WO2007049738A1 - 光ヘッド装置ならびに光学式情報記録／再生装置 - Google Patents

光ヘッド装置ならびに光学式情報記録／再生装置 Download PDF

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WO2007049738A1
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plane
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Ryuichi Katayama
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Nec Corporation
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    • G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
    • G11B7/0906—Differential phase difference systems

Definitions

  • the present invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus that performs recording / reproduction of information on / from an optical recording medium, and an optical head device provided in the optical information recording / reproducing apparatus.
  • FIG. 26 shows a configuration of a conventional general optical head device.
  • the optical head device includes a semiconductor laser 1, a collimator lens 2, a polarization beam splitter 3, a 1Z4 wavelength plate 4, an objective lens 6, a cylindrical lens 8, a convex lens 9, and a photodetector 10.
  • the emitted light emitted from the semiconductor laser 1 as the light source is converted into parallel light by the collimator lens 2.
  • This light is incident on the polarization beam splitter 3 as P-polarized light, almost 100% of which is transmitted and incident on the 1Z4 wave plate 4.
  • the 1Z4 wavelength plate 4 converts incident light from linearly polarized light to circularly polarized light and transmits it.
  • the light converted into the circularly polarized light is condensed by the objective lens 6 onto the disk 7 that is an optical recording medium.
  • the reflected light reflected by the disk 7 passes through the objective lens 6 in the reverse direction and enters the 1Z4 wavelength plate 4.
  • the 1Z4 wavelength plate 4 converts incident light from circularly polarized light to linearly polarized light and transmits it.
  • the direction of the linearly polarized light in the return path is orthogonal to the direction of the linearly polarized light in the forward path.
  • the light converted into the linearly polarized light enters the polarization beam splitter 3 as S-polarized light, and almost 100% of the light is reflected and enters the cylindrical lens 8. This light passes through the cylindrical lens 8 and the convex lens 9 and is received by the photodetector 10.
  • Such an optical system combining a polarizing beam splitter and a 1Z4 wavelength plate is called a polarizing optical system.
  • An optical head device using a polarizing optical system has a feature that a light beam loss hardly occurs in both the forward path and the return path in a polarization beam splitter that separates the forward path light and the return path light. For this reason, high optical output during recording and high SZN during reproduction can be obtained, and it is mainly used as an optical head device compatible with write-once and rewritable optical recording media. It is also used as an optical head device corresponding to a read-only optical recording medium.
  • Grooves for tracking are usually formed on write-once and rewritable optical recording media.
  • detection by the push-pull method is performed.
  • the reflected light from the optical recording medium is divided into two regions by a straight line passing through the optical axis in a plane perpendicular to the optical axis and corresponding to the tangential direction of the optical recording medium.
  • Light is received by the instrument. If the output signals of the photodetector force corresponding to these two regions are Ia and lb, the sum signal is given by Ia + Ib and the push-pull signal is given by la-lb.
  • the track error signal by the push-pull method is given by (la—lb) / (Ia + Ib).
  • the push-pull signal modulation degree is an index representing the quality of the track error signal by the push-pull method. This is obtained by dividing the amplitude of the push-pull signal when the focused spot formed on the optical recording medium crosses the groove of the optical recording medium by the level of the sum signal. That is, the push-pull signal modulation degree corresponds to the amplitude of the track error signal by the push-pull method.
  • a pit for tracking is usually formed on a read-only optical recording medium.
  • detection is usually performed by a DPD (Differential Phase Detection) method.
  • the reflected light from the optical recording medium is divided into four lines, a straight line passing through the optical axis in a plane perpendicular to the optical axis and corresponding to the radial direction of the optical recording medium, and a straight line corresponding to the tangential direction.
  • the light is divided into areas and received by a photodetector.
  • the output signals from the photodetectors corresponding to the two regions located in one of the four regions are Ia and Ic, and the output signals from the photodetectors corresponding to the two regions located in the other diagonal. If the output signals are Ib and Id, the track error signal (DPD signal) by the DPD method is given by the time difference between (Ia + Ic) and (Ib + Id).
  • the DPD signal amplitude is an index that represents the quality of the track signal by the DPD method. This standardizes the amplitude of the DPD signal with the time of the channel clock when the focused spot formed on the optical recording medium crosses the pit of the optical recording medium. That is, the DPD signal amplitude corresponds to the amplitude of the track error signal by the DPD method.
  • the push-pull signal modulation degree and the DPD signal amplitude vary depending on the position in the plane of the optical recording medium. If the push-pull signal modulation depth and DPD signal amplitude change greatly depending on the position on the surface of the optical recording medium, push-pull signal modulation depth and DPD signal amplitude are high! When optimally adjusted, push-pull signal modulation depth and DPD signal amplitude are low, position is excessive, and track servo gain is excessive. As a result, the residual error occurs in the track servo.
  • the push-pull signal modulation depth and DPD signal amplitude are low and the track servo gain is optimally adjusted, the push-pull signal modulation depth and DPD signal amplitude are high and the position is low and the track is tracked.
  • the servo gain becomes excessively high and the track servo oscillates. Therefore, in order to perform stable track servo at all positions in the plane of the optical recording medium, it is necessary to reduce changes in the push-pull signal modulation degree and the DPD signal amplitude depending on the positions in the plane of the optical recording medium.
  • the upper limit of the change of the push-pull signal modulation degree depending on the position in the plane of the optical recording medium is defined by the standard of the optical recording medium. If the maximum and minimum values of the push-pull signal modulation degree are PP and PP, respectively, for example, the definition in DVD-R is (PP -PP) / (max min max min
  • the upper limit of the width change is less than the upper limit of the push-pull signal modulation degree change in the DVD-R described above, stable track servo can be performed at all positions in the plane of the optical recording medium. is there. However, if the upper limit of the change in the push-pull signal modulation degree and the amplitude of the DPD signal amplitude exceeds the upper limit of the change in the push-pull signal modulation degree in the DVD-R described above, all positions in the plane of the optical recording medium This makes it difficult to perform stable track servo.
  • an inexpensive polycarbonate is generally used for the protective layer of an optical recording medium.
  • Polycarbonate has birefringence.
  • the birefringence of the protective layer of the optical recording medium includes in-plane birefringence and vertical birefringence.
  • FIG. 27 the relationship between the disk 7 as an optical recording medium and the XYZ coordinates is defined.
  • the X axis is the radial direction of disk 7
  • the Y axis is the tangential direction of disk 7
  • the Z axis is the normal direction of disk 7.
  • the protective layer of an optical recording medium has biaxial refractive index anisotropy, and its three main axes substantially coincide with the X, Y, and Z axes.
  • the value of the in-plane birefringence ⁇ depends on the production conditions of the protective layer and varies depending on the position in the plane of the optical recording medium.
  • the value of vertical birefringence ⁇ is almost uniquely determined by the material of the protective layer, and is almost constant regardless of the position in the plane of the optical recording medium.
  • the value delta eta in-plane birefringence varies within a range of about ⁇ 3 X 10- 5
  • the value delta eta of vertical birefringence about 6 chi 10_ 4 ⁇ it is substantially constant in the range of about 8 chi 10_ 4.
  • HD DVD-R and HD DVD-ROM that perform recording and playback using a light source with a wavelength of about 405 nm are compared to DVD-R and DVD-ROM that perform recording Z playback using a light source with a wavelength of about 660 nm.
  • changes in the push-pull signal modulation factor and DPD signal amplitude increase.
  • Fig. 28 shows a calculation example of the relationship between the in-plane birefringence value and the sum signal level using the vertical birefringence value as a parameter
  • Fig. 29 shows a surface using the vertical birefringence value as a parameter.
  • a calculation example of the relationship between the value of the internal birefringence and the push-pull signal amplitude is shown.
  • Fig. 30 shows the in-plane birefringence value and push-pull signal modulation factor obtained from the sum signal level shown in Fig. 28 and the push-pull signal amplitude shown in Fig. 29, with the vertical birefringence value as a parameter.
  • An example of the calculation of the relationship is shown.
  • the calculation conditions are as follows: the wavelength of the light source is 405 nm, the numerical aperture of the objective lens is 0.65, the protective layer thickness of the optical recording medium is 0.6 mm, the groove pitch is 0.4 / ⁇ ⁇ , and the groove depth is 25nm. These correspond to the conditions of HD DVD—R.
  • the vertical axis in FIG. 28 and FIG. 29 is normalized with the sum signal level when a groove is formed in the optical recording medium! Black circles in the figure, a calculation result when the values force perpendicular birefringence ⁇ , the white circles in the figure, the value of vertical birefringence is computed in the case of 7 X 10_ 4. [0011] As shown in FIG.
  • the sum signal level becomes maximum when the in-plane birefringence value ⁇ is 0 in the absence of vertical birefringence and in the presence of vertical birefringence.
  • the value of inner birefringence decreases as the absolute value of ⁇ ⁇ increases.
  • the push-pull signal amplitude becomes maximum when the in-plane birefringence value ⁇ is 0, similar to the sum signal level, and the in-plane birefringence
  • the absolute value of refraction value ⁇ decreases as the absolute value increases, but when there is vertical birefringence, it decreases monotonously as in-plane birefringence value ⁇ changes to positive and negative.
  • the push-pull signal modulation degree is constant regardless of the in-plane birefringence value ⁇ when there is no vertical birefringence.
  • the birefringence value ⁇ decreases monotonically as the positive force changes to negative.
  • the optical recording medium In order to eliminate the need to take measures to suppress the change in the modulation degree of the push-pull signal due to the position in the plane, (PP -PP) Z (PP + PP) needs to be less than 0.15.
  • the maximum and minimum in-plane birefringence are ⁇ and ⁇ , respectively.
  • the value .DELTA..eta [nu vertical birefringence may be at 2.7 X 10- 4 or less. That is, as a countermeasure for suppressing the change in position of the push-pull signal modulation degree of in-plane of the optical recording medium, if reducing the value ⁇ vertical birefringence effectively to 2.7 X 10- 4 or less, the in-plane birefringence Even if the refraction value ⁇ ⁇ changes within the range of ⁇ 3 X 10_ 5 (the difference between the maximum and minimum values is 6 X 10 " 5 ), ( ⁇ - ⁇ ) / ( ⁇ + ⁇ ) remains 0.15 Below.
  • FIG. 31 shows a calculation example of the relationship between the in-plane birefringence value and the DPD signal amplitude with the vertical birefringence value as a parameter.
  • the calculation conditions are: the wavelength of the light source is 405 nm, the numerical aperture of the objective lens is 0.65, the thickness of the protective layer of the optical recording medium is 0.6 mm, the pit pitch is 0.4 / ⁇ , and the pit depth force is 62.5 nm. These correspond to the requirements of HD DVD-ROM.
  • the vertical axis in Fig. 31 is standardized by the channel clock time.
  • the S-polarized component with respect to the polarizing beam splitter 3 is reduced, and a negatively polarized component is generated. Therefore, almost 100% of the S-polarized component is reflected by the polarizing beam splitter 3 and received by the photodetector 10. ⁇ Nearly 100% of the polarized component is transmitted by the polarized beam splitter 3 and returns to the semiconductor laser 1. . This is the reason why the amount of light received by the photodetector 10 decreases.
  • both in-plane birefringence and vertical birefringence reduce the amount of light received by the photodetector.
  • the effect on the light transmitted through the protective layer of the optical recording medium differs between the two.
  • the protective layer has birefringence
  • the light transmitted through the protective layer has an optical phase difference between the polarization component in the X-axis direction and the polarization component in the negative axis direction.
  • the optical phase difference when the phase of the polarization component in the X-axis direction advances relative to the phase of the polarization component in the ⁇ -axis direction is positive, and the phase of the polarization component in the X-axis direction is that of the polarization component in the ⁇ -axis direction.
  • the optical phase difference when the phase is delayed is negative.
  • the influence of in-plane birefringence on the light transmitted through the protective layer of the optical recording medium does not depend on the incident direction and the incident angle on the optical recording medium.
  • a negative optical phase difference is uniformly generated in the cross section perpendicular to the optical axis of the light transmitted through the protective layer.
  • the in-plane birefringence is negative, the light passes through the protective layer.
  • a positive optical phase difference is uniformly generated in the cross section perpendicular to the optical axis of the light.
  • the influence of vertical birefringence on the light transmitted through the protective layer of the optical recording medium depends on the incident direction and the incident angle to the optical recording medium.
  • the greater the absolute value of the optical phase difference the smaller the percentage of light received by the photodetector.
  • push-pull signal modulation depth and DPD signal amplitude increase.
  • the optical phase difference due to in-plane birefringence cancels out the optical phase difference due to vertical birefringence, and the optical phase difference.
  • the absolute value of the target phase difference becomes smaller. The greater the absolute value of the optical phase difference, the smaller the percentage of light received by the photodetector.
  • the substrate corresponds to a protective layer, but this substrate is usually produced by injection molding.
  • in-plane birefringence It depends on the position in the radial direction of the recording medium, and hardly depends on the position in the tangential direction. Specifically, in-plane birefringence is positive on the inner circumference side of the optical recording medium, decreases monotonically from the inner circumference to the outer circumference, and becomes negative on the outer circumference side.
  • the push-pull signal modulation degree and the DPD signal amplitude monotonously decrease as the inner peripheral force increases toward the outer periphery on the inner periphery side of the optical recording medium, and decreases on the outer periphery side.
  • the cover is a force equivalent to a protective layer. Normally, this cover is manufactured by punching a sheet.
  • the in-plane birefringence depends on the position in the tangential direction of the optical recording medium, and hardly depends on the position in the radial direction. Specifically, the in-plane birefringence continues to alternate between a positive maximum value and a negative minimum value every 90 ° within one round of the optical recording medium. Therefore, the push-pull signal modulation factor and the DPD signal amplitude alternate between a high maximum value, a low maximum value, and a minimum value every 90 ° within one round of the optical recording medium.
  • a method for measuring birefringence characteristics in an optical recording medium is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-163225.
  • this conventional method for measuring birefringence characteristics light is irradiated onto a measurement target medium through an objective lens having a numerical aperture greater than or equal to a predetermined numerical aperture, and is included in the reflected light reflected by the reflection surface of the measurement target medium.
  • the first light amount APH is obtained by measuring the light amount of the polarization component in a specific direction.
  • the measurement target medium is irradiated with light through an objective lens having a numerical aperture greater than or equal to the predetermined numerical aperture, and the polarized light component in the specific direction included in the reflected light reflected by the reflection surface of the measurement target medium and the The light quantity of the polarization component in the direction orthogonal to the specific direction is measured to determine the second light quantity ANH. Based on the ratio APHZANH between the first light quantity and the second light quantity and the in-plane birefringence characteristic of the measurement target medium, the vertical birefringence characteristic of the measurement target medium is obtained.
  • An optical disk device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-248118.
  • a fine periodic structure of 1Z2 or less of the wavelength of light within the target wavelength range is formed on the wave plate used in this conventional optical disc apparatus.
  • Two substrates are prepared in which these fine periodic structures are shifted from each other by a half period so that the fine periodic structures enter each other.
  • the overlap amount of the fine periodic structure can be varied by adjusting the distance between these substrates.
  • the thus configured wave plate can be combined with a birefringent structure whose birefringence characteristics can be easily controlled by changing the shape even if it is a single one, thereby forming a combined birefringent structure with variable phase difference.
  • the wavelength plate has a wide common range.
  • An optical pickup device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-39018.
  • This conventional optical pickup device irradiates the recording surface of the information recording medium with light and receives the reflected light from the recording surface.
  • the optical pickup device includes at least one light source, an objective lens that condenses the light beam emitted from the light source force on the recording surface, and an optical path disposed on the optical path of the light beam emitted from the light source and directed toward the objective lens.
  • An optical system including an electro-optic crystal having a vertical electro-optic effect, which has a refractive index distribution according to a voltage applied via the optical axis and corrects astigmatism components in wavefront aberration of a light beam condensed on the recording surface And an optical system that guides the return light beam reflected by the recording surface to a predetermined light receiving position, and a photodetector disposed at the light receiving position.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems in a conventional optical head device using a polarization optical system, and to suppress a change in track error signal amplitude due to an in-plane position of an optical recording medium.
  • An optical head device and an optical information recording Z reproducing device are provided.
  • an optical head device includes a light source, an objective lens, a photodetector, a polarization separation unit, a 1Z4 wavelength plate, and a birefringence correction unit, and protects an optical recording medium.
  • Suppress changes in track error signal amplitude due to double bending in the layer.
  • the objective lens condenses the emitted light emitted from the light source on a disk-shaped optical recording medium in which grooves or pits for tracking are formed.
  • the photodetector receives the reflected light reflected by the optical recording medium.
  • the polarization separation unit separates the outgoing light and the reflected light.
  • the 1Z4 wavelength plate is provided between the polarization separation unit and the objective lens.
  • the birefringence correction unit suppresses a change in the track error signal amplitude due to the influence of birefringence in the protective layer of the optical recording medium.
  • the protective layer of the optical recording medium has vertical birefringence and in-plane birefringence that varies depending on the position in the plane.
  • the birefringence correction unit corrects the vertical birefringence in order to suppress the change in the track error signal amplitude according to the change in the in-plane birefringence.
  • the track error signal is detected by push-pull method or DPD method.
  • This birefringence correction unit generates an optical phase difference that cancels an optical phase difference caused by vertical birefringence in the light that passes through the protective layer. Close.
  • the birefringence correction unit is provided between the 1Z4 wavelength plate and the objective lens.
  • the birefringence correction unit includes a member having uniaxial refractive index anisotropy.
  • the birefringence correction unit is divided into a plurality of regions around the optical axis by a plurality of straight lines passing through the optical axis.
  • a group of regions that are symmetric at least with respect to the optical axis and are aligned in a direction corresponding to the radial direction of the optical recording medium has the optical axis of the member indicating a predetermined direction, and the optical axis is the center. It is further divided into fan-shaped areas by one or more circular arcs.
  • the absolute value of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is set to a predetermined value.
  • the predetermined direction of the optical axis of this member is approximately the radial direction of the arc or generally the tangential direction of the arc.
  • the birefringence correction unit is an isotropic member having a uniaxial refractive index anisotropy by structural birefringence.
  • the birefringence correction unit has a radiant grating centered on the optical axis or a concentric grating centered on the optical axis.
  • an optical information recording Z reproducing apparatus includes the above-described optical head device, a first circuit, a second circuit, and a third circuit.
  • the first circuit controls the output of the light source.
  • the second circuit generates a reproduction signal, a focus error signal, and a track error signal based on the output signal output from the photodetector power.
  • the third circuit controls the position of the objective lens based on the focus error signal and the track error signal.
  • the first circuit drives the light source based on a recording signal for recording data on the optical recording medium.
  • the first circuit drives the light source with a constant output.
  • the optical head device of the present invention has a groove or pit for tracking, and includes a protective layer having vertical birefringence and in-plane birefringence that varies depending on the position in the plane.
  • a target optical recording medium a light source, an objective lens for condensing light emitted from the light source on the optical recording medium, and a photodetector for receiving reflected light of the optical recording medium force
  • an optical head device comprising: a polarization separation means for separating light emitted from the light source and reflected light from the optical recording medium; and a 1Z4 wavelength plate provided between the polarization separation means and the objective lens The amplitude of the track error signal in response to the change in the in-plane birefringence.
  • the optical recording medium further includes a vertical birefringence correcting means for correcting the vertical birefringence of the protective layer.
  • the change in the track error signal amplitude due to the position in the plane of the optical recording medium is caused by the fact that the in-plane birefringence changes depending on the position in the plane of the optical recording medium in the presence of vertical birefringence. If there is vertical birefringence in the protective layer of the optical recording medium, when light passes through the protective layer of the optical recording medium, a predetermined optical intensity is generated between the polarized component in the predetermined direction and the polarized component in the direction orthogonal thereto. Phase difference occurs. In the optical head device and the optical information recording Z reproducing device of the present invention, the optical phase difference that cancels this optical phase difference is given to the light by the vertical birefringence correcting means.
  • the track error signal amplitude can be made substantially constant.
  • an optical head device and an optical information recording Z reproducing device that suppress a change in track error signal amplitude due to an in-plane position of the optical recording medium.
  • the change in the track error signal amplitude due to the position in the plane of the optical recording medium is caused by the fact that the in-plane birefringence changes depending on the position in the plane of the optical recording medium in the presence of vertical birefringence. Therefore, by correcting the vertical birefringence of the protective layer of the optical recording medium, it is possible to suppress changes in the track error signal amplitude due to the position in the plane of the optical recording medium.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical head device provided in an optical information recording / reproducing apparatus according to an embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a birefringence correction element used in the first embodiment of the optical head device of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of a birefringence correction element used in a second embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of a birefringence correcting element used in a third embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of a birefringence correction element used in a fourth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of calculation of an optical phase difference between a polarization component in a direction parallel to the optical axis and a polarization component in a direction perpendicular to the optical axis in the birefringence correction element.
  • FIG. 7 is a diagram showing a calculation example of an optical phase difference between a polarization component in a direction parallel to the optical axis and a polarization component in a direction perpendicular to the optical axis in the birefringence correction element.
  • 8A to 8D are sectional views of birefringence correction elements used in the first to fourth examples of the optical head device of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the value of in-plane birefringence and the sum signal level using the value of vertical birefringence as a parameter.
  • FIG. 10 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the value of in-plane birefringence and the push-pull signal amplitude using the value of vertical birefringence as a parameter.
  • FIG. 11 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the in-plane birefringence value and the push-pull signal modulation degree using the vertical birefringence value as a parameter.
  • FIG. 12 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the in-plane birefringence value and the DPD signal amplitude with the vertical birefringence value as a parameter.
  • FIG. 13 is a plan view of a birefringence correcting element used in the fifth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view of a birefringence correcting element used in a sixth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view of a birefringence correcting element used in a seventh embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view of a birefringence correcting element used in an eighth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the in-plane birefringence value and the sum signal level using the vertical birefringence value as a parameter.
  • FIG. 18 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the in-plane birefringence value and the push-pull signal amplitude with the vertical birefringence value as a parameter.
  • FIG. 19 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the in-plane birefringence value and the push-pull signal modulation degree using the vertical birefringence value as a parameter.
  • FIG. 20 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the in-plane birefringence value and the DPD signal amplitude with the vertical birefringence value as a parameter.
  • FIG. 21 is a plan view of a birefringence correcting element used in the ninth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 22 is a plan view of a birefringence correction element used in the tenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 23 is a view showing a calculation example of the relationship between the duty ratio of the grating and the effective refractive index in the birefringence correction element used in the ninth and tenth embodiments of the optical head apparatus of the present invention. is there
  • FIGS. 24A to 24D are sectional views of birefringence correcting elements used in the ninth and tenth embodiments of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIGS. 24A to 24D are sectional views of birefringence correcting elements used in the ninth and tenth embodiments of the optical head apparatus of the present invention.
  • FIG. 25 is a diagram showing a configuration of an optical information recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention.
  • FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a conventional general optical head device.
  • FIG. 27 is a diagram showing a relationship between an optical recording medium and XYZ coordinates.
  • FIG. 28 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the value of in-plane birefringence and the sum signal level using the value of vertical birefringence as a parameter.
  • FIG. 29 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the value of in-plane birefringence and the push-pull signal amplitude using the value of vertical birefringence as a parameter.
  • FIG. 30 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the value of in-plane birefringence and the push-pull signal modulation degree using the value of vertical birefringence as a parameter.
  • FIG. 31 is a diagram showing a calculation example of the relationship between the in-plane birefringence value and the DPD signal amplitude with the vertical birefringence value as a parameter.
  • FIG. 25 shows the configuration of an optical information recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention.
  • the optical information recording / reproducing apparatus includes a controller 39, a modulation circuit 40, a recording signal generation circuit 41, a semiconductor laser drive circuit 42, an amplification circuit 43, a reproduction signal processing unit.
  • a logic circuit 44, a demodulation circuit 45, an error signal generation circuit 46, an objective lens driving circuit 47, and an optical head device 50 are provided.
  • the modulation circuit 40 modulates data to be recorded on the disk 7 according to a modulation rule.
  • the recording signal generation circuit 41 generates a recording signal for driving the semiconductor laser 1 in the optical head device 50 according to the recording strategy based on the signal modulated by the modulation circuit 40.
  • the semiconductor laser drive circuit 42 drives the semiconductor laser 1 by supplying a current corresponding to the recording signal to the semiconductor laser 1 based on the recording signal generated by the recording signal generation circuit 41. As a result, data is recorded on the disk 7.
  • the amplifier circuit 43 amplifies the output from each light receiving unit of the photodetector 10 in the optical head device 50. Based on the signal amplified by the amplifier circuit 43, the reproduction signal processing circuit 44 generates an RF signal, performs waveform equalization, and binarization. The demodulation circuit 45 demodulates the signal binarized by the reproduction signal processing circuit 44 according to the demodulation rule. As a result, data from the disc 7 is reproduced.
  • the error signal generation circuit 46 generates a focus error signal and a track error signal based on the signal amplified by the amplification circuit 43. Based on the focus error signal and the track error signal generated by the error signal generation circuit 46, the objective lens drive circuit 47 sends an actuator (not shown) that drives the objective lens 6 according to the focus error signal and the track error signal.
  • the objective lens 6 is driven by supplying current.
  • the optical system excluding the disk 7 is driven in the radial direction of the disk 7 by a positioner (not shown), and the disk 7 is rotationally driven by a spindle (not shown).
  • a positioner not shown
  • a spindle not shown
  • a circuit related to data recording from the modulation circuit 40 to the semiconductor laser drive circuit 42, a circuit related to data reproduction from the amplification circuit 43 to the demodulation circuit 45, and an amplification circuit 43 are also supplied to the objective lens drive circuit 47. Circuits related to the servo are controlled by the controller 39.
  • the present embodiment is an optical information recording / reproducing apparatus that records and reproduces data on / from the disk 7.
  • an optical information reproducing apparatus that only reproduces the disc 7 can be considered.
  • the semiconductor The laser 1 is driven by the semiconductor laser drive circuit 42 so that the power of the emitted light becomes a constant value, not driven based on the recording signal.
  • FIG. 1 shows the configuration of the optical head device 50.
  • the optical head device 50 includes a semiconductor laser 1, a collimator lens 2, a polarization beam splitter 3, a 1Z4 wavelength plate 4, a birefringence correction element 5, an objective lens 6, a cylindrical lens 8, a convex lens 9, and a photodetector 10. .
  • the emitted light emitted from the semiconductor laser 1 as the light source is converted into parallel light by the collimator lens 2.
  • This light is incident as P-polarized light on the polarization beam splitter 3 which is a polarization separation means, and almost 100% of the light is transmitted and incident on the 1Z4 wavelength plate 4.
  • the 1Z4 wavelength plate 4 converts the incident light into a linearly polarized light and transmits it.
  • the light converted into circularly polarized light passes through a birefringence correction element 5 that is a birefringence correction unit that performs vertical birefringence correction, and is collected by an objective lens 6 onto a disk 7 that is an optical recording medium.
  • the reflected light reflected by the disk 7 passes through the objective lens 6 in the reverse direction, passes through the birefringence correction element 5 that performs vertical birefringence correction, and enters the 1Z4 wavelength plate 4.
  • the 1Z4 wavelength plate 4 converts incident light into linearly polarized light through a circularly polarized light and transmits it.
  • the direction of the linearly polarized light in the return path is orthogonal to the direction of the linearly polarized light in the forward path.
  • the light converted into linearly polarized light is incident on the polarization beam splitter 3 as S-polarized light, and almost 100% of the light is reflected and incident on the cylindrical lens 8. This light passes through the cylindrical lens 8 and the convex lens 9 and is received by the photodetector 10.
  • the photodetector 10 is installed between the two focal lines of the cylindrical lens 8 and the convex lens 9.
  • This photodetector 10 has a light receiving section divided into four by a dividing line in a direction corresponding to the radial direction of the disk 7 and a dividing line in a direction corresponding to the tangential direction. Based on the output from each light receiving unit, a focus error signal by the astigmatism method, a track error signal by the push-pull method or the DPD method, and an RF signal are obtained.
  • the birefringence correcting element 5a whose plan view is shown in FIG. 2 is used as the birefringence correcting element 5 in the optical head device 50 whose configuration is shown in FIG. It is done.
  • FIG. 2 is a plan view of the birefringence correction element 5a.
  • a region group that is divided into four at 90 ° intervals in the circumferential direction that is, a region group in which a to d is added to the symbol part of the code is denoted as a region group a to d.
  • region group 11 to 14 a region group divided into four in the radial direction, that is, a region group in which 11 to 14 is added to the numeral portion of the code is denoted as region group 11 to 14.
  • the dotted line in the figure indicates the effective diameter of the objective lens 6.
  • the X-axis and y-axis directions shown in the figure correspond to the radial direction and tangential direction of the disc 7, respectively.
  • the birefringence correction element 5a includes a member having uniaxial refractive index anisotropy.
  • the arrow in the figure indicates the direction of the optical axis of this member in each region.
  • the direction of the optical axis in region group a and region group c is 0 ° with respect to the X axis in the figure.
  • the direction of the optical axis in region group b and region group d is 90 ° to the X axis in the figure.
  • the absolute value of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 ° in region group 11, 18 ° in region group 12, and region group 13 It is 36 ° for region 14 and 54 ° for region group 14.
  • the design of the birefringence correction element 5a will be described later.
  • the birefringence correcting element 5b whose plan view is shown in FIG. 3 is used as the birefringence correcting element 5 in the optical head device 50 whose configuration is shown in FIG. It is done.
  • FIG. 3 is a plan view of the birefringence correction element 5b.
  • the birefringence correction element 5b is divided into four regions (reference numerals a to d) at 90 ° intervals in the circumferential direction by two straight lines passing through the optical axis. Further, each region is divided into four regions (reference numerals 15 to 18) in the radial direction by three concentric circles centered on the optical axis.
  • a region group that is divided into four at 90 ° intervals in the circumferential direction that is, a region group in which a to d is added to the symbol part of the code is denoted as a region group a to d.
  • region group 15 to 18 a region group divided into four in the radial direction, that is, a region group in which 15 to 18 is added to the numeral portion of the code is denoted as region group 15 to 18.
  • the dotted line in the figure indicates the effective diameter of the objective lens 6.
  • the X-axis and y-axis directions shown in the figure are the radial directions of the disc 7, respectively. Direction and tangential direction.
  • the birefringence correction element 5b includes a member having uniaxial refractive index anisotropy.
  • the arrow in the figure indicates the direction of the optical axis of this member in each region.
  • the direction of the optical axis in region group a and region group c is 90 ° to the X axis in the figure.
  • the direction of the optical axis in the region group b and the region group d is a direction of 0 ° with respect to the X axis in the figure.
  • the absolute value of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 ° in region group 15, 18 ° in region group 16, and region group 17 It is 36 ° in region 18 and 54 ° in region group 18.
  • the design of the birefringence correction element 5b will be described later.
  • the birefringence correcting element 5c whose plan view is shown in FIG. 4 is used as the birefringence correcting element 5 in the optical head device 50 whose configuration is shown in FIG. It is done.
  • FIG. 4 is a plan view of the birefringence correction element 5c.
  • the birefringence correcting element 5c is four straight lines passing through the optical axis, and is divided into eight regions (reference symbols a to h) at 45 ° intervals in the circumferential direction. Furthermore, each region is divided into four regions (reference numerals 19 to 22) in the radial direction by three concentric circles centered on the optical axis.
  • a region group that is divided into four at 45 ° intervals in the circumferential direction that is, a region group in which a to h is added to the symbol part of the code is denoted as a region group a to h.
  • region group 19 to 22 a region group divided into four in the radial direction, that is, a region group in which 19 to 22 is added to the numeral portion of the code is denoted as region group 19 to 22.
  • the dotted line in the figure indicates the effective diameter of the objective lens 6.
  • the X-axis and y-axis directions shown in the figure correspond to the radial direction and tangential direction of the disc 7, respectively.
  • the birefringence correction element 5c includes a member having uniaxial refractive index anisotropy.
  • the arrow in the figure indicates the direction of the optical axis of this member in each region.
  • the direction of the optical axis in region group a and region group c is 0 ° with respect to the X axis in the figure.
  • the direction of the optical axis in region group b and region group d is 90 ° to the X axis in the figure.
  • the direction of the optical axis in region group e and region group g is 45 ° to the X axis in the figure.
  • the direction of the optical axis in region group f and region group h is 135 ° with respect to the X axis in the figure.
  • the absolute value of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 ° in the region group 19, 18 ° in the region group 20, and in the region group 21. It is 36 ° and 54 ° in Region Group 22.
  • the design of the birefringence correction element 5c will be described later.
  • the birefringence correcting element 5d whose plan view is shown in FIG. 5 is used as the birefringence correcting element 5 in the optical head device 50 whose configuration is shown in FIG. It is done.
  • FIG. 5 is a plan view of the birefringence correction element 5d.
  • the birefringence correction element 5d is four straight lines passing through the optical axis, and is divided into eight regions (reference symbols a to h) at 45 ° intervals in the circumferential direction. Furthermore, each region is divided into four regions (reference numerals 23 to 26) in the radial direction by three concentric circles centered on the optical axis.
  • a region group that is divided into four at 45 ° intervals in the circumferential direction that is, a region group in which a to h is added to the symbol part of the code is denoted as a region group a to h.
  • region group 23 to 26 a region group divided into four in the radial direction, that is, a region group in which 23 to 26 is added to the numeral portion of the code is denoted as region group 23 to 26.
  • the dotted line in the figure indicates the effective diameter of the objective lens 6.
  • the X-axis and y-axis directions shown in the figure correspond to the radial direction and tangential direction of the disc 7, respectively.
  • the birefringence correction element 5d includes a member having uniaxial refractive index anisotropy.
  • the arrow in the figure indicates the direction of the optical axis of this member in each region.
  • the direction of the optical axis in region group a and region group c is 90 ° to the X axis in the figure.
  • the direction of the optical axis in the region group b and the region group d is a direction of 0 ° with respect to the X axis in the figure.
  • the direction of the optical axis in region group e and region group g is 135 ° with respect to the X axis in the figure.
  • the direction of the optical axis in the region group f and the region group h is 45 ° with respect to the X axis in the figure.
  • the absolute value of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 ° in the region group 23, 18 ° in the region group 24, and in the region group 25. 36 °, 54 ° in Region Group 26.
  • the design of the birefringence correction element 5d will be described later.
  • a is an optical component between the polarization component in the major axis direction and the polarization component in the minor axis direction of the ellipse.
  • 0 is an angle representing the major axis direction or minor axis direction of the ellipse. Since the method for obtaining ⁇ and ⁇ is well known, the description is omitted here.
  • the Diones matrix of the birefringence correction element 5 is B
  • the Diones matrix B of the birefringence correction element 5 is in-plane.
  • the reverse matrix of the Diones matrix S of the protective layer of the disk 7 may be used.
  • the optical axis direction is determined by ⁇ + ⁇
  • the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is The wave plate is determined by a.
  • the direction of the optical axis is Instead of changing continuously, it may be changed discretely as shown in Figs. If the direction of the optical axis is changed discretely, the effect of correcting the vertical birefringence will be slightly reduced.
  • the direction of the optical axis is discretely changed by being divided into four regions in the circumferential direction according to the angle with respect to the x-axis.
  • the direction of the optical axis is the radial direction of a circle centered on the optical axis.
  • the direction of the optical axis deviates from the radial direction of the circle centered on the optical axis as it approaches the boundary between adjacent region groups from the center of each region group.
  • the direction of the optical axis is discretely changed by being divided into four regions in the circumferential direction according to the angle with respect to the X axis.
  • the direction of the optical axis is the tangential direction of the circle centered on the optical axis.
  • the direction of the optical axis deviates from the tangential direction of the circle centered on the optical axis as it approaches the boundary between adjacent region groups from the center of each region group.
  • the direction of the optical axis is divided into eight regions in the circumferential direction according to the angle with respect to the X axis and changes discretely.
  • the direction of the optical axis is the radial direction of a circle centered on the optical axis.
  • the direction of the optical axis deviates from the radial direction of the circle centered on the optical axis as it approaches the boundary between adjacent region groups from the center of each region group.
  • the direction of the optical axis is discretely changed by being divided into eight regions in the circumferential direction according to the angle with respect to the X axis.
  • the direction of the optical axis is the tangential direction of a circle centered on the optical axis.
  • the direction of the optical axis is the tangential direction of the circle centered on the optical axis. Move away.
  • FIGS. 6 and 7 show calculation examples of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis in the birefringence correction element. Calculation conditions, the wavelength of the light source is 405 nm, numerical aperture 0.65 of the objective lens, the thickness is 0.
  • the optical phase difference changes continuously in a quadratic function according to the distance from the optical axis. Actually, instead of continuously changing the optical phase difference in this way, it may be changed discretely. When the optical phase difference is changed discretely, the effect of correcting the vertical birefringence is slightly reduced, but the birefringence correction element can be easily manufactured.
  • the optical phase difference varies in the radial direction according to the distance of the optical axis force, as shown by the dotted lines in FIGS. It is divided into four regions and changes discretely.
  • the absolute value of the optical phase difference is 0 °
  • the absolute value of the optical phase difference is 18 °
  • the area group 13, 17, 21, In 25 the absolute value of the optical phase difference is 36 °
  • the absolute value of the optical phase difference is 54 °.
  • the boundary between the region where the absolute value of the optical phase difference is 0 ° and the region where the absolute value of the optical phase difference is 18 ° is the boundary between the region where the absolute value of the optical phase difference is 0.75 mm and the optical phase difference is 18 °.
  • the boundary between the region where the absolute value of the phase difference is 36 ° is a radius of 1.28 mm, and the boundary between the region where the absolute value of the optical phase difference is 36 ° and the region where the absolute value of the optical phase difference is 54 ° is a radius. 1. 64mm.
  • the liquid crystal polymer has a property of a positive crystal, and the refractive index for the polarized component in the direction parallel to the optical axis is larger than the refractive index for the polarized component in the direction perpendicular to the optical axis. At this time, the polarization component in the direction parallel to the optical axis is delayed in phase with respect to the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the inner force is also an outward force to satisfy the above condition. Therefore, the amount of phase delay of the polarization component in the direction parallel to the optical axis with respect to the polarization component perpendicular to the optical axis may be increased.
  • the optical phase difference on the vertical axis in Fig. 6 represents the amount of phase delay at this time.
  • the phase delay amount is set to 0 °, 18, as shown by the dotted line in FIG. Change to °, 36 °, 54 °.
  • the direction of the optical axis is approximately the tangential direction of a circle centered on the optical axis as in the birefringence correction elements 5b and 5d
  • the inner side to the outer side It is only necessary to increase the phase advance amount of the polarization component in the direction parallel to the optical axis with respect to the polarization component perpendicular to the optical axis, but in reality, the phase cannot be advanced. It is sufficient to reduce the amount of phase delay.
  • the optical phase difference on the vertical axis in Fig. 7 represents the amount of phase delay at this time. From the inside to the outside, the absolute value of the optical phase difference is 0 °, 18.
  • phase delay should be changed to 0 °, ⁇ 18 °, ⁇ 36 °, and ⁇ 54 °, but in reality the phase delay is made negative. Since this is not possible, the phase delay is 360 instead, as shown by the dotted line in Figure 7. Change ⁇ 342 ° ⁇ 324 ° ⁇ 30 6 °. Here, we use the fact that 0 ° and 360 ° are equivalent.
  • the birefringence correction elements 5a to 5d have a configuration in which a liquid crystal polymer 28 having uniaxial refractive index anisotropy is sandwiched between a glass substrate 27a and a substrate 27b.
  • the arrows in the figure indicate the longitudinal direction of the liquid crystal polymer 28.
  • the direction of the optical axis in the birefringence correction elements 5a to 5d is determined by the projection of the liquid crystal polymer 28 in the in-plane direction of the longitudinal direction.
  • the optical phase difference in the birefringence correction elements 5a to 5d is determined by the angle between the longitudinal direction of the liquid crystal polymer 28 and the in-plane direction. 8A to 8D, the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 decreases, The phase difference is large.
  • the liquid crystal polymer 28 extends in the in-plane direction so that the direction of the optical axis is 0 ° with respect to the x-axis.
  • the projection of is aligned to a predetermined state.
  • the projection of the liquid crystal polymer 28 in the in-plane direction is performed so that the direction of the optical axis is 90 ° with respect to the X axis. Aligned to a predetermined state.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 0 °. .
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 18 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 36 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 54 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is shown in FIG. 8D from the state shown in FIG. 8A as the optical phase difference increases to 0 °, 18 °, 36 °, and 54 °. It changes toward the state that is.
  • the liquid crystal polymer 28 extends in the in-plane direction so that the direction of the optical axis is 90 ° with respect to the x-axis.
  • the projections of are aligned to a certain state.
  • the projection in the longitudinal direction of the liquid crystal polymer 28 is performed so that the direction of the optical axis is 0 ° with respect to the X axis. Aligned to a predetermined state.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 360 °. .
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 342 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 324 °.
  • the liquid crystal polymer 28 is set so that the optical phase difference is 306 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction is aligned in a predetermined state.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is changed from the state shown in FIG. 8D to FIG. 8A as the optical phase difference is reduced to 360 °, 342 °, 324 °, and 306 °. It will change to the state shown.
  • the longitudinal direction of the liquid crystal polymer 28 is in the in-plane direction so that the direction of the optical axis is 0 ° with respect to the x-axis.
  • the projection of is aligned to a predetermined state.
  • the projection in the longitudinal direction of the liquid crystal polymer 28 is performed so that the direction of the optical axis is 90 ° with respect to the X axis. Aligned to a predetermined state.
  • the longitudinal direction of the liquid crystal polymer 28 is in the in-plane direction so that the direction of the optical axis is 45 ° with respect to the X axis.
  • the projection is aligned to a predetermined state.
  • the projection of the liquid crystal polymer 28 in the in-plane direction in the longitudinal direction is performed so that the direction of the optical axis is 135 ° to the X axis. Are aligned in a predetermined state.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 0 °. .
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 18 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 36 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 54 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is shown in FIG. 8D from the state shown in FIG. 8A as the optical phase difference increases to 0 °, 18 °, 36 °, and 54 °. It changes toward the state that is.
  • the liquid crystal polymer 28 extends in the in-plane direction in the longitudinal direction so that the direction of the optical axis is 90 ° with respect to the x-axis.
  • the projections of are aligned to a certain state.
  • the longitudinal direction of the liquid crystal polymer 28 is set so that the direction of the optical axis is 0 ° with respect to the X axis.
  • the projection in the in-plane direction is aligned in a predetermined state.
  • the projection of the liquid crystal polymer 28 in the in-plane direction in the longitudinal direction is performed so that the direction of the optical axis is 135 ° with respect to the X axis. Are aligned in a predetermined state.
  • the projection of the liquid crystal polymer 28 in the in-plane direction in the longitudinal direction is performed so that the direction of the optical axis is 45 ° with respect to the X axis. Are aligned in a predetermined state.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 360 °. .
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 342 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 324 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 306 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is changed from the state shown in FIG. 8D to FIG. 8A as the optical phase difference is reduced to 360 °, 342 °, 324 °, and 306 °. It will change to the state shown.
  • the amount of light received by the photodetector 10 will be described. It is assumed that the P-polarization direction and the S-polarization direction with respect to the polarizing beam splitter 3 correspond to the X-axis direction and the Y-axis direction shown in FIG. Further, it is assumed that the polarization direction force of the light emitted from the semiconductor laser 1 is the P polarization direction with respect to the polarization beam splitter 3.
  • the electric field distribution of the light emitted from the semiconductor laser 1 is E 0 (x, y) and the Z-Jones matrix of the 1Z4 wavelength plate 4 is Q, in the forward path from the semiconductor laser 1 to the disk 7, the 1Z4 wavelength plate 4,
  • the electric field distribution of light that has passed through the protective layer of the birefringence correction element 5 and the disk 7 is expressed by the following equation using the Diones vector.
  • the U axis and the V axis are defined in parallel to the X axis and the Y axis, respectively, as shown in FIG.
  • the electric field distribution of the focused spot formed on the disk 7 is expressed by the following equation using the Diones vector.
  • R (u, v) is a function determined by the shape of the groove or pit formed in the disk 7.
  • the electric field distribution of the light transmitted through the protective layer, the birefringence correcting element 5, and the 1Z4 wavelength plate 4 of the disk 7 is reduced using the Jeannes vector. It is expressed by a formula.
  • the reflected light from the disc 7 is divided into two regions by a straight line passing through the optical axis in a plane perpendicular to the optical axis and parallel to the tangential direction of the disc 7, and received by the photodetector 10.
  • La and Lb can be obtained by performing the integration of Equation 8 in the range of X ⁇ 0 and x> 0, respectively.
  • the sum signal is given by La + Lb
  • the push-pull signal is given by La-Lb.
  • the reflected light from the disk 7 is divided into four regions by a straight line passing through the optical axis in a plane perpendicular to the optical axis and parallel to the radial direction of the disk 7 and a straight line parallel to the tangential direction.
  • the amount of light received by the photodetector 10 corresponding to the two regions located on one diagonal is La, Lc, and the light detection corresponding to the two regions located on the other diagonal
  • Lb and Ld are the amounts of light received by the device 10
  • La, Lb, Lc, and Ld are obtained by multiplying the integral of Equation 8 by 0, y ⁇ 0, x> 0, y ⁇ 0, x> 0, respectively.
  • the DPD signal is given by the time difference between (La + Lc) and (Lb + Ld). Based on this equation, the relationship between the birefringence of the protective layer of the optical recording medium and the DPD signal amplitude when the focused spot formed on the optical recording medium crosses the pit of the optical recording medium is calculated. It can be done.
  • Fig. 9 shows the case where the birefringence correction element 5 described in the first to fourth embodiments is used.
  • Fig. 9 shows the value of the in-plane birefringence and the sum signal using the vertical birefringence value as a parameter.
  • FIG. 10 shows a calculation example of the relationship between the value of the in-plane birefringence and the push-pull signal amplitude with the value of the vertical birefringence as a parameter.
  • Fig. 11 shows the in-plane birefringence value and push-pull signal modulation obtained from the sum signal level shown in Fig. 9 and the push-pull signal amplitude shown in Fig.
  • Drawing of ⁇ is a case where the value of vertical birefringence is 7 X 10- 4, subjected to correction by the birefringence correction element 5a or 5b which is divided into four regions in the circumferential direction shown in FIGS. 2-3 This is the calculated result.
  • ⁇ in the figure when the value of vertical birefringence is 7 X 10- 4, subjected to correction by the birefringence correction element 5c or 5d which is divided into eight regions in the circumferential direction shown in FIGS. 4-5 This is the calculation result when
  • the sum signal level is divided into eight regions in the circumferential direction when correction is performed by the birefringence correction element 5 (5a, 5b) divided into four regions in the circumferential direction.
  • the maximum value is obtained when the in-plane birefringence has a value power ⁇ Decreases as the absolute value of in-plane birefringence increases.
  • the push-pull signal amplitude when the push-pull signal amplitude is corrected by the birefringence correction element 5 (5a, 5b) divided into four regions in the circumferential direction, It becomes maximum when the value is slightly smaller than 0, and decreases as the value of in-plane birefringence increases or decreases.
  • the push-pull signal amplitude is when the in-plane birefringence value is slightly larger than 0 when correction is performed by the birefringence correction element 5 (5c, 5d) divided into eight regions in the circumferential direction. From there, it decreases as the value of in-plane birefringence increases or decreases.
  • the use of the birefringence correction element 5 suppresses the change in the push-pull signal modulation degree due to the position in the plane of the optical recording medium.
  • Push-pull The birefringence correction element 5 (5c, 5c) divided into eight regions in the circumferential direction is more effective than the birefringence correction element 5 (5a, 5b) divided into four regions in the circumferential direction. 5d) is larger.
  • Fig. 12 shows the case where the birefringence correction element 5 described in the first to fourth embodiments is used.
  • An example of calculating the relationship with amplitude is shown.
  • the calculation conditions are the same as those described in FIG.
  • the vertical axis in Fig. 12 is standardized by the channel clock time.
  • the black circle in the figure is the calculation result when the vertical birefringence value is 0, and the white circle in the figure is the case where the vertical birefringence value is 7 X 1CT 4 and the correction by the birefringence correction element 5 is performed. It is a calculation result when not performing.
  • Drawing of ⁇ is a case where the value of vertical birefringence is 7 X 10- 4, subjected to correction by the birefringence correction element 5a or 5b which is divided into four regions in the circumferential direction shown in FIGS. 2-3
  • This is the calculation result when ⁇ in the figure, when the value of vertical birefringence is 7 X 1 0_ 4, correction by birefringence correction element 5c or 5d which is divided into eight regions in the circumferential direction shown in FIGS. 4-5 It is a calculation result when it went.
  • the DPD signal amplitude is the value of in-plane birefringence when correction is performed by the birefringence correction element 5 (5a, 5b) divided into four regions in the circumferential direction. As the value changes from positive to negative, it increases monotonically slightly.
  • the in-plane birefringence value increases monotonously as the value changes to positive and negative. Slightly decreased. From this, it can be seen that the use of the birefringence correcting element 5 suppresses the change in the DPD signal amplitude due to the position in the plane of the optical recording medium.
  • the effect of suppressing the change in the DPD signal amplitude is that the birefringence correction element 5 (5a, 5b) divided into four regions in the circumferential direction is divided into eight regions in the circumferential direction (5a, 5b). 5c and 5d) are larger.
  • the birefringence correction element 5a shown in FIG. 2 or the birefringence correction element 5b shown in FIG. 3 is divided into four regions in the circumferential direction, and each region is further divided into four regions in the radial direction.
  • the birefringence correction element 5c shown in FIG. 4 or the birefringence correction element 5d shown in FIG. 5 is divided into eight regions in the circumferential direction, and each region is further divided into four regions in the radial direction.
  • the birefringence correction element 5 is divided in the circumferential direction.
  • the number of regions is not limited to 4 or 8, and any number of regions can be divided in the radial direction.
  • the effect of suppressing changes in the push-pull signal modulation degree and the DPD signal amplitude depending on the position in the plane of the optical recording medium is the number of regions divided in the circumferential direction in the birefringence correction element 5.
  • the ease of manufacturing the birefringence correction element 5 increases as the number of regions divided in the circumferential direction and the number of regions divided in the radial direction in the birefringence correction element 5 decrease.
  • the birefringence correcting element 5e whose plan view is shown in FIG. 13 is used as the birefringence correcting element 5 in the optical head device 50 whose configuration is shown in FIG. It is done.
  • FIG. 13 is a plan view of the birefringence correction element 5e.
  • the birefringence correcting element 5e is divided into four regions at 90 ° intervals in the circumferential direction by two straight lines passing through the optical axis.
  • Each of the left and right regions (reference symbols a and c) is further divided into four concentric circular arcs centered on the optical axis and divided into four regions (reference symbols 29 to 32) in the radial direction.
  • the left and right area groups that is, the area groups to which the symbols a and c are attached are denoted as area groups a and c.
  • region group 29 to 32 a pair of region groups divided into four in the radial direction, that is, a region group with 29 to 32 added to the numeral part of the code is denoted as region group 29 to 32.
  • the dotted line in the figure indicates the effective diameter of the objective lens 6.
  • the X-axis and y-axis directions shown in the figure correspond to the radial direction and tangential direction of the disc 7, respectively.
  • the birefringence correction element 5e includes a member having uniaxial refractive index anisotropy!
  • the arrow in the figure indicates the direction of the optical axis of this member in each region.
  • the direction of the optical axis in region group a and region group c is 0 ° with respect to the X axis in the figure.
  • the absolute value of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 ° in the region group 29, 18 ° in the region group 30, and the region group. It is 36 ° in 31 and 54 ° in region group 32.
  • optical phase differences in the region groups 29 to 32 of the birefringence correction element 5e are the same as those indicated by the dotted lines in FIG. Also, the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis in the upper and lower regions. Is 0 °.
  • the birefringence correcting element 5f whose plan view is shown in FIG. 14 is used as the birefringence correcting element 5 in the optical head device 50 whose configuration is shown in FIG. It is done.
  • FIG. 14 is a plan view of the birefringence correction element 5f.
  • the birefringence correction element 5f is two straight lines passing through the optical axis and is divided into four regions at 90 ° intervals in the circumferential direction.
  • Each of the left and right regions (reference symbols a and c) is further divided into four regions (reference symbols 33 to 36) in the radial direction by three concentric circular arcs centered on the optical axis.
  • the left and right area groups that is, the area groups to which the symbols a and c are attached are denoted as area groups a and c.
  • region groups 33 to 36 a pair of region groups divided into four in the radial direction, that is, a region group in which 33 to 36 are added to the numeral part of the code, are denoted as region groups 33 to 36.
  • the dotted line in the figure indicates the effective diameter of the objective lens 6.
  • the X-axis and y-axis directions shown in the figure correspond to the radial direction and tangential direction of the disc 7, respectively.
  • the birefringence correction element 5f includes a member having uniaxial refractive index anisotropy.
  • the arrow in the figure indicates the direction of the optical axis of this member in each region.
  • the direction of the optical axis in region group a and region group c is 90 ° to the X axis in the figure.
  • the absolute value of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 ° in the region group 33, 18 ° in the region group 34, and in the region group 35. 36 °, 54 ° in Region Group 36.
  • optical phase differences in the region groups 33 to 36 of the birefringence correction element 5f are the same as those indicated by the dotted lines in FIG. In the upper and lower regions, the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 °.
  • the birefringence correcting element 5g whose plan view is shown in FIG. 15 is used as the birefringence correcting element 5 in the optical head device 50 whose configuration is shown in FIG. It is done.
  • FIG. 15 is a plan view of the birefringence correction element 5g.
  • the birefringence correction element 5g passes through the optical axis. It is divided into four areas at 90 ° intervals in the circumferential direction.
  • Each of the upper and lower regions (reference symbols b and d) is further divided into four regions (reference symbols 29 to 32) in the radial direction by three concentric circular arcs centered on the optical axis.
  • the upper and lower area groups that is, the area groups in which b and d are added to the symbol part of the reference numerals are denoted as area groups b and d.
  • region groups 29 to 32 a pair of region groups divided into four in the radial direction, that is, a region group in which 29 to 32 are added to the numeral part of the code, are denoted as region groups 29 to 32.
  • the dotted line in the figure indicates the effective diameter of the objective lens 6.
  • the X-axis and y-axis directions shown in the figure correspond to the radial direction and tangential direction of the disc 7, respectively.
  • the birefringence correction element 5g includes a member having uniaxial refractive index anisotropy.
  • the arrow in the figure indicates the direction of the optical axis of this member in each region.
  • the direction of the optical axis in region group b and region group d is 90 ° to the X axis in the figure.
  • the absolute value of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 ° in the region group 29, 18 ° in the region group 30, and in the region group 31. 36 °, 54 ° in Region Group 32.
  • optical phase differences in the region groups 29 to 32 of the birefringence correction element 5g are the same as those indicated by the dotted lines in FIG. In the left and right regions, the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 °.
  • the birefringence correcting element 5h whose plan view is shown in FIG. 16 is used as the birefringence correcting element 5 in the optical head device 50 whose configuration is shown in FIG. It is done.
  • FIG. 16 is a plan view of the birefringence correction element 5h.
  • the birefringence correcting element 5h is two straight lines passing through the optical axis and is divided into four regions at 90 ° intervals in the circumferential direction.
  • Each of the upper and lower regions (reference symbols b and d) is further divided into four regions (reference symbols 33 to 36) in the radial direction by three concentric circular arcs centered on the optical axis.
  • the upper and lower area groups that is, the area groups in which b and d are added to the symbol part of the reference numerals are denoted as area groups b and d.
  • region groups 33 to 36 a pair of region groups divided into four in the radial direction, that is, a region group in which 33 to 36 are added to the numeral portion of the code, are denoted as region groups 33 to 36.
  • the dotted line in the figure shows the effectiveness of the objective lens 6.
  • the diameter is shown.
  • the X-axis and y-axis directions shown in the figure correspond to the radial direction and tangential direction of the disc 7, respectively.
  • the birefringence correcting element 5h includes a member having uniaxial refractive index anisotropy.
  • the arrow in the figure indicates the direction of the optical axis of this member in each region.
  • the direction of the optical axis in region group b and region group d is 0 ° with respect to the X axis in the figure.
  • the absolute value of the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 ° in region group 33, 18 ° in region group 34, and region group. It is 36 ° for 35 and 54 ° for region group 36.
  • optical phase differences in the region groups 33 to 36 of the birefringence correction element 5h are the same as those indicated by the dotted lines in FIG. In the left and right regions, the optical phase difference between the polarization component in the direction parallel to the optical axis and the polarization component in the direction perpendicular to the optical axis is 0 °.
  • the direction of the optical axis is the optical axis at the center of the regions 29a, 30a, 31a, 32a and the center of the regions 29c, 30c, 31c, 32c. It is in the radial direction of the circle centered at. However, the direction of the optical axis deviates from the radial force of the circle centered on the optical axis as it approaches the boundary between the upper and lower regions from the center of each region group.
  • the direction of the optical axis is the optical axis at the center of the regions 33a, 34a, 35a, and 36a and at the center of the regions 33c, 34c, 35c, and 36c.
  • the direction is tangent to the center circle.
  • the direction of the optical axis deviates from the tangential direction of the circle centered on the optical axis as it approaches the boundary between the upper and lower regions from the center of each region group.
  • the direction of the optical axis is the optical axis at the center of the regions 29b, 30b, 31b, and 32b and at the center of the regions 29d, 30d, 31d, and 32d. It is in the radial direction of the circle centered at. However, the direction of the optical axis shifts in the radial direction of the circle centered on the optical axis as it approaches the boundary between the center of each region group and the left and right regions.
  • the direction of the optical axis is the optical axis at the center of the regions 33b, 34b, 35b, 36b and the center of the regions 33d, 34d, 35d, 36d.
  • the direction is tangent to the circle centered at.
  • the direction of the optical axis deviates from the tangential force of the circle centered on the optical axis as it approaches the boundary between the left and right regions from the center of each region group.
  • the birefringence correcting element 5e includes a uniaxial refractive index anisotropy member. Similar to the positive elements 5a to 5d, a liquid crystal polymer is used. When the direction of the optical axis is approximately the radial direction of the circle centered on the optical axis, as in the left and right areas of the birefringence correction element 5e, the absolute value of the optical phase difference is exerted from the inside to the outside. Can be changed to 0 °, 18 °, 36 °, 54 °, as shown by the dotted line in Fig. 6, the phase lag can be changed to 0 °, 18 °, 36 °, 54 ° .
  • the cross-sectional view of the birefringence correcting element 5e is the same as that shown in FIG.
  • the liquid crystal polymer 28 extends in the in-plane direction in the longitudinal direction so that the direction of the optical axis is 0 ° with respect to the X axis.
  • the projection is aligned to the prescribed state.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 0 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 18 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 36 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 54 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 increases as the optical phase difference increases to 0 °, 18 °, 36 °, and 54 °. Changes to the state shown in.
  • the birefringence correcting element 5f includes a liquid crystal polymer as in the birefringence correcting elements 5a to 5d as the member having uniaxial refractive index anisotropy.
  • the absolute value of the optical phase difference is exerted from the inside to the outside. Can be changed to 0 °, 18 °, 36 °, 54 ° by changing the phase delay amount to 360 °, 342 °, 324 °, 306 ° as shown by the dotted line in Fig. 7. .
  • the cross-sectional view of the birefringence correcting element 5f is the same as that shown in FIG.
  • the projection of the liquid crystal polymer 28 in the in-plane direction in the longitudinal direction is performed so that the direction of the optical axis is 90 ° with respect to the X axis. Align to a given state It is done.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 360 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 342 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 324 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 306 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is shown in FIG. 8A from the state shown in FIG. 8D as the optical phase difference decreases to 360 °, 342 °, 324 °, and 306 °. It changes toward the state that is.
  • a liquid crystal polymer is used as in the birefringence correction elements 5a to 5d.
  • the absolute value of the optical phase difference is exerted from the inside toward the outside. Can be changed to 0 °, 18 °, 36 °, 54 °, as shown by the dotted line in Fig. 6, the phase lag can be changed to 0 °, 18 °, 36 °, 54 ° .
  • the cross-sectional view of the birefringence correcting element 5g is the same as that shown in FIG.
  • the longitudinal direction of the liquid crystal polymer 28 is in the in-plane direction so that the direction of the optical axis is 90 ° with respect to the X axis.
  • the projection is aligned to the prescribed state.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 0 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 18 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 36 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 54 °.
  • a liquid crystal polymer is used as in the birefringence correcting elements 5a to 5d.
  • the absolute value of the optical phase difference is exerted from the inside toward the outside. Can be changed to 0 °, 18 °, 36 °, 54 ° by changing the phase delay amount to 360 °, 342 °, 324 °, 306 ° as shown by the dotted line in Fig. 7. .
  • the cross-sectional view of the birefringence correcting element 5h is the same as that shown in FIG.
  • the longitudinal direction of the liquid crystal polymer 28 is in the in-plane direction so that the direction of the optical axis is 0 ° with respect to the X axis.
  • the projection is aligned to the prescribed state.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 360 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 342 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 324 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is aligned in a predetermined state so that the optical phase difference is 306 °.
  • the angle between the longitudinal direction and the in-plane direction of the liquid crystal polymer 28 is shown in FIG. 8A from the state shown in FIG. 8D as the optical phase difference decreases to 360 °, 342 °, 324 °, and 306 °. Change to a state where
  • FIG. 17 shows the in-plane birefringence value and the sum signal with the vertical birefringence value as a parameter.
  • a calculation example of the relationship with the level is shown
  • FIG. 18 shows a calculation example of the relationship between the value of in-plane birefringence and the push-pull signal amplitude with the value of vertical birefringence as a parameter.
  • FIG. 19 shows a vertical signal obtained from the sum signal level shown in FIG. 17 and the push-pull signal amplitude shown in FIG.
  • FIGS. 17 and 18 An example of calculating the relationship between the value of in-plane birefringence and the push-pull signal modulation degree using the value of direct birefringence as a parameter is shown.
  • the calculation conditions are the same as those described with reference to FIGS.
  • the vertical axis in FIGS. 17 and 18 is defined by the sum signal level when no groove is formed in the optical recording medium.
  • the filled in circles a calculation result when the values force perpendicular birefringence ⁇ , the white circles in the figure, in case the value of the vertical birefringence is 7 X 10- 4, the correction by the birefringence correction element 5 It is a calculation result when not performing.
  • Drawing of ⁇ is a case where the value of vertical birefringence is 7 X 10- 4, only the area of the right and left by Fuku ⁇ folding correction element 5e or 5f shown in FIGS. 13 14 (X-direction only) correction for This is the calculation result when.
  • ⁇ in the figure when the value of vertical birefringence is 7 X 10- 4, a correction for only upper and lower regions due to birefringence correction element 5g or 5h shown in FIGS. 15 to 16 (Y-direction only) It is a calculation result when it went.
  • the sum signal level is obtained when the birefringence correction element 5 (5e, 5f) corrects only the left and right regions and the in-plane birefringence value is slightly smaller than 0. From there, it decreases as the value of in-plane birefringence increases or decreases. In addition, the sum signal level becomes maximum when the birefringence correction element 5 (5g, 5h) is used to correct only the upper and lower regions, and becomes the maximum when the value of the in-plane birefringence is slightly larger than that. Decreases as the value of in-plane birefringence increases or decreases.
  • the in-plane birefringence value is 0. It is maximized when slightly smaller, and decreases as the value of in-plane birefringence increases or decreases.
  • the push-pull signal amplitude is monotonous as the in-plane birefringence value changes to positive and negative when the birefringence correction element 5 (5g, 5h) is used to correct only the upper and lower regions. Decrease.
  • the push-pull signal modulation degree is equal to the birefringence correction element 5.
  • the effect of suppressing the change in the push-pull signal modulation is that the birefringence correction element 5 (5g, 5h) that corrects only the upper and lower areas, and the birefringence correction element 5 (5g, 5h) that corrects only the left and right areas. 5e, 5f) is larger.
  • FIG. 20 shows the in-plane birefringence value and the DPD signal using the vertical birefringence value as a parameter.
  • An example of calculating the relationship with amplitude is shown.
  • the calculation conditions are the same as those described in FIG.
  • the vertical axis in Fig. 20 is standardized by the channel clock time.
  • the black circle in the figure is the calculation result when the vertical birefringence value is 0, and the white circle in the figure is the case where the vertical birefringence value is 7 X 1CT 4 and the correction by the birefringence correction element 5 is performed. It is a calculation result when not performing.
  • Drawing of ⁇ is a case where the value of vertical birefringence is 7 X 10- 4, left and right areas by birefringence correction element 5e or 5f shown in FIGS. 13 14 only (X Direction only) correction for It is a calculation result when performing.
  • ⁇ in the figure when the value of vertical birefringence is 7 X 10_ 4, a correction for only upper and lower regions by the birefringence correction element 5g or 5h shown in FIGS. 15 16 (Y-direction only) It is a calculation result when it went.
  • the in-plane birefringence value becomes positive and negative. As it changes, it increases slightly and then decreases monotonously.
  • the DPD signal amplitude is corrected only for the upper and lower regions by the birefringence correction element 5 (5g, 5h)
  • the DPD signal amplitude decreases slightly monotonically as the positive birefringence value changes to negative. From this, it can be seen that the use of the birefringence correction element 5 suppresses the change in the amplitude of the DPD signal due to the position in the plane of the optical recording medium.
  • the effect of suppressing the change in the amplitude of the DPD signal is that the birefringence correction element 5 (5e, 5h, 5) 5f) is bigger! /.
  • the birefringence correction element 5e shown in Fig. 13 or the birefringence correction element 5f shown in Fig. 14 is divided into four regions in the circumferential direction, and each of the left and right regions compensates for vertical birefringence. Correct, but the upper and lower regions do not correct for vertical birefringence. The left and right areas are more radial The direction of the optical axis is constant between the regions, and the optical phase difference varies between the regions.
  • the birefringence correction element 5g shown in FIG. 15 or the birefringence correction element 5h shown in FIG. 16 is divided into four regions in the circumferential direction, and each of the upper and lower regions corrects vertical birefringence.
  • the left and right regions do not correct vertical birefringence.
  • the upper and lower regions are further divided into four regions in the radial direction, the direction of the optical axis is constant between the regions, and the optical phase difference varies between the regions.
  • the region for correcting the vertical birefringence in the birefringence correction element 5 is not limited to the left, right, top and bottom, and may be a region in any direction. Further, the direction of the optical axis and the optical phase difference in the region for correcting the vertical birefringence may be constant or may vary depending on the position in the plane.
  • the effect of suppressing changes in the push-pull signal modulation degree and the DPD signal amplitude depending on the position in the plane of the optical recording medium is that the region for correcting the vertical birefringence in the birefringence correction element 5 is The closer to the left and right, the larger.
  • the birefringence correcting element 5i whose plan view is shown in FIG. 21 and used as the birefringence correcting element 5 in the optical head apparatus 50 whose configuration is shown in FIG. It is done.
  • FIG. 21 is a plan view of the birefringence correction element 5i.
  • the birefringence correction element 5i has a configuration having a radial grating centered on the optical axis.
  • the birefringence correction element 5i does not include a member having a uniaxial refractive index anisotropy, and is an isotropic member having a uniaxial refractive index anisotropy using structural birefringence. is there.
  • the direction of the optical axis in the birefringence correction element 5i is parallel or perpendicular to the grating.
  • the direction of the optical axis can be rotationally symmetric with respect to the optical axis, and can be a radial direction or a tangential direction of a circle around the optical axis. That is, the direction of the optical axis can be continuously changed.
  • the birefringence correcting element 3 whose plan view is shown in FIG. 22 is used as the birefringence correcting element 5 in the optical head device 50 whose configuration is shown in FIG. .
  • FIG. 22 is a plan view of a birefringence correction element example.
  • the birefringence correction element example has a configuration having a concentric grating centered on the optical axis.
  • the birefringence correction element 3 ⁇ 4 does not include a member having uniaxial refractive index anisotropy, and is an isotropic member having a uniaxial refractive index anisotropy by utilizing structural birefringence. .
  • the direction of the optical axis in the birefringence correcting element is a direction parallel to or perpendicular to the grating. Therefore, by forming the lattice concentrically, the direction of the optical axis can be rotationally symmetric with respect to the optical axis, and can be the radial direction or the tangential direction of a circle centered on the optical axis. That is, the direction of the optical axis can be continuously changed.
  • the grating When the period of the grating is sufficiently smaller than the wavelength of the incident light, the grating does not distort the incident light and acts as a wave plate for the incident light.
  • the refractive indices of the two media forming the grating are the medium refractive index nl and the medium refractive index n2, and the ratio of each medium in one period of the grating is q and 1 q (q is the duty ratio of the grating), parallel to the grating N and n are given by the following equations, where n and n are the effective refractive indices for the polarization component in the correct direction (TE polarization component) and the polarization component in the direction perpendicular to the grating (TM polarization component), respectively.
  • FIG. 23 shows a calculation example of the relationship between the grating duty ratio q and the effective refractive index.
  • the black circle in the figure is the calculation result of the effective refractive index for the polarization component (TE polarization component) in the direction parallel to the grating.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view of the birefringence correcting element 5i.
  • the birefringence correction elements 5i and 3 ⁇ 4 have a configuration in which a grating 38 is formed on a quartz substrate 37. p is the period of the grating 38, and h is the height of the grating 38. The period p of the grating 38 is sufficiently smaller than the wavelength of the incident light.
  • the optical phase difference in the birefringence correction elements 5i and 5j is given by 2 ⁇ 1 ⁇ /, where the wavelength of the incident light is taken as the average.
  • the duty ratio of the lattice 38 shown in FIG. 24B is 0, and the duty ratio of the grating 38 shown in FIG. 24D is 0.45.
  • the duty ratio of the grating 38 shown in FIGS. 24A to 24D increases in this order. Accordingly, the optical phase difference in the birefringence correction elements 5i and 5j shown in FIGS. 24A to 24D increases in this order.
  • the birefringence correction element 5i 3 ⁇ 4
  • the optical phase difference can be continuously changed into a quadratic function according to the distance of the optical axis force.
  • the grid height h should be set to 7 °.
  • the wavelength of the incident light 405 nm
  • the grating height is set so that the optical phase difference is 360 °. You can set h.

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Abstract

　光学式情報記録／再生装置の光ヘッド装置は、光源を具備する。対物レンズは、トラッキングを行うための溝またはピットが形成された円盤状の光記録媒体上に、前記光源が出射する出射光を集光する。光検出器は、前記光記録媒体により反射される反射光を受光する。偏光分離部は、前記出射光と前記反射光とを分離する。１／４波長板は、前記偏光分離部と前記対物レンズとの間に設けられている。複屈折補正部は、前記光記録媒体の保護層における複屈折の影響によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制する。

Description

明 細 書
光ヘッド装置ならびに光学式情報記録 Z再生装置
技術分野
[oooi] 本発明は、光記録媒体に対して情報の記録 Z再生を行う光学式情報記録 Z再生 装置、ならびにその光学式情報記録 Z再生装置が具備する光ヘッド装置に関する。 背景技術
[0002] 図 26に、従来の一般的な光ヘッド装置の構成が示される。この光ヘッド装置は、半 導体レーザ 1、コリメータレンズ 2、偏光ビームスプリッタ 3、 1Z4波長板 4、対物レンズ 6、円筒レンズ 8、凸レンズ 9、光検出器 10を具備する。光源である半導体レーザ 1が 出射する出射光は、コリメータレンズ 2で平行光化される。この光は、偏光ビームスプ リツタ 3に P偏光として入射し、そのほぼ 100%が透過して 1Z4波長板 4に入射する。
1Z4波長板 4は、入射した光を直線偏光から円偏光に変換して透過させる。円偏光 に変換された光は、対物レンズ 6で光記録媒体であるディスク 7上に集光される。ディ スク 7により反射される反射光は、対物レンズ 6を逆向きに透過して 1Z4波長板 4に 入射する。 1Z4波長板 4は、入射した光を円偏光から直線偏光に変換して透過させ る。この復路の直線偏光は、往路の直線偏光とは偏光方向が直交している。直線偏 光に変換された光は、偏光ビームスプリッタ 3に S偏光として入射し、そのほぼ 100% が反射されて円筒レンズ 8に入射する。この光は、円筒レンズ 8、凸レンズ 9を透過し て光検出器 10で受光される。
[0003] このような、偏光ビームスプリッタと 1Z4波長板を組み合わせた光学系は偏光光学 系と呼ばれる。偏光光学系を用いた光ヘッド装置は、往路の光と復路の光とを分離 する偏光ビームスプリッタにおいて、往路、復路とも光量の損失が殆んど生じないと いう特徴を有する。このため、記録時には高い光出力、再生時には高い SZNが得ら れ、追記型および書換可能型の光記録媒体に対応した光ヘッド装置として主に用い られる。また、再生専用型の光記録媒体に対応した光ヘッド装置としても用いられる。
[0004] 追記型および書換可能型の光記録媒体には、通常はトラッキングを行うための溝が 形成されている。これらの光記録媒体に対してトラック誤差信号を検出する場合、通 常はプッシュプル法による検出が行われる。プッシュプル法においては、光記録媒体 からの反射光を、光軸に垂直な面内で光軸を通り光記録媒体の接線方向に対応す る方向の直線で 2つの領域に分割して光検出器で受光する。この 2つの領域に対応 した光検出器力 の出力信号を Ia、 lbとすると、和信号は Ia + Ib、プッシュプル信号 は la— lbで与えられる。プッシュプル法によるトラック誤差信号は (la— lb) / (Ia + Ib )で与えられる。プッシュプル法によるトラック誤差信号の品質を表す指標としてプッ シュプル信号変調度がある。これは、光記録媒体上に形成された集光スポットが光記 録媒体の溝を横断したときの、プッシュプル信号の振幅を和信号のレベルで割ったも のである。すなわち、プッシュプル信号変調度は、プッシュプル法によるトラック誤差 信号の振幅に相当する。
[0005] 一方、再生専用型の光記録媒体には、通常はトラッキングを行うためのピットが形成 されている。この光記録媒体に対してトラック誤差信号を検出する場合、通常は DPD (Differential Phase Detection)法による検出が行われる。 DPD法においては 、光記録媒体からの反射光を、光軸に垂直な面内で光軸を通り光記録媒体の半径 方向に対応する方向の直線および接線方向に対応する方向の直線で 4つの領域に 分割して光検出器で受光する。この 4つの領域のうち一方の対角に位置する 2つの 領域に対応した光検出器からの出力信号を Ia、 Ic、他方の対角に位置する 2つの領 域に対応した光検出器からの出力信号を Ib、 Idとすると、 DPD法によるトラック誤差 信号 (DPD信号）は (Ia + Ic)と (Ib + Id)との時間差で与えられる。 DPD法によるトラ ック信号の品質を表す指標として DPD信号振幅がある。これは、光記録媒体上に形 成された集光スポットが光記録媒体のピットを横断したときの、 DPD信号の振幅をチ ヤンネルクロックの時間で規格化したものである。すなわち、 DPD信号振幅は、 DPD 法によるトラック誤差信号の振幅に相当する。
[0006] 一般に、プッシュプル信号変調度および DPD信号振幅は、光記録媒体の面内の 位置により変化する。光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度およ び DPD信号振幅の変化が大き 、場合、プッシュプル信号変調度および DPD信号 振幅が高!、位置にぉ 、てトラックサーボのゲインを最適に調整すると、プッシュプル 信号変調度および DPD信号振幅が低 、位置にぉ 、てはトラックサーボのゲインが過 度に低くなり、トラックサーボに残留誤差が生じてしまう。逆に、プッシュプル信号変調 度および DPD信号振幅が低 、位置にぉ 、てトラックサーボのゲインを最適に調整す ると、プッシュプル信号変調度および DPD信号振幅が高 、位置にぉ 、てトラックサ ーボのゲインが過度に高くなり、トラックサーボが発振してしまう。従って、光記録媒体 の面内の全ての位置において安定したトラックサーボを行うためには、光記録媒体の 面内の位置によるプッシュプル信号変調度および DPD信号振幅の変化を小さくする 必要がある。
[0007] 光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化の上限は、光記録 媒体の規格書で定められている。プッシュプル信号変調度の最大値、最小値をそれ ぞれ PP 、PP とすると、例えば、 DVD— Rにおける規定は、（PP -PP ) / ( max min max min
PP +PP ) < 0. 15となっている。プッシュプル信号変調度および DPD信号振 max min
幅の変化の上限が上に述べた DVD— Rにおけるプッシュプル信号変調度の変化の 上限以下であれば、光記録媒体の面内の全ての位置において安定したトラックサー ボを行うことが可能である。しかし、プッシュプル信号変調度および DPD信号振幅の 変化の上限が上に述べた DVD— Rにおけるプッシュプル信号変調度の変化の上限 を越えると、光記録媒体の面内の全ての位置にお 、て安定したトラックサーボを行う ことが困難になる。従って、このような光記録媒体に対して記録 Z再生を行う光ヘッド 装置ならびに光学式情報記録 Z再生装置においては、光記録媒体の面内の位置に よるプッシュプル信号変調度および DPD信号振幅の変化を抑制するための対策が 必要になる。
[0008] ところで、通常、光記録媒体の保護層には安価なポリカーボネートが用いられる力 ポリカーボネートは複屈折を有する。偏光光学系を用いた光ヘッド装置により、保護 層が複屈折を有する光記録媒体に対して記録 Z再生を行う場合、光検出器におけ る受光量が低下する。光記録媒体の保護層の複屈折には、面内複屈折と垂直複屈 折とがある。ここで、図 27に示されるように、光記録媒体であるディスク 7と XYZ座標 の関係を定める。 X軸はディスク 7の半径方向、 Y軸はディスク 7の接線方向、 Z軸は ディスク 7の法線方向である。通常、光記録媒体の保護層は 2軸の屈折率異方性を 有しており、その 3つの主軸は X軸、 Y軸、 Z軸とほぼ一致する。これに対応する 3つ の主屈折率をそれぞれ n、 n、 nとし、面内複屈折の値、垂直複屈折の値をそれぞ れ Δ η、 Δ ηとすると、面内複屈折の値 Δ ηは、 Δ η =η—ηで定義され、垂直複屈 折の値 Δ ηは、 Δ η = (η +η ) /2-ηで定義される。
[0009] 面内複屈折の値 Δ ηは、保護層の作製条件に依存し、光記録媒体の面内の位置 により変化する。これに対し、垂直複屈折の値 Δ ηは、保護層の材料によりほぼ一意 的に決まり、光記録媒体の面内の位置によらずほぼ一定である。保護層にポリカーボ ネートを用いた場合、面内複屈折の値 Δ ηは、約 ± 3 X 10—5の範囲内で変化し、垂 直複屈折の値 Δ ηは、約 6 Χ 10_4〜約 8 Χ 10_4の範囲内でほぼ一定である。このよ うに、保護層の複屈折を面内複屈折と垂直複屈折とに分けて測定する方法は、例え ば、特開 2004— 163225号公報に記載されている。本発明の発明者は、上に述べ た光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度および DPD信号振幅の 変化は、垂直複屈折の存在下で面内複屈折が光記録媒体の面内の位置により変化 することが原因で生じることを見出した。この複屈折の影響は、光源の波長が短くなる ほど大きくなる。そのため、波長が約 405nmの光源を用いて記録 Ζ再生を行う HD DVD— Rや HD DVD— ROMは、波長が約 660nmの光源を用いて記録 Z再生を 行う DVD— Rや DVD— ROMに比べ、プッシュプル信号変調度および DPD信号振 幅の変化が大きくなる。
[0010] 図 28に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルとの 関係の計算例が示され、図 29に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の 値とプッシュプル信号振幅との関係の計算例が示される。また、図 30に、図 28に示さ れる和信号レベルと図 29に示されるプッシュプル信号振幅とから求められる、垂直複 屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号変調度との関係の計 算例が示される。計算条件は、光源の波長が 405nm、対物レンズの開口数が 0. 65 、光記録媒体の保護層の厚さが 0. 6mm、溝のピッチが 0. 4 /ζ πι、溝の深さが 25nm である。これらは HD DVD— Rの条件に相当する。図 28、図 29の縦軸は、光記録 媒体に溝が形成されて!、な ヽ場合の和信号レベルで規格化されて!/、る。図中の黒 丸は、垂直複屈折の値力^の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の 値が 7 X 10_4の場合の計算結果である。 [0011] 図 28に示されるように、和信号レベルは、垂直複屈折がない場合、垂直複屈折が ある場合のいずれも、面内複屈折の値 Δηが 0のときに最大になり、面内複屈折の値 Δι^の絶対値が増加するに従って減少する。一方、図 29に示されるように、プッシュ プル信号振幅は、垂直複屈折がない場合は、和信号レベルと同様に面内複屈折の 値 Δ ηが 0のときに最大になり、面内複屈折の値 Δ ηの絶対値が増加するに従って 減少するが、垂直複屈折がある場合は、面内複屈折の値 Δηが正力 負へ変化する に従って単調に減少する。その結果、図 30に示されるように、プッシュプル信号変調 度は、垂直複屈折がない場合は、面内複屈折の値 Δηによらず一定である力 垂直 複屈折がある場合は、面内複屈折の値 Δ ηが正力も負へ変化するに従って単調に 減少する。
[0012] 垂直複屈折の値 Δη力^ X 10—4の場合、面内複屈折の値 Δηが ±3Χ 10_5の範 囲内（最大値と最小値との差は 6 X 10_5)で変化すると、上に述べた (ΡΡ -ΡΡ
max min
)Z(PP +PP )は、 DVD— Rにおける規定の上限である 0.15を大きく上回る。
max min
光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための 対策を不要にするには、（PP -PP )/(PP +PP
max mm max min )力 DVD— Rにおける 規定の上限である 0.15を下回る必要があり、面内複屈折の値 Δι^の変化を、 ±1. 15 X 10_5の範囲内（最大値と最小値の差は 2.3 X 10"5)に抑える必要がある。逆 に、面内複屈折の値 Δηの変化を、 ±1.15 Χ 10_5の範囲内（最大値と最小値との 差は 2.3 X 10—5)に抑えられなければ、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプ ル信号変調度の変化を抑制するための対策が必要になる。
[0013] 垂直複屈折の値 Δηが 6Χ 10_4の場合、同様の計算によれば、光記録媒体の面 内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策を不要にする には、（ΡΡ -ΡΡ )/(ΡΡ +ΡΡ )が 0.15を下回る必要があり、面内複屈折
max min max mm
の値 Δι^の変化を、 ±1.35 Χ 10_5の範囲内（最大値と最小値との差は 2.7X10—5 )に抑える必要がある。逆に、面内複屈折の値 Δηの変化を、 ±1.35X10—5の範囲 内（最大値と最小値との差は 2.7X10"5)に抑えられなければ、光記録媒体の面内 の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策が必要になる。 また、垂直複屈折の値 Δηが 8Χ 10_4の場合、同様の計算によれば、光記録媒体の 面内の位置によるプッシュプル信号の変調度変化を抑制するための対策を不要に するには、（PP -PP )Z(PP +PP )が 0.15を下回る必要があり、面内複
max mm max min
屈折の値 Δι^の変化を、 ±1.0X1CT5の範囲内（最大値と最小値との差は 2.0X1 0_5)に抑える必要がある。逆に、面内複屈折の値 Δηの変化を、 ±1.0X1CT5の範 囲内（最大値と最小値との差は 2. 0X 10"5)に抑えられなければ、光記録媒体の面 内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策が必要になる
[0014] 以上をまとめると、面内複屈折の最大値、最小値をそれぞれ Δη 、 Δη とする
imax lmm とき、垂直複屈折の値 Δηが 6Χ 10_4以上かつ 8Χ 10_4以下である場合、光記録媒 体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策を不 要にするには、（PP -PP )Ζ(ΡΡ +ΡΡ )が 0.15を下回る必要があり、 Δ
max min max mm
nと（Δη -Δη )との積を 1.6 X 10_8以下に抑える必要がある。逆に、 Δηと（
imax limn
Δη Δη )との積を 1.6 X 10_8以下に抑えられなければ、光記録媒体の面内 imax imm
の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策が必要になる。
[0015] 一方、面内複屈折の値 Δηが ±3 X 10_5の範囲内（最大値と最小値との差は 6 XI 0_5)で変化する場合、同様の計算によれば、（PP -PP )/(PP +PP )が
max mm max min
0. 15を下回るには、垂直複屈折の値 Δηνが 2.7 X 10—4以下であれば良い。即ち、 光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための 対策として、垂直複屈折の値 Δηを実効的に 2.7 X 10—4以下に低減すれば、面内 複屈折の値 Δ ηが ± 3 X 10_5の範囲内（最大値と最小値との差は 6 X 10"5)で変化 しても、（ΡΡ -ΡΡ )/(ΡΡ +ΡΡ )は 0.15を下回る。
max min max mm
[0016] 図 31に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と DPD信号振幅との 関係の計算例が示される。計算条件は、光源の波長が 405nm、対物レンズの開口 数が 0.65、光記録媒体の保護層の厚さが 0.6mm、ピットのピッチが 0.4/ζπι、ピッ トの深さ力 62.5nmである。これらは HD DVD— ROMの条件に相当する。図 31の 縦軸は、チャンネルクロックの時間で規格ィ匕されている。図中の黒丸は、垂直複屈折 の値カ^の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の値が 7X10—4の場 合の計算結果である。 [0017] 図 31に示されるように、 DPD信号振幅は、垂直複屈折がない場合は、面内複屈折 の値 Δ ηによらず一定である力 垂直複屈折がある場合は、面内複屈折の値 Δ ηが 正力 負へ変化するに従って単調に減少する。
[0018] このように、垂直複屈折の存在下で面内複屈折が変化すると、プッシュプル信号変 調度および DPD信号振幅が変化するメカニズムにつ 、て考える。ディスク 7の保護 層に複屈折がない場合、ディスク 7からの反射光は 1Z4波長板 4を透過することによ り、偏光ビームスプリッタ 3に対する S偏光となる。従って、この光は偏光ビームスプリツ タ 3においてほぼ 100%が反射されて光検出器 10で受光される。しかし、ディスク 7の 保護層に複屈折がある場合、ディスク 7からの反射光は 1Z4波長板 4を透過すること により、一般に楕円偏光になる。即ち、偏光ビームスプリッタ 3に対する S偏光成分が 減少し、 Ρ偏光成分が生じる。従って、 S偏光成分は偏光ビームスプリッタ 3において ほぼ 100%が反射されて光検出器 10で受光される力 Ρ偏光成分は偏光ビームスプ リツタ 3においてほぼ 100%が透過して半導体レーザ 1へ戻ってしまう。光検出器 10 における受光量が低下するのはこのためである。
[0019] 面内複屈折、垂直複屈折はどちらも光検出器における受光量を低下させる。しかし 、光記録媒体の保護層を透過する光への影響のしかたは両者で異なる。保護層に 複屈折があると、保護層を透過した光には、 X軸方向の偏光成分と Υ軸方向の偏光 成分との間に光学的位相差が生じる。ここで、 X軸方向の偏光成分の位相が Υ軸方 向の偏光成分の位相に対して進む場合の光学的位相差を正、 X軸方向の偏光成分 の位相が Υ軸方向の偏光成分の位相に対して遅れる場合の光学的位相差を負とす る。光記録媒体の保護層を透過する光への面内複屈折の影響は、光記録媒体への 入射方向および入射角に依存しない。面内複屈折が正の場合、保護層を透過した 光の光軸に垂直な断面内において、一様に負の光学的位相差が生じ、面内複屈折 が負の場合、保護層を透過した光の光軸に垂直な断面内において、一様に正の光 学的位相差が生じる。これに対し、光記録媒体の保護層を透過する光への垂直複屈 折の影響は、光記録媒体への入射方向および入射角に依存する。保護層を透過し た光の光軸に垂直な断面内において、光軸との交点を原点とすると、 X軸の近傍の、 Χ=0の領域を除く Χ< 0の領域および Χ>0の領域では正の光学的位相差が生じ、 Y軸の近傍の、 Y=0の領域を除く Y<0の領域および Y>0の領域では負の光学的 位相差が生じる。また、原点で生じる光学的位相差は 0であり、原点から遠ざかるに 従って生じる光学的位相差の絶対値は大きくなる。
[0020] 光記録媒体上に形成された集光スポットが光記録媒体の溝またはピットを横断した ときの光記録媒体力 の反射光の強度の変化は、主に X軸の近傍の、 χ=οの領域 を除く Xく 0の領域および Χ>0の領域において生じる。即ち、これらの領域の光が、 プッシュプル信号変調度および DPD信号振幅の増加に寄与する。垂直複屈折の存 在下で面内複屈折が正の場合、 X軸の近傍の、 Χ=0の領域を除く Χ<0の領域およ び Χ>0の領域では、面内複屈折による光学的位相差と垂直複屈折による光学的位 相差が相殺されて光学的位相差の絶対値が小さくなり、 Υ軸の近傍の、 Υ=0の領域 を除く Υ<0の領域および Υ>0の領域では、面内複屈折による光学的位相差と垂直 複屈折による光学的位相差が加算されて光学的位相差の絶対値が大きくなる。光学 的位相差の絶対値が大きいほど光検出器で受光される割合は小さくなるため、 X軸 の近傍の、 Χ=0の領域を除く Χ<0の領域および Χ>0の領域は、 Υ軸の近傍の、 Υ =0の領域を除く Υ<0の領域および Υ>0の領域に比べ、光検出器で受光される割 合が大きくなる。その結果、プッシュプル信号変調度および DPD信号振幅は増加す る。一方、垂直複屈折の存在下で面内複屈折が負の場合、 X軸の近傍の、 χ=οの 領域を除く Χ<0の領域および Χ>0の領域では、面内複屈折による光学的位相差と 垂直複屈折による光学的位相差が加算されて光学的位相差の絶対値が大きくなり、
Υ軸の近傍の、 Υ=0の領域を除く Υ<0の領域および Υ>0の領域では、面内複屈 折による光学的位相差と垂直複屈折による光学的位相差が相殺されて光学的位相 差の絶対値が小さくなる。光学的位相差の絶対値が大きいほど光検出器で受光され る割合は小さくなるため、 X軸の近傍の、 Χ=0の領域を除く Xく 0の領域および Χ>0 の領域は、 Υ軸の近傍の、 Υ=0の領域を除く Υ<0の領域および Υ>0の領域に比 ベ、光検出器で受光される割合が小さくなる。その結果、プッシュプル信号変調度お よび DPD信号振幅は減少する。
[0021] HD DVDのような基板入射型の光記録媒体においては、基板が保護層に相当す るが、通常、この基板は、射出成型により作製される。その場合、面内複屈折は光記 録媒体の半径方向の位置に依存し、接線方向の位置には殆んど依存しない。具体 的には、面内複屈折は光記録媒体の内周側では正であり、内周から外周へ向かって 単調に減少し、外周側では負になる。従って、プッシュプル信号変調度および DPD 信号振幅は、光記録媒体の内周側では高ぐ内周力も外周へ向力つて単調に減少し 、外周側では低くなる。これに対し、 BDのようなカバー入射型の光記録媒体におい ては、カバーが保護層に相当する力 通常、このカバーは、シートの打ち抜きにより 作製される。その場合、面内複屈折は光記録媒体の接線方向の位置に依存し、半 径方向の位置には殆んど依存しない。具体的には、面内複屈折は光記録媒体の一 周内で 90° 毎に正の極大値と負の極小値を交互に 2回ずっとる。従って、プッシュ プル信号変調度および DPD信号振幅は、光記録媒体の一周内で 90° 毎に高い極 大値と低 、極小値を交互に 2回ずっとる。
[0022] 上記説明と関連して、光記録媒体における複屈折特性の測定方法が特開 2004— 163225号公報に開示されている。この従来例の複屈折特性の測定方法では、所定 の開口数以上の開口数を有する対物レンズを介して測定対象媒体に光が照射され 、該測定対象媒体の反射面で反射する反射光に含まれる、特定方向の偏光成分の 光量が測定されて第 1の光量 APHが求められる。前記所定の開口数以上の開口数 を有する対物レンズを介して前記測定対象媒体に光が照射され、該測定対象媒体 の反射面で反射する反射光に含まれる、前記特定方向の偏光成分及び前記特定方 向と直交する方向の偏光成分の光量が測定されて第 2の光量 ANHが求められる。 前記第 1の光量と第 2の光量の比 APHZANHと、前記測定対象媒体の面内複屈折 特性とに基づいて、該測定対象媒体の垂直複屈折特性が求められる。
[0023] また、光ディスク装置が特開 2003— 248118号公報に開示されている。この従来 例の光ディスク装置で使用される波長板には、対象となる波長範囲内の光の波長の 1Z2以下の微細周期構造が各々形成される。これらの微細周期構造を半周期ずら して微細周期構造が互いに入り込むように対向配置させた 2枚の基板が準備される。 これらの基板間の間隔を調整して微細周期構造のオーバーラップ量が可変させられ る。こうして構成された波長板は、単一でも形状を変えることにより複屈折特性を容易 に制御できる複屈折構造を組合せて位相差量が可変な組合せ複屈折構造とするこ とで、所望の波長範囲内の全ての波長の光に対してその偏光状態を変化させること が可能となり、共用範囲の広い波長板となる。
[0024] また、光ピックアップ装置が、特開 2004— 39018に開示されている。この従来例の 光ピックアップ装置は、情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反 射光を受光する。光ピックアップ装置は、少なくとも一つの光源と、光源力ゝら出射され る光束を記録面に集光する対物レンズと、光源から出射され前記対物レンズに向力う 光束の光路上に配置され、電極を介して印加される電圧に応じた屈折率分布を有し 前記記録面に集光される光束の波面収差における非点収差成分を補正する縦型の 電気光学効果を示す電気光学結晶を含む光学素子とを含み、記録面で反射された 戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と、受光位置に配置された光検出器とを備 えている。
発明の開示
[0025] 本発明の目的は、偏光光学系を用いた従来の光ヘッド装置における上に述べた課 題を解決し、光記録媒体の面内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制す る光ヘッド装置ならびに光学式情報記録 Z再生装置を提供することにある。
[0026] 本発明の観点では、光ヘッド装置は、光源と、対物レンズと、光検出器と、偏光分離 部と、 1Z4波長板と、複屈折補正部とを具備し、光記録媒体の保護層における複屈 折の影響によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制する。対物レンズは、トラッキング を行うための溝またはピットが形成された円盤状の光記録媒体上に、光源が出射す る出射光を集光する。光検出器は、光記録媒体により反射される反射光を受光する。 偏光分離部は、出射光と反射光とを分離する。 1Z4波長板は、偏光分離部と対物レ ンズとの間に設けられる。複屈折補正部は、光記録媒体の保護層における複屈折の 影響によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制する。
[0027] 本発明において、光記録媒体の保護層は、垂直複屈折と、面内の位置により変化 する面内複屈折とを有する。複屈折補正部は、面内複屈折の変化に応じたトラック誤 差信号振幅の変化を抑制するために、垂直複屈折を補正する。トラック誤差信号は、 プッシュプル法または DPD法により検出される。この複屈折補正部は、保護層を透 過する光に、垂直複屈折により生じる光学的位相差を打ち消す光学的位相差を生ぜ しめる。また、この複屈折補正部は、 1Z4波長板と対物レンズとの間に設けられる。
[0028] 本発明にお 、て、複屈折補正部は、一軸の屈折率異方性を有する部材を含む。こ の複屈折補正部は、光軸を通る複数の直線により光軸の周りに複数の領域に分割さ れて ヽる。この複数の領域のうちの少なくとも光軸に関して対称な位置にあって光記 録媒体の半径方向に対応する方向に並ぶ領域群は、部材の光学軸が所定の方向 を示し、光軸を中心とする 1つ以上の円の円弧によりさらに複数の扇状の領域に分割 されている。この複数の扇状の領域の各々は、光学軸に平行な方向の偏光成分と光 学軸に垂直な方向の偏光成分との光学的位相差の絶対値が所定の値に設定されて いる。この部材の光学軸の所定の方向は、概ね円弧の半径方向、あるいは、概ね円 弧の接線方向である。
[0029] また、本発明において、複屈折補正部は、等方性の部材に構造複屈折により一軸 の屈折率異方性を持たせたものである。この複屈折補正部は、光軸を中心とする放 射状の格子、あるいは、光軸を中心とする同心円状の格子を有する。
[0030] 本発明の他の観点では、光学式情報記録 Z再生装置は、上記の光ヘッド装置と、 第 1の回路と、第 2の回路と、第 3の回路とを具備する。第 1の回路は、光源の出力を 制御する。第 2の回路は、光検出器力 出力される出力信号に基づいて、再生信号 、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成する。第 3の回路は、フォーカス 誤差信号およびトラック誤差信号に基づ 、て対物レンズの位置を制御する。記録時 において、第 1の回路は、光記録媒体にデータを記録するための記録信号に基づい て光源を駆動する。また、再生時において、第 1の回路は、光源を一定の出力で駆 動する。
[0031] 本発明の光ヘッド装置は、トラッキングを行うための溝またはピットが形成されており 、垂直複屈折と、面内の位置により変化する面内複屈折とを有する保護層を備えた 円盤状の光記録媒体を使用対象とし、光源と、該光源からの出射光を前記光記録媒 体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体力 の反射光を受光する光検出器と 、前記光源からの出射光と前記光記録媒体からの反射光とを分離する偏光分離手 段と、該偏光分離手段と前記対物レンズとの間に設けられた 1Z4波長板とを有する 光ヘッド装置において、前記面内複屈折の変化に応じたトラック誤差信号振幅の変 化を抑制するために、前記光記録媒体の保護層の垂直複屈折を補正する垂直複屈 折補正手段をさらに有することを特徴とする。
[0032] 光記録媒体の面内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化は、垂直複屈折の存 在下で面内複屈折が光記録媒体の面内の位置により変化することが原因で生じる。 光記録媒体の保護層に垂直複屈折があると、光が光記録媒体の保護層を透過する 際に、所定の方向の偏光成分とそれに直交する方向の偏光成分との間に所定の光 学的位相差が生じる。本発明の光ヘッド装置ならびに光学式情報記録 Z再生装置 においては、垂直複屈折補正手段により、光にこの光学的位相差を打ち消す光学的 位相差を与える。このように垂直複屈折を補正することにより、垂直複屈折がない場 合と同様に、面内複屈折が光記録媒体の面内の位置により変化しても、光記録媒体 の面内の位置によらずトラック誤差信号振幅をほぼ一定にすることが可能である。
[0033] 本発明によれば、光記録媒体の面内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化を 抑制する光ヘッド装置ならびに光学式情報記録 Z再生装置を提供することができる 。光記録媒体の面内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化は、垂直複屈折の存 在下で面内複屈折が光記録媒体の面内の位置により変化することが原因で生じる。 従って、光記録媒体の保護層の垂直複屈折を補正することにより、光記録媒体の面 内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制することが可能になる。
図面の簡単な説明
[0034] [図 1]図 1は、本発明の光学式情報記録 Z再生装置実施例に係る光学式情報記録 再生装置が具備する光ヘッド装置の構成を示す図である。
[図 2]図 2は、本発明の光ヘッド装置の第 1実施例に用いる複屈折補正素子の平面 図である。
[図 3]図 3は、本発明の光ヘッド装置の第 2実施例に用いる複屈折補正素子の平面 図である。
[図 4]図 4は、本発明の光ヘッド装置の第 3実施例に用いる複屈折補正素子の平面 図である。
[図 5]図 5は、本発明の光ヘッド装置の第 4実施例に用いる複屈折補正素子の平面 図である。 [図 6]図 6は、複屈折補正素子における光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に 垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相差の計算例を示す図である。
[図 7]図 7は、複屈折補正素子における光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に 垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相差の計算例を示す図である。
[図 8]図 8A〜8Dは、本発明の光ヘッド装置の第 1〜第 4実施例に用いる複屈折補正 素子の断面図である。
[図 9]図 9は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルとの 関係の計算例を示す図である。
[図 10]図 10は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信 号振幅との関係の計算例を示す図である。
[図 11]図 11は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信 号変調度との関係の計算例を示す図である。
[図 12]図 12は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と DPD信号振幅 との関係の計算例を示す図である。
[図 13]図 13は、本発明の光ヘッド装置の第 5実施例に用いる複屈折補正素子の平 面図である。
[図 14]図 14は、本発明の光ヘッド装置の第 6実施例に用いる複屈折補正素子の平 面図である。
[図 15]図 15は、本発明の光ヘッド装置の第 7実施例に用いる複屈折補正素子の平 面図である。
[図 16]図 16は、本発明の光ヘッド装置の第 8実施例に用いる複屈折補正素子の平 面図である。
[図 17]図 17は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベル との関係の計算例を示す図である。
[図 18]図 18は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信 号振幅との関係の計算例を示す図である。
[図 19]図 19は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信 号変調度との関係の計算例を示す図である。 [図 20]図 20は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と DPD信号振幅 との関係の計算例を示す図である。
[図 21]図 21は、本発明の光ヘッド装置の第 9実施例に用いる複屈折補正素子の平 面図である。
[図 22]図 22は、本発明の光ヘッド装置の第 10実施例に用いる複屈折補正素子の平 面図である。
[図 23]図 23は、本発明の光ヘッド装置の第 9、第 10実施例に用いる複屈折補正素 子における格子のデューティ比と実効的な屈折率との関係の計算例を示す図である
[図 24]図 24A〜24Dは、本発明の光ヘッド装置の第 9、第 10実施例に用いる複屈折 補正素子の断面図である。
[図 25]図 25は、本発明の光学式情報記録 Z再生装置実施例に係る光学式情報記 録再生装置の構成を示す図である。
[図 26]図 26は、従来の一般的な光ヘッド装置の構成を示す図である。
[図 27]図 27は、光記録媒体と XYZ座標との関係を示す図である。
[図 28]図 28は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベル との関係の計算例を示す図である。
[図 29]図 29は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信 号振幅との関係の計算例を示す図である。
[図 30]図 30は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信 号変調度との関係の計算例を示す図である。
[図 31]図 31は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と DPD信号振幅 との関係の計算例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下に、図面を参照して本発明実施例について説明する。
図 25に、本発明の光学式情報記録 Z再生装置実施例に係る光学式情報記録再 生装置の構成が示される。光学式情報記録再生装置は、コントローラ 39、変調回路 40、記録信号生成回路 41、半導体レーザ駆動回路 42、増幅回路 43、再生信号処 理回路 44、復調回路 45、誤差信号生成回路 46、対物レンズ駆動回路 47、光ヘッド 装置 50を具備する。
[0036] 変調回路 40は、ディスク 7へ記録すべきデータを変調規則に従って変調する。記 録信号生成回路 41は、変調回路 40で変調された信号に基づいて、記録ストラテジ に従って光ヘッド装置 50内の半導体レーザ 1を駆動するための記録信号を生成する 。半導体レーザ駆動回路 42は、記録信号生成回路 41で生成された記録信号に基 づいて、半導体レーザ 1へ記録信号に応じた電流を供給して半導体レーザ 1を駆動 する。これによりディスク 7へのデータの記録が行われる。
[0037] 一方、増幅回路 43は、光ヘッド装置 50内の光検出器 10の各受光部からの出力を 増幅する。再生信号処理回路 44は、増幅回路 43で増幅された信号に基づいて、 R F信号の生成、波形等化および 2値化を行う。復調回路 45は、再生信号処理回路 44 で 2値化された信号を復調規則に従って復調する。これによりディスク 7からのデータ の再生が行われる。
[0038] また、誤差信号生成回路 46は、増幅回路 43で増幅された信号に基づいて、フォー カス誤差信号およびトラック誤差信号の生成を行う。対物レンズ駆動回路 47は、誤差 信号生成回路 46で生成されたフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に基づい て、対物レンズ 6を駆動するァクチユエータ（図示せず)へフォーカス誤差信号および トラック誤差信号に応じた電流を供給して対物レンズ 6を駆動する。
[0039] さらに、ディスク 7を除く光学系は、ポジショナ（図示せず）によりディスク 7の半径方 向へ駆動され、ディスク 7は、スピンドル（図示せず）により回転駆動される。これにより 、フォーカス、トラック、ポジショナおよびスピンドルのサーボが行われる。
[0040] 変調回路 40から半導体レーザ駆動回路 42までのデータの記録に関わる回路、増 幅回路 43から復調回路 45までのデータの再生に関わる回路、および増幅回路 43 力も対物レンズ駆動回路 47までのサーボに関わる回路は、コントローラ 39により制御 される。
[0041] 本実施例は、ディスク 7に対して記録および再生を行う光学式情報記録再生装置 である。これに対し、本発明の光学式情報記録 Z再生装置実施例としては、ディスク 7に対して再生のみを行う光学式情報再生専用装置も考えられる。この場合、半導体 レーザ 1は、半導体レーザ駆動回路 42により記録信号に基づいて駆動されるのでは なぐ出射光のパワーが一定の値になるように駆動される。
[0042] 図 1に、光ヘッド装置 50の構成が示される。光ヘッド装置 50は、半導体レーザ 1、コ リメータレンズ 2、偏光ビームスプリッタ 3、 1Z4波長板 4、複屈折補正素子 5、対物レ ンズ 6、円筒レンズ 8、凸レンズ 9、光検出器 10を具備する。
[0043] 光源である半導体レーザ 1が出射する出射光は、コリメータレンズ 2で平行光化され る。この光は、偏光分離手段である偏光ビームスプリッタ 3に P偏光として入射され、 そのほぼ 100%が透過して 1Z4波長板 4に入射する。 1Z4波長板 4は、入射された 光を直線偏光力も円偏光に変換して透過させる。円偏光に変換された光は、垂直複 屈折補正を行う複屈折補正部である複屈折補正素子 5を透過し、対物レンズ 6で光 記録媒体であるディスク 7上に集光される。
[0044] ディスク 7により反射される反射光は、対物レンズ 6を逆向きに透過し、垂直複屈折 補正を行う複屈折補正素子 5を透過して 1Z4波長板 4に入射する。 1Z4波長板 4は 、入射した光を円偏光カゝら直線偏光に変換して透過させる。この復路の直線偏光は 、往路の直線偏光とは偏光方向が直交している。直線偏光に変換された光は、偏光 ビームスプリッタ 3に S偏光として入射し、そのほぼ 100%が反射されて円筒レンズ 8 に入射する。この光は、円筒レンズ 8、凸レンズ 9を透過して光検出器 10で受光され る。
[0045] 光検出器 10は、円筒レンズ 8、凸レンズ 9の 2つの焦線の中間に設置されている。こ の光検出器 10は、ディスク 7の半径方向に対応する方向の分割線および接線方向 に対応する方向の分割線で 4分割された受光部を有する。各受光部からの出力に基 づき、非点収差法によるフォーカス誤差信号、プッシュプル法または DPD法によるト ラック誤差信号、および RF信号が得られる。
[0046] (第 1実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 1実施例では、図 2にその平面図が示される複屈折補 正素子 5aが、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5 として用いられる。
[0047] 図 2は複屈折補正素子 5aの平面図である。複屈折補正素子 5aは、光軸を通る 2つ の直線で、周方向に 90° 間隔で 4つの領域 (符号 a〜d)に分割されている。さらに、 各領域は、光軸を中心とする 3つの同心円で、半径方向に 4つの領域 (符号 11〜14 )に分割されている。以下の説明では、周方向に 90° 間隔で 4分割された領域群、 即ち、符号の記号部分に a〜dが付される領域群は、領域群 a〜dと表記される。また 、半径方向に 4分割された領域群、即ち、符号の数字部分に 11〜14が付される領 域群は、領域群 11〜14と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ 6の有効径 を示している。また、図中に示される X軸、 y軸の方向は、それぞれディスク 7の半径方 向、接線方向に対応している。
[0048] 複屈折補正素子 5aは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んで 、る。図中の 矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群 aおよび領 域群 cにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 0° の方向である。領域群 bお よび領域群 dにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 90° の方向である。光 学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位 相差の絶対値は、領域群 11では 0° 、領域群 12では 18° 、領域群 13では 36° 、 領域群 14では 54° である。なお、この複屈折補正素子 5aの設計については後述す る。
[0049] (第 2実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 2実施例では、図 3にその平面図が示される複屈折補 正素子 5bが、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5 として用いられる。
[0050] 図 3は複屈折補正素子 5bの平面図である。複屈折補正素子 5bは、光軸を通る 2つ の直線で、周方向に 90° 間隔で 4つの領域 (符号 a〜d)に分割されている。さらに、 各領域は、光軸を中心とする 3つの同心円で、半径方向に 4つの領域 (符号 15〜18 )に分割されている。以下の説明では、周方向に 90° 間隔で 4分割された領域群、 即ち、符号の記号部分に a〜dが付される領域群は、領域群 a〜dと表記される。また 、半径方向に 4分割された領域群、即ち、符号の数字部分に 15〜18が付される領 域群は、領域群 15〜18と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ 6の有効径 を示している。また、図中に示される X軸、 y軸の方向は、それぞれディスク 7の半径方 向、接線方向に対応している。
[0051] 複屈折補正素子 5bは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の 矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群 aおよび領 域群 cにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 90° の方向である。領域群 b および領域群 dにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 0° の方向である。光 学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位 相差の絶対値は、領域群 15では 0° 、領域群 16では 18° 、領域群 17では 36° 、 領域群 18では 54° である。なお、この複屈折補正素子 5bの設計については後述す る。
[0052] (第 3実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 3実施例では、図 4にその平面図が示される複屈折補 正素子 5cが、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5 として用いられる。
[0053] 図 4は複屈折補正素子 5cの平面図である。複屈折補正素子 5cは、光軸を通る 4つ の直線で、周方向に 45° 間隔で 8つの領域 (符号 a〜h)に分割されている。さらに、 各領域は、光軸を中心とする 3つの同心円で、半径方向に 4つの領域 (符号 19〜22 )に分割されている。以下の説明では、周方向に 45° 間隔で 4分割された領域群、 即ち、符号の記号部分に a〜hが付される領域群は、領域群 a〜hと表記される。また 、半径方向に 4分割された領域群、即ち、符号の数字部分に 19〜22が付される領 域群は、領域群 19〜22と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ 6の有効径 を示している。また、図中に示される X軸、 y軸の方向は、それぞれディスク 7の半径方 向、接線方向に対応している。
[0054] 複屈折補正素子 5cは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んで 、る。図中の 矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群 aおよび領 域群 cにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 0° の方向である。領域群 bお よび領域群 dにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 90° の方向である。領 域群 eおよび領域群 gにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 45° の方向で ある。領域群 fおよび領域群 hにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 135° の方向である。光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分 との間の光学的位相差の絶対値は、領域群 19では 0° 、領域群 20では 18° 、領域 群 21では 36° 、領域群 22では 54° である。なお、この複屈折補正素子 5cの設計 については後述する。
[0055] (第 4実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 4実施例では、図 5にその平面図が示される複屈折補 正素子 5dが、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5 として用いられる。
[0056] 図 5は複屈折補正素子 5dの平面図である。複屈折補正素子 5dは、光軸を通る 4つ の直線で、周方向に 45° 間隔で 8つの領域 (符号 a〜h)に分割されている。さらに、 各領域は、光軸を中心とする 3つの同心円で、半径方向に 4つの領域 (符号 23〜26 )に分割されている。以下の説明では、周方向に 45° 間隔で 4分割された領域群、 即ち、符号の記号部分に a〜hが付される領域群は、領域群 a〜hと表記される。また 、半径方向に 4分割された領域群、即ち、符号の数字部分に 23〜26が付される領 域群は、領域群 23〜26と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ 6の有効径 を示している。また、図中に示される X軸、 y軸の方向は、それぞれディスク 7の半径方 向、接線方向に対応している。
[0057] 複屈折補正素子 5dは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の 矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群 aおよび領 域群 cにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 90° の方向である。領域群 b および領域群 dにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 0° の方向である。領 域群 eおよび領域群 gにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 135° の方向 である。領域群 fおよび領域群 hにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 45° の方向である。光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分 との間の光学的位相差の絶対値は、領域群 23では 0° 、領域群 24では 18° 、領域 群 25では 36° 、領域群 26では 54° である。なお、この複屈折補正素子 5dの設計 については後述する。
[0058] 次に、複屈折補正素子 5の設計にっ 、て述べる。図 27に示されるように、光軸に垂 直な断面内に X軸、 Y軸を定め、図 1のディスク 7の保護層のジヨーンズ行列を Sとす ると、 Sは下式で与えられる。
[数 1]
.
exp I
cos(0 + φ) - m{0 + φ) cos(0 + (( s =
sm(i9 + φ) a - sm{9 + ( cos{0 + ( exp 但し、 Φは下式で与えられる。
[数 2] φ - tan——―
X ここで、ディスク 7の保護層における屈折率楕円体の光線に垂直な断面である楕円 を考えたとき、 aは楕円の長軸方向の偏光成分と短軸方向の偏光成分との間の光学 的位相差であり、 0は楕円の長軸方向または短軸方向を表す角度である。 α、 Θの 求め方は、良く知られているのでここでは説明を省略する。
[0059] 複屈折補正素子 5のジヨーンズ行列を Bとすると、複屈折補正素子 5によりディスク 7 の保護層の垂直複屈折を補正するには、複屈折補正素子 5のジヨーンズ行列 Bが、 面内複屈折がない場合のディスク 7の保護層のジヨーンズ行列 Sの逆行列であれば 良い。このとき、複屈折補正素子 5は、光学軸の方向が Θ + φで定められ、光学軸に 平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相差が aで定められる波長板となる。但し、 Θ + φおよび αは x、 yの関数であるため、光学 軸の方向および光学的位相差は、複屈折補正素子 5の面内の位置により変化するこ とになる。これにより、光がディスク 7の保護層を透過する際に生じる光学的位相差は 、光が複屈折補正素子 5を透過する際に生じる光学的位相差で打ち消される。
[0060] 上述の光学軸の方向を計算すると、光軸に関して回転対称で、光軸を中心とする 円の半径方向または接線方向となる。即ち、光学軸の方向は、図 2〜図 5に示される
X 対する角度に応じて連続的に変化する。実際には、このように光学軸の方向を 連続的に変化させる代わりに、図 2〜図 5に示されるように離散的に変化させても良 い。光学軸の方向を離散的に変化させると、垂直複屈折の補正の効果はやや落ちる 力 複屈折補正素子の作製は容易になる。
[0061] 図 2に示される複屈折補正素子 5aにおいては、光学軸の方向が、 x軸に対する角 度に応じて周方向に 4つの領域に分割されて離散的に変化している。領域群 aの中 心部、領域群 bの中心部、領域群 cの中心部、領域群 dの中心部では、光学軸の方 向は光軸を中心とする円の半径方向である。しかし、各領域群の中心部から隣接す る領域群との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は光軸を中心とする円の半径 方向からずれていく。
[0062] 図 3に示される複屈折補正素子 5bにおいては、光学軸の方向が、 X軸に対する角 度に応じて周方向に 4つの領域に分割されて離散的に変化している。領域群 aの中 心部、領域群 bの中心部、領域群 cの中心部、領域群 dの中心部では、光学軸の方 向は光軸を中心とする円の接線方向である。しかし、各領域群の中心部から隣接す る領域群との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は光軸を中心とする円の接線 方向からずれていく。
[0063] 図 4に示される複屈折補正素子 5cにおいては、光学軸の方向が、 X軸に対する角 度に応じて周方向に 8つの領域に分割されて離散的に変化している。領域群 aの中 心部、領域群 bの中心部、領域群 cの中心部、領域群 dの中心部、領域群 eの中心部 、領域群 fの中心部、領域群 gの中心部、領域群 hの中心部では、光学軸の方向は光 軸を中心とする円の半径方向である。しかし、各領域群の中心部から隣接する領域 群との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は光軸を中心とする円の半径方向か らずれていく。
[0064] 図 5に示される複屈折補正素子 5dにおいては、光学軸の方向が、 X軸に対する角 度に応じて周方向に 8つの領域に分割されて離散的に変化している。領域群 aの中 心部、領域群 bの中心部、領域群 cの中心部、領域群 dの中心部、領域群 eの中心部 、領域群 fの中心部、領域群 gの中心部、領域群 hの中心部では、光学軸の方向は光 軸を中心とする円の接線方向である。しかし、各領域群の中心部から隣接する領域 群との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は光軸を中心とする円の接線方向か らずれていく。
[0065] 次に、上述の光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分 との間の光学的位相差を計算すると、光軸に関して回転対称で、光軸を中心とする 円の半径方向に沿って内側から外側へ向力つて単調に増加または減少する。図 6、 図 7に、複屈折補正素子における光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直 な方向の偏光成分との間の光学的位相差の計算例が示される。計算条件は、光源 の波長が 405nm、対物レンズの開口数が 0. 65、光記録媒体の保護層の厚さが 0. 6mm,光記録媒体の保護層の垂直複屈折が 7 X 10_4である。また、対物レンズの焦 点距離は 3mmであるため、対物レンズの有効半径は 3mm X O. 65 = 1. 95mmとな る。図 6、図 7に実線で示されるように、光学的位相差は、光軸からの距離に応じて 2 次関数状に連続的に変化する。実際には、このように光学的位相差を連続的に変化 させる代わりに、離散的に変化させても良い。光学的位相差を離散的に変化させると 、垂直複屈折の補正の効果はやや落ちるが、複屈折補正素子の作製は容易になる
[0066] 図 2〜図 5に示される複屈折補正素子 5a〜5dにおいては、図 6、図 7に点線で示さ れるように、光学的位相差が、光軸力もの距離に応じて半径方向に 4つの領域に分 割されて離散的に変化している。領域群 11、 15、 19、 23では光学的位相差の絶対 値は 0° 、領域群 12、 16、 20、 24では光学的位相差の絶対値は 18° 、領域群 13、 17、 21、 25では光学的位相差の絶対値は 36° 、領域群 14、 18、 22、 26では光学 的位相差の絶対値は 54° である。光学的位相差の絶対値が 0° の領域と光学的位 相差の絶対値が 18° の領域との境界は半径 0. 75mm,光学的位相差の絶対値が 18° の領域と光学的位相差の絶対値が 36° の領域との境界は半径 1. 28mm、光 学的位相差の絶対値が 36° の領域と光学的位相差の絶対値が 54° の領域との境 界は半径 1. 64mmである。
[0067] 図 2〜図 5において、 X軸方向の偏光成分の位相が、 y軸方向の偏光成分の位相に 対して進む場合の光学的位相差を正、遅れる場合の光学的位相差を負とすると、垂 直複屈折を補正するには、左右の領域では負の光学的位相差、上下の領域では正 の光学的位相差が生じる必要がある。複屈折補正素子 5a〜5dが含む一軸の屈折 率異方性を有する部材としては、液晶高分子が用いられる。通常、液晶高分子は正 結晶の性質を有し、光学軸に平行な方向の偏光成分に対する屈折率が、光学軸に 垂直な方向の偏光成分に対する屈折率に比べて大きい。このとき、光学軸に平行な 方向の偏光成分は、光学軸に垂直な方向の偏光成分に対して位相が遅れる。
[0068] 複屈折補正素子 5a、 5cのように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の 半径方向である場合、上述の条件を満たすには、内側力も外側へ向力つて、光学軸 に平行な方向の偏光成分の、光学軸に垂直な偏光成分に対する位相の遅れ量を増 加させれば良い。図 6の縦軸の光学的位相差は、このときの位相の遅れ量を表して いる。内側力も外側へ向かって光学的位相差の絶対値を 0° 、 18° 、 36° 、 54° と 変化させるには、図 6に点線で示されるように、位相の遅れ量を 0° 、 18° 、 36° 、 5 4° と変化させれば良い。
[0069] 一方、複屈折補正素子 5b、 5dのように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とす る円の接線方向である場合、上述の条件を満たすには、内側から外側へ向力つて、 光学軸に平行な方向の偏光成分の、光学軸に垂直な偏光成分に対する位相の進み 量を増加させれば良いが、実際には位相を進めることは出来ないので、その代わりに 位相の遅れ量を減少させれば良い。図 7の縦軸の光学的位相差は、このときの位相 の遅れ量を表している。内側から外側へ向カゝつて光学的位相差の絶対値を 0° 、 18 。 、 36° 、 54° と変化させるには、位相の遅れ量を 0° 、ー18° 、—36° 、—54° と変化させれば良いが、実際には位相の遅れ量を負にすることは出来ないので、図 7 に点線で示されるように、その代わりに位相の遅れ量を 360。 ゝ 342° ゝ 324° ゝ 30 6° と変化させれば良い。ここで、 0° と 360° は等価であることを利用している。
[0070] 図 8A〜8Dは、複屈折補正素子 5a〜5dの断面図である。複屈折補正素子 5a〜5 dは、ガラス製の基板 27aと基板 27bとの間に、一軸の屈折率異方性を有する液晶高 分子 28を挟んだ構成である。図中の矢印は、液晶高分子 28の長手方向を示してい る。複屈折補正素子 5a〜5dにおける光学軸の方向は、液晶高分子 28の長手方向 の面内方向への射影で定められる。また、複屈折補正素子 5a〜5dにおける光学的 位相差は、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度で定められる。図 8A〜8 Dへ向力うに従って、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度は小さくなり、光 学的位相差は大きくなる。
[0071] 複屈折補正素子 5aの領域群 aおよび領域群 cにおいては、光学軸の方向が x軸に 対して 0° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所 定の状態に揃えられる。複屈折補正素子 5aの領域群 bおよび領域群 dにおいては、 光学軸の方向が X軸に対して 90° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向 の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。
[0072] また、複屈折補正素子 5aの領域群 11においては、光学的位相差が 0° になるよう に、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複 屈折補正素子 5aの領域群 12においては、光学的位相差が 18° になるように、液晶 高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正 素子 5aの領域群 13においては、光学的位相差が 36° になるように、液晶高分子 28 の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子 5aの 領域群 14においては、光学的位相差が 54° になるように、液晶高分子 28の長手方 向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子 28の長手方向と面 内方向との角度は、光学的位相差が 0° 、 18° 、 36° 、 54° と大きくなるに従って、 図 8Aに示されるような状態から図 8Dに示されるような状態へ向かって変化する。
[0073] 複屈折補正素子 5bの領域群 aおよび領域群 cにおいては、光学軸の方向が x軸に 対して 90° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が 所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子 5bの領域群 bおよび領域群 dにおいては 、光学軸の方向が X軸に対して 0° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向 の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。
[0074] また、複屈折補正素子 5bの領域群 15においては、光学的位相差が 360° になる ように、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。 複屈折補正素子 5bの領域群 16においては、光学的位相差が 342° になるように、 液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折 補正素子 5bの領域群 17においては、光学的位相差が 324° になるように、液晶高 分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素 子 5bの領域群 18においては、光学的位相差が 306° になるように、液晶高分子 28 の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子 28の長手 方向と面内方向との角度は、光学的位相差が 360° 、 342° 、 324° 、 306° と小さ くなるに従って、図 8Dに示されるような状態から図 8Aに示されるような状態へ向かつ て変化する。
[0075] 複屈折補正素子 5cの領域群 aおよび領域群 cにおいては、光学軸の方向が x軸に 対して 0° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所 定の状態に揃えられる。複屈折補正素子 5cの領域群 bおよび領域群 dにおいては、 光学軸の方向が X軸に対して 90° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向 の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子 5cの領域群 eお よび領域群 gにおいては、光学軸の方向が X軸に対して 45° の方向になるように、液 晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折 補正素子 5cの領域群 fおよび領域群 hにおいては、光学軸の方向が X軸に対して 13 5° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所定の 状態に揃えられる。
[0076] また、複屈折補正素子 5cの領域群 19においては、光学的位相差が 0° になるよう に、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複 屈折補正素子 5cの領域群 20においては、光学的位相差が 18° になるように、液晶 高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正 素子 5cの領域群 21においては、光学的位相差が 36° になるように、液晶高分子 28 の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子 5cの 領域群 22においては、光学的位相差が 54° になるように、液晶高分子 28の長手方 向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子 28の長手方向と面 内方向との角度は、光学的位相差が 0° 、 18° 、 36° 、 54° と大きくなるに従って、 図 8Aに示されるような状態から図 8Dに示されるような状態へ向かって変化する。
[0077] 複屈折補正素子 5dの領域群 aおよび領域群 cにおいては、光学軸の方向が x軸に 対して 90° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が 所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子 5dの領域群 bおよび領域群 dにおいては 、光学軸の方向が X軸に対して 0° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向 の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子 5dの領域群 eお よび領域群 gにおいては、光学軸の方向が X軸に対して 135° の方向になるように、 液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈 折補正素子 5dの領域群 fおよび領域群 hにおいては、光学軸の方向が X軸に対して 45° の方向になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所定の 状態に揃えられる。
[0078] また、複屈折補正素子 5dの領域群 23においては、光学的位相差が 360° になる ように、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。 複屈折補正素子 5dの領域群 24においては、光学的位相差が 342° になるように、 液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折 補正素子 5dの領域群 25においては、光学的位相差が 324° になるように、液晶高 分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素 子 5dの領域群 26においては、光学的位相差が 306° になるように、液晶高分子 28 の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子 28の長手 方向と面内方向との角度は、光学的位相差が 360° 、 342° 、 324° 、 306° と小さ くなるに従って、図 8Dに示されるような状態から図 8Aに示されるような状態へ向かつ て変化する。
[0079] 次に、光検出器 10における受光量について述べる。偏光ビームスプリッタ 3に対す る P偏光方向、 S偏光方向が、図 27に示される X軸方向、 Y軸方向にそれぞれ相当 するものとする。また、半導体レーザ 1からの出射光の偏光方向力 偏光ビームスプリ ッタ 3に対する P偏光方向であるとする。半導体レーザ 1からの出射光の電界分布を E 0 (x, y)、 1Z4波長板 4のジヨーンズ行列を Qとすると、半導体レーザ 1からディスク 7 へ向カゝぅ往路において、 1Z4波長板 4、複屈折補正素子 5、ディスク 7の保護層を透 過した光の電界分布は、ジヨーンズベクトルを用いて下式で表される。
[数 3]
Figure imgf000028_0001
0 但し、 Qは下式で与えられる。
[数 4]
Figure imgf000029_0001
[0080] ディスク 7上の-ァフィールドにおいて、図 27に示される X軸、 Y軸に平行にそれぞ れ U軸、 V軸を定める。半導体レーザ 1の波長をえ、対物レンズ 6の焦点距離を fとす ると、ディスク 7上に形成される集光スポットの電界分布は、ジヨーンズベクトルを用い て下式で表される。
[数 5]
Jxfy
Figure imgf000029_0002
ディスク 7の複素反射率分布を R(u, V)とすると、ディスク 7からの反射光の電界分 布は、ジヨーンズベクトルを用いて下式で表される。
[数 6]
Figure imgf000029_0003
ここで、 R(u, v)は、ディスク 7に形成されている溝またはピットの形状により決まる関 数である。
[0082] ディスク 7から光検出器 10へ向力 復路において、ディスク 7の保護層、複屈折補 正素子 5、 1Z4波長板 4を透過した光の電界分布は、ジヨーンズベクトルを用いて下 式で表される。
[数 7]
Figure imgf000029_0004
[0083] 光検出器 10における受光量を Lとすると、 Lは下式で与えられる。
[数 8]
Figure imgf000030_0001
[0084] ディスク 7からの反射光を、光軸に垂直な面内で光軸を通りディスク 7の接線方向に 平行な直線で 2つの領域に分割して光検出器 10で受光したときの、 2つの領域に対 応した光検出器 10における受光量をそれぞれ La、 Lbとすると、 La、 Lbは、数 8の積 分をそれぞれ Xく 0、 x>0の範囲で行うことにより求められる。このとき、和信号は La + Lb、プッシュプル信号は La— Lbで与えられる。この式に基づいて、光記録媒体上 に形成された集光スポットが光記録媒体の溝を横断したときの、光記録媒体の保護 層の複屈折と和信号レベル、プッシュプル信号振幅の関係を計算することができる。
[0085] また、ディスク 7からの反射光を、光軸に垂直な面内で光軸を通りディスク 7の半径 方向に平行な直線および接線方向に平行な直線で 4つの領域に分割して光検出器 10で受光したときの、一方の対角に位置する 2つの領域に対応した光検出器 10に おける受光量を La、 Lc、他方の対角に位置する 2つの領域に対応した光検出器 10 における受光量を Lb、 Ldとすると、 La、 Lb、 Lc、 Ldは、数 8の積分をそれぞれ xく 0 力つ y< 0、 x>0力つ y< 0、 x>0力つ y>0、 x< 0力つ y>0の範囲で行うことにより 求められる。このとき、 DPD信号は（La + Lc)と（Lb + Ld)との時間差で与えられる。 この式に基づ ヽて、光記録媒体上に形成された集光スポットが光記録媒体のピットを 横断したときの、光記録媒体の保護層の複屈折と DPD信号振幅との関係を計算す ることがでさる。
[0086] 第 1から第 4まで実施例において説明された複屈折補正素子 5を用いた場合につ いて、図 9に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルと の関係の計算例が示され、図 10に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折 の値とプッシュプル信号振幅との関係の計算例が示される。また、図 11に、図 9に示 される和信号レベルと図 10に示されるプッシュプル信号振幅とから求められる、垂直 複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号変調度との関係の 計算例が示される。計算条件は、図 28〜図 30で述べた条件と同じである。図 9、図 1 0の縦軸は、光記録媒体に溝が形成されて!ヽな ヽ場合の和信号レベルで規格化さ れている。図中の黒丸は、垂直複屈折の値力^の場合の計算結果であり、図中の白 丸は、垂直複屈折の値が 7 X 10_4の場合で、複屈折補正素子 5による補正を行わな いときの計算結果である。これらは図 28〜図 30に示されるものと同じである。図中の △は、垂直複屈折の値が 7 X 10—4の場合で、図 2〜図 3に示される周方向に 4つの 領域に分割された複屈折補正素子 5aまたは 5bによる補正を行ったときの計算結果 である。図中の◊は、垂直複屈折の値が 7 X 10—4の場合で、図 4〜図 5に示される周 方向に 8つの領域に分割された複屈折補正素子 5cまたは 5dによる補正を行ったとき の計算結果である。
[0087] 図 9を参照すると、和信号レベルは、周方向に 4つの領域に分割された複屈折補正 素子 5 (5a、 5b)による補正を行った場合と、周方向に 8つの領域に分割された複屈 折補正素子 5 (5c、 5d)による補正を行った場合とのいずれにおいても、垂直複屈折 がない場合と同様に、面内複屈折の値力^のときに最大になり、面内複屈折の値の 絶対値が増加するに従って減少する。
[0088] 一方、図 10を参照すると、プッシュプル信号振幅は、周方向に 4つの領域に分割さ れた複屈折補正素子 5 (5a、 5b)による補正を行った場合、面内複屈折の値が 0より やや小さいときに最大になり、そこ力 面内複屈折の値が増加または減少するに従つ て減少する。また、プッシュプル信号振幅は、周方向に 8つの領域に分割された複屈 折補正素子 5 (5c、 5d)による補正を行った場合、面内複屈折の値が 0よりやや大き いときに最大になり、そこから面内複屈折の値が増加または減少するに従って減少 する。
[0089] その結果、図 11に示されるように、プッシュプル信号変調度は、周方向に 4つの領 域に分割された複屈折補正素子 5 (5a、 5b)による補正を行った場合、面内複屈折 の値が正力も負へ変化するに従って単調に僅かに増加する。また、プッシュプル信 号変調度は、周方向に 8つの領域に分割された複屈折補正素子 5 (5c、 5d)による補 正を行った場合、面内複屈折の値が正力も負へ変化するに従って単調に僅かに減 少する。このことから、複屈折補正素子 5を用いることにより、光記録媒体の面内の位 置によるプッシュプル信号変調度の変化が抑制されることがわかる。プッシュプル信 号変調度の変化の抑制効果は、周方向に 4つの領域に分割された複屈折補正素子 5 (5a, 5b)よりも、周方向に 8つの領域に分割された複屈折補正素子 5 (5c、 5d)の 方が大きい。
[0090] 第 1から第 4まで実施例において説明された複屈折補正素子 5を用いた場合につ いて、図 12に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と DPD信号振幅 との関係の計算例が示される。計算条件は、図 31で述べた条件と同じである。図 12 の縦軸は、チャンネルクロックの時間で規格ィ匕されている。図中の黒丸は、垂直複屈 折の値が 0の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の値が 7 X 1CT4の 場合で、複屈折補正素子 5による補正を行わないときの計算結果である。これらは図 31に示されるものと同じである。図中の△は、垂直複屈折の値が 7 X 10—4の場合で 、図 2〜図 3に示される周方向に 4つの領域に分割された複屈折補正素子 5aまたは 5bによる補正を行ったときの計算結果である。図中の◊は、垂直複屈折の値が 7 X 1 0_4の場合で、図 4〜図 5に示される周方向に 8つの領域に分割された複屈折補正素 子 5cまたは 5dによる補正を行ったときの計算結果である。
[0091] 図 12に示されるように、 DPD信号振幅は、周方向に 4つの領域に分割された複屈 折補正素子 5 (5a、 5b)による補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変 化するに従って単調に僅かに増加する。また、 DPD信号振幅は、周方向に 8つの領 域に分割された複屈折補正素子 5 (5c、 5d)による補正を行った場合、面内複屈折 の値が正力 負へ変化するに従って単調に僅かに減少する。このことから、複屈折補 正素子 5を用いることにより、光記録媒体の面内の位置による DPD信号振幅の変化 が抑制されることがわかる。 DPD信号振幅の変化の抑制効果は、周方向に 4つの領 域に分割された複屈折補正素子 5 (5a、 5b)よりも、周方向に 8つの領域に分割され た複屈折補正素子 5 (5c、 5d)の方が大きい。
[0092] 図 2に示される複屈折補正素子 5aまたは図 3に示される複屈折補正素子 5bは、周 方向に 4つの領域に分割されており、各領域がさらに半径方向に 4つの領域に分割 されている。また、図 4に示される複屈折補正素子 5cまたは図 5に示される複屈折補 正素子 5dは、周方向に 8つの領域に分割されており、各領域がさらに半径方向に 4 つの領域に分割されている。しかし、複屈折補正素子 5における周方向に分割される 領域の数は 4または 8に限らずいくつでも良ぐ半径方向に分割される領域の数も 4に 限らずいくつでも良い。複屈折補正素子 5を用いることによる、光記録媒体の面内の 位置によるプッシュプル信号変調度および DPD信号振幅の変化の抑制効果は、複 屈折補正素子 5における周方向に分割された領域の数、半径方向に分割された領 域の数が多いほど大きい。一方、複屈折補正素子 5の製作の容易性は、複屈折補正 素子 5における周方向に分割された領域の数、半径方向に分割された領域の数が 少ないほど高い。
[0093] (第 5実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 5実施例では、図 13にその平面図が示される複屈折補 正素子 5eが、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5 として用いられる。
[0094] 図 13は複屈折補正素子 5eの平面図である。複屈折補正素子 5eは、光軸を通る 2 つの直線で、周方向に 90° 間隔で 4つの領域に分割されている。そのうちの左右の 各領域 (符号 a、 c)は、さらに、光軸を中心とする 3つの同心円の円弧で、半径方向に 4つの領域 (符号 29〜32)に分割されている。以下の説明では、左右の領域群、即 ち、符号の記号部分に a、 cが付される領域群は、領域群 a、 cと表記される。また、半 径方向に 4分割された対の領域群、即ち、符号の数字部分に 29〜32が付される領 域群は、領域群 29〜32と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ 6の有効径 を示している。また、図中に示される X軸、 y軸の方向は、それぞれディスク 7の半径方 向、接線方向に対応している。
[0095] 複屈折補正素子 5eは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んで!/、る。図中の 矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群 aおよび領 域群 cにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 0° の方向である。光学軸に平 行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相差の絶 対値は、領域群 29では 0° 、領域群 30では 18° 、領域群 31では 36° 、領域群 32 では 54° である。これらの、複屈折補正素子 5eの領域群 29〜32における光学的位 相差は、図 6に点線で示されるものと同じである。また、上下の領域における、光学軸 に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相差 は 0° である。
[0096] (第 6実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 6実施例では、図 14にその平面図が示される複屈折補 正素子 5fが、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5 として用いられる。
[0097] 図 14は複屈折補正素子 5fの平面図である。複屈折補正素子 5fは、光軸を通る 2 つの直線で、周方向に 90° 間隔で 4つの領域に分割されている。そのうちの左右の 各領域 (符号 a、 c)は、さらに、光軸を中心とする 3つの同心円の円弧で、半径方向に 4つの領域 (符号 33〜36)に分割されている。以下の説明では、左右の領域群、即 ち、符号の記号部分に a、 cが付される領域群は、領域群 a、 cと表記される。また、半 径方向に 4分割された対の領域群、即ち、符号の数字部分に 33〜36が付される領 域群は、領域群 33〜36と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ 6の有効径 を示している。また、図中に示される X軸、 y軸の方向は、それぞれディスク 7の半径方 向、接線方向に対応している。
[0098] 複屈折補正素子 5fは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の 矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群 aおよび領 域群 cにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 90° の方向である。光学軸に 平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相差の 絶対値は、領域群 33では 0° 、領域群 34では 18° 、領域群 35では 36° 、領域群 3 6では 54° である。これらの、複屈折補正素子 5fの領域群 33〜36における光学的 位相差は、図 7に点線で示されるものと同じである。また、上下の領域における、光学 軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相 差は 0° である。
[0099] (第 7実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 7実施例では、図 15にその平面図が示される複屈折補 正素子 5gが、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5 として用いられる。
[0100] 図 15は複屈折補正素子 5gの平面図である。複屈折補正素子 5gは、光軸を通る 2 つの直線で、周方向に 90° 間隔で 4つの領域に分割されている。そのうちの上下の 各領域 (符号 b、 d)は、さらに、光軸を中心とする 3つの同心円の円弧で、半径方向 に 4つの領域 (符号 29〜32)に分割されている。以下の説明では、上下の領域群、 即ち、符号の記号部分に b、 dが付される領域群は、領域群 b、 dと表記される。また、 半径方向に 4分割された対の領域群、即ち、符号の数字部分に 29〜32が付される 領域群は、領域群 29〜32と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ 6の有効 径を示している。また、図中に示される X軸、 y軸の方向は、それぞれディスク 7の半径 方向、接線方向に対応している。
[0101] 複屈折補正素子 5gは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の 矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群 bおよび領 域群 dにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 90° の方向である。光学軸に 平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相差の 絶対値は、領域群 29では 0° 、領域群 30では 18° 、領域群 31では 36° 、領域群 3 2では 54° である。これらの、複屈折補正素子 5gの領域群 29〜32における光学的 位相差は、図 6に点線で示されるものと同じである。また、左右の領域における、光学 軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相 差は 0° である。
[0102] (第 8実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 8実施例では、図 16にその平面図が示される複屈折補 正素子 5hが、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5 として用いられる。
[0103] 図 16は複屈折補正素子 5hの平面図である。複屈折補正素子 5hは、光軸を通る 2 つの直線で、周方向に 90° 間隔で 4つの領域に分割されている。そのうちの上下の 各領域 (符号 b、 d)は、さらに、光軸を中心とする 3つの同心円の円弧で、半径方向 に 4つの領域 (符号 33〜36)に分割されている。以下の説明では、上下の領域群、 即ち、符号の記号部分に b、 dが付される領域群は、領域群 b、 dと表記される。また、 半径方向に 4分割された対の領域群、即ち、符号の数字部分に 33〜36が付される 領域群は、領域群 33〜36と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ 6の有効 径を示している。また、図中に示される X軸、 y軸の方向は、それぞれディスク 7の半径 方向、接線方向に対応している。
[0104] 複屈折補正素子 5hは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んで 、る。図中の 矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群 bおよび領 域群 dにおける光学軸の方向は、図中の X軸に対して 0° の方向である。光学軸に平 行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相差の絶 対値は、領域群 33では 0° 、領域群 34では 18° 、領域群 35では 36° 、領域群 36 では 54° である。これらの、複屈折補正素子 5hの領域群 33〜36における光学的位 相差は、図 7に点線で示されるものと同じである。また、左右の領域における、光学軸 に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の光学的位相差 は 0° である。
[0105] 図 13に示される複屈折補正素子 5eにおいては、領域 29a、 30a、 31a、 32aの中 心部、領域 29c、 30c、 31c、 32cの中心部では、光学軸の方向は、光軸を中心とす る円の半径方向になる。しかし、各領域群の中心部から上下の領域との境界部へ近 づくに従って、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の半径方向力 ずれていく。
[0106] 図 14に示される複屈折補正素子 5fにおいては、領域 33a、 34a、 35a、 36aの中心 部、領域 33c、 34c、 35c、 36cの中心部では、光学軸の方向は、光軸を中心とする 円の接線方向になる。しかし、各領域群の中心部から上下の領域との境界部へ近づ くに従って、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の接線方向からずれていく。
[0107] 図 15に示される複屈折補正素子 5gにおいては、領域 29b、 30b、 31b、 32bの中 心部、領域 29d、 30d、 31d、 32dの中心部では、光学軸の方向は、光軸を中心とす る円の半径方向になる。しかし、各領域群の中心部から左右の領域との境界部へ近 づくに従って、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の半径方向力 ずれていく。
[0108] 図 16に示される複屈折補正素子 5hにおいては、領域 33b、 34b、 35b、 36bの中 心部、領域 33d、 34d、 35d、 36dの中心部では、光学軸の方向は、光軸を中心とす る円の接線方向になる。しかし、各領域群の中心部から左右の領域との境界部へ近 づくに従って、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の接線方向力 ずれていく。
[0109] 複屈折補正素子 5eが含む一軸の屈折率異方性を有する部材としては、複屈折補 正素子 5a〜5dと同様に、液晶高分子が用いられる。複屈折補正素子 5eの左右の領 域のように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の半径方向である場合、 内側から外側へ向力つて光学的位相差の絶対値を 0° 、 18° 、 36° 、 54° と変化 させるには、図 6に点線で示されるように、位相の遅れ量を 0° 、 18° 、36° 、54° と変化させれば良い。
[0110] 複屈折補正素子 5eの断面図は、図 8に示されるものと同じである。複屈折補正素 子 5eの領域群 aおよび領域群 cにおいては、光学軸の方向が X軸に対して 0° の方 向になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃 えられる。また、複屈折補正素子 5eの領域群 29においては、光学的位相差が 0° に なるように、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられ る。複屈折補正素子 5eの領域群 30においては、光学的位相差が 18° になるように 、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈 折補正素子 5eの領域群 31においては、光学的位相差が 36° になるように、液晶高 分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素 子 5eの領域群 32においては、光学的位相差が 54° になるように、液晶高分子 28の 長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子 28の長手方 向と面内方向との角度は、光学的位相差が 0° 、 18° 、36° 、54° と大きくなるに 従って、図 8Aに示されるような状態から図 8Dに示されるような状態へ向力つて変化 する。
[0111] 複屈折補正素子 5fが含む一軸の屈折率異方性を有する部材としては、複屈折補 正素子 5a〜5dと同様に、液晶高分子が用いられる。複屈折補正素子 5fの左右の領 域のように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の接線方向である場合、 内側から外側へ向力つて光学的位相差の絶対値を 0° 、 18° 、 36° 、 54° と変化 させるには、図 7に点線で示されるように、位相の遅れ量を 360° 、 342° 、 324° 、 306° と変化させれば良い。
[0112] 複屈折補正素子 5fの断面図は、図 8に示されるものと同じである。複屈折補正素子 5fの領域群 aおよび領域群 cにおいては、光学軸の方向が X軸に対して 90° の方向 になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃え られる。また、複屈折補正素子 5fの領域群 33においては、光学的位相差が 360° になるように、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えら れる。複屈折補正素子 5fの領域群 34においては、光学的位相差が 342° になるよう に、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複 屈折補正素子 5fの領域群 35においては、光学的位相差が 324° になるように、液 晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補 正素子 5fの領域群 36においては、光学的位相差が 306° になるように、液晶高分 子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子 28の 長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が 360° 、 342° 、 324° 、 306° と小さくなるに従って、図 8Dに示されるような状態から図 8Aに示されるような状態へ 向かって変化する。
[0113] 複屈折補正素子 5gが含む一軸の屈折率異方性を有する部材としては、複屈折補 正素子 5a〜5dと同様に、液晶高分子が用いられる。複屈折補正素子 5gの上下の領 域のように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の半径方向である場合、 内側から外側へ向力つて光学的位相差の絶対値を 0° 、 18° 、 36° 、 54° と変化 させるには、図 6に点線で示されるように、位相の遅れ量を 0° 、 18° 、36° 、54° と変化させれば良い。
[0114] 複屈折補正素子 5gの断面図は、図 8に示されるものと同じである。複屈折補正素 子 5gの領域群 bおよび領域群 dにおいては、光学軸の方向が X軸に対して 90° の方 向になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃 えられる。また、複屈折補正素子 5gの領域群 29においては、光学的位相差が 0° に なるように、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられ る。複屈折補正素子 5gの領域群 30においては、光学的位相差が 18° になるように 、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈 折補正素子 5gの領域群 31においては、光学的位相差が 36° になるように、液晶高 分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素 子 5gの領域群 32においては、光学的位相差が 54° になるように、液晶高分子 28の 長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子 28の長手方 向と面内方向との角度は、光学的位相差が 0° 、 18° 、36° 、54° と大きくなるに 従って、図 8Aに示されるような状態から図 8Dに示されるような状態へ向力つて変化 する。
[0115] 複屈折補正素子 5hが含む一軸の屈折率異方性を有する部材としては、複屈折補 正素子 5a〜5dと同様に、液晶高分子が用いられる。複屈折補正素子 5hの上下の領 域のように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の接線方向である場合、 内側から外側へ向力つて光学的位相差の絶対値を 0° 、 18° 、 36° 、 54° と変化 させるには、図 7に点線で示されるように、位相の遅れ量を 360° 、 342° 、 324° 、 306° と変化させれば良い。
[0116] 複屈折補正素子 5hの断面図は、図 8に示されるものと同じである。複屈折補正素 子 5hの領域群 bおよび領域群 dにおいては、光学軸の方向が X軸に対して 0° の方 向になるように、液晶高分子 28の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃 えられる。また、複屈折補正素子 5hの領域群 33においては、光学的位相差が 360 ° になるように、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃え られる。複屈折補正素子 5hの領域群 34においては、光学的位相差が 342° になる ように、液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。 複屈折補正素子 5hの領域群 35においては、光学的位相差が 324° になるように、 液晶高分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折 補正素子 5hの領域群 36においては、光学的位相差が 306° になるように、液晶高 分子 28の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子 28 の長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が 360° 、 342° 、 324° 、 306 ° と小さくなるに従って、図 8Dに示されるような状態から図 8Aに示されるような状態 へ向かって変化する。
[0117] 第 5から第 8まで実施例において説明された複屈折補正素子 5を用いた場合につ いて、図 17に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルと の関係の計算例が示され、図 18に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折 の値とプッシュプル信号振幅との関係の計算例が示される。また、図 19に、図 17に 示される和信号レベルと図 18に示されるプッシュプル信号振幅とから求められる、垂 直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号変調度との関 係の計算例が示される。計算条件は、図 28〜図 30で述べた条件と同じである。図 1 7、図 18の縦軸は、光記録媒体に溝が形成されていない場合の和信号レベルで規 格ィ匕されている。図中の黒丸は、垂直複屈折の値力^の場合の計算結果であり、図 中の白丸は、垂直複屈折の値が 7 X 10—4の場合で、複屈折補正素子 5による補正を 行わないときの計算結果である。これらは、図 28〜図 30に示されるものと同じである 。図中の△は、垂直複屈折の値が 7 X 10—4の場合で、図 13〜図 14に示される複屈 折補正素子 5eまたは 5fによる左右の領域のみ (X方向のみ）についての補正を行つ たときの計算結果である。図中の◊は、垂直複屈折の値が 7 X 10—4の場合で、図 15 〜図 16に示される複屈折補正素子 5gまたは 5hによる上下の領域のみ (Y方向のみ )についての補正を行ったときの計算結果である。
[0118] 図 17を参照すると、和信号レベルは、複屈折補正素子 5 (5e、 5f)による左右の領 域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が 0よりやや小さいときに最 大になり、そこから面内複屈折の値が増加または減少するに従って減少する。また、 和信号レベルは、複屈折補正素子 5 (5g、 5h)による上下の領域のみについての補 正を行った場合、面内複屈折の値力^よりやや大きいときに最大になり、そこから面内 複屈折の値が増加または減少するに従って減少する。
[0119] 一方、図 18を参照すると、プッシュプル信号振幅は、複屈折補正素子 5 (5e、 5f)に よる左右の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が 0よりやや小 さいときに最大になり、そこ力 面内複屈折の値が増加または減少するに従って減少 する。また、プッシュプル信号振幅は、複屈折補正素子 5 (5g、 5h)による上下の領域 のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が正力 負へ変化するに従つ て単調に減少する。
[0120] その結果、図 19に示されるように、プッシュプル信号変調度は、複屈折補正素子 5
(5e、 5f)による左右の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が 正力も負へ変化するに従って単調に僅かに減少する。また、プッシュプル信号変調 度は、複屈折補正素子 5 (5g、 5h)による上下の領域のみについての補正を行った 場合、面内複屈折の値が正力 負へ変化するに従って単調にやや減少する。このこ とから、複屈折補正素子 5を用いることにより、光記録媒体の面内の位置によるプッシ ュプル信号変調度の変化が抑制されることがわかる。プッシュプル信号変調度の変 化の抑制効果は、上下の領域のみについての補正を行う複屈折補正素子 5 (5g、 5h )よりも、左右の領域のみについての補正を行う複屈折補正素子 5 (5e、 5f)の方が大 きい。
[0121] 第 5から第 8まで実施例において説明された複屈折補正素子 5を用いた場合につ いて、図 20に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と DPD信号振幅 との関係の計算例が示される。計算条件は、図 31で述べた条件と同じである。図 20 の縦軸は、チャンネルクロックの時間で規格ィ匕されている。図中の黒丸は、垂直複屈 折の値が 0の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の値が 7 X 1CT4の 場合で、複屈折補正素子 5による補正を行わないときの計算結果である。これらは図 31に示されるものと同じである。図中の△は、垂直複屈折の値が 7 X 10—4の場合で 、図 13〜図 14に示される複屈折補正素子 5eまたは 5fによる左右の領域のみ (X方 向のみ）についての補正を行ったときの計算結果である。図中の◊は、垂直複屈折 の値が 7 X 10_4の場合で、図 15〜図 16に示される複屈折補正素子 5gまたは 5hに よる上下の領域のみ (Y方向のみ）についての補正を行ったときの計算結果である。
[0122] 図 20に示されるように、 DPD信号振幅は、複屈折補正素子 5 (5e、 5f)による左右 の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が正力 負へ変化する に従ってー且僅か〖こ増加したのち単調に僅か〖こ減少する。また、 DPD信号振幅は、 複屈折補正素子 5 (5g、 5h)による上下の領域のみについての補正を行った場合、 面内複屈折の値が正力も負へ変化するに従って単調にやや減少する。このことから 、複屈折補正素子 5を用いることにより、光記録媒体の面内の位置による DPD信号 振幅の変化が抑制されることがわかる。 DPD信号振幅の変化の抑制効果は、上下 の領域のみについての補正を行う複屈折補正素子 5 (5g、 5h)よりも、左右の領域の 、ての補正を行う複屈折補正素子 5 (5e、 5f)の方が大き!/、。
[0123] 図 13に示される複屈折補正素子 5eまたは図 14に示される複屈折補正素子 5fは、 周方向に 4つの領域に分割されており、そのうちの左右の各領域は垂直複屈折を補 正するが、上下の各領域は垂直複屈折を補正しない。左右の各領域はさらに半径方 向に 4つの領域に分割されており、光学軸の方向は領域間で一定であり、光学的位 相差は領域間で変化する。一方、図 15に示される複屈折補正素子 5gまたは図 16に 示される複屈折補正素子 5hは、周方向に 4つの領域に分割されており、そのうちの 上下の各領域は垂直複屈折を補正するが、左右の各領域は垂直複屈折を補正しな い。上下の各領域はさらに半径方向に 4つの領域に分割されており、光学軸の方向 は領域間で一定であり、光学的位相差は領域間で変化する。しかし、複屈折補正素 子 5における垂直複屈折を補正する領域は、左右、上下に限らずどの方向の領域で も良い。また、垂直複屈折を補正する領域における光学軸の方向および光学的位相 差は、一定でも良く面内の位置により変化しても良い。複屈折補正素子 5を用いるこ とによる、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度および DPD信号 振幅の変化の抑制効果は、複屈折補正素子 5における垂直複屈折を補正する領域 が左右に近いほど大きい。
[0124] (第 9実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 9実施例では、図 21にその平面図が示される複屈折補 正素子 5i、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5とし て用いられる。
[0125] 図 21は複屈折補正素子 5iの平面図である。複屈折補正素子 5iは、光軸を中心と する放射状の格子を有する構成である。複屈折補正素子 5iは、一軸の屈折率異方 性を有する部材を含んでおらず、等方性の部材に構造複屈折を利用して一軸の屈 折率異方性を持たせたものである。この場合、複屈折補正素子 5iにおける光学軸の 方向は、格子に平行または垂直な方向となる。従って、格子を放射状に形成すること により、光学軸の方向を、光軸に関して回転対称で、光軸を中心とする円の半径方 向または接線方向とすることができる。即ち、光学軸の方向を連続的に変化させるこ とがでさる。
[0126] (第 10実施例）
本発明の光ヘッド装置の第 10実施例では、図 22にその平面図が示される複屈折 補正素子 ¾が、図 1にその構成が示される光ヘッド装置 50における複屈折補正素子 5として用いられる。 [0127] 図 22は複屈折補正素子 ¾の平面図である。複屈折補正素子 ¾は、光軸を中心と する同心円状の格子を有する構成である。複屈折補正素子 ¾は、一軸の屈折率異 方性を有する部材を含んでおらず、等方性の部材に構造複屈折を利用して一軸の 屈折率異方性を持たせたものである。この場合、複屈折補正素子 ¾における光学軸 の方向は、格子に平行または垂直な方向となる。従って、格子を同心円状に形成す ることにより、光学軸の方向を、光軸に関して回転対称で、光軸を中心とする円の半 径方向または接線方向とすることができる。即ち、光学軸の方向を連続的に変化させ ることがでさる。
[0128] 格子の周期が入射光の波長に比べて十分に小さい場合、この格子は入射光を回 折させず、入射光に対して波長板として作用する。格子を形成する 2つの媒質の屈 折率を媒質屈折率 nlおよび媒質屈折率 n2、格子の 1周期においてそれぞれの媒質 が占める割合を qおよび 1 q (qは格子のデューティ比）、格子に平行な方向の偏光 成分 (TE偏光成分)および格子に垂直な方向の偏光成分 (TM偏光成分）に対する 実効的な屈折率をそれぞれ nおよび nとすると、 n、 nは下式で与えられる。
[数 9]
77,· ηγ α + Π-, ii - q)
[数 10]
n„ =
Figure imgf000043_0001
図 23に、格子のデューティ比 qと実効的な屈折率との関係の計算例が示される。こ こでは、 2つの媒質を空気および石英としており、それぞれの屈折率は、媒質屈折率 nl = l、媒質屈折率 n2= l. 47である。図中の黒丸は、格子に平行な方向の偏光成 分 (TE偏光成分)に対する実効的な屈折率 の計算結果である。また、図中の白丸 は、格子に垂直な方向の偏光成分 (TM偏光成分）に対する実効的な屈折率 nの計 算結果である。 Δ 11= 1^— nvとすると、格子のデューティ比 q = 0で Δ ηは最小値 0をと り、格子のデューティ比 q = 0. 45で Δ ηは最大値 0. 0887をとる。
[0130] 図 24は、複屈折補正素子 5i、 ¾の断面図である。複屈折補正素子 5i、 ¾は、石英 製の基板 37の上に、格子 38が形成された構成である。 pは格子 38の周期、 hは格子 38の高さである。格子 38の周期 pは入射光の波長に比べて十分に小さい。複屈折 補正素子 5i、 5jにおける光学的位相差は、入射光の波長をえとすると、 2 π 1ι Δ η/ えで与えられる。図 24Αに示される格子 38のデューティ比は 0、図 24Dに示される格 子 38のデューティ比は 0. 45である。図 24A〜24Dに示される格子 38のデューティ 比は、この順に大きくなる。従って、図 24A〜24Dに示される複屈折補正素子 5i、 5j における光学的位相差は、この順に大きくなる。
[0131] 複屈折補正素子 5i、 ¾においては、光軸からの距離に応じて格子のデューティ比 を 0〜0. 45の間で連続的に変化させることにより、図 6、図 7に実線で示されるように 、光学的位相差を光軸力 の距離に応じて 2次関数状に連続的に変化させることが できる。複屈折補正素子 5iにおいては、光軸上では、格子のデューティ比を q=0、 即ち、 Δ η=0とすれば光学的位相差は 0° となる。また、光軸からの距離が対物レン ズの有効半径である 1. 95mmの場合は、格子のデューティ比を q = 0. 45、即ち、 Δ n=0. 0887とし、光学的位相差力 5. 7° となるように格子の高さ hを定めれば良い 。このとき、入射光の波長をえ =405nmとすると、格子の高さは h=833nmとなる。 一方、複屈折補正素子 ¾においては、光軸上では、格子のデューティ比を q = 0. 45 、即ち、 Δ η=0. 0887とし、光学的位相差が 360° となるように格子の高さ hを定め れば良い。このとき、入射光の波長をえ =405nmとすると、格子の高さは h=4566n mとなる。また、光軸からの距離が対物レンズの有効半径である 1. 95mmの場合は、 格子の高さを h=4566nmとし、光学的位相差が 294. 3° となるように格子のデュー ティ比 q、即ち、 Δ ηを定めれば良い。このとき、入射光の波長をえ =405nmとすると 、格子のデューティ itは q=0. 24、良卩ち、 Δ η=0. 0725となる。
[0132] このように、複屈折補正素子 5i、 ¾を用いれば、光記録媒体の面内の位置によるプ ッシュプル信号変調度および DPD信号振幅の変化を完全に抑制することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 光源と、
トラッキングを行うための溝またはピットが形成された円盤状の光記録媒体上に、前 記光源が出射する出射光を集光する対物レンズと、
前記光記録媒体により反射される反射光を受光する光検出器と、
前記出射光と前記反射光とを分離する偏光分離部と、
前記偏光分離部と前記対物レンズとの間に設けられる 1Z4波長板と、 前記光記録媒体の保護層における複屈折の影響によるトラック誤差信号振幅の変 化を抑制する複屈折補正部と
を具備する光ヘッド装置。
[2] 前記トラック誤差信号は、プッシュプル法により検出される
請求の範囲 1に記載の光ヘッド装置。
[3] 前記トラック誤差信号は、 DPD法により検出される
請求の範囲 1に記載の光ヘッド装置。
[4] 前記保護層は、垂直複屈折と、面内の位置により変化する面内複屈折とを有し、 前記複屈折補正部は、前記面内複屈折の変化に応じた前記トラック誤差信号振幅 の変化を抑制するために、前記垂直複屈折を補正する
請求の範囲 1乃至 3のいずれかに記載の光ヘッド装置。
[5] 前記複屈折補正部は、前記保護層を透過する光に、前記垂直複屈折により生じる 光学的位相差を打ち消す光学的位相差を生ぜしめる
請求の範囲 4に記載の光ヘッド装置。
[6] 前記複屈折補正部は、前記 1Z4波長板と前記対物レンズとの間に設けられる 請求の範囲 1乃至 5のいずれかに記載の光ヘッド装置。
[7] 前記複屈折補正部は、一軸の屈折率異方性を有する部材を含む
請求の範囲 1乃至 6のいずれかに記載の光ヘッド装置。
[8] 前記複屈折補正部は、光軸を通る複数の直線により前記光軸の周りに複数の領域 に分割され、
前記複数の領域のうちの少なくとも前記光軸に関して対称な位置にあって前記光 記録媒体の半径方向に対応する方向に並ぶ領域群は、前記部材の光学軸が所定 の方向を示し、前記光軸を中心とする 1つ以上の円の円弧によりさらに複数の扇状の 領域に分割され、
前記複数の扇状の領域の各々は、前記光学軸に平行な方向の偏光成分と前記光 学軸に垂直な方向の偏光成分との光学的位相差の絶対値が所定の値に設定されて いる
請求の範囲 7に記載の光ヘッド装置。
[9] 前記所定の方向は、概ね前記円弧の半径方向である
請求の範囲 8に記載の光ヘッド装置。
[10] 前記所定の方向は、概ね前記円弧の接線方向である
請求の範囲 8に記載の光ヘッド装置。
[11] 前記複屈折補正部は、等方性の部材に構造複屈折により一軸の屈折率異方性を 持たせた
ものである
請求の範囲 1乃至 6のいずれかに記載の光ヘッド装置。
[12] 前記複屈折補正部は、光軸を中心とする放射状の格子を有する
請求の範囲 11に記載の光ヘッド装置。
[13] 前記複屈折補正部は、光軸を中心とする同心円状の格子を有する
請求の範囲 11に記載の光ヘッド装置。
[14] 請求の範囲 1乃至 13のいずれかに記載の前記光ヘッド装置と、
前記光源の出力を制御する第 1の回路と、
前記光検出器力 出力される出力信号に基づいて、再生信号、フォーカス誤差信 号およびトラック誤差信号を生成する第 2の回路と、
前記フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に基づいて前記対物レンズの位 置を制御する第 3の回路と
を具備する光学式情報記録 Z再生装置。
[15] 前記第 1の回路は、前記光記録媒体にデータを記録するための記録信号に基づい て前記光源を駆動する 請求の範囲 14に記載の光学式情報記録 Z再生装置。 前記第 1の回路は、前記光源を一定の出力で駆動する 請求の範囲 14に記載の光学式情報記録 Z再生装置。
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