(57)【要約】  ディスク６の対象層からの反射光が円筒レンズ７および凸レンズ８により形成する前側焦線より前の位置、後ろの位置に、それぞれ分割型波長板１０ａ、分割型偏光子１１ａが配置されている。分割型波長板１０ａは、それぞれを透過した光の偏光方向が互いに直交する２つの領域に分割されている。分割型偏光子１１ａはそれぞれが透過させる光の偏光方向が互いに直交している２つの領域に分割されている。ディスク６の対象層からの反射光は分割型偏光子１１ａを透過して光検出器１２へ入射するが、ディスク６の非対象層からの反射光は分割型偏光子１１ａで反射されて光検出器１２へ入射しない。
2008096590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報トラックが形成された複数の記録層を有する光記録媒体に照射する出射光を生成する光源と、
前記複数の記録層のうちの選択される所定の記録層に前記出射光を集光して集光スポットを形成する対物レンズと、
前記所定の記録層で反射された反射光の光路中に設けられ、前記反射光に非点収差を付与すると共に前記反射光を集光する非軸対称光学系と、
前記非軸対称光学系により形成される前記反射光の最小錯乱円の位置に設けられ、前記反射光を受光する光検出器と、
前記非軸対称光学系により形成される前記反射光の前側焦線の位置と前記非軸対称光学系との間に設けられる波長板と、前記波長板は、前記反射光の光軸に垂直な断面において、透過した光の偏光方向が互いに直交する第１領域群と第２領域群とに分割され、
前記前側焦線の位置と前記光検出器との間に設けられ、前記第１領域群に対応する第１偏光子領域群と前記第２領域群に対応する第２偏光子領域群とに分割される偏光子と
を具備し、
前記第１偏光子領域群が透過させる光の偏光方向は、前記第１領域群を透過した光の偏光方向と直交し、前記第２偏光子領域群が透過させる光の偏光方向は、前記第２領域群を透過した光の偏光方向と直交する
光ヘッド装置。
【請求項２】
前記波長板は、前記反射光の光軸と前記前側焦線とを含む第１の面により隔てられる第１波長板領域および第２波長板領域を有し、前記第１波長板領域を透過した光の偏光方向である第１方向と、前記第２波長板領域を透過した光の偏光方向である第２方向とは互いに直交し、
前記偏光子は、前記第１の面により隔てられる第１偏光子領域と第２偏光子領域とを有し、前記第１偏光子領域は、前記第１の面に関して前記第１波長板領域と同じ側に位置して透過させる光の偏光方向が前記第２方向であり、前記第２偏光子領域は、前記第１の面に関して前記第２波長板領域と同じ側に位置して透過させる光の偏光方向が前記第１方向である
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記波長板は、前記反射光の光軸と前記前側焦線とを含む第１の面と前記光軸を含み前記第１の面に垂直な第２の面とにより隔てられ、前記光軸の周りに順に位置する第１から第４の波長板領域を有し、
前記偏光子は、前記第１の面と前記第２の面とにより隔てられ、前記第１の面および前記第２の面に関して前記第１から第４の波長板領域とそれぞれ同じ側に位置する第１から第４の偏光子領域を有し、
前記第１および第３の波長板領域は第１の方向の偏光を透過させ、
前記第２および第４の波長板領域は前記第１の方向と直交する第２の方向の偏光を透過させ、
前記第１および第３の偏光子領域は前記第２の方向の偏光を透過させ、前記第２および第４の偏光子領域は前記第１の方向の偏光を透過させる
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記出射光の光路中に設けられ、前記出射光をメインビームとサブビーム群とに分割する回折光学素子をさらに具備し、
前記対物レンズは前記メインビームおよび前記サブビーム群を前記所定の記録層に集光し、
前記反射光は前記所定の記録層からの前記メインビームの反射光および前記サブビーム群の反射光を含み、前記反射光の光軸は前記メインビームの反射光の光軸であり、
前記光検出器は前記メインビームの反射光、前記サブビーム群の反射光のそれぞれを個別に受光する
請求の範囲１から請求の範囲３の何れか１項に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
情報トラックが形成された複数の記録層を有する光記録媒体に照射する出射光を生成する光源ステップと、
前記出射光を前記複数の記録層のうちの所定の記録層に集光して集光スポットを形成する集光ステップと、
前記所定の記録層で反射された反射光に非点収差を付与して集光する非軸対称ステップと、
前記非軸対称ステップにより形成される前記反射光の最小錯乱円の位置で前記反射光を受光して電気信号に変換する光検出ステップと、
前記非軸対称ステップにより前記反射光が前側焦線を形成する前に前記反射光を透過させる第１透過ステップと、
前記第１透過ステップにより透過し、前記前側焦線を形成した後の前記反射光を透過させる第２透過ステップと
を備え、
前記第１透過ステップは、
前記反射光の光軸に垂直な断面の第１領域群において第１の偏光方向の光を透過させるステップと、
前記反射光の光軸に垂直な断面の第２領域群において前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の光を透過させるステップとを含み、
前記第２透過ステップは、
前記第１領域群に対応する第３領域群において前記第２の偏光方向の光を透過させるステップと、
前記第２領域群に対応する第４領域群において前記第１の偏光方向の光を透過させるステップとを含む
光学式情報記録再生方法。
【請求項６】
光ヘッド装置と、
光源を駆動する第１の回路系と、
光検出器の出力に基づいて、情報トラックに沿って記録されたマーク／スペース信号を検出する第２の回路系と、
前記光検出器の出力に基づいて、前記情報トラックに対する集光スポットの光軸方向の位置ずれを表すフォーカス誤差信号および前記光軸に垂直な面内の位置ずれを表すトラック誤差信号を検出し、前記フォーカス誤差信号および前記トラック誤差信号に基づいて、対物レンズを駆動する第３の回路系と
を具備し、
前記光ヘッド装置は、
前記情報トラックが形成された複数の記録層を有する光記録媒体に照射する出射光を生成する前記光源と、
前記複数の記録層のうちの選択される所定の記録層に前記出射光を集光して前記集光スポットを形成する前記対物レンズと、
前記所定の記録層で反射された反射光の光路中に設けられ、前記反射光に非点収差を付与すると共に前記反射光を集光する非軸対称光学系と、
前記非軸対称光学系により形成される前記反射光の最小錯乱円の位置に設けられ、前記反射光を受光する前記光検出器と、
前記非軸対称光学系により形成される前記反射光の前側焦線の位置と前記非軸対称光学系との間に設けられる波長板と、前記波長板は、前記反射光の光軸に垂直な断面において、透過した光の偏光方向が互いに直交する第１領域群と第２領域群とに分割され、
前記前側焦線の位置と前記光検出器との間に設けられ、前記第１領域群に対応する第１偏光子領域群と前記第２領域群に対応する第２偏光子領域群とに分割される偏光子と
を備え、
前記第１偏光子領域群が透過させる光の偏光方向は、前記第１領域群を透過した光の偏光方向と直交し、前記第２偏光子領域群が透過させる光の偏光方向は、前記第２領域群を透過した光の偏光方向と直交する
光学式情報記録再生装置。
【請求項７】
請求の範囲６に記載の光学式情報記録再生装置において、
前記波長板は、前記反射光の光軸と前記前側焦線とを含む第１の面により隔てられる第１波長板領域および第２波長板領域を有し、前記第１波長板領域を透過した光の偏光方向である第１方向と、前記第２波長板領域を透過した光の偏光方向である第２方向とは互いに直交し、
前記偏光子は、前記第１の面により隔てられる第１偏光子領域と第２偏光子領域とを有し、前記第１偏光子領域は、前記第１の面に関して前記第１波長板領域と同じ側に位置して透過させる光の偏光方向が前記第２方向であり、前記第２偏光子領域は、前記第１の面に関して前記第２波長板領域と同じ側に位置して透過させる光の偏光方向が前記第１方向である
光学式情報記録再生装置。
【請求項８】
請求の範囲６に記載の光学式情報記録再生装置において、
前記波長板は、前記反射光の光軸と前記前側焦線とを含む第１の面と前記光軸を含み前記第１の面に垂直な第２の面とにより隔てられ、前記光軸の周りに順に位置する第１から第４の波長板領域を有し、
前記偏光子は、前記第１の面と前記第２の面とにより隔てられ、前記第１の面および前記第２の面に関して前記第１から第４の波長板領域とそれぞれ同じ側に位置する第１から第４の偏光子領域を有し、
前記第１および第３の波長板領域は第１の方向の偏光を透過させ、
前記第２および第４の波長板領域は前記第１の方向と直交する第２の方向の偏光を透過させ、
前記第１および第３の偏光子領域は前記第２の方向の偏光を透過させ、前記第２および第４の偏光子領域は前記第１の方向の偏光を透過させる
光学式情報記録再生装置。
【請求項９】
請求の範囲６から８の何れか１項に記載の光学式情報記録再生装置において、さらに、
前記出射光の光路中に設けられ、前記出射光をメインビームとサブビーム群とに分割する回折光学素子を具備し、
前記対物レンズは前記メインビームおよび前記サブビーム群を前記所定の記録層に集光し、
前記反射光は前記所定の記録層からの前記メインビームの反射光および前記サブビーム群の反射光を含み、前記反射光の光軸は前記メインビームの反射光の光軸であり、
前記光検出器は前記メインビームの反射光、前記サブビーム群の反射光のそれぞれを個別に受光する
光学式情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の記録層を有する光記録媒体に対して記録や再生を行うための光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体の記録容量を高める方法の一つとして、光記録媒体に複数の記録層を設ける方法がある。２層の記録層を有する光記録媒体は、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）規格において既に実用化されている。このような複数の記録層を有する光記録媒体に対し、従来の一般的な光ヘッド装置を用いて記録や再生を行う場合、光ヘッド装置は、光源からの出射光を対物レンズにより記録や再生を行う層である対象層に集光し、対象層からの反射光を光検出器により受光する。その場合、記録や再生を行わない層である非対象層からの反射光の一部も外乱光として光検出器へ入射する。対象層に記録されたマーク／スペース信号、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号は、検出器からの出力に基づいて検出される。そのため、外乱光が光検出器へ入射すると、マーク／スペース信号、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の品質が低下し、記録や再生を正しく行うことができなくなる場合がある。このような背景から、外乱光の光検出器への入射を抑制した光ヘッド装置が、「オプティカルデータストレージ２００６テクニカルダイジェスト」という文献において提案されている。【０００３】
図１に、「オプティカルデータストレージ２００６テクニカルダイジェスト、第３１頁〜第３３頁」に記載されている従来の光ヘッド装置の第１の例を示す。半導体レーザ３１からの出射光は、コリメータレンズ３２により平行光化され、偏光ビームスプリッタ３３へＳ偏光として入射して殆んど全てが反射され、１／４波長板３４を透過して直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ３５によりディスク３６の対象層に集光される。ディスク３６の対象層からの反射光は、対物レンズ３５を逆向きに透過し、１／４波長板３４を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光へ変換される。直線偏光に変換された光は、偏光ビームスプリッタ３３へＰ偏光として入射して殆んど全てが透過し、凸レンズ３７、分割型波長板３８、分割型波長板３９、凸レンズ４０を透過し、偏光ビームスプリッタ４１へＳ偏光として入射して殆んど全てが反射され、凸レンズ４２、円筒レンズ４３を透過し、光検出器４４で受光される。【０００４】
図２Ａ〜図２Ｃに分割型波長板３８、３９の働きを説明するための図が示される。分割型波長板３８、３９は、入射光の光軸に垂直な断面内において、光軸を通り紙面に垂直な直線により２つの領域にそれぞれ分割されている。分割型波長板３８の上側領域、分割型波長板３９の下側領域においては、光軸に垂直な断面内で紙面に平行な方向に対して光学軸の方向が＋４５°の角度をなしており、＋４５°方向の偏光成分と−４５°方向の偏光成分との光路長差は＋λ／４である。一方、分割型波長板３８の下側領域、分割型波長板３９の上側領域においては、光軸に垂直な断面内で紙面に平行な方向に対して光学軸の方向が−４５°の角度をなしており、＋４５°方向の偏光成分と−４５°方向の偏光成分との光路長差は−λ／４である。但し、λは半導体レーザ３１の波長である。分割型波長板３８への入射光の偏光方向は、光軸に垂直な断面内で紙面に平行な方向である。【０００５】
半導体レーザ３１からの出射光が対物レンズ３５によりディスク３６の対象層に集光されている場合、分割型波長板３８、３９は、図２Ａに示されるように、ディスク３６の対象層からの反射光が、凸レンズ３７により分割型波長板３８、３９の中間の位置に集光されるように配置されている。このとき、分割型波長板３８の上側領域、下側領域を通った光は、それぞれ分割型波長板３９の下側領域、上側領域を通る。これらの光に対しては、光路長差がそれぞれ＋λ／２、−λ／２となるため、分割型波長板３８、３９は１／２波長板として働く。従って、分割型波長板３９からの出射光の偏光方向は、光軸に垂直な断面内で紙面に垂直な方向となる。【０００６】
これに対し、ディスク３６の対象層に比べて対物レンズ３５に近い層からの反射光は、図２Ｂに示されるように、凸レンズ３７により分割型波長板３９より後ろの位置に集光される。このとき、分割型波長板３８の上側領域、下側領域を通った光は、それぞれ分割型波長板３９の上側領域、下側領域を通る。これらの光に対しては、光路長差がどちらも０となるため、分割型波長板３８、３９は全波長板として働く。従って、分割型波長板３９からの出射光の偏光方向は、光軸に垂直な断面内で紙面に平行な方向となる。【０００７】
また、ディスク３６の対象層に比べて対物レンズ３５から遠い層からの反射光は、図２Ｃに示されるように、凸レンズ３７により分割型波長板３８より前の位置に集光される。このとき、分割型波長板３８の上側領域、下側領域を通った光は、それぞれ分割型波長板３９の上側領域、下側領域を通る。これらの光に対しては、光路長差がどちらも０となるため、分割型波長板３８、３９は全波長板として働く。従って、分割型波長板３９からの出射光の偏光方向は、光軸に垂直な断面内で紙面に平行な方向となる。【０００８】
その結果、ディスク３６の対象層からの反射光は、偏光ビームスプリッタ４１にＳ偏光として入射し、殆んど全てが反射されて光検出器４４へ向かうが、ディスク３６の非対象層からの反射光は、偏光ビームスプリッタ４１にＰ偏光として入射し、殆んど全てが透過して光検出器４４へ向かわない。これにより、外乱光の光検出器４４への入射が抑制される。【０００９】
図３に、「オプティカルデータストレージ２００６テクニカルダイジェスト、第３１頁〜第３３頁」に記載されている従来の光ヘッド装置の第２の例が示される。半導体レーザ４５からの出射光は、偏光ビームスプリッタ４６にＰ偏光として入射して殆んど全てが透過し、コリメータレンズ４７により平行光化され、１／４波長板４８を透過して直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ４９によりディスク５０の対象層に集光される。ディスク５０の対象層からの反射光は、対物レンズ４９を逆向きに透過し、１／４波長板４８を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光へ変換される。直線偏光に変換された光は、コリメータレンズ４７を逆向きに透過し、偏光ビームスプリッタ４６へＳ偏光として入射して殆んど全てが反射され、分割型波長板５１を透過し、ミラー５２で反射され、分割型波長板５１を逆向きに透過し、偏光ビームスプリッタ４６へＰ偏光として入射して殆んど全てが透過し、凸レンズ５３、円筒レンズ５４を透過し、光検出器５５で受光される。【００１０】
図４Ａ〜図４Ｃに、分割型波長板５１の働きを説明するための図が示される。分割型波長板５１は、入射光の光軸に垂直な断面内において、光軸を通り紙面に垂直な直線により２つの領域に分割されている。分割型波長板５１の左側領域には屈折率異方性がない。一方、分割型波長板５１の右側領域においては、光軸に垂直な断面内で紙面に平行な方向に対して光学軸の方向が４５°の角度をなしており、＋４５°方向の偏光成分と−４５°方向の偏光成分との光路長差はλ／２である。但し、λは半導体レーザ４５の波長である。偏光ビームスプリッタ４６からの分割型波長板５１への入射光の偏光方向は、光軸に垂直な断面内で紙面に垂直な方向である。【００１１】
半導体レーザ４５からの出射光が対物レンズ４９によりディスク５０の対象層に集光されている場合、分割型波長板５１、ミラー５２は、図４Ａに示されるように、ディスク５０の対象層からの反射光が、コリメータレンズ４７によりミラー５２の位置に集光されるように配置されている。このとき、ミラー５２で反射される前に分割型波長板５１の左側領域、右側領域を通った光は、ミラー５２で反射された後にそれぞれ分割型波長板５１の右側領域、左側領域を通る。これらの光に対しては、光路長差がどちらもλ／２となるため、分割型波長板５１は往復で１／２波長板として働く。従って、偏光ビームスプリッタ４６への分割型波長板５１からの出射光の偏光方向は、光軸に垂直な断面内で紙面に平行な方向となる。【００１２】
これに対し、ディスク５０の対象層に比べて対物レンズ４９に近い層からの反射光は、図４Ｂに示されるように、コリメータレンズ４７により、ミラー５２で反射された後の分割型波長板５１より後ろの位置に集光される。このとき、ミラー５２で反射される前に分割型波長板５１の左側領域、右側領域を通った光は、ミラー５２で反射された後にそれぞれ分割型波長板５１の左側領域、右側領域を通る。これらの光に対しては、光路長差がそれぞれ０、λとなるため、分割型波長板５１は往復で全波長板として働く。従って、偏光ビームスプリッタ４６への分割型波長板５１からの出射光の偏光方向は、光軸に垂直な断面内で紙面に垂直な方向となる。【００１３】
また、ディスク５０の対象層に比べて対物レンズ４９から遠い層からの反射光は、図４Ｃに示されるように、コリメータレンズ４７により、ミラー５２で反射される前の分割型波長板５１より前の位置に集光される。このとき、ミラー５２で反射される前に分割型波長板５１の左側領域、右側領域を通った光は、ミラー５２で反射された後にそれぞれ分割型波長板５１の左側領域、右側領域を通る。これらの光に対しては、光路長差がそれぞれ０、λとなるため、分割型波長板５１は往復で全波長板として働く。従って、偏光ビームスプリッタ４６への分割型波長板５１からの出射光の偏光方向は、光軸に垂直な断面内で紙面に垂直な方向となる。【００１４】
その結果、ディスク５０の対象層からの反射光は、偏光ビームスプリッタ４６にＰ偏光として入射し、殆んど全てが透過して光検出器５５へ向かうが、ディスク５０の非対象層からの反射光は、偏光ビームスプリッタ４６にＳ偏光として入射し、殆んど全てが反射されて光検出器５５へ向かわない。これにより、外乱光の光検出器５５への入射が抑制される。【００１５】
その他、特開２００２−７４７２８号公報には、光ピックアップ装置に関する技術が開示されている。この光ピックアップ装置は、光源と、ファイバプローブと、透明部材と、対物レンズと、無偏光ビームスプリッタと、集光レンズと、光検出器と、を備える。ファイバプローブは、コアとクラッドとにより形成されて記録媒体側に位置する端面側に前記コア径より小さい開口を有する。透明部材は、このファイバプローブの屈折率に等しい屈折率を有して、ファイバプローブの光源側に位置する端面に密着させて配置されている。対物レンズは、光源からの光を、透明部材を介してファイバプローブに入射させる。無偏光ビームスプリッタは、記録媒体により反射されてファイバプローブ内を導波して戻ってくる光を光源側とは異なる方向に偏向させる。集光レンズは、この無偏光ビームスプリッタにより偏向された光を集光させる。光検出器は、無偏光ビームスプリッタにより偏向されて集光レンズにより集光される光の強度を検出する。【００１６】
また、特開２００６−２５２７１６号公報には、信号光成分と迷光成分とが混在する光束から前記信号光成分を抽出する抽出光学系に関する技術が開示されている。この抽出光学系は、集光光学素子と、第１の変更光学素子と、第１の分離素子と、第２の分離素子と、第２の変更光学素子とを備える。集光光学素子は、光束の光路上に配置され、光束を集光する。第１の変更光学素子は、集光光学素子と、集光光学素子で集光された信号光成分の第１の集光位置よりも集光光学素子側にある迷光成分の第２の集光位置との間に配置され、その光軸に直交する分割線の一側にある領域に入射した光束の偏光方向を９０°変更する。第１の分離素子は、第２の集光位置と第１の集光位置との間に配置され、第１の集光位置よりも集光光学素子側に集光する迷光成分を反射あるいは吸収する。第２の分離素子は、第１の集光位置と、第１の分離素子を透過した迷光成分の第３の集光位置との間に配置され、第１の分離素子を透過した迷光成分を反射あるいは吸収する。第２の変更光学素子は、第２の分離素子を透過した光束が入射し、その光軸に直交する分割線の一側にある領域、あるいは一側と反対の他側にある領域の一方に入射した光束の偏光状態を９０°変更する。【００１７】
さらに、特開平１０−８３５５８号公報によれば、光ヘッドは、光源と、レンズと、分離器と、光検出器を備える。レンズは、光源から出射された光を光記録媒体に集光する。分離器は、光記録媒体で反射された光を分離する。光検出器は、分離器で分離された光を光電変換する。この光ヘッドにおいて、光源とレンズの間に円形開口部と偏光部とを形成した検光子が設置され、かつ分離器と光検出器との間に偏光分離器が設置されている。光源は、異なる偏光成分を含んだ光を前記検光子に供給する。検光子の偏光部は、一方向の偏光成分のビーム径を円形開口部の大きさに制限し、他方向の偏光成分のビーム径を円形開口部の大きさに制限しない構成とされる。偏光分離器は、一方向の偏光成分と他方向の偏光成分とを偏光成分ごとに分離する構成とされる。一方向の偏光成分のビームは誤差信号の検出に用いられ、他方向の偏光成分のビームはデータ信号の検出に用いられる。【００１８】
また、ＷＯ２００４／００８１９６号公報には、波長板および偏光子に関する技術が開示されている。【００１９】
上記のように、従来の光ヘッド装置においては、ディスク３６の対象層からの反射光を凸レンズ３７により一度集光したのち、拡がった光を凸レンズ４２により再度集光して光検出器４４へ導く。また、図３に示される光ヘッド装置においては、ディスク５０の対象層からの反射光をコリメータレンズ４７により一度集光したのち、拡がった光を凸レンズ５３により再度集光して光検出器５５へ導く。このため、ディスクから光検出器までの光路長が非常に長くなり、光ヘッド装置を小型化することが困難である。
【発明の開示】
【００２０】
本発明の目的は、外乱光の光検出器への入射が抑制され、小型化が可能な光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の観点では、光ヘッド装置は、光源と、対物レンズと、非軸対称光学系と、光検出器と、波長板と、偏光子とを具備する。光源は、情報トラックが形成された複数の記録層を有する光記録媒体に照射する出射光を生成する。対物レンズは、複数の記録層のうちの選択される所定の記録層に出射光を集光して集光スポットを形成する。非軸対称光学系は、所定の記録層で反射された反射光の光路中に設けられ、反射光に非点収差を付与すると共に反射光を集光する。光検出器は、非軸対称光学系により形成される反射光の最小錯乱円の位置に設けられ、反射光を受光する。波長板は、非軸対称光学系により形成される反射光の前側焦線の位置と非軸対称光学系との間に設けられる。この波長板は、反射光の光軸に垂直な断面において、透過した光の偏光方向が互いに直交する第１領域群と第２領域群とに分割されている。偏光子は、前側焦線の位置と光検出器との間に設けられ、第１領域群に対応する第１偏光子領域群と第２領域群に対応する第２偏光子領域群とに分割されている。第１偏光子領域群を透過した光の偏光方向は、第１領域群を透過した光の偏光方向と直交し、第２偏光子領域群を透過した光の偏光方向は、第２領域群を透過した光の偏光方向と直交する。
換言すると、第１領域群と第２領域群とを有する波長板は、反射光の光軸に垂直な面をその反射光が透過する領域において、透過した光の偏光方向が、直角となるように構成されている。そして、偏光子は、第１領域群に対応する第１偏光子領域群と第２領域群に対応する第２偏光子領域群とを備えている。第１偏光子領域群は、透過した光の偏光方向を、第１領域群を透過した光の偏光方向に対して直角にする。第２偏光子領域群は、透過した光の偏光方向を、第２領域群を透過した光の偏光方向に対して直角にする。
【００２２】
また、本発明の他の観点では、光学式情報記録再生方法は、光源ステップと、集光ステップと、非軸対称ステップと、光検出ステップと、第１透過ステップと、第２透過ステップとを備える。光源ステップでは、情報トラックが形成された複数の記録層を有する光記録媒体に照射する出射光が生成される。集光ステップでは、光源ステップで生成された出射光を複数の記録層のうちの所定の記録層に集光して集光スポットが形成される。非軸対称ステップでは、所定の記録層で反射された反射光は非点収差が付与されて集光される。光検出ステップでは、非軸対称ステップによって形成される反射光の最小錯乱円の位置で反射光が受光されて電気信号に変換される。第１透過ステップでは、非軸対称光学ステップによって反射光が前側焦線を形成する前に、反射光が透過される。この第１透過ステップは、反射光の光軸に垂直な断面の第１領域群において第１の偏光方向の光を透過するステップと、反射光の光軸に垂直な断面の第２領域群において第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の光を透過するステップとを含む。第２透過ステップでは、第１透過ステップにより透過され、前側焦線を形成した後の反射光が透過される。この第２透過ステップは、第１領域群に対応する第３領域群において第２の偏光方向の光を透過するステップと、第２領域群に対応する第４領域群において第１の偏光方向の光を透過するステップとを含む。
【００２３】
本発明によれば、光記録媒体の対象層からの反射光を非軸対称光学系により一度集光するだけで光検出器へ導くため、小型化が可能な光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供することができる。また、本発明によれば、複数の記録層を有する光記録媒体に対して記録や再生を行う場合、光記録媒体の非対象層からの反射光を光検出器へ導かないため、外乱光の光検出器への入射が抑制される光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
上記発明の目的、効果、特徴は、添付される図面と連携して実施の形態の記述から、より明らかになる。【００２５】
【図１】図１は、従来の光ヘッド装置の構成例を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、従来の光ヘッド装置における分割型波長板の働きを説明するための図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、従来の光ヘッド装置における分割型波長板の働きを説明するための図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、従来の光ヘッド装置における分割型波長板の働きを説明するための図である。
【図３】図３は、従来の光ヘッド装置の他の構成例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、従来の光ヘッド装置における分割型波長板の働きを説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、従来の光ヘッド装置における分割型波長板の働きを説明するための図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、従来の光ヘッド装置における分割型波長板の働きを説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る、光学式情報記録再生装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る、光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る、ディスクの対象層および非対象層からの反射光の集光点と分割型波長板、分割型光子、光検出器の位置関係を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る、同ディスクの対象層および非対象層からの反射光の集光点と分割型波長板、分割型光子、光検出器の位置関係を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係る、ディスクの対象層および非対象層からの反射光の集光点と分割型波長板、分割型光子、光検出器の位置関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係る、分割型波長板および分割型偏光子の斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明の第２の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明の第３の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、本発明の第３の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の第３の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明の第４の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明の第４の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、本発明の第４の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の第４の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本発明の第４の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、本発明の第５の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、本発明の第５の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、本発明の第５の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明の第５の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明の第５の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明の第６の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本発明の第６の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、本発明の第６の実施の形態に係る、分割型波長板のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本発明の第６の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本発明の第６の実施の形態に係る、分割型偏光子のパタンおよび働きを説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。しかしながら、係る形態は本発明の技術的範囲を限定するものではない。【００２７】
図５に、本発明を実施するための最良の形態に係る情報記録再生装置の構成を示すブロック図が示される。光学式情報記録再生装置は、光ヘッド装置６０、コントローラ２２、変調回路２３、記録信号生成回路２４、半導体レーザ駆動回路２５、増幅回路２６、再生信号処理回路２７、復調回路２８、誤差信号生成回路２９、対物レンズ駆動回路３０を具備する。これらの回路は、コントローラ２２により制御される。変調回路２３、記録信号生成回路２４、半導体レーザ駆動回路２５は第１の回路系に相当し、増幅回路２６、再生信号処理回路２７、復調回路２８は第２の回路系に相当し、増幅回路２６、誤差信号生成回路２９、対物レンズ駆動回路３０は第３の回路系に相当する。光ヘッド装置６０は、半導体レーザ１、光検出器１２、対物レンズ５を具備し、その詳細は後述される。【００２８】
ディスク６へデータを記録する場合、変調回路２３は、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２４は、変調回路２３で変調された信号に基づいて、記録ストラテジに従って半導体レーザ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２５は、記録信号生成回路２４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。これに対し、ディスク６からデータを再生する場合、半導体レーザ駆動回路２５は、半導体レーザ１からの出射光のパワーが一定になるように、半導体レーザ１へ一定の電流を供給して半導体レーザ１を駆動する。【００２９】
増幅回路２６は、光検出器１２の各受光部から出力される電圧信号を増幅する。ディスク６からデータを再生する場合、再生信号処理回路２７は、増幅回路２６で増幅された電圧信号に基づいて、ディスク６に記録されたマーク／スペース信号である再生信号の生成、波形等化、２値化を行う。復調回路２８は、再生信号処理回路２７で２値化された信号を復調規則に従って復調する。誤差信号生成回路２９は、増幅回路２６で増幅された電圧信号に基づいて、対物レンズ５を駆動するための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。対物レンズ駆動回路３０は、誤差信号生成回路２９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、アクチュエータ（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５を駆動する。さらに、光ヘッド装置６０は、ポジショナ（図示せず）によりディスク６の半径方向へ駆動され、ディスク６はスピンドル（図示せず）により回転駆動される。以下に、光ヘッド装置６０の詳細が説明される。【００３０】
図６に、本発明の第１の実施の形態に係る光ヘッド装置６０の構成を示すブロック図が示される。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、１／４波長板４、対物レンズ５、円筒レンズ７、凸レンズ８、１／２波長板９、分割型波長板１０、分割型偏光子１１、光検出器１２を具備する。【００３１】
光源である半導体レーザ１からの出射光は、コリメータレンズ２により平行光化され、偏光ビームスプリッタ３へＰ偏光として入射して殆んど全てが透過し、１／４波長板４を透過して直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ５により光記録媒体であるディスク６の対象層に集光される。ディスク６の対象層からの反射光は、対物レンズ５を逆向きに透過し、１／４波長板４を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光へ変換される。直線偏光へ変換された光は、偏光ビームスプリッタ３へＳ偏光として入射して殆んど全てが反射され、非軸対称光学系を構成する円筒レンズ７および凸レンズ８を透過し、１／２波長板９、分割型波長板１０、分割型偏光子１１を透過し、光検出器１２で受光される。円筒レンズ７はディスク６の対象層からの反射光に非点収差を付与する働きをし、凸レンズ８はディスク６の対象層からの反射光を集光する働きをする。【００３２】
図７Ａ〜図７Ｂに、ディスク６の対象層および非対象層からの反射光の集光点と分割型波長板１０、分割型偏光子１１、光検出器１２の位置関係を示す。ディスク６の対象層からの反射光は、円筒レンズ７および凸レンズ８により前側焦線、最小錯乱円、後側焦線を形成する。円筒レンズ７の母線は、ディスク６の半径方向（情報トラックに垂直な方向）に対応する方向および接線方向（情報トラックに平行な方向）に対応する方向に対して４５°の角度をなしている。円筒レンズ７が円筒凸レンズである場合、前側焦線は円筒レンズ７の母線に平行であり、円筒凹レンズである場合、前側焦線は円筒レンズ７の母線に垂直である。図中の実線、破線は、それぞれ光軸を含み前側焦線に平行、垂直な面内における、ディスク６の対象層および非対象層からの反射光を表している。【００３３】
半導体レーザ１からの出射光が対物レンズ５によりディスク６の対象層に集光されている場合、図７Ａに示されるように、光検出器１２は、ディスク６の対象層からの反射光の最小錯乱円の位置に配置されている。また、分割型波長板１０は、ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線の位置と凸レンズ８との間に配置されており、分割型偏光子１１は、ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線の位置と光検出器１２との間に配置されている。このように光検出器１２と分割型波長板１０と分割型偏光子１１とが配置されていると、ディスク６の対象層より対物レンズ５に近い層からの反射光は、図７Ｂに示されるように、円筒レンズ７および凸レンズ８により、光検出器１２より後ろの位置に前側焦線、最小錯乱円、後側焦線を形成する。また、ディスク６の対象層より対物レンズ５から遠い層からの反射光は、図７Ｃに示されるように、円筒レンズ７および凸レンズ８により、分割型波長板１０より前の位置に前側焦線、最小錯乱円、後側焦線を形成する。【００３４】
光検出器１２は、ディスク６の半径方向に対応する分割線および接線方向に対応する分割線で隔てられた４つの受光部を有する。４つの受光部からの出力に基づいてフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、および情報トラックに沿って記録されたマーク／スペース信号が検出される。フォーカス誤差信号は、公知の非点収差法により検出される。トラック誤差信号は、ディスク６が再生専用型のディスクである場合は公知の位相差法、ディスク６が追記型または書換可能型のディスクである場合は公知のプッシュプル法により検出される。マーク／スペース信号は、４つの受光部からの出力の和の高周波成分から検出される。【００３５】
図８は、分割型波長板１０および分割型偏光子１１の斜視図である。分割型波長板１０および分割型偏光子１１は、周期的な溝が形成された基板１３上に、高屈折率層１４、低屈折率層１５が交互に堆積されている。例えば、基板１３の材質としては石英、高屈折率層１４の材質としてはＴａ２Ｏ５、低屈折率層１５の材質としてはＳｉＯ２等が用いられる。基板１３に形成される溝の基板面内の周期、高屈折率層１４と低屈折率層１５の厚さ方向の周期等を適切に調整することにより、所望の特性の波長板および偏光子を作製することができる。このような波長板および偏光子は、例えばＷＯ２００４／００８１９６号公報に開示されている。図８に示される構成の波長板において、光学軸の方向は、基板１３に形成された溝に平行な方向である。また、図８に示される構成の偏光子においては、偏光方向が基板１３に形成された溝に平行な方向の光（ＴＥ偏光）は反射され、偏光方向が基板１３に形成された溝に垂直な方向の光（ＴＭ偏光）は透過する。【００３６】
本実施の形態における分割型波長板１０は、入射光の光軸に垂直な断面内において、それぞれを透過した光の偏光方向を互いに直交させる２つの領域群に分割されている分割型波長板１０ａである。分割型波長板１０ａは、２つの領域群の間で、基板１３に形成された溝の方向を互いに異ならせることにより実現できる。【００３７】
図９Ａ〜図９Ｃに分割型波長板１０ａのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図９Ａに示されるように、分割型波長板１０ａは領域１７ａ、１７ｂの２つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における光学軸の方向を表している。領域１７ａにおける光学軸の方向はＸ軸方向に対して＋２２．５°の角度をなしており、領域１７ｂにおける光学軸の方向は、Ｘ軸方向に対して＋６７．５°の角度をなしている。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位相差は１８０°である。なお、図中の破線で囲まれた領域は、分割型波長板１０ａ上の光の断面を表している。【００３８】
図９Ｂは、分割型波長板１０ａへの入射光の断面を表している。偏光ビームスプリッタ３で反射された光の偏光方向はＹ軸方向であるが、１／２波長板９の働きにより、分割型波長板１０ａへの入射光の偏光方向は、図中に矢印で示されるように、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図９Ｃは、このときの分割型波長板１０ａからの出射光の断面を表している。分割型波長板１０ａからの出射光は、断面内で領域１９ａ、１９ｂの２つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。領域１９ａ、１９ｂは、それぞれ分割型波長板１０ａの領域１７ａ、１７ｂを透過した光に対応している。領域１９ａにおける偏光方向はＸ軸方向であり、領域１９ｂにおける偏光方向はＹ軸方向である。【００３９】
本実施の形態における分割型偏光子１１は、入射光の光軸に垂直な断面内において、それぞれが透過させる光の偏光方向が互いに直交している２つの領域群に分割されている分割型偏光子１１ａである。分割型偏光子１１ａは、２つの領域群の間で、基板１３に形成された溝の方向を互いに異ならせることにより実現できる。【００４０】
図１０Ａ〜図１０Ｂに分割型偏光子１１ａのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１０Ａに示されるように、分割型偏光子１１ａは、領域１８ａ、１８ｂの２つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域が透過させる光の偏光方向を表している。領域１８ａが透過させる光の偏光方向はＹ軸方向であり、領域１８ｂが透過させる光の偏光方向はＸ軸方向である。なお、図中の破線で囲まれた領域は、分割型偏光子１１ａ上の光の断面を表している。【００４１】
図１０Ｂは分割型偏光子１１ａへの入射光の断面を表している。分割型偏光子１１ａへの入射光は、断面内で領域１９ａ、１９ｂの２つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。領域１９ａ、１９ｂは、それぞれ分割型偏光子１１ａの領域１８ａ、１８ｂへの入射光に対応している。【００４２】
ディスク６の対象層からの反射光は、分割型波長板１０ａと分割型偏光子１１ａとの間で、前側焦線に関して対称に断面内の偏光方向の分布が入れ替わる。このため、領域１９ａにおける偏光方向は図９Ｃの領域１９ｂと同じＹ軸方向となり、領域１９ｂにおける偏光方向は図９Ｃの領域１９ａと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域１９ａ、１９ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ａの領域１８ａ、１８ｂが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からの反射光は、全てが分割型偏光子１１ａを透過して光検出器１２へ入射する。【００４３】
これに対し、ディスク６の非対象層からの反射光は、分割型波長板１０ａと分割型偏光子１１ａとの間で断面内の偏光方向の分布が変化しない。このため、領域１９ａにおける偏光方向は図９Ｃの領域１９ａと同じＸ軸方向となり、領域１９ｂにおける偏光方向は図９Ｃの領域１９ｂと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域１９ａ、１９ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ａの領域１８ａ、１８ｂが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からの反射光は、全てが分割型偏光子１１ａで反射されて光検出器１２へ入射しない。【００４４】
本実施の形態においては、分割型波長板１０ａへの入射光の偏光方向は、１／２波長板９により、分割型波長板１０ａの各領域における光学軸の方向に対して適切な方向になるように設定されている。しかし、１／２波長板９を削除し、分割型波長板１０ａの各領域における光学軸の方向を、分割型波長板１０ａへの入射光の偏光方向に対して適切な方向になるように設定することも可能である。【００４５】
本発明の光ヘッド装置の第２の実施の形態は、第１の実施の形態における分割型波長板１０ａ、分割型偏光子１１ａをそれぞれ分割型波長板１０ｂ、分割型偏光子１１ｂで置き換えたものである。【００４６】
図１１Ａ〜図１１Ｃに分割型波長板１０ｂのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１１Ａに示されるように、分割型波長板１０ｂは、領域１７ｃ〜１７ｆの４つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における光学軸の方向を表している。領域１７ｃ、１７ｄにおける光学軸の方向は、Ｘ軸方向に対して＋２２．５°の角度をなしている。領域１７ｅ、１７ｆにおける光学軸の方向は、Ｘ軸方向に対して＋６７．５°の角度をなしている。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の位相差は１８０°である。なお、図中の破線で囲まれた領域は、分割型波長板１０ｂ上の光の断面を表している。【００４７】
図１１Ｂは、分割型波長板１０ｂへの入射光の断面を表している。偏光ビームスプリッタ３で反射された光の偏光方向はＹ軸方向であるが、１／２波長板９の働きにより、分割型波長板１０ｂへの入射光の偏光方向は、図中に矢印で示されるように、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１１Ｃは、このときの分割型波長板１０ｂからの出射光の断面を表している。分割型波長板１０ｂからの出射光は、断面内で領域１９ｃ〜１９ｆの４つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。領域１９ｃ〜１９ｆは、それぞれ分割型波長板１０ｂの領域１７ｃ〜１７ｆを透過した光に対応している。領域１９ｃ、１９ｄにおける偏光方向はＸ軸方向であり、領域１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向はＹ軸方向である。【００４８】
図１２Ａ〜図１２Ｂに分割型偏光子１１ｂのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１２Ａに示されるように、分割型偏光子１１ｂは、領域１８ｃ〜１８ｆの４つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域が透過させる光の偏光方向を表している。領域１８ｃ、１８ｄが透過させる光の偏光方向はＹ軸方向であり、領域１８ｅ、１８ｆが透過させる光の偏光方向はＸ軸方向である。なお、図中の破線で囲まれた領域は、分割型偏光子１１ｂ上の光の断面を表している。【００４９】
図１２Ｂは分割型偏光子１１ｂへの入射光の断面を表している。分割型偏光子１１ｂへの入射光は、断面内で領域１９ｃ〜１９ｆの４つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。領域１９ｃ〜１９ｆは、それぞれ分割型偏光子１１ｂの領域１８ｃ〜１８ｆへの入射光に対応している。【００５０】
ディスク６の対象層からの反射光は、分割型波長板１０ｂと分割型偏光子１１ｂとの間で、前側焦線に関して対称に断面内の偏光方向の分布が入れ替わる。このため、領域１９ｃ、１９ｄにおける偏光方向はそれぞれ図１１Ｃの領域１９ｆ、１９ｅと同じＹ軸方向となり、領域１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向はそれぞれ図１１Ｃの領域１９ｄ、１９ｃと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域１９ｃ〜１９ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｂの領域１８ｃ〜１８ｆが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｂを透過して光検出器１２へ入射する。【００５１】
これに対し、ディスク６の非対象層からの反射光は、分割型波長板１０ｂと分割型偏光子１１ｂとの間で断面内の偏光方向の分布が変化しない。このため、領域１９ｃ、１９ｄにおける偏光方向はそれぞれ図１１Ｃの領域１９ｃ、１９ｄと同じＸ軸方向となり、領域１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向はそれぞれ図１１Ｃの領域１９ｅ、１９ｆと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域１９ｃ〜１９ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｂの領域１８ｃ〜１８ｆが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｂで反射されて光検出器１２へ入射しない。【００５２】
本実施の形態においては、光検出器１２へ入射するディスク６の対象層からの反射光の偏光方向が、領域１９ｃ、１９ｄにおいてはＹ軸方向となり、領域１９ｅ、１９ｆにおいてはＸ軸方向となるように、分割型波長板１０ｂの各領域における光学軸の方向、および分割型偏光子１１ｂの各領域が透過させる光の偏光方向が適切に設定されている。これに対し、光検出器１２へ入射するディスク６の対象層からの反射光の偏光方向が、領域１９ｃ、１９ｄにおいてはＸ軸方向となり、領域１９ｅ、１９ｆにおいてはＹ軸方向となるように、分割型波長板１０ｂの各領域における光学軸の方向、および分割型偏光子１１ｂの各領域が透過させる光の偏光方向を適切に設定することも可能である。【００５３】
ディスク６の対象層のデフォーカス量の変化に伴い、光検出器１２の受光部上に形成される光スポットは、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなす方向（＋４５°方向）の径と、Ｘ軸方向に対して−４５°の角度をなす方向（−４５°方向）の径との比である楕円率が変化する。第１の実施の形態においては、光検出器１２への入射光は、＋４５°方向を基準とした断面内の偏光方向の分布と−４５°方向を基準とした断面内の偏光方向の分布が異なっている。このため、ディスク６の対象層のデフォーカス量の変化に伴う光スポットの楕円率の変化は、デフォーカスの符号により異なる挙動を示す。その結果、非点収差法によるフォーカス誤差信号の波形は、デフォーカス量が０の点に関して対称にならない。これに対し、第２の実施の形態においては、光検出器１２への入射光は、＋４５°方向を基準とした断面内の偏光方向の分布と−４５°方向を基準とした断面内の偏光方向の分布とが同じである。このため、ディスク６の対象層のデフォーカス量の変化に伴う光スポットの楕円率の変化は、デフォーカスの符号によらず同じ挙動を示す。その結果、非点収差法によるフォーカス誤差信号の波形は、デフォーカス量が０の点に関して対称になる。【００５４】
本発明の光ヘッド装置の第３の実施の形態は、第１の実施の形態におけるコリメータレンズ２と偏光ビームスプリッタ３との間に、半導体レーザ１からの出射光をメインビームである０次光、２つのサブビームである±１次回折光の３つの光に分割する回折光学素子が設けられる。また、第３の実施の形態における光ヘッド装置には、分割型波長板１０ｃ、分割型偏光子１１ｃが備えられている。【００５５】
対物レンズ５はメインビームおよび２つのサブビームをディスク６の対象層に集光し、光検出器１２はディスク６の対象層からのメインビームの反射光および２つのサブビームの反射光を受光する。【００５６】
光検出器１２は、メインビームに対しては、ディスク６の半径方向に対応する分割線および接線方向に対応する分割線で隔てられた４つの受光部を有し、２つのサブビームのそれぞれに対しては、ディスク６の半径方向に対応する分割線で隔てられた２つの受光部を有する。８つの受光部からの出力に基づいてフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、および情報トラックに沿って記録されたマーク／スペース信号が検出される。フォーカス誤差信号は、公知の非点収差法により検出される。トラック誤差信号は、ディスク６が再生専用型のディスクである場合は公知の位相差法、ディスク６が追記型または書換可能型のディスクである場合は公知の差動プッシュプル法により検出される。マーク／スペース信号はメインビームに対する４つの受光部からの出力の和の高周波成分から検出される。【００５７】
図１３Ａ〜図１３Ｃに分割型波長板１０ｃのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１３Ａに示されるように、分割型波長板１０ｃは領域１７ｇ〜１７ｊの４つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における光学軸の方向を表している。領域１７ｈ、１７ｊにおける光学軸の方向は、Ｘ軸方向に対して＋２２．５°の角度をなしている。領域１７ｇ、１７ｉにおける光学軸の方向は、Ｘ軸方向に対して＋６７．５°の角度をなしている。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位相差は１８０°である。なお、図中の破線で囲まれた３つの領域は、分割型波長板１０ｃ上の光であるメインビームおよび２つのサブビームの断面を表している。【００５８】
図１３Ｂは、分割型波長板１０ｃへの入射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。偏光ビームスプリッタ３で反射された光の偏光方向はＹ軸方向であるが、１／２波長板９の働きにより、分割型波長板１０ｃへの入射光の偏光方向は、図中に矢印で示されるように、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１３Ｃは、このときの分割型波長板１０ｃからの出射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。分割型波長板１０ｃからの出射光であるメインビーム１６ａは、断面内で領域１９ａ、１９ｂの２つの領域に分割されている。サブビーム１６ｂは、断面内で領域２０ａ、２０ｂの２つの領域に分割されている。サブビーム１６ｃは、断面内で領域２１ａ、２１ｂの２つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。【００５９】
メインビーム１６ａの領域１９ａ、１９ｂは、それぞれ分割型波長板１０ｃの領域１７ｈ、１７ｉを透過した光に対応している。領域１９ａにおける偏光方向はＸ軸方向であり、領域１９ｂにおける偏光方向はＹ軸方向である。サブビーム１６ｂの領域２０ａ、２０ｂは、それぞれ分割型波長板１０ｃの領域１７ｇ、１７ｈを透過した光に対応している。領域２０ａにおける偏光方向はＹ軸方向であり、領域２０ｂにおける偏光方向はＸ軸方向である。サブビーム１６ｃの領域２１ａ、２１ｂは、それぞれ分割型波長板１０ｃの領域１７ｉ、１７ｊを透過した光に対応している。領域２１ａにおける偏光方向はＹ軸方向であり、領域２１ｂにおける偏光方向はＸ軸方向である。【００６０】
図１４Ａ〜図１４Ｂに分割型偏光子１１ｃのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１４Ａに示されるように、分割型偏光子１１ｃは、領域１８ｇ〜１８ｊの４つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域が透過させる光の偏光方向を表している。領域１８ｈ、１８ｊが透過させる光の偏光方向はＹ軸方向であり、領域１８ｇ、１８ｉが透過させる光の偏光方向はＸ軸方向である。なお、図中の破線で囲まれた３つの領域は分割型偏光子１１ｃ上の光であるメインビームおよび２つのサブビームの断面を表している。【００６１】
図１４Ｂは、分割型偏光子１１ｃへの入射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。分割型偏光子１１ｃへの入射光であるメインビーム１６ａは、断面内で領域１９ａ、１９ｂの２つの領域に分割されている。サブビーム１６ｂは、断面内で領域２０ａ、２０ｂの２つの領域に分割されている。サブビーム１６ｃは、断面内で領域２１ａ、２１ｂの２つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。メインビーム１６ａの領域１９ａ、１９ｂは、それぞれ分割型偏光子１１ｃの領域１８ｈ、１８ｉへの入射光に対応している。サブビーム１６ｂの領域２０ａ、２０ｂは、それぞれ分割型偏光子１１ｃの領域１８ｇ、１８ｈへの入射光に対応している。サブビーム１６ｃの領域２１ａ、２１ｂは、それぞれ分割型偏光子１１ｃの領域１８ｉ、１８ｊへの入射光に対応している。【００６２】
ディスク６の対象層からの反射光は、分割型波長板１０ｃと分割型偏光子１１ｃとの間で、前側焦線に関して対称に断面内の偏光方向の分布が入れ替わる。このため、メインビーム１６ａの領域１９ａにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域１９ｂと同じＹ軸方向となり、領域１９ｂにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域１９ａと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域１９ａ、１９ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｃの領域１８ｈ、１８ｉが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのメインビーム１６ａの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｃを透過して光検出器１２へ入射する。一方、サブビーム１６ｂの領域２０ａにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域２０ｂと同じＸ軸方向となり、領域２０ｂにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域２０ａと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域２０ａ、２０ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｃの領域１８ｇ、１８ｈが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのサブビーム１６ｂの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｃを透過して光検出器１２へ入射する。また、サブビーム１６ｃの領域２１ａにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域２１ｂと同じＸ軸方向となり、領域２１ｂにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域２１ａと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域２１ａ、２１ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｃの領域１８ｉ、１８ｊが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのサブビーム１６ｃの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｃを透過して光検出器１２へ入射する。【００６３】
これに対し、ディスク６の非対象層からの反射光は、分割型波長板１０ｃと分割型偏光子１１ｃとの間で断面内の偏光方向の分布が変化しない。このため、メインビーム１６ａの領域１９ａにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域１９ａと同じＸ軸方向となり、領域１９ｂにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域１９ｂと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域１９ａ、１９ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｃの領域１８ｈ、１８ｉが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からのメインビーム１６ａの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｃで反射されて光検出器１２へ入射しない。一方、サブビーム１６ｂの領域２０ａにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域２０ａと同じＹ軸方向となり、領域２０ｂにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域２０ｂと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域２０ａ、２０ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｃの領域１８ｇ、１８ｈが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からのサブビーム１６ｂの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｃで反射されて光検出器１２へ入射しない。また、サブビーム１６ｃの領域２１ａにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域２１ａと同じＹ軸方向となり、領域２１ｂにおける偏光方向は、図１３Ｃの領域２１ｂと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域２１ａ、２１ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｃの領域１８ｉ、１８ｊが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からのサブビーム１６ｃの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｃで反射されて光検出器１２へ入射しない。【００６４】
複数の記録層を有する光記録媒体に対し、従来の一般的な３ビームの光ヘッド装置を用いて記録や再生を行う場合、対物レンズはメインビームおよび２つのサブビームを対象層に集光し、光検出器は、対象層からのメインビームの反射光および２つのサブビームの反射光を受光する。このとき、非対象層からのメインビームの反射光の一部が、対象層からのメインビームの反射光を受光する受光部だけでなく、対象層からの２つのサブビームの反射光を受光する受光部へもメインビームの外乱光として入射する。また、非対象層からの２つのサブビームの反射光の一部が、対象層からの２つのサブビームの反射光を受光する受光部だけでなく、対象層からのメインビームの反射光を受光する受光部へも２つのサブビームの外乱光として入射する。本実施の形態によれば、メインビームの外乱光および２つのサブビームの外乱光の光検出器への入射が抑制される。【００６５】
本発明の光ヘッド装置の第４の実施の形態は、第３の実施の形態における分割型波長板１０ｃ、分割型偏光子１１ｃをそれぞれ分割型波長板１０ｄ、分割型偏光子１１ｄで置き換えたものである。【００６６】
図１５Ａ〜図１５Ｃに分割型波長板１０ｄのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１５Ａに示されるように、分割型波長板１０ｄは、領域１７ｋ〜１７ｐの６つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における光学軸の方向を表している。領域１７ｋ〜１７ｎにおける光学軸の方向は、Ｘ軸方向に対して＋２２．５°の角度をなしている。領域１７ｏ、１７ｐにおける光学軸の方向は、Ｘ軸方向に対して＋６７．５°の角度をなしている。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の位相差は１８０°である。なお、図中の破線で囲まれた３つの領域は、分割型波長板１０ｄ上の光であるメインビームおよび２つのサブビームの断面を表している。【００６７】
図１５Ｂは、分割型波長板１０ｄへの入射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。偏光ビームスプリッタ３で反射された光の偏光方向はＹ軸方向であるが、１／２波長板９の働きにより、分割型波長板１０ｄへの入射光の偏光方向は、図中に矢印で示されるように、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１５Ｃは、このときの分割型波長板１０ｄからの出射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。分割型波長板１０ｄからの出射光であるメインビーム１６ａは、断面内で領域１９ｃ〜１９ｆの４つの領域に分割されている。サブビーム１６ｂは、断面内で領域２０ｃ〜２０ｆの４つの領域に分割されている。サブビーム１６ｃは、断面内で領域２１ｃ〜２１ｆの４つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。メインビーム１６ａの領域１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆは、それぞれ分割型波長板１０ｄの領域１７ｌ、１７ｍ、１７ｏ、１７ｐを透過した光に対応している。領域１９ｃ、１９ｄにおける偏光方向はＸ軸方向であり、領域１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向はＹ軸方向である。サブビーム１６ｂの領域２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは、それぞれ分割型波長板１０ｄの領域１７ｋ、１７ｌ、１７ｏ、１７ｐを透過した光に対応している。領域２０ｃ、２０ｄにおける偏光方向はＸ軸方向であり、領域２０ｅ、２０ｆにおける偏光方向はＹ軸方向である。サブビーム１６ｃの領域２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆは、それぞれ分割型波長板１０ｄの領域１７ｍ、１７ｎ、１７ｏ、１７ｐを透過した光に対応している。領域２１ｃ、２１ｄにおける偏光方向はＸ軸方向であり、領域２１ｅ、２１ｆにおける偏光方向はＹ軸方向である。【００６８】
図１６Ａ〜図１６Ｂに分割型偏光子１１ｄのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１６Ａに示されるように、分割型偏光子１１ｄは、領域１８ｋ〜１８ｐの６つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域が透過させる光の偏光方向を表している。領域１８ｋ〜１８ｎが透過させる光の偏光方向はＹ軸方向であり、領域１８ｏ、１８ｐが透過させる光の偏光方向はＸ軸方向である。なお、図中の破線で囲まれた３つの領域は、分割型偏光子１１ｄ上の光であるメインビームおよび２つのサブビームの断面を表している。【００６９】
図１６Ｂは、分割型偏光子１１ｄへの入射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。分割型偏光子１１ｄへの入射光であるメインビーム１６ａは、断面内で領域１９ｃ〜１９ｆの４つの領域に分割されている。サブビーム１６ｂは断面内で領域２０ｃ〜２０ｆの４つの領域に分割されている。サブビーム１６ｃは断面内で領域２１ｃ〜２１ｆの４つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。メインビーム１６ａの領域１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆは、それぞれ分割型偏光子１１ｄの領域１８ｌ、１８ｍ、１８ｏ、１８ｐへの入射光に対応している。サブビーム１６ｂの領域２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは、それぞれ分割型偏光子１１ｄの領域１８ｋ、１８ｌ、１８ｏ、１８ｐへの入射光に対応している。サブビーム１６ｃの領域２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆは、それぞれ分割型偏光子１１ｄの領域１８ｍ、１８ｎ、１８ｏ、１８ｐへの入射光に対応している。【００７０】
ディスク６の対象層からの反射光は、分割型波長板１０ｄと分割型偏光子１１ｄとの間で、前側焦線に関して対称に断面内の偏光方向の分布が入れ替わる。このため、メインビーム１６ａの領域１９ｃ、１９ｄにおける偏光方向は、図１５Ｃの領域１９ｆ、１９ｅと同じＹ軸方向となり、領域１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向は、図１５Ｃの領域１９ｄ、１９ｃと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｄの領域１８ｌ、１８ｍ、１８ｏ、１８ｐが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのメインビーム１６ａの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｄを透過して光検出器１２へ入射する。一方、サブビーム１６ｂの領域２０ｃ、２０ｄにおける偏光方向は、図１５Ｃの領域２０ｆ、２０ｅと同じＹ軸方向となり、領域２０ｅ、２０ｆにおける偏光方向は図１５Ｃの領域２０ｄ、２０ｃと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｄの領域１８ｋ、１８ｌ、１８ｏ、１８ｐが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのサブビーム１６ｂの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｄを透過して光検出器１２へ入射する。また、サブビーム１６ｃの領域２１ｃ、２１ｄにおける偏光方向は、図１５Ｃの領域２１ｆ、２１ｅと同じＹ軸方向となり、領域２１ｅ、２１ｆにおける偏光方向は、図１５Ｃの領域２１ｄ、２１ｃと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｄの領域１８ｍ、１８ｎ、１８ｏ、１８ｐが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのサブビーム１６ｃの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｄを透過して光検出器１２へ入射する。【００７１】
これに対し、ディスク６の非対象層からの反射光は、分割型波長板１０ｄと分割型偏光子１１ｄとの間で断面内の偏光方向の分布が変化しない。このため、メインビーム１６ａの領域１９ｃ、１９ｄにおける偏光方向は図１５Ｃの領域１９ｃ、１９ｄと同じＸ軸方向となり、領域１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向は図１５Ｃの領域１９ｅ、１９ｆと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｄの領域１８ｌ、１８ｍ、１８ｏ、１８ｐが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からのメインビーム１６ａの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｄで反射されて光検出器１２へ入射しない。一方、サブビーム１６ｂの領域２０ｃ、２０ｄにおける偏光方向は、図１５Ｃの領域２０ｃ、２０ｄと同じＸ軸方向となり、領域２０ｅ、２０ｆにおける偏光方向は、図１５Ｃの領域２０ｅ、２０ｆと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｄの領域１８ｋ、１８ｌ、１８ｏ、１８ｐが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からのサブビーム１６ｂの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｄで反射されて光検出器１２へ入射しない。また、サブビーム１６ｃの領域２１ｃ、２１ｄにおける偏光方向は、図１５Ｃの領域２１ｃ、２１ｄと同じＸ軸方向となり、領域２１ｅ、２１ｆにおける偏光方向は、図１５Ｃの領域２１ｅ、２１ｆと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｄの領域１８ｍ、１８ｎ、１８ｏ、１８ｐが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からのサブビーム１６ｃの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｄで反射されて光検出器１２へ入射しない。【００７２】
本発明の光ヘッド装置の第５の実施の形態は、第３の実施の形態における分割型波長板１０ｃ、分割型偏光子１１ｃをそれぞれ分割型波長板１０ａ、分割型偏光子１１ｅで置き換えたものである。【００７３】
図１７Ａ〜図１７Ｃに分割型波長板１０ａのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１７Ａに示されるように、分割型波長板１０ａは、領域１７ａ、１７ｂの２つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における光学軸の方向を表している。領域１７ａにおける光学軸の方向はＸ軸方向に対して＋２２．５°の角度をなしており、領域１７ｂにおける光学軸の方向はＸ軸方向に対して＋６７．５°の角度をなしている。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位相差は１８０°である。なお、図中の破線で囲まれた３つの領域は、分割型波長板１０ａ上の光であるメインビームおよび２つのサブビームの断面を表している。【００７４】
図１７Ｂは、分割型波長板１０ａへの入射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。偏光ビームスプリッタ３で反射された光の偏光方向はＹ軸方向であるが、分割型波長板１０ａへの入射光の偏光方向は、１／２波長板９の働きにより、図中に矢印で示されるように、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１７Ｃは、このときの分割型波長板１０ａからの出射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。分割型波長板１０ａからの出射光であるメインビーム１６ａは、断面内で領域１９ａ、１９ｂの２つの領域に分割されている。サブビーム１６ｂは、断面内で単一の領域から構成されている。サブビーム１６ｃは、断面内で単一の領域から構成されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。【００７５】
メインビーム１６ａの領域１９ａ、１９ｂは、それぞれ分割型波長板１０ａの領域１７ａ、１７ｂを透過した光に対応している。領域１９ａにおける偏光方向はＸ軸方向であり、領域１９ｂにおける偏光方向はＹ軸方向である。サブビーム１６ｂは、分割型波長板１０ａの領域１７ａを透過した光に対応しており、その偏光方向はＸ軸方向である。サブビーム１６ｃは、分割型波長板１０ａの領域１７ｂを透過した光に対応しており、その偏光方向はＹ軸方向である。【００７６】
図１８Ａ〜図１８Ｂに分割型偏光子１１ｅのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１８Ａに示されるように、分割型偏光子１１ｅは、領域１８ｑ、１８ｒの２つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域が透過させる光の偏光方向を表している。領域１８ｑが透過させる光の偏光方向はＹ軸方向であり、領域１８ｒが透過させる光の偏光方向はＸ軸方向である。なお、図中の破線で囲まれた３つの領域は、分割型偏光子１１ｅ上の光であるメインビームおよび２つのサブビームの断面を表している。【００７７】
図１８Ｂは、分割型偏光子１１ｅへの入射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。分割型偏光子１１ｅへの入射光であるメインビーム１６ａは、断面内で領域１９ａ、１９ｂの２つの領域に分割されている。サブビーム１６ｂ、１６ｃは、それぞれ断面内で単一の領域から構成されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。メインビーム１６ａの領域１９ａ、１９ｂは、それぞれ分割型偏光子１１ｅの領域１８ｑ、１８ｒへの入射光に対応している。サブビーム１６ｂは、分割型偏光子１１ｅの領域１８ｒへの入射光に対応している。サブビーム１６ｃは、分割型偏光子１１ｅの領域１８ｑへの入射光に対応している。【００７８】
ディスク６の対象層からの反射光は、分割型波長板１０ａと分割型偏光子１１ｅとの間で、前側焦線に関して対称に断面内の偏光方向の分布が入れ替わる。このため、メインビーム１６ａの領域１９ａにおける偏光方向は、図１７Ｃの領域１９ｂと同じＹ軸方向となり、領域１９ｂにおける偏光方向は、図１７Ｃの領域１９ａと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域１９ａ、１９ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｅの領域１８ｑ、１８ｒが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのメインビーム１６ａの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｅを透過して光検出器１２へ入射する。一方、サブビーム１６ｂの偏光方向は図１７Ｃと同じＸ軸方向となり、分割型偏光子１１ｅの領域１８ｒが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのサブビーム１６ｂの反射光は、分割型偏光子１１ｅを透過して光検出器１２へ入射する。また、サブビーム１６ｃの偏光方向は図１７Ｃと同じＹ軸方向となり、分割型偏光子１１ｅの領域１８ｑが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのサブビーム１６ｃの反射光は、分割型偏光子１１ｅを透過して光検出器１２へ入射する。【００７９】
これに対し、ディスク６の非対象層からの反射光は、分割型波長板１０ａと分割型偏光子１１ｅとの間で断面内の偏光方向の分布が変化しない。このため、メインビーム１６ａの領域１９ａにおける偏光方向は、図１７Ｃの領域１９ａと同じＸ軸方向となり、領域１９ｂにおける偏光方向は、図１７Ｃの領域１９ｂと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域１９ａ、１９ｂにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｅの領域１８ｑ、１８ｒが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からのメインビーム１６ａの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｅで反射されて光検出器１２へ入射しない。一方、サブビーム１６ｂの偏光方向は、図１７Ｃと同じＸ軸方向となり、分割型偏光子１１ｅの領域１８ｒが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の非対象層からのサブビーム１６ｂの反射光は、分割型偏光子１１ｅを透過して光検出器１２へ入射する。また、サブビーム１６ｃの偏光方向は、図１７Ｃと同じＹ軸方向となり、分割型偏光子１１ｅの領域１８ｑが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の非対象層からのサブビーム１６ｃの反射光は、分割型偏光子１１ｅを透過して光検出器１２へ入射する。【００８０】
メインビームの光量は２つのサブビームの光量に比べて大きいため、メインビームの外乱光の影響は２つのサブビームの外乱光の影響に比べて大きい。本実施の形態によれば、影響が比較的小さい２つのサブビームの外乱光の光検出器への入射は抑制されないが、影響が比較的大きいメインビームの外乱光の光検出器への入射は抑制される。【００８１】
２つのサブビームが断面内で複数の領域に分割されており、分割型偏光子の複数の領域へ入射する場合、光源の波長の設計からのずれ等により、メインビームと２つのサブビームの間隔が設計からずれると、光記録媒体の対象層からのサブビームの反射光の一部は、分割型偏光子で反射されて光検出器へ入射しない。しかし、本実施の形態によれば、２つのサブビームは断面内で単一の領域から構成されている。したがって、分割型偏光子の単一の領域へ入射するため、光源の波長の設計からのずれ等により、メインビームと２つのサブビームの間隔が設計からずれても、光記録媒体の対象層からのサブビームの反射光は、全てが分割型偏光子を透過して光検出器へ入射する。【００８２】
本発明の光ヘッド装置の第６の実施の形態は、第３の実施の形態における分割型波長板１０ｃ、分割型偏光子１１ｃをそれぞれ分割型波長板１０ｂ、分割型偏光子１１ｆで置き換えたものである。【００８３】
図１９Ａ〜図１９Ｃに分割型波長板１０ｂのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１９Ａに示されるように、分割型波長板１０ｂは、領域１７ｃ〜１７ｆの４つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域における光学軸の方向を表している。領域１７ｃ、１７ｄにおける光学軸の方向はＸ軸方向に対して＋２２．５°の角度をなしており、領域１７ｅ、１７ｆにおける光学軸の方向はＸ軸方向に対して＋６７．５°の角度をなしている。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位相差は１８０°である。なお、図中の破線で囲まれた３つの領域は、分割型波長板１０ｂ上の光であるメインビームおよび２つのサブビームの断面を表している。【００８４】
図１９Ｂは、分割型波長板１０ｂへの入射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。偏光ビームスプリッタ３で反射された光の偏光方向はＹ軸方向であるが、分割型波長板１０ｂへの入射光の偏光方向は、１／２波長板９の働きにより、図中に矢印で示されるように、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図１９Ｃは、このときの分割型波長板１０ｂからの出射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。分割型波長板１０ｂからの出射光であるメインビーム１６ａは、断面内で領域１９ｃ〜１９ｆの４つの領域に分割されている。サブビーム１６ｂは、断面内で単一の領域から構成されている。サブビーム１６ｃは、断面内で単一の領域から構成されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。【００８５】
メインビーム１６ａの領域１９ｃ〜１９ｆは、それぞれ分割型波長板１０ｂの領域１７ｃ〜１７ｆを透過した光に対応している。領域１９ｃ、１９ｄにおける偏光方向はＸ軸方向であり、領域１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向はＹ軸方向である。サブビーム１６ｂは、分割型波長板１０ｂの領域１７ｃを透過した光に対応しており、その偏光方向はＸ軸方向である。サブビーム１６ｃは、分割型波長板１０ｂの領域１７ｄを透過した光に対応しており、その偏光方向はＸ軸方向である。【００８６】
図２０Ａ〜図２０Ｂに分割型偏光子１１ｆのパタンおよび働きを説明するための図が示される。図中のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、それぞれディスク６の半径方向、接線方向に対応している。ディスク６の対象層からの反射光の前側焦線は、Ｘ軸方向に対して＋４５°の角度をなしている。図２０Ａに示されるように、分割型偏光子１１ｆは、領域１８ｓ〜１８ｕの３つの領域に分割されている。図中の矢印は各領域が透過させる光の偏光方向を表している。領域１８ｓ、１８ｔが透過させる光の偏光方向はＹ軸方向であり、領域１８ｕが透過させる光の偏光方向はＸ軸方向である。なお、図中の破線で囲まれた３つの領域は、分割型偏光子１１ｆ上の光であるメインビームおよび２つのサブビームの断面を表している。【００８７】
図２０Ｂは、分割型偏光子１１ｆへの入射光であるメインビーム１６ａおよび２つのサブビーム１６ｂ、１６ｃの断面を表している。分割型偏光子１１ｆへの入射光であるメインビーム１６ａは、断面内で領域１９ｃ〜１９ｆの４つの領域に分割されている。サブビーム１６ｂ、１６ｃは、それぞれ断面内で単一の領域から構成されている。図中の矢印は各領域における偏光方向を示している。メインビーム１６ａの領域１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆは、それぞれ分割型偏光子１１ｆの領域１８ｓ、１８ｔ、１８ｕ、１８ｕへの入射光に対応している。サブビーム１６ｂは、分割型偏光子１１ｆの領域１８ｕへの入射光に対応している。サブビーム１６ｃは、分割型偏光子１１ｆの領域１８ｕへの入射光に対応している。【００８８】
ディスク６の対象層からの反射光は、分割型波長板１０ｂと分割型偏光子１１ｆとの間で、前側焦線に関して対称に断面内の偏光方向の分布が入れ替わる。このため、メインビーム１６ａの領域１９ｃ、１９ｄにおける偏光方向は、図１９Ｃの領域１９ｆ、１９ｅと同じＹ軸方向となり、領域１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向は、図１９Ｃの領域１９ｄ、１９ｃと同じＸ軸方向となる。すなわち、領域１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｆの領域１８ｓ、１８ｔ、１８ｕ、１８ｕが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのメインビーム１６ａの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｆを透過して光検出器１２へ入射する。一方、サブビーム１６ｂの偏光方向は図１９Ｃと同じＸ軸方向となり、分割型偏光子１１ｆの領域１８ｕが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのサブビーム１６ｂの反射光は、分割型偏光子１１ｆを透過して光検出器１２へ入射する。また、サブビーム１６ｃの偏光方向は図１９Ｃと同じＸ軸方向となり、分割型偏光子１１ｆの領域１８ｕが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の対象層からのサブビーム１６ｃの反射光は、分割型偏光子１１ｆを透過して光検出器１２へ入射する。【００８９】
これに対し、ディスク６の非対象層からの反射光は、分割型波長板１０ｂと分割型偏光子１１ｆとの間で断面内の偏光方向の分布が変化しない。このため、メインビーム１６ａの領域１９ｃ、１９ｄにおける偏光方向は、図１９Ｃの領域１９ｃ、１９ｄと同じＸ軸方向となり、領域１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向は、図１９Ｃの領域１９ｅ、１９ｆと同じＹ軸方向となる。すなわち、領域１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆにおける偏光方向は、それぞれ分割型偏光子１１ｆの領域１８ｓ、１８ｔ、１８ｕ、１８ｕが透過させる光の偏光方向と垂直になる。その結果、ディスク６の非対象層からのメインビーム１６ａの反射光は、全てが分割型偏光子１１ｆで反射されて光検出器１２へ入射しない。一方、サブビーム１６ｂの偏光方向は、図１９Ｃと同じＸ軸方向となり、分割型偏光子１１ｆの領域１８ｕが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の非対象層からのサブビーム１６ｂの反射光は、分割型偏光子１１ｆを透過して光検出器１２へ入射する。また、サブビーム１６ｃの偏光方向は、図１９Ｃと同じＸ軸方向となり、分割型偏光子１１ｆの領域１８ｕが透過させる光の偏光方向と平行になる。その結果、ディスク６の非対象層からのサブビーム１６ｃの反射光は、分割型偏光子１１ｆを透過して光検出器１２へ入射する。【００９０】
当業者は上記の実施の形態の様々な変形を容易に実施することができる。したがって、本発明は上記実施例に限定されることはなく、請求の範囲やその均等物によって参酌される最も広い範囲で解釈される。また、この出願は、２００７年２月８日に出願された日本出願特願２００７−０２９０４９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2008096590.tif 000003
【図２Ａ】
2008096590.tif 000004
【図２Ｂ】
2008096590.tif 000005
【図２Ｃ】
2008096590.tif 000006
【図３】
2008096590.tif 000007
【図４Ａ】
2008096590.tif 000008
【図４Ｂ】
2008096590.tif 000009
【図４Ｃ】
2008096590.tif 000010
【図５】
2008096590.tif 000011
【図６】
2008096590.tif 000012
【図７Ａ】
2008096590.tif 000013
【図７Ｂ】
2008096590.tif 000014
【図７Ｃ】
2008096590.tif 000015
【図８】
2008096590.tif 000016
【図９Ａ】
2008096590.tif 000017
【図９Ｂ】
2008096590.tif 000018
【図９Ｃ】
2008096590.tif 000019
【図１０Ａ】
2008096590.tif 000020
【図１０Ｂ】
2008096590.tif 000021
【図１１Ａ】
2008096590.tif 000022
【図１１Ｂ】
2008096590.tif 000023
【図１１Ｃ】
2008096590.tif 000024
【図１２Ａ】
2008096590.tif 000025
【図１２Ｂ】
2008096590.tif 000026
【図１３Ａ】
2008096590.tif 000027
【図１３Ｂ】
2008096590.tif 000028
【図１３Ｃ】
2008096590.tif 000029
【図１４Ａ】
2008096590.tif 000030
【図１４Ｂ】
2008096590.tif 000031
【図１５Ａ】
2008096590.tif 000032
【図１５Ｂ】
2008096590.tif 000033
【図１５Ｃ】
2008096590.tif 000034
【図１６Ａ】
2008096590.tif 000035
【図１６Ｂ】
2008096590.tif 000036
【図１７Ａ】
2008096590.tif 000037
【図１７Ｂ】
2008096590.tif 000038
【図１７Ｃ】
2008096590.tif 000039
【図１８Ａ】
2008096590.tif 000040
【図１８Ｂ】
2008096590.tif 000041
【図１９Ａ】
2008096590.tif 000042
【図１９Ｂ】
2008096590.tif 000043
【図１９Ｃ】
2008096590.tif 000044
【図２０Ａ】
2008096590.tif 000045
【図２０Ｂ】
2008096590.tif 000046
【国際調査報告】
2008096590.tif 000047
2008096590.tif 000048
2008096590.tif 000049
2008096590.tif 000050