JP5131244B2 - Laminated phase plate and optical head device - Google Patents

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Description

本発明は、積層位相板及び光ヘッド装置に関する。   The present invention relates to a laminated phase plate and an optical head device.

光記録媒体としてDVDやCDなどの光ディスク及び、高密度情報記録光ディスクBD(Blu−ray Disc)が存在しており、これら光ディスクへの情報の記録および記録されている情報の再生を行うために光ヘッド装置が用いられる。   Optical discs such as DVDs and CDs and high-density information recording optical discs BD (Blu-ray Discs) exist as optical recording media, and optical recording is performed to record information on these optical discs and to reproduce recorded information. A head device is used.

このような光ヘッド装置としては、複数の光源に対応した光ヘッド装置があり、このため、波長が異なる複数の光に共通する光路中に用いられる位相板として、例えば、DVDに対応する650nm波長帯に対しては、2π×(m1−1/2)(m1は自然数)の位相差が生じ、CDに対応する790nm波長帯に対しては、2π×m2(m2は自然数)の位相差を生じる有機物薄膜からなる位相板が開示されている(例えば、特許文献1)。   As such an optical head device, there is an optical head device corresponding to a plurality of light sources. For this reason, as a phase plate used in an optical path common to a plurality of lights having different wavelengths, for example, a 650 nm wavelength corresponding to a DVD A phase difference of 2π × (m1−1 / 2) (m1 is a natural number) occurs for the band, and a phase difference of 2π × m2 (m2 is a natural number) corresponds to the 790 nm wavelength band corresponding to the CD. A phase plate made of an organic thin film is disclosed (for example, Patent Document 1).

このような位相板は、ポリカーボネート膜を延伸させることで複屈折性を有する膜を形成して位相差を発生させるものであり、波長が650nmの入射光に対する位相差が5πとなり、波長が790nmの入射光に対する位相差は略4πとなる。この位相板において、位相板の光学軸(進相軸または遅相軸)に対して偏光方向が45°の角度をなす直線偏光の650nmの光と790nmの光が入射した場合、波長が650nmの光は、入射光に対し出射光は90°偏光方向が回転した直線偏光の光となるが、波長が790nmの光は、入射光と同じ偏光方向の直線偏光の光となる。   Such a phase plate forms a phase difference by forming a birefringent film by stretching a polycarbonate film. The phase difference with respect to incident light having a wavelength of 650 nm is 5π and the wavelength is 790 nm. The phase difference with respect to the incident light is approximately 4π. In this phase plate, when linearly polarized 650 nm light and 790 nm light having an angle of 45 ° with respect to the optical axis (fast axis or slow axis) of the phase plate are incident, the wavelength is 650 nm. The light is linearly polarized light whose rotation direction is rotated by 90 ° with respect to the incident light, but the light having a wavelength of 790 nm is linearly polarized light having the same polarization direction as that of the incident light.

また、特許文献2には、第1の中間位相差1/2波長板と第2の中間位相差1/2波長板とを透明な接着剤を用いて光学軸方向が所望の角度となるよう接合した広帯域1/2波長板が記載されている。この広帯域1/2波長板は、例えば、BDに対応する405nm波長帯の光、DVDに対応する660nm波長帯の光、CDに対応する785nm波長帯の光について、3波長の光の偏光方向の回転角を同一にすることができるものである。   Further, in Patent Document 2, the first intermediate phase difference half-wave plate and the second intermediate phase difference half-wave plate are made of a transparent adhesive so that the optical axis direction becomes a desired angle. A bonded broadband half-wave plate is described. This wideband half-wave plate is, for example, for the light of the 405 nm wavelength band corresponding to BD, the light of 660 nm wavelength band corresponding to DVD, and the light of 785 nm wavelength band corresponding to CD. The rotation angle can be made the same.

特開2001−290017号公報JP 2001-290017 A 特開2006−155743号公報JP 2006-155743 A

ところで、複数の波長の光に対応した光ヘッド装置として、例えば、3波長の光に対応した光ヘッド装置においては、3波長の光のうち1波長の光のみ偏光方向を回転させ、残りの2つの波長の光については偏光方向を変えることのない位相板を得ることができれば、様々な構成を有する3波長の光に対応した光ヘッド装置に用いられる光学部品の部品点数を少なくすることができるので、光ヘッド装置を小型化にすることが可能となる。   By the way, as an optical head device corresponding to light of a plurality of wavelengths, for example, in an optical head device corresponding to light of three wavelengths, the polarization direction of only one wavelength of the three wavelengths is rotated, and the remaining 2 If it is possible to obtain a phase plate that does not change the polarization direction for light of one wavelength, the number of optical components used in the optical head device corresponding to light of three wavelengths having various configurations can be reduced. Therefore, the optical head device can be reduced in size.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、3波長の光のうち1波長の光のみ偏光方向を回転させ、残りの2つの波長の光については殆ど偏光方向を変えることのない積層位相板を提供するとともに、この積層位相板を用いた小型化可能な光ヘッド装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above, and a laminated phase in which only one wavelength of light of three wavelengths is rotated in the polarization direction, and the polarization direction of the remaining two wavelengths of light is hardly changed. An object of the present invention is to provide an optical head device that can be miniaturized using the laminated phase plate.

本発明の積層位相板は、相互に異なる波長λの光と波長λの光と波長λの光の光路中に用いられ、第1の位相板と、第2の位相板と、第3の位相板が配置されており、前記波長λの直線偏光の方向に対し前記第1の位相板の進相軸、前記第2の位相板の進相軸、前記第3の位相板の進相軸との角度の組合せまたは、前記波長λの直線偏光の方向に対し前記第1の位相板の遅相軸、前記第2の位相板の遅相軸、前記第3の位相板の遅相軸との角度の組合せがそれぞれθ、θ、θであって、前記第1の位相板、前記第2の位相板及び前記第3の位相板は、前記波長λの光におけるリタデーション値がそれぞれ略(m−1/2)λ、略(m−1/2)λ、略(m−1/2)λであって(m、m、mは自然数)、前記波長λの光と前記波長λの光と前記波長λの光について同一方向の直線偏光の光を入射させた場合に、前記波長λの光における入射光の偏光方向に対する出射光の偏光方向で表す回転角αは、α=2×(θ−θ+θ)であり、前記波長λの光及び前記波長λの光における入射光に対する出射光の偏光の長軸方向は、−10°以上、+10°以下であることを特徴とする。 The laminated phase plate of the present invention is used in an optical path of light of wavelength λ 1 , light of wavelength λ 2 , and light of wavelength λ 3 , and includes a first phase plate, a second phase plate, 3 phase plates are arranged, and the fast axis of the first phase plate, the fast axis of the second phase plate, the fast axis of the third phase plate with respect to the direction of linearly polarized light of the wavelength λ 1 A combination of an angle with a fast axis, or a slow axis of the first phase plate, a slow axis of the second phase plate, a slow axis of the third phase plate with respect to the direction of linearly polarized light of the wavelength λ 1 Combinations of angles with the slow axis are θ 1 , θ 2 , and θ 3 , respectively, and the first phase plate, the second phase plate, and the third phase plate are light having the wavelength λ 1 . Are substantially (m 1 -1/2) λ 1 , substantially (m 2 -1/2) λ 1 , and (m 3 -1/2) λ 1 (m 1 , m 2 , m 3 Natural number), if made incident said for the wavelength lambda 1 of light and the wavelength lambda 2 of the light and the wavelength lambda 3 of the light in the same direction of linearly polarized light, the polarization direction of the incident light in the wavelength lambda 1 of the light The rotation angle α expressed by the polarization direction of the emitted light with respect to is α = 2 × (θ 3 −θ 2 + θ 1 ), and the polarization of the emitted light with respect to the incident light in the light of the wavelength λ 2 and the light of the wavelength λ 3 The major axis direction of is -10 ° or more and + 10 ° or less.

また、本発明は、前記波長λは、395nm≦λ≦415nmであり、前記波長λは、645nm≦λ≦675nmであり、前記波長λは、765nm≦λ≦805nmであることを特徴とする。 In the present invention, the wavelength λ 1 is 395 nm ≦ λ 1 ≦ 415 nm, the wavelength λ 2 is 645 nm ≦ λ 2 ≦ 675 nm, and the wavelength λ 3 is 765 nm ≦ λ 3 ≦ 805 nm. It is characterized by that.

また、本発明は、前記角度θは、(α/5)−2°≦θ≦(α/5)+2°であり、前記角度θは、−(α/10)−2°≦θ≦−(α/10)+2°であり、前記角度θは、(α/5)−2°≦θ≦(α/5)+2°であることを特徴とする。 In the present invention, the angle θ 1 is (α / 5) −2 ° ≦ θ 1 ≦ (α / 5) + 2 °, and the angle θ 2 is − (α / 10) −2 ° ≦. θ 2 ≦ − (α / 10) + 2 °, and the angle θ 3 is (α / 5) −2 ° ≦ θ 3 ≦ (α / 5) + 2 °.

また、本発明は、情報記録層が設けられている光ディスクにおいて情報の記録または再生を行うための光ヘッド装置であって、波長λの光、波長λの光及び波長λの光を発するレーザ光源と、前記レーザ光源から発せられた光を集光する対物レンズと、光検出器と、前記光を前記光ディスクの方向と前記光検出器の方向に偏向分離する偏光ビームスプリッタと、を有し、前記レーザ光源より発せされた波長λの光は直線偏光の光であって、前記レーザ光源より発せられた波長λの光及び波長λの光は、前記波長λの直線偏光方向と異なる方向の直線偏光の光であって、前記レーザ光源と、前記対物レンズの間の光路中に前記記載の積層位相板が設けられていることを特徴とする。 Further, the present invention provides an optical head device for recording or reproducing information in an optical disk information recording layer is provided, the wavelength lambda 1 of the light, the wavelength lambda 2 light and the wavelength lambda 3 of the light A laser light source that emits light, an objective lens that condenses the light emitted from the laser light source, a photodetector, and a polarization beam splitter that deflects and separates the light in the direction of the optical disc and the direction of the photodetector. The light of wavelength λ 1 emitted from the laser light source is linearly polarized light, and the light of wavelength λ 2 and the light of wavelength λ 3 emitted from the laser light source are straight lines of the wavelength λ 1 . The laminated phase plate described above is provided in the optical path between the laser light source and the objective lens, which is linearly polarized light in a direction different from the polarization direction.

また、本発明は、前記レーザ光源より発せられた波長λの光及び波長λの光は、前記波長λの直線偏光方向に対して直交する方向の直線偏光の光であることを特徴とする。 Further, the invention is characterized in that the light of wavelength λ 2 and the light of wavelength λ 3 emitted from the laser light source are linearly polarized light in a direction orthogonal to the linear polarization direction of the wavelength λ 1. And

本発明によれば、3波長の光のうち1波長の光のみ偏光方向を回転させ、残りの2つの波長の光については殆ど偏光方向を変えることのない積層位相板を提供することができるとともに、小型化可能な光ヘッド装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a laminated phase plate that rotates the polarization direction of only one wavelength of light of three wavelengths and hardly changes the polarization direction of the remaining two wavelengths of light. An optical head device that can be miniaturized can be provided.

第1の実施の形態における積層位相板の構成図Configuration diagram of laminated phase plate according to the first embodiment 第1の実施の形態における積層位相板の説明図Explanatory drawing of the laminated phase plate in 1st Embodiment 第1の実施の形態における別の積層位相板の構成図(1)Configuration of another laminated phase plate according to the first embodiment (1) 第1の実施の形態における別の積層位相板の構成図(2)Configuration of another laminated phase plate according to the first embodiment (2) 第2の実施の形態における光ヘッド装置の断面図Sectional drawing of the optical head apparatus in 2nd Embodiment

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。   The form for implementing this invention is demonstrated below.

〔積層位相板に係る実施の形態〕
積層位相板に係る実施の形態について説明する。本実施の形態における積層位相板は、3波長に対応した光ヘッド装置に用いられる位相板である。
[Embodiment related to laminated phase plate]
An embodiment relating to a laminated phase plate will be described. The laminated phase plate in the present embodiment is a phase plate used in an optical head device corresponding to three wavelengths.

本実施の形態における積層位相板が用いられる光ヘッド装置は、BDに対応した波長λである395〜415nmの光を発する半導体レーザと、DVDに対応した波長λである645〜675nmの光を発する半導体レーザと、CDに対応した波長λである765〜805nmの光を発する半導体レーザとを有している。各々の半導体レーザは、BD、DVD、CDの光ディスクに対応して発光する。このような3波長に対応した光ヘッド装置では、複数の波長の光を発する半導体レーザを含む1つまたは2つの半導体レーザが用いられており(ハイブリッドタイプ、モノシリックタイプの2波長発光半導体レーザまたは3波長発光半導体レーザ)、異なる波長の光は略同一の光路をたどる。よって、3波長に対応した光ヘッド装置では、2波長の光または3波長の光の光路中に共用することが可能な光学素子を用いることによって光学素子の部品点数を削減でき、光ヘッド装置の小型化や低コスト化が実現できる。 The optical head device using the laminated phase plate in this embodiment includes a semiconductor laser that emits light of 395 to 415 nm having a wavelength λ 1 corresponding to BD, and light of 645 to 675 nm that is wavelength λ 2 corresponding to DVD. a semiconductor laser that emits, and a semiconductor laser that emits light of 765~805nm is the wavelength lambda 3 corresponding to CD. Each semiconductor laser emits light corresponding to BD, DVD, and CD optical disks. In such an optical head device corresponding to three wavelengths, one or two semiconductor lasers including semiconductor lasers that emit light of a plurality of wavelengths are used (hybrid type, monolithic type two-wavelength light emitting semiconductor lasers or 3 (Wavelength-emitting semiconductor laser), light of different wavelengths follows substantially the same optical path. Therefore, in the optical head device corresponding to the three wavelengths, the number of components of the optical element can be reduced by using the optical element that can be shared in the optical path of the two-wavelength light or the three-wavelength light. Miniaturization and cost reduction can be realized.

図1及び図2に基づき本実施の形態における積層位相板について説明する。図1は、積層位相板の断面図であり、図2は積層位相板の平面方向から見た入射偏光方向と各位相板の光学軸との関係を示す平面図である。本実施の形態における積層位相板10は、第1の位相板11、第2の位相板12、第3の位相板13が積層されたものである。なお、積層位相板10は、第1の位相板11と第2の位相板12、第2の位相板12と第3の位相板は、互いに隣接されたものに限らず、これらの間に複屈折性を発しない層として接着層や透光性基板が挟持される構造を有したり、空気層(空間)があって離隔されたりしてもよい。第1の位相板11、第2の位相板12および第3の位相板13は、例えば、それぞれこのような接着層や透光性基板のように複屈折性を発しない、屈折率が等方性となる材料の層を含んで構成されるものであってもよい。   The laminated phase plate according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a laminated phase plate, and FIG. 2 is a plan view showing the relationship between the incident polarization direction and the optical axis of each phase plate as seen from the planar direction of the laminated phase plate. The laminated phase plate 10 in the present embodiment is obtained by laminating a first phase plate 11, a second phase plate 12, and a third phase plate 13. The laminated phase plate 10 is not limited to the first phase plate 11 and the second phase plate 12, and the second phase plate 12 and the third phase plate are not adjacent to each other. It may have a structure in which an adhesive layer or a translucent substrate is sandwiched as a layer that does not emit refraction, or may be separated by an air layer (space). The first phase plate 11, the second phase plate 12, and the third phase plate 13 do not emit birefringence, such as an adhesive layer or a translucent substrate, respectively, and the refractive index is isotropic. It may be configured to include a layer of a material that becomes a property.

第1の位相板11、第2の位相板12、第3の位相板13における光学軸は位相板平面に平行な方向に揃っている。また、光学軸はいずれも、進相軸同士の組合せかまたは遅相軸同士の組合せで成立するが、以下ではとくに説明が無い場合、いずれも進相軸の組合せであるものとして説明する。図2のX−Y平面において、後述する入射する光の偏光方向に相当するX軸を基準に第1の位相板11の進相軸はθ、第2の位相板12の進相軸はθ、第3の位相板13の進相軸はθとなっている。また、第1の位相板11、第2の位相板12及び第3の位相板13は、各々波長λの光に対してリタデーション(複屈折位相差)値が(m−1/2)λ、(m−1/2)λ、(m−1/2)λである。尚、m、m、mは自然数である。また、角度の符号は、光の出射方向から見てX軸を基準に反時計回りがプラス(+)、時計回りがマイナス(−)として考える。なお、角度の単位はとくに説明がない場合は[°]で表わすものとする。 The optical axes of the first phase plate 11, the second phase plate 12, and the third phase plate 13 are aligned in a direction parallel to the plane of the phase plate. In addition, the optical axes are either a combination of fast axes or a combination of slow axes, but in the following description, unless there is a particular description, it is assumed that all are combinations of fast axes. In the XY plane of FIG. 2, the fast axis of the first phase plate 11 is θ 1 and the fast axis of the second phase plate 12 is based on the X axis corresponding to the polarization direction of incident light described later. θ 2 , the fast axis of the third phase plate 13 is θ 3 . The first phase plate 11, the second phase plate 12, and the third phase plate 13 each have a retardation (birefringence phase difference) value (m 1 −1/2) with respect to light having a wavelength λ 1. λ 1 , (m 2 −1/2) λ 1 , and (m 3 −1/2) λ 1 . Note that m 1 , m 2 , and m 3 are natural numbers. Regarding the sign of the angle, it is considered that the counterclockwise rotation is plus (+) and the clockwise rotation is minus (−) with reference to the X axis when viewed from the light emitting direction. The unit of angle is represented by [°] unless otherwise specified.

この積層位相板10に波長λのX方向の直線偏光の光が入射した場合について説明する。最初に、波長λのX方向の直線偏光の光が第1の位相板11に入射すると、第1の位相板11は波長λの光に対し1/2波長板として機能するため、第1の位相板11を通過した光はX軸に対して、2×θの角度を有する直線偏光の光となる。次に、波長λの2×θの角度を有する直線偏光の光が第2の位相板12に入射すると、第2の位相板12は波長λの光に対し1/2波長板として機能するため、X軸に対して(1)式に示す角度を有する直線偏光の光となる。 A case where linearly polarized light in the X direction having a wavelength λ 1 is incident on the laminated phase plate 10 will be described. First, when linearly polarized light in the X direction having a wavelength λ 1 is incident on the first phase plate 11, the first phase plate 11 functions as a ½ wavelength plate for the light having the wavelength λ 1 . The light that has passed through one phase plate 11 becomes linearly polarized light having an angle of 2 × θ 1 with respect to the X axis. Next, when linearly polarized light having an angle of 2 × θ 1 of wavelength λ 1 is incident on the second phase plate 12, the second phase plate 12 becomes a half-wave plate with respect to the light of wavelength λ 1. In order to function, it becomes the light of the linearly polarized light having the angle shown in the equation (1) with respect to the X axis.

θ+(θ−2×θ)=2×(θ−θ)・・・・・・・・・・・・・(1)
次に、X軸に対して(1)式の角度を有する波長λの直線偏光の光が第3の位相板13に入射すると、第3の位相板13は波長λの光に対し1/2波長板として機能するため、X軸に対して(2)式に示す角度を有する直線偏光の光となる。尚、αは、X軸に対して、波長λのX軸方向の直線偏光の光が積層位相板10を通過した後の直線偏光の方向がなす角度である(尚、αについては、αと記載する場合もある)。
θ 2 + (θ 2 −2 × θ 1 ) = 2 × (θ 2 −θ 1 ) (1)
Next, when linearly polarized light having a wavelength λ 1 having an angle of the expression (1) with respect to the X axis is incident on the third phase plate 13, the third phase plate 13 is 1 for the light having the wavelength λ 1. Since it functions as a / 2 wavelength plate, it becomes linearly polarized light having an angle shown in equation (2) with respect to the X axis. Α 1 is an angle formed by the direction of the linearly polarized light after passing through the laminated phase plate 10 with respect to the X axis, the linearly polarized light having the wavelength λ 1 in the X axis direction (for α 1 , , And may be described as α).

α=θ+{θ−2×(θ−θ)}=2×(θ−θ+θ)・・・(2)
表1には、波長λ及び波長λのX軸方向の直線偏光の光が積層位相板10を通過した後の波長λの光と波長λの光それぞれの偏光状態がほとんど変化しないθとθとθの組み合わせを(2)式の角度αに対して示した。また、出射光の長軸角度とは、X軸方向を基準したとき、出射した光の電場の振幅が最も大きくなる方向の角度に相当する。つまり、出射光が直線偏光であればX軸方向に対する直線偏光方向がなす角度であって、出射光が楕円偏光であればX軸方向に対して楕円偏光の長軸方向がなす角度に相当する。また、この出射光の長軸角度は、「方位角」と言うこともある。そして、表1には、波長λ及び波長λのX軸方向の直線偏光の光に対する長軸方向の角度(出射光の長軸角度)α及びα、波長λ、波長λ及び波長λの出射光楕円率、出射偏光強度について計算した結果について示す。
α 1 = θ 3 + {θ 3 −2 × (θ 2 −θ 1 )} = 2 × (θ 3 −θ 2 + θ 1 ) (2)
Table 1 shows that the polarization states of the light having the wavelength λ 2 and the light having the wavelength λ 3 after the linearly polarized light having the wavelengths λ 2 and λ 3 in the X-axis direction pass through the laminated phase plate 10 hardly change. A combination of θ 1 , θ 2, and θ 3 is shown with respect to the angle α 1 in equation (2). Further, the major axis angle of the emitted light corresponds to an angle in a direction in which the amplitude of the electric field of the emitted light is the largest when the X-axis direction is taken as a reference. That is, if the outgoing light is linearly polarized light, this is the angle formed by the linearly polarized light direction with respect to the X-axis direction. If the outgoing light is elliptically polarized light, this corresponds to the angle formed by the major axis direction of the elliptically polarized light with respect to the X-axis direction. . Further, the major axis angle of the emitted light may be referred to as “azimuth angle”. Table 1 shows angles in the major axis direction (major axis angle of outgoing light) α 2 and α 3 , wavelength λ 1 , wavelength λ 2 with respect to linearly polarized light in the X-axis direction at wavelengths λ 2 and λ 3. The calculation results for the output light ellipticity and the output polarization intensity at the wavelength λ 3 are shown.

尚、角度α及びαについては、ミュラー行列を用いて出射光のストークス・パラメータを計算することにより算出したものである。また、本実施の形態では、各々の位相板を構成する材料は、高分子液晶を有する材料により構成されている。高分子液晶等の複屈折性材料は、その屈折率異方性Δnに材料固有の波長依存性(波長分散)が存在する。よって、表1では、波長λにおける屈折率異方性Δn(λ)に対して、波長λにおける複屈折を0.85×Δn(λ)、波長λにおける複屈折を0.82×Δn(λ)として算出している。また、波長λの出射光の長軸角度αにおける出射偏光強度は、出射光の長軸角度と出射光楕円率より算出される。同様に、波長λおよび波長λの出射光のX軸方向における出射偏光強度は、出射光の長軸角度と出射光楕円率より算出される。表1に波長λ、波長λおよび波長λの出射偏光強度の計算結果を示す。波長λの出射光の長軸角度αが何れの場合も波長λおよび波長λの出射偏光強度が99%以上のため、波長λおよび波長λの出射光は入射光と同じX軸方向の直線偏光が保たれている。 The angles α 2 and α 3 are calculated by calculating the Stokes parameters of the emitted light using the Mueller matrix. Moreover, in this Embodiment, the material which comprises each phase plate is comprised with the material which has a polymer liquid crystal. Birefringent materials such as polymer liquid crystals have a wavelength dependency (wavelength dispersion) specific to the material in refractive index anisotropy Δn. Thus, in Table 1, with respect to the refractive index anisotropy [Delta] n at a wavelength λ 1 (λ 1), 0.85 × Δn (λ 1) the birefringence at wavelength lambda 2, the birefringence at the wavelength lambda 3 0. It is calculated as 82 × Δn (λ 1 ). Further, the outgoing polarization intensity at the major axis angle α 1 of the outgoing light of wavelength λ 1 is calculated from the major axis angle of the outgoing light and the outgoing light ellipticity. Similarly, the outgoing polarization intensity in the X-axis direction of the outgoing light with the wavelengths λ 2 and λ 3 is calculated from the major axis angle of the outgoing light and the outgoing light ellipticity. Table 1 shows the calculation results of the output polarization intensity at the wavelengths λ 1 , λ 2 and λ 3 . Since output polarization intensity of the wavelength lambda 1 of the wavelength also the major axis angle alpha 1 of any of the emitted light lambda 2 and wavelength lambda 3 is not less than 99%, emitted light having a wavelength of lambda 2 and wavelength lambda 3 is the same as the incident light The linearly polarized light in the X-axis direction is maintained.

Figure 0005131244
表1に示されるように、波長λが405nmの光について、X軸方向の直線偏光の光を入射させた場合において、出射光のX軸に対する偏光角度を自由に変化させても、波長λが660nm及び波長λが785nmの光については、出射光の楕円率が、0.10以下で、出射光の長軸方向のX軸に対する角度は±6°以下となる積層位相板10を得ることができる。
Figure 0005131244
As shown in Table 1, when light having a wavelength λ 1 of 405 nm is incident with linearly polarized light in the X-axis direction, the wavelength λ 1 can be changed even if the polarization angle of the emitted light with respect to the X-axis is freely changed. For light having a wavelength 2 of 660 nm and a wavelength λ 3 of 785 nm, the laminated phase plate 10 has an ellipticity of the emitted light of 0.10 or less and the angle of the emitted light with respect to the X axis in the major axis direction is ± 6 ° or less. Can be obtained.

表1より、角度θ[°]は、(α/5)−1°≦θ≦(α/5)+1°の範囲内にあり、角度θ[°]は、−(α/10)−1°≦θ≦−(α/10)+1°の範囲内にあり、角度θ[°]は、(α/5)−1°≦θ≦(α/5)+1°の範囲内にある。よって、角度θ、角度θ及び角度θが、この範囲にあれば、波長λの直線偏光の光に対しては、直線偏光の角度を変化させ、波長λ及び波長λの直線偏光の光に対しては、偏光状態を殆ど変化させない積層位相板10を得ることができる。 From Table 1, the angle theta 1 [°] is in the range of (α 1/5) -1 °θ 1 ≦ (α 1/5) + 1 °, the angle theta 2 [°] is - (alpha 1/10) -1 ° ≦ θ 2 ≦ - ( in the range of α 1/10) + 1 ° , the angle theta 3 [°] is, (α 1/5) -1 ° ≦ θ 3 ≦ (α 1 / 5) It is within the range of + 1 °. Therefore, the angle theta 1, the angle theta 2 and the angle theta 3, if in this range, for light having a wavelength lambda 1 of the linearly polarized light, by changing the angle of the linearly polarized light, the wavelength lambda 2 and wavelength lambda 3 With respect to linearly polarized light, it is possible to obtain the laminated phase plate 10 that hardly changes the polarization state.

尚、積層位相板10を光ディスクの記録及び再生用の光ヘッド装置における光学素子として用いる場合を考える。このとき、積層位相板10を透過する光の楕円率が0.15以下でかつ、長軸方向の偏光角の角度変化が±10°以内であれば、入射光である直線偏光の状態を保った光として用いることが可能であり、積層位相板10はこの条件を満たすものである。   Consider the case where the laminated phase plate 10 is used as an optical element in an optical head device for recording and reproducing optical disks. At this time, if the ellipticity of the light transmitted through the laminated phase plate 10 is 0.15 or less and the change of the polarization angle in the major axis direction is within ± 10 °, the state of the linearly polarized light as the incident light is maintained. The laminated phase plate 10 satisfies this condition.

また、表1に示されるように、X軸に対する出射光の長軸方向の角度の絶対値は5.6°以下であるため、角度変化が±10°以内が許容範囲であるならば、θ、θ及びθの範囲も約2倍の変動は許容されるものと考えられる。 Further, as shown in Table 1, since the absolute value of the angle in the major axis direction of the emitted light with respect to the X axis is 5.6 ° or less, if the change in angle is within an allowable range of ± 10 °, θ The range of 1 , θ 2 and θ 3 is considered to be allowed to vary by about twice.

従って、θ[°]は、(α/5)−2°≦θ≦(α/5)+2°の範囲内にあり、θ[°]は、−(α/10)−2°≦θ≦−(α/10)+2°の範囲内にあり、θ[°]は、(α/5)−2°≦θ≦(α/5)+2°の範囲内にある積層位相板であれば、同様の効果を得ることができるものと考えられる。 Therefore, theta 1 [°] is located (α 1/5) to -2 ° ≦ θ 1 ≦ (α 1/5) + 2 in the range of °, θ 2 [°] is, - (α 1/10) -2 ° ≦ θ 2 ≦ - in the range of (α 1/10) + 2 °, θ 3 [°] is, (α 1/5) -2 ° ≦ θ 3 ≦ (α 1/5) + 2 ° It is considered that the same effect can be obtained if the laminated phase plate is in the range of.

尚、第1の位相板11、第2の位相板12、第3の位相板13については、波長λの光において、各々のリタデーション値が略(m−1/2)λ、略(m−1/2)λ、略(m−1/2)λとなるもの(m、m、mは自然数)であれば、どのような複屈折率性材料であってもよい。例えば、水晶、LiNbO等の複屈折結晶や、ポリカーボネート等のフィルムを一方の軸方向に延伸させて複屈折性を発現させた複屈折性フィルムや、分子配向が一方の軸方向に揃った液晶や、分子配向が揃った液晶モノマーを高分子化により固体化した高分子液晶等を用いることができる。また、屈折率の異なる均質材料に使われる波長よりも短い微細構造を施し光路長の偏光依存性を発現させる構造屈折率材料を用いてもよい。 Note that the retardation values of the first phase plate 11, the second phase plate 12, and the third phase plate 13 are approximately (m 1 −1/2) λ 1 in the light of the wavelength λ 1. Any birefringent material can be used as long as it is (m 2 -1/2) λ 1 , which is approximately (m 3 -1/2) λ 1 (m 1 , m 2 , and m 3 are natural numbers). There may be. For example, a birefringent crystal such as quartz or LiNbO 3, a birefringent film in which a film of polycarbonate or the like is stretched in one axial direction to develop birefringence, or a liquid crystal in which molecular orientation is aligned in one axial direction Alternatively, a polymer liquid crystal obtained by solidifying a liquid crystal monomer having uniform molecular orientation by polymerizing can be used. Further, a structural refractive index material that gives a fine structure shorter than the wavelength used for a homogeneous material having a different refractive index and expresses the polarization dependence of the optical path length may be used.

また、これまで波長λの光、波長λの光及び波長λの光は、いずれもX軸方向の直線偏光の光が入射し、出射する波長λの直線偏光の方向を任意に調整する作用について説明したが、これに限らない。例えば、波長λ及び波長λの直線偏光の光の方向が同じ(X軸方向)であって、波長λの直線偏光の光の方向がX軸方向と異なって積層位相板10に入射し、積層位相板10を出射するこれら3つの光の偏光方向がX軸方向に揃うように調整する場合にも用いることができる。この場合、任意の直線偏光の方向で入射する波長λの光に対していずれも対応することができる。 In addition, the light of wavelength λ 1, the light of wavelength λ 2 , and the light of wavelength λ 3 are all incident with linearly polarized light in the X-axis direction, and the direction of the linearly polarized light with wavelength λ 1 is arbitrarily set. Although the effect | action to adjust was demonstrated, it is not restricted to this. For example, the direction of the linearly polarized light having the wavelengths λ 2 and λ 3 is the same (X-axis direction), and the direction of the linearly polarized light having the wavelength λ 1 is different from the X-axis direction and is incident on the laminated phase plate 10. It can also be used when adjusting the polarization direction of these three lights emitted from the laminated phase plate 10 to be aligned with the X-axis direction. In this case, it is possible to cope with any light having a wavelength λ 1 incident in an arbitrary linearly polarized direction.

次に、図3には、本実施の形態における別の構成の積層位相板を示す。この積層位相板20は、ガラス基板等の透光性基板21に複屈折性を有する第1の複屈折性材料層22が形成されてなる第1の位相板31と、透光性基板24に複屈折性を有する第2の複屈折性材料層25が形成されてなる第2の位相板32と、透光性基板28に複屈折性を有する第3の複屈折性材料層27が形成されてなる第3の位相板33とを積層したものである。これら第1の位相板31、第2の位相板32及び第3の位相板33は、リタデーション値が、波長λに対して1/2波長となるものであって、進相軸が透光性基板面に平行で一方向に揃ったものである。また、第1の複屈折性材料層22、第2の複屈折性材料層25、第3の複屈折性材料層27には、それぞれ図示しない配向膜が形成されていてもよい。 Next, FIG. 3 shows a laminated phase plate having another configuration in the present embodiment. The laminated phase plate 20 includes a first phase plate 31 in which a first birefringent material layer 22 having birefringence is formed on a translucent substrate 21 such as a glass substrate, and a translucent substrate 24. A second phase plate 32 in which a second birefringent material layer 25 having birefringence is formed, and a third birefringent material layer 27 having birefringence in the translucent substrate 28 are formed. The third phase plate 33 is laminated. The first phase plate 31, the second phase plate 32 and the third phase plate 33, the retardation value, there is to be a half wavelength relative to the wavelength lambda 1, fast axis light transmission Parallel to the surface of the conductive substrate and aligned in one direction. The first birefringent material layer 22, the second birefringent material layer 25, and the third birefringent material layer 27 may be formed with alignment films (not shown).

次に、第1の位相板31における第1の複屈折性材料層22の面と、第2の位相板32における透光性基板24の面とを透明な光学接着剤を用いて接着層23を形成することにより貼り合わせる。また、第2の位相板32における第2の複屈折性材料層25の面と、第3の位相板33における第3の複屈折性材料層27の面とを透明な光学接着剤を用いて接着層26を形成することにより貼り合わせる。第1の位相板31、第2の位相板32及び第3の位相板33の接着の際には、各々の進相軸の角度が、所定の角度θ、θ、θとなるように接合する。これにより、波長λの光は偏光方向が90°回転するが、波長λの光及び波長λの光は偏光方向が殆ど変化することのない積層位相板を得ることができる。 Next, the surface of the first birefringent material layer 22 in the first phase plate 31 and the surface of the translucent substrate 24 in the second phase plate 32 are bonded using a transparent optical adhesive. Are bonded together by forming. Further, the surface of the second birefringent material layer 25 in the second phase plate 32 and the surface of the third birefringent material layer 27 in the third phase plate 33 are made using a transparent optical adhesive. Bonding is performed by forming the adhesive layer 26. When the first phase plate 31, the second phase plate 32, and the third phase plate 33 are bonded, the angles of the respective fast axes become predetermined angles θ 1 , θ 2 , θ 3. To join. As a result, it is possible to obtain a laminated phase plate in which the polarization direction of the light having the wavelength λ 1 is rotated by 90 °, but the polarization directions of the light having the wavelength λ 2 and the light having the wavelength λ 3 are hardly changed.

また、図4には、本実施の形態における更に別の構成の積層位相板を示す。この積層位相板40は、透光性基板41上に複屈折性を有する第1の複屈折性材料層42が形成されてなる第1の位相板51、第1の複屈折性材料層42上に第2の複屈折性材料層からなる第2の位相板43、第2の位相板43上に第3の複屈折性材料層44が透光性基板46と接着層45を介して形成される。なお、第3の位相板は、第3の複屈折性材料層44と接着層45および透光性基板46から形成される。   FIG. 4 shows a laminated phase plate of still another configuration in the present embodiment. This laminated phase plate 40 is formed on a first phase plate 51 and a first birefringent material layer 42 in which a first birefringent material layer 42 having birefringence is formed on a translucent substrate 41. A second phase plate 43 made of a second birefringent material layer and a third birefringent material layer 44 formed on the second phase plate 43 with a translucent substrate 46 and an adhesive layer 45 interposed therebetween. The The third phase plate is formed from the third birefringent material layer 44, the adhesive layer 45, and the translucent substrate 46.

次に、第1の複屈折性材料層42、第2の複屈折性材料層(第2の位相板)43および第3の複屈折性材料層44の製造方法について説明する。まず、紫外光の直線偏光方向に対して分子配向が揃う光配向作用を有する感光性材料が添加された液晶モノマーを用い、この液晶モノマーを透光性基板41の表面に塗布した後、進相軸の角度がθとなるよう所定の直線偏光の紫外光を用いて重合固化し第1の複屈折性材料層42を形成する。更に、第1の複屈折性材料層42の上に同様の液晶モノマーを塗布した後、進相軸の角度がθとなるよう所定の直線偏光の紫外光を用いて重合固化し第2の複屈折性材料層(第2の位相板)43を形成する。更に、第2の複屈折性材料層43の上に同様の液晶モノマーを塗布した後、進相軸の角度がθとなるよう所定の直線偏光の紫外光を用いて重合固化し第3の複屈折性材料層44を形成する。 Next, a method for manufacturing the first birefringent material layer 42, the second birefringent material layer (second phase plate) 43, and the third birefringent material layer 44 will be described. First, a liquid crystal monomer to which a photosensitive material having a photo-alignment function in which molecular alignment is aligned with respect to the linear polarization direction of ultraviolet light is added, and the liquid crystal monomer is applied to the surface of the translucent substrate 41, and then the phase advancement is performed. The first birefringent material layer 42 is formed by polymerization and solidification using ultraviolet light having a predetermined linear polarization so that the angle of the axis becomes θ 1 . Further, after applying the same liquid crystal monomer on the first birefringent material layer 42, the fast axis angle is polymerized and hardened by a second using ultraviolet light having a predetermined linear polarization to be a theta 2 A birefringent material layer (second phase plate) 43 is formed. Further, after applying the same liquid crystal monomer on the second birefringent material layer 43, the fast axis angle theta 3 and so as to polymerized and hardened with ultraviolet light of a predetermined linear polarization of the third A birefringent material layer 44 is formed.

この後、第3の複屈折性材料層44と、透光性基板46とを透明な光学接着剤を用いて接着層45を形成することにより貼り合わせる。これにより、λの波長の光は偏光方向が90°回転するが、λ及びλの波長の光は偏光方向が殆ど変化することのない積層位相板40を得ることができる。 Thereafter, the third birefringent material layer 44 and the translucent substrate 46 are bonded together by forming an adhesive layer 45 using a transparent optical adhesive. As a result, it is possible to obtain the laminated phase plate 40 in which the polarization direction of the light having the wavelength of λ 1 is rotated by 90 °, but the polarization directions of the light having the wavelengths of λ 2 and λ 3 are hardly changed.

尚、本実施の形態における3波長に対応した積層位相板40は、直線偏光の3つの波長の光を入射させた場合、1つの波長の光に対しては直線偏光の方向の所定の角度回転させることができ、他の2つの波長の光に対しては偏光方向を殆ど変化させることなく出射する積層位相板は、3枚以上の位相板を積層することにより得ることができるものである。従って、2枚の位相板を積層した積層位相板では、このような特性を有するものを得ることはできない。   The laminated phase plate 40 corresponding to the three wavelengths in the present embodiment rotates a predetermined angle in the direction of the linearly polarized light with respect to the light of one wavelength when the light having the three wavelengths of linearly polarized light is incident. A laminated phase plate that emits light with almost no change in polarization direction with respect to light of the other two wavelengths can be obtained by laminating three or more phase plates. Therefore, a laminated phase plate in which two phase plates are laminated cannot have such characteristics.

表2に、積層位相板が2枚の位相板からなり、本願発明の積層位相板と同等の機能を発生させるための2枚の位相板の構成について考える。また、このとき、本願発明に係る積層位相板に係る表1の設定と同様に、入射する3つの光は、波長λ=405nm、波長λ=660nm、波長λ=785nmとして考える。そして、表2は、X軸方向の直線偏光の光を角度θ回転させる位相板と、角度θ回転させる位相板とを積層した積層位相板において、波長がλ=405nm、λ=660nm、λ=785nmにおける出射光楕円率と、出射光の長軸角度を示す。 Table 2 considers the configuration of two phase plates for generating a function equivalent to that of the laminated phase plate of the present invention, in which the laminated phase plate is composed of two phase plates. At this time, similarly to the setting in Table 1 relating to the laminated phase plate according to the present invention, the three incident lights are considered as wavelength λ 1 = 405 nm, wavelength λ 2 = 660 nm, and wavelength λ 3 = 785 nm. Table 2 shows a laminated phase plate in which a phase plate that rotates linearly polarized light in the X-axis direction by an angle θ 1 and a phase plate that rotates an angle θ 2 are stacked, and the wavelengths are λ 1 = 405 nm, λ 2 = The outgoing light ellipticity at 660 nm and λ 3 = 785 nm and the major axis angle of the outgoing light are shown.

Figure 0005131244
表2に示されるように、波長が405nmの直線偏光の光に対して90°回転させる場合には、波長が660nm及び785nmの光においては、出射光の長軸角度(出射光のX軸に対する偏光状態の長軸方向の角度)は殆ど、10°を超えて大きくなってしまう。また、出射光の長軸角度が比較的小さい場合であっても、出射光楕円率の値が高くなり、直線偏光の光又は直線偏光に近い光とはならない。従って、2枚の位相板を積層させた場合では、660nm及び785nmの直線偏光の光は偏光状態を殆ど変化させることなく出射し、405nmの直線偏光の光は90°回転させることが可能な積層位相板を得ることはできない。
Figure 0005131244
As shown in Table 2, when the light is rotated 90 ° with respect to linearly polarized light having a wavelength of 405 nm, the major axis angle of the emitted light (with respect to the X axis of the emitted light) with respect to the light having wavelengths of 660 nm and 785 nm. The angle in the major axis direction of the polarization state is almost larger than 10 °. Further, even when the major axis angle of the outgoing light is relatively small, the value of the outgoing light ellipticity is high and the light is not linearly polarized light or light that is close to linearly polarized light. Therefore, when two phase plates are laminated, 660 nm and 785 nm linearly polarized light is emitted with almost no change in polarization state, and 405 nm linearly polarized light can be rotated by 90 °. A phase plate cannot be obtained.

〔光ヘッド装置に係る実施の形態〕
次に、本実施の形態について説明する。本実施の形態における光ヘッド装置は、積層位相板に係る実施の形態における積層位相板を用いたものである。
[Embodiment related to optical head device]
Next, this embodiment will be described. The optical head device in this embodiment uses the laminated phase plate in the embodiment relating to the laminated phase plate.

図5に基づき本実施の形態に係る光ヘッド装置について説明する。本実施の形態における光ヘッド装置100は、青色半導体レーザ光源111、回折格子112、2波長半導体レーザ光源113、回折格子114、偏光ビームスプリッタ115、偏光ビームスプリッタ116、1/4波長板117、コリメータレンズ118、ダイクロイックミラー119、ミラー120、対物レンズ121、対物レンズ122、シリンドリカルレンズ123、光受光器124及び第1の実施の形態に係る積層位相板10を有するものであり、光ディスク130における情報の記録及び再生を行うものである。尚、青色半導体レーザ光源111と2波長半導体レーザ光源113をまとめて、レーザ光源という。レーザ光源は、略同一の発光点から2つの波長の光、3つの波長の光が発射されるものであったり、単一の波長の光が異なる3つの発光点から発射されるものであったりしてもよい。   The optical head device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The optical head device 100 according to the present embodiment includes a blue semiconductor laser light source 111, a diffraction grating 112, a two-wavelength semiconductor laser light source 113, a diffraction grating 114, a polarization beam splitter 115, a polarization beam splitter 116, a ¼ wavelength plate 117, and a collimator. The lens 118, the dichroic mirror 119, the mirror 120, the objective lens 121, the objective lens 122, the cylindrical lens 123, the optical receiver 124, and the laminated phase plate 10 according to the first embodiment are used. Recording and reproduction are performed. The blue semiconductor laser light source 111 and the two-wavelength semiconductor laser light source 113 are collectively referred to as a laser light source. The laser light source emits light of two wavelengths, light of three wavelengths from substantially the same light emitting point, or emits light of a single wavelength from three different light emitting points. May be.

青色半導体レーザ光源111は、波長λのBDに対応した青色のレーザ光を出射する。出射された青色レーザ光は、回折格子112により0次回折光(直進透過光)と、トラッキングサーボ信号の検出のための±1次回折光とが生成される。これらの光は、Y軸方向の直線偏光の光であり、偏光ビームスプリッタ115に入射し、偏光ビームスプリッタ115では、Y軸方向の直線偏光の光は反射により偏向され+Z軸方向に進む。 Blue semiconductor laser light source 111 emits a blue laser light corresponding to the wavelength lambda 1 of the BD. The emitted blue laser light generates 0th-order diffracted light (straight forward transmitted light) and ± 1st-order diffracted light for detection of the tracking servo signal by the diffraction grating 112. These lights are linearly polarized light in the Y-axis direction and are incident on the polarization beam splitter 115. In the polarization beam splitter 115, the linearly polarized light in the Y-axis direction is deflected by reflection and proceeds in the + Z-axis direction.

一方、2波長半導体レーザ光源113は、DVDに対応した波長λのレーザ光とCDに対応した波長λのレーザ光とを発する。この2波長半導体レーザ光源113からの出射した光は、回折格子114により0次回折光(直進透過光)と、トラッキングサーボ信号の検出のための±1次回折光とが生成される。これらの光は、X軸方向の直線偏光の光であり、偏光ビームスプリッタ115に入射し、偏光ビームスプリッタ115では、X軸方向の直線偏光の光は透過し+Z軸方向に進む。 On the other hand, the two-wavelength semiconductor laser light source 113 emits laser light having a wavelength λ 2 corresponding to DVD and laser light having a wavelength λ 3 corresponding to CD. The light emitted from the two-wavelength semiconductor laser light source 113 generates 0th-order diffracted light (straight forward transmitted light) and ± 1st-order diffracted light for detection of the tracking servo signal by the diffraction grating 114. These lights are linearly polarized light in the X-axis direction and enter the polarization beam splitter 115, and the polarized beam splitter 115 transmits linearly polarized light in the X-axis direction and travels in the + Z-axis direction.

尚、青色半導体レーザ光源111の出射光の偏光状態が、偏光ビームスプリッタ115に対して、S偏光(例えば、Y軸方向の直線偏光)とは異なる直線偏光である場合、回折格子112に図示しない1/2波長板を組み合わせることにより、波長λの光がS偏光となるように調整することができ、偏光ビームスプリッタ115で反射される光の効率を高くすることができる。同様に2波長半導体レーザ光源113の出射光の偏光状態が、偏光ビームスプリッタ115に対して、P偏光(例えば、X軸方向の直線偏光)とは異なる場合、回折格子114に図示しない1/2波長板を組み合わせることにより、波長λの光および波長λの光をいずれもP偏光となるように調整することができ、偏光ビームスピリッタ115を透過する光の効率を高くすることができる。尚、偏光ビームスプリッタ115は、例えば、2個の直角二等辺三角形柱に加工された光学ガラスからなるものであり、一方の光学ガラスの斜面に光学多層膜を成膜した後貼り合わせ等したものが利用できる。 When the polarization state of the emitted light from the blue semiconductor laser light source 111 is linearly polarized light different from S-polarized light (for example, linearly polarized light in the Y-axis direction) with respect to the polarizing beam splitter 115, it is not shown in the diffraction grating 112. By combining the half-wave plates, the light with the wavelength λ 1 can be adjusted to be S-polarized light, and the efficiency of the light reflected by the polarization beam splitter 115 can be increased. Similarly, when the polarization state of the light emitted from the two-wavelength semiconductor laser light source 113 is different from the P-polarized light (for example, linearly polarized light in the X-axis direction) with respect to the polarization beam splitter 115, the diffraction grating 114 does not show 1/2 By combining the wave plates, the light of wavelength λ 2 and the light of wavelength λ 3 can both be adjusted to be P-polarized light, and the efficiency of the light transmitted through the polarization beam splitter 115 can be increased. . The polarizing beam splitter 115 is made of, for example, an optical glass processed into two right-angled isosceles triangular prisms, and is formed by laminating an optical multilayer film on the slope of one optical glass. Is available.

そして、偏光ビームスピリッタ115を出射した各々の光は、積層位相板10に入射する。このとき、積層位相板10を例えば、X軸方向を基準として表1の最後の段に示す角度(θ,θ,θ)の条件で構成し、さらに第3の位相板13から光が入射した場合、積層位相板10に入射するY軸方向の直線偏光となる波長λの光は、偏光軸が90°回転した偏光状態の光として出射され、波長λの光及び波長λの光はそのままの偏光状態の光として出射される。これにより、偏光ビームスプリッタ115から出射した波長λの光はX軸方向の直線偏光の光となり、波長λの光及び波長λの光は、X軸方向の直線偏光の光となる。このように、積層位相板10を透過する波長λの光、波長λの光及び波長λの光はすべてX軸方向の直線偏光の光となる。尚、本実施の形態における説明では、積層位相板に係る実施の形態において説明した積層位相板10を用いた場合について説明しているが、積層位相板20及び積層位相板40も同様に用いることが可能である。 Each light emitted from the polarization beam splitter 115 enters the laminated phase plate 10. At this time, for example, the laminated phase plate 10 is configured under the conditions of the angles (θ 1 , θ 2 , θ 3 ) shown in the last stage of Table 1 with reference to the X-axis direction, and further the light from the third phase plate 13 Is incident on the laminated phase plate 10, the light having the wavelength λ 1 that is linearly polarized light in the Y-axis direction is emitted as light having a polarization state with the polarization axis rotated by 90 °, and the light having the wavelength λ 2 and the wavelength λ The light 3 is emitted as the light in the polarization state as it is. Thereby, the light of wavelength λ 1 emitted from the polarization beam splitter 115 becomes linearly polarized light in the X axis direction, and the light of wavelength λ 2 and the light of wavelength λ 3 become linearly polarized light in the X axis direction. As described above, the light having the wavelength λ 1 , the light having the wavelength λ 2 , and the light having the wavelength λ 3 transmitted through the laminated phase plate 10 are all linearly polarized light in the X-axis direction. In the description of the present embodiment, the case where the laminated phase plate 10 described in the embodiment relating to the laminated phase plate is used has been described. However, the laminated phase plate 20 and the laminated phase plate 40 are also used in the same manner. Is possible.

積層位相板10を透過した波長λの光、波長λの光及びλの光は、X軸方向の直線偏光の光であるため偏光ビームスプリッタ116を直進透過する。そして、波長λの光、波長λの光及び波長λの光は、各々の波長の光において1/4波長板としての機能を有する広帯域の1/4波長板117を通過し、円偏光に変換された後、コリメータレンズ118により平行光となり、ダイクロイックミラー119及びミラー120に入射する。ダイクロイックミラー119は、波長λの光は反射するが波長λの光及び波長λの光は透過する特性を有している。また、ミラー120は、少なくとも波長λの光及び波長λの光を反射する特性を有している。 The light having the wavelength λ 1 , the light having the wavelength λ 2 , and the light having the wavelength λ 3 transmitted through the laminated phase plate 10 are linearly polarized light in the X-axis direction, and thus pass straight through the polarization beam splitter 116. Then, the light of wavelength λ 1, the light of wavelength λ 2 , and the light of wavelength λ 3 pass through a broadband quarter-wave plate 117 having a function as a quarter-wave plate in each wavelength light, After being converted into polarized light, it is converted into parallel light by the collimator lens 118 and is incident on the dichroic mirror 119 and the mirror 120. The dichroic mirror 119 has a characteristic of reflecting light of wavelength λ 1 but transmitting light of wavelength λ 2 and light of wavelength λ 3 . Further, the mirror 120 has a characteristic of reflecting at least light having a wavelength λ 2 and light having a wavelength λ 3 .

これにより、ダイクロイックミラー119により反射された波長λの光は、対物レンズ121により光ディスク130の情報記録面に集光される。集光された光は情報記録面で反射され、対物レンズ121を透過し、ダイクロイックミラー119により反射され、コリメータレンズ118を透過し、さらに1/4波長板117によってY軸方向の直線偏光の光となる。そして、偏光ビームスピリッタ116において反射により偏向して+X軸方向に進む光となり、シリンドリカルレンズ123により非点収差の付与がなされた後、光検出器124に入射し、光ディスク130(BDの場合)に記録されていた信号が再生される。 Thereby, the light of wavelength λ 1 reflected by the dichroic mirror 119 is condensed on the information recording surface of the optical disc 130 by the objective lens 121. The condensed light is reflected by the information recording surface, passes through the objective lens 121, is reflected by the dichroic mirror 119, passes through the collimator lens 118, and is further linearly polarized light in the Y-axis direction by the quarter wavelength plate 117. It becomes. Then, the light is deflected by reflection at the polarization beam splitter 116 and becomes light traveling in the + X-axis direction. After astigmatism is given by the cylindrical lens 123, the light is incident on the photodetector 124 and the optical disk 130 (in the case of BD). The signal recorded in is played back.

また、ミラー120により反射された波長λの光及び波長λの光は、対物レンズ122により光ディスク130の情報記録面に集光される。集光された光は情報記録面で反射され、対物レンズ122を透過し、ミラー120により反射され、ダイクロイックミラー119、コリメータレンズ118を透過し、さらに1/4波長板117によってY軸方向の直線偏光の光となる。偏光ビームスピリッタ116において反射により偏向した後、シリンドリカルレンズ123により非点収差の付与がなされた後、光検出器124に入射し、光ディスク130(DVD、CDの場合)に記録されていた信号が再生される。 Further, the light of wavelength λ 2 and the light of wavelength λ 3 reflected by the mirror 120 are collected on the information recording surface of the optical disc 130 by the objective lens 122. The condensed light is reflected by the information recording surface, passes through the objective lens 122, is reflected by the mirror 120, passes through the dichroic mirror 119 and the collimator lens 118, and is further straightened in the Y-axis direction by the quarter wavelength plate 117. It becomes polarized light. After being deflected by reflection in the polarizing beam spirit 116, astigmatism is given by the cylindrical lens 123, the signal incident on the optical detector 124 and recorded on the optical disk 130 (in the case of DVD or CD) is received. Played.

尚、偏光ビームスプリッタ116は、波長λの光、波長λの光及び波長λの光に対して、X軸方向の直線偏光の光を透過し、Y軸方向の直線偏光の光を反射し偏向する特性を有している。また、光ディスク130がCDである場合には、CDは光ディスクにおけるカバー層がBDおよびDVDのカバー層に比べて厚いため、このカバー層における複屈折に起因して反射光の偏光状態にバラツキが生じやすい。よって、カバー層の複屈折に依存しない安定した信号強度を得るために偏光依存性が少ないビームスプリッタであることが望ましい。例えば、CDの再生用では透過率50%、反射率50%(偏光依存性無し)となるビームスプリッタを用い、CDの記録用では往路での光量の低減を抑制するために透過率90%、反射率10%(偏光依存性無し)となるビームスプリッタを用いるとよい。 Incidentally, the polarization beam splitter 116, wavelength lambda 1 of the light, to the wavelength lambda 2 of the light and the wavelength lambda 3 of the light transmits light in the X-axis direction of the linearly polarized light, the light of the Y-axis direction of the linearly polarized light It has the property of reflecting and deflecting. Further, when the optical disk 130 is a CD, the cover layer of the optical disk is thicker than the cover layer of the BD and DVD, so that the polarization state of the reflected light varies due to the birefringence of the cover layer. Cheap. Therefore, in order to obtain a stable signal intensity that does not depend on the birefringence of the cover layer, it is desirable that the beam splitter has little polarization dependency. For example, a beam splitter having a transmittance of 50% and a reflectance of 50% (no polarization dependence) is used for reproducing a CD, and a transmittance of 90% is used for recording a CD in order to suppress a reduction in the amount of light in the forward path. A beam splitter having a reflectance of 10% (no polarization dependence) may be used.

また、対物レンズ121及び122には、不図示のアクチュエータに搭載されており、フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号に応じて高速に対物レンズ121及び122の位置を調整することが可能である。更に、各々の光ディスクのカバー層のバラツキに起因して生じる球面収差を補正するために、コリメータレンズ118においても光軸と平行方向に移動する機構が設けられる場合がある。   The objective lenses 121 and 122 are mounted on an actuator (not shown), and the positions of the objective lenses 121 and 122 can be adjusted at high speed according to the focus servo signal and the tracking servo signal. Further, in order to correct the spherical aberration caused by the variation of the cover layer of each optical disc, the collimator lens 118 may be provided with a mechanism that moves in a direction parallel to the optical axis.

以上より、本実施の形態においては、部品点数の少ない光ヘッド装置を得ることができるため、光ヘッド装置を小型化にすることができる。   As described above, in the present embodiment, an optical head device with a small number of parts can be obtained, so that the optical head device can be reduced in size.

また、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。   Moreover, although the form which concerns on implementation of this invention was demonstrated, the said content does not limit the content of invention.

10 積層位相板
11 第1の位相板
12 第2の位相板
13 第3の位相板
100 光ヘッド装置
111 青色半導体レーザ光源
112 回折格子
113 2波長半導体レーザ光源
114 回折格子
115 偏光ビームスプリッタ
116 偏光ビームスプリッタ
117 1/4波長板
118 コリメータレンズ
119 ダイクロイックミラー
120 ミラー
121 対物レンズ
122 対物レンズ
123 シリンドリカルレンズ
124 光検出器
130 光ディスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laminated phase plate 11 1st phase plate 12 2nd phase plate 13 3rd phase plate 100 Optical head apparatus 111 Blue semiconductor laser light source 112 Diffraction grating 113 Two wavelength semiconductor laser light source 114 Diffraction grating 115 Polarization beam splitter 116 Polarization beam Splitter 117 1/4 wavelength plate 118 Collimator lens 119 Dichroic mirror 120 Mirror 121 Objective lens 122 Objective lens 123 Cylindrical lens 124 Photo detector 130 Optical disc

Claims (5)

相互に異なる波長λの光と波長λの光と波長λの光の光路中に用いられ、
第1の位相板と、第2の位相板と、第3の位相板が配置されており、
前記波長λの直線偏光の方向に対し前記第1の位相板の進相軸、前記第2の位相板の進相軸、前記第3の位相板の進相軸との角度の組合せまたは、前記波長λの直線偏光の方向に対し前記第1の位相板の遅相軸、前記第2の位相板の遅相軸、前記第3の位相板の遅相軸との角度の組合せがそれぞれθ、θ、θであって、
前記第1の位相板、前記第2の位相板及び前記第3の位相板は、前記波長λの光におけるリタデーション値がそれぞれ略(m−1/2)λ、略(m−1/2)λ、略(m−1/2)λであって(m、m、mは自然数)、
前記波長λの光と前記波長λの光と前記波長λの光について同一方向の直線偏光の光を入射させた場合に、前記波長λの光における入射光の偏光方向に対する出射光の偏光方向で表す回転角αは、α=2×(θ−θ+θ)であり、前記波長λの光及び前記波長λの光における入射光に対する出射光の偏光の長軸方向は、−10°以上、+10°以下であることを特徴とする積層位相板。
Used in the optical path of light of different wavelengths λ 1 , light of wavelength λ 2 and light of wavelength λ 3 ,
A first phase plate, a second phase plate, and a third phase plate are disposed;
A combination of angles with the fast axis of the first phase plate, the fast axis of the second phase plate, the fast axis of the third phase plate with respect to the direction of linearly polarized light of the wavelength λ 1 , or Combinations of angles with the slow axis of the first phase plate, the slow axis of the second phase plate, and the slow axis of the third phase plate with respect to the direction of linearly polarized light of the wavelength λ 1 θ 1 , θ 2 , θ 3 ,
In the first phase plate, the second phase plate, and the third phase plate, the retardation values in the light of the wavelength λ 1 are approximately (m 1 −1/2) λ 1 , approximately (m 2 − 1/2) λ 1 , approximately (m 3 -1/2) λ 1 (m 1 , m 2 , m 3 are natural numbers),
When linearly polarized light in the same direction is incident on the light of wavelength λ 1, the light of wavelength λ 2 , and the light of wavelength λ 3 , the outgoing light with respect to the polarization direction of incident light in the light of wavelength λ 1 The rotation angle α expressed by the polarization direction of α is α = 2 × (θ 3 −θ 2 + θ 1 ), and the major axis of the polarization of the outgoing light with respect to the incident light in the light of the wavelength λ 2 and the light of the wavelength λ 3 A laminated phase plate having a direction of -10 ° or more and + 10 ° or less.
前記波長λは、395nm≦λ≦415nmであり、
前記波長λは、645nm≦λ≦675nmであり、
前記波長λは、765nm≦λ≦805nmであることを特徴とする請求項1に記載の積層位相板。
The wavelength λ 1 is 395 nm ≦ λ 1 ≦ 415 nm,
The wavelength λ 2 is 645 nm ≦ λ 2 ≦ 675 nm,
The laminated phase plate according to claim 1, wherein the wavelength λ 3 satisfies 765 nm ≦ λ 3 ≦ 805 nm.
前記角度θは、(α/5)−2°≦θ≦(α/5)+2°であり、
前記角度θは、−(α/10)−2°≦θ≦−(α/10)+2°であり、
前記角度θは、(α/5)−2°≦θ≦(α/5)+2°であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層位相板。
The angle θ 1 is (α / 5) −2 ° ≦ θ 1 ≦ (α / 5) + 2 °,
The angle θ 2 is − (α / 10) −2 ° ≦ θ 2 ≦ − (α / 10) + 2 °,
The laminated phase plate according to claim 1, wherein the angle θ 3 satisfies (α / 5) −2 ° ≦ θ 3 ≦ (α / 5) + 2 °.
情報記録層が設けられている光ディスクにおいて情報の記録または再生を行うための光ヘッド装置であって、
波長λの光、波長λの光及び波長λの光を発するレーザ光源と、
前記レーザ光源から発せられた光を集光する対物レンズと、
光検出器と、
前記光を前記光ディスクの方向と前記光検出器の方向に偏向分離する偏光ビームスプリッタと、を有し、
前記レーザ光源より発せされた波長λの光は直線偏光の光であって、前記レーザ光源より発せられた波長λの光及び波長λの光は、前記波長λの直線偏光方向と異なる方向の直線偏光の光であって、
前記レーザ光源と、前記対物レンズの間の光路中に請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層位相板が設けられていることを特徴とする光ヘッド装置。
An optical head device for recording or reproducing information on an optical disc provided with an information recording layer,
A laser light source that emits light of wavelength λ 1 , light of wavelength λ 2 , and light of wavelength λ 3 ;
An objective lens for condensing the light emitted from the laser light source;
A photodetector;
A polarizing beam splitter that deflects and separates the light in the direction of the optical disc and the direction of the photodetector,
The light of wavelength λ 1 emitted from the laser light source is linearly polarized light, and the light of wavelength λ 2 and the light of wavelength λ 3 emitted from the laser light source have the linear polarization direction of the wavelength λ 1. Linearly polarized light in different directions,
An optical head device, wherein the laminated phase plate according to claim 1 is provided in an optical path between the laser light source and the objective lens.
前記レーザ光源より発せられた波長λの光及び波長λの光は、前記波長λの直線偏光方向に対して直交する方向の直線偏光の光であることを特徴とする請求項4に記載の光ヘッド装置。 The light of wavelength λ 2 and the light of wavelength λ 3 emitted from the laser light source are linearly polarized light in a direction orthogonal to the linear polarization direction of the wavelength λ 1. The optical head device described.
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