(57)【要約】      （修正有）【課題】１波長のみ偏光角が回転可能な３波長に対応した積層位相板を提供する。【解決手段】相異なる３波長の光路中に第１、第２、第３の位相板を配置し、波長λ１の直線偏光の方向に対し第１の位相板の進相軸、第２の位相板の進相軸、第３の位相板の進相軸との角度の組合せまたは、波長λ１の直線偏光の方向に対し第１の位相板の遅相軸、第２の位相板の遅相軸、第３の位相板の遅相軸との角度の組合せがそれぞれθ１、θ２、θ３であり、第１、第２、第３の位相板は、波長λ１におけるリタデーション値がそれぞれ略、（ｍ１−１／２）λ１、（ｍ２−１／２）λ１、（ｍ３−１／２）λ１であって（ｍ１、ｍ２、ｍ３は自然数）、同一方向の直線偏光の３波長を入射させた場合に、波長λ１の出射光の偏光方向の回転角は２×（θ３−θ２＋θ１）であり、波長λ２及び波長λ３の出射光の偏光の長軸は−１０°以上、＋１０°以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に異なる波長λ１の光と波長λ２の光と波長λ３の光の光路中に用いられ、
第１の位相板と、第２の位相板と、第３の位相板が配置されており、
前記波長λ１の直線偏光の方向に対し前記第１の位相板の進相軸、前記第２の位相板の進相軸、前記第３の位相板の進相軸との角度の組合せまたは、前記波長λ１の直線偏光の方向に対し前記第１の位相板の遅相軸、前記第２の位相板の遅相軸、前記第３の位相板の遅相軸との角度の組合せがそれぞれθ１、θ２、θ３であって、
前記第１の位相板、前記第２の位相板及び前記第３の位相板は、前記波長λ１の光におけるリタデーション値がそれぞれ略（ｍ１−１／２）λ１、略（ｍ２−１／２）λ１、略（ｍ３−１／２）λ１であって（ｍ１、ｍ２、ｍ３は自然数）、
前記波長λ１の光と前記波長λ２の光と前記波長λ３の光について同一方向の直線偏光の光を入射させた場合に、前記波長λ１の光における入射光の偏光方向に対する出射光の偏光方向で表す回転角αは、α＝２×（θ３−θ２＋θ１）であり、前記波長λ２の光及び前記波長λ３の光における入射光に対する出射光の偏光の長軸方向は、−１０°以上、＋１０°以下であることを特徴とする積層位相板。
【請求項２】
前記波長λ１は、３９５ｎｍ≦λ１≦４１５ｎｍであり、
前記波長λ２は、６４５ｎｍ≦λ２≦６７５ｎｍであり、
前記波長λ３は、７６５ｎｍ≦λ３≦８０５ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の積層位相板。
【請求項３】
前記角度θ１は、（α／５）−２°≦θ１≦（α／５）＋２°であり、
前記角度θ２は、−（α／１０）−２°≦θ２≦−（α／１０）＋２°であり、
前記角度θ３は、（α／５）−２°≦θ３≦（α／５）＋２°であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層位相板。
【請求項４】
情報記録層が設けられている光ディスクにおいて情報の記録または再生を行うための光ヘッド装置であって、
波長λ１の光、波長λ２の光及び波長λ３の光を発するレーザ光源と、
前記レーザ光源から発せられた光を集光する対物レンズと、
光検出器と、
前記光を前記光ディスクの方向と前記光検出器の方向に偏向分離する偏光ビームスプリッタと、を有し、
前記レーザ光源より発せされた波長λ１の光は直線偏光の光であって、前記レーザ光源より発せられた波長λ２の光及び波長λ３の光は、前記波長λ１の直線偏光方向と異なる方向の直線偏光の光であって、
前記レーザ光源と、前記対物レンズの間の光路中に請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層位相板が設けられていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項５】
前記レーザ光源より発せられた波長λ２の光及び波長λ３の光は、前記波長λ１の直線偏光方向に対して直交する方向の直線偏光の光であることを特徴とする請求項４に記載の光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層位相板及び光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体としてＤＶＤやＣＤなどの光ディスク及び、高密度情報記録光ディスクＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）が存在しており、これら光ディスクへの情報の記録および記録されている情報の再生を行うために光ヘッド装置が用いられる。
【０００３】
このような光ヘッド装置としては、複数の光源に対応した光ヘッド装置があり、このため、波長が異なる複数の光に共通する光路中に用いられる位相板として、例えば、ＤＶＤに対応する６５０ｎｍ波長帯に対しては、２π×（ｍ１−１／２）（ｍ１は自然数）の位相差が生じ、ＣＤに対応する７９０ｎｍ波長帯に対しては、２π×ｍ２（ｍ２は自然数）の位相差を生じる有機物薄膜からなる位相板が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このような位相板は、ポリカーボネート膜を延伸させることで複屈折性を有する膜を形成して位相差を発生させるものであり、波長が６５０ｎｍの入射光に対する位相差が５πとなり、波長が７９０ｎｍの入射光に対する位相差は略４πとなる。この位相板において、位相板の光学軸（進相軸または遅相軸）に対して偏光方向が４５°の角度をなす直線偏光の６５０ｎｍの光と７９０ｎｍの光が入射した場合、波長が６５０ｎｍの光は、入射光に対し出射光は９０°偏光方向が回転した直線偏光の光となるが、波長が７９０ｎｍの光は、入射光と同じ偏光方向の直線偏光の光となる。
【０００５】
また、特許文献２には、第１の中間位相差１／２波長板と第２の中間位相差１／２波長板とを透明な接着剤を用いて光学軸方向が所望の角度となるよう接合した広帯域１／２波長板が記載されている。この広帯域１／２波長板は、例えば、ＢＤに対応する４０５ｎｍ波長帯の光、ＤＶＤに対応する６６０ｎｍ波長帯の光、ＣＤに対応する７８５ｎｍ波長帯の光について、３波長の光の偏光方向の回転角を同一にすることができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９００１７号公報
【特許文献２】特開２００６−１５５７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、複数の波長の光に対応した光ヘッド装置として、例えば、３波長の光に対応した光ヘッド装置においては、３波長の光のうち１波長の光のみ偏光方向を回転させ、残りの２つの波長の光については偏光方向を変えることのない位相板を得ることができれば、様々な構成を有する３波長の光に対応した光ヘッド装置に用いられる光学部品の部品点数を少なくすることができるので、光ヘッド装置を小型化にすることが可能となる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、３波長の光のうち１波長の光のみ偏光方向を回転させ、残りの２つの波長の光については殆ど偏光方向を変えることのない積層位相板を提供するとともに、この積層位相板を用いた小型化可能な光ヘッド装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の積層位相板は、相互に異なる波長λ１の光と波長λ２の光と波長λ３の光の光路中に用いられ、第１の位相板と、第２の位相板と、第３の位相板が配置されており、前記波長λ１の直線偏光の方向に対し前記第１の位相板の進相軸、前記第２の位相板の進相軸、前記第３の位相板の進相軸との角度の組合せまたは、前記波長λ１の直線偏光の方向に対し前記第１の位相板の遅相軸、前記第２の位相板の遅相軸、前記第３の位相板の遅相軸との角度の組合せがそれぞれθ１、θ２、θ３であって、前記第１の位相板、前記第２の位相板及び前記第３の位相板は、前記波長λ１の光におけるリタデーション値がそれぞれ略（ｍ１−１／２）λ１、略（ｍ２−１／２）λ１、略（ｍ３−１／２）λ１であって（ｍ１、ｍ２、ｍ３は自然数）、前記波長λ１の光と前記波長λ２の光と前記波長λ３の光について同一方向の直線偏光の光を入射させた場合に、前記波長λ１の光における入射光の偏光方向に対する出射光の偏光方向で表す回転角αは、α＝２×（θ３−θ２＋θ１）であり、前記波長λ２の光及び前記波長λ３の光における入射光に対する出射光の偏光の長軸方向は、−１０°以上、＋１０°以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記波長λ１は、３９５ｎｍ≦λ１≦４１５ｎｍであり、前記波長λ２は、６４５ｎｍ≦λ２≦６７５ｎｍであり、前記波長λ３は、７６５ｎｍ≦λ３≦８０５ｎｍであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記角度θ１は、（α／５）−２°≦θ１≦（α／５）＋２°であり、前記角度θ２は、−（α／１０）−２°≦θ２≦−（α／１０）＋２°であり、前記角度θ３は、（α／５）−２°≦θ３≦（α／５）＋２°であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、情報記録層が設けられている光ディスクにおいて情報の記録または再生を行うための光ヘッド装置であって、波長λ１の光、波長λ２の光及び波長λ３の光を発するレーザ光源と、前記レーザ光源から発せられた光を集光する対物レンズと、光検出器と、前記光を前記光ディスクの方向と前記光検出器の方向に偏向分離する偏光ビームスプリッタと、を有し、前記レーザ光源より発せされた波長λ１の光は直線偏光の光であって、前記レーザ光源より発せられた波長λ２の光及び波長λ３の光は、前記波長λ１の直線偏光方向と異なる方向の直線偏光の光であって、前記レーザ光源と、前記対物レンズの間の光路中に前記記載の積層位相板が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記レーザ光源より発せられた波長λ２の光及び波長λ３の光は、前記波長λ１の直線偏光方向に対して直交する方向の直線偏光の光であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、３波長の光のうち１波長の光のみ偏光方向を回転させ、残りの２つの波長の光については殆ど偏光方向を変えることのない積層位相板を提供することができるとともに、小型化可能な光ヘッド装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態における積層位相板の構成図
【図２】第１の実施の形態における積層位相板の説明図
【図３】第１の実施の形態における別の積層位相板の構成図（１）
【図４】第１の実施の形態における別の積層位相板の構成図（２）
【図５】第２の実施の形態における光ヘッド装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
【００１７】
〔積層位相板に係る実施の形態〕
積層位相板に係る実施の形態について説明する。本実施の形態における積層位相板は、３波長に対応した光ヘッド装置に用いられる位相板である。
【００１８】
本実施の形態における積層位相板が用いられる光ヘッド装置は、ＢＤに対応した波長λ１である３９５〜４１５ｎｍの光を発する半導体レーザと、ＤＶＤに対応した波長λ２である６４５〜６７５ｎｍの光を発する半導体レーザと、ＣＤに対応した波長λ３である７６５〜８０５ｎｍの光を発する半導体レーザとを有している。各々の半導体レーザは、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの光ディスクに対応して発光する。このような３波長に対応した光ヘッド装置では、複数の波長の光を発する半導体レーザを含む１つまたは２つの半導体レーザが用いられており（ハイブリッドタイプ、モノシリックタイプの２波長発光半導体レーザまたは３波長発光半導体レーザ）、異なる波長の光は略同一の光路をたどる。よって、３波長に対応した光ヘッド装置では、２波長の光または３波長の光の光路中に共用することが可能な光学素子を用いることによって光学素子の部品点数を削減でき、光ヘッド装置の小型化や低コスト化が実現できる。
【００１９】
図１及び図２に基づき本実施の形態における積層位相板について説明する。図１は、積層位相板の断面図であり、図２は積層位相板の平面方向から見た入射偏光方向と各位相板の光学軸との関係を示す平面図である。本実施の形態における積層位相板１０は、第１の位相板１１、第２の位相板１２、第３の位相板１３が積層されたものである。なお、積層位相板１０は、第１の位相板１１と第２の位相板１２、第２の位相板１２と第３の位相板は、互いに隣接されたものに限らず、これらの間に複屈折性を発しない層として接着層や透光性基板が挟持される構造を有したり、空気層（空間）があって離隔されたりしてもよい。第１の位相板１１、第２の位相板１２および第３の位相板１３は、例えば、それぞれこのような接着層や透光性基板のように複屈折性を発しない、屈折率が等方性となる材料の層を含んで構成されるものであってもよい。
【００２０】
第１の位相板１１、第２の位相板１２、第３の位相板１３における光学軸は位相板平面に平行な方向に揃っている。また、光学軸はいずれも、進相軸同士の組合せかまたは遅相軸同士の組合せで成立するが、以下ではとくに説明が無い場合、いずれも進相軸の組合せであるものとして説明する。図２のＸ−Ｙ平面において、後述する入射する光の偏光方向に相当するＸ軸を基準に第１の位相板１１の進相軸はθ１、第２の位相板１２の進相軸はθ２、第３の位相板１３の進相軸はθ３となっている。また、第１の位相板１１、第２の位相板１２及び第３の位相板１３は、各々波長λ１の光に対してリタデーション（複屈折位相差）値が（ｍ１−１／２）λ１、（ｍ２−１／２）λ１、（ｍ３−１／２）λ１である。尚、ｍ１、ｍ２、ｍ３は自然数である。また、角度の符号は、光の出射方向から見てＸ軸を基準に反時計回りがプラス（＋）、時計回りがマイナス（−）として考える。なお、角度の単位はとくに説明がない場合は［°］で表わすものとする。
【００２１】
この積層位相板１０に波長λ１のＸ方向の直線偏光の光が入射した場合について説明する。最初に、波長λ１のＸ方向の直線偏光の光が第１の位相板１１に入射すると、第１の位相板１１は波長λ１の光に対し１／２波長板として機能するため、第１の位相板１１を通過した光はＸ軸に対して、２×θ１の角度を有する直線偏光の光となる。次に、波長λ１の２×θ１の角度を有する直線偏光の光が第２の位相板１２に入射すると、第２の位相板１２は波長λ１の光に対し１／２波長板として機能するため、Ｘ軸に対して（１）式に示す角度を有する直線偏光の光となる。
【００２２】
θ２＋（θ２−２×θ１）＝２×（θ２−θ１）・・・・・・・・・・・・・（１）
次に、Ｘ軸に対して（１）式の角度を有する波長λ１の直線偏光の光が第３の位相板１３に入射すると、第３の位相板１３は波長λ１の光に対し１／２波長板として機能するため、Ｘ軸に対して（２）式に示す角度を有する直線偏光の光となる。尚、α１は、Ｘ軸に対して、波長λ１のＸ軸方向の直線偏光の光が積層位相板１０を通過した後の直線偏光の方向がなす角度である（尚、α１については、αと記載する場合もある）。
【００２３】
α１＝θ３＋｛θ３−２×（θ２−θ１）｝＝２×（θ３−θ２＋θ１）・・・（２）
表１には、波長λ２及び波長λ３のＸ軸方向の直線偏光の光が積層位相板１０を通過した後の波長λ２の光と波長λ３の光それぞれの偏光状態がほとんど変化しないθ１とθ２とθ３の組み合わせを（２）式の角度α１に対して示した。また、出射光の長軸角度とは、Ｘ軸方向を基準したとき、出射した光の電場の振幅が最も大きくなる方向の角度に相当する。つまり、出射光が直線偏光であればＸ軸方向に対する直線偏光方向がなす角度であって、出射光が楕円偏光であればＸ軸方向に対して楕円偏光の長軸方向がなす角度に相当する。また、この出射光の長軸角度は、「方位角」と言うこともある。そして、表１には、波長λ２及び波長λ３のＸ軸方向の直線偏光の光に対する長軸方向の角度（出射光の長軸角度）α２及びα３、波長λ１、波長λ２及び波長λ３の出射光楕円率、出射偏光強度について計算した結果について示す。
【００２４】
尚、角度α２及びα３については、ミュラー行列を用いて出射光のストークス・パラメータを計算することにより算出したものである。また、本実施の形態では、各々の位相板を構成する材料は、高分子液晶を有する材料により構成されている。高分子液晶等の複屈折性材料は、その屈折率異方性Δｎに材料固有の波長依存性（波長分散）が存在する。よって、表１では、波長λ１における屈折率異方性Δｎ（λ１）に対して、波長λ２における複屈折を０．８５×Δｎ（λ１）、波長λ３における複屈折を０．８２×Δｎ（λ１）として算出している。また、波長λ１の出射光の長軸角度α１における出射偏光強度は、出射光の長軸角度と出射光楕円率より算出される。同様に、波長λ２および波長λ３の出射光のＸ軸方向における出射偏光強度は、出射光の長軸角度と出射光楕円率より算出される。表１に波長λ１、波長λ２および波長λ３の出射偏光強度の計算結果を示す。波長λ１の出射光の長軸角度α１が何れの場合も波長λ２および波長λ３の出射偏光強度が９９％以上のため、波長λ２および波長λ３の出射光は入射光と同じＸ軸方向の直線偏光が保たれている。
【００２５】
【表１】
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表１に示されるように、波長λ１が４０５ｎｍの光について、Ｘ軸方向の直線偏光の光を入射させた場合において、出射光のＸ軸に対する偏光角度を自由に変化させても、波長λ２が６６０ｎｍ及び波長λ３が７８５ｎｍの光については、出射光の楕円率が、０．１０以下で、出射光の長軸方向のＸ軸に対する角度は±６°以下となる積層位相板１０を得ることができる。
【００２６】
表１より、角度θ１［°］は、（α１／５）−１°≦θ１≦（α１／５）＋１°の範囲内にあり、角度θ２［°］は、−（α１／１０）−１°≦θ２≦−（α１／１０）＋１°の範囲内にあり、角度θ３［°］は、（α１／５）−１°≦θ３≦（α１／５）＋１°の範囲内にある。よって、角度θ１、角度θ２及び角度θ３が、この範囲にあれば、波長λ１の直線偏光の光に対しては、直線偏光の角度を変化させ、波長λ２及び波長λ３の直線偏光の光に対しては、偏光状態を殆ど変化させない積層位相板１０を得ることができる。
【００２７】
尚、積層位相板１０を光ディスクの記録及び再生用の光ヘッド装置における光学素子として用いる場合を考える。このとき、積層位相板１０を透過する光の楕円率が０．１５以下でかつ、長軸方向の偏光角の角度変化が±１０°以内であれば、入射光である直線偏光の状態を保った光として用いることが可能であり、積層位相板１０はこの条件を満たすものである。
【００２８】
また、表１に示されるように、Ｘ軸に対する出射光の長軸方向の角度の絶対値は５．６°以下であるため、角度変化が±１０°以内が許容範囲であるならば、θ１、θ２及びθ３の範囲も約２倍の変動は許容されるものと考えられる。
【００２９】
従って、θ１［°］は、（α１／５）−２°≦θ１≦（α１／５）＋２°の範囲内にあり、θ２［°］は、−（α１／１０）−２°≦θ２≦−（α１／１０）＋２°の範囲内にあり、θ３［°］は、（α１／５）−２°≦θ３≦（α１／５）＋２°の範囲内にある積層位相板であれば、同様の効果を得ることができるものと考えられる。
【００３０】
尚、第１の位相板１１、第２の位相板１２、第３の位相板１３については、波長λ１の光において、各々のリタデーション値が略（ｍ１−１／２）λ１、略（ｍ２−１／２）λ１、略（ｍ３−１／２）λ１となるもの（ｍ１、ｍ２、ｍ３は自然数）であれば、どのような複屈折率性材料であってもよい。例えば、水晶、ＬｉＮｂＯ３等の複屈折結晶や、ポリカーボネート等のフィルムを一方の軸方向に延伸させて複屈折性を発現させた複屈折性フィルムや、分子配向が一方の軸方向に揃った液晶や、分子配向が揃った液晶モノマーを高分子化により固体化した高分子液晶等を用いることができる。また、屈折率の異なる均質材料に使われる波長よりも短い微細構造を施し光路長の偏光依存性を発現させる構造屈折率材料を用いてもよい。
【００３１】
また、これまで波長λ１の光、波長λ２の光及び波長λ３の光は、いずれもＸ軸方向の直線偏光の光が入射し、出射する波長λ１の直線偏光の方向を任意に調整する作用について説明したが、これに限らない。例えば、波長λ２及び波長λ３の直線偏光の光の方向が同じ（Ｘ軸方向）であって、波長λ１の直線偏光の光の方向がＸ軸方向と異なって積層位相板１０に入射し、積層位相板１０を出射するこれら３つの光の偏光方向がＸ軸方向に揃うように調整する場合にも用いることができる。この場合、任意の直線偏光の方向で入射する波長λ１の光に対していずれも対応することができる。
【００３２】
次に、図３には、本実施の形態における別の構成の積層位相板を示す。この積層位相板２０は、ガラス基板等の透光性基板２１に複屈折性を有する第１の複屈折性材料層２２が形成されてなる第１の位相板３１と、透光性基板２４に複屈折性を有する第２の複屈折性材料層２５が形成されてなる第２の位相板３２と、透光性基板２８に複屈折性を有する第３の複屈折性材料層２７が形成されてなる第３の位相板３３とを積層したものである。これら第１の位相板３１、第２の位相板３２及び第３の位相板３３は、リタデーション値が、波長λ１に対して１／２波長となるものであって、進相軸が透光性基板面に平行で一方向に揃ったものである。また、第１の複屈折性材料層２２、第２の複屈折性材料層２５、第３の複屈折性材料層２７には、それぞれ図示しない配向膜が形成されていてもよい。
【００３３】
次に、第１の位相板３１における第１の複屈折性材料層２２の面と、第２の位相板３２における透光性基板２４の面とを透明な光学接着剤を用いて接着層２３を形成することにより貼り合わせる。また、第２の位相板３２における第２の複屈折性材料層２５の面と、第３の位相板３３における第３の複屈折性材料層２７の面とを透明な光学接着剤を用いて接着層２６を形成することにより貼り合わせる。第１の位相板３１、第２の位相板３２及び第３の位相板３３の接着の際には、各々の進相軸の角度が、所定の角度θ１、θ２、θ３となるように接合する。これにより、波長λ１の光は偏光方向が９０°回転するが、波長λ２の光及び波長λ３の光は偏光方向が殆ど変化することのない積層位相板を得ることができる。
【００３４】
また、図４には、本実施の形態における更に別の構成の積層位相板を示す。この積層位相板４０は、透光性基板４１上に複屈折性を有する第１の複屈折性材料層４２が形成されてなる第１の位相板５１、第１の複屈折性材料層４２上に第２の複屈折性材料層からなる第２の位相板４３、第２の位相板４３上に第３の複屈折性材料層４４が透光性基板４６と接着層４５を介して形成される。なお、第３の位相板は、第３の複屈折性材料層４４と接着層４５および透光性基板４６から形成される。
【００３５】
次に、第１の複屈折性材料層４２、第２の複屈折性材料層（第２の位相板）４３および第３の複屈折性材料層４４の製造方法について説明する。まず、紫外光の直線偏光方向に対して分子配向が揃う光配向作用を有する感光性材料が添加された液晶モノマーを用い、この液晶モノマーを透光性基板４１の表面に塗布した後、進相軸の角度がθ１となるよう所定の直線偏光の紫外光を用いて重合固化し第１の複屈折性材料層４２を形成する。更に、第１の複屈折性材料層４２の上に同様の液晶モノマーを塗布した後、進相軸の角度がθ２となるよう所定の直線偏光の紫外光を用いて重合固化し第２の複屈折性材料層（第２の位相板）４３を形成する。更に、第２の複屈折性材料層４３の上に同様の液晶モノマーを塗布した後、進相軸の角度がθ３となるよう所定の直線偏光の紫外光を用いて重合固化し第３の複屈折性材料層４４を形成する。
【００３６】
この後、第３の複屈折性材料層４４と、透光性基板４６とを透明な光学接着剤を用いて接着層４５を形成することにより貼り合わせる。これにより、λ１の波長の光は偏光方向が９０°回転するが、λ２及びλ３の波長の光は偏光方向が殆ど変化することのない積層位相板４０を得ることができる。
【００３７】
尚、本実施の形態における３波長に対応した積層位相板４０は、直線偏光の３つの波長の光を入射させた場合、１つの波長の光に対しては直線偏光の方向の所定の角度回転させることができ、他の２つの波長の光に対しては偏光方向を殆ど変化させることなく出射する積層位相板は、３枚以上の位相板を積層することにより得ることができるものである。従って、２枚の位相板を積層した積層位相板では、このような特性を有するものを得ることはできない。
【００３８】
表２に、積層位相板が２枚の位相板からなり、本願発明の積層位相板と同等の機能を発生させるための２枚の位相板の構成について考える。また、このとき、本願発明に係る積層位相板に係る表１の設定と同様に、入射する３つの光は、波長λ１＝４０５ｎｍ、波長λ２＝６６０ｎｍ、波長λ３＝７８５ｎｍとして考える。そして、表２は、Ｘ軸方向の直線偏光の光を角度θ１回転させる位相板と、角度θ２回転させる位相板とを積層した積層位相板において、波長がλ１＝４０５ｎｍ、λ２＝６６０ｎｍ、λ３＝７８５ｎｍにおける出射光楕円率と、出射光の長軸角度を示す。
【００３９】
【表２】
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表２に示されるように、波長が４０５ｎｍの直線偏光の光に対して９０°回転させる場合には、波長が６６０ｎｍ及び７８５ｎｍの光においては、出射光の長軸角度（出射光のＸ軸に対する偏光状態の長軸方向の角度）は殆ど、１０°を超えて大きくなってしまう。また、出射光の長軸角度が比較的小さい場合であっても、出射光楕円率の値が高くなり、直線偏光の光又は直線偏光に近い光とはならない。従って、２枚の位相板を積層させた場合では、６６０ｎｍ及び７８５ｎｍの直線偏光の光は偏光状態を殆ど変化させることなく出射し、４０５ｎｍの直線偏光の光は９０°回転させることが可能な積層位相板を得ることはできない。
【００４０】
〔光ヘッド装置に係る実施の形態〕
次に、本実施の形態について説明する。本実施の形態における光ヘッド装置は、積層位相板に係る実施の形態における積層位相板を用いたものである。
【００４１】
図５に基づき本実施の形態に係る光ヘッド装置について説明する。本実施の形態における光ヘッド装置１００は、青色半導体レーザ光源１１１、回折格子１１２、２波長半導体レーザ光源１１３、回折格子１１４、偏光ビームスプリッタ１１５、偏光ビームスプリッタ１１６、１／４波長板１１７、コリメータレンズ１１８、ダイクロイックミラー１１９、ミラー１２０、対物レンズ１２１、対物レンズ１２２、シリンドリカルレンズ１２３、光受光器１２４及び第１の実施の形態に係る積層位相板１０を有するものであり、光ディスク１３０における情報の記録及び再生を行うものである。尚、青色半導体レーザ光源１１１と２波長半導体レーザ光源１１３をまとめて、レーザ光源という。レーザ光源は、略同一の発光点から２つの波長の光、３つの波長の光が発射されるものであったり、単一の波長の光が異なる３つの発光点から発射されるものであったりしてもよい。
【００４２】
青色半導体レーザ光源１１１は、波長λ１のＢＤに対応した青色のレーザ光を出射する。出射された青色レーザ光は、回折格子１１２により０次回折光（直進透過光）と、トラッキングサーボ信号の検出のための±１次回折光とが生成される。これらの光は、Ｙ軸方向の直線偏光の光であり、偏光ビームスプリッタ１１５に入射し、偏光ビームスプリッタ１１５では、Ｙ軸方向の直線偏光の光は反射により偏向され＋Ｚ軸方向に進む。
【００４３】
一方、２波長半導体レーザ光源１１３は、ＤＶＤに対応した波長λ２のレーザ光とＣＤに対応した波長λ３のレーザ光とを発する。この２波長半導体レーザ光源１１３からの出射した光は、回折格子１１４により０次回折光（直進透過光）と、トラッキングサーボ信号の検出のための±１次回折光とが生成される。これらの光は、Ｘ軸方向の直線偏光の光であり、偏光ビームスプリッタ１１５に入射し、偏光ビームスプリッタ１１５では、Ｘ軸方向の直線偏光の光は透過し＋Ｚ軸方向に進む。
【００４４】
尚、青色半導体レーザ光源１１１の出射光の偏光状態が、偏光ビームスプリッタ１１５に対して、Ｓ偏光（例えば、Ｙ軸方向の直線偏光）とは異なる直線偏光である場合、回折格子１１２に図示しない１／２波長板を組み合わせることにより、波長λ１の光がＳ偏光となるように調整することができ、偏光ビームスプリッタ１１５で反射される光の効率を高くすることができる。同様に２波長半導体レーザ光源１１３の出射光の偏光状態が、偏光ビームスプリッタ１１５に対して、Ｐ偏光（例えば、Ｘ軸方向の直線偏光）とは異なる場合、回折格子１１４に図示しない１／２波長板を組み合わせることにより、波長λ２の光および波長λ３の光をいずれもＰ偏光となるように調整することができ、偏光ビームスピリッタ１１５を透過する光の効率を高くすることができる。尚、偏光ビームスプリッタ１１５は、例えば、２個の直角二等辺三角形柱に加工された光学ガラスからなるものであり、一方の光学ガラスの斜面に光学多層膜を成膜した後貼り合わせ等したものが利用できる。
【００４５】
そして、偏光ビームスピリッタ１１５を出射した各々の光は、積層位相板１０に入射する。このとき、積層位相板１０を例えば、Ｘ軸方向を基準として表１の最後の段に示す角度（θ１，θ２，θ３）の条件で構成し、さらに第３の位相板１３から光が入射した場合、積層位相板１０に入射するＹ軸方向の直線偏光となる波長λ１の光は、偏光軸が９０°回転した偏光状態の光として出射され、波長λ２の光及び波長λ３の光はそのままの偏光状態の光として出射される。これにより、偏光ビームスプリッタ１１５から出射した波長λ１の光はＸ軸方向の直線偏光の光となり、波長λ２の光及び波長λ３の光は、Ｘ軸方向の直線偏光の光となる。このように、積層位相板１０を透過する波長λ１の光、波長λ２の光及び波長λ３の光はすべてＸ軸方向の直線偏光の光となる。尚、本実施の形態における説明では、積層位相板に係る実施の形態において説明した積層位相板１０を用いた場合について説明しているが、積層位相板２０及び積層位相板４０も同様に用いることが可能である。
【００４６】
積層位相板１０を透過した波長λ１の光、波長λ２の光及びλ３の光は、Ｘ軸方向の直線偏光の光であるため偏光ビームスプリッタ１１６を直進透過する。そして、波長λ１の光、波長λ２の光及び波長λ３の光は、各々の波長の光において１／４波長板としての機能を有する広帯域の１／４波長板１１７を通過し、円偏光に変換された後、コリメータレンズ１１８により平行光となり、ダイクロイックミラー１１９及びミラー１２０に入射する。ダイクロイックミラー１１９は、波長λ１の光は反射するが波長λ２の光及び波長λ３の光は透過する特性を有している。また、ミラー１２０は、少なくとも波長λ２の光及び波長λ３の光を反射する特性を有している。
【００４７】
これにより、ダイクロイックミラー１１９により反射された波長λ１の光は、対物レンズ１２１により光ディスク１３０の情報記録面に集光される。集光された光は情報記録面で反射され、対物レンズ１２１を透過し、ダイクロイックミラー１１９により反射され、コリメータレンズ１１８を透過し、さらに１／４波長板１１７によってＹ軸方向の直線偏光の光となる。そして、偏光ビームスピリッタ１１６において反射により偏向して＋Ｘ軸方向に進む光となり、シリンドリカルレンズ１２３により非点収差の付与がなされた後、光検出器１２４に入射し、光ディスク１３０（ＢＤの場合）に記録されていた信号が再生される。
【００４８】
また、ミラー１２０により反射された波長λ２の光及び波長λ３の光は、対物レンズ１２２により光ディスク１３０の情報記録面に集光される。集光された光は情報記録面で反射され、対物レンズ１２２を透過し、ミラー１２０により反射され、ダイクロイックミラー１１９、コリメータレンズ１１８を透過し、さらに１／４波長板１１７によってＹ軸方向の直線偏光の光となる。偏光ビームスピリッタ１１６において反射により偏向した後、シリンドリカルレンズ１２３により非点収差の付与がなされた後、光検出器１２４に入射し、光ディスク１３０（ＤＶＤ、ＣＤの場合）に記録されていた信号が再生される。
【００４９】
尚、偏光ビームスプリッタ１１６は、波長λ１の光、波長λ２の光及び波長λ３の光に対して、Ｘ軸方向の直線偏光の光を透過し、Ｙ軸方向の直線偏光の光を反射し偏向する特性を有している。また、光ディスク１３０がＣＤである場合には、ＣＤは光ディスクにおけるカバー層がＢＤおよびＤＶＤのカバー層に比べて厚いため、このカバー層における複屈折に起因して反射光の偏光状態にバラツキが生じやすい。よって、カバー層の複屈折に依存しない安定した信号強度を得るために偏光依存性が少ないビームスプリッタであることが望ましい。例えば、ＣＤの再生用では透過率５０％、反射率５０％（偏光依存性無し）となるビームスプリッタを用い、ＣＤの記録用では往路での光量の低減を抑制するために透過率９０％、反射率１０％（偏光依存性無し）となるビームスプリッタを用いるとよい。
【００５０】
また、対物レンズ１２１及び１２２には、不図示のアクチュエータに搭載されており、フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号に応じて高速に対物レンズ１２１及び１２２の位置を調整することが可能である。更に、各々の光ディスクのカバー層のバラツキに起因して生じる球面収差を補正するために、コリメータレンズ１１８においても光軸と平行方向に移動する機構が設けられる場合がある。
【００５１】
以上より、本実施の形態においては、部品点数の少ない光ヘッド装置を得ることができるため、光ヘッド装置を小型化にすることができる。
【００５２】
また、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５３】
１０        積層位相板
１１        第１の位相板
１２        第２の位相板
１３        第３の位相板
１００      光ヘッド装置
１１１      青色半導体レーザ光源
１１２      回折格子
１１３      ２波長半導体レーザ光源
１１４      回折格子
１１５      偏光ビームスプリッタ
１１６      偏光ビームスプリッタ
１１７      １／４波長板
１１８      コリメータレンズ
１１９      ダイクロイックミラー
１２０      ミラー
１２１      対物レンズ
１２２      対物レンズ
１２３      シリンドリカルレンズ
１２４      光検出器
１３０      光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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