(57)【要約】      （修正有）【課題】光ディスクに集光させる光の利用効率が高くかつ、安定した光ディスクの記録・再生を行う光ヘッド装置を提供する。【解決手段】光源１１から発射した、波長が異なる少なくとも２種の光を、ビームスプリッタ１３で、光ディスク１７の方向とモニタ用光検出器１４の方向とに分岐させ、光源１１とビームスプリッタ１３との間の光路中および／または、ビームスプリッタ１３とモニタ用光検出器１４との間の光路中に、特定の直線偏光の光の方向の透過率が９０％以上となるワイヤグリッド型偏光子２０を備える光ヘッド装置とすることにより、光ディスクへ集光させる光の損失を抑制し、さらに、安定した光ディスクの記録・再生が実現できる。【選択図】図１
2011060357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの異なる波長の光である波長λ１の光および波長λ２の光を発射する光源と、
前記光源からの光を光ディスクの方向とモニタ用光検出器の方向と、に分岐するビームスプリッタと、
前記光ディスクから反射された光を受光する光検出器と、
前記モニタ用光検出器で検出した光の光量に応じて前記光源から発射される光の光量を制御する光量制御手段と、を備える光ヘッド装置において、
前記光源と前記ビームスプリッタとの間における、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光が共通する光路中、および／または、前記ビームスプリッタと前記モニタ用光検出器との間における、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光が共通する光路中に、ワイヤグリッド型偏光子を有し、
前記ワイヤグリッド型偏光子は、透光性平面基板上に、１つの方向に延伸される凸条部が平行に一定の間隔で周期的に配置され、前記凸条部の上または前記凸条部の側面に、金属または金属化合物からなる金属部を有し、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光のうち、第１の直線偏光の光に対する透過率Ｔｐが９０％以上であり、前記第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光の光に対する透過率をＴｓとするとき、Ｔｐ／Ｔｓで表される消光比が、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光に対していずれも５〜５０の間である光ヘッド装置。
【請求項２】
前記ワイヤグリッド型偏光子は、周期的に配置された前記凸条部のピッチをＰｐ、前記金属部を前記透光性平面基板に投射した投射幅をＤｐとするとき、Ｄｐ／Ｐｐは、０．５以下である請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記ワイヤグリッド型偏光子は、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光の光軸方向と直交する面と、前記凸条部の長手方向と、がなす角度をθ１とするとき、５°≦θ１≦７０°となるように配置される請求項１または請求項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記ワイヤグリッド型偏光子は、前記光源と前記ビームスプリッタとの間の光路中に配置され、さらに、前記光源と前記ワイヤグリッド型偏光子との間の光路中に、前記波長λ１の光および／または前記波長λ２の光の位相を変える波長板を備える請求項１〜３いずれか１項に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記波長板は、前記波長λ１の光および／または前記波長λ２の光に対してπの奇数倍の位相差を与える１／２波長板である請求項４に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記ワイヤグリッド型偏光子と前記ビームスプリッタとの間の光路中に、前記波長λ１の光および／または前記波長λ２の光を回折する回折格子を備えた請求項１〜３いずれか１項に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記波長λ１と前記波長λ２は、ＤＶＤ用の６６０ｎｍ波長帯と、ＣＤ用の７８５ｎｍ波長帯との組み合わせである請求項１〜６いずれか１項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、光ストレージを扱う光学系として、ＣＤ、ＤＶＤ、光磁気ディスクなどの光記録媒体および、「Ｂｌｕ−ｒａｙ」（登録商標：以下ＢＤ）などの高密度光記録媒体（以下、「光ディスク」という）に情報の記録および／または再生（以下、「記録・再生」という。）を行う光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなど異なる波長の光を用いて各光ディスクに記録・再生を行う光ヘッド装置が開発されており、このような光ヘッド装置には、複数の異なる波長の光に対して共通して用いる光学部品による部品点数の削減、小型化が求められている。光源となる半導体レーザについても、いわゆる２波長レーザ、３波長レーザとして、複数種の発振波長を有する半導体レーザを一体形成する技術を用いて、２波長レーザあるいは３波長レーザを発振する半導体を１つのパッケージに収めた半導体レーザの開発が検討されている。このように、複数種の発振波長を有する半導体レーザを搭載する光ヘッド装置（「複数波長互換光ヘッド装置」ともいう。）において、各波長のレーザ光の光路の一部を共通化することによって、部品点数を削減することが期待されている。
【０００３】
また、光ディスクを記録・再生する、複数波長互換光ヘッド装置を含む光ヘッド装置は、安定した記録・再生を行うためには、光ディスクへ集光する光の光量が常に安定した値であることが要求される。図１２は、光ディスクの記録・再生を行う従来の光ヘッド装置１００の構成を示す模式図であって、後述の方法によって、安定した記録・再生を実現できることが提案されている。
【０００４】
光ヘッド装置１００は、半導体レーザ等の光源１０１から発射された光のうち、偏光ビームスプリッタ１０３で反射された光が１／４波長板１０５を透過し、対物レンズ１０６により、光ディスク１０７に集光し、光ディスク１０７で反射された戻り光が、再び対物レンズ１０６、１／４波長板１０５および偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、光検出器１０８に到達する。そして、光検出器１０８では、光ディスク１０７の情報記録面に記録された情報の再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などが検出される。なお、光ヘッド装置１００は、光源１０１と偏光ビームスプリッタ１０３との間の光路中に偏光制御手段１０２ａを配置するかまたは、偏光ビームスプリッタ１０３と後述するモニタ用光検出器１０４との間の光路中に偏光制御手段１０２ｂを配置する。なお、偏光制御手段１０２ａ、１０２ｂは、特定の偏光方向の光のみを直進透過させる光学素子である。
【０００５】
そして、光ヘッド装置１００は、光ディスク１０７に集光させる光量を安定させた記録・再生を実現するために、偏光ビームスプリッタ１０３に入射する光源１０１からの光の一部を光ディスク１０７側とは異なる、モニタ用光検出器１０４の方向へ分岐し、モニタ用光検出器１０４に到達した光を検出し、図示しない光量制御手段によって光源１０１から発射する光量を制御している。つまり、光源１０１から偏光ビームスプリッタ１０３に入射する光のうち、光ディスク１０７側に進行する光の光量と、モニタ用光検出器１０４側に進行する光の光量との比が一定であって、モニタ用光検出器１０４に到達する光の光量を検出して常に安定した光量が得られるように、光源１０１から発射する光の光量を制御することで、光ディスク１０７へ集光させる光の光量を安定化できる。
【０００６】
偏光ビームスプリッタ１０３は、入射する光の偏光方向によって反射率と透過率とが異なる特性を有する偏光ビームスプリッタであって、例として直線偏光であるＳ偏光の光の反射率Ｒｓ［％］、透過率Ｔｓ［％］である場合、Ｓ偏光の光が入射すると、Ｒｓ：Ｔｓの割合で光ディスク１０７側とモニタ用光検出器１４側とに分岐する。そして、この光量比に基づいて、光ディスク１０７側へ進行する光量の値が一定になるように制御できる。
【０００７】
このように、モニタ用光検出器１０４に一部の光を到達させる光ヘッド装置として、光ヘッド装置１００でいう偏光制御手段１０２ｂの位置、つまり、偏光ビームスプリッタ１０３とモニタ用光検出器１０４との間の光路中に特定の偏光方向の光をほぼ１００％反射する検光子を配置した例が提案されている（特許文献１）。また、光ヘッド装置１００でいう偏光制御手段１０２ａの位置、つまり、光源１０１と偏光ビームスプリッタ１０３との間の光路中に、特定の偏光方向の光を回折させる偏光性回折素子を配置した例が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−６７９６１号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の光ヘッド装置における検光子は、特定の偏光方向、例えば第１の直線偏光の光を透過させ、第１の直線偏光の光と直交する第２の直線偏光の光をほぼ１００％反射させることができるが、第１の直線偏光の光に対しても一部の光は反射または吸収するため、これらの光損失分を差し引くと、第１の偏光の光の透過率が高くない。そのため、光ディスクに到達する光の光量が低減し、光ディスクに一定の光量を到達させるために光源からの光量を増大しなければならないという問題があった。また、検光子として、例えば第２の直線偏光の光を反射ではなく吸収する偏光子を用いる場合でも、第１の直線偏光の光に対しても一定の吸収が発生して透過率が低くなるので、光ディスクに一定の光量を到達させるために光源からの光量を増大しなければならない。また、長期使用によって吸収特性が劣化し、所望の光学特性が得られない、という問題があった。
【００１０】
また、特許文献２の光ヘッド装置における偏光性回折素子は、１種の光ディスクに対応する特定の波長帯の光のうち、特定の偏光方向の透過率（以下、「偏光透過率」という）を高くして直進透過させることができる。そして、この偏光性回折素子は、波長λ１の光と、波長λ１と異なる波長λ２の光のうち、特定の方向の直線偏光（第１の直線偏光）の光についていずれも、この偏光透過率を高くすることができる。また、偏光性回折素子は、第１の直線偏光に対する偏光透過率を高くするだけでなく、第１の直線偏光の光と直交する第２の直線偏光の光に対する直進透過率を低下させて、入射する光のうち互いに直交する偏光成分の消光比を高くすることが重要である。しかし、この第２の直線偏光の光に対する直進透過率は、偏光性回折素子の回折格子の深さでほぼ決定するので、波長λ１の光のうち第２の直線偏光の光に対して低い偏光透過率を示す一方で、波長λ２の光のうち第２の直線偏光の光に対して、最適な深さになっていないため、回折格子を直進透過する光の成分も発生するので、偏光透過率が低い値にはならない。そのため、複数種の光ディスクを記録・再生する複数波長互換光ヘッド装置に偏光性回折素子を用いる場合、２つ以上の異なる波長の光に対していずれも所望の高い偏光透過率と消光比の両方を得ることができない、という問題があった。
【００１１】
本発明は、従来技術のかかる問題を解決するためになされたものであり、波長が異なる複数の光の光路中において、いずれの波長の光に対しても偏光透過率が高く、かつ互いに直交する偏光成分に対する消光比が高いワイヤグリッド型偏光子を用いることで、光利用効率が高く安定した記録・再生ができる光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、少なくとも２つの異なる波長の光である波長λ１の光および波長λ２の光を発射する光源と、前記光源からの光を光ディスクの方向とモニタ用光検出器の方向と、に分岐するビームスプリッタと、前記光ディスクから反射された光を受光する光検出器と、前記モニタ用光検出器で検出した光の光量に応じて前記光源から発射される光の光量を制御する光量制御手段と、を備える光ヘッド装置において、前記光源と前記ビームスプリッタとの間における、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光が共通する光路中、および／または、前記ビームスプリッタと前記モニタ用光検出器との間における、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光が共通する光路中に、ワイヤグリッド型偏光子を有し、前記ワイヤグリッド型偏光子は、透光性平面基板上に、１つの方向に延伸される凸条部が平行に一定の間隔で周期的に配置され、前記凸条部の上または前記凸条部の側面に、金属または金属化合物からなる金属部を有し、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光のうち、第１の直線偏光の光に対する透過率Ｔｐが９０％以上であり、前記第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光の光に対する透過率をＴｓとするとき、Ｔｐ／Ｔｓで表される消光比が、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光に対していずれも５〜５０の間である光ヘッド装置を提供する。
【００１３】
また、前記ワイヤグリッド型偏光子は、周期的に配置された前記凸条部のピッチをＰｐ、前記金属部を前記透光性平面基板に投射した投射幅をＤｐとするとき、Ｄｐ／Ｐｐは、０．５以下である上記の光ヘッド装置を提供する。
【００１４】
また、前記ワイヤグリッド型偏光子は、前記波長λ１の光および前記波長λ２の光の光軸方向と直交する面と、前記凸条部の長手方向と、がなす角度をθ１とするとき、５°≦θ１≦７０°となるように配置される上記の光ヘッド装置を提供する。
【００１５】
前記ワイヤグリッド型偏光子は、前記光源と前記ビームスプリッタとの間の光路中に配置され、さらに、前記光源と前記ワイヤグリッド型偏光子との間の光路中に、前記波長λ１の光および／または前記波長λ２の光の位相を変える波長板を備える上記の光ヘッド装置を提供する。
【００１６】
また、前記波長板は、前記波長λ１の光および／または前記波長λ２の光に対してπの奇数倍の位相差を与える１／２波長板である上記の光ヘッド装置を提供する。
【００１７】
また、前記ワイヤグリッド型偏光子と前記ビームスプリッタとの間の光路中に、前記波長λ１の光および／または前記波長λ２の光を回折する回折格子を備えた上記の光ヘッド装置を提供する。
【００１８】
さらに、前記波長λ１と前記波長λ２は、ＤＶＤ用の６６０ｎｍ波長帯と、ＣＤ用の７８５ｎｍ波長帯との組み合わせである上記の光ヘッド装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、複数の異なる波長の光を用いて、各光ディスクを記録・再生する光ヘッド装置において、光利用効率が高く、かつ、光ディスクに集光する光量が安定させることによって安定した記録・再生を実現できる効果を有する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】
【００２０】
【図１】（ａ）２波長の光を発振する光源を１つ用いた第１の実施形態に係る光ヘッド装置の模式図、（ｂ）１波長の光を発振する光源を２つ用いた第１の実施形態に係る光ヘッド装置の構成図
【図２】（ａ）凸条部が矩形となるワイヤグリッド偏光子の断面模式図およびＸ方向の直線偏光の光が入射したときの様子、（ｂ）凸条部が矩形となるワイヤグリッド偏光子の断面模式図およびＹ方向の直線偏光の光が入射したときの様子
【図３】（ａ）凸条部が三角形となるワイヤグリッド偏光子の断面模式図およびＸ方向の直線偏光の光が入射したときの様子、（ｂ）凸条部が三角形となるワイヤグリッド偏光子の断面模式図およびＹ方向の直線偏光の光が入射したときの様子
【図４】（ａ）２波長の光を発振する光源を１つ用いた第１の実施形態に係る光ヘッド装置の模式図、（ｂ）ワイヤグリッド型偏光子と入射する光の光軸との位置関係を示す模式図
【図５】第３の実施形態に係る光ヘッド装置の模式図
【図６】第４の実施形態に係る光ヘッド装置の模式図
【図７】（ａ）凸条部が矩形となるワイヤグリッド偏光子を用いた複合型偏光子の断面模式図および直線偏光の光が入射したときの様子、（ｂ）凸条部が三角形となるワイヤグリッド偏光子を用いた複合型偏光子の断面模式図および直線偏光の光が入射したときの様子
【図８】（ａ）凸条部が矩形となるワイヤグリッド偏光子および回折格子を用いた複合型偏光子の断面模式図および直線偏光の光が入射したときの様子、（ｂ）凸条部が三角形となるワイヤグリッド偏光子および回折格子を用いた複合型偏光子の断面模式図および直線偏光の光が入射したときの様子
【図９】（ａ）カバーガラス上にワイヤグリッド型偏光子を形成した複合型２波長レーザの模式図、（ｂ）カバーガラス位置にワイヤグリッド型偏光子を形成した複合型２波長レーザの模式図
【図１０】実施例１に係るワイヤグリッド型偏光子のＰ偏光の光およびＳ偏光の光の透過率の、波長依存性を示すグラフ
【図１１】実施例２に係るワイヤグリッド型偏光子を透過する光の非点収差成分の、配置の傾きを示す角度θおよび透光性平面基板の厚さｔ依存性を示すグラフ
【図１２】偏光制御手段を用いた従来の光ヘッド装置の模式図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
図１（ａ）および図１（ｂ）は、本実施形態に係る光ヘッド装置の構成を示す模式図である。図１（ａ）に示す、光ヘッド装置１０ａは、少なくとも２つの異なる波長の光を出射する半導体レーザ等の光源１１から発射された光がワイヤグリッド型偏光子２０を透過し、特定の偏光方向となった光が、偏光ビームスプリッタ１３に入射する。ここで、光源１１は、２つの異なる波長（λ１およびλ２：λ１≠λ２）の光を発射する２波長レーザとし、ほぼ同じ偏光方向（Ｓ偏光）の光を出射するものとする。このとき、ワイヤグリッド型偏光子２０は、直線偏光であるＳ偏光の光を透過し、Ｓ偏光と直交するＰ偏光の光を遮断するものとして説明する。Ｓ偏光の光が偏光ビームスプリッタ１３に入射し、特定の反射率Ｒｓ［％］で光ディスク１７の方向へ向かって反射する。偏光ビームスプリッタ１３で反射されたＳ偏光の光は１／４波長板１５を透過して円偏光（ここでは右回りの円偏光、とする）の光となって対物レンズ１６により光ディスク１７に集光する。そして、光ディスク１７で反射された戻り光は、左回りの円偏光の光となって再び対物レンズ１６および１／４波長板１５を透過してＰ偏光の光となり、偏光ビームスプリッタ１３を特定の透過率Ｔｐ［％］で直進透過して、光検出器１８に集光される。この場合、偏光ビームスプリッタ１３の特性として、透過率Ｔｐは１００［％］に近い特性であれば、光検出器１８で検出する光量が大きくなって光の利用効率が高くなるので、好ましい。
【００２２】
一方、ワイヤグリッド型偏光子２０を透過したＳ偏光の光の一部は、偏光ビームスプリッタ１３を透過率Ｔｓ（≠０）［％］で直進透過して、モニタ用光検出器１４に到達する。このとき、偏光ビームスプリッタ１３に入射する光は、ほぼ１００％がＳ偏光の光の成分であるので、このＲｓとＴｓとの比は、偏光ビームスプリッタ１３に入射する全光量に対して、光ディスク１７側とモニタ用光検出器１４側に分岐するそれぞれの光量の比と等しい。したがって、モニタ用光検出器１４で受光する光の光量を一定に保つように、図示しない光量制御手段によって、光源１１から発射する光の光量を制御することで、光ディスク１７に集光させる光の光量を一定に保つことができる。
【００２３】
なお、光ヘッド装置の構成は、これに限らず、図１（ｂ）に示す光ヘッド装置１０ｂの構成であってもよい。光ヘッド装置１０ｂは、光ヘッド装置１０ａに対して、光源からワイヤグリッド型偏光子に至るまでの光路が異なる以外は同じ構成であり、光ヘッド装置１０ａと同じものには同じ番号を付して、説明の重複を避ける。光ヘッド装置１０ｂは、単一の波長の光を発射する光源１１ａ、１１ｂがそれぞれ独立に配置されたものであり、例えば、ダイクロイックプリズム１９によって、光源１１ａから発射する波長λ１の光は直進透過させ、光源１１ｂから発射する波長λ２（λ１≠λ２）の光は反射させ、これらの波長の光の光軸をほぼ揃えるように調整するものである。したがって、ワイヤグリッド型偏光子２０に入射する波長λ１および波長λ２の光は、光ヘッド装置１０ａと同じ光路を辿って、モニタ用光検出器１４および光検出器１８へ到達する。
【００２４】
また、図示しない波長λ３の光（λ３≠λ１，λ３≠λ２）の光を発射する光源があって、波長λ１の光、波長λ２の光、そして波長λ３の光に共通する光路中にワイヤグリッド型偏光子２０を配置し、各波長の光に対して所望の特性を得るものであってもよい。波長λ１と波長λ２との組合せは、ＤＶＤ用の６６０ｎｍ波長帯とＣＤ用の７８５ｎｍ波長帯の組み合わせであってもよく、ＢＤ用の４０５ｎｍ波長帯とＤＶＤ用の６６０ｎｍ波長帯の組み合わせであってもよい。なお、４０５ｎｍ波長帯は３８５ｎｍ〜４３０ｎｍ、６６０ｎｍ波長帯は６３０ｎｍ〜６９０ｎｍ、７８５ｎｍ波長帯は７６０ｎｍ〜８１０ｎｍの範囲とする。
【００２５】
次に、光ヘッド装置１０ａ、１０ｂに用いる、ワイヤグリッド型偏光子２０について説明する。図２は、ワイヤグリッド型偏光子２０の構成を示す断面模式図である。また、図２（ａ）は、ワイヤグリッド型偏光子２０にＸ方向の直線偏光の光がＺ方向に進行して入射したときの様子、図２（ｂ）は、Ｙ方向の直線偏光の光がＺ方向に進行して入射したときの様子を示す。ワイヤグリッド偏光子２０は、透光性平面基板２１上に、長手方向がＹ方向に平行で、高さｄ１となる凸条部２２が、Ｘ方向に一定の周期であるピッチＰｐで形成され、凸条部２２上に、高さｄ２となる金属部２３を有する構造をなしている。透光性基板は入射する光に対して透明であれば、樹脂板、樹脂フィルムなど種々の材料を用いることができるが、ガラスや石英ガラスなどの光学的等方性材料を用いると、透過光に複屈折性の影響を与えないため好ましい。
【００２６】
ピッチＰｐは５００ｎｍ以下が好ましく、ＢＤで使用される４０５ｎｍ波長帯のような短波長においても高い偏光分解能を与えられるように、３００ｎｍ以下とするとより好ましい。また、凸条部２２上に形成された金属部２３について、透光性平面基板２１面への投射幅Ｄｐを与えたとき、この投射幅ＤｐとピッチＰｐとの比、Ｄｐ／Ｐｐは、０．５以下が好ましく、透過させたい偏光方向の光に対する透過率を高くするため、この値は０．３以下がより好ましい。また、この比は０．１以上であるとよい。
【００２７】
また、ワイヤグリッド型偏光子は、図２におけるワイヤグリッド型偏光子２０とは異なる構成であってもよい。図３はワイヤグリッド型偏光子３０の構成を示す断面模式図であって、図３（ａ）は、ワイヤグリッド型偏光子３０にＸ方向の直線偏光の光がＺ方向に進行して入射したときの様子、図３（ｂ）は、Ｙ方向の直線偏光の光がＺ方向に進行して入射したときの様子を示す。ワイヤグリッド型偏光子３０は、透光性平面基板３１上に、長手方向がＹ方向に平行となる凸条部３２が、Ｘ方向に一定の周期であるピッチＰｐで形成される。凸条部３２は、断面が三角形の形状を有し、金属部３３はこの凸条部３２の片方の斜面に有する構造をなしている。なお、金属部３３は、斜方蒸着法を用いて作製が可能である。また、ワイヤグリッド型偏光子２０と同様に、ワイヤグリッド型偏光子３０に投射幅Ｄｐを与えると、斜面に金属部３３を蒸着するので、この投射幅ＤｐとピッチＰｐとの比、Ｄｐ／Ｐｐが小さいワイヤグリッド型偏光子３０を容易に作製することができる。
【００２８】
図２に示すワイヤグリッド型偏光子２０および、図３に示すワイヤグリッド型偏光子３０は、いずれも、Ｚ方向に進行する、Ｘ方向の直線偏光の光を直進透過し、Ｙ方向の直線偏光の光を反射する。つまり、凸条部２２または凸条部３２の長手方向と同じ偏光方向の光を反射し、長手方向と直交する方向と同じ偏光方向の光を透過する。これにより、ワイヤグリッド型偏光子２０、３０を透過する光はほぼＹ方向の直線偏光の光となって透過し、Ｘ方向の直線偏光の光は殆ど透過しない。なお、ワイヤグリッド型偏光子２０および３０は、一方の偏光成分を遮断する手段として反射するものについて説明したが、金属部２３または３３を構成する材料に応じて、光を吸収させる特性を有するものであってもよい。
【００２９】
このような構造を有するワイヤグリッド型偏光子２０または３０を、図１に示す光ヘッド装置１０ａまたは１０ｂに配置することによって、常に一定の偏光方向の光が偏光ビームスプリッタ３に入射されるため、光ディスク１７に集光される光の光量とモニタ用光検出器１４に到達する光の光量と、の比（Ｒｓ／Ｔｓ）は常に一定となる。ここで、図２、図３のワイヤグリッド型偏光子２０または３０におけるＸ方向をＳ偏光の方向、Ｙ方向をＰ偏光の方向として、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０を透過する光のうち、Ｐ偏光の光の透過率／Ｓ偏光の光の透過率、を消光比と定義するとき、異なる２つの波長帯の光に対して、この消光比は５以上が好ましく、各種の光ディスク１７の安定した記録が実現できる。
【００３０】
さらに、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０は、消光比が５以上を満たすとともに、この場合、透過させるＳ偏光の光の透過率を高くすることにより、光ディスク１７へ集光させる光の利用効率が高くかつ、安定した特性を得ることができる。ワイヤグリッド型偏光子２０または３０は、消光比が大きいことが好ましいが、一方で、消光比を高くしようとすると、ここではＰ偏光の光の透過率を限りなくゼロに近づけることになり、これにともなってＳ偏光の光の透過率も低下してしまう。そのため、Ｓ偏光の光の透過率を一定レベル以上とするため、消光比は５０以下とすることが好ましく、また、この消光比の範囲内であれば、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０の作製も容易となる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図４（ａ）は、本実施形態に係る光ヘッド装置４０の模式図であって、光ヘッド装置１０ａを構成する各光学部品と同じものには、同じ符号を付して示したものである。光ヘッド装置１０ａと異なるのは、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０を光軸から傾けて配置したところである。図４（ｂ）、図４（ｃ）は、例として、ワイヤグリッド型偏光子２０を光軸４１に対して傾けた様子を示す模式図である。光ヘッド装置１０ａ、１０ｂでは、光はワイヤグリッド型偏光子２０または３０の透光性平面基板に対して略垂直方向が光軸となるように光を入射させるものである。一方で、図４（ｂ）のように光軸４１と直交する面に対して、凸条部の長手方向と直交する方向がなす角度θ１を傾ける（θ１＞０）ことによって、Ｐ偏光の光が、光源１１とは異なる方向に反射されるので、光源１１から発射される光の発振を安定させる効果を得ることができる。また、これに限らず、図４（ｃ）のように光軸４１と直交する面に対して、凸条部の長手方向とがなす角度θ２を傾ける（θ２＞０）ことによっても、同様の効果を得ることができる。また、θ１＜０、θ２＜０であってもよい。
【００３２】
また、ワイヤグリッド型偏光子を光軸から傾ける角度θ１（θ２）を大きくすると、反射して光源１１へ戻る光の光量を低減させることができ、好ましいが、一方で、θ１（θ２）が大きくなると透過する偏光方向の光の非点収差成分が大きくなるので、光ディスク１７への記録・再生が安定して実現できる程度の非点収差となるように制御するとよい。具体的には、非点収差を３０ｍλｒｍｓ以下に抑制するように、ワイヤグリッド型偏光子の厚さｔと、角度θ１（θ２）を与えるとよい。なお、透光性平面基板の厚さに比べ、凸条部、金属部の厚さは小さいので、ワイヤグリッド型偏光子の厚さは、ほぼ透光性平面基板の厚さに等しいものと近似することができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
図５は、本実施形態に係る光ヘッド装置５０の模式図であって、光ヘッド装置１０ａを構成する各光学部品と同じものには、同じ符号を付して示したものである。光ヘッド装置５０は、とくに、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０を偏光ビームスプリッタ１３とモニタ用光検出器１４との間の光路中に配置した。ワイヤグリッド型偏光子２０または３０は、第２の実施の形態で示した角度θ１およびθ２を与えたとき、角度θ１（θ２）＝０°で配置してもよく、また、角度θ１（θ２）を０°より大きくしてもよい。θ１（θ２）＞０の場合であっても、モニタ用光検出器１４に到達する光の非点収差成分が増大しても、光ヘッド装置５０の記録・再生の安定性を妨げるものではないので、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０で反射して光源１１に戻る光の光量を大きく低減できる。
【００３４】
また、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０を傾けて配置する場合、反射した戻り光が光検出器１８に入射しないようにすると、光検出器１８において安定した光情報の読取りができるので、θ１（θ２）は５°以上、７０°以下の範囲で設定することが好ましく、非点収差成分を増大させない場合、５°以上、３０°以下の範囲がより好ましい。また、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０を偏光ビームスプリッタ１３とモニタ用光検出器１４との間の光路中にのみ配置したが、さらに、光源１１と偏光ビームスプリッタ１３との間の光路中に配置してもよい。
【００３５】
（第４の実施形態）
図６は、本実施形態に係る光ヘッド装置６０の模式図であって、光ヘッド装置１０ａを構成する各光学部品と同じものには、同じ符号を付して示したものである。光ヘッド装置６０は、とくに、光源１１と、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０との間の光路中に、入射する光の位相を変える位相板６１が配置されたものである。位相板６１は、具体的に入射する２つの波長λ１および／または波長λ２（λ１≠λ２）の光に対して、πの奇数倍の位相差を与える１／２波長板であれば、光源１１からの出射される直線偏光の方向を所望の方向に回転させてワイヤグリッド型偏光子２０または３０に入射させることができる。また、波長λ１の光または波長λ２の光に対して実質的に位相差を与えない場合、例えば、波長λ１の光に対して１／２波長板として機能し、波長λ２の光に対して、２πの整数倍の位相差となる、いわゆるλ板として選択的に機能させるものであってもよい。また、この場合、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０を、第２の実施形態のように光軸から角度θ１および／またはθ２だけ傾けて配置してもよい。
【００３６】
また、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０と、位相板６１とを一体化した複合型偏光子６５または６６としてもよい。図７（ａ）は、ワイヤグリッド型偏光子２０と位相板６９とを一体化した複合型偏光子６５の模式図であり、図７（ｂ）は、ワイヤグリッド型偏光子３０と位相板６９とを一体化した複合型偏光子６６の模式図である。また、図７（ａ）、図７（ｂ）いずれも、光源１１側から入射する光の様子も示している。
【００３７】
複合型偏光子６５および６６は、それぞれ、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０の透光性平面基板のもう一方の平面に、接着剤６８ｂを介して位相板６９、さらに位相板６９に接着剤６８ａを介して透光性平面基板６７が積層して構成される。位相板６９は、ポリカーボネートや高分子液晶など複屈折性を示す有機材料や水晶などが用いられる。また、位相板６９は、波長λ１の光および／または波長λ２の光に対してπの奇数倍の位相差を与えるために、例えば、光学軸が厚さ方向に揃った波長板を複数枚、光学軸を交差するように積層して構成するものであってもよい。
【００３８】
このように、波長λ１の光および波長λ２の光に対してそれぞれ、１／２波長板として機能させることによって、位相板６９へ入射する光の偏光方向を所望の偏光方向に回転させて、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０で特定の高い利用効率を得られる偏光方向の光のみを透過させることができるので、設計自由度が高くなる。さらに、複合型偏光子６５および６６のように１／２波長板および偏光子の機能を一体化することによって部品点数の削減など、光ヘッド装置の小型化が実現できる。なお、図７（ａ）、図７（ｂ）のように、光は、位相板６９、そしてワイヤグリッド型偏光子２０または３０の順に入射するものであっても、その逆に入射するものであってもよい。
【００３９】
また、複合型偏光子としては、これに限らず、他の光学機能を有するものを複合的に形成してもよい。図８（ａ）は、ワイヤグリッド型偏光子２０を用いた複合型偏光子７０ａを示す模式図であり、図８（ｂ）は、ワイヤグリッド型偏光子３０を用いた複合型偏光子７０ｂを示す模式図である。複合型偏光子７０ａまたは７０ｂは、０次回折光（直進透過光）と±１次回折光の３ビームを発生させる回折格子７１をワイヤグリッド型偏光子２０または３０の透光性平面基板のもう一方の平面に積層して構成される。
【００４０】
この構成により、光ディスク１７へ３ビームを集光させる光ヘッド装置を実現することができる。なお、回折格子７１は、波長λ１の光および波長λ２の光に対して３ビームを発生させる機能であってもよいが、波長λ１の光または波長λ２の光いずれか一方の光に対して３ビームを発生させ、他方の光に対しては３ビームを発生させない選択性を有する回折格子を形成してもよい。また、光は、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０、そして回折格子７１の順に入射するものであっても、その順が逆となって入射するものであってもよい。さらに、複合型偏光子７０ａまたは７０ｂは、図７（ａ）、図７（ｂ）に示した位相板６９をさらに積層するものであってもよい。
【００４１】
また、このほかに、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０を光源となる２波長用レーザと一体化した構成としてもよい。図９（ａ）は、２波長レーザのカバーガラス８１上にワイヤグリッド型偏光子２０または３０を積層した複合型２波長レーザ８０ａの模式図である。また、図９（ｂ）は、図９（ｂ）のカバーガラス８１の部分に、ワイヤグリッド型偏光子２０または３０を積層した複合型２波長レーザ８０ｂの模式図である。このように、一体化をすることで、部品点数、重量を増大させずに高機能で、記録・再生が安定した光ヘッド装置を実現することができる。また、複合型２波長レーザ８０ａおよび８０ｂは、図７（ａ）、図７（ｂ）に示した位相板６９や、図８（ａ）、図８（ｂ）に示した回折格子７１をさらに積層するものであってもよい。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
本実施例では、第１の実施形態に係る光ヘッド装置１０ａまたは１０ｂに用いる、ワイヤグリッド型偏光子について、具体的にＤＶＤ用の６６０ｎｍ波長帯と、ＣＤ用の７８５ｎｍ波長帯の光に対して、いずれも高い偏光透過率が得られるように設計する。具体的に、図２に示すワイヤグリッド型偏光子２０のように凸条部２２上に金属部２３が積層される構造を考える。このとき、透光性平面基板２１として屈折率が１．５となる白板ガラス基板、凸条部２２の材料として屈折率が１．４５のＳｉＯ２、凸条部２２の幅に相当する金属部の材料としてＡｌを用いる。そして、投射幅Ｄｐ＝３７．５ｎｍ、凸条部２２の高さｄ１＝１００ｎｍ、金属部２３の高さｄ２＝５０ｎｍとし、ピッチＰｐ＝１５０ｎｍとなるように平行に凸条部２２を配置させたワイヤグリッド型偏光子２０について、透光性平面基板２１と周辺媒質となる空気との界面には図示しない反射防止膜が形成されたものとして、透過率を計算した。
【００４３】
このとき、凸条部２２と平行となる方向をＰ偏光の光の方向、Ｓ偏光の光の方向と直交する方向をＰ偏光の光の方向とする。ここで、６００ｎｍ〜８４０ｎｍの波長（λ）の光を入射させたときのＰ偏光の光およびＳ偏光の光の透過率Ｔｒ［％］を図１０に示す。実線は、Ｓ偏光の光の透過率、点線はＰ偏光の透過率を示す。このとき、６００ｎｍ〜８４０ｎｍの広範囲の波長帯域において、Ｓ偏光の光の透過率がいずれも９５％以上であり、Ｐ偏光の透過率は、いずれも１５％以下であった。このように、とくに高い偏光透過率を実現することで、高い光利用効率を得るワイヤグリッド型偏光子を光ヘッド装置に用いることで、光ディスクに集光させる光の利用効率が高く、かつ安定した記録・再生が実現できる光ヘッド装置を得ることができる。
【００４４】
（実施例２）
本実施例では、第２の実施形態に係る光ヘッド装置４０に用いるワイヤグリッド型偏光子２０のように、入射する光の光軸に対して角度θ１傾けたとき、発生する非点収差について検討した。ワイヤグリッド型偏光子の凸条部および金属部の形状は、実施例１と同じ構造を有するものとし、透光性平面基板２１となる石英ガラス基板の厚さｔを０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍおよび３．０ｍｍとした６種類のものを準備する。そして、反射されて２波長レーザに戻る光量が小さくかつ、高い透過率（Ｔｐ）が得られる角度θ１を５°〜３０°の範囲で変化させたとき、角度θ１に対する非点収差成分ＡＳＴ［ｍλｒｍｓ］を計算した結果を、図１１に示す。なお、角度θ１は、第２の実施の形態で定義するように、光軸と直交する面に対して、凸条部の長手方向と直交する方向がなす角度である。
【００４５】
この結果、石英ガラス基板の厚さｔおよび角度θ１により、非点収差ＡＳＴの値が変化する。そして、図１１より、非点収差成分ＡＳＴを３０ｍλｒｍｓ程度以下とする場合、θ１［°］とｔ［ｍｍ］との関係は、
θ１≦１１／（ｔ）１／２  ・・・  （１）
を満たすように配置するとよいことがわかる。したがって、とくに、ワイヤグリッド型偏光子を透過する光の非点収差を増大させずかつ、ワイヤグリッド型偏光子で反射されて２波長レーザに反射される光の光量を大きく低減させたい場合、透光性平面基板の厚さｔを薄くすることで、大きい角度θ１を与えることができるので、これらの機能を実現できる。そして、このようなワイヤグリッド型偏光子を用いて、さらに適切な角度θ１（＞０）を与えることで、高い偏光透過率（Ｔｐ）を得ることができるとともに、反射して２波長レーザに戻る光の光量を大きく低減できるので、光ディスクの記録・再生が安定した光ヘッド装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる光ヘッド装置は、偏光透過率が高いワイヤグリッド型偏光子を用いることで、光ディスクの記録・再生を行う光利用効率が高く、かつ安定した効果を有する光ヘッド装置を提供することができるものである。
【符号の説明】
【００４７】
１０ａ、１０ｂ、４０、５０、６０、１００  光ヘッド装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１０１  光源
１３、１０３  偏光ビームスプリッタ
１４、１０４  モニタ用光検出器
１５、１０５  １／４波長板
１６、１０６  対物レンズ
１７、１０７  光ディスク
１８、１０８  光検出器
１９  ダイクロイックプリズム
２０、３０  ワイヤグリッド型偏光子
２１、３１、６７  透光性平面基板
２２、３２  凸条部
２３、３３  金属部
４１  光軸
６１、６９  位相板
６５、６６、７０ａ、７０ｂ  複合型偏光子
６８ａ、６８ｂ  接着剤
７１  回折格子
８０ａ、８０ｂ  複合型２波長レーザ
８１  カバーガラス
１０２ａ、１０２ｂ  偏光制御手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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