方向と広帯域波長板に入射する直線偏光側にある第１の位相板の液晶分子の長軸とがなす角度をθ_１、入射する直線偏光の振動方向と広帯域波長板に入射する直線偏光側にある第２の位相板の液晶分子の長軸とがなす角度をθ_２とする。

図２および図４にガラス基板１側から見た直線偏光の入射角による位相板の設置角度およびツイスト角の平面図を示す。ここで、Φ_１は２０２と２０３または、３０２と３０３とがなす角度、Φ_２は２０４と２０５または、３０４と３０５とがなす角度に相当する。また、θ_１は２０１と２０２または、３０１と３０２とがなす角度、θ_２は２０１と２０４または、３０１と３０４とがなす角度に相当する。ツイスト角Φ_１、Φ_２は、位相板の厚さ方向に対して液晶分子の長軸が連続的にツイストするため、ツイストする方向によって角度に符号が存在する。ここでは、直線偏光の入射方向から見て厚さ方向に対して左回りのツイスト方向をプラス（＋）、右回りのツイスト方向をマイナス（−）と定義する。θ_１、θ_２は入射偏光の振動方向２０１または３０１の軸を基準に円の中心から左方向０〜９０°までをプラス（＋）、右方向０〜９０°までをマイナス（−）と定義する。

位相板を積層させる場合、ツイスト角が互いに反対方向であること、つまりΦ_１、Φ_２の符号が異なることが好ましく、２枚の位相板のリタデーションの比率は、Ｒ_２／Ｒ_１が０．６〜１．０の間にあることが好ましい。また、Ｒ_１／Φ_１をα_１、Ｒ_２／Φ_２をα_２としたときに、α _２／α _１の絶対値が１．６〜２．５であると、本発明の広帯域波長板における３波長の直線偏光に対するリタデーションが近くなるため好ましい。

積層させる位相板のツイスト角、リタデーション、積層する際の光学軸の配置を適切に設計すれば、広帯域４分の１波長板となる３波長帯を独立に設定することが可能である。また、３波長帯域が含まれる波長領域を狭く設定することで、可視光程度の広帯域にわたり４分の１波長板として機能するように設計可能である。例えば、光ピックアップ用の３つの波長帯においては、４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、７８５ｎｍ波長の楕円率が最大となる初期値である１を与え、リタデーション、位相板のツイスト角および位相板の積層する光学軸配置角度のパラメータを変化させて収束計算を行う。そして、上記３つ全ての波長の楕円率が０．９５以上となる上記パラメータ値を調査した。

次に図１に示す広帯域波長板を４分の１波長板として用いた光ヘッド装置の光学系の例を図６に示す。３波長レーザーダイオード１１から出射される直線偏光は、グレーティング２１を通過してビームスプリッタ３１に入射する。ビームスプリッタ３１は、入射する直線偏光方向の光が通過するように設置され、コリメータレンズ４１を通過する。

コリメータレンズを通過した光が広帯域波長板１０３に入射する。このときのレーザーダイオードの直線偏光方向は、図２において２０１の方向になるように配置されている。
広帯域波長板１０３において光は、直線偏光から円偏光と偏光状態が変化し、対物レンズ４２で光ディスク５１上の信号トラックへ集光される。

集光された光は、光ディスク５１によって反射され、対物レンズ４２および広帯域波長板１０３を通過し、レーザーダイオードの偏光方向に対して直交した偏光方向を有する直線偏光に変換される。変換された直線偏光は、コリメータレンズ４１を通過し、ビームスプリッタ３１によって光が受光素子６１へ集光される。

本発明に係る広帯域波長板は、位相板が２枚で構成されるものに限らず、３枚以上積層されて実現されるものであっても良いが、製造の容易性、透過率などの点で２枚で実現することが好ましい。

本発明に係る広帯域波長板に入射する直線偏光の振動方向は少なくとも異なる３波長（４０５ｎｍ波長帯、６６０ｎｍ波長帯、７８５ｎｍ波長帯）において平行に入射されるものであるため、広帯域波長板は所望の波長によって入射する直線偏光の振動方向を変えることなく利用できるものである。

なお、上記においては、１つの光源から３つの波長の光が出射される場合について説明したが、広帯域波長板に入射する直線偏光が特定の光学軸の振動方向であれば、１つの光源から１つまたは２つの波長の光が出射されても良い。

本発明の実施例について図１〜図６を用いて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例１は、少なくとも光ピックアップ用の４０５ｎｍ波長帯、６６０ｎｍ波長帯、７８５ｎｍ波長帯に対して適切なリタデーションとなる設計とした。また、実施例２は、少なくとも可視光領域でプロジェクター用途となる４６０〜７８０ｎｍの波長領域に渡って連続的に適切なリタデーションが得られる設計とした。

（実施例１）
４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、７８５ｎｍ波長の楕円率が０．９以上となるように、リタデーション（Ｒ_１、Ｒ_２）、位相板のツイスト角（Φ_１、Φ_２）および位相板の積層する光学軸配置角度（θ_１、θ_２）のパラメータを決定する。図１は本発明の広帯域波長板の構成図である。厚さ０．５ｍｍのガラス基板１の一面にポリイミドの被膜を形成し、ラビングにより水平配向処理をして配向膜２とする。次に、配向膜２の上に図示しない直径１１．３μｍのＳｉＯ_２ビーズを１０個／ｍｍ^２の密度でスペーサとして散布する。その後、ガラス基板１と同様の、図示しないポリイミド配向膜付きガラスを用意する。このとき、配向膜２の水平配向方向と図示しないポリイミド配向膜付きガラスの水平配向方向とがなす角度を１１３°として対向させる。そして、図示しないポリイミド付きガラスのポリイミド配向膜上を離散化処理する。

さらに、ポリイミド配向膜付きガラスの外周部に図示しない熱硬化型のエポキシシール材を印刷する。対向させた配向膜付ガラス基板と離散化処理されたポリイミド配向膜付きガラス基板をエポキシシール材で固定し、２枚のガラス基板間のギャップが１１．３μｍの液晶セルを形成する。このように対向させた２枚のガラス基板の１１．３μｍのスペースに液晶分子の長軸が１１３°ツイストするように調整されたコレスティック液晶モノマーを注入し、挟持させる。

液晶材料は、光重合開始剤としてベンゾインニソプロピルエーテルが１％添加されたＵＶ硬化性の液晶モノマー組成物である。また、注入した高分子液晶モノマーは重合後のポリマーにおける屈折率異方性Δｎが４０５ｎｍの波長の光で０．０４７、６６０ｎｍの波長の光で０．０３９、７８５ｎｍの波長の光で０．０３８である。

波長３６５ｎｍのＵＶ光を液晶材料全体に照射し、水平配向状態のまま液晶モノマー組成物全体を重合・固化する。３０分間１４０℃の熱処理をして、厚さ１１．３μｍの水平配向した高分子液晶層３を形成する。その後、上記の離型化処理されたポリイミド配向膜付きガラス基板を除去する。これより、ガラス基板１上の配向膜２の上に水平配向した１１．３μｍの厚さでツイスト角Φ_１＝１１３°の高分子液晶層３からなる第１の位相板１０１を形成する。

上記と同様のプロセスにより、ガラス基板４上の配向膜５の上に水平配向した９．９μｍの厚さで、ツイスト角Φ_２＝−５０°の高分子液晶層６からなる第２の位相板１０２を形成する。

作成した第１の位相板１０１に入射する直線偏光の振動方向２０１を基準として直線偏光の入射する側にある第１位相板１０１の液晶分子の長軸方向２０２となす角度θ_１を３５°とする。第１の位相板１０１に入射する直線偏光方向２０１を基準として第２の位相板１０２の第１の位相板１０１側にある液晶分子の長軸方向２０４となす角度θ_２を５９°となるように配置する。このとき、図２の光学軸の配置図に示すようにツイスト角Φ_１およびΦ_２の符号が異なるように配置する。位相板１０１の上にＵＶ接着剤を滴下し、１０００ｒｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍで１００秒間回転させ、ＵＶ接着剤の厚さを５μｍとする。位相板１０２を積層し、挟持されたＵＶ接着剤領域に５０００ｍＪ、３６５ｎｍのＵＶ光を照射することによりＵＶ接着剤層７とし、広帯域波長板１０３を形成する。

最後に、作成した広帯域波長板１０３の第１の位相板１０１に入射する直線偏光の振動方向２０１を基準に、ダイシングソーにより外形５ｍｍ×５ｍｍに切断し、光ヘッド装置に適用できる形状とする。切断後、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを用いてこの広帯域波長板の透過波面収差を測定すると、２５ｍλｒｍｓ以下であり、広帯域波長板が光学素子として十分に使用できることが確認される。

作成した広帯域波長板１０３の第１の位相板１０１に対して、３種類の異なる直線偏光波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、７８５ｎｍを直線偏光がいずれも平行な方向に入射したときの分光測定結果を図３に示す。これより上記３種類の波長において楕円率が０．９以上となる。いずれも互いに平行な直線偏光が入射され広帯域波長板１０３で良好な楕円率となっていることが確認される。

（実施例２）
４６０ｎｍ、５３０ｎｍ、６６０ｎｍ波長の楕円率が０．９以上となるように、リタデーション（Ｒ_１、Ｒ_２）、位相板のツイスト角（Φ_１、Φ_２）および位相板の積層する光学軸配置角度（θ_１、θ_２）のパラメータを決定する。厚さ０．５ｍｍのガラス基板１の一面にポリイミドの被膜を形成し、ラビングにより水平配向処理をして配向膜２とする。次に、配向膜２の上に図示しない直径１３．２μｍのＳｉＯ_２ビーズを１０個／ｍｍ^２の密度でスペーサとして散布する。その後、同様にガラス基板１と同様の、図示しないポリイミド配向膜付きガラスを用意する。このとき、配向膜２の水平配向方向と図示しないポリイミド配向膜付きガラスの水平配向方向とがなす角度を１８３°として対向させる。そして、図示しないポリイミド付きガラスのポリイミド配向膜上を離散化処理する。

さらに、ポリイミド配向膜付きガラスの外周部に図示しない熱硬化型のエポキシシール材を印刷する。対向させた配向膜付ガラス基板と離散化処理されたポリイミド配向膜付きガラス基板をエポキシシール材で固定し、２枚のガラス基板間のギャップが１３．２μｍの液晶セルを形成する。このように対向させた２枚のガラス基板の１３．２μｍのスペースに液晶分子の長軸が１８３°ツイストするように調整されたコレスティック液晶モノマーを注入し、挟持させる。

液晶セル内にの屈折率異方性Δｎが４０５ｎｍの波長の光で０．０４７、６６０ｎｍの波長の光で０．０３９、７８５ｎｍの波長の光で０．０３８である液晶材料を注入する。液晶材料は、光重合開始剤としてベンゾインニソプロピルエーテルが１％添加されたＵＶ硬化性の液晶モノマー組成物である。

波長３６５ｎｍのＵＶ光を液晶材料全体に照射し、水平配向状態のまま液晶モノマー組成物全体を重合・固化する。３０分間１４０℃の熱処理をして、厚さ１３．２μｍの水平配向した高分子液晶層３を形成する。その後、上記の離型化処理されたポリイミド配向膜付きガラス基板を除去する。これより、ガラス基板１上の配向膜２の上に水平配向した１３．２μｍの厚さでツイスト角Φ_１＝１８３°の高分子液晶層３からなる第１の位相板１０１を形成する。

上記と同様のプロセスにより、ガラス基板４上の配向膜５の上に水平配向した９．５μｍの厚さでツイスト角Φ_２＝−７４°の高分子液晶層６からなる第２の位相板１０２を形成する。

作成した第１の位相板１０１に入射する直線偏光の振動方向３０１を基準として直線偏光の入射する側にある第１位相板１０１の液晶分子の長軸方向３０２となす角度θ_１を−１７°とする。第１の位相板１０１に入射する直線偏光方向３０１を基準として第２の位相板１０２の第１の位相板１０１側にある液晶分子の長軸方向３０４となす角度θ_２を７６°となるように配置する。このとき、図４の光学軸の配置図に示すようにツイスト角Φ_１およびΦ_２の符号が異なるように配置する。位相板１０１の上にＵＶ接着剤を滴下し、１０００ｒｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍで１００秒間回転させ、ＵＶ接着剤の厚さを５μｍとする。位相板１０２を積層し、挟持されたＵＶ接着剤領域に５０００ｍＪ、３６５ｎｍのＵＶ光を照射することによりＵＶ接着剤層７とし、広帯域波長板１０３を形成する。

最後に、作成した広帯域波長板１０３を入射する第１の位相板１０１に入射する直線偏光の振動方向３０１を基準に、ダイシングソーにより外形５ｍｍ×５ｍｍに切断し、光ヘッド装置に適用できる形状とする。切断後、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを用いてこの広帯域波長板の透過波面収差を測定すると、２５ｍλｒｍｓ以下であり、広帯域波長板が光学素子として十分に使用できることが確認される。

作成した広帯域波長板１０３の第１の位相板１０１に対して、直線偏光波長をいずれも平行な方向から入射したときの分光測定結果を図５に示す。これより少なくとも４６０〜７８０ｎｍの波長領域において良好な楕円率を示し、上記波長領域を含む４２０〜８１０ｎｍの波長領域において連続して楕円率が０．９以上となる。直線偏光はいずれも互いに平行に入射され、広帯域波長板１０３で良好な楕円率となっていることが確認される。

（比較例）
本発明の実施態様とは異なり、液晶のツイスト角がない（Φ_１＝０°、Φ_２＝０°）位相板を２枚積層させるときに得られる特性を比較例として実施する。このとき、第１の位相板を特定波長の２分の１波長板とし、第２の位相板を特定の波長の４分の１波長板となるようにリタデーションを設定する。第１の位相板と第２の位相板を積層するときに直線偏光の光軸とそれぞれの位相板が有する液晶分子の長軸方向がなす角度を調整する。

第１の位相板を５．７μｍの厚さでθ_１に相当する角度を１７．６°、第２の位相板を２．８μｍの厚さでθ_２に相当する角度を７２．４°として設定するとき、入射する直線偏光の波長に対する楕円率を図３の従来例に示す。このときは、２つの光ピックアップ用の波長帯（４０５ｎｍ波長帯、６６０ｎｍ波長帯）では楕円率が０．９以上であるが、７８５ｎｍ波長帯では楕円率が０．９未満となり、異なる３つの波長帯すべてにおいて良好な楕円率は得られない。

また、第１の位相板を６．５μｍの厚さでθ_１に相当する角度を１５．６°、第２の位相板を３．３μｍの厚さでθ_２に相当する角度を７４．３°として設定するとき、入射する直線偏光の波長に対する楕円率を図５の従来例に示す。このときは、４４０〜７１０ｎｍの波長領域では楕円率が連続して０．９以上であるが、７１０ｎｍ以上の波長では０．９未満となり、プロジェクター用途としての４６０〜７８０ｎｍの連続した波長領域においては良好な楕円率は得られない。

本発明によれば、異なる３波長以上の単色直線偏光の入射に対して良好な円偏光へ変更する広帯域波長板を提供することができる。したがって、本発明の広帯域波長板は、高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの書き込み・読み出しに利用する光ピックアップまたは、プロジェクター等に用いられる。

本発明に係る広帯域波長板の構成を示し、２枚の位相板の側面を模式的に示した図本発明に係る広帯域波長板の実施例１において、重ねられた２枚の位相板の入射光軸に対する設置角度、位相板の液晶層のツイスト角の角度を示す平面図本発明に係る広帯域波長板の実施例１において、透過光に対する楕円率の波長依存性を示すグラフ本発明に係る広帯域波長板の実施例２において、重ねられた２枚の位相板の入射光軸に対する設置角度、位相板の液晶層のツイスト角の角度を示す平面図本発明に係る広帯域波長板の実施例２において、透過光に対する楕円率の波長依存性を示すグラフ本発明の広帯域波長板を用いた光ヘッド装置の構成図

符号の説明

１、４ガラス基板
２、５ポリイミド配向膜
３、６高分子液晶層
７ＵＶ接着剤層
１０１第１の位相板
１０２第２の位相板
１０３広帯域波長板
２０１、３０１入射偏光の振動方向
２０２、３０２位相板１０１の入射偏光側の光学軸
２０３、３０３位相板１０１の出射偏光側の光学軸
２０４、３０４位相板１０２の入射偏光側の光学軸
２０５、３０５位相板１０２の出射偏光側の光学軸
１１３波長レーザーダイオード
２１グレーティング
３１ビームスプリッタ
４１コリメータレンズ
４２対物レンズ
５１光ディスク
６１光検出器

Claims

所定の異なる３種の波長で入射する直線偏光について偏光状態を変えることにより、４分の１波長板として機能する広帯域波長板であって、前記異なる３種の波長で入射する直線偏光が４０５ｎｍ波長帯に含まれる直線偏光、６６０ｎｍ波長帯に含まれる直線偏光および７８５ｎｍ波長帯に含まれる直線偏光であるか、または、前記異なる３種の波長で入射する直線偏光のうち少なくとも異なる２種の波長を含む連続する波長領域が４２０〜８１０ｎｍの直線偏光である広帯域波長板において、
液晶分子の長軸が厚さ方向に対してツイストされた液晶層を含む複数の位相板が積層され、
入射側から前記複数の位相板を第１の位相板、第２の位相板とすると、前記第１の位相板を構成する液晶層の液晶分子の厚さ方向に対するツイスト角Φ_１を有するツイスト方向と、前記第２の位相板を構成する液晶層の液晶分子の厚さ方向に対するツイスト角Φ_２を有するツイスト方向とが逆になるようにされると共に、前記入射する直線偏光の振動方向と前記第１の位相板の前記入射する直線偏光側の液晶分子の長軸方向とがなす角度をθ_１、前記入射する直線偏光の振動方向と前記第２の位相板の前記第１の位相板側にある液晶分子の長軸方向とがなす角度をθ_２としたとき、前記異なる３種の波長で入射する直線偏光、または前記異なる３種の波長で入射する直線偏光のうち少なくとも異なる２種の波長を含む連続する波長領域で入射する直線偏光に対し、前記広帯域波長板から出射する光の楕円率が０．９以上となるようにΦ_１、Φ_２、θ_１、θ_２および前記位相板のそれぞれのリタデーションが設定されている
ことを特徴とする広帯域波長板。
前記第１の位相板のリタデーションＲ_１に対する、前記第２の位相板のリタデーションＲ_２の比Ｒ_２／Ｒ_１が０．６〜１．０であることを特徴とする請求項１に記載の広帯域波長板。
前記広帯域波長板が２枚の前記位相板で構成されており、前記第１の位相板のツイスト角Φ_１に対する第１の位相板の前記リタデーションＲ_１の比Ｒ_１／Φ_１をα_１とし、前記第２の位相板のツイスト角Φ_２と第２の位相板の前記リタデーションＲ_２の比Ｒ_２／Φ_２をα_２としたときに、α _２／α _１の絶対値が１．６〜２．５であることを特徴とする請求項２に記載の広帯域波長板。
前記広帯域波長板に入射する異なる波長の直線偏光の振動方向が互いに平行であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の広帯域波長板。
異なる３種の波長の直線偏光を出射する少なくとも一つの光源と、直線偏光を出射する光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、光記録媒体からの反射光を検出する光検出器とを備えた、光記録媒体の情報の記録・再生を行う光ヘッド装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中、または前記対物レンズと前記光検出器との間の光路中に、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の広帯域波長板が設置されている光ヘッド装置。