(57)【要約】  光学式情報記録／再生装置の光ヘッド装置は、光源を具備する。対物レンズは、トラッキングを行うための溝またはピットが形成された円盤状の光記録媒体上に、前記光源が出射する出射光を集光する。光検出器は、前記光記録媒体により反射される反射光を受光する。偏光分離部は、前記出射光と前記反射光とを分離する。１／４波長板は、前記偏光分離部と前記対物レンズとの間に設けられている。複屈折補正部は、前記光記録媒体の保護層における複屈折の影響によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制する。
2007049738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
トラッキングを行うための溝またはピットが形成された円盤状の光記録媒体上に、前記光源が出射する出射光を集光する対物レンズと、
前記光記録媒体により反射される反射光を受光する光検出器と、
前記出射光と前記反射光とを分離する偏光分離部と、
前記偏光分離部と前記対物レンズとの間に設けられる１／４波長板と、
前記光記録媒体の保護層における複屈折の影響によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制する複屈折補正部と
を具備する光ヘッド装置。
【請求項２】
前記トラック誤差信号は、プッシュプル法により検出される
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記トラック誤差信号は、ＤＰＤ法により検出される
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記保護層は、垂直複屈折と、面内の位置により変化する面内複屈折とを有し、
前記複屈折補正部は、前記面内複屈折の変化に応じた前記トラック誤差信号振幅の変化を抑制するために、前記垂直複屈折を補正する
請求の範囲１乃至３のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記複屈折補正部は、前記保護層を透過する光に、前記垂直複屈折により生じる光学的位相差を打ち消す光学的位相差を生ぜしめる
請求の範囲４に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記複屈折補正部は、前記１／４波長板と前記対物レンズとの間に設けられる
請求の範囲１乃至５のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記複屈折補正部は、一軸の屈折率異方性を有する部材を含む
請求の範囲１乃至６のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
前記複屈折補正部は、光軸を通る複数の直線により前記光軸の周りに複数の領域に分割され、
前記複数の領域のうちの少なくとも前記光軸に関して対称な位置にあって前記光記録媒体の半径方向に対応する方向に並ぶ領域群は、前記部材の光学軸が所定の方向を示し、前記光軸を中心とする１つ以上の円の円弧によりさらに複数の扇状の領域に分割され、
前記複数の扇状の領域の各々は、前記光学軸に平行な方向の偏光成分と前記光学軸に垂直な方向の偏光成分との光学的位相差の絶対値が所定の値に設定されている
請求の範囲７に記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
前記所定の方向は、概ね前記円弧の半径方向である
請求の範囲８に記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】
前記所定の方向は、概ね前記円弧の接線方向である
請求の範囲８に記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】
前記複屈折補正部は、等方性の部材に構造複屈折により一軸の屈折率異方性を持たせた
ものである
請求の範囲１乃至６のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項１２】
前記複屈折補正部は、光軸を中心とする放射状の格子を有する
請求の範囲１１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１３】
前記複屈折補正部は、光軸を中心とする同心円状の格子を有する
請求の範囲１１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１４】
請求の範囲１乃至１３のいずれかに記載の前記光ヘッド装置と、
前記光源の出力を制御する第１の回路と、
前記光検出器から出力される出力信号に基づいて、再生信号、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第２の回路と、
前記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前記対物レンズの位置を制御する第３の回路と
を具備する光学式情報記録／再生装置。
【請求項１５】
前記第１の回路は、前記光記録媒体にデータを記録するための記録信号に基づいて前記光源を駆動する
請求の範囲１４に記載の光学式情報記録／再生装置。
【請求項１６】
前記第１の回路は、前記光源を一定の出力で駆動する
請求の範囲１４に記載の光学式情報記録／再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に対して情報の記録／再生を行う光学式情報記録／再生装置、ならびにその光学式情報記録／再生装置が具備する光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２６に、従来の一般的な光ヘッド装置の構成が示される。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６、円筒レンズ８、凸レンズ９、光検出器１０を具備する。光源である半導体レーザ１が出射する出射光は、コリメータレンズ２で平行光化される。この光は、偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光として入射し、そのほぼ１００％が透過して１／４波長板４に入射する。１／４波長板４は、入射した光を直線偏光から円偏光に変換して透過させる。円偏光に変換された光は、対物レンズ６で光記録媒体であるディスク７上に集光される。ディスク７により反射される反射光は、対物レンズ６を逆向きに透過して１／４波長板４に入射する。１／４波長板４は、入射した光を円偏光から直線偏光に変換して透過させる。この復路の直線偏光は、往路の直線偏光とは偏光方向が直交している。直線偏光に変換された光は、偏光ビームスプリッタ３にＳ偏光として入射し、そのほぼ１００％が反射されて円筒レンズ８に入射する。この光は、円筒レンズ８、凸レンズ９を透過して光検出器１０で受光される。【０００３】
このような、偏光ビームスプリッタと１／４波長板を組み合わせた光学系は偏光光学系と呼ばれる。偏光光学系を用いた光ヘッド装置は、往路の光と復路の光とを分離する偏光ビームスプリッタにおいて、往路、復路とも光量の損失が殆んど生じないという特徴を有する。このため、記録時には高い光出力、再生時には高いＳ／Ｎが得られ、追記型および書換可能型の光記録媒体に対応した光ヘッド装置として主に用いられる。また、再生専用型の光記録媒体に対応した光ヘッド装置としても用いられる。【０００４】
追記型および書換可能型の光記録媒体には、通常はトラッキングを行うための溝が形成されている。これらの光記録媒体に対してトラック誤差信号を検出する場合、通常はプッシュプル法による検出が行われる。プッシュプル法においては、光記録媒体からの反射光を、光軸に垂直な面内で光軸を通り光記録媒体の接線方向に対応する方向の直線で２つの領域に分割して光検出器で受光する。この２つの領域に対応した光検出器からの出力信号をＩａ、Ｉｂとすると、和信号はＩａ＋Ｉｂ、プッシュプル信号はＩａ−Ｉｂで与えられる。プッシュプル法によるトラック誤差信号は（Ｉａ−Ｉｂ）／（Ｉａ＋Ｉｂ）で与えられる。プッシュプル法によるトラック誤差信号の品質を表す指標としてプッシュプル信号変調度がある。これは、光記録媒体上に形成された集光スポットが光記録媒体の溝を横断したときの、プッシュプル信号の振幅を和信号のレベルで割ったものである。すなわち、プッシュプル信号変調度は、プッシュプル法によるトラック誤差信号の振幅に相当する。【０００５】
一方、再生専用型の光記録媒体には、通常はトラッキングを行うためのピットが形成されている。この光記録媒体に対してトラック誤差信号を検出する場合、通常はＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法による検出が行われる。ＤＰＤ法においては、光記録媒体からの反射光を、光軸に垂直な面内で光軸を通り光記録媒体の半径方向に対応する方向の直線および接線方向に対応する方向の直線で４つの領域に分割して光検出器で受光する。この４つの領域のうち一方の対角に位置する２つの領域に対応した光検出器からの出力信号をＩａ、Ｉｃ、他方の対角に位置する２つの領域に対応した光検出器からの出力信号をＩｂ、Ｉｄとすると、ＤＰＤ法によるトラック誤差信号（ＤＰＤ信号）は（Ｉａ＋Ｉｃ）と（Ｉｂ＋Ｉｄ）との時間差で与えられる。ＤＰＤ法によるトラック信号の品質を表す指標としてＤＰＤ信号振幅がある。これは、光記録媒体上に形成された集光スポットが光記録媒体のピットを横断したときの、ＤＰＤ信号の振幅をチャンネルクロックの時間で規格化したものである。すなわち、ＤＰＤ信号振幅は、ＤＰＤ法によるトラック誤差信号の振幅に相当する。【０００６】
一般に、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅は、光記録媒体の面内の位置により変化する。光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化が大きい場合、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅が高い位置においてトラックサーボのゲインを最適に調整すると、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅が低い位置においてはトラックサーボのゲインが過度に低くなり、トラックサーボに残留誤差が生じてしまう。逆に、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅が低い位置においてトラックサーボのゲインを最適に調整すると、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅が高い位置においてトラックサーボのゲインが過度に高くなり、トラックサーボが発振してしまう。従って、光記録媒体の面内の全ての位置において安定したトラックサーボを行うためには、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化を小さくする必要がある。【０００７】
光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化の上限は、光記録媒体の規格書で定められている。プッシュプル信号変調度の最大値、最小値をそれぞれＰＰｍａｘ、ＰＰｍｉｎとすると、例えば、ＤＶＤ−Ｒにおける規定は、（ＰＰｍａｘ−ＰＰｍｉｎ）／（ＰＰｍａｘ＋ＰＰｍｉｎ）＜０．１５となっている。プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化の上限が上に述べたＤＶＤ−Ｒにおけるプッシュプル信号変調度の変化の上限以下であれば、光記録媒体の面内の全ての位置において安定したトラックサーボを行うことが可能である。しかし、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化の上限が上に述べたＤＶＤ−Ｒにおけるプッシュプル信号変調度の変化の上限を越えると、光記録媒体の面内の全ての位置において安定したトラックサーボを行うことが困難になる。従って、このような光記録媒体に対して記録／再生を行う光ヘッド装置ならびに光学式情報記録／再生装置においては、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化を抑制するための対策が必要になる。【０００８】
ところで、通常、光記録媒体の保護層には安価なポリカーボネートが用いられるが、ポリカーボネートは複屈折を有する。偏光光学系を用いた光ヘッド装置により、保護層が複屈折を有する光記録媒体に対して記録／再生を行う場合、光検出器における受光量が低下する。光記録媒体の保護層の複屈折には、面内複屈折と垂直複屈折とがある。ここで、図２７に示されるように、光記録媒体であるディスク７とＸＹＺ座標の関係を定める。Ｘ軸はディスク７の半径方向、Ｙ軸はディスク７の接線方向、Ｚ軸はディスク７の法線方向である。通常、光記録媒体の保護層は２軸の屈折率異方性を有しており、その３つの主軸はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とほぼ一致する。これに対応する３つの主屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとし、面内複屈折の値、垂直複屈折の値をそれぞれΔｎｉ、Δｎｖとすると、面内複屈折の値Δｎｉは、Δｎｉ＝ｎｘ−ｎｙで定義され、垂直複屈折の値Δｎｖは、Δｎｖ＝（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚで定義される。【０００９】
面内複屈折の値Δｎｉは、保護層の作製条件に依存し、光記録媒体の面内の位置により変化する。これに対し、垂直複屈折の値Δｎｖは、保護層の材料によりほぼ一意的に決まり、光記録媒体の面内の位置によらずほぼ一定である。保護層にポリカーボネートを用いた場合、面内複屈折の値Δｎｉは、約±３×１０−５の範囲内で変化し、垂直複屈折の値Δｎｖは、約６×１０−４〜約８×１０−４の範囲内でほぼ一定である。このように、保護層の複屈折を面内複屈折と垂直複屈折とに分けて測定する方法は、例えば、特開２００４−１６３２２５号公報に記載されている。本発明の発明者は、上に述べた光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化は、垂直複屈折の存在下で面内複屈折が光記録媒体の面内の位置により変化することが原因で生じることを見出した。この複屈折の影響は、光源の波長が短くなるほど大きくなる。そのため、波長が約４０５ｎｍの光源を用いて記録／再生を行うＨＤ  ＤＶＤ−ＲやＨＤ  ＤＶＤ−ＲＯＭは、波長が約６６０ｎｍの光源を用いて記録／再生を行うＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＯＭに比べ、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化が大きくなる。【００１０】
図２８に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルとの関係の計算例が示され、図２９に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号振幅との関係の計算例が示される。また、図３０に、図２８に示される和信号レベルと図２９に示されるプッシュプル信号振幅とから求められる、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号変調度との関係の計算例が示される。計算条件は、光源の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．６５、光記録媒体の保護層の厚さが０．６ｍｍ、溝のピッチが０．４μｍ、溝の深さが２５ｎｍである。これらはＨＤ  ＤＶＤ−Ｒの条件に相当する。図２８、図２９の縦軸は、光記録媒体に溝が形成されていない場合の和信号レベルで規格化されている。図中の黒丸は、垂直複屈折の値が０の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合の計算結果である。【００１１】
図２８に示されるように、和信号レベルは、垂直複屈折がない場合、垂直複屈折がある場合のいずれも、面内複屈折の値Δｎｉが０のときに最大になり、面内複屈折の値Δｎｉの絶対値が増加するに従って減少する。一方、図２９に示されるように、プッシュプル信号振幅は、垂直複屈折がない場合は、和信号レベルと同様に面内複屈折の値Δｎｉが０のときに最大になり、面内複屈折の値Δｎｉの絶対値が増加するに従って減少するが、垂直複屈折がある場合は、面内複屈折の値Δｎｉが正から負へ変化するに従って単調に減少する。その結果、図３０に示されるように、プッシュプル信号変調度は、垂直複屈折がない場合は、面内複屈折の値Δｎｉによらず一定であるが、垂直複屈折がある場合は、面内複屈折の値Δｎｉが正から負へ変化するに従って単調に減少する。【００１２】
垂直複屈折の値Δｎｖが７×１０−４の場合、面内複屈折の値Δｎｉが±３×１０−５の範囲内（最大値と最小値との差は６×１０−５）で変化すると、上に述べた（ＰＰｍａｘ−ＰＰｍｉｎ）／（ＰＰｍａｘ＋ＰＰｍｉｎ）は、ＤＶＤ−Ｒにおける規定の上限である０．１５を大きく上回る。光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策を不要にするには、（ＰＰｍａｘ−ＰＰｍｉｎ）／（ＰＰｍａｘ＋ＰＰｍｉｎ）が、ＤＶＤ−Ｒにおける規定の上限である０．１５を下回る必要があり、面内複屈折の値Δｎｉの変化を、±１．１５×１０−５の範囲内（最大値と最小値の差は２．３×１０−５）に抑える必要がある。逆に、面内複屈折の値Δｎｉの変化を、±１．１５×１０−５の範囲内（最大値と最小値との差は２．３×１０−５）に抑えられなければ、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策が必要になる。【００１３】
垂直複屈折の値Δｎｖが６×１０−４の場合、同様の計算によれば、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策を不要にするには、（ＰＰｍａｘ−ＰＰｍｉｎ）／（ＰＰｍａｘ＋ＰＰｍｉｎ）が０．１５を下回る必要があり、面内複屈折の値Δｎｉの変化を、±１．３５×１０−５の範囲内（最大値と最小値との差は２．７×１０−５）に抑える必要がある。逆に、面内複屈折の値Δｎｉの変化を、±１．３５×１０−５の範囲内（最大値と最小値との差は２．７×１０−５）に抑えられなければ、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策が必要になる。また、垂直複屈折の値Δｎｖが８×１０−４の場合、同様の計算によれば、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号の変調度変化を抑制するための対策を不要にするには、（ＰＰｍａｘ−ＰＰｍｉｎ）／（ＰＰｍａｘ＋ＰＰｍｉｎ）が０．１５を下回る必要があり、面内複屈折の値Δｎｉの変化を、±１．０×１０−５の範囲内（最大値と最小値との差は２．０×１０−５）に抑える必要がある。逆に、面内複屈折の値Δｎｉの変化を、±１．０×１０−５の範囲内（最大値と最小値との差は２．０×１０−５）に抑えられなければ、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策が必要になる。【００１４】
以上をまとめると、面内複屈折の最大値、最小値をそれぞれΔｎｉｍａｘ、Δｎｉｍｉｎとするとき、垂直複屈折の値Δｎｖが６×１０−４以上かつ８×１０−４以下である場合、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策を不要にするには、（ＰＰｍａｘ−ＰＰｍｉｎ）／（ＰＰｍａｘ＋ＰＰｍｉｎ）が０．１５を下回る必要があり、Δｎｖと（Δｎｉｍａｘ−Δｎｉｍｉｎ）との積を１．６×１０−８以下に抑える必要がある。逆に、Δｎｖと（Δｎｉｍａｘ−Δｎｉｍｉｎ）との積を１．６×１０−８以下に抑えられなければ、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策が必要になる。【００１５】
一方、面内複屈折の値Δｎｉが±３×１０−５の範囲内（最大値と最小値との差は６×１０−５）で変化する場合、同様の計算によれば、（ＰＰｍａｘ−ＰＰｍｉｎ）／（ＰＰｍａｘ＋ＰＰｍｉｎ）が０．１５を下回るには、垂直複屈折の値Δｎｖが２．７×１０−４以下であれば良い。即ち、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化を抑制するための対策として、垂直複屈折の値Δｎｖを実効的に２．７×１０−４以下に低減すれば、面内複屈折の値Δｎｉが±３×１０−５の範囲内（最大値と最小値との差は６×１０−５）で変化しても、（ＰＰｍａｘ−ＰＰｍｉｎ）／（ＰＰｍａｘ＋ＰＰｍｉｎ）は０．１５を下回る。【００１６】
図３１に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とＤＰＤ信号振幅との関係の計算例が示される。計算条件は、光源の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．６５、光記録媒体の保護層の厚さが０．６ｍｍ、ピットのピッチが０．４μｍ、ピットの深さが６２．５ｎｍである。これらはＨＤ  ＤＶＤ−ＲＯＭの条件に相当する。図３１の縦軸は、チャンネルクロックの時間で規格化されている。図中の黒丸は、垂直複屈折の値が０の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合の計算結果である。【００１７】
図３１に示されるように、ＤＰＤ信号振幅は、垂直複屈折がない場合は、面内複屈折の値Δｎｉによらず一定であるが、垂直複屈折がある場合は、面内複屈折の値Δｎｉが正から負へ変化するに従って単調に減少する。【００１８】
このように、垂直複屈折の存在下で面内複屈折が変化すると、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅が変化するメカニズムについて考える。ディスク７の保護層に複屈折がない場合、ディスク７からの反射光は１／４波長板４を透過することにより、偏光ビームスプリッタ３に対するＳ偏光となる。従って、この光は偏光ビームスプリッタ３においてほぼ１００％が反射されて光検出器１０で受光される。しかし、ディスク７の保護層に複屈折がある場合、ディスク７からの反射光は１／４波長板４を透過することにより、一般に楕円偏光になる。即ち、偏光ビームスプリッタ３に対するＳ偏光成分が減少し、Ｐ偏光成分が生じる。従って、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ３においてほぼ１００％が反射されて光検出器１０で受光されるが、Ｐ偏光成分は偏光ビームスプリッタ３においてほぼ１００％が透過して半導体レーザ１へ戻ってしまう。光検出器１０における受光量が低下するのはこのためである。【００１９】
面内複屈折、垂直複屈折はどちらも光検出器における受光量を低下させる。しかし、光記録媒体の保護層を透過する光への影響のしかたは両者で異なる。保護層に複屈折があると、保護層を透過した光には、Ｘ軸方向の偏光成分とＹ軸方向の偏光成分との間に光学的位相差が生じる。ここで、Ｘ軸方向の偏光成分の位相がＹ軸方向の偏光成分の位相に対して進む場合の光学的位相差を正、Ｘ軸方向の偏光成分の位相がＹ軸方向の偏光成分の位相に対して遅れる場合の光学的位相差を負とする。光記録媒体の保護層を透過する光への面内複屈折の影響は、光記録媒体への入射方向および入射角に依存しない。面内複屈折が正の場合、保護層を透過した光の光軸に垂直な断面内において、一様に負の光学的位相差が生じ、面内複屈折が負の場合、保護層を透過した光の光軸に垂直な断面内において、一様に正の光学的位相差が生じる。これに対し、光記録媒体の保護層を透過する光への垂直複屈折の影響は、光記録媒体への入射方向および入射角に依存する。保護層を透過した光の光軸に垂直な断面内において、光軸との交点を原点とすると、Ｘ軸の近傍の、Ｘ＝０の領域を除くＸ＜０の領域およびＸ＞０の領域では正の光学的位相差が生じ、Ｙ軸の近傍の、Ｙ＝０の領域を除くＹ＜０の領域およびＹ＞０の領域では負の光学的位相差が生じる。また、原点で生じる光学的位相差は０であり、原点から遠ざかるに従って生じる光学的位相差の絶対値は大きくなる。【００２０】
光記録媒体上に形成された集光スポットが光記録媒体の溝またはピットを横断したときの光記録媒体からの反射光の強度の変化は、主にＸ軸の近傍の、Ｘ＝０の領域を除くＸ＜０の領域およびＸ＞０の領域において生じる。即ち、これらの領域の光が、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の増加に寄与する。垂直複屈折の存在下で面内複屈折が正の場合、Ｘ軸の近傍の、Ｘ＝０の領域を除くＸ＜０の領域およびＸ＞０の領域では、面内複屈折による光学的位相差と垂直複屈折による光学的位相差が相殺されて光学的位相差の絶対値が小さくなり、Ｙ軸の近傍の、Ｙ＝０の領域を除くＹ＜０の領域およびＹ＞０の領域では、面内複屈折による光学的位相差と垂直複屈折による光学的位相差が加算されて光学的位相差の絶対値が大きくなる。光学的位相差の絶対値が大きいほど光検出器で受光される割合は小さくなるため、Ｘ軸の近傍の、Ｘ＝０の領域を除くＸ＜０の領域およびＸ＞０の領域は、Ｙ軸の近傍の、Ｙ＝０の領域を除くＹ＜０の領域およびＹ＞０の領域に比べ、光検出器で受光される割合が大きくなる。その結果、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅は増加する。一方、垂直複屈折の存在下で面内複屈折が負の場合、Ｘ軸の近傍の、Ｘ＝０の領域を除くＸ＜０の領域およびＸ＞０の領域では、面内複屈折による光学的位相差と垂直複屈折による光学的位相差が加算されて光学的位相差の絶対値が大きくなり、Ｙ軸の近傍の、Ｙ＝０の領域を除くＹ＜０の領域およびＹ＞０の領域では、面内複屈折による光学的位相差と垂直複屈折による光学的位相差が相殺されて光学的位相差の絶対値が小さくなる。光学的位相差の絶対値が大きいほど光検出器で受光される割合は小さくなるため、Ｘ軸の近傍の、Ｘ＝０の領域を除くＸ＜０の領域およびＸ＞０の領域は、Ｙ軸の近傍の、Ｙ＝０の領域を除くＹ＜０の領域およびＹ＞０の領域に比べ、光検出器で受光される割合が小さくなる。その結果、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅は減少する。【００２１】
ＨＤ  ＤＶＤのような基板入射型の光記録媒体においては、基板が保護層に相当するが、通常、この基板は、射出成型により作製される。その場合、面内複屈折は光記録媒体の半径方向の位置に依存し、接線方向の位置には殆んど依存しない。具体的には、面内複屈折は光記録媒体の内周側では正であり、内周から外周へ向かって単調に減少し、外周側では負になる。従って、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅は、光記録媒体の内周側では高く、内周から外周へ向かって単調に減少し、外周側では低くなる。これに対し、ＢＤのようなカバー入射型の光記録媒体においては、カバーが保護層に相当するが、通常、このカバーは、シートの打ち抜きにより作製される。その場合、面内複屈折は光記録媒体の接線方向の位置に依存し、半径方向の位置には殆んど依存しない。具体的には、面内複屈折は光記録媒体の一周内で９０°毎に正の極大値と負の極小値を交互に２回ずつとる。従って、プッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅は、光記録媒体の一周内で９０°毎に高い極大値と低い極小値を交互に２回ずつとる。【００２２】
上記説明と関連して、光記録媒体における複屈折特性の測定方法が特開２００４−１６３２２５号公報に開示されている。この従来例の複屈折特性の測定方法では、所定の開口数以上の開口数を有する対物レンズを介して測定対象媒体に光が照射され、該測定対象媒体の反射面で反射する反射光に含まれる、特定方向の偏光成分の光量が測定されて第１の光量ＡＰＨが求められる。前記所定の開口数以上の開口数を有する対物レンズを介して前記測定対象媒体に光が照射され、該測定対象媒体の反射面で反射する反射光に含まれる、前記特定方向の偏光成分及び前記特定方向と直交する方向の偏光成分の光量が測定されて第２の光量ＡＮＨが求められる。前記第１の光量と第２の光量の比ＡＰＨ／ＡＮＨと、前記測定対象媒体の面内複屈折特性とに基づいて、該測定対象媒体の垂直複屈折特性が求められる。【００２３】
また、光ディスク装置が特開２００３−２４８１１８号公報に開示されている。この従来例の光ディスク装置で使用される波長板には、対象となる波長範囲内の光の波長の１／２以下の微細周期構造が各々形成される。これらの微細周期構造を半周期ずらして微細周期構造が互いに入り込むように対向配置させた２枚の基板が準備される。これらの基板間の間隔を調整して微細周期構造のオーバーラップ量が可変させられる。こうして構成された波長板は、単一でも形状を変えることにより複屈折特性を容易に制御できる複屈折構造を組合せて位相差量が可変な組合せ複屈折構造とすることで、所望の波長範囲内の全ての波長の光に対してその偏光状態を変化させることが可能となり、共用範囲の広い波長板となる。【００２４】
また、光ピックアップ装置が、特開２００４−３９０１８に開示されている。この従来例の光ピックアップ装置は、情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する。光ピックアップ装置は、少なくとも一つの光源と、光源から出射される光束を記録面に集光する対物レンズと、光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置され、電極を介して印加される電圧に応じた屈折率分布を有し前記記録面に集光される光束の波面収差における非点収差成分を補正する縦型の電気光学効果を示す電気光学結晶を含む光学素子とを含み、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と、受光位置に配置された光検出器とを備えている。
【発明の開示】
【００２５】
本発明の目的は、偏光光学系を用いた従来の光ヘッド装置における上に述べた課題を解決し、光記録媒体の面内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制する光ヘッド装置ならびに光学式情報記録／再生装置を提供することにある。
【００２６】
本発明の観点では、光ヘッド装置は、光源と、対物レンズと、光検出器と、偏光分離部と、１／４波長板と、複屈折補正部とを具備し、光記録媒体の保護層における複屈折の影響によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制する。対物レンズは、トラッキングを行うための溝またはピットが形成された円盤状の光記録媒体上に、光源が出射する出射光を集光する。光検出器は、光記録媒体により反射される反射光を受光する。偏光分離部は、出射光と反射光とを分離する。１／４波長板は、偏光分離部と対物レンズとの間に設けられる。複屈折補正部は、光記録媒体の保護層における複屈折の影響によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制する。
【００２７】
本発明において、光記録媒体の保護層は、垂直複屈折と、面内の位置により変化する面内複屈折とを有する。複屈折補正部は、面内複屈折の変化に応じたトラック誤差信号振幅の変化を抑制するために、垂直複屈折を補正する。トラック誤差信号は、プッシュプル法またはＤＰＤ法により検出される。この複屈折補正部は、保護層を透過する光に、垂直複屈折により生じる光学的位相差を打ち消す光学的位相差を生ぜしめる。また、この複屈折補正部は、１／４波長板と対物レンズとの間に設けられる。
【００２８】
本発明において、複屈折補正部は、一軸の屈折率異方性を有する部材を含む。この複屈折補正部は、光軸を通る複数の直線により光軸の周りに複数の領域に分割されている。この複数の領域のうちの少なくとも光軸に関して対称な位置にあって光記録媒体の半径方向に対応する方向に並ぶ領域群は、部材の光学軸が所定の方向を示し、光軸を中心とする１つ以上の円の円弧によりさらに複数の扇状の領域に分割されている。この複数の扇状の領域の各々は、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光学的位相差の絶対値が所定の値に設定されている。この部材の光学軸の所定の方向は、概ね円弧の半径方向、あるいは、概ね円弧の接線方向である。
【００２９】
また、本発明において、複屈折補正部は、等方性の部材に構造複屈折により一軸の屈折率異方性を持たせたものである。この複屈折補正部は、光軸を中心とする放射状の格子、あるいは、光軸を中心とする同心円状の格子を有する。
【００３０】
本発明の他の観点では、光学式情報記録／再生装置は、上記の光ヘッド装置と、第１の回路と、第２の回路と、第３の回路とを具備する。第１の回路は、光源の出力を制御する。第２の回路は、光検出器から出力される出力信号に基づいて、再生信号、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。第３の回路は、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対物レンズの位置を制御する。記録時において、第１の回路は、光記録媒体にデータを記録するための記録信号に基づいて光源を駆動する。また、再生時において、第１の回路は、光源を一定の出力で駆動する。
【００３１】
本発明の光ヘッド装置は、トラッキングを行うための溝またはピットが形成されており、垂直複屈折と、面内の位置により変化する面内複屈折とを有する保護層を備えた円盤状の光記録媒体を使用対象とし、光源と、該光源からの出射光を前記光記録媒体上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受光する光検出器と、前記光源からの出射光と前記光記録媒体からの反射光とを分離する偏光分離手段と、該偏光分離手段と前記対物レンズとの間に設けられた１／４波長板とを有する光ヘッド装置において、前記面内複屈折の変化に応じたトラック誤差信号振幅の変化を抑制するために、前記光記録媒体の保護層の垂直複屈折を補正する垂直複屈折補正手段をさらに有することを特徴とする。
【００３２】
光記録媒体の面内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化は、垂直複屈折の存在下で面内複屈折が光記録媒体の面内の位置により変化することが原因で生じる。光記録媒体の保護層に垂直複屈折があると、光が光記録媒体の保護層を透過する際に、所定の方向の偏光成分とそれに直交する方向の偏光成分との間に所定の光学的位相差が生じる。本発明の光ヘッド装置ならびに光学式情報記録／再生装置においては、垂直複屈折補正手段により、光にこの光学的位相差を打ち消す光学的位相差を与える。このように垂直複屈折を補正することにより、垂直複屈折がない場合と同様に、面内複屈折が光記録媒体の面内の位置により変化しても、光記録媒体の面内の位置によらずトラック誤差信号振幅をほぼ一定にすることが可能である。
【００３３】
本発明によれば、光記録媒体の面内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制する光ヘッド装置ならびに光学式情報記録／再生装置を提供することができる。光記録媒体の面内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化は、垂直複屈折の存在下で面内複屈折が光記録媒体の面内の位置により変化することが原因で生じる。従って、光記録媒体の保護層の垂直複屈折を補正することにより、光記録媒体の面内の位置によるトラック誤差信号振幅の変化を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の光学式情報記録／再生装置実施例に係る光学式情報記録再生装置が具備する光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の光ヘッド装置の第１実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図３】図３は、本発明の光ヘッド装置の第２実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図４】図４は、本発明の光ヘッド装置の第３実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図５】図５は、本発明の光ヘッド装置の第４実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図６】図６は、複屈折補正素子におけ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間の光学的位相差の計算例を示す図である。
【図７】図７は、複屈折補正素子におけ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間の光学的位相差の計算例を示す図である。
【図８】図８Ａ〜８Ｄは、本発明の光ヘッド装置の第１〜第４実施例に用いる複屈折補正素子の断面図である。
【図９】図９は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルとの関係の計算例を示す図である。
【図１０】図１０は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号振幅との関係の計算例を示す図である。
【図１１】図１１は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号変調度との関係の計算例を示す図である。
【図１２】図１２は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とＤＰＤ信号振幅との関係の計算例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の光ヘッド装置の第５実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の光ヘッド装置の第６実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図１５】図１５は、本発明の光ヘッド装置の第７実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図１６】図１６は、本発明の光ヘッド装置の第８実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図１７】図１７は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルとの関係の計算例を示す図である。
【図１８】図１８は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号振幅との関係の計算例を示す図である。
【図１９】図１９は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号変調度との関係の計算例を示す図である。
【図２０】図２０は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とＤＰＤ信号振幅との関係の計算例を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の光ヘッド装置の第９実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図２２】図２２は、本発明の光ヘッド装置の第１０実施例に用いる複屈折補正素子の平面図である。
【図２３】図２３は、本発明の光ヘッド装置の第９、第１０実施例に用いる複屈折補正素子における格子のデューティ比と実効的な屈折率との関係の計算例を示す図である。
【図２４】図２４Ａ〜２４Ｄは、本発明の光ヘッド装置の第９、第１０実施例に用いる複屈折補正素子の断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の光学式情報記録／再生装置実施例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２６】図２６は、従来の一般的な光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図２７】図２７は、光記録媒体とＸＹＺ座標との関係を示す図である。
【図２８】図２８は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルとの関係の計算例を示す図である。
【図２９】図２９は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号振幅との関係の計算例を示す図である。
【図３０】図３０は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号変調度との関係の計算例を示す図である。
【図３１】図３１は、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とＤＰＤ信号振幅との関係の計算例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、図面を参照して本発明実施例について説明する。
図２５に、本発明の光学式情報記録／再生装置実施例に係る光学式情報記録再生装置の構成が示される。光学式情報記録再生装置は、コントローラ３９、変調回路４０、記録信号生成回路４１、半導体レーザ駆動回路４２、増幅回路４３、再生信号処理回路４４、復調回路４５、誤差信号生成回路４６、対物レンズ駆動回路４７、光ヘッド装置５０を具備する。【００３６】
変調回路４０は、ディスク７へ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４１は、変調回路４０で変調された信号に基づいて、記録ストラテジに従って光ヘッド装置５０内の半導体レーザ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４２は、記録信号生成回路４１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。これによりディスク７へのデータの記録が行われる。【００３７】
一方、増幅回路４３は、光ヘッド装置５０内の光検出器１０の各受光部からの出力を増幅する。再生信号処理回路４４は、増幅回路４３で増幅された信号に基づいて、ＲＦ信号の生成、波形等化および２値化を行う。復調回路４５は、再生信号処理回路４４で２値化された信号を復調規則に従って復調する。これによりディスク７からのデータの再生が行われる。【００３８】
また、誤差信号生成回路４６は、増幅回路４３で増幅された信号に基づいて、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の生成を行う。対物レンズ駆動回路４７は、誤差信号生成回路４６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、対物レンズ６を駆動するアクチュエータ（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６を駆動する。【００３９】
さらに、ディスク７を除く光学系は、ポジショナ（図示せず）によりディスク７の半径方向へ駆動され、ディスク７は、スピンドル（図示せず）により回転駆動される。これにより、フォーカス、トラック、ポジショナおよびスピンドルのサーボが行われる。【００４０】
変調回路４０から半導体レーザ駆動回路４２までのデータの記録に関わる回路、増幅回路４３から復調回路４５までのデータの再生に関わる回路、および増幅回路４３から対物レンズ駆動回路４７までのサーボに関わる回路は、コントローラ３９により制御される。【００４１】
本実施例は、ディスク７に対して記録および再生を行う光学式情報記録再生装置である。これに対し、本発明の光学式情報記録／再生装置実施例としては、ディスク７に対して再生のみを行う光学式情報再生専用装置も考えられる。この場合、半導体レーザ１は、半導体レーザ駆動回路４２により記録信号に基づいて駆動されるのではなく、出射光のパワーが一定の値になるように駆動される。【００４２】
図１に、光ヘッド装置５０の構成が示される。光ヘッド装置５０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、複屈折補正素子５、対物レンズ６、円筒レンズ８、凸レンズ９、光検出器１０を具備する。【００４３】
光源である半導体レーザ１が出射する出射光は、コリメータレンズ２で平行光化される。この光は、偏光分離手段である偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光として入射され、そのほぼ１００％が透過して１／４波長板４に入射する。１／４波長板４は、入射された光を直線偏光から円偏光に変換して透過させる。円偏光に変換された光は、垂直複屈折補正を行う複屈折補正部である複屈折補正素子５を透過し、対物レンズ６で光記録媒体であるディスク７上に集光される。【００４４】
ディスク７により反射される反射光は、対物レンズ６を逆向きに透過し、垂直複屈折補正を行う複屈折補正素子５を透過して１／４波長板４に入射する。１／４波長板４は、入射した光を円偏光から直線偏光に変換して透過させる。この復路の直線偏光は、往路の直線偏光とは偏光方向が直交している。直線偏光に変換された光は、偏光ビームスプリッタ３にＳ偏光として入射し、そのほぼ１００％が反射されて円筒レンズ８に入射する。この光は、円筒レンズ８、凸レンズ９を透過して光検出器１０で受光される。【００４５】
光検出器１０は、円筒レンズ８、凸レンズ９の２つの焦線の中間に設置されている。この光検出器１０は、ディスク７の半径方向に対応する方向の分割線および接線方向に対応する方向の分割線で４分割された受光部を有する。各受光部からの出力に基づき、非点収差法によるフォーカス誤差信号、プッシュプル法またはＤＰＤ法によるトラック誤差信号、およびＲＦ信号が得られる。【００４６】
（第１実施例）
本発明の光ヘッド装置の第１実施例では、図２にその平面図が示される複屈折補正素子５ａが、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【００４７】
図２は複屈折補正素子５ａの平面図である。複屈折補正素子５ａは、光軸を通る２つの直線で、周方向に９０°間隔で４つの領域（符号ａ〜ｄ）に分割されている。さらに、各領域は、光軸を中心とする３つの同心円で、半径方向に４つの領域（符号１１〜１４）に分割されている。以下の説明では、周方向に９０°間隔で４分割された領域群、即ち、符号の記号部分にａ〜ｄが付される領域群は、領域群ａ〜ｄと表記される。また、半径方向に４分割された領域群、即ち、符号の数字部分に１１〜１４が付される領域群は、領域群１１〜１４と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ６の有効径を示している。また、図中に示されるｘ軸、ｙ軸の方向は、それぞれディスク７の半径方向、接線方向に対応している。【００４８】
複屈折補正素子５ａは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群ａおよび領域群ｃにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して０°の方向である。領域群ｂおよび領域群ｄにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して９０°の方向である。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間の光学的位相差の絶対値は、領域群１１では０°、領域群１２では１８°、領域群１３では３６°、領域群１４では５４°である。なお、この複屈折補正素子５ａの設計については後述する。【００４９】
（第２実施例）
本発明の光ヘッド装置の第２実施例では、図３にその平面図が示される複屈折補正素子５ｂが、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【００５０】
図３は複屈折補正素子５ｂの平面図である。複屈折補正素子５ｂは、光軸を通る２つの直線で、周方向に９０°間隔で４つの領域（符号ａ〜ｄ）に分割されている。さらに、各領域は、光軸を中心とする３つの同心円で、半径方向に４つの領域（符号１５〜１８）に分割されている。以下の説明では、周方向に９０°間隔で４分割された領域群、即ち、符号の記号部分にａ〜ｄが付される領域群は、領域群ａ〜ｄと表記される。また、半径方向に４分割された領域群、即ち、符号の数字部分に１５〜１８が付される領域群は、領域群１５〜１８と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ６の有効径を示している。また、図中に示されるｘ軸、ｙ軸の方向は、それぞれディスク７の半径方向、接線方向に対応している。【００５１】
複屈折補正素子５ｂは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群ａおよび領域群ｃにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して９０°の方向である。領域群ｂおよび領域群ｄにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して０°の方向である。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間の光学的位相差の絶対値は、領域群１５では０°、領域群１６では１８°、領域群１７では３６°、領域群１８では５４°である。なお、この複屈折補正素子５ｂの設計については後述する。【００５２】
（第３実施例）
本発明の光ヘッド装置の第３実施例では、図４にその平面図が示される複屈折補正素子５ｃが、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【００５３】
図４は複屈折補正素子５ｃの平面図である。複屈折補正素子５ｃは、光軸を通る４つの直線で、周方向に４５°間隔で８つの領域（符号ａ〜ｈ）に分割されている。さらに、各領域は、光軸を中心とする３つの同心円で、半径方向に４つの領域（符号１９〜２２）に分割されている。以下の説明では、周方向に４５°間隔で４分割された領域群、即ち、符号の記号部分にａ〜ｈが付される領域群は、領域群ａ〜ｈと表記される。また、半径方向に４分割された領域群、即ち、符号の数字部分に１９〜２２が付される領域群は、領域群１９〜２２と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ６の有効径を示している。また、図中に示されるｘ軸、ｙ軸の方向は、それぞれディスク７の半径方向、接線方向に対応している。【００５４】
複屈折補正素子５ｃは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群ａおよび領域群ｃにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して０°の方向である。領域群ｂおよび領域群ｄにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して９０°の方向である。領域群ｅおよび領域群ｇにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して４５°の方向である。領域群ｆおよび領域群ｈにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して１３５°の方向である。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間の光学的位相差の絶対値は、領域群１９では０°、領域群２０では１８°、領域群２１では３６°、領域群２２では５４°である。なお、この複屈折補正素子５ｃの設計については後述する。【００５５】
（第４実施例）
本発明の光ヘッド装置の第４実施例では、図５にその平面図が示される複屈折補正素子５ｄが、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【００５６】
図５は複屈折補正素子５ｄの平面図である。複屈折補正素子５ｄは、光軸を通る４つの直線で、周方向に４５°間隔で８つの領域（符号ａ〜ｈ）に分割されている。さらに、各領域は、光軸を中心とする３つの同心円で、半径方向に４つの領域（符号２３〜２６）に分割されている。以下の説明では、周方向に４５°間隔で４分割された領域群、即ち、符号の記号部分にａ〜ｈが付される領域群は、領域群ａ〜ｈと表記される。また、半径方向に４分割された領域群、即ち、符号の数字部分に２３〜２６が付される領域群は、領域群２３〜２６と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ６の有効径を示している。また、図中に示されるｘ軸、ｙ軸の方向は、それぞれディスク７の半径方向、接線方向に対応している。【００５７】
複屈折補正素子５ｄは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群ａおよび領域群ｃにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して９０°の方向である。領域群ｂおよび領域群ｄにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して０°の方向である。領域群ｅおよび領域群ｇにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して１３５°の方向である。領域群ｆおよび領域群ｈにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して４５°の方向である。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間の光学的位相差の絶対値は、領域群２３では０°、領域群２４では１８°、領域群２５では３６°、領域群２６では５４°である。なお、この複屈折補正素子５ｄの設計については後述する。【００５８】
次に、複屈折補正素子５の設計について述べる。図２７に示されるように、光軸に垂直な断面内にＸ軸、Ｙ軸を定め、図１のディスク７の保護層のジョーンズ行列をＳとすると、Ｓは下式で与えられる。
【数１】
2007049738.tif 000003
但し、φは下式で与えられる。
【数２】
2007049738.tif 000004
ここで、ディスク７の保護層における屈折率楕円体の光線に垂直な断面である楕円を考えたとき、αは楕円の長軸方向の偏光成分と短軸方向の偏光成分との間の光学的位相差であり、θは楕円の長軸方向または短軸方向を表す角度である。α、θの求め方は、良く知られているのでここでは説明を省略する。【００５９】
複屈折補正素子５のジョーンズ行列をＢとすると、複屈折補正素子５によりディスク７の保護層の垂直複屈折を補正するには、複屈折補正素子５のジョーンズ行列Ｂが、面内複屈折がない場合のディスク７の保護層のジョーンズ行列Ｓの逆行列であれば良い。このとき、複屈折補正素子５は、光学軸の方向がθ＋φで定められ、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間の光学的位相差がαで定められる波長板となる。但し、θ＋φおよびαはｘ、ｙの関数であるため、光学軸の方向および光学的位相差は、複屈折補正素子５の面内の位置により変化することになる。これにより、光がディスク７の保護層を透過する際に生じる光学的位相差は、光が複屈折補正素子５を透過する際に生じる光学的位相差で打ち消される。【００６０】
上述の光学軸の方向を計算すると、光軸に関して回転対称で、光軸を中心とする円の半径方向または接線方向となる。即ち、光学軸の方向は、図２〜図５に示されるｘ軸に対する角度に応じて連続的に変化する。実際には、このように光学軸の方向を連続的に変化させる代わりに、図２〜図５に示されるように離散的に変化させても良い。光学軸の方向を離散的に変化させると、垂直複屈折の補正の効果はやや落ちるが、複屈折補正素子の作製は容易になる。【００６１】
図２に示される複屈折補正素子５ａにおいては、光学軸の方向が、ｘ軸に対する角度に応じて周方向に４つの領域に分割されて離散的に変化している。領域群ａの中心部、領域群ｂの中心部、領域群ｃの中心部、領域群ｄの中心部では、光学軸の方向は光軸を中心とする円の半径方向である。しかし、各領域群の中心部から隣接する領域群との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は光軸を中心とする円の半径方向からずれていく。【００６２】
図３に示される複屈折補正素子５ｂにおいては、光学軸の方向が、ｘ軸に対する角度に応じて周方向に４つの領域に分割されて離散的に変化している。領域群ａの中心部、領域群ｂの中心部、領域群ｃの中心部、領域群ｄの中心部では、光学軸の方向は光軸を中心とする円の接線方向である。しかし、各領域群の中心部から隣接する領域群との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は光軸を中心とする円の接線方向からずれていく。【００６３】
図４に示される複屈折補正素子５ｃにおいては、光学軸の方向が、ｘ軸に対する角度に応じて周方向に８つの領域に分割されて離散的に変化している。領域群ａの中心部、領域群ｂの中心部、領域群ｃの中心部、領域群ｄの中心部、領域群ｅの中心部、領域群ｆの中心部、領域群ｇの中心部、領域群ｈの中心部では、光学軸の方向は光軸を中心とする円の半径方向である。しかし、各領域群の中心部から隣接する領域群との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は光軸を中心とする円の半径方向からずれていく。【００６４】
図５に示される複屈折補正素子５ｄにおいては、光学軸の方向が、ｘ軸に対する角度に応じて周方向に８つの領域に分割されて離散的に変化している。領域群ａの中心部、領域群ｂの中心部、領域群ｃの中心部、領域群ｄの中心部、領域群ｅの中心部、領域群ｆの中心部、領域群ｇの中心部、領域群ｈの中心部では、光学軸の方向は光軸を中心とする円の接線方向である。しかし、各領域群の中心部から隣接する領域群との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は光軸を中心とする円の接線方向からずれていく。【００６５】
次に、上述の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間の光学的位相差を計算すると、光軸に関して回転対称で、光軸を中心とする円の半径方向に沿って内側から外側へ向かって単調に増加または減少する。図６、図７に、複屈折補正素子におけ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間の光学的位相差の計算例が示される。計算条件は、光源の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．６５、光記録媒体の保護層の厚さが０．６ｍｍ、光記録媒体の保護層の垂直複屈折が７×１０−４である。また、対物レンズの焦点距離は３ｍｍであるため、対物レンズの有効半径は３ｍｍ×０．６５＝１．９５ｍｍとなる。図６、図７に実線で示されるように、光学的位相差は、光軸からの距離に応じて２次関数状に連続的に変化する。実際には、このように光学的位相差を連続的に変化させる代わりに、離散的に変化させても良い。光学的位相差を離散的に変化させると、垂直複屈折の補正の効果はやや落ちるが、複屈折補正素子の作製は容易になる。【００６６】
図２〜図５に示される複屈折補正素子５ａ〜５ｄにおいては、図６、図７に点線で示されるように、光学的位相差が、光軸からの距離に応じて半径方向に４つの領域に分割されて離散的に変化している。領域群１１、１５、１９、２３では光学的位相差の絶対値は０°、領域群１２、１６、２０、２４では光学的位相差の絶対値は１８°、領域群１３、１７、２１、２５では光学的位相差の絶対値は３６°、領域群１４、１８、２２、２６では光学的位相差の絶対値は５４°である。光学的位相差の絶対値が０°の領域と光学的位相差の絶対値が１８°の領域との境界は半径０．７５ｍｍ、光学的位相差の絶対値が１８°の領域と光学的位相差の絶対値が３６°の領域との境界は半径１．２８ｍｍ、光学的位相差の絶対値が３６°の領域と光学的位相差の絶対値が５４°の領域との境界は半径１．６４ｍｍである。【００６７】
図２〜図５において、ｘ軸方向の偏光成分の位相が、ｙ軸方向の偏光成分の位相に対して進む場合の光学的位相差を正、遅れる場合の光学的位相差を負とすると、垂直複屈折を補正するには、左右の領域では負の光学的位相差、上下の領域では正の光学的位相差が生じる必要がある。複屈折補正素子５ａ〜５ｄが含む一軸の屈折率異方性を有する部材としては、液晶高分子が用いられる。通常、液晶高分子は正結晶の性質を有し、光学軸に平行な方向の偏光成分に対する屈折率が、光学軸に垂直な方向の偏光成分に対する屈折率に比べて大きい。このとき、光学軸に平行な方向の偏光成分は、光学軸に垂直な方向の偏光成分に対して位相が遅れる。【００６８】
複屈折補正素子５ａ、５ｃのように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の半径方向である場合、上述の条件を満たすには、内側から外側へ向かって、光学軸に平行な方向の偏光成分の、光学軸に垂直な偏光成分に対する位相の遅れ量を増加させれば良い。図６の縦軸の光学的位相差は、このときの位相の遅れ量を表している。内側から外側へ向かって光学的位相差の絶対値を０°、１８°、３６°、５４°と変化させるには、図６に点線で示されるように、位相の遅れ量を０°、１８°、３６°、５４°と変化させれば良い。【００６９】
一方、複屈折補正素子５ｂ、５ｄのように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の接線方向である場合、上述の条件を満たすには、内側から外側へ向かって、光学軸に平行な方向の偏光成分の、光学軸に垂直な偏光成分に対する位相の進み量を増加させれば良いが、実際には位相を進めることは出来ないので、その代わりに位相の遅れ量を減少させれば良い。図７の縦軸の光学的位相差は、このときの位相の遅れ量を表している。内側から外側へ向かって光学的位相差の絶対値を０°、１８°、３６°、５４°と変化させるには、位相の遅れ量を０°、−１８°、−３６°、−５４°と変化させれば良いが、実際には位相の遅れ量を負にすることは出来ないので、図７に点線で示されるように、その代わりに位相の遅れ量を３６０°、３４２°、３２４°、３０６°と変化させれば良い。ここで、０°と３６０°は等価であることを利用している。【００７０】
図８Ａ〜８Ｄは、複屈折補正素子５ａ〜５ｄの断面図である。複屈折補正素子５ａ〜５ｄは、ガラス製の基板２７ａと基板２７ｂとの間に、一軸の屈折率異方性を有する液晶高分子２８を挟んだ構成である。図中の矢印は、液晶高分子２８の長手方向を示している。複屈折補正素子５ａ〜５ｄにおける光学軸の方向は、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影で定められる。また、複屈折補正素子５ａ〜５ｄにおける光学的位相差は、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度で定められる。図８Ａ〜８Ｄへ向かうに従って、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度は小さくなり、光学的位相差は大きくなる。【００７１】
複屈折補正素子５ａの領域群ａおよび領域群ｃにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ａの領域群ｂおよび領域群ｄにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して９０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。【００７２】
また、複屈折補正素子５ａの領域群１１においては、光学的位相差が０°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ａの領域群１２においては、光学的位相差が１８°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ａの領域群１３においては、光学的位相差が３６°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ａの領域群１４においては、光学的位相差が５４°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が０°、１８°、３６°、５４°と大きくなるに従って、図８Ａに示されるような状態から図８Ｄに示されるような状態へ向かって変化する。【００７３】
複屈折補正素子５ｂの領域群ａおよび領域群ｃにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して９０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｂの領域群ｂおよび領域群ｄにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。【００７４】
また、複屈折補正素子５ｂの領域群１５においては、光学的位相差が３６０°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｂの領域群１６においては、光学的位相差が３４２°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｂの領域群１７においては、光学的位相差が３２４°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｂの領域群１８においては、光学的位相差が３０６°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が３６０°、３４２°、３２４°、３０６°と小さくなるに従って、図８Ｄに示されるような状態から図８Ａに示されるような状態へ向かって変化する。【００７５】
複屈折補正素子５ｃの領域群ａおよび領域群ｃにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｃの領域群ｂおよび領域群ｄにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して９０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｃの領域群ｅおよび領域群ｇにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して４５°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｃの領域群ｆおよび領域群ｈにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して１３５°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。【００７６】
また、複屈折補正素子５ｃの領域群１９においては、光学的位相差が０°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｃの領域群２０においては、光学的位相差が１８°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｃの領域群２１においては、光学的位相差が３６°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｃの領域群２２においては、光学的位相差が５４°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が０°、１８°、３６°、５４°と大きくなるに従って、図８Ａに示されるような状態から図８Ｄに示されるような状態へ向かって変化する。【００７７】
複屈折補正素子５ｄの領域群ａおよび領域群ｃにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して９０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｄの領域群ｂおよび領域群ｄにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｄの領域群ｅおよび領域群ｇにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して１３５°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｄの領域群ｆおよび領域群ｈにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して４５°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。【００７８】
また、複屈折補正素子５ｄの領域群２３においては、光学的位相差が３６０°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｄの領域群２４においては、光学的位相差が３４２°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｄの領域群２５においては、光学的位相差が３２４°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｄの領域群２６においては、光学的位相差が３０６°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が３６０°、３４２°、３２４°、３０６°と小さくなるに従って、図８Ｄに示されるような状態から図８Ａに示されるような状態へ向かって変化する。【００７９】
次に、光検出器１０における受光量について述べる。偏光ビームスプリッタ３に対するＰ偏光方向、Ｓ偏光方向が、図２７に示されるＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ相当するものとする。また、半導体レーザ１からの出射光の偏光方向が、偏光ビームスプリッタ３に対するＰ偏光方向であるとする。半導体レーザ１からの出射光の電界分布をＥ０（ｘ，ｙ）、１／４波長板４のジョーンズ行列をＱとすると、半導体レーザ１からディスク７へ向かう往路において、１／４波長板４、複屈折補正素子５、ディスク７の保護層を透過した光の電界分布は、ジョーンズベクトルを用いて下式で表される。
【数３】
2007049738.tif 000005
但し、Ｑは下式で与えられる。
【数４】
2007049738.tif 000006
【００８０】
ディスク７上のニアフィールドにおいて、図２７に示されるＸ軸、Ｙ軸に平行にそれぞれＵ軸、Ｖ軸を定める。半導体レーザ１の波長をλ、対物レンズ６の焦点距離をｆとすると、ディスク７上に形成される集光スポットの電界分布は、ジョーンズベクトルを用いて下式で表される。
【数５】
2007049738.tif 000007
【００８１】
ディスク７の複素反射率分布をＲ（ｕ，ｖ）とすると、ディスク７からの反射光の電界分布は、ジョーンズベクトルを用いて下式で表される。
【数６】
2007049738.tif 000008
ここで、Ｒ（ｕ，ｖ）は、ディスク７に形成されている溝またはピットの形状により決まる関数である。【００８２】
ディスク７から光検出器１０へ向かう復路において、ディスク７の保護層、複屈折補正素子５、１／４波長板４を透過した光の電界分布は、ジョーンズベクトルを用いて下式で表される。
【数７】
2007049738.tif 000009
【００８３】
光検出器１０における受光量をＬとすると、Ｌは下式で与えられる。
【数８】
2007049738.tif 000010
【００８４】
ディスク７からの反射光を、光軸に垂直な面内で光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線で２つの領域に分割して光検出器１０で受光したときの、２つの領域に対応した光検出器１０における受光量をそれぞれＬａ、Ｌｂとすると、Ｌａ、Ｌｂは、数８の積分をそれぞれｘ＜０、ｘ＞０の範囲で行うことにより求められる。このとき、和信号はＬａ＋Ｌｂ、プッシュプル信号はＬａ−Ｌｂで与えられる。この式に基づいて、光記録媒体上に形成された集光スポットが光記録媒体の溝を横断したときの、光記録媒体の保護層の複屈折と和信号レベル、プッシュプル信号振幅の関係を計算することができる。【００８５】
また、ディスク７からの反射光を、光軸に垂直な面内で光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線および接線方向に平行な直線で４つの領域に分割して光検出器１０で受光したときの、一方の対角に位置する２つの領域に対応した光検出器１０における受光量をＬａ、Ｌｃ、他方の対角に位置する２つの領域に対応した光検出器１０における受光量をＬｂ、Ｌｄとすると、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄは、数８の積分をそれぞれｘ＜０かつｙ＜０、ｘ＞０かつｙ＜０、ｘ＞０かつｙ＞０、ｘ＜０かつｙ＞０の範囲で行うことにより求められる。このとき、ＤＰＤ信号は（Ｌａ＋Ｌｃ）と（Ｌｂ＋Ｌｄ）との時間差で与えられる。この式に基づいて、光記録媒体上に形成された集光スポットが光記録媒体のピットを横断したときの、光記録媒体の保護層の複屈折とＤＰＤ信号振幅との関係を計算することができる。【００８６】
第１から第４まで実施例において説明された複屈折補正素子５を用いた場合について、図９に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルとの関係の計算例が示され、図１０に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号振幅との関係の計算例が示される。また、図１１に、図９に示される和信号レベルと図１０に示されるプッシュプル信号振幅とから求められる、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号変調度との関係の計算例が示される。計算条件は、図２８〜図３０で述べた条件と同じである。図９、図１０の縦軸は、光記録媒体に溝が形成されていない場合の和信号レベルで規格化されている。図中の黒丸は、垂直複屈折の値が０の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、複屈折補正素子５による補正を行わないときの計算結果である。これらは図２８〜図３０に示されるものと同じである。図中の△は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、図２〜図３に示される周方向に４つの領域に分割された複屈折補正素子５ａまたは５ｂによる補正を行ったときの計算結果である。図中の◇は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、図４〜図５に示される周方向に８つの領域に分割された複屈折補正素子５ｃまたは５ｄによる補正を行ったときの計算結果である。【００８７】
図９を参照すると、和信号レベルは、周方向に４つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ａ、５ｂ）による補正を行った場合と、周方向に８つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ｃ、５ｄ）による補正を行った場合とのいずれにおいても、垂直複屈折がない場合と同様に、面内複屈折の値が０のときに最大になり、面内複屈折の値の絶対値が増加するに従って減少する。【００８８】
一方、図１０を参照すると、プッシュプル信号振幅は、周方向に４つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ａ、５ｂ）による補正を行った場合、面内複屈折の値が０よりやや小さいときに最大になり、そこから面内複屈折の値が増加または減少するに従って減少する。また、プッシュプル信号振幅は、周方向に８つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ｃ、５ｄ）による補正を行った場合、面内複屈折の値が０よりやや大きいときに最大になり、そこから面内複屈折の値が増加または減少するに従って減少する。【００８９】
その結果、図１１に示されるように、プッシュプル信号変調度は、周方向に４つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ａ、５ｂ）による補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変化するに従って単調に僅かに増加する。また、プッシュプル信号変調度は、周方向に８つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ｃ、５ｄ）による補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変化するに従って単調に僅かに減少する。このことから、複屈折補正素子５を用いることにより、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化が抑制されることがわかる。プッシュプル信号変調度の変化の抑制効果は、周方向に４つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ａ、５ｂ）よりも、周方向に８つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ｃ、５ｄ）の方が大きい。【００９０】
第１から第４まで実施例において説明された複屈折補正素子５を用いた場合について、図１２に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とＤＰＤ信号振幅との関係の計算例が示される。計算条件は、図３１で述べた条件と同じである。図１２の縦軸は、チャンネルクロックの時間で規格化されている。図中の黒丸は、垂直複屈折の値が０の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、複屈折補正素子５による補正を行わないときの計算結果である。これらは図３１に示されるものと同じである。図中の△は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、図２〜図３に示される周方向に４つの領域に分割された複屈折補正素子５ａまたは５ｂによる補正を行ったときの計算結果である。図中の◇は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、図４〜図５に示される周方向に８つの領域に分割された複屈折補正素子５ｃまたは５ｄによる補正を行ったときの計算結果である。【００９１】
図１２に示されるように、ＤＰＤ信号振幅は、周方向に４つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ａ、５ｂ）による補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変化するに従って単調に僅かに増加する。また、ＤＰＤ信号振幅は、周方向に８つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ｃ、５ｄ）による補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変化するに従って単調に僅かに減少する。このことから、複屈折補正素子５を用いることにより、光記録媒体の面内の位置によるＤＰＤ信号振幅の変化が抑制されることがわかる。ＤＰＤ信号振幅の変化の抑制効果は、周方向に４つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ａ、５ｂ）よりも、周方向に８つの領域に分割された複屈折補正素子５（５ｃ、５ｄ）の方が大きい。【００９２】
図２に示される複屈折補正素子５ａまたは図３に示される複屈折補正素子５ｂは、周方向に４つの領域に分割されており、各領域がさらに半径方向に４つの領域に分割されている。また、図４に示される複屈折補正素子５ｃまたは図５に示される複屈折補正素子５ｄは、周方向に８つの領域に分割されており、各領域がさらに半径方向に４つの領域に分割されている。しかし、複屈折補正素子５における周方向に分割される領域の数は４または８に限らずいくつでも良く、半径方向に分割される領域の数も４に限らずいくつでも良い。複屈折補正素子５を用いることによる、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化の抑制効果は、複屈折補正素子５における周方向に分割された領域の数、半径方向に分割された領域の数が多いほど大きい。一方、複屈折補正素子５の製作の容易性は、複屈折補正素子５における周方向に分割された領域の数、半径方向に分割された領域の数が少ないほど高い。【００９３】
（第５実施例）
本発明の光ヘッド装置の第５実施例では、図１３にその平面図が示される複屈折補正素子５ｅが、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【００９４】
図１３は複屈折補正素子５ｅの平面図である。複屈折補正素子５ｅは、光軸を通る２つの直線で、周方向に９０°間隔で４つの領域に分割されている。そのうちの左右の各領域（符号ａ、ｃ）は、さらに、光軸を中心とする３つの同心円の円弧で、半径方向に４つの領域（符号２９〜３２）に分割されている。以下の説明では、左右の領域群、即ち、符号の記号部分にａ、ｃが付される領域群は、領域群ａ、ｃと表記される。また、半径方向に４分割された対の領域群、即ち、符号の数字部分に２９〜３２が付される領域群は、領域群２９〜３２と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ６の有効径を示している。また、図中に示されるｘ軸、ｙ軸の方向は、それぞれディスク７の半径方向、接線方向に対応している。【００９５】
複屈折補正素子５ｅは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群ａおよび領域群ｃにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して０°の方向である。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間の光学的位相差の絶対値は、領域群２９では０°、領域群３０では１８°、領域群３１では３６°、領域群３２では５４°である。これらの、複屈折補正素子５ｅの領域群２９〜３２における光学的位相差は、図６に点線で示されるものと同じである。また、上下の領域における、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間の光学的位相差は０°である。【００９６】
（第６実施例）
本発明の光ヘッド装置の第６実施例では、図１４にその平面図が示される複屈折補正素子５ｆが、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【００９７】
図１４は複屈折補正素子５ｆの平面図である。複屈折補正素子５ｆは、光軸を通る２つの直線で、周方向に９０°間隔で４つの領域に分割されている。そのうちの左右の各領域（符号ａ、ｃ）は、さらに、光軸を中心とする３つの同心円の円弧で、半径方向に４つの領域（符号３３〜３６）に分割されている。以下の説明では、左右の領域群、即ち、符号の記号部分にａ、ｃが付される領域群は、領域群ａ、ｃと表記される。また、半径方向に４分割された対の領域群、即ち、符号の数字部分に３３〜３６が付される領域群は、領域群３３〜３６と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ６の有効径を示している。また、図中に示されるｘ軸、ｙ軸の方向は、それぞれディスク７の半径方向、接線方向に対応している。【００９８】
複屈折補正素子５ｆは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群ａおよび領域群ｃにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して９０°の方向である。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間の光学的位相差の絶対値は、領域群３３では０°、領域群３４では１８°、領域群３５では３６°、領域群３６では５４°である。これらの、複屈折補正素子５ｆの領域群３３〜３６における光学的位相差は、図７に点線で示されるものと同じである。また、上下の領域における、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間の光学的位相差は０°である。【００９９】
（第７実施例）
本発明の光ヘッド装置の第７実施例では、図１５にその平面図が示される複屈折補正素子５ｇが、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【０１００】
図１５は複屈折補正素子５ｇの平面図である。複屈折補正素子５ｇは、光軸を通る２つの直線で、周方向に９０°間隔で４つの領域に分割されている。そのうちの上下の各領域（符号ｂ、ｄ）は、さらに、光軸を中心とする３つの同心円の円弧で、半径方向に４つの領域（符号２９〜３２）に分割されている。以下の説明では、上下の領域群、即ち、符号の記号部分にｂ、ｄが付される領域群は、領域群ｂ、ｄと表記される。また、半径方向に４分割された対の領域群、即ち、符号の数字部分に２９〜３２が付される領域群は、領域群２９〜３２と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ６の有効径を示している。また、図中に示されるｘ軸、ｙ軸の方向は、それぞれディスク７の半径方向、接線方向に対応している。【０１０１】
複屈折補正素子５ｇは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群ｂおよび領域群ｄにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して９０°の方向である。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間の光学的位相差の絶対値は、領域群２９では０°、領域群３０では１８°、領域群３１では３６°、領域群３２では５４°である。これらの、複屈折補正素子５ｇの領域群２９〜３２における光学的位相差は、図６に点線で示されるものと同じである。また、左右の領域における、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間の光学的位相差は０°である。【０１０２】
（第８実施例）
本発明の光ヘッド装置の第８実施例では、図１６にその平面図が示される複屈折補正素子５ｈが、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【０１０３】
図１６は複屈折補正素子５ｈの平面図である。複屈折補正素子５ｈは、光軸を通る２つの直線で、周方向に９０°間隔で４つの領域に分割されている。そのうちの上下の各領域（符号ｂ、ｄ）は、さらに、光軸を中心とする３つの同心円の円弧で、半径方向に４つの領域（符号３３〜３６）に分割されている。以下の説明では、上下の領域群、即ち、符号の記号部分にｂ、ｄが付される領域群は、領域群ｂ、ｄと表記される。また、半径方向に４分割された対の領域群、即ち、符号の数字部分に３３〜３６が付される領域群は、領域群３３〜３６と表記される。なお、図中の点線は、対物レンズ６の有効径を示している。また、図中に示されるｘ軸、ｙ軸の方向は、それぞれディスク７の半径方向、接線方向に対応している。【０１０４】
複屈折補正素子５ｈは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでいる。図中の矢印は、各領域におけるこの部材の光学軸の方向を示している。領域群ｂおよび領域群ｄにおける光学軸の方向は、図中のｘ軸に対して０°の方向である。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間の光学的位相差の絶対値は、領域群３３では０°、領域群３４では１８°、領域群３５では３６°、領域群３６では５４°である。これらの、複屈折補正素子５ｈの領域群３３〜３６における光学的位相差は、図７に点線で示されるものと同じである。また、左右の領域における、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間の光学的位相差は０°である。【０１０５】
図１３に示される複屈折補正素子５ｅにおいては、領域２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａの中心部、領域２９ｃ、３０ｃ、３１ｃ、３２ｃの中心部では、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の半径方向になる。しかし、各領域群の中心部から上下の領域との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の半径方向からずれていく。【０１０６】
図１４に示される複屈折補正素子５ｆにおいては、領域３３ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａの中心部、領域３３ｃ、３４ｃ、３５ｃ、３６ｃの中心部では、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の接線方向になる。しかし、各領域群の中心部から上下の領域との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の接線方向からずれていく。【０１０７】
図１５に示される複屈折補正素子５ｇにおいては、領域２９ｂ、３０ｂ、３１ｂ、３２ｂの中心部、領域２９ｄ、３０ｄ、３１ｄ、３２ｄの中心部では、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の半径方向になる。しかし、各領域群の中心部から左右の領域との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の半径方向からずれていく。【０１０８】
図１６に示される複屈折補正素子５ｈにおいては、領域３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂの中心部、領域３３ｄ、３４ｄ、３５ｄ、３６ｄの中心部では、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の接線方向になる。しかし、各領域群の中心部から左右の領域との境界部へ近づくに従って、光学軸の方向は、光軸を中心とする円の接線方向からずれていく。【０１０９】
複屈折補正素子５ｅが含む一軸の屈折率異方性を有する部材としては、複屈折補正素子５ａ〜５ｄと同様に、液晶高分子が用いられる。複屈折補正素子５ｅの左右の領域のように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の半径方向である場合、内側から外側へ向かって光学的位相差の絶対値を０°、１８°、３６°、５４°と変化させるには、図６に点線で示されるように、位相の遅れ量を０°、１８°、３６°、５４°と変化させれば良い。【０１１０】
複屈折補正素子５ｅの断面図は、図８に示されるものと同じである。複屈折補正素子５ｅの領域群ａおよび領域群ｃにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。また、複屈折補正素子５ｅの領域群２９においては、光学的位相差が０°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｅの領域群３０においては、光学的位相差が１８°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｅの領域群３１においては、光学的位相差が３６°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｅの領域群３２においては、光学的位相差が５４°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が０°、１８°、３６°、５４°と大きくなるに従って、図８Ａに示されるような状態から図８Ｄに示されるような状態へ向かって変化する。【０１１１】
複屈折補正素子５ｆが含む一軸の屈折率異方性を有する部材としては、複屈折補正素子５ａ〜５ｄと同様に、液晶高分子が用いられる。複屈折補正素子５ｆの左右の領域のように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の接線方向である場合、内側から外側へ向かって光学的位相差の絶対値を０°、１８°、３６°、５４°と変化させるには、図７に点線で示されるように、位相の遅れ量を３６０°、３４２°、３２４°、３０６°と変化させれば良い。【０１１２】
複屈折補正素子５ｆの断面図は、図８に示されるものと同じである。複屈折補正素子５ｆの領域群ａおよび領域群ｃにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して９０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。また、複屈折補正素子５ｆの領域群３３においては、光学的位相差が３６０°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｆの領域群３４においては、光学的位相差が３４２°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｆの領域群３５においては、光学的位相差が３２４°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｆの領域群３６においては、光学的位相差が３０６°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が３６０°、３４２°、３２４°、３０６°と小さくなるに従って、図８Ｄに示されるような状態から図８Ａに示されるような状態へ向かって変化する。【０１１３】
複屈折補正素子５ｇが含む一軸の屈折率異方性を有する部材としては、複屈折補正素子５ａ〜５ｄと同様に、液晶高分子が用いられる。複屈折補正素子５ｇの上下の領域のように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の半径方向である場合、内側から外側へ向かって光学的位相差の絶対値を０°、１８°、３６°、５４°と変化させるには、図６に点線で示されるように、位相の遅れ量を０°、１８°、３６°、５４°と変化させれば良い。【０１１４】
複屈折補正素子５ｇの断面図は、図８に示されるものと同じである。複屈折補正素子５ｇの領域群ｂおよび領域群ｄにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して９０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。また、複屈折補正素子５ｇの領域群２９においては、光学的位相差が０°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｇの領域群３０においては、光学的位相差が１８°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｇの領域群３１においては、光学的位相差が３６°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｇの領域群３２においては、光学的位相差が５４°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が０°、１８°、３６°、５４°と大きくなるに従って、図８Ａに示されるような状態から図８Ｄに示されるような状態へ向かって変化する。【０１１５】
複屈折補正素子５ｈが含む一軸の屈折率異方性を有する部材としては、複屈折補正素子５ａ〜５ｄと同様に、液晶高分子が用いられる。複屈折補正素子５ｈの上下の領域のように、光学軸の方向が近似的に光軸を中心とする円の接線方向である場合、内側から外側へ向かって光学的位相差の絶対値を０°、１８°、３６°、５４°と変化させるには、図７に点線で示されるように、位相の遅れ量を３６０°、３４２°、３２４°、３０６°と変化させれば良い。【０１１６】
複屈折補正素子５ｈの断面図は、図８に示されるものと同じである。複屈折補正素子５ｈの領域群ｂおよび領域群ｄにおいては、光学軸の方向がｘ軸に対して０°の方向になるように、液晶高分子２８の長手方向の面内方向への射影が所定の状態に揃えられる。また、複屈折補正素子５ｈの領域群３３においては、光学的位相差が３６０°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｈの領域群３４においては、光学的位相差が３４２°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｈの領域群３５においては、光学的位相差が３２４°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。複屈折補正素子５ｈの領域群３６においては、光学的位相差が３０６°になるように、液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度が所定の状態に揃えられる。液晶高分子２８の長手方向と面内方向との角度は、光学的位相差が３６０°、３４２°、３２４°、３０６°と小さくなるに従って、図８Ｄに示されるような状態から図８Ａに示されるような状態へ向かって変化する。【０１１７】
第５から第８まで実施例において説明された複屈折補正素子５を用いた場合について、図１７に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値と和信号レベルとの関係の計算例が示され、図１８に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号振幅との関係の計算例が示される。また、図１９に、図１７に示される和信号レベルと図１８に示されるプッシュプル信号振幅とから求められる、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とプッシュプル信号変調度との関係の計算例が示される。計算条件は、図２８〜図３０で述べた条件と同じである。図１７、図１８の縦軸は、光記録媒体に溝が形成されていない場合の和信号レベルで規格化されている。図中の黒丸は、垂直複屈折の値が０の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、複屈折補正素子５による補正を行わないときの計算結果である。これらは、図２８〜図３０に示されるものと同じである。図中の△は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、図１３〜図１４に示される複屈折補正素子５ｅまたは５ｆによる左右の領域のみ（Ｘ方向のみ）についての補正を行ったときの計算結果である。図中の◇は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、図１５〜図１６に示される複屈折補正素子５ｇまたは５ｈによる上下の領域のみ（Ｙ方向のみ）についての補正を行ったときの計算結果である。【０１１８】
図１７を参照すると、和信号レベルは、複屈折補正素子５（５ｅ、５ｆ）による左右の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が０よりやや小さいときに最大になり、そこから面内複屈折の値が増加または減少するに従って減少する。また、和信号レベルは、複屈折補正素子５（５ｇ、５ｈ）による上下の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が０よりやや大きいときに最大になり、そこから面内複屈折の値が増加または減少するに従って減少する。【０１１９】
一方、図１８を参照すると、プッシュプル信号振幅は、複屈折補正素子５（５ｅ、５ｆ）による左右の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が０よりやや小さいときに最大になり、そこから面内複屈折の値が増加または減少するに従って減少する。また、プッシュプル信号振幅は、複屈折補正素子５（５ｇ、５ｈ）による上下の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変化するに従って単調に減少する。【０１２０】
その結果、図１９に示されるように、プッシュプル信号変調度は、複屈折補正素子５（５ｅ、５ｆ）による左右の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変化するに従って単調に僅かに減少する。また、プッシュプル信号変調度は、複屈折補正素子５（５ｇ、５ｈ）による上下の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変化するに従って単調にやや減少する。このことから、複屈折補正素子５を用いることにより、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度の変化が抑制されることがわかる。プッシュプル信号変調度の変化の抑制効果は、上下の領域のみについての補正を行う複屈折補正素子５（５ｇ、５ｈ）よりも、左右の領域のみについての補正を行う複屈折補正素子５（５ｅ、５ｆ）の方が大きい。【０１２１】
第５から第８まで実施例において説明された複屈折補正素子５を用いた場合について、図２０に、垂直複屈折の値をパラメータとした面内複屈折の値とＤＰＤ信号振幅との関係の計算例が示される。計算条件は、図３１で述べた条件と同じである。図２０の縦軸は、チャンネルクロックの時間で規格化されている。図中の黒丸は、垂直複屈折の値が０の場合の計算結果であり、図中の白丸は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、複屈折補正素子５による補正を行わないときの計算結果である。これらは図３１に示されるものと同じである。図中の△は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、図１３〜図１４に示される複屈折補正素子５ｅまたは５ｆによる左右の領域のみ（Ｘ方向のみ）についての補正を行ったときの計算結果である。図中の◇は、垂直複屈折の値が７×１０−４の場合で、図１５〜図１６に示される複屈折補正素子５ｇまたは５ｈによる上下の領域のみ（Ｙ方向のみ）についての補正を行ったときの計算結果である。【０１２２】
図２０に示されるように、ＤＰＤ信号振幅は、複屈折補正素子５（５ｅ、５ｆ）による左右の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変化するに従って一旦僅かに増加したのち単調に僅かに減少する。また、ＤＰＤ信号振幅は、複屈折補正素子５（５ｇ、５ｈ）による上下の領域のみについての補正を行った場合、面内複屈折の値が正から負へ変化するに従って単調にやや減少する。このことから、複屈折補正素子５を用いることにより、光記録媒体の面内の位置によるＤＰＤ信号振幅の変化が抑制されることがわかる。ＤＰＤ信号振幅の変化の抑制効果は、上下の領域のみについての補正を行う複屈折補正素子５（５ｇ、５ｈ）よりも、左右の領域のみについての補正を行う複屈折補正素子５（５ｅ、５ｆ）の方が大きい。【０１２３】
図１３に示される複屈折補正素子５ｅまたは図１４に示される複屈折補正素子５ｆは、周方向に４つの領域に分割されており、そのうちの左右の各領域は垂直複屈折を補正するが、上下の各領域は垂直複屈折を補正しない。左右の各領域はさらに半径方向に４つの領域に分割されており、光学軸の方向は領域間で一定であり、光学的位相差は領域間で変化する。一方、図１５に示される複屈折補正素子５ｇまたは図１６に示される複屈折補正素子５ｈは、周方向に４つの領域に分割されており、そのうちの上下の各領域は垂直複屈折を補正するが、左右の各領域は垂直複屈折を補正しない。上下の各領域はさらに半径方向に４つの領域に分割されており、光学軸の方向は領域間で一定であり、光学的位相差は領域間で変化する。しかし、複屈折補正素子５における垂直複屈折を補正する領域は、左右、上下に限らずどの方向の領域でも良い。また、垂直複屈折を補正する領域における光学軸の方向および光学的位相差は、一定でも良く面内の位置により変化しても良い。複屈折補正素子５を用いることによる、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化の抑制効果は、複屈折補正素子５における垂直複屈折を補正する領域が左右に近いほど大きい。【０１２４】
（第９実施例）
本発明の光ヘッド装置の第９実施例では、図２１にその平面図が示される複屈折補正素子５ｉ、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【０１２５】
図２１は複屈折補正素子５ｉの平面図である。複屈折補正素子５ｉは、光軸を中心とする放射状の格子を有する構成である。複屈折補正素子５ｉは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでおらず、等方性の部材に構造複屈折を利用して一軸の屈折率異方性を持たせたものである。この場合、複屈折補正素子５ｉにおける光学軸の方向は、格子に平行または垂直な方向となる。従って、格子を放射状に形成することにより、光学軸の方向を、光軸に関して回転対称で、光軸を中心とする円の半径方向または接線方向とすることができる。即ち、光学軸の方向を連続的に変化させることができる。【０１２６】
（第１０実施例）
本発明の光ヘッド装置の第１０実施例では、図２２にその平面図が示される複屈折補正素子５ｊが、図１にその構成が示される光ヘッド装置５０における複屈折補正素子５として用いられる。【０１２７】
図２２は複屈折補正素子５ｊの平面図である。複屈折補正素子５ｊは、光軸を中心とする同心円状の格子を有する構成である。複屈折補正素子５ｊは、一軸の屈折率異方性を有する部材を含んでおらず、等方性の部材に構造複屈折を利用して一軸の屈折率異方性を持たせたものである。この場合、複屈折補正素子５ｊにおける光学軸の方向は、格子に平行または垂直な方向となる。従って、格子を同心円状に形成することにより、光学軸の方向を、光軸に関して回転対称で、光軸を中心とする円の半径方向または接線方向とすることができる。即ち、光学軸の方向を連続的に変化させることができる。【０１２８】
格子の周期が入射光の波長に比べて十分に小さい場合、この格子は入射光を回折させず、入射光に対して波長板として作用する。格子を形成する２つの媒質の屈折率を媒質屈折率ｎ１および媒質屈折率ｎ２、格子の１周期においてそれぞれの媒質が占める割合をｑおよび１−ｑ（ｑは格子のデューティ比）、格子に平行な方向の偏光成分（ＴＥ偏光成分）および格子に垂直な方向の偏光成分（ＴＭ偏光成分）に対する実効的な屈折率をそれぞれｎｉおよびｎｖとすると、ｎｉ、ｎｖは下式で与えられる。
【数９】
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【数１０】
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【０１２９】
図２３に、格子のデューティ比ｑと実効的な屈折率との関係の計算例が示される。ここでは、２つの媒質を空気および石英としており、それぞれの屈折率は、媒質屈折率ｎ１＝１、媒質屈折率ｎ２＝１．４７である。図中の黒丸は、格子に平行な方向の偏光成分（ＴＥ偏光成分）に対する実効的な屈折率ｎｉの計算結果である。また、図中の白丸は、格子に垂直な方向の偏光成分（ＴＭ偏光成分）に対する実効的な屈折率ｎｖの計算結果である。Δｎ＝ｎｉ−ｎｖとすると、格子のデューティ比ｑ＝０でΔｎは最小値０をとり、格子のデューティ比ｑ＝０．４５でΔｎは最大値０．０８８７をとる。【０１３０】
図２４は、複屈折補正素子５ｉ、５ｊの断面図である。複屈折補正素子５ｉ、５ｊは、石英製の基板３７の上に、格子３８が形成された構成である。ｐは格子３８の周期、ｈは格子３８の高さである。格子３８の周期ｐは入射光の波長に比べて十分に小さい。複屈折補正素子５ｉ、５ｊにおける光学的位相差は、入射光の波長をλとすると、２πｈΔｎ／λで与えられる。図２４Ａに示される格子３８のデューティ比は０、図２４Ｄに示される格子３８のデューティ比は０．４５である。図２４Ａ〜２４Ｄに示される格子３８のデューティ比は、この順に大きくなる。従って、図２４Ａ〜２４Ｄに示される複屈折補正素子５ｉ、５ｊにおける光学的位相差は、この順に大きくなる。【０１３１】
複屈折補正素子５ｉ、５ｊにおいては、光軸からの距離に応じて格子のデューティ比を０〜０．４５の間で連続的に変化させることにより、図６、図７に実線で示されるように、光学的位相差を光軸からの距離に応じて２次関数状に連続的に変化させることができる。複屈折補正素子５ｉにおいては、光軸上では、格子のデューティ比をｑ＝０、即ち、Δｎ＝０とすれば光学的位相差は０°となる。また、光軸からの距離が対物レンズの有効半径である１．９５ｍｍの場合は、格子のデューティ比をｑ＝０．４５、即ち、Δｎ＝０．０８８７とし、光学的位相差が６５．７°となるように格子の高さｈを定めれば良い。このとき、入射光の波長をλ＝４０５ｎｍとすると、格子の高さはｈ＝８３３ｎｍとなる。一方、複屈折補正素子５ｊにおいては、光軸上では、格子のデューティ比をｑ＝０．４５、即ち、Δｎ＝０．０８８７とし、光学的位相差が３６０°となるように格子の高さｈを定めれば良い。このとき、入射光の波長をλ＝４０５ｎｍとすると、格子の高さはｈ＝４５６６ｎｍとなる。また、光軸からの距離が対物レンズの有効半径である１．９５ｍｍの場合は、格子の高さをｈ＝４５６６ｎｍとし、光学的位相差が２９４．３°となるように格子のデューティ比ｑ、即ち、Δｎを定めれば良い。このとき、入射光の波長をλ＝４０５ｎｍとすると、格子のデューティ比はｑ＝０．２４、即ち、Δｎ＝０．０７２５となる。【０１３２】
このように、複屈折補正素子５ｉ、５ｊを用いれば、光記録媒体の面内の位置によるプッシュプル信号変調度およびＤＰＤ信号振幅の変化を完全に抑制することができる。
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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