JP2008004146A - 光学素子および光学素子を備えた光ヘッド装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】偏光および回折としての十分な機能と位相差機能とを有する、安価な一体型光学素子およびこれを備えた光ヘッド装置を得ることにある。
【解決手段】偏光機能と回折機能とを分離して、無機偏光板1または回折格子層4に別々に持たせているため、それぞれの機能を独立して設定することにより、第1および第2光学素子20,25に偏光および回折としての十分な機能を持たせることができる。また、複数の機能を一体化して一つの第1および第2光学素子20,25としているので、機能ごとに複数の光学素子が存在する場合と比較して、光ヘッド装置100の組立工数を減少できる。
【選択図】図2
【解決手段】偏光機能と回折機能とを分離して、無機偏光板1または回折格子層4に別々に持たせているため、それぞれの機能を独立して設定することにより、第1および第2光学素子20,25に偏光および回折としての十分な機能を持たせることができる。また、複数の機能を一体化して一つの第1および第2光学素子20,25としているので、機能ごとに複数の光学素子が存在する場合と比較して、光ヘッド装置100の組立工数を減少できる。
【選択図】図2
Description
本発明は、偏光機能と回折素子と位相差機能とが組み合わされた光学素子およびこの光学素子を備えた光ヘッド装置に関する。
光ディスク、光磁気ディスク等の光記録媒体から情報を読み取ったり、光記録媒体に情報を書き込んだりするために、半導体レーザ等の光源と、光記録媒体からの情報光を受光するフォトディテクタと、これらの間にレンズ、グレーティング、プリズム、ミラー等を配置した光ヘッド装置が使用されている。この中でグレーティングは、トラッキング制御用のサブビームを生成することを目的として用いられている。
特に、近年普及が進んでいるDVD(Digital versatile Disk)やCD(Compact disk)用光ヘッド装置においては、高速記録・再生を可能とするためにレーザ光のハイパワー化が進んでいる。
このため、レーザ光源から出射されたレーザ光が、光記録媒体の記録ピットに入射するとともに、該記録ピットから反射したレーザ光をフォトディテクタで受光する経路において、一部のレーザ光がレーザ光源へ戻る、いわゆる戻り光ノイズの問題が発生している。
つまり、戻り光がレーザ光源に達し、レーザ共振器内部へ入射すると、レーザ共振器内部のレーザ光と再結合することによってレーザ光の出力が不安定となってしまうという問題があった。
この対策として戻り光を回折させレーザ光源へ到達することを防止する技術が特許文献1に開示されている。
特許文献1に開示された偏光性回折格子は、複屈折性を有する高分子液晶を用いることによって、レーザ光源から光記録媒体へ向かう往路においてレーザ光を0次光と±1次光から構成される3ビームに回折するグレーティングとしての機能と、光記録媒体からレーザ光源へ向かう復路においては、0次光を消光することにより戻り光がレーザへ到達することを防止するという機能を有している。
さらに、偏光性回折格子素子レーザ光源から出射したレーザ光のフィールドパターンと偏光面の方向を制御するために1/2波長板の機能も有している。
特に、近年普及が進んでいるDVD(Digital versatile Disk)やCD(Compact disk)用光ヘッド装置においては、高速記録・再生を可能とするためにレーザ光のハイパワー化が進んでいる。
このため、レーザ光源から出射されたレーザ光が、光記録媒体の記録ピットに入射するとともに、該記録ピットから反射したレーザ光をフォトディテクタで受光する経路において、一部のレーザ光がレーザ光源へ戻る、いわゆる戻り光ノイズの問題が発生している。
つまり、戻り光がレーザ光源に達し、レーザ共振器内部へ入射すると、レーザ共振器内部のレーザ光と再結合することによってレーザ光の出力が不安定となってしまうという問題があった。
この対策として戻り光を回折させレーザ光源へ到達することを防止する技術が特許文献1に開示されている。
特許文献1に開示された偏光性回折格子は、複屈折性を有する高分子液晶を用いることによって、レーザ光源から光記録媒体へ向かう往路においてレーザ光を0次光と±1次光から構成される3ビームに回折するグレーティングとしての機能と、光記録媒体からレーザ光源へ向かう復路においては、0次光を消光することにより戻り光がレーザへ到達することを防止するという機能を有している。
さらに、偏光性回折格子素子レーザ光源から出射したレーザ光のフィールドパターンと偏光面の方向を制御するために1/2波長板の機能も有している。
ここで、グレーティングの回折角度は式(1)で表される。すなわち、回折角度はある波長に対してはピッチにより一義的に決定される。
θ=sin-1(mλ/p)・・・(1)
θ:回折角度
m:回折次数
λ:波長
p:ピッチ
一般的に、往路では光記録媒体のトラックピッチ等に合わせるため、回折角度θは数度となる。一方、復路では回折光がレーザ内に戻らない様にするために、回折角度θを大きくする必要があり、一般的に回折角度θは数十度を必要とする。
このため、特許文献1に開示された1つの偏光性回折素子を用いて戻り光をレーザ光源から遠ざける技術では、2つの回折角度を実現できない。また、2種類の回折格子、すなわち3ビームを発生させる無偏光性回折格子と、戻り光をレーザ光源から遠ざける偏光性回折素子とで構成すると、回折格子の製造に多くの工程が必要なため、高コスト化してしまうという問題があった。
本発明の目的は、偏光および回折としての十分な機能と位相差機能とを有する、安価な一体型光学素子およびこれを備えた光ヘッド装置を得ることにある。
θ=sin-1(mλ/p)・・・(1)
θ:回折角度
m:回折次数
λ:波長
p:ピッチ
一般的に、往路では光記録媒体のトラックピッチ等に合わせるため、回折角度θは数度となる。一方、復路では回折光がレーザ内に戻らない様にするために、回折角度θを大きくする必要があり、一般的に回折角度θは数十度を必要とする。
このため、特許文献1に開示された1つの偏光性回折素子を用いて戻り光をレーザ光源から遠ざける技術では、2つの回折角度を実現できない。また、2種類の回折格子、すなわち3ビームを発生させる無偏光性回折格子と、戻り光をレーザ光源から遠ざける偏光性回折素子とで構成すると、回折格子の製造に多くの工程が必要なため、高コスト化してしまうという問題があった。
本発明の目的は、偏光および回折としての十分な機能と位相差機能とを有する、安価な一体型光学素子およびこれを備えた光ヘッド装置を得ることにある。
本発明の光学素子は、無機偏光板と回折格子と位相差層とを備えた光学素子であって、前記無機偏光板と前記回折格子との間に、前記位相差層が配置されていることを特徴とする。
この発明によれば、偏光機能と回折機能とを分離して、板または層に別々に持たせているため、それぞれの機能を独立して設定することにより、偏光および回折としての十分な機能を光学素子に持たせることが可能である。また、偏光機能を無機偏光板に持たせているので、高温高湿度環境下であっても水分等の吸収が少ない。したがって、波長板の屈折率および板厚の変化が少なく、波面収差等の光学特性が安定し、耐久性が向上する。
本発明では、前記位相差層は、1/2波長樹脂フィルムであるのが好ましい。
この発明では、位相差層に樹脂フィルムを用いているので、研磨等が必要な水晶板と比較して、光学素子としてのコストが抑えられる。
この発明では、位相差層に樹脂フィルムを用いているので、研磨等が必要な水晶板と比較して、光学素子としてのコストが抑えられる。
本発明では、前記位相差層は、第1の1/4水晶波長板および第2の1/4水晶波長板を備えているのが好ましい。
この発明では、波長板として水晶を用いているため、高温高湿度環境下であっても波長板への水分等の吸収が少ない。したがって、波長板の屈折率および板厚の環境による変化が少なく、波面収差等の光学特性が安定し、耐久性が向上する。
この発明では、波長板として水晶を用いているため、高温高湿度環境下であっても波長板への水分等の吸収が少ない。したがって、波長板の屈折率および板厚の環境による変化が少なく、波面収差等の光学特性が安定し、耐久性が向上する。
本発明では、前記位相差層は、第1の1/2水晶波長板であり、前記無機偏光板は、前記第1の1/2水晶波長板と第2の1/2水晶波長板とに挟まれているのが好ましい。
この発明では、光学素子の構成要素のほとんどが無機物であるので、高温高湿度環境下であっても、屈折率および板厚の変化が少なく、波面収差等の光学特性が安定し、耐久性が向上する。
この発明では、光学素子の構成要素のほとんどが無機物であるので、高温高湿度環境下であっても、屈折率および板厚の変化が少なく、波面収差等の光学特性が安定し、耐久性が向上する。
本発明では、前記光学素子の光の透過面には、反射防止層が形成されているのが好ましい。
この発明では、光学素子の光の透過面に反射防止層が形成されているため、表面での光の反射による透過率の低下が押さえられる。したがって、高透過率の光学素子が得られる。
この発明では、光学素子の光の透過面に反射防止層が形成されているため、表面での光の反射による透過率の低下が押さえられる。したがって、高透過率の光学素子が得られる。
本発明の光ヘッド装置は、光源と、前記光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する光検出器と、前記出射光を前記対物レンズ側へ反射しかつ前記光記録媒体からの前記反射光の一部を前記光検出器側へ透過するとともに前記反射光の残りの部分を前記光源側へ反射するハーフミラーとを備え、前記光源と前記ハーフミラーとの間の前記出射光の光路中に、無機偏光板と回折格子との間に位相差層が配置されている光学素子が設置されていることを特徴とする。
この発明によれば、光ヘッド装置に偏光機能と回折機能とを分離して持たせた一体型の光学素子を用いたことにより、前述の効果に加え、組立工数の減少した光ヘッド装置が得られる。
本発明では、前記光源を複数備え、複数の前記光源からの前記出射光の交差する位置に合成プリズムが配置され、前記合成プリズムと複数の前記光源との間に前記光学素子が前記回折格子を前記光源側として設置されているのが好ましい。
この発明では、複数の光源を備えた光ヘッド装置においても、前述の光学素子を光ヘッド装置が備えているので、前述と同様の効果が得られる。
この発明では、複数の光源を備えた光ヘッド装置においても、前述の光学素子を光ヘッド装置が備えているので、前述と同様の効果が得られる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における光ヘッド装置100を示す構成図である。
図1において、光ヘッド装置100は、光源としてCD用の出力波長780nm帯域の半導体レーザである第1光源10と、DVD用の出力波長660nm帯域の半導体レーザである第2光源15と、回折機能を有する第1光学素子20および第2光学素子25と、合成プリズム30と、コリメータレンズ40と、ハーフミラー50と、立ち上げミラー60と、1/4波長板70と、対物レンズ80と、フロントモニタ90と、光検出器としての受光素子95とを備えている。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における光ヘッド装置100を示す構成図である。
図1において、光ヘッド装置100は、光源としてCD用の出力波長780nm帯域の半導体レーザである第1光源10と、DVD用の出力波長660nm帯域の半導体レーザである第2光源15と、回折機能を有する第1光学素子20および第2光学素子25と、合成プリズム30と、コリメータレンズ40と、ハーフミラー50と、立ち上げミラー60と、1/4波長板70と、対物レンズ80と、フロントモニタ90と、光検出器としての受光素子95とを備えている。
第1光源10から出射される出射光110(実線矢印)の光路には、第1光源10側から、第1光学素子20、合成プリズム30、コリメータレンズ40、ハーフミラー50が順に配置されている。
合成プリズム30は、頂角が90°の二等辺三角形の底面を持つ三角柱のプリズムを二つ貼り合わせて直方体としたものであり、貼り合わせ面35には、図示しないダイクロイックコートが形成されている。ここで、合成プリズム30は、二等辺三角形の底面を下側にして、貼り合わせ面35の法線と出射光110とのなす角が、45°になるように配置されている。
合成プリズム30は、頂角が90°の二等辺三角形の底面を持つ三角柱のプリズムを二つ貼り合わせて直方体としたものであり、貼り合わせ面35には、図示しないダイクロイックコートが形成されている。ここで、合成プリズム30は、二等辺三角形の底面を下側にして、貼り合わせ面35の法線と出射光110とのなす角が、45°になるように配置されている。
第2光源15は、合成プリズム30を中心として第1光源10から反時計回りに90°回転した方向であって、第2光源15からの出射光110と貼り合わせ面35とのなす角が45°になるように配置され、第2光源15と合成プリズム30との間には、第2光学素子25が配置されている。
ここで、第1光源10にDVD用半導体レーザを、第2光源15にCD用半導体レーザを用いても良い。また、出力波長に関しては、より短波長のグリーンレーザ、ブルーレーザであっても良い。
なお、合成プリズム30の貼り合わせ面35のダイクロイックコートは、入射するレーザ光の波長に応じて適宜設定することは言うまでもない。
ここで、第1光源10にDVD用半導体レーザを、第2光源15にCD用半導体レーザを用いても良い。また、出力波長に関しては、より短波長のグリーンレーザ、ブルーレーザであっても良い。
なお、合成プリズム30の貼り合わせ面35のダイクロイックコートは、入射するレーザ光の波長に応じて適宜設定することは言うまでもない。
ハーフミラー50を挟んで第1光源10から反時計回りに90°の方向に、立ち上げミラー60が配置され、立ち上げミラー60側から順に1/4波長板70と対物レンズ80とが配置されている。そして、対物レンズ80は、光記録媒体200の付近に配置されている。
また、ハーフミラー50を挟んで第1光源10の反対側には、フロントモニタ90が配置され、立ち上げミラー60の反対側には、受光素子95が配置されている。
また、ハーフミラー50を挟んで第1光源10の反対側には、フロントモニタ90が配置され、立ち上げミラー60の反対側には、受光素子95が配置されている。
以下に、第1光源10および第2光源15から出射された出射光110の光路について詳しく説明する。ここで、第1光源10および第2光源15から出射された直後の出射光110は、直線偏光の拡散光である。
第1光源10からの出射光110は、第1光学素子20と合成プリズム30とコリメータレンズ40とを透過し、ハーフミラー50に到達する。
第1光学素子20では、出射光110が3ビームに分離され、直線偏光の偏光方向が90°変わる。この出射光110は、合成プリズム30を透過し、コリメータレンズ40によって平行光にされ、ハーフミラー50に到達する。
ハーフミラー50では、出射光110の一部が透過し、フロントモニタ90に到達する。
第1光源10からの出射光110は、第1光学素子20と合成プリズム30とコリメータレンズ40とを透過し、ハーフミラー50に到達する。
第1光学素子20では、出射光110が3ビームに分離され、直線偏光の偏光方向が90°変わる。この出射光110は、合成プリズム30を透過し、コリメータレンズ40によって平行光にされ、ハーフミラー50に到達する。
ハーフミラー50では、出射光110の一部が透過し、フロントモニタ90に到達する。
一方、第2光源15からの出射光110は、第2光学素子25を透過し、合成プリズム30に入射する。合成プリズム30では、出射光110は貼り合わせ面35で45°の反射角で反射され、第1光源10の出射光110と同方向に出射され、ハーフミラー50に到達する。ハーフミラー50では、出射光110の一部が透過し、フロントモニタ90に到達する。
フロントモニタ90では、第1光源10または第2光源15の出射光110の強度を測定し、レーザ光の出力変動がモニタされる。
また、ハーフミラー50では、第1光源10または第2光源15からの出射光110の大部分は45°の反射角で反射され立ち上げミラー60へと向かう。出射光110は立ち上げミラー60で反射され、1/4波長板70へ入射し、該1/4波長板70で直線偏光から円偏光に変換されて対物レンズ80を透過し、光記録媒体200の記録ピットに入射する。
また、ハーフミラー50では、第1光源10または第2光源15からの出射光110の大部分は45°の反射角で反射され立ち上げミラー60へと向かう。出射光110は立ち上げミラー60で反射され、1/4波長板70へ入射し、該1/4波長板70で直線偏光から円偏光に変換されて対物レンズ80を透過し、光記録媒体200の記録ピットに入射する。
光記録媒体200の記録ピットでは、記録された信号に応じて入射光110が逆回転の円偏光となって反射される。反射光120(点線矢印)は、再び対物レンズ80を透過して1/4波長板70へ入射し、該立ち上げミラー60で反射されて、ハーフミラー50に到達する。ここで、その光の大部分は透過し、受光素子95に到達する。受光素子95で、光記録媒体200から反射した光を検出し、光記録媒体200に記録された信号を読み取る。
ハーフミラー50では、反射光120の一部がさらに反射され、再びコリメータレンズ40に向かう。この反射光120は、第1光源10および第2光源15からの出射光の光路とは逆の光路を辿り、再び第1光源10および第2光源15へと向かう。
ここで、この反射光は、第1光学素子20および第2光学素子25によって遮断されるので、反射光120が第1光源10および第2光源15に入射することを防止できる。
ここで、この反射光は、第1光学素子20および第2光学素子25によって遮断されるので、反射光120が第1光源10および第2光源15に入射することを防止できる。
以下に、第1および第2光学素子20,25の構造について詳しく説明する。
図2(a)は、本実施形態における第1および第2光学素子20,25の分解斜視図、同図(b)は、Y軸に沿った断面図である。
図2において、第1および第2光学素子20,25は、無機偏光板1と位相差層である1/2波長樹脂フィルム2と回折格子としての回折格子層4を有するガラス板3とを備えている。1/2波長樹脂フィルム2は、無機偏光板1とガラス板3との間に挟まれて積層されている。また、回折格子層4は、ガラス板3の1/2波長樹脂フィルム2と接している面と対向する大気の接する面に形成されている。したがって、無機偏光板1と回折格子層4との間に、1/2波長樹脂フィルム2が挟まれた構成となっている。また、反射防止層5が、光の透過する透過面である無機偏光板1の表面51および回折格子層4の表面51に形成されている。
図2(a)は、本実施形態における第1および第2光学素子20,25の分解斜視図、同図(b)は、Y軸に沿った断面図である。
図2において、第1および第2光学素子20,25は、無機偏光板1と位相差層である1/2波長樹脂フィルム2と回折格子としての回折格子層4を有するガラス板3とを備えている。1/2波長樹脂フィルム2は、無機偏光板1とガラス板3との間に挟まれて積層されている。また、回折格子層4は、ガラス板3の1/2波長樹脂フィルム2と接している面と対向する大気の接する面に形成されている。したがって、無機偏光板1と回折格子層4との間に、1/2波長樹脂フィルム2が挟まれた構成となっている。また、反射防止層5が、光の透過する透過面である無機偏光板1の表面51および回折格子層4の表面51に形成されている。
無機偏光板1には、金属にて微細な周期パターンを形成した、いわゆるワイヤグリッドを用いることができる。用いる金属は高い消光比を得るためにアルミ、銀などが好ましい。
また、ガラス内に銀を分散させたガラス偏光子、基板に着色斜め蒸着を行った偏光板等を用いることができる。
1/2波長樹脂フィルム2には、一軸延伸のポリカーボネートフィルム、液晶ポリマーフィルム、非晶質ポリオレフィンフィルムを用いることができる。
ガラス板3には、透過率の高い石英ガラス等を用いることができる。
また、ガラス内に銀を分散させたガラス偏光子、基板に着色斜め蒸着を行った偏光板等を用いることができる。
1/2波長樹脂フィルム2には、一軸延伸のポリカーボネートフィルム、液晶ポリマーフィルム、非晶質ポリオレフィンフィルムを用いることができる。
ガラス板3には、透過率の高い石英ガラス等を用いることができる。
回折格子層4としては、ガラス板3自体をエッチングして凹凸を形成してもよいし、ガラス板3に形成された二酸化ケイ素層等の誘電体層をエッチングして凹凸を形成してもよい。ここで、CD、DVD等の一般な光ディスクで必要とされる回折角、回折効率に合わせるため、格子のピッチは数十μmで凹部の深さは、0.数μmが適当である。
凹凸周期構造の回折格子パターンは格子を平面的に上から見ると通常直線状であるが、直線格子の格子方向が異なる領域に分割した分割パターンや、直線格子の代わりに曲線格子のホログラムパターンとしてもよい。
凹凸周期構造の回折格子パターンは格子を平面的に上から見ると通常直線状であるが、直線格子の格子方向が異なる領域に分割した分割パターンや、直線格子の代わりに曲線格子のホログラムパターンとしてもよい。
無機偏光板1と1/2波長樹脂フィルム2とガラス板3との接着は、透過性接着剤によって行う。透過性接着剤は、均質な屈折率を持ち、屈折率も無機偏光板1、1/2波長樹脂フィルム2およびガラス板3に近いものを用いる。
反射防止層5には、出射光110の波長に応じて、よく知られたフッ化マグネシウム、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン等からなる単層または多層の反射防止層を用いることができる。したがって、反射防止層5は、第1光源10に使用される第1光学素子20と第2光源15に使用される第2光学素子25とで、それぞれの光源の出射光110の異なった波長の反射を抑える、異なった設計とする。
反射防止層5には、出射光110の波長に応じて、よく知られたフッ化マグネシウム、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン等からなる単層または多層の反射防止層を用いることができる。したがって、反射防止層5は、第1光源10に使用される第1光学素子20と第2光源15に使用される第2光学素子25とで、それぞれの光源の出射光110の異なった波長の反射を抑える、異なった設計とする。
以下に、第1および第2光学素子20,25を透過する光について説明する。
図2(a)において、第1または第2光源10,15からの出射光110は、図中の矢印P1で示すような偏光面を有している。また、図中には、矢印P1方向をX軸として、一点鎖線でX軸とY軸とを示している。
ガラス板3は等方性を有し、ガラス板3を透過する際偏光面に変化はない。
一方、1/2波長樹脂フィルム2は光軸21を有し、X軸に対して光軸21は紙面に向かって反時計回りに角度がθ1だけ傾けられて配置されている。角度θ1は45°である。
ここで、光軸21がX軸に対して紙面に向かって45°傾いているので、1/2波長樹脂フィルム2を透過後の出射光110の偏光面はθ1の2倍だけ回転し、Y軸に平行な矢印P2で示すような偏光面となる。無機偏光板1は、その透過軸11がY軸に対して平行になるように配置されている。したがって、1/2波長樹脂フィルム2を透過した出射光110は、無機偏光板1を効率よく透過する。
図2(a)において、第1または第2光源10,15からの出射光110は、図中の矢印P1で示すような偏光面を有している。また、図中には、矢印P1方向をX軸として、一点鎖線でX軸とY軸とを示している。
ガラス板3は等方性を有し、ガラス板3を透過する際偏光面に変化はない。
一方、1/2波長樹脂フィルム2は光軸21を有し、X軸に対して光軸21は紙面に向かって反時計回りに角度がθ1だけ傾けられて配置されている。角度θ1は45°である。
ここで、光軸21がX軸に対して紙面に向かって45°傾いているので、1/2波長樹脂フィルム2を透過後の出射光110の偏光面はθ1の2倍だけ回転し、Y軸に平行な矢印P2で示すような偏光面となる。無機偏光板1は、その透過軸11がY軸に対して平行になるように配置されている。したがって、1/2波長樹脂フィルム2を透過した出射光110は、無機偏光板1を効率よく透過する。
図2(b)において、第1および第2光源10,15からの出射光110は、回折格子層4によって、0次光111と2つの一次回折光112の3ビームに分離される。以下、説明の便宜上分離された3ビームも一つの出射光110として表す。
一方、光記録媒体200からの反射光120は、無機偏光板1の透過軸11とは異なる図中紙面に対して垂直な矢印P3で表される偏光面を持つので、無機偏光板1で遮断され、第1および第2光源10,15への反射光120の戻りが少なくなる。
以上の構成により、本実施形態の第1および第2光学素子20,25と光ヘッド装置100が得られる。
一方、光記録媒体200からの反射光120は、無機偏光板1の透過軸11とは異なる図中紙面に対して垂直な矢印P3で表される偏光面を持つので、無機偏光板1で遮断され、第1および第2光源10,15への反射光120の戻りが少なくなる。
以上の構成により、本実施形態の第1および第2光学素子20,25と光ヘッド装置100が得られる。
以下、実施形態の効果を記載する。
(1)偏光機能と回折機能とを分離して、無機偏光板1または回折格子層4に別々に持たせているため、それぞれの機能を独立して設定することにより、偏光および回折としての十分な機能を第1および第2光学素子20,25に持たせることができる。また、偏光機能を無機偏光板1に持たせているので、高温高湿度環境下であっても水分等の吸収が少ない。したがって、1/2波長樹脂フィルム2の屈折率および板厚の変化が少なく、波面収差等の光学特性が安定し、耐久性が向上する。
さらに、複数の機能を一体化して一つの第1および第2光学素子20,25としているので、機能ごとに複数の光学素子が存在する場合と比較して、光ヘッド装置100の組立工数を減少できる。
(1)偏光機能と回折機能とを分離して、無機偏光板1または回折格子層4に別々に持たせているため、それぞれの機能を独立して設定することにより、偏光および回折としての十分な機能を第1および第2光学素子20,25に持たせることができる。また、偏光機能を無機偏光板1に持たせているので、高温高湿度環境下であっても水分等の吸収が少ない。したがって、1/2波長樹脂フィルム2の屈折率および板厚の変化が少なく、波面収差等の光学特性が安定し、耐久性が向上する。
さらに、複数の機能を一体化して一つの第1および第2光学素子20,25としているので、機能ごとに複数の光学素子が存在する場合と比較して、光ヘッド装置100の組立工数を減少できる。
(2)位相差層にも1/2波長樹脂フィルム2を用いているので、研磨等が必要な水晶板と比較して、第1および第2光学素子20,25としてのコストを抑えることができる。
(3)第1および第2光学素子20,25の光の透過する表面に反射防止層5が形成されているため、表面での光の反射による透過率の低下を押さえることができる。したがって、高透過率の第1および第2光学素子20,25を得ることができる。
(第2実施形態)
第2実施形態は、第1および第2光学素子20,25が異なる以外は、第1実施形態と同様の構成である。
なお、第1実施形態と同じ構成部材には同一符合を付し、ここでのそれらの説明を省略または簡略化する。後述する第3実施形態でも同様とする。
第2実施形態は、第1および第2光学素子20,25が異なる以外は、第1実施形態と同様の構成である。
なお、第1実施形態と同じ構成部材には同一符合を付し、ここでのそれらの説明を省略または簡略化する。後述する第3実施形態でも同様とする。
以下、第1および第2光学素子20,25の構成について説明する。
図3は、本実施形態における第1および第2光学素子20,25の分解斜視図、同図(b)は、Y軸に沿った断面図である。
図3において、第1および第2光学素子20,25は、無機偏光板1と位相差層として第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7とを備えている。
回折格子層4は、第2の1/4水晶波長板7の大気の接する面に形成されている。
無機偏光板1と回折格子層4との間に、第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7が挟まれるように積層されている。また、反射防止加工として、反射防止層5が、光の透過面である表面51に形成されている。
図3は、本実施形態における第1および第2光学素子20,25の分解斜視図、同図(b)は、Y軸に沿った断面図である。
図3において、第1および第2光学素子20,25は、無機偏光板1と位相差層として第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7とを備えている。
回折格子層4は、第2の1/4水晶波長板7の大気の接する面に形成されている。
無機偏光板1と回折格子層4との間に、第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7が挟まれるように積層されている。また、反射防止加工として、反射防止層5が、光の透過面である表面51に形成されている。
以下に、第1および第2光学素子20,25を透過する光について説明する。
図3(a)において、第1または第2光源10,15からの出射光110は、図中の矢印P1で示すような偏光面を有している。また、図中には、矢印P1方向をX軸として、一点鎖線でX軸とY軸とを示している。
第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7の光軸61,71は、X軸に対して紙面に向かって反時計回りにそれぞれ角度がθ3,θ2傾けられている。角度θ3,θ2は45°である。
ここで、出射光110の偏光面は、第1および第2の1/4水晶波長板6,7を透過する際に90°回転し、Y軸に平行な矢印P2で示すような偏光面となる。
無機偏光板1は、その透過軸11がY軸に対して平行になるように配置されている。
したがって、出射光110は、無機偏光板1を効率よく透過する。
図3(a)において、第1または第2光源10,15からの出射光110は、図中の矢印P1で示すような偏光面を有している。また、図中には、矢印P1方向をX軸として、一点鎖線でX軸とY軸とを示している。
第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7の光軸61,71は、X軸に対して紙面に向かって反時計回りにそれぞれ角度がθ3,θ2傾けられている。角度θ3,θ2は45°である。
ここで、出射光110の偏光面は、第1および第2の1/4水晶波長板6,7を透過する際に90°回転し、Y軸に平行な矢印P2で示すような偏光面となる。
無機偏光板1は、その透過軸11がY軸に対して平行になるように配置されている。
したがって、出射光110は、無機偏光板1を効率よく透過する。
図3(b)において、出射光110は、第1実施形態と同様に、回折格子層4によって、0次光111と2つの一次回折光112の3ビームに分離され、光記録媒体200からの反射光120は、無機偏光板1で遮断され、第1および第2光源10,15への反射光120の戻りが少なくなる。
以上の構成により、本実施形態の第1および第2光学素子20,25と光ヘッド装置100が得られる。
以上の構成により、本実施形態の第1および第2光学素子20,25と光ヘッド装置100が得られる。
以下、実施形態の効果を記載する。
(4)無機偏光板1に加えて、第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7として水晶を用いているため、高温高湿度環境下であっても第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7への水分等の吸収がより少ない。したがって、第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7の屈折率および板厚の環境による変化が少なく、波面収差等の光学特性を安定にでき、より耐久性を向上できる。
(4)無機偏光板1に加えて、第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7として水晶を用いているため、高温高湿度環境下であっても第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7への水分等の吸収がより少ない。したがって、第1の1/4水晶波長板6および第2の1/4水晶波長板7の屈折率および板厚の環境による変化が少なく、波面収差等の光学特性を安定にでき、より耐久性を向上できる。
(第3実施形態)
第3実施形態は、第1および第2光学素子20,25の構成が異なる以外は、第1実施形態と同様の構成である。
図4は、本実施形態における第1および第2光学素子20,25の分解斜視図、同図(b)は、Y軸に沿った断面図である。
図4において、第1および第2光学素子20,25は、無機偏光板1と位相差層である第1の1/2水晶波長板8および第2の1/2水晶波長板9とを備えている。回折格子層4は、第2の1/2水晶波長板9の大気の接する面に形成されている。
無機偏光板1は、第1の1/2水晶波長板8と第2の1/2水晶波長板9とに挟まれている。したがって、無機偏光板1と回折格子層4との間に、第2の1/2水晶波長板9が挟まれる構成となっている。
また、反射防止加工として、反射防止層5が、光の透過面である表面51に形成されている。
第3実施形態は、第1および第2光学素子20,25の構成が異なる以外は、第1実施形態と同様の構成である。
図4は、本実施形態における第1および第2光学素子20,25の分解斜視図、同図(b)は、Y軸に沿った断面図である。
図4において、第1および第2光学素子20,25は、無機偏光板1と位相差層である第1の1/2水晶波長板8および第2の1/2水晶波長板9とを備えている。回折格子層4は、第2の1/2水晶波長板9の大気の接する面に形成されている。
無機偏光板1は、第1の1/2水晶波長板8と第2の1/2水晶波長板9とに挟まれている。したがって、無機偏光板1と回折格子層4との間に、第2の1/2水晶波長板9が挟まれる構成となっている。
また、反射防止加工として、反射防止層5が、光の透過面である表面51に形成されている。
以下に、第1および第2光学素子20,25を透過する光について説明する。
図4(a)において、第1または第2光源10,15からの出射光110は、図中のX軸方向に矢印P1で示すような偏光面を有している。
ここで、第2の1/2水晶波長板9は、第2の1/2水晶波長板9の光軸91が、X軸に対して紙面に向かって反時計回りに角度がθ4になるように配置されている。θ4は、22.5°である。
したがって、出射光110の偏光面は、第2の1/2水晶波長板9を通過することによって、45°回転し、X軸に対して45°の角度を持つ。
ここで、無機偏光板1は、その透過軸11がX軸に対して反時計回りに角度がθ5になるように配置されている。θ5は、45°である。
したがって、第2の1/2水晶波長板9を透過した出射光110は、無機偏光板1を効率よく透過する。
次に、第1の1/2水晶波長板8は、第1の1/2水晶波長板8の光軸81が、X軸に対して反時計回りに角度がθ6になるように配置されている。θ6は、67.5°である。
したがって、出射光110の偏光面は、第1の1/2水晶波長板8を通過することによって、45°回転し、Y軸と平行なP2の方向の偏光面を持つ光となって出射する。
図4(a)において、第1または第2光源10,15からの出射光110は、図中のX軸方向に矢印P1で示すような偏光面を有している。
ここで、第2の1/2水晶波長板9は、第2の1/2水晶波長板9の光軸91が、X軸に対して紙面に向かって反時計回りに角度がθ4になるように配置されている。θ4は、22.5°である。
したがって、出射光110の偏光面は、第2の1/2水晶波長板9を通過することによって、45°回転し、X軸に対して45°の角度を持つ。
ここで、無機偏光板1は、その透過軸11がX軸に対して反時計回りに角度がθ5になるように配置されている。θ5は、45°である。
したがって、第2の1/2水晶波長板9を透過した出射光110は、無機偏光板1を効率よく透過する。
次に、第1の1/2水晶波長板8は、第1の1/2水晶波長板8の光軸81が、X軸に対して反時計回りに角度がθ6になるように配置されている。θ6は、67.5°である。
したがって、出射光110の偏光面は、第1の1/2水晶波長板8を通過することによって、45°回転し、Y軸と平行なP2の方向の偏光面を持つ光となって出射する。
図4(b)において、出射光110は、第1実施形態と同様に、回折格子層4によって、0次光111と2つの一次回折光112の3ビームに分離され、光記録媒体200からの反射光120は、無機偏光板1で遮断され、第1および第2光源10,15への反射光120の戻りが少なくなる。
以上の構成により、本実施形態の第1および第2光学素子20,25と光ヘッド装置100が得られる。
本実施形態の効果は、第2実施形態と同様の効果が得られる。
以上の構成により、本実施形態の第1および第2光学素子20,25と光ヘッド装置100が得られる。
本実施形態の効果は、第2実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、光学素子である第1および第2光学素子20,25は、円柱形であっても良い。
例えば、光学素子である第1および第2光学素子20,25は、円柱形であっても良い。
また、本発明を実施するための最良の方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、使用する材料、形状その他の詳細な事項において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。したがって、上記に開示した材料、形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材料、形状などの限定の一部もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。
1…無機偏光板、2…位相差層としての1/2波長樹脂フィルム、4…回折格子としての回折格子層、5…反射防止層、6…第1の1/4水晶波長板、7…第2の1/4水晶波長板、8…第1の1/4水晶波長板、9…第2の1/4水晶波長板、10…光源としての第1光源、15…光源としての第2光源、20,25…光学素子、30…合成プリズム、50…ハーフミラー、51…透過面、80…対物レンズ、95…光検出器、100…光ヘッド装置、200…光記録媒体。
Claims (11)
- 無機偏光板と回折格子と位相差層とを備えた光学素子であって、
前記無機偏光板と前記回折格子との間に、前記位相差層が配置されている
ことを特徴とする光学素子。 - 請求項1に記載の光学素子において、
前記位相差層は、1/2波長樹脂フィルムである
ことを特徴とする光学素子。 - 請求項1に記載の光学素子において、
前記位相差層は、第1の1/4水晶波長板および第2の1/4水晶波長板を備えている ことを特徴とする光学素子。 - 請求項1に記載の光学素子において、
前記位相差層は、第1の1/2水晶波長板であり、
前記無機偏光板は、前記第1の1/2水晶波長板と第2の1/2水晶波長板とに挟まれている
ことを特徴とする光学素子。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の光学素子において、
前記光学素子の光の透過面には、反射防止層が形成されている
ことを特徴とする光学素子。 - 光源と、
前記光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光記録媒体からの反射光を検出する光検出器と、
前記出射光を前記対物レンズ側へ反射しかつ前記光記録媒体からの前記反射光の一部を前記光検出器側へ透過するとともに前記反射光の残りの部分を前記光源側へ反射するハーフミラーとを備え、
前記光源と前記ハーフミラーとの間の前記出射光の光路中に、無機偏光板と回折格子との間に位相差層が配置されている光学素子が設置されている
ことを特徴とする光ヘッド装置。 - 請求項6に記載の光ヘッド装置において、
前記光源を複数備え、
複数の前記光源からの前記出射光の交差する位置に合成プリズムが配置され、
前記合成プリズムと複数の前記光源との間に、前記光学素子が前記回折格子を前記光源側として設置されている
ことを特徴とする光ヘッド装置。 - 請求項6または請求項7に記載の光ヘッド装置において、
前記位相差層は、1/2波長樹脂フィルムである
ことを特徴とする光ヘッド装置。 - 請求項6または請求項7に記載の光ヘッド装置において、
前記位相差層は、第1の1/4水晶波長板および第2の1/4水晶波長板を備えている ことを特徴とする光ヘッド装置。 - 請求項6または請求項7に記載の光ヘッド装置において、
前記位相差層は、第1の1/2水晶波長板であり、
前記無機偏光板は、前記第1の1/2水晶波長板と第2の1/2水晶波長板とに挟まれている
ことを特徴とする光ヘッド装置。 - 請求項6〜請求項10のいずれか一項に記載の光ヘッド装置において、
前記光学素子の光の透過面には、反射防止層が形成されている
ことを特徴とする光ヘッド装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006170995A JP2008004146A (ja) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | 光学素子および光学素子を備えた光ヘッド装置 |
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ID=39008412
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JP2006170995A Withdrawn JP2008004146A (ja) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | 光学素子および光学素子を備えた光ヘッド装置 |
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JP (1) | JP2008004146A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009210750A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Sony Corp | 光学素子及び液晶表示装置 |
JP2011113631A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Asahi Glass Co Ltd | ワイヤグリッド型偏光子および光ヘッド装置 |
-
2006
- 2006-06-21 JP JP2006170995A patent/JP2008004146A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
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