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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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] 0 但し、 Qは下式で与えられる。

[数 4]

[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

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] 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] [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]

[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„ =

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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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101421786B (zh) * 2006-03-16 2011-04-20 旭硝子株式会社 光头装置
US8395714B2 (en) * 2009-04-16 2013-03-12 Microvision, Inc. Scanned projection system using polymerized liquid crystal layer for speckle reduction
US8287128B2 (en) * 2009-04-16 2012-10-16 Microvision, Inc. Laser projection source with polarization diversity element for speckle reduction
KR20110028847A (ko) * 2009-09-14 2011-03-22 삼성전자주식회사 다분할 편광소자를 갖는 광픽업 장치
WO2014120380A1 (en) 2013-02-04 2014-08-07 Olsen David Allen System and method for grouping segments of data sequences into clusters

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62248151A (en) * 1986-04-21 1987-10-29 Hitachi Ltd Magneto optical reproducing device
JPH07318862A (ja) * 1994-05-20 1995-12-08 Hitachi Ltd 光記録媒体における波面収差の低減方法および光ヘッドおよび光ディスク装置
JPH09306054A (ja) * 1996-05-20 1997-11-28 Hitachi Ltd 光磁気ディスク装置
JPH10124906A (ja) * 1996-10-16 1998-05-15 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 波長板およびそれを用いた光ピックアップ装置
JP2004039018A (ja) * 2002-06-28 2004-02-05 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP2005044429A (ja) * 2003-07-28 2005-02-17 Ricoh Co Ltd 波長板、光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP2006196156A (ja) * 2005-01-10 2006-07-27 Samsung Electronics Co Ltd 光情報記録媒体の複屈折補正用の液晶素子及びそれを備える光ピックアップ及び光記録及び/または再生機器

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5195081A (en) 1988-04-22 1993-03-16 Canon Kabushiki Kaisha Optical apparatus for effecting recording and/or reproducing of information on/from and optical information recording medium
JP3174367B2 (ja) 1991-10-07 2001-06-11 日東電工株式会社 積層波長板及び円偏光板
JP3549301B2 (ja) 1995-09-08 2004-08-04 三菱電機株式会社 光ヘッドのトラッキング誤差検出装置
JP3953645B2 (ja) 1997-06-30 2007-08-08 松下電器産業株式会社 光学ヘッド
KR100375514B1 (ko) 1997-10-20 2003-11-28 삼성전기주식회사 광픽업장치
JP3833396B2 (ja) 1998-08-27 2006-10-11 株式会社リコー 光ピックアップ
JP4323632B2 (ja) 1998-09-04 2009-09-02 パナソニック株式会社 収差検出装置
JP3662751B2 (ja) 1998-11-18 2005-06-22 日本電気株式会社 光ヘッド装置
JP2000182254A (ja) 1998-12-15 2000-06-30 Pioneer Electronic Corp ピックアップ装置
JP3730045B2 (ja) * 1999-03-18 2005-12-21 パイオニア株式会社 光ピックアップ、情報記録装置及び情報再生装置
JP4578656B2 (ja) 1999-09-16 2010-11-10 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 光記録再生機器用エラー信号検出装置
JP4296662B2 (ja) 1999-11-30 2009-07-15 旭硝子株式会社 光ヘッド装置
JP3384393B2 (ja) 1999-12-15 2003-03-10 日本電気株式会社 光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置並びにラジアルチルト検出方法
JP3456579B2 (ja) 2000-04-20 2003-10-14 日本電気株式会社 光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置
JP3662519B2 (ja) 2000-07-13 2005-06-22 シャープ株式会社 光ピックアップ
US6967916B2 (en) 2000-10-10 2005-11-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head apparatus, optical information recording and reproducing apparatus, method for detecting aberration and method for adjusting optical head apparatus
JP2002237085A (ja) 2001-02-09 2002-08-23 Hitachi Ltd 光ピックアップおよびそれを用いた光学的情報再生装置または記録装置
JP3765235B2 (ja) 2001-02-16 2006-04-12 日本電気株式会社 光ディスク装置
JP2002279683A (ja) 2001-03-21 2002-09-27 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置
JP2002358677A (ja) 2001-05-28 2002-12-13 Hitachi Ltd 光ヘッド及び光ディスク装置
JP3937319B2 (ja) 2001-05-31 2007-06-27 日本電気株式会社 光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置
JP2002367197A (ja) 2001-06-11 2002-12-20 Hitachi Ltd 光ディスク装置及び光ディスク装置の制御方法
JP2003016672A (ja) 2001-06-27 2003-01-17 Toshiba Corp 光ヘッド装置及び光ヘッド制御装置
JP4253448B2 (ja) 2001-07-27 2009-04-15 パイオニア株式会社 光ピックアップ装置
JP2003091856A (ja) 2001-09-18 2003-03-28 Sony Corp 光学ピックアップ
JP3819756B2 (ja) 2001-10-23 2006-09-13 富士通株式会社 光情報処理装置
JP4116305B2 (ja) 2002-02-26 2008-07-09 株式会社リコー 波長板、波長板ユニット、光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP3858761B2 (ja) 2002-05-23 2006-12-20 日本電気株式会社 光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置
JP2004070977A (ja) 2002-08-01 2004-03-04 Sony Corp 光ピックアップ及びディスクドライブ装置
JP2004069977A (ja) 2002-08-06 2004-03-04 Asahi Glass Co Ltd 回折光学素子および光ヘッド装置
JP2004281026A (ja) 2002-08-23 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ピックアップヘッド装置及び光情報装置及び光情報再生方法
JP4072717B2 (ja) 2002-11-12 2008-04-09 日本電気株式会社 光記録媒体および光学式情報記録再生装置
US7548359B2 (en) 2002-11-13 2009-06-16 Asahi Glass Company, Limited Double-wavelength light source unit and optical head device having four diffraction gratings
US7626900B2 (en) 2003-09-24 2009-12-01 Sony Corporation Optical pickup and disk drive apparatus
JP4349196B2 (ja) 2004-04-28 2009-10-21 日本電気株式会社 光学式情報記録再生装置
JP4260062B2 (ja) 2004-05-14 2009-04-30 三洋電機株式会社 光ピックアップ装置
JP2005353187A (ja) 2004-06-11 2005-12-22 Nec Corp 光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置
KR100756042B1 (ko) 2005-01-19 2007-09-07 삼성전자주식회사 회절소자 및 이를 포함하는 광픽업장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62248151A (en) * 1986-04-21 1987-10-29 Hitachi Ltd Magneto optical reproducing device
JPH07318862A (ja) * 1994-05-20 1995-12-08 Hitachi Ltd 光記録媒体における波面収差の低減方法および光ヘッドおよび光ディスク装置
JPH09306054A (ja) * 1996-05-20 1997-11-28 Hitachi Ltd 光磁気ディスク装置
JPH10124906A (ja) * 1996-10-16 1998-05-15 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 波長板およびそれを用いた光ピックアップ装置
JP2004039018A (ja) * 2002-06-28 2004-02-05 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP2005044429A (ja) * 2003-07-28 2005-02-17 Ricoh Co Ltd 波長板、光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP2006196156A (ja) * 2005-01-10 2006-07-27 Samsung Electronics Co Ltd 光情報記録媒体の複屈折補正用の液晶素子及びそれを備える光ピックアップ及び光記録及び/または再生機器

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