(57)【要約】  旋光板は、旋光性材料層を有する。位相板は、前記旋光板の第１の面側に設けられ、少なくとも１層の複屈折材料層を有する。前記第１の面側を光路の出射側に向けて配置することにより、少なくとも第１波長の直線偏光を含む第１の直線偏光群と、少なくとも前記第１波長と異なる第２波長の直線偏光を含む第２の直線偏光群に異なった位相差を与えるよう構成される。
2008081941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋光性材料層を有する第１旋光板と、
前記第１旋光板の第１の面側に設けられ、少なくとも１層の複屈折材料層を有する位相板とを具備して成り、
前記第１の面側を光路の出射側に向けて配置することにより、少なくとも第１波長の直線偏光を含む第１の直線偏光群と少なくとも前記第１波長と異なる第２波長の直線偏光を含む第２の直線偏光群に異なった位相差を与えるよう構成されることを特徴とする波長選択波長板。
【請求項２】
前記第１旋光板が、前記第１の直線偏光群の偏光方向を、前記位相板によって円偏光に変換される偏光方向に変換し、前記第２の直線偏光群の偏光方向を、前記位相板によって位相差が与えられない偏光方向に変換するものである請求項１に記載の波長選択波長板。
【請求項３】
前記位相板が、それぞれの遅相軸が所定角度で交差するように形成された２層の前記複屈折材料層を含み、前記第１の面に近い側の複屈折材料層の第１リタデーション値が前記第１の面から遠い側の複屈折材料層の第２リタデーション値より大きく、前記第１リタデーション値の前記第２リタデーション値に対する比が１．８〜２．２であるものである請求項１または請求項２に記載の波長選択波長板。
【請求項４】
前記位相板は、前記２層の複屈折材料層の遅相軸が互いに４５〜７５度の角度をなすものである請求項３に記載の波長選択波長板。
【請求項５】
旋光性材料層を有する第２旋光板を更に具備して成り、
前記位相板は、前記第１の面に近い側の第２の面と前記第１の面から遠い側の第３の面を有し、前記第２旋光板は、該第３の面に対向するように設けられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の波長選択波長板。
【請求項６】
前記旋光板の前記旋光性材料層がコレステリック液晶からなり、前記位相板の前記複屈折材料層が複屈折性を有する樹脂からなるものである請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の波長選択波長板。
【請求項７】
異なる波長の光を出射する少なくとも一つの光源と、
前記光源から出射した光を光記録媒体上に集光させる対物レンズと、
前記光記録媒体で反射した光を検出する光検出器とを備える光ヘッド装置であって、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の波長選択波長板が配置されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長選択波長板およびそれを用いた光ヘッド装置に係り、特に、波長の異なる２波長以上の直線偏光に対して適用可能な波長選択波長板およびそれを用いた光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光により情報を書き込み・読み出すことの可能な光ディスクとして、ＣＤ、ＤＶＤに加えて高密度ＤＶＤが実用化されている。上記各光ディスクに対する情報の書き込み・読み出しに適用する光ヘッド装置は、各光ディスクに適合した光学特性を有する必要があるが、偏光回折素子や１／４波長板などの光学素子を波長の異なる光ごとに配置する場合には、構造が複雑化し経済性が悪化することを回避することができない。【０００３】
上記課題を解決するために、２つの異なる波長の直線偏光をそれぞれ円偏光に変換可能な広帯域位相板が既に提案されている。そのような構成は、例えば、日本国特許出願公開公報２００１−１０１７００号(特許文献１）に開示されている。【０００４】
特許文献１に開示されている広帯域位相板は、リタデーション値が異なる２枚の位相板からなっている。２枚の位相板はそれぞれの遅相軸が交差するように重ねられており、光源側の位相板のリタデーション値が光ディスク側の位相板のリタデーション値より大きく、それらのリタデーション値の比は１．８〜２．２となっている。【０００５】
図７は、広帯域位相板に入射するレーザ光の直線偏光の方向に対して光源側の位相板および光ディスク側の位相板の遅相軸とが成す角度θ1、θ2がそれぞれ７１．８度、１８．２度のときの、広帯域位相板からの出射光の楕円率角の波長依存性（実線）を示すグラフである。このグラフが示すように、波長４２５ｎｍと７９０ｎｍの出射光の楕円率角が９０度となっており、広帯域位相板は２つの異なる波長の直線偏光をそれぞれ円偏光に変換できることがわかる。【０００６】
しかしながら、上記の従来の広帯域位相板には、３波長用に適用した場合に、２波長の直線偏光を円偏光に変換できるものの、残りの１波長の直線偏光に適切な位相差を与えることができないという課題があった。また、ＣＤ、ＤＶＤの２波長互換の光ディスクにおいて、一方の波長の光については直線偏光を円偏光に変換し、他方の波長の光については直線偏光を直線偏光のまま透過させるということが困難であった。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、上記の従来の課題を解決するためになされたものであって、２波長以上の直線偏光に対して、所望の位相差を与えることのできる波長選択波長板を提供することを目的とする。
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の一側面によれば、波長選択波長板であって、旋光性材料層を有する第１旋光板と、前記第１旋光板の第１の面側に設けられ、少なくとも１層の複屈折材料層を有する位相板とを具備して成り、前記第１の面側を光路の出射側に向けて配置することにより、少なくとも波長λ1の直線偏光を含む第１の直線偏光群と少なくとも前記波長λ1と異なる波長λ2の直線偏光を含む第２の直線偏光群に異なった位相差を与えるよう構成されるものが提供される。
【０００９】
この構成により、２波長以上の直線偏光に対して所望の位相差を与えることができることとなる。
【００１０】
前記第１旋光板が、前記第１の直線偏光群の偏光方向を、前記位相板によって円偏光に変換される偏光方向に変換し、前記第２の直線偏光群の偏光方向を、前記位相板によって位相差が与えられない偏光方向に変換する構成としてもよい。
【００１１】
この構成により、２波長以上の直線偏光の一部だけ円偏光に変換することができることとなる。
【００１２】
前記位相板が、それぞれの遅相軸が所定角度で交差するように形成された２層の前記複屈折材料層を含み、前記第１の面に近い側の複屈折材料層の第１リタデーション値が前記第１の面から遠い側の複屈折材料層の第２リタデーション値より大きく、前記第１リタデーション値の前記第２リタデーション値に対する比が１．８〜２．２である構成としてもよい。
【００１３】
この構成により、波長λ1の直線偏光を含む第１の直線偏光群をほぼ円偏光とし、波長λ1と異なる波長λ2の直線偏光を含む第２の直線偏光群を直線偏光とすることができることとなる。
【００１４】
前記位相板が、前記２層の複屈折材料層の遅相軸が互いに４５〜７５度の角度をなすものである構成としてもよい。
【００１５】
この構成により、出射する円偏光の楕円率の波長依存性を小さくすることができることとなる。
【００１６】
旋光性材料層を有する第２旋光板を更に具備して成り、前記位相板は、前記第１の面に近い側の第２の面と前記第１の面から遠い側の第３の面を有し、前記第２旋光板は、該第３の面に対向するように設けられる構成としてもよい。
【００１７】
この構成により、出射する直線偏光の偏光方向を制御できることとなる。
【００１８】
前記旋光板の前記旋光性材料層がコレステリック液晶からなり、前記位相板の前記複屈折材料層が複屈折性を有する樹脂からなるものである構成を有していてもよい。
【００１９】
本発明の一側面によれば、光ヘッド装置であって、異なる波長の光を出射する少なくとも一つの光源と、前記光源から出射した光を光記録媒体上に集光させる対物レンズと、前記光記録媒体で反射した光を検出する光検出器とを備える光ヘッド装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に上記に記載の波長選択波長板が配置されているものが提供される。
【００２０】
よって本発明によれば、旋光板を用いることにより、２波長以上の直線偏光に対して、所望の位相差を与えることができるという効果を有する波長選択波長板およびそれを用いた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】
【００２１】
【図１】図１は、本発明に係る波長選択波長板の第１の実施形態の断面図である。
【図２】図２は、偏光状態を示すポアンカレ球および位相板の遅相軸方向と直線偏光の偏光方向を示す模式図である。
【図３】図３は、旋光板の旋光角の波長依存性を示すグラフである。
【図４】図４は、位相板の遅相軸方向と入射する直線偏光の偏光方向を詳細に示す模式図である。
【図５】図５は、本発明に係る波長選択波長板の第２の実施形態の断面図である。
【図６】図６は、本発明の波長選択波長板を搭載した光ヘッド装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、従来の位相板の出射光の楕円率角の波長依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る波長選択波長板の実施形態について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。【００２３】
なお、本明細書において、「波長選択波長板（あるいは位相板）が１／４波長板として機能する」とは、波長選択波長板（あるいは位相板）のリタデーション値が、λ／４＋ｍλ（ただし、ｍは零を含む自然数）であることを意味するものとする。
（第１の実施形態）
本発明に係る波長選択波長板の第１の実施形態の断面図を図１に示す。即ち、波長選択波長板１０１は、旋光性材料層を有する旋光板１０２と、旋光板１０２の出射側に積層され、少なくとも１層の複屈折材料層を有する位相板１０３とを含み、少なくとも波長λ1の直線偏光を含む第１の直線偏光群と少なくとも波長λ1と異なる波長λ2の直線偏光を含む第２の直線偏光群に異なった位相差を与える。【００２４】
旋光板１０２は、第１の直線偏光群の偏光方向を、位相板１０３によって円偏光に変換される偏光方向に変換し、第２の直線偏光群の偏光方向を、位相板１０３によって位相差が与えられない偏光方向に変換するものである。【００２５】
位相板１０３は、それぞれの遅相軸が所定角度で交差するように形成された２層の複屈折材料層を含み、入射側の複屈折材料層のリタデーション値Ｒ1が出射側の複屈折材料層のリタデーション値Ｒ2より大きく、リタデーション値Ｒ1およびリタデーション値Ｒ2の比は１．８〜２．２である。２層の複屈折材料層の遅相軸は互いに４５〜７５度の角度をなす。【００２６】
旋光板１０２および位相板１０３は透明基板に積層されていてもよい。その場合、透明基板は１枚でもよいし、２枚以上でもよい。透明基板に積層することによって、旋光板１０２および位相板１０３の熱膨張によるゆがみや透過光の波面収差が改善される効果がある。また、透明基板に反射防止処理をすると透過率が向上し、実用的に好ましい。【００２７】
ここで、本実施形態の波長選択波長板１０１の動作原理を図２の（ａ）、（ｂ）に示す偏光状態を示すポアンカレ球および図２の（ｃ）に示す位相板の遅相軸方向と直線偏光の偏光方向を示す模式図を用いて説明する。ここでは、旋光板は、波長λ1の直線偏光を含む第１の直線偏光群を９０度、波長λ2の直線偏光を含む第２の直線偏光群を４５度旋光するものであり、位相板は、１／４波長板として機能するものであるとする。【００２８】
旋光板に入射する第１の直線偏光群の偏光方向は２０１の方向（図２の（ａ）におけるＡ点）であり、旋光板を透過した後の第１の直線偏光群の偏光方向は、ポアンカレ球上でＳ3軸を中心に１８０度回転（矢印ω1）した２０２の方向（図２の（ａ）におけるＢ点）となる。偏光方向２０２は位相板の遅相軸方向２０４と４５度の角度をなすため、Ｂ点の第１の直線偏光群は、位相板を透過することにより、ポアンカレ球上でＳ2軸を中心に９０度回転（矢印ω2）したＣ点に移動して円偏光となる。【００２９】
一方、旋光板に入射する第２の直線偏光群の偏光方向は２０１の方向（図２の（ｂ）におけるＡ点）であり、旋光板を透過した後の第２の直線偏光群の偏光方向は、ポアンカレ球上でＳ3軸を中心に９０度回転（矢印ω3）した２０３の方向（図２の（ｂ）におけるＤ点）となる。偏光方向２０３は位相板の遅相軸方向２０４と同一であるため、Ｄ点の第２の直線偏光群の偏光状態は、位相板を透過しても変わらない。【００３０】
したがって、波長選択波長板１０１は、実質的に第１の直線偏光群を円偏光に変換し、第２の直線偏光群を偏光方向が変化した直線偏光として透過させることがわかる。【００３１】
以下、第１の直線偏光群に波長４００ｎｍおよび波長７８５ｎｍの直線偏光、第２の直線偏光群に波長６６０ｎｍの直線偏光が含まれる場合を例にとって、本実施形態の波長選択波長板１０１を構成する旋光板１０２および位相板１０３の構成および作用を説明する。【００３２】
旋光板１０２は、入射する直線偏光の波長に応じた所定の旋光性を有する旋光性材料層１と、旋光性材料層１の配向膜２と、配向膜２が形成される透明基板３とを含む。なお、旋光性材料層１の材料としては、高分子コレステリック液晶を用いることが、入手および作製の容易性の点で好ましい。【００３３】
接着層７を介して旋光板１０２に接着される位相板１０３は、２層の複屈折材料層からなっており、入射側の複屈折材料層を構成する高分子液晶層４ａおよびその配向膜５ａと、出射側の複屈折材料層を構成する高分子液晶層４ｂおよびその配向膜５ｂと、配向膜５ｂが形成される透明基板６とを含み、波長４００ｎｍおよび波長７８５ｎｍの直線偏光に対して１／４波長板として機能する。【００３４】
なお、位相板１０３は、複屈折性があり、必要な波長範囲に対して波長板として機能するものであればよい。位相板１０３の複屈折材料層の材料としては、水晶、ポリカーボネートなどからなる複屈折性を持つ樹脂、高分子液晶、またはその複合体を用いることが、入手および作製の容易性の点で好ましい。【００３５】
透明基板３、６としては、ガラス基板、もしくはポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどからなるプラスチック基板を用いるとよい。また、配向膜２、５ａ、５ｂとしてはポリイミド膜などの高分子膜を用いるとよい。【００３６】
図３は、本実施形態のコレステリック液晶からなる旋光板１０２の旋光角の波長依存性を示すグラフであって、選択反射が起こる波長帯の近傍で旋光分散が異常となり、旋光角の符号が逆転することがわかる。このように、旋光板１０２は、入射光の波長によって旋光能が異なるという特性を持つ。例えば、旋光板１０２に対して波長４００ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長７８５ｎｍの直線偏光を入射すると、旋光角は波長４００ｎｍの出射光の方位角を基準（０度）として、波長６６０ｎｍでは４５度、波長７８５ｎｍでは９０度となる。【００３７】
図４は、位相板１０３の遅相軸方向と入射する直線偏光の偏光方向を詳細に示す模式図である。直線偏光の偏光方向３０１に対して、入射側の複屈折材料層を構成する高分子液晶層４ａの遅相軸方向３０２は７１度の角度をなし、出射側の複屈折材料層を構成する高分子液晶層４ｂの遅相軸方向３０３は２０度の角度をなす。このとき、波長４００ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長７８５ｎｍの直線偏光を位相板１０３に入射すると、出射光の楕円率はそれぞれ、０．９以上、０．８程度、０．９以上となり、位相板１０３は、波長４００ｎｍおよび波長７８５ｎｍの直線偏光に対して１／４波長板として機能することがわかる。【００３８】
なお、位相板１０３に入射する直線偏光の偏光方向３０１に対して、入射側の複屈折材料層を構成する高分子液晶層４ａの遅相軸方向３０２が２０度の角度をなし、出射側の複屈折材料層を構成する高分子液晶層４ｂの遅相軸方向３０３が７１度の角度をなす場合も同様の効果が得られる。ここで、７１度および２０度の角度は、それぞれ±１０度程度の範囲の値であればよく、遅相軸方向３０２および遅相軸方向３０３は互いに４５〜７５度の角度をなしていればよい。【００３９】
以下、第１の直線偏光群に波長４００ｎｍおよび波長７８５ｎｍの直線偏光、第２の直線偏光群に波長６６０ｎｍの直線偏光が含まれる場合を例にとって本実施形態の波長選択波長板１０１の作用を説明する。波長選択波長板１０１の旋光板１０２側から波長４００ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長７８５ｎｍの直線偏光を入射する。旋光板１０２への入射時の偏光方向を位相板１０３の高分子液晶層４ａの遅相軸方向３０２とほぼ同じ方向とすることにより、波長４００ｎｍの直線偏光は旋光板１０２により−７０度の旋光を受けて、位相板１０３への入射時の偏光方向が３０１の方向となる。このとき、波長７８５ｎｍの直線偏光の位相板１０３への入射時の偏光方向は３０１と９０度をなす方向になる。同様に６６０ｎｍの直線偏光の位相板１０３への入射時の偏光方向は３０１の方向と４５度をなす方向になる。【００４０】
即ち、第１の直線偏光群は、位相板１０３によって円偏光に変換される偏光方向で位相板１０３に入射するようになり、第２の直線偏光群は、位相板１０３によって実質的に位相差が与えられない偏光方向で位相板１０３に入射するようになる。このようにして、波長４００ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長７８５ｎｍの出射光の楕円率はそれぞれ、０．９以上、０．１以下、０．９以上となる。したがって、波長選択波長板１０１は、波長４００ｎｍおよび波長７８５ｎｍの直線偏光に対しては１／４波長板、波長６６０ｎｍの直線偏光に対しては直線偏光として透過させる波長板として実用上十分な特性を有する。なお、波長６６０ｎｍの直線偏光の出射光の旋光角は、高分子液晶層４ｂの遅相軸方向３０３に対して１０度となる。【００４１】
以上説明したように、本実施形態に係る波長選択波長板は、位相板の入射側に旋光板を有することにより、第１の直線偏光群を円偏光に変換し、第２の直線偏光群を直線偏光として透過させることができる。
（第２の実施形態）
本発明に係る波長選択波長板の第２の実施形態の断面図を図５に示す。即ち、第２の実施形態の波長選択波長板１０５は、第１の実施形態の波長選択波長板１０１と、波長選択波長板１０１の出射側に接着層１１を介して積層された旋光板１０４とを含む。旋光板１０４は、旋光板１０２の旋光性材料層１と旋光方向が逆向きである旋光性材料層８と、旋光性材料層８の配向膜９と、配向膜９が形成される透明基板１０とを含む。【００４２】
ここで、本実施形態の波長選択波長板１０５の動作原理を図２の（ｂ）に示すポアンカレ球および図２の（ｃ）に示す位相板の遅相軸方向と直線偏光の偏光方向を示す模式図を用いて説明する。波長λ1の直線偏光を含む第１の直線偏光群に対する波長選択波長板１０５の機能は、第１の実施形態の波長選択波長板１０１と同様であるので説明を省略する。ここでも、旋光板は、波長λ2の直線偏光を含む第２の直線偏光群を４５度旋光するものであり、位相板は、１／４波長板として機能するものであるとする。【００４３】
第１の実施形態の波長選択波長板１０１の場合と同様に、旋光板に入射する第２の直線偏光群の偏光方向は２０１の方向（図２の（ｂ）におけるＡ点）であり、入射側の旋光板を透過した後の第２の直線偏光群の偏光方向は、ポアンカレ球上でＳ3軸を中心に９０度回転（矢印ω3）した２０３の方向（図２の（ｂ）におけるＤ点）となる。偏光方向２０３は位相板の遅相軸方向２０４と同一であるため、Ｄ点の第２の直線偏光群の偏光状態は、位相板を透過しても変わらない。【００４４】
そして、位相板を透過したＤ点の第２の直線偏光群は、出射側の旋光板に入射して、ポアンカレ球上でＳ3軸を中心に９０度回転（矢印ω4）して、波長選択波長板に入射したときの直線偏光の偏光方向２０１と同じ偏光方向の直線偏光（図２の（ｂ）におけるＡ点）となる。
なお、出射側の旋光板の旋光角を任意の角度に設定することにより、波長選択波長板の出射光の偏光方向を任意の方向にすることも可能である。【００４５】
以下、第１の直線偏光群に波長４００ｎｍおよび波長７８５ｎｍの直線偏光、第２の直線偏光群に波長６６０ｎｍの直線偏光が含まれる場合を例にとって、本実施形態の波長選択波長板１０５の作用を説明する。なお、第１の実施形態と同様の作用については説明を省略する。【００４６】
波長選択波長板１０５は、第１の実施形態の波長選択波長板１０１と同様に、波長４００ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長７８５ｎｍの直線偏光を、楕円率がそれぞれ、０．９以上、０．１以下、０．９以上の出射光に変換する。第１の実施形態においては、波長６６０ｎｍの直線偏光の出射光の偏光方向は、高分子液晶層４ｂの遅相軸方向３０３に対して１０度をなしていたが、本実施形態では、旋光板１０４の旋光角を任意の角度に設定することにより出射光の偏光方向を任意に設定することが可能である。例えば、出射光の偏光方向を波長選択波長板１０５に入射したときの偏光方向と同一とするとよい。【００４７】
したがって、波長選択波長板１０１は、波長４００ｎｍおよび波長７８５ｎｍの直線偏光に対しては１／４波長板、波長６６０ｎｍの直線偏光に対しては任意の偏光方向の直線偏光として透過させる波長板として実用上十分な特性を有する。なお、波長選択波長板として、本実施形態の波長選択波長板１０５と第１の実施形態の波長選択波長板１０１とを互いに複数積層したものを用いることも可能である。【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る波長選択波長板は、位相板の入射側に旋光板を有することにより、第１の直線偏光群を円偏光に変換し、第２の直線偏光群を任意の偏光方向の直線偏光に変換することができる。【００４９】
次に、本実施形態の波長選択波長板１０５を搭載した光ヘッド装置３００の構成例を図６のブロック図に示す。即ち、光ヘッド装置３００は、異なる波長の直線偏光（４００ｎｍ、６６０ｎｍおよび７８５ｎｍ）を出射する３つの光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃから出射した光を光記録媒体Ｄ上に集光させる対物レンズ３２と、光記録媒体Ｄで反射した光を検出する光検出器３３ａ、３３ｂとを備える光ヘッド装置であって、光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃと対物レンズ３２との間の光路中に波長選択波長板１０５が配置された構成を有している。【００５０】
そして、光ヘッド装置３００は、波長４００ｎｍの直線偏光を透過し、波長６６０ｎｍの直線偏光を反射するビームスプリッタ３４ａと、波長４００ｎｍの直線偏光を透過、波長７８５ｎｍの直線偏光を反射し、波長６６０ｎｍの直線偏光に対してはハーフミラーとして機能するビームスプリッタ３４ｂと、Ｘ−Ｚ平面に振動面を有する直線偏光を透過し、Ｘ−Ｙ平面に振動面を有する直線偏光を反射する偏光ビームスプリッタ３５とを備える。ビームスプリッタ３４ａにより反射された波長６６０ｎｍの直線偏光は光検出器３３ａに入射し、偏光ビームスプリッタ３５により反射された波長４００ｎｍおよび７８５ｎｍの直線偏光は光検出器３３ｂに入射する。【００５１】
光源３１ａ、３１ｃの前にはそれぞれ３ビーム法を適用するための回折格子３６ａ、３６ｂが設置されている。また、回折格子３６ｂの出射側には、光源３１ｂからの出射光を適切な角度でビームスプリッタ３４ｂに入射させるための光軸補正素子３８が設置されている。【００５２】
さらに、光ヘッド装置３００は、偏光ビームスプリッタ３５からの出射光を平行光とするコリメートレンズ３９と、コリメートレンズ３９を出射した３波長の直線偏光の進行方向を変更する立ち上げミラー４０とを含む。【００５３】
即ち、光源３１ａを出射したＸ−Ｚ平面に振動面を有する波長４００ｎｍの直線偏光は、回折格子３６ａに入射して、主ビームである０次回折光と副ビームである±１次回折光に分離される。回折格子３６ａを出射した光は、ビームスプリッタ３４ａ、３４ｂおよび偏光ビームスプリッタ３５を透過して、コリメートレンズ３９で平行化され、立ち上げミラー４０を介して本発明の波長選択波長板１０５に入射する。波長選択波長板１０５によって直線偏光は右回りの円偏光に変換され、対物レンズ３２により光記録媒体Ｄの情報記録面へ集光される。情報記録面で反射して左回りの円偏光となった戻り光は、対物レンズ３２および波長選択波長板１０５を透過して、Ｘ−Ｙ平面に振動面を有する直線偏光となって、立ち上げミラー４０を介してコリメートレンズ３９で平行化される。コリメートレンズ３９を出射した戻り光は、偏光ビームスプリッタ３５で反射されて、光検出器３３ｂで検出される。【００５４】
また、光源３１ｃを出射したＸ−Ｚ平面に振動面を有する波長７８５ｎｍの直線偏光は、回折格子３６ｂに入射して、主ビームである０次回折光と副ビームである±１次回折光に分離される。回折格子３６ｂを出射した光は、光軸補正素子３８を透過して適切な角度でビームスプリッタ３４ｂに入射して、ビームスプリッタ３４ｂによって反射された後、光源３１ａを出射した光の場合と同様の行程を経て、光検出器３３ｂで検出される。【００５５】
一方、光源３１ｂを出射したＸ−Ｚ平面に振動面を有する波長６６０ｎｍの直線偏光は、ビームスプリッタ３４ｂで反射され、偏光ビームスプリッタ３５、コリメートレンズ３９、立ち上げミラー４０を介して本発明の波長選択波長板１０５に入射する。波長選択波長板１０５は、波長６６０ｎｍの直線偏光に対しては、その偏光状態を維持したまま透過させる。波長選択波長板１０５から出射した光は、対物レンズ３２により光記録媒体Ｄの情報記録面へ集光される。情報記録面で反射した戻り光は、対物レンズ３２および波長選択波長板１０５を透過して、Ｘ−Ｚ平面に振動面を有する直線偏光として、立ち上げミラー４０を介してコリメートレンズ３９で平行化される。コリメートレンズ３９を出射した戻り光は、偏光ビームスプリッタ３５を透過し、ビームスプリッタ３４ｂで一部が反射される。ビームスプリッタ３４ｂで反射されずに透過した戻り光の一部は、ビームスプリッタ３４ａで反射され、ホログラフィック光学素子３７を介して光検出器３３ａで検出される。【００５６】
以上説明したように、上記の光ヘッド装置は、本発明の波長選択波長板を用いることにより、３波長の直線偏光に対して、所望の位相差を与えることができる。上記の波長選択波長板１０５は、第１実施形態の波長選択波長板１０１で置き換えてもよい。【００５７】
上記の本発明の実施形態に基づく具体的な実施例を以下に説明する。
［例１］
本発明の波長選択波長板１０１の実施例について、図１および図４を用いて説明する。波長４００ｎｍおよび波長７８５ｎｍの直線偏光に対して１／４波長板として機能し、波長６６０ｎｍの直線偏光に対しては、その偏光状態を維持したまま透過させる波長板を作製する。【００５８】
まず、波長４００ｎｍの直線偏光および波長７８５ｎｍの直線偏光に対し１／４波長板として機能する位相板１０３を作製する。
（１）厚さ０．５ｍｍのガラス基板である透明基板６を用意する。透明基板６の入射側の面にポリイミド膜を形成する。このポリイミド膜の上面を図４の３０３の方向に沿ってラビングすることにより、ポリイミド膜に水平配向機能を付与し、配向膜５ｂを形成する。そして、配向膜５ｂ上に、不図示の直径６．７μｍのＳｉＯ2製ビーズを５０００個／ｃｍ2の密度で散布する。このビーズは、液晶セルのギャップを保持するためのものである。
（２）配向膜５ｂが形成された透明基板６と同様の（図示しない）ポリイミド配向膜付きガラス基板を用意する。このポリイミド配向膜付きガラス基板のポリイミド配向膜上を離型化処理する。さらに、ポリイミド配向膜付きガラス基板の外周部に図示しない熱硬化型のエポキシシール材を印刷する。透明基板６と離型化処理されたポリイミド配向膜付きガラス基板とを対向させ、エポキシシール材で固定し、２枚のガラス基板間のギャップ６．７μｍの液晶セルを形成する。
（３）液晶セル内に、常光屈折率と異常光屈折率の差Δｎが波長４００ｎｍの光に対して約０．０４２、波長６６０ｎｍの光に対して約０．０３５、波長７８５ｎｍの光に対して約０．０３４である液晶材料を注入する。液晶材料は、光重合開始剤としてベンゾインイソプロピルエーテルが１％添加されたＵＶ硬化性の液晶性モノマー組成物である。
（４）波長３６５ｎｍのＵＶ光を液晶材料全体に照射し、水平配向状態のまま液晶性モノマー組成物全体を重合・固化する。３０分間１４０℃の熱処理をして、厚さ６．７μｍの水平配向した高分子液晶層４ｂを形成する。その後、上記の離型化処理されたガラス基板を除去する。
（５）高分子液晶層４ｂの上に、ポリイミド膜を形成し、このポリイミド膜の上面を図４の３０２の方向に沿ってラビングすることにより、ポリイミド膜に水平配向機能を付与し、配向膜５ａを形成する。さらに、配向膜５ａ上に図示しない直径３．３μｍのＳｉＯ2製ビーズを５０００個／ｃｍ2の密度で散布する。
（６）上記（２）〜（４）と同様の手順で、厚さ３．３μｍの水平配向した高分子液晶層４ａを形成する。上記（１）〜（６）の工程を経て、位相板１０３が完成する。【００５９】
さらに、旋光板１０２については以下のように形成する。
（１）厚さ０．５ｍｍのガラス基板である透明基板３を用意する。透明基板６の出射側の面にポリイミド膜を形成し、このポリイミド膜の上面をラビングすることにより、ポリイミド膜に水平配向機能を付与し、配向膜２を形成する。さらに、配向膜２上に図示しない直径３２μｍのＳｉＯ2製ビーズを５０００個／ｃｍ2の密度で散布する。
（２）配向膜２が形成された透明基板３と同様の（図示しない）ポリイミド配向膜付きガラス基板を用意する。このポリイミド配向膜付きガラス基板のポリイミド配向膜上を離型化処理する。さらに、ポリイミド配向膜付きガラス基板の外周部に図示しない熱硬化型のエポキシシール材を印刷する。透明基板３と離型化処理されたポリイミド配向膜付きガラス基板とを対向させ、エポキシシール材で固定し、２枚のガラス基板間のギャップ３２μｍの液晶セルを形成する。
（３）液晶セル内に、常光屈折率と異常光屈折率の差Δｎが波長４００ｎｍの光に対して約０．１１２、波長６６０ｎｍの光に対して約０．１０５、波長７８５ｎｍの光に対して約０．１０３であり、コレステリックピッチが３７０ｎｍとなる液状のコレステリック液晶材料を注入する。コレステリック液晶材料は、光重合開始剤としてベンゾインイソプロピルエーテルが１％添加されたＵＶ硬化性の液晶性モノマー組成物である。
（４）波長３６５ｎｍのＵＶ光を液晶材料全体に照射し、水平配向状態のまま液晶性モノマー組成物全体を重合・固化する。３０分間１４０℃の熱処理をして、厚さ３２μｍの水平配向した旋光性材料層１を形成する。その後、上記の離型化処理されたガラス基板を除去し、旋光板１０２を完成する。
（５）位相板１０３の上にＵＶ接着剤を滴下し、１０００ｒｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍで１００秒間回転させ、ＵＶ接着剤の層の厚さを５μｍとする。旋光板１０２を積層した後、ＵＶ接着剤の層を５０００ｍＪのＵＶ光を照射することにより硬化させて接着層７とし、波長選択波長板１０１を完成する。【００６０】
最後に、旋光板１０２のラビングの方向を基準として、ダイシングソーを用いて波長選択波長板１０１を外形５ｍｍ×５ｍｍに切断し、光ヘッド装置に適用できる形状とする。また、切断後の波長選択波長板１０１の透過波面収差は、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを用いて測定すると、２５ｍλｒｍｓ以下であり、光学素子として十分使用できるレベルであることがわかる。
［例２］
本発明の波長選択波長板１０５の実施例について、図４および図５を用いて説明する。波長４００ｎｍおよび波長７８５ｎｍの直線偏光に対して１／４波長板として機能し、波長６６０ｎｍの直線偏光に対しては、その偏光状態を維持したまま透過させる波長板を作製する。
（１）厚さ０．５ｍｍのガラス基板である透明基板１０を用意する。透明基板１０の入射側の面にポリイミド膜を形成し、このポリイミド膜の上面をラビングすることにより、ポリイミド膜に水平配向機能を付与し、配向膜９を形成する。さらに、配向膜９上に図示しない直径３２μｍのＳｉＯ2製ビーズを５０００個／ｃｍ2の密度で散布する。このビーズ径を調整することにより、旋光角を制御することができる。
（２）配向膜９が形成された透明基板１０と同様の（図示しない）ポリイミド配向膜付きガラス基板を用意する。このポリイミド配向膜付きガラス基板のポリイミド配向膜上を離型化処理する。さらに、ポリイミド配向膜付きガラス基板の外周部に図示しない熱硬化型のエポキシシール材を印刷する。透明基板１０と離型化処理されたポリイミド配向膜付きガラス基板とを対向させ、エポキシシール材で固定し、２枚のガラス基板間のギャップ３２μｍの液晶セルを形成する。
（３）液晶セル内に、常光屈折率と異常光屈折率の差Δｎが波長４００ｎｍの光に対して約０．１１７、波長６６０ｎｍの光に対して約０．１０５、波長７８５ｎｍの光に対して約０．１０３であり、コレステリックピッチが３７０ｎｍとなる液状のコレステリック液晶材料を注入する。コレステリック液晶材料は、光重合開始剤としてベンゾインイソプロピルエーテルが１％添加されたＵＶ硬化性の液晶性モノマー組成物である。
（４）波長３６５ｎｍのＵＶ光を液晶材料全体に照射し、水平配向状態のまま液晶性モノマー組成物全体を重合・固化する。３０分間１４０℃の熱処理をして、厚さ３２μｍの水平配向した旋光性材料層８を形成する。なお、旋光性材料層８の旋光方向は、［例１］の旋光性材料層１のそれとは逆向きになっている。その後、上記の離型化処理されたガラス基板を除去し、旋光板１０４を完成する。
（５）波長選択波長板１０１の出射側の面にＵＶ接着剤を滴下し、１０００ｒｐｍの回転速度で２０秒間、５０００ｒｐｍで１００秒間回転させ、ＵＶ接着剤の層の厚さを５μｍとする。旋光板１０４を積層した後、ＵＶ接着剤の層を５０００ｍＪのＵＶ光を照射することにより硬化させて接着層１１とし、波長選択波長板１０５を完成する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明に係る波長選択波長板およびそれを用いた光ヘッド装置は、２波長以上の直線偏光に対して、所望の位相差を与えることができるという効果を有し、２波長以上のレーザ光を用いる光ヘッド装置等に適用できる。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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