(57)【要約】【課題】多層光ディスクの再生時にクロストークを低減する光ヘッド装置を提供する。【解決手段】光源から出射する光を光ディスクの情報記録層で反射し光検出器に導く光ヘッド装置において、光ディスクから光検出器までの光路中に、領域分割された偏光素子を設ける。偏光素子を分割する３つの領域は入射する光の偏光状態を領域ごとに変える作用を有し、最も外側の第１の領域を出射する光と、最も内側の第２の領域を出射する光の偏光状態が略直交し、第１の領域と第３の領域の間にある第３の領域の偏光状態はこれらの直交する方向の間であり、クロストークの原因となる情報記録層と異なる層からの迷光を光検出器で低減させる。【選択図】図３
2009158075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの出射光を光ディスクの情報記録面上に集光させる対物レンズと、集光されて光ディスクの情報記録面によって反射された信号光を検出する光検出器とを備える光ヘッド装置であって、
前記光ディスクから前記光検出器へ向かう信号光の光路中に、前記信号光が入射する面内に前記信号光の偏光状態の少なくとも一部を変換して出射する偏光素子が配置され、
前記偏光素子は、第１の領域、第２の領域および第３の領域からなり、
前記第２の領域の外縁は、前記第３の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第３の領域の外縁と一部接する内側にあり、
前記第３の領域の外縁は、前記第１の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の領域の外縁と一部接する内側にあり、
前記偏光素子を出射する前記信号光は前記光検出器の方向へ進行し、前記第１の領域を出射する光の偏光状態を第１の偏光状態、前記第２の領域を出射する光の偏光状態を第２の偏光状態としたとき、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とは略直交し、
前記偏光素子の前記第１の領域に入射する光に対して第１の偏光状態で出射する光強度の割合をＴ１１、前記偏光素子の第２の領域に入射する光に対して第１の偏光状態で出射する光強度の割合をＴ２１としたとき、前記第３の領域に入射する光に対して第１の偏光状態で出射する光強度の割合は、Ｔ１１より小さくかつＴ２１より大きく、
前記光源からの光が集光された前記情報記録面とは異なる前記光ディスクの面から反射されて前記光検出器の受光エリアに到達する迷光のうち、信号光と同じ偏光方向の迷光が重なって到達する光量を減少させる光ヘッド装置。
【請求項２】
前記第３の領域はｍ個の領域Ｒ１〜Ｒｍ（ｍ≧２の整数）に分割され、
前記領域Ｒｍの外縁は、前記第１の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の領域の外縁と一部接する内側にあり、
ｘを２〜ｍの間の整数とするとき領域Ｒｘ−１の外縁は領域Ｒｘの外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒｘ−１の外縁と一部接する内側にあり、
前記第２の領域の外縁は、前記領域Ｒ１の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒ１と一部接する内側にあり、
前記領域Ｒ１、領域Ｒ２、…、領域Ｒｍ各領域に入射する光に対して第１の偏光状態で領域ごと出射する光強度の割合をそれぞれＴｒ１１、Ｔｒ２１、…、Ｔｒｍ１とするとき、Ｔ２１＜Ｔｒ１１＜Ｔｒ２１＜…＜Ｔｒｍ１＜Ｔ１１である請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記偏光素子と前記光検出器との間の光路中に入射する光の少なくとも一部の位相を変換して出射する位相板を備え、
前記位相板は、第１の位相変調領域と第２の位相変調領域からなり、
前記第１の位相変調領域を出射する光は、前記第２の位相変調領域を出射する光に対して、前記信号光の波長をλとしたとき（ｎ−１／２）λとなる位相差（ｎは整数）を有するとともに、
前記第２の領域を出射する光が前記第１の位相変調領域と前記第２の位相変調領域との境界に入射するように前記位相板が配置された請求項１または２に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記位相板の第１の位相変調領域または第２の位相変調領域は、前記偏光素子の第２の領域および第３の領域を出射する光が到達する領域の一部にのみ設けられ、
前記位相板を出射する光の一部が直進方向とは異なる方向に屈折されて前記光検出器の受光エリアに到達する請求項３に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記対物レンズと前記光検出器との間の光路中に入射する光の光量を低減する減光素子を備え、
前記減光素子は光軸と垂直な平面となるように具備され、
前記減光領域は、第１の減光領域と第２の減光領域と、を含み、
前記第２の減光領域の外縁は、前記第１の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の減光領域の外縁と一部接する内側にあり、
さらに、前記第２の減光領域の外縁は、前記偏光素子の前記第２の領域または前記第３の領域を光軸方向から投影した領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第２の領域または前記第３の領域を光軸方向から投影した領域の外縁と一部接する内側にあり、
前記第１の減光領域の透過率をＴ´１、前記第２の減光領域の透過率をＴ´２としたときにＴ´１＞Ｔ´２である請求項１または２に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記減光素子は、前記第１の減光領域、前記第２の減光領域および第３の減光領域からなり、
前記第２の減光領域の外縁は、前記第３の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第３の減光領域の外縁と一部接する内側にあり、
前記第３の減光領域の外縁は、前記第１の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の減光領域の外縁と一部接する内側にあり、
前記第３の減光領域の外縁は、前記偏光素子の前記第２の領域または前記第３の領域を光軸方向から投影した領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第２の領域または前記第３の領域を光軸方向から投影した領域の外縁と一部接する内側にあり、
前記第３の減光領域の透過率は、Ｔ´１より小さくかつＴ´２より大きい請求項５に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記第３の減光領域はｍ個の領域Ｒ´１〜Ｒ´ｍ（ｍ≧１の整数）に分割され、
前記領域Ｒ´ｍの外縁は、前記第１の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の減光領域の外縁と一部接する内側にあり、
ｘを１〜ｍの間の整数とするとき領域Ｒ´ｘ−１の外縁は領域Ｒ´ｘの外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒ´ｘ−１の外縁と一部接する内側にあり、
前記領域第２の減光領域の外縁は、前記領域Ｒ´１の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒ´１と一部接する内側にあり、
前記領域Ｒ´１、領域Ｒ´２、…、領域Ｒ´ｍの透過率をそれぞれＴ´ｒ１、Ｔ´ｒ２、…、Ｔ´ｒｍとするとき、Ｔ´２＜Ｔ´ｒ１＜Ｔ´ｒ２＜…＜Ｔ´ｒｍ＜Ｔ´１である請求項６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、例えばＣＤ、ＤＶＤ等の光記録媒体（以下「光ディスク」という。）、特に複数層の情報記録層を有する複層光ディスクであるＢＤやＨＤ−ＤＶＤに対して記録再生を行う必要のある光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクには、情報記録層が単層の単層光ディスクと、複数層ある複層光ディスクとがある。例えば２層の記録層を有する２層光ディスクに対して情報の記録再生を行うとき、光ディスクで反射されて光検出器に戻る戻り光は、光源からの出射光を集光させた所望の情報記録層により反射される光（以下、「信号光」という）のみならず、隣接した情報記録層などにより反射された光（以下、「迷光」という）の影響を受ける。複層光ディスクの記録再生を行う光ヘッド装置では、このような異なる記録層から反射される光によるクロストーク成分がサーボ信号に影響を与えないような構成にする必要がある。なお、本明細書では、光ディスクに対する記録若しくは再生、または、記録および再生を総称して「記録再生」と表現する。
【０００３】
図２１に従来の複層光ディスクの記録再生を行う光ヘッド装置における２層光ディスク再生時の光路の模式図を示す。２層光ディスクの光入射面から近い層をＬ１層、遠い層をＬ２層とする。例えば、Ｌ１層を２０２面として再生時に光検出器に受光される光２０６に対し、Ｌ２層を２０１面として反射された光２０４は、その焦点が光２０６より前方に位置する。一方、Ｌ２層を２０２面として再生時に光検出器に受光される光２０６に対し、Ｌ１層を２０３面として反射された光２０５は、その焦点が光２０６より後方に位置する。
【０００４】
Ｌ１層の再生時においてＬ１層（自層）からの戻り光は、回折素子の回折により０次透過光、±１次回折光がそれぞれ光検出器の検出面上に集光される。Ｌ１層を基準として、Ｌ２層（他層）より反射された戻り光は、ビーム径が大きく光密度は低いものの光検出器の検出面上に迷光となって照射されて、Ｌ１層（自層）からの戻り光と光検出器上で干渉を生じる。情報記録層の層間隔や光源波長の変化により光の干渉条件が変化すると、信号強度が変化して読み取り性能が低下する問題を引き起こす。とくに３ビーム法を用いる光ヘッド装置では、信号光のサブビームとなる±１次回折光は光量がメインビームに比べて少ないので、迷光の干渉による影響をより受けやすい。
【０００５】
この対策として、例えば特許文献１に示すような光ヘッド装置が提案されている。これは、図２２に示すようなホログラム素子２１０を光束中に配置し、光ディスクからの戻り光の一部を回折するよう領域２１１回折格子を設けることで、サブビームとなる±１次回折光が光検出器に照射される領域の迷光を取り除くものである。
【０００６】
また、他の対策として自層からの戻り光と他層からの戻り光の偏光状態を光検出器上で互いに直交して到達するような偏光方向変換素子を光路中に配置し、信号光と迷光との干渉を低減する光ヘッド装置が報告されている（特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２０３０９０号公報
【特許文献２】特開２００７−２５７７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示された構成では、ホログラム素子２１０の回折格子の無い領域２１２を透過した光は、高い透過率で光検出器に導かれる。一方、回折格子がある領域２１１を透過した光は回折（以下、「位相格子回折」という）されるので、透過率の低い領域の光が光検出器へ導かれるか光検出器には導かれずに遮光状態となる。このように光検出器の位置を調整すると、光検出器上に到達する光ディスクからの戻り光のうち迷光と信号光とが干渉する領域が小さくなる。しかしながら、回折格子がある領域２１１に入射する戻り光のうち迷光だけではなく信号光も回折してしまうので、回折される信号光が利用されないことから光利用効率が小さくなってしまう問題があった。また、特許文献２の光ヘッド装置では、同じ偏光状態（偏光成分）で光検出器に導かれる光の強度が偏光方向変換素子によって高い領域と低い領域の境界が混在することによって生じる強度回折による光の回り込み（以下、「強度変調回折」という。）が生じるため光検出器上の干渉を大きく低減することができないという問題があった。
【０００９】
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、光検出器の少なくとも受光エリア上で同じ偏光状態で到達する迷光と信号光との干渉を少なくするとともに、信号光の強度を低下させることなく複層光ディスクを記録再生すること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】
【００１０】
本願発明は、光源と、前記光源からの出射光を光ディスクの情報記録面上に集光させる対物レンズと、集光されて光ディスクの情報記録面によって反射された信号光を検出する光検出器とを備える光ヘッド装置であって、前記光ディスクから前記光検出器へ向かう信号光の光路中に、前記信号光が入射する面内に前記信号光の偏光状態の少なくとも一部を変換して出射する偏光素子が配置され、前記偏光素子は、第１の領域、第２の領域および第３の領域からなり、前記第２の領域の外縁は、前記第３の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第３の領域の外縁と一部接する内側にあり、前記第３の領域の外縁は、前記第１の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の領域の外縁と一部接する内側にあり、前記偏光素子を出射する前記信号光は前記光検出器の方向へ進行し、前記第１の領域を出射する光の偏光状態を第１の偏光状態、前記第２の領域を出射する光の偏光状態を第２の偏光状態としたとき、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とは略直交し、前記偏光素子の前記第１の領域に入射する光に対して第１の偏光状態で出射する光強度の割合をＴ１１、前記偏光素子の第２の領域に入射する光に対して第１の偏光状態で出射する光強度の割合をＴ２１としたとき、前記第３の領域に入射する光に対して第１の偏光状態で出射する光強度の割合は、Ｔ１１より小さくかつＴ２１より大きく、前記光源からの光が集光された前記情報記録面とは異なる前記光ディスクの面から反射されて前記光検出器の受光エリアに到達する迷光のうち、信号光と同じ偏光方向の迷光が重なって到達する光量を減少させる光ヘッド装置を提供する。
【００１１】
この構成により、光検出器上で同じ偏光状態の信号光と迷光とが重なって到達する光量を減少させることができる。光の干渉は、信号光と迷光のような２つの光が平行な偏光状態で発現し、互いに直交する偏光状態であれば発現しないものである。また、第３の領域を設けることで、第１の偏光状態の光の透過率が領域の境界で大きく変化しなくなる。このようにすることで、強度変調回折を緩和することができる。したがって、光検出器上で集光されない第１の偏光状態の迷光が受光エリアに集光される第１の偏光状態の信号光と重なって到達する光量が低減するので、より干渉を低減させることができる。また、光強度の割合は偏光素子の各領域に一様な強度の光が入射するときの値となり、光が入射する領域内で入射する光の強度分布に変化がないときの指標である。光源から出射する波長として少なくとも１つの波長において実現できていればよく、とくに、複層光ディスク用の波長に対応して設計されているとよい。
【００１２】
また、前記第３の領域はｍ個の領域Ｒ１〜Ｒｍ（ｍ≧２の整数）に分割され、前記領域Ｒｍの外縁は、前記第１の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の領域の外縁と一部接する内側にあり、ｘを２〜ｍの間の整数とするとき領域Ｒｘ−１の外縁は領域Ｒｘの外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒｘ−１の外縁と一部接する内側にあり、前記第２の領域の外縁は、前記領域Ｒの外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒと一部接する内側にあり、前記領域Ｒ１、領域Ｒ２、…、領域Ｒｍ各領域に入射する光に対して第１の偏光状態で領域ごと出射する光強度の割合をそれぞれＴｒ１１、Ｔｒ２１、…、Ｔｒｍ１とするとき、Ｔ２１＜Ｔｒ１１＜Ｔｒ２１＜…＜Ｔｒｍ１＜Ｔ１１である上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００１３】
この構成により、第１の偏光状態の光の透過率の変化が領域の境界で大きくならないので、強度変調回折によって発生する光の回り込みを抑制できる。したがって、光検出器上で集光されない第１の偏光状態の迷光が受光エリアに集光される第１の偏光状態の信号光と重なって到達する光量が低減するので、さらに干渉を低減させることができる。また、上述のように光強度の割合は偏光素子の各領域に一様な強度の光が入射するときの値となり、光が入射する領域内で入射する光の強度分布に変化がないときの指標である。
【００１４】
また、前記対物レンズと前記光検出器との間の光路中に入射する光の少なくとも一部の位相を変換して出射する位相板を備え、前記位相板は、第１の位相変調領域と第２の位相変調領域からなり、前記第１の位相変調領域を出射する光は、前記第２の位相変調領域を出射する光に対して、前記信号光の波長をλとしたとき（ｎ−１／２）λとなる位相差（ｎは整数）を有するとともに、前記第２の領域を出射する光が前記第１の位相変調領域と前記第２の位相変調領域との境界に入射するように前記位相板が配置された上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００１５】
この構成により、偏光素子で第１の偏光状態と直交する偏光状態である第２の偏光状態で出射された迷光が、位相板の位相差が変化する境界で回折されて光検出器に集光されずに到達するので、集光する第２の偏光状態の信号光と重なって到達する光量を低減することができ、干渉を低減させることができるとともに信号光の光利用効率を高く保つことができる。位相板はとくに、光源から出射する少なくとも１つの波長、例えば複層光ディスク用の波長において実現できていればよい。複数の異なる波長に対しても（ｎ−１／２）λの位相差となるような広帯域位相板を用いてもよい。
【００１６】
また、前記位相板の第１の位相変調領域または第２の位相変調領域は、前記偏光素子の第２の領域および第３の領域を出射する光が到達する領域にのみ設けられ、前記位相板を出射する光の一部が直進方向とは異なる方向に屈折されて前記光検出器の受光エリアに到達する上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００１７】
この構成により、偏光素子の第２の領域を第２の偏光状態で出射した迷光の出射（偏向）方向を変化させることができるとともに位相板の位相差が変化する境界で回折されて光検出器に集光されずに到達する。これより、光検出器の受光エリアの位置、形状に応じて集光する第２の偏光状態の信号光と重なって到達する光量を低減することができ、干渉を低減させることができるとともに信号光の光利用効率を高く保つことができる。
【００１８】
また、前記対物レンズと前記光検出器との間の光路中に入射する光の光量を低減する減光素子を備え、前記減光素子は光軸と垂直な平面となるように具備され、前記減光領域は、第１の減光領域と第２の減光領域と、を含み、前記第２の減光領域の外縁は、前記第１の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の減光領域の外縁と一部接する内側にあり、さらに、前記第２の減光領域の外縁は、前記偏光素子の前記第２の領域または前記第３の領域を光軸方向から投影した領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第２の領域または前記第３の領域を光軸方向から投影した領域の外縁と一部接する内側にあり、前記第１の減光領域の透過率をＴ´１、前記第２の減光領域の透過率をＴ´２としたときにＴ´１＞Ｔ´２である上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００１９】
この構成により偏光素子の第２の領域を第２の偏光状態で出射して光検出器に到達する迷光の一部の領域を低減させて光検出器の受光エリアに到達する。これより、集光する第２の偏光状態の信号光と重なって到達する光量を低減することができ、干渉を低減させることができるとともに信号光の光利用効率の低減を抑制することができる。減光素子は、偏光素子と光検出器との間の光路中にあってもよく、対物レンズと偏光素子との間の光路中にあってもよい。
【００２０】
前記減光素子は、前記第１の減光領域、前記第２の減光領域および第３の減光領域からなり、前記第２の減光領域の外縁は、前記第３の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第３の減光領域の外縁と一部接する内側にあり、前記第３の減光領域の外縁は、前記第１の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の減光領域の外縁と一部接する内側にあり、前記第３の減光領域の外縁は、前記偏光素子の前記第２の領域または前記第３の領域を光軸方向から投影した領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第２の領域または前記第３の領域を光軸方向から投影した領域の外縁と一部接する内側にあり、前記第３の減光領域の透過率は、Ｔ´１より小さくかつＴ´２より大きい上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００２１】
この構成により、減光素子を透過する光の透過率が領域の境界で大きく変化しなくなることで強度変調回折により光検出器上で集光されない第２の偏光状態の迷光が受光エリアに集光される第２の偏光状態の信号光と重なって到達する光量が低減するので、より干渉を低減させることができる。
【００２２】
前記第３の減光領域はｍ個の領域Ｒ´１〜Ｒ´ｍ（ｍ≧１の整数）に分割され、前記領域Ｒ´ｍの外縁は、前記第１の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の減光領域の外縁と一部接する内側にあり、ｘを１〜ｍの間の整数とするとき領域Ｒ´ｘ−１の外縁は領域Ｒ´ｘの外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒ´ｘ−１の外縁と一部接する内側にあり、前記第２の減光領域の外縁は、前記領域Ｒ´１の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒ´１と一部接する内側にあり、前記領域Ｒ´１、領域Ｒ´２、…、領域Ｒ´ｍの透過率をそれぞれＴ´ｒ１、Ｔ´ｒ２、…、Ｔ´ｒｍとするとき、Ｔ´２＜Ｔ´ｒ１＜Ｔ´ｒ２＜…＜Ｔ´ｒｍ＜Ｔ´１である上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００２３】
この構成により、減光素子での透過率が領域の境界でなめらかに変化することで強度変調回折によって発生する光の回り込みをより効率的に抑制できる。したがって、光検出器上で集光されない第２の偏光状態の迷光が受光エリアに集光される第２の偏光状態の信号光と重なって到達する光量が低減するので、さらに干渉を低減させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、光検出器の受光エリア上での迷光成分と信号光の干渉を少なくするとともに、信号光の強度を低下させることなく複層光ディスクを記録再生することができる光ヘッド装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、本実施の形態に係る光ヘッド装置１０の概念的な構成を示す図である。光ヘッド装置１０は、所定の波長の光を出射する光源１１と、入射された光を平行光に変換するコリメータレンズ１４ａと、コリメータレンズ１４ａから出射された上記ビームを光ディスク１６の方向に透過させるとともに、光ディスク１６の情報記録面１６ａにより反射されたビームの戻り光を偏向分離して光検出器１７に導くビームスプリッタ１３と、上記ビームを光ディスク１６の情報記録面１６ａに集光する対物レンズ１５と、上記ビームの戻り光を光検出器１７に集光するコリメータレンズ１４ｂ、上記ビームの戻り光を検出する光検出器１７、および、偏光素子１８と、を備える。なお、ビームスプリッタ１３と対物レンズ１５との間の光路中に図示しない１／４波長板を備える。また、光ヘッド装置のうちトラッキングエラー補正のために３ビーム法を用いる場合は、光源１１が出射した光の一部を回折させてメインビームと２つのサブビームの３つのビームを生成する回折素子１２を備えてもよい。また、１ビーム法で記録再生を行う場合は、回折素子１２がない光ヘッド装置となる。
【００２６】
光検出器１７では、光ディスク１６の再生する情報記録面１６ａに記録された情報の再生信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号が検出される。なお、光ヘッド装置１０は、上記のフォーカスエラー信号に基づいてレンズを光軸方向に制御する図示しないフォーカスサーボと、上記のトラッキングエラー信号に基づいてレンズを光軸にほぼ垂直な方向に制御する図示しないトラッキングサーボとを備える。また、光検出器は、受光エリアが信号光と迷光とが大きく重なって到達する部分を不感帯として、光の検出領域と切り離すことによって受光エリア上で干渉する領域を小さくする機能を有するものを用いることもできる。
【００２７】
光源１１は、例えば６５０ｎｍ波長帯の直線偏光の発散光を出射する半導体レーザで構成される。なお、本発明で用いられる光源１１は、６５０ｎｍ波長帯の光に限定されず、例えば４００ｎｍ波長帯の光や７８０ｎｍ波長帯の光、その他の波長帯の光であってもよい。ここで、４００ｎｍ波長帯、波長６５０ｎｍ波長帯および７８０ｎｍ波長帯は、それぞれ、３８５ｎｍ〜４３０ｎｍ、６３０ｎｍ〜６９０ｎｍおよび７６０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲とする。
【００２８】
また、光源１１は、２種類または３種類の波長の光を出射する構成としてもよい。かかる構成の光源としては、２個または３個の半導体レーザチップが同一基板上にマウントされた、所謂ハイブリッド型の２波長レーザ光源または３波長レーザ光源や、互いに異なる波長の光を出射する２個または３個の発光点を有するモノリシック型の２波長レーザ光源または３波長レーザ光源でもよい。
【００２９】
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）および図２（ｄ）に第１の実施形態にかかる偏光素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄの模式的平面図を示す。偏光素子に入射する光の偏光状態は直線偏光、円偏光、楕円偏光のようにどのような偏光状態でもよく、後述するように出射する光の偏光状態が第１の領域を出射する光（第１の偏光状態）と第２の領域を出射する光（第２の偏光状態）とが略直交していればよい。なお、直交した状態とは、２つの偏光状態が互いに直線偏光である場合に限らず、互いに円偏光であっても楕円偏光であってもよい。ここでは、偏光素子を出射する光の偏光状態が直線偏光であるとして説明する。また、直線偏光としたとき、偏光素子の第１の領域を出射する第１の偏光状態をｓ偏光とし、偏光素子の第２の領域を出射する第２の偏光状態をｐ偏光とする。偏光素子２０ａは、第１の領域２１ａと第２の領域２２ａおよび第３の領域２３ａとからなる。第１の領域２１ａはｓ偏光を出射、一方、第２の領域２２ａはｐ偏光を出射、つまり入射する直線偏光に対して偏光状態が直交した直線偏光の光に変化されて出射される。そして、第３の領域２３ａはｓ偏光とｐ偏光とが混在した偏光状態の光が出射される。また、偏光素子２０ａに入射する光の偏光状態がｓ偏光であれば、第１の領域は偏光状態を変化させる機能を持たせる必要がなくそのまま入射光を透過させることができる。本実施形態を含む以下の説明は、偏光素子にｓ偏光が入射することを前提とする。なお、略直交とは、第１の偏光状態の振動方向と第２の偏光状態との振動方向とが交差する角度が９０°±５°までの変動する範囲を表す。
【００３０】
偏光素子２０ａは、偏光素子の外枠を含む第１の領域２１ａと、第１の領域２１ａの外縁の内側にある第３の領域２３ａ、第３の領域の外縁の内側にある第２の領域２２ａに分割される。第２の領域の外縁は必ずしも第３の領域の外縁より内側でなくてもよく、図２（ｂ）および図２（ｃ）のように一部これらの外縁が接していてもよい。また、例えば図２（ｂ）のように第２の領域２２ｂの外縁が第３の領域２３ｂの外縁の連続しない２箇所に接して、第３の領域が２つに分離される場合も、その２つを合わせて第３の領域２３ｂとし、第３の領域の外縁は一義的に決定するものとする。図２（ｃ）においては第２の領域２２ｃと第３の領域２３ｃが、第１の領域２１ｃの外縁の２箇所に接していても同様に外縁は一義的に決定するものとする。図２（ｄ）のような例でも第１の領域２１ｄは２つを合わせたものであり、第１の領域の外縁は、第２の領域２２ｄの一部の外縁および第３の領域２３ｄの一部の外縁も含む太線として一義的に決定されるものとする。
【００３１】
本実施形態の偏光素子は、１ビーム法により１つのビームが入射する光ヘッド装置、３ビーム法により３つのビームが入射する光ヘッド装置のいずれにも適応できる。この場合、少なくとも偏光素子に信号光が入射する領域である有効領域は第１の領域を含むようにする。なお、有効領域は、入射する信号光の最大となる光強度に対して１０％以上の光強度となる領域とする。また、後述するが、偏光素子に信号光が入射する領域となる有効領域のうち第１の領域の面積の割合が多いほど光検出器上で信号光と迷光とが同じ偏光状態で干渉する光量が少なくなる。したがって有効領域のうち第１の領域の面積の割合が少なくなるとＳ／Ｎが低下してしまうので、有効領域のうち７０％以上の面積を第１の領域が占める設計とすることが好ましい。ここで有効領域は、各ビーム単位の領域を意味し、３ビーム法の場合は、有効領域が１つのメインビームと２つのサブビームとでそれぞれ異なる。したがって、第２の領域は少なくとも有効領域に対して３０％より小さい面積となるようにすることが要求される。また、有効領域の面積に対する第２の領域の面積比は、受光エリアや光学系の特性にもよるが、少なくとも第１の領域を出射するｓ偏光の信号光と第１の領域を出射するｓ偏光の迷光とが光検出器上の同一の場所に到達しないように、光軸の変動の範囲を考慮して一定の面積比以上を確保する必要があるので、１％以上あればよい。
【００３２】
本実施形態で、例えば、図２（ａ）の偏光素子２０は、１ビーム法の光ヘッド装置に用いられ、第２の領域２２ａは信号光および迷光の光軸を含むように配置する。とくに第２の領域２２ａの中心点が光軸と一致するように配置するとよい。図２（ａ）では、第２の領域および第３の領域が相似形の四角形が重心を同一として分布している領域構成となっているが、これに限らず同心円状、多角形や任意の曲線を含む形状でもよく、各領域の外縁が別の領域の外縁に接する部分があってもよい。
【００３３】
次に、偏光素子２０ａを出射する光量について説明する。偏光素子の第１の領域２１ａ、第２の領域２２ａおよび第３の領域２３ａにｓ偏光で入射するそれぞれの信号光の光量の割合に対して、それぞれの領域をｓ偏光で出射して光検出器に到達する信号光の光量の割合をｓ偏光透過率とし、それぞれＴ１１、Ｔ２１およびＴ３１とするとき、
Ｔ１１＞Ｔ３１＞Ｔ２１≒０
の関係となるように設定する。なお、第１の領域のｓ偏光透過率Ｔ１１および第２の領域のｓ偏光透過率Ｔ２１はそれぞれ実質的に均一となるようにする。また、第３の領域のｓ偏光透過率Ｔ３１も実質的に均一となるようにする。第１の領域のｓ偏光透過率Ｔ１１は、ほぼ１００％であるとともに第１の領域を出射するｐ偏光の成分が実質的に０であることが好ましい。また、ｓ偏光透過率Ｔ１１が１００％より低い場合でも第１の領域を出射するｐ偏光の成分が実質的に０になることによって、同じｐ偏光で光検出器に到達する迷光と干渉しなくなるので好ましい。また第２の領域のｓ偏光透過率Ｔ２１はほぼ０となるようにすることが好ましい。このように第３の領域を設けることで、光検出器に導かれる光路中に透過率の高い領域と低い領域の境界が混在することによって生じる強度変調回折を緩和することができる。本実施形態では、ｓ偏光の迷光が第２の領域を光検出器上に投射した領域に到達する光量を少なくすることでｓ偏光の信号光との干渉を低減できるものである。
【００３４】
偏光素子の平面においてｓ偏光透過率は、第１の領域から第３の領域、そして第２の領域の方向に向かってガウス分布のようになめらかに変化をしていると強度変調回折が抑制され、ｓ偏光の信号光とｓ偏光の迷光とによる干渉を低減でき、Ｓ／Ｎを大きくすることができるので好ましい。本実施形態では第３の領域が実質的に均一なｓ偏光透過率の構成としているが、ガウス分布のような連続的な透過率変化を有する構成であるとより好ましい。また、第３の領域のｓ偏光透過率が均一であってもガウス分布に近似させたｓ偏光透過率であれば強度変調回折を抑制できる。図４（ａ）に本実施態様の構成によるｓ偏光透過率変化のグラフを示す。Ｘ軸は第１の領域と第３の領域の境界を原点（Ｘ＝０）として第２の領域へ直線で向かう任意の距離を表し、Ｙ軸はＴ１１を正規化（＝１）したときの第３の領域のｓ偏光透過率分布を表すものである。実線はガウス分布、点線はＴ２１／Ｔ１１＝０のときのＴ３１／Ｔ１１のガウス近似分布、一点鎖線はＴ２１／Ｔ１１＝０．１のときのＴ３１／Ｔ１１のガウス近似分布、を表す。この近似は、ガウス分布を平均化して計算したものである。この構成のときに、
Ｔ２１／Ｔ１１≦０．１
であるとき、
０．３≦Ｔ３１／Ｔ１１≦０．７
の範囲で設計されていると、ガウス分布に近似させることができるので、好ましく、
０．４≦Ｔ３１／Ｔ１１≦０．６
の範囲であるとより好ましい。
【００３５】
ｓ偏光透過率の値としては、例えば、Ｔ１１が８０％以上となるように設計することで、ｓ偏光の信号光を効率よく光検出器に導くことができるので好ましく、９０％以上であるとより好ましい。また、第２の領域を出射する光は全てｐ偏光となるので実質的にｓ偏光透過率Ｔ２１は０である。また、第３の領域の幅となる第２の領域の外縁と第３の領域の外縁との距離が短いとｓ偏光透過率変化が急峻となり、強度変調回折が発生しやすいのでｓ偏光の信号光とｓ偏光の迷光とが光検出器上で干渉しやすくなる。このため、レンズや受光エリアの形状などに合わせるとともに、第１の領域に入射する信号光の割合が多くなるように、第３の領域の幅および面積を決定する。
【００３６】
このように、Ｔ２１＝０である第２の領域と高いｓ偏光透過率Ｔ１１である第１の領域との間にこれらの中間程度となるｓ偏光透過率Ｔ３１の第３の領域を設けることで、領域界面でのｓ偏光透過率変化を低減できるため、偏光素子の透過率分布により生じる入射光の強度変調回折を抑制できる。これより、光検出器へのｓ偏光の迷光の回り込みを低減できるので、信号光と迷光との干渉を抑制でき、好ましい。
【００３７】
（第２の実施形態）
図３に第３の領域をさらに複数に分割した光ヘッド装置に対応する偏光素子の模式的平面図を示す。図３（ａ）に示す偏光素子３０は、３ビーム法の光ヘッド装置に対応したもので、第１、第２の実施形態と同様にｓ偏光透過率の高い第１の領域３１、ｓ偏光透過率が実質的に０である第２の領域３２、３４、３６と、第３の領域３３、３５、３７に分割されている。第３の実施形態では、第３の領域３３は、さらにそれぞれ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの３つの分割領域、第３の領域３５は、さらにそれぞれ３５ａ、３５ｂ、３５ｃの３つの分割領域、第３の領域３７は、さらにそれぞれ３７ａ、３７ｂ、３７ｃの３つの分割領域で構成されている。第３の領域の分割数は、３に限らず２または４以上であってもよい。第３の領域がｍ個の領域Ｒ１〜Ｒｍ（ｍ≧２の整数）に分割される場合、領域Ｒｍの外縁は、第１の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、第１の領域の外縁と一部接する内側にあり、領域Ｒｘ−１の外縁は領域Ｒｘの外縁と接しない内側にあるかまたは、領域Ｒｘ−１の外縁と一部接する内側にあり（ｘは１〜ｍの整数）、第２の領域の外縁は、の領域Ｒ１外縁と接しない内側にあるかまたは、領域Ｒ１と一部接する内側にある。領域Ｒ１、領域Ｒ２、…、領域Ｒｍ各領域に入射する信号光に対してｓ偏光で領域ごと出射する光強度の割合をそれぞれＴｒ１ｓ、Ｔｒ２ｓ、…、Ｔｒｍｓとするとき、Ｔ２ｓ＜Ｔｒ１ｓ＜Ｔｒ２ｓ＜…＜Ｔｒｍｓ＜Ｔ１ｓとするとよい。
【００３８】
また第３の領域は、第１の領域と第２の領域のｓ偏光透過率の間で連続して変化する分布を有してもよい。なお、第３の領域内でｓ偏光透過率が一様ではない場合、ｓ偏光透過率Ｔ３１は第３の領域内の平均透過率とする。また、１ビーム法の光ヘッド装置に対応する例として図３（ｂ）に偏光素子４０を示す。偏光素子４０は、第３の領域４３はさらに４３ａ、４３ｂの２つの領域で構成されているが、分割数は３以上あってもよい。
【００３９】
本実施形態では、入射する１つのビームに合わせて第２の領域を設定し、この第２の領域は信号光および迷光の光軸を含む配置となる偏光素子である。偏光素子３０では第２の領域３２、３４、３６の中心点が、偏光素子４０では第２の領域４２の中心点がそれぞれのビームの光軸と一致するように配置するとよい。また、本実施形態は、第２の領域および第３の領域が相似形の円形が中心点をほぼ同一として分布している領域構成に限らず、四角形状、多角形や任意の曲線を含む形状でもよく、各領域の外縁が別の領域の外縁に接する部分があってもよい。
【００４０】
図３（ａ）において第１の領域３１のｓ偏光透過率をＴ１１、第２の領域３２のｓ偏光透過率をＴ２１とする。また、第３の領域のうち３３ａの透過率をＴｒ１１、領域３３ｂの透過率をＴｒ２１、領域３３ｃの透過率をＴｒ３１とする。このときの各透過率の関係を
Ｔ２１＜Ｔｒ１１＜Ｔｒ２１＜Ｔｒ３１＜Ｔ１１
と設定すると、第２の領域を中心に外側の領域に向けてｓ偏光透過率が段階的に大きくなり、領域の境界における迷光のｓ偏光の強度変調回折を抑制できるので好ましい。上述のように第３の領域をさらに分割してｓ偏光透過率を段階的に細かく変化させたり、ｓ偏光透過率を連続的に変化させたりするように設計することで抑制効果はさらに向上する。
【００４１】
次に第３の領域を複数に分割したとき、透過率の異なる領域間での透過率差の値を設定する方法ついて説明する。例として、偏光素子４０が図３（ｂ）に示すような領域に分割されており、第３の領域４３はさらに領域４３ａ、領域４３ｂに分割されかつ、これらの領域の幅はｄで等しいものとする。図４（ｂ）に、第３の領域を２つの領域に分割したときのｓ偏光透過率変化のグラフを示す。Ｘ軸は、第１の領域４１と領域４３ｂとの境界を原点（Ｘ＝０）とし、第２の領域４２と領域４３ａとの境界へ直線で向かう任意の距離を表し、Ｙ軸はＴ１１を正規化（＝１）したときの第３の領域のｓ偏光透過率分布を表すものである。実線はガウス分布、点線はＴ２１／Ｔ１１＝０のときの正規化した第３の領域のガウス近似分布、一点鎖線はＴ２１／Ｔ１１＝０．１のときの正規化した第３の領域のガウス近似分布、を表す。この近似は、ガウス分布を平均化して計算したものである。この構成のときに、
Ｔ２１／Ｔ１１≦０．１
であるとき、ｓ偏光透過率の異なる領域間での正規化されたｓ偏光透過率差の最大値は（Ｔｒ２１−Ｔｒ１１）／Ｔ１１の０．６である。したがって、１つの境界を隔てて透過率が異なる領域の正規化されたｓ偏光透過率差を０より大きく０．７以下にすることが好ましく、０より大きく０．６以下であればより好ましい。また、第３の領域をｓ偏光透過率が段階的に変化するように３以上の領域に分割すると、分割数が増加するにつれてこの正規化されたｓ偏光透過率差は０．６よりも小さくでき、よりガウス分布の変化に近づく。
【００４２】
ｓ偏光透過率の値としては、例えば、Ｔ１１が８０％以上となるように設計することで、ｓ偏光の信号光を効率よく光検出器に導くことができるので好ましく、９０％以上であるとより好ましい。また、第２の領域を出射する光は全てｐ偏光となるので実質的にｓ偏光透過率Ｔ２１は０である。
【００４３】
次に、偏光素子の配置について説明する。図５に第２の実施形態である偏光素子３０をコリメートレンズ１４ｂと光検出器１７との間の光路中に配置したときの光の状態の断面模式図を示す。なお、第３の領域は分割されていない３ビーム法を用いるときの第１の実施形態の偏光素子であっても同じように説明できる。図５（ａ）、図５（ｂ）は、それぞれ光検出器上に集光しない迷光の状態、図５（ｃ）は、信号光の集光状態である。偏光素子３０は、３つの分離した第２の領域４４ａ、４４ｂを有する。なお、各第２の領域の周りには図示しない第３の領域がそれぞれあるものとする。４４ａは後述するようにサブビーム用の第２の領域であり、４４ｂはメインビーム用の第２の領域である。また、光検出器１７はサブビーム用の受光エリア１７ａとメインビーム用の受光エリア１７ｂを有する。
【００４４】
まず、光検出器１７上で焦点を結ばない迷光について説明する。図５（ａ）において、光検出器の後ろに焦点を有する迷光４５ａは、光路中で大きく集光されずに光検出器１７に到達する。このとき、第２の領域４４ａの中心を通る迷光の光線４６ａを一点鎖線で示す。この光線４６ａは、受光エリア１７ａの中心に導かれるようにするとよい。また、図５（ｂ）において光検出器の手前に焦点を有する迷光４５ｂは、光の幅が広がって光検出器１７に到達する。このとき、第２の領域４４ａの中心を通る迷光の光線４６ｂを一点鎖線で示すが、同じように受光エリア１７ａの中心に導かれるようにするとよい。なお、メインビーム用に第２の領域４４ｂを設ける場合、第２の領域４４ｂはメインビームの光軸を含みメインビーム用の受光エリア１７ｂに集光されるようにするとよく、第２の領域４４ｂの中心と受光エリア１７ｂの中心に光軸が合うようにするとさらによい。
【００４５】
このように偏光素子の第２の領域を通る迷光がサブビーム用の受光エリア１７ａに導かれるようにすることで、受光エリアに到達する迷光が低減されて到達し、さらに第３の領域を有することで効果的に迷光が低減できる。なお、迷光は光記録媒体によるメインビームおよびサブビームの反射によってそれぞれ生成されるが、光検出器上では集光されず、さらに、サブビームの迷光はメインビームの迷光の光量に比べて強度が弱いので、迷光は概ねメインビームによる反射光として考えることができる。また、受光エリアと第２の領域の形状は、外縁が相似した形になっていると光利用効率が大きくなり、好ましい。また、図５（ｃ）には、信号光の集光状態を示すが、サブビーム４８ａ、４８ｂはそれぞれサブビーム用の受光エリア１７ａへ、メインビーム４７はメインビーム用の受光エリア１７ｂへ集光して導かれる。なお、偏光素子３０を例に説明したが、偏光素子２０ｂなどであってもよく、この場合も第２の領域が各受光エリアに到達する上記迷光の光線および光軸が含まれるように設置するとよい。
【００４６】
次に、偏光素子の具体的な構成について説明する。図６は、偏光作用を有する領域により形成される図３（ａ）の偏光素子３０Ｘ−Ｘ‘の直線上を切断する断面模式図である。例えば、第２の領域３２および第３の領域３３ａ、３３ｂおよび３３ｃはそれぞれ複屈折性を示す高分子液晶からなり第２の領域３２は光源の波長λに対して（２ｎ＋１）λ／２のリタデーションとなる厚さを有する（ｎ≧０の整数）。とくにリタデーション値がλ／２であると高分子液晶の厚さを最小にすることができるので好ましい。このとき、ｓ偏光で入射する光に対して図３（ａ）の平面で４５°の角度で交差するように液晶分子が配向された状態で第２の領域３２の高分子液晶を作製すると、第２の領域を出射する光はｓ偏光に対して直交するｐ偏光に変換される。
【００４７】
各領域の膜厚に関して、第３の領域３３は第２の領域３２の高分子液晶の厚さよりも薄く作製され、領域３３ａより領域３３ｂが薄く、さらに領域３３ｃが薄く作製される。この場合も第２の領域と同じ高分子液晶材料を用いて液晶分子の配向方向をｓ偏光に対して４５°で設定する。高分子液晶膜の厚さが薄くなるにつれてリタデーションもλ／２から０に徐々に近づくので、その大きさに比例してｓ偏光で出射する光量の比、ｓ偏光透過率も大きくなる。また、ｐ偏光成分は逆にリタデーションがλ／２から０に近づくにつれて小さくなる。
【００４８】
ここでは簡単のため各領域の厚さを第２の領域、第３の領域、第１の領域の順に薄くなる偏光素子３０として説明したが、ｓ偏光透過率を段階的に変化させるための１つの構成例であるので、ｓ偏光透過率の条件が満たされるように各領域の高分子液晶の厚さ、液晶分子配向方向を調整すればよい。偏光素子３０に入射する光の偏光状態をｓ偏光として説明したが、例えばｐ偏光で入射する場合は、各領域の厚さを第２の領域、第３の領域、第１の領域の順に厚くなるようにしてリタデーションを調整すれば、ｓ偏光透過率の条件が満たされる。また、各領域を構成する材料を高分子液晶としたが、複屈折性を有する材料であれば他の材料であってもよい。さらに、リタデーションを有する材料以外にも旋光性を有する材料であってもよく、旋光性材料の場合は、第２の領域が略９０°（ｓ偏光がｐ偏光となる角度）旋光し、領域３３ａ、領域３３ｂ、領域３３ｃの順に旋光する角度が段階的に小さくなるように作製する。旋光性を有する材料としては、例えば高分子コレステリック液晶がある。
【００４９】
次に、偏光素子を光ヘッド装置に配置させ、偏光素子にｓ偏光で入射した光が出射されて光検出器に到達する様子を説明する。偏光素子３０は、図１の光ヘッド装置１０の偏光素子１８の位置に配置させ、図７は１ビーム法、図８は３ビーム法の場合に光検出器１７に到達する光の様子を示すものである。
【００５０】
１ビーム法に対応する例として図３（ｂ）の偏光素子４０を用いたとき、光検出器１７に到達する光は、図７（ａ）、図７（ｂ）の平面模式図で示される。図７（ａ）は光検出器１７の受光エリアに到達するｓ偏光の信号光および迷光の分布を示したものであり、図７（ｂ）は光検出器１７の受光エリアに到達するｐ偏光の信号光および迷光の分布を示したものである。したがって、実際の受光エリアには、図７（ａ）と図７（ｂ）の光が重なって到達する。例えば、受光エリアは、さらに領域５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅおよび５４ｆに分割され、各領域に到達する光量を検知して再生（ＲＦ）信号や各種エラー信号を生成する。
【００５１】
光ディスク１６で反射された信号光と迷光はそれぞれ以下に説明するように光検出器１７に到達する。まず、光ディスク１６の光情報記録層１６ａで反射された信号光のうち、偏光素子４０の第１の領域４１に入射する信号光は、ｓ偏光のまま集光されて５３ａとなって受光エリア５４ａ〜５４ｆに到達する。一方、第２の領域４２に入射する信号光は、ｓ偏光からｐ偏光に変換されて出射し、集光されて５３ｂとなって受光エリア５４ａ、５４ｂに到達する。また、第３の領域４３ａ、４３ｂに入射する信号光は、ｓ偏光とｐ偏光とが混在して出射されてそれぞれ５３ａ、５３ｂの一部分として受光エリアに到達する。
【００５２】
一方、再生する光情報記録層１６ａとは異なる層で反射されｓ偏光で偏光素子４０に入射する迷光は、偏光素子４０の第１の領域４１に入射するとｓ偏光のまま出射されるが、集光されずに５１ａの領域のように到達する。偏光素子４０の第２の領域および第３の領域の形状を受光エリアの形状に合わせると、ｓ偏光の迷光５１ａが受光エリアに到達しないように調整することができる。また、第２の領域４２に入射する迷光は、ｓ偏光からｐ偏光に変換されて出射するが、集光されないまま５２ｂの領域のように到達する。このとき図７（ａ）のように受光エリア５４ａ〜５４ｆ上では、ｓ偏光の信号光とｓ偏光の迷光とは重ならずに到達するのでｓ偏光での干渉を大きく低減できる。また、図７（ｂ）のようにこの例ではｐ偏光の信号光とｐ偏光の迷光とが受光エリア５４ａ、５４ｂで重なるが、検出する信号のうち例えば、これらのエリアを用いて干渉の影響を受けにくい再生（ＲＦ）信号やフォーカスエラー信号を生成させ、一方、図７（ａ）のように信号光のうちｓ偏光のみが到達する受光エリア５４ｃ〜５４ｆを用いて干渉の影響を受けやすいトラッキングエラー信号を生成させるように用途別に受光させるエリアの設計を行うことができる。また、偏光素子４０に第３の領域４３ａ、４３ｂを設けてｓ偏光の強度変調回折を抑制する構成にすることによって光検出器１７に到達するｓ偏光の迷光が受光エリアに回り込む光量を低減できるので、ｓ偏光での干渉を大きく抑制できる。
【００５３】
３ビーム法を用いる光ヘッド装置においても同様に、偏光素子３０を偏光素子１８の位置に具備するとき光検出器１７に到達する光の分布は、図８のように示される。図８（ａ）はｓ偏光の信号光および迷光が到達する様子、図８（ｂ）はｐ偏光の信号光および迷光が到達する様子である。図１の光ヘッド装置において偏光素子１８（偏光素子３０）と光検出器１７との光路中に図示しないシリンドリカルレンズを具備して非点収差法を用いるとき、第１の領域３１を出射する３つのビームはそれぞれｓ偏光の信号光６４ａ、６５ａ、６６ａのように集光されて各受光エリア６１、６２、６３に到達し、ｓ偏光迷光６０ａは集光されずに到達する。このようにｓ偏光の信号光とｓ偏光の迷光とは受光エリア上では重なって到達せずに干渉は大きく低減される。
【００５４】
一方、第２の領域３２、３４、３６を出射する３つのビームはそれぞれｐ偏光の信号光６４ｂ、６５ｂ、６６ｂのように集光されて各受光エリア６１、６２、６３に到達し、ｐ偏光の迷光６７ｂ、６８ｂ、６９ｂは受光エリア６１、６２、６３に重なるように到達する。また、第３の領域３３、３５、３７を出射する３つのビームはそれぞれｓ偏光、ｐ偏光の光量を有して集光されて受光エリア６１、６２、６３に到達する。ｐ偏光の信号光は迷光と重なるもののｓ偏光の光量に比べて小さくすることができるので、受光エリア全体では同じ偏光状態で到達する信号光と迷光との干渉を抑制することができる。また、偏光素子３０に第３の領域３３、３５、３７を設けてｓ偏光の強度変調回折を抑制する構成にすることによって光検出器１７に到達するｓ偏光の迷光が受光エリア６１、６２、６３に回り込む光量を低減できるので、ｓ偏光での干渉を大きく抑制できる。なお、シリンドリカルレンズは曲率方向と、第２の領域３２、３４、３６の各中心点を結ぶ直線とがなす角度が４５°となるように設置すると信号光は図８（ａ）または図８（ｂ）のように集光される。後述の実施形態においても同様にシリンドリカルレンズを配置したときにおける光検出器に到達する光の分布を示すものである。また、シリンドリカルレンズは必要に応じて配置すればよく、集光される信号光の特性に合わせて光検出器の受光エリア位置を調整する。
【００５５】
このような偏光素子の第２の領域および第３の領域は、とくに信号光の光量が小さい２つのサブビームのみに対応させても有効であるが、図３（ａ）のようにメインビームにも対応させるとより有効である。この例では、図８の３ビーム用のそれぞれの受光エリア６１、６２、６３には、偏光素子３０のそれぞれの第２の領域と第３の領域に対応させて配置している。また、第２の領域および第３の領域は複数の受光エリアを包絡する形状や、受光エリア形状に合わせた相似形であってもよい。さらに干渉する光量を低減させるため、例えば信号光と迷光とが同じ偏光状態で重なって到達する図８（ｂ）の６４ｂ、６５ｂ、６６ｂ領域に合わせた形状で受光しないエリアを設けてもよい。
【００５６】
これまでは第１の領域から出射される偏光をｓ偏光とし、第２の領域から出射される偏光をｐ偏光として説明したが、これに限らず第１の領域から出射される偏光をｐ偏光とし、第２の領域から出射される偏光をｓ偏光としてもよい。また、第１の領域を出射する光は入射光の偏光状態を変えないで透過させていたが、これに限らない。例えば、第１の領域は、入射光に対して光軸に垂直な面で＋４５°の角度を有する直線偏光で出射してもよく、同時に第２の領域は、−４５°の角度を有する直線偏光で出射させると、この２つの領域を出射する光の偏光状態は互いに直交するので、上記と同様の効果を有する。また、入射光が直線偏光に限らず右回りまたは左回りの円偏光、楕円偏光であっても、これらの領域が入射する偏光状態を変える構成であって、互いに直交する偏光状態で出射されればよい。
【００５７】
（第３の実施形態）
図９に第３の実施形態における偏光素子７０ａと位相板７０ｂとが一体化された光学素子７０の平面図を示す。この光学素子７０は、偏光素子７０ａと光検出器１７との間の光路中にあれば偏光素子７０ａと離隔して配置されていてもよい。偏光素子７０ａは図３（ａ）の偏光素子３０と同じものであり、図９（ａ）では第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。位相板７０ｂは出射する光の位相差を異ならせるために位相差を有する領域を設ける。位相板は複屈折材料、等方性材料いずれで構成されてもよいが、とくに偏光依存性がない等方性材料で構成されるのが好ましい。図９（ｂ）では、第１の位相変調領域７１に対して、第２の位相変調領域７２、７３および７４は入射する光の波長（λ）に対してπ（＝λ／２）の奇数倍、好ましくはπ（＝λ／２）の位相差を有するものである。以下、位相差はπであるとして説明する。また、図１０は、本実施形態の図９（ａ）の光学素子７０のＸ−Ｘ‘の直線上を切断する断面模式図である。光源から出射される波長λは、とくに複層光ディスクに対応する４００ｎｍ波長帯に対してλ／２の奇数倍となるように設計するとよい。異なる波長、例えば、他の迷光によるクロストークの影響が少ない単層光ディスクに対応する波長帯の光も位相板に入射する光ヘッド装置の構成である場合、それらの波長帯に対して回折現象が少ない位相差となるようにすると好ましい。
【００５８】
位相板７０ｂは偏光素子７０ａの第３の領域の外縁に沿った円弧と第２の領域の中心を通る直線によって半円の領域が形成されてなり、この領域７２は、位相差が一様な領域７１に対して一様な位相差πを有する。３ビーム法の光ヘッド装置に適用する場合、同様に３つのビームまたは２つのサブビームのみに対してそれぞれ第１の位相変調領域および第２の位相変調領域を設ける。第２の位相変調領域７２、７３および７４は偏光素子７０ａの第３の領域３３、３５および３７の外縁の円弧と第２の領域３２、３４および３６の中心を含む直線で囲まれる半円の領域とする。また、第１の位相変調領域７１は位相板７０ｂに光が入射する有効領域において第２の位相変調領域を除く全領域とする。ここでは、同様に領域７１に対して位相差が一様にπになる領域７２、７３および７４を設ける。第２の位相変調領域の形状は、図９（ｂ）のように半円形状と限らず、他の形状であってもよい。なお、光学素子７０に含まれる偏光素子は、第２の形態のように第３の領域が分割されたものを用いたが、第３の領域が分割されない第１の形態の偏光素子や、第３の領域がない偏光素子を含んでいてもよい。この場合、第２の位相変調領域は偏光素子の第３の領域または第２の領域を投影した領域内にあることが好ましく、後述する第４の実施形態においても同様である。
【００５９】
ここでは、図示しないメインビームの受光エリアの中心とメインビームの光軸と第２の領域３４の中心を一致させ、さらに、図示しないサブビームの受光エリアの中心に到達する迷光の光線が第２の領域３２、３６の中心を通るように偏光素子７０ａを配置した。さらに位相板の第１の位相変調領域と第２の位相変調領域との境界上にメインビームの光軸および受光エリアの中心に到達する迷光の光線が通るように設置した。このように設計されるとｐ偏光の迷光が光検出器の受光エリアの中心から離れるように回折されるのに対し、ｐ偏光の信号光が受光エリアに集光するので、干渉を低減させることができる。また、第１の領域３１を出射する光が第２の位相変調領域の境界を感じるとｓ偏光の迷光も回折によって位置がずれて光検出器に到達する。これにより光検出器の受光エリア上でｓ偏光の信号光とｓ偏光の迷光との干渉が発生する可能性があるので、第２の位相変調領域の境界は第１の領域３１に投影される領域に無いことが好ましい。また、位相板は偏光依存性があってもなくてもよいが、偏光依存性がない方が例えば、第１の偏光状態がｐ偏光、第２の偏光状態がｓ偏光であっても同じ効果が得られる。
【００６０】
図１１（ａ）に光学素子７０を透過し、光検出器に到達するｓ偏光の分布、図１１（ｂ）に光検出器に到達するｐ偏光の分布を示す。非点収差法を用いるとき、第１の領域３１を出射する３ビームの光はそれぞれｓ偏光の信号光８４ａ、８５ａ、８６ａのように集光されて各受光エリア８１、８２、８３に到達し、ｓ偏光の迷光８０ａは集光されずに到達する。一方、第２の領域３２、３４、３６を出射する光はｐ偏光に変換され、第３の領域３３、３５、３７を出射する光はｐ偏光を含む状態に変換される。また、偏光素子７０ａの第２、第３の領域に入射する迷光のうち第２の位相変調領域７２、７３、および７４を出射する光は、第１の位相変調領域７１を出射する光に対してπの位相差が付加される。波長λの光の位相差がπ（＝λ／２）となる境界で出射される光の回折現象が生じるため、光検出器で集光されない迷光は、この回折現象により光検出器に投影される境界部分は光量が低減され、図１１（ｂ）の８７ｂと８７ｃ、８８ｂと８８ｃ、８９ｂと８９ｃに示すように略半円の形状で到達する迷光が回折により位置がずれて到達する。なお、第２の領域および第３の領域を出射するｐ偏光の信号光の集光位置は図１１（ｂ）の領域８４ｂ、８５ｂ、８６ｂの位置に限らず、シリンドリカルレンズの配置によって調整することができる。
【００６１】
このように、第２、第３の領域を出射する信号光は、ｐ偏光を含む状態で変換され、位相変調領域の境界で回折を生じるものの、光検出器の受光エリア８１、８２および８３には集光されて到達するので回折でのずれによる広がりが無視できる程度に集光された状態となる。このような光学素子７０を具備することで、光検出器上において信号光と迷光とが重なって到達する光量をｓ偏光だけでなく、ｐ偏光も低減することができる。したがって、信号光の光利用効率を高くできるとともに光検出器に到達する同じ偏光状態の信号光と迷光との干渉を大きく低減ができるものである。本実施形態では、メインビームおよび２つのサブビームの３つのビームに対応させる光学素子７０としたが、３ビーム法の光ヘッド装置に適用する場合、とくに迷光の影響を受けやすい２つのサブビームにのみ対応させてもよい。また、１ビーム法の光ヘッド装置に適用できるように光学素子を構成してもよい。
【００６２】
（第４の実施形態）
図１２に第４の実施形態における偏光素子９０ａと位相板９０ｂとが一体化された光学素子７０の平面図を示す。この光学素子９０は、偏光素子９０ａと位相板９０ｂとが離隔して配置されていてもよい。偏光素子９０ａは図３（ａ）の偏光素子３０に対して、メインビーム用の第２、第３の領域を設けない他は同じものであり、図１２（ａ）では第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。位相板９０ｂは出射する光の位相差を異ならせるために第１の位相変調領域９１と第２の位相変調領域９２、９３を設ける。第２の位相変調領域９２、９３は偏光素子９０ａの第３の領域３３、３７の外縁の円弧と第２の領域３２、３６の中心を含む直線で囲まれる半円の領域とする。また、第１の位相変調領域９１は位相板９０ｂに光が入射する有効領域において第２の位相変調領域を除く全領域とする。第２の位相変調領域９２、９３および第１の位相変調領域のうち９１ｂ、９１ｃで示される領域は光を屈折させるために後述のように加工を施している。また、第１の位相変調領域は、入射する光を直進透過する直進透過領域９１ａと、入射する光の偏向方向を変える屈折領域９１ｂ、９１ｃを有し、これらの進行方向において位相は変化しない。屈折領域９１ｂ、９１ｃは、それぞれ第２の位相変調領域９２、９３の外縁の直線部分で折り返した対称的な形状に相当する。また、図１３は、本実施形態の図１２の光学素子９０のＸ−Ｘ‘の直線上およびＹ−Ｙ‘の直線上を切断する断面模式図であり、それぞれ図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示す。
【００６３】
図１３の断面模式図より、第１の位相変調領域の屈折領域９１ｂ、９１ｃおよび第２の位相変調領域９２、９３は基板面に対して傾いた面を有しており、９１ｂ、９１ｃ、９２および９３に入射する光を屈折させて進行方向を変える作用を有するものである。また、領域９１ｂと領域９２、領域９１ｃと領域９３は、それぞれの境界で入射する光の波長（λ）に対してπ（＝λ／２）の奇数倍、好ましくはπ（＝λ／２）の位相差となるように段差が調節されている。光源から出射される波長λは、とくに複層光ディスクに対応する４００ｎｍ波長帯に対してλ／２の奇数倍となるように設計するとよい。異なる波長、例えば、他の迷光によるクロストークの影響が少ない単層光ディスクに対応する波長帯の光も位相板に入射する光ヘッド装置の構成である場合、それらの波長帯に対して回折現象が少ない位相差となるようにすると好ましい。
【００６４】
図１４（ａ）に光学素子９０を出射し、光検出器に到達するｓ偏光の分布、図１４（ｂ）に光検出器に到達するｐ偏光の分布を示す。非点収差法を用いるとき、第１の領域３１を出射する３ビームの光はそれぞれｓ偏光の信号光１０４ａ、１０５ａ、１０６ａのように集光されて各受光エリア１０１、１０２、１０３に到達し、ｓ偏光の迷光１００ａは集光されずに到達する。一方、光検出器に到達する迷光のうち光学素子９０の偏光素子９０ａの第２の領域３２、３６を出射する光はｐ偏光に変換され、第３の領域３３、３７を出射する光はｐ偏光を含む状態に変換される。また、第２、第３の領域に入射する迷光のうち第２の位相変調領域９２、９３を出射する光は、第１の位相変調領域の屈折領域９１ｂ、９１ｃを出射する光に対してπの位相差が付加される。さらに、第２の位相変調領域９２と屈折領域９１ｂを屈折して出射する方向、第２の位相変調領域９３と屈折領域９１ｃを屈折して出射する方向は同じであるが、波長λの光の位相差がπ（＝λ／２）となる境界では光の回折現象が生じる。そのため、光検出器で集光されない迷光は、この回折現象により光検出器に投影される境界部分は光量が低減され、図１４（ｂ）の１０７ｂと１０７ｃ、１０９ｂと１０９ｃのように半円の形状で到達する迷光が回折現象および屈折現象によりにより位置がずれて到達する。
【００６５】
一方、第２、第３の領域に入射する信号光は、ｐ偏光を含む状態で変換され、位相変調領域の境界で回折および屈折を生じるものの、光検出器の受光エリア１０１、１０２および１０３には集光されて到達するので回折でのずれがない状態となる。このような光学素子９０を具備することで、光検出器上において信号光と迷光とが重なって到達する光量をｓ偏光だけでなく、ｐ偏光も低減することができる。したがって、信号光の光利用効率を高くできるとともに光検出器に到達する同じ偏光状態の信号光と迷光との干渉を大きく低減ができるものである。本実施形態では、光検出器の受光エリア１０２内でｓ偏光の迷光１００ａとｓ偏光の信号光１０５ａとが重なって到達しているが、メインビームの信号光は光量が大きいのでサブビームに比べると干渉の影響は少ない。このように本実施形態では、２つのサブビームのみに対応させる偏光素子９０としたが、メインビームを含む３つのビーム全てに対応させてもよく、それに合わせて回折および屈折するｐ偏光が重なって受光エリア１０１、１０２および１０３に到達しないように設計する。また、１ビーム法の光ヘッド装置に適用できるように光学素子を構成してもよい。
【００６６】
（第５の実施形態）
図１５に第５の実施形態における偏光素子１１０ａと減光素子１１０ｂとが一体化された光学素子１１０の平面図を示す。この光学素子１１０は、偏光素子１１０ａと減光素子１１０ｂとが離隔して配置されていてもよい。隔離して配置される場合、偏光素子１１０ａは光ヘッド装置１０の偏光素子１８に位置し、減光素子１１０ｂは、光ディスク１６で反射された光路のうち対物レンズ１５と光検出器１７との間の光路中の図示しない位置に配置されていればよい。偏光素子１１０ａは図３（ａ）の偏光素子３０と同じものであり、図１５（ａ）では第３の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。減光素子１１０ｂは第２の領域および第３の領域を出射した光の一部の光量を低減させる減光領域１１２、１１３および１１４を有し、それ以外の光をほぼ１００％透過させる透過領域１１１から構成されている。また、図１６は、本実施形態の一体化した図１５の光学素子１１０のＸ−Ｘ‘の直線上を切断する断面模式図を示すものである。
【００６７】
図１５（ｂ）において点線１１５で囲んだ領域はそれぞれ偏光素子１１０ａの第３の領域３３、３５および３７の外縁と同じ位置および大きさを示すものである。減光領域１１２、１１３および１１４の外形は長方形となっており、この長方形の長辺の長さは第３の領域の外縁の直径に略等しい。また、長方形の短辺の長さは、光学素子１１０に入射する信号光の直径（＝有効領域の直径）に対する領域１１５の直径の比を長辺の長さにかけた値とすることが好ましい。また、減光領域の長辺は、図１５（ａ）の平面上で第２の領域の中心を結んだ直線とは直交する方向としているが、シリンドリカルレンズの配置などによって必ずしもこの方向に限らない。減光領域は、偏光素子１１０ａを投影させたときに第２の領域３２、３４、３６を投影したすべての領域を含むものではなく、少なくとも図示しない受光エリアの中心に到達する迷光の光線を含む一部の領域が含まれる。なお、光学素子１１０に含まれる偏光素子は、第２の形態のように第３の領域が分割されたものを用いたが、第３の領域が分割されない第１の形態の偏光素子や、第３の領域がない第１の形態となる偏光素子を含んでいてもよい。
【００６８】
図１７（ａ）に光学素子１１０を出射し、光検出器に到達するｓ偏光の分布、図１７（ｂ）に光検出器に到達するｐ偏光の分布を示す。光検出器に到達する迷光のうち偏光素子１１０ａの第２の領域３２、３４、３６を出射する光はｐ偏光に変換され、第３の領域３３、３５、３７を出射する光はｐ偏光を含む状態に変換される。また、偏光素子１１０ａの第２、第３の領域を出射して減光素子１１０ｂに入射する光のうち減光領域１１２、１１３および１１４に入射する光は、光量を低減して出射される。第１の領域３１を出射するｓ偏光は、減光素子１１０ｂで透過領域１１１を通過するので光量が低減されず、図１７（ａ）に示すように第３の実施形態と同じ分布で光検出器に到達する。したがって、受光エリア１２１、１２２および１２３上でｓ偏光の信号光と迷光とが重なる光量が大きく低減される。
【００６９】
一方、偏光素子１１０ａの第２の領域３２、３４、３６および第３の領域３３、３５、３７を出射するｐ偏光のうち、それぞれ減光素子１１０ｂの減光領域１１２、１１３、１１４に入射するｐ偏光の一部は、光量を低減されて出射して光検出器に到達するかまたは、光が遮断されて到達しない。第２の領域および第３の領域を出射したｐ偏光の信号光は、減光領域１１２、１１３および１１４で長方形部分に入射する光の光量が減じられるが、これらの領域以外つまり透過領域１１１を出射するｐ偏光の信号光は集光されて図１７（ｂ）のそれぞれ１２４ｂ、１２５ｂおよび１２６ｂの領域で到達する。これに対して迷光は集光されないので減光領域１１２、１１３および１１４で長方形の形状のまま光量が減じられて光検出器に到達するので、それぞれ１２７ｂと１２７ｃ、１２８ｂと１２８ｃ、１２９ｂと１２９ｃの領域で到達する。このとき、ｐ偏光で光検出器の受光エリア１２１、１２２および１２３上に信号光と迷光とが重なって到達する光量は低減されるので、干渉を抑制できる。
【００７０】
減光素子１１０ｂの減光領域は一様な透過率を有するものでもよいが、減光領域の中心から透過率が高い１１１の領域に近づくにつれて段階的に透過率が高くなる構成であると好ましい。この構成であると光検出器上にｐ偏光で到達する迷光の強度変調回折による回り込みが低減され、ｐ偏光の迷光と信号光との干渉を低減することができる。具体的に図１８（ａ）および図１８（ｂ）に図１５（ｂ）の減光素子１１０ｂの減光領域１１２、１１３および１１４の構成例を示す。図１８（ａ）は、減光領域１１２をさらに２つの領域１３２、１３３に分割した。ここで、透過領域１１１を第１の減光領域、領域１３２を第２の減光領域、領域１３３を第３の減光領域として説明する。第２の減光領域１３２は図示しない受光エリアの中心に到達する迷光の光線を含む領域であり、第２の減光領域１３２の外縁は、第３の減光領域の外縁１３３の外縁と接しない内側にあるかまたは一部接する内側にある。また、第３の減光領域１１３の外縁は第１の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、第１の減光領域の外縁と一部接する内側にある。そして、第３の減光領域の透過率は、第１の減光領域の透過率Ｔ´１より小さくかつ第２の減光領域の透過率Ｔ´２より大きくすることで強度変調回折を低減させることができる。
【００７１】
さらに、図１８（ｂ）に示すように第３の減光領域１４３を２つの減光領域１４３ａおよび１４３ｂに分割し、それぞれの透過率をＴ´ｒ１、Ｔ´ｒ２とするとき、Ｔ´２＜Ｔ´ｒ１＜Ｔ´ｒ２＜Ｔ´１となるように透過率変化を滑らかにすると強度変調回折が低減される。第３の減光領域の分割数は、２に限らず３以上あってもよい。第３の減光領域がｍ個の領域Ｒ´１〜Ｒ´ｍ（ｍ≧１の整数）に分割される場合、領域Ｒ´ｍの外縁は、第１の減光領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、第１の減光領域の外縁と一部接する内側にあり、領域Ｒ´ｘ−１の外縁は領域Ｒ´ｘの外縁と接しない内側にあるかまたは、領域Ｒ´ｘ−１の外縁と一部接する内側にあり（ｘは１〜ｍの間の整数）、第２の減光領域の外縁は、領域Ｒ´１の外縁と接しない内側にあるかまたは、領域Ｒ´１と一部接する内側にある。領域Ｒ´１、領域Ｒ´２、…、領域Ｒ´ｍの透過率をそれぞれＴ´ｒ１、Ｔ´ｒ２、…、Ｔ´ｒｍとするとき、Ｔ´２＜Ｔ´ｒ１＜Ｔ´ｒ２＜…＜Ｔ´ｒｍ＜Ｔ´１であればよい。
【００７２】
また、第３の減光領域は、第１の減光領域と第２の減光領域間で透過率が連続して変化する分布を有してもよい。透過率の値としては、第１の減光領域（＝透過領域）がほぼ１００％、第２の減光領域がほぼ０％であると好ましい。また、第２の減光領域の面積を大きくしすぎると、ｐ偏光の迷光ばかりかｐ偏光の信号光も大きく減光されてしまい光検出器に到達するｐ偏光の信号光が低減し、光利用効率が小さくなる。しかし、第２の減光領域の面積が小さいと干渉が十分に低減されなくなる。したがって、第２の減光領域は、偏光素子の第２の領域および第３の領域を減光素子に投影した領域に対して、９０％以下の領域であると信号光も大きく減光されず好ましく、７０％以下であるとより好ましい。また、ｐ偏光の信号光と迷光とが光軸の変動の範囲を考慮して光検出器上の同一の場所に到達しないようにするため１％以上あればよい。偏光素子の第３の領域が存在しない場合も、偏光素子の第２の領域を減光素子に投射した領域に対して、９０％以下の領域であると信号光も大きく減光されず好ましく、７０％以下であるとより好ましい。ｐ偏光の信号光と迷光とが光軸の変動の範囲を考慮して光検出器上の同一の場所に到達しないようにするため１％以上あればよい。第３の減光領域は図４のガウス分布の近似と同様に考えて透過率を設定すると好ましい。また減光領域は、偏光依存性がなく光量を減じる作用を発現する材料で構成されていてもよく、ｐ偏光のみの光量を低減する材料で構成してもよい。また、減光素子１１０ｂでは、３つのビーム領域において減光領域１１２、１１３および１１４を構成しているが、２つのサブビームのみに対応させてもよい。また、１ビーム法の光ヘッド装置に適用できるように光学素子を構成してもよい。
【００７３】
減光領域において入射する光量に対して出射する光量を減光させるには、減光領域を構成する材料による、光の反射、吸収および回折格子構造により光検出器の方向とは異なる方向への回折作用が考えられる。例えば、光を反射させる作用を有する構成として光学多層膜が考えられ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｇなどの無機酸化物やフッ化物、窒化物または、有機材料から構成できる。また、これらの材料の膜厚など積層構造を領域ごとに変えることで、反射率を変化させることができるので好ましい。透過率がほぼ０％と遮光する領域を設定するには、Ａｌ、ＣｒなどのメタルやＣｒ酸化物を用いてもよい。また、旋光性のあるコレステリック液晶の層を設けることで、特定の波長の光が入射するときコレステリック液晶のツイスト方向と同じ方向の円偏光の光を反射する特性を利用して透過率の調整を行ってもよい。また、光を反射させる場合は、反射光が迷光とならないように光学設計をするとよい。このようにすると、減光作用が不必要な波長となる光源に対して減光せず波長選択性が得られるので設計自由度があがる。とくにクロストークの影響が少ない単層光ディスク用の波長では減光しない方が好ましい。この他に、多層膜はガラス基板上に積層する構成に限らず、プラスチック樹脂など透光性の材料であってもよい。また、信頼性を向上するために多層膜の上に保護膜などを積層してもよい。
【００７４】
回折作用は、減光領域を回折格子構造とし、入射する光の波長に合わせて溝の深さ、凹凸の凸部と凹部との比率であるＤｕｔｙおよび屈折率の異なる材料で構成して光検出器の方向へ出射する光の割合を調整する。また、回折格子を構成する材料は等方性材料であってもｐ偏光にのみ回折作用を発現させるように複屈折材料を用いて回折格子の入射偏光依存性があってもよい。減光素子１１０ｂは、偏光素子１１０ａと分離して用いてもよく、例えば減光素子１１０ｂの減光領域を回折格子構造として、図１の光ヘッド装置の対物レンズ１５と一体化させてもよい。対物レンズは、トラッキングエラー信号に合わせてレンズシフトをするので、減光領域を最小限にすることが可能である。このため、減光させる光量を抑制することができ、光利用効率を高くすることができる。
【００７５】
（実施例１）
図３（ｂ）に示す第２の実施形態における偏光素子４０を用い、入射する光の波長４０５ｎｍにおける各領域のリタデーションを下記のように設定する。ガラス基板上に複屈折性を有する高分子液晶を成膜し、フォトリソグラフィ、エッチング加工により高分子液晶の膜厚を第１の領域４１、第２の領域４２、第３の領域４３および第３の領域の分割領域Ｒ１となる４３ａ、分割領域Ｒ２となる４３ｂごとに変化させて作製する。なお、第２の領域、第３の領域の分割領域の外縁は同心円状とする。作製した高分子液晶からなる領域に高分子液晶の４０５ｎｍにおける常光屈折率と同程度の屈折率を有する透明な充填剤で充填し平坦化する。
【００７６】
高分子液晶の膜厚を調節し、常光屈折率と異常光屈折率との差Δｎと膜厚ｄとの積で表されるリタデーションＲｄを下記のように設定した。第１の領域４１のリタデーションＲｄ１＝０ｎｍ、第３の領域の分割領域Ｒ２となる４３ｂのリタデーションＲｄｒ２＝６７．５ｎｍ、第３の領域の分割領域Ｒ１となる４３ａのリタデーションＲｄｒ１＝１３５ｎｍ、第２の領域４２のリタデーションＲｄ２＝２０２．５ｎｍとした。このようにリタデーション変化をなめらかにすることにより第１の領域を出射する迷光のｓ偏光が光検出器上に回り込むことを防ぎ、集光される信号光のｓ偏光と干渉する光量を低減することができる。ここで、偏光素子４０に入射する信号光の有効径を約４ｍｍφ、第２の領域の径は約１ｍｍφ、第３の領域を構成する分割領域Ｒ１およびＲ２の幅はそれぞれ６５μｍ、８５μｍとした。
【００７７】
ｓ偏光で偏光素子４０に第２の領域４２の中心点を光軸として入射した光は、第１の領域５１ではｓ偏光のまま透過し、第２の領域４２ではリタデーションが１／２λであるためｐ偏光に変換されて出射し、第３の領域はｓ偏光とｐ偏光の両方の成分が混在されて出射する。ここでｓ偏光での信号光と迷光との重なりおよびｐ偏光での信号光と迷光との重なりを光検出器の受光エリアとなる領域において次の式を用いて評価する。
Ｉ＝∫Ｉ１・Ｉ２ｄＳ
つまり、上記の式よりＩの値が大きいほど同じ偏光状態の信号光と迷光とが重なって受光エリアに到達することを意味する。ここでＩ１は信号光の強度であり、Ｉ２は迷光の強度である。偏光素子４０を偏光素子１８の位置に設置したところ、Ｉの値は、偏光素子４０が無い場合を１００％としたときに対して１２％まで減少しており、信号光と迷光との干渉を大きく低減できた。また、積分の範囲は結果的にＩ１が到達する領域全てにおける面積に相当する。
【００７８】
（比較例１）
比較例として第３の領域を設けない、すなわち、実施例１の第３の領域を第１の領域とした他は実施例１と同様にして偏光素子を作製した。
【００７９】
また、実施例１と比較例１の偏光素子を用いて、光検出器上の図７に示す受光エリアにおけるｓ偏光の迷光の光強度分布を測定した。その結果を図２０に示す。図２０において、横軸は中央が受光エリアの中心点を示しており、縦軸は迷光の光強度を示している。また、グラフの実線は実施例１の偏光素子を示し、点線は比較例１の偏光素子を示している。前記した図７（ａ）の分布模式図ではｓ偏光の迷光は受光エリアに回り込まない様子を示しているが、実際には第１の領域と第２の領域との境界で強度変調回折が生じることにより、ｓ偏光の迷光が受光エリアに到達してｓ偏光の信号光との干渉を引き起こす。このため、比較例１では、図２０の点線で示すようにｓ偏光の迷光が受光エリア部分に大きく回り込んで到達するため、同じ偏光状態（ｓ偏光）の信号光との干渉を大きく抑制できない。一方、実施例１では第３の領域を設けた偏光素子とすることによって、図２０の実線で示すようにｓ偏光の迷光の強度分布が小さく、ｓ偏光の迷光の回り込みを大きく低減することができ、ｓ偏光の信号光との干渉の影響を大きく抑制できた。
【００８０】
（実施例２）
第３の実施形態に対応した偏光素子４０と位相板１５０を一体化した光学素子を光ヘッド装置の偏光素子１８の位置に配置したとき実施例１と同様に光検出器の受光エリア上での信号光と迷光との重なりを評価した。位相板１５０は、第１の位相変調領域１５１と第２の位相変調領域１５２から構成される。偏光素子４０は実施例１と同じリタデーションの設定とする。位相板１５０は、屈折率１．４６の石英からなる基板をフォトリソグラフィ、エッチングにより４０５ｎｍの波長の光に対して半波長の位相差を発現するように段差を約４４０ｎｍとした。第２の位相変調領域１５２は半円形とし、半円の円弧は第２の領域５２の円弧と一致し、光軸を含む直線で囲った外縁とした。偏光素子４０と位相板１５０は接着剤により上記のように円弧部分が重なるように積層した。
【００８１】
偏光素子４０と位相板１５０を一体化した光学素子を光ヘッド装置の偏光素子１８の位置に設置したところ、Ｉの値は、偏光素子４０が無い場合を１００％としたときに対して７％まで減少しており、位相板を光路中に追加することで信号光と迷光との干渉をさらに大きく低減できた。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明にかかる光ヘッド装置は、多層光ディスクから反射されて光検出器までの光路中に偏光素子を配置することで、光検出器の受光エリアに多層光ディスクによって発現する迷光の光量を効率よく減じることができる。したがって、信号光とのクロストークによる影響を低減でき有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】光ヘッド装置の概念的構成図
【図２】偏光素子の平面模式図（第１の実施形態）
【図３】偏光素子の平面模式図（第２の実施形態）
【図４】第３の領域の（ｓ偏光）透過率分布図
【図５】偏光素子を透過する光路の断面模式図
【図６】偏光素子の断面模式図（第２の実施形態）
【図７】１ビーム法にける光検出器の受光分布を示す模式図（第２の実施形態）
【図８】３ビーム法にける光検出器の受光分布を示す模式図（第２の実施形態）
【図９】偏光素子の平面模式図（第３の実施形態）
【図１０】偏光素子の断面模式図（第３の実施形態）
【図１１】光検出器の受光分布を示す模式図（第３の実施形態）
【図１２】偏光素子の平面模式図（第４の実施形態）
【図１３】偏光素子の断面模式図（第４の実施形態）
【図１４】光検出器の受光分布を示す模式図（第４の実施形態）
【図１５】偏光素子の平面模式図（第５の実施形態）
【図１６】偏光素子の断面模式図（第５の実施形態）
【図１７】光検出器の受光分布を示す模式図（第５の実施形態）
【図１８】減光部の減光領域を示す平面模式図
【図１９】実施例における光学素子の構成図
【図２０】光検出器上の迷光の強度分布図
【図２１】２層光ディスク再生時の光路模式図
【図２２】回折素子の平面模式図（従来例）
【符号の説明】
【００８４】
１０：光ヘッド装置
１１：光源
１２：回折素子
１３：ビームスプリッタ
１４ａ、１４ｂ：コリメータレンズ
１５：対物レンズ
１６：光ディスク
１６ａ：情報記録面
１７：光検出器
１７ａ、１７ｂ、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、６１、６２、６３、８１、８２、８３、１０１、１０２、１０３、１２１、１２２、１２３：受光エリア
１８、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３０、４０、５０、７０ａ、９０ａ、１１０ａ：偏光素子
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、３１、４１：第１の領域
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、３２、３４、３６、４２、４４ａ、４４ｂ：第２の領域
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、３３、３５、３７、４３：第３の領域
３３ａ、３５ａ、３７ａ、４３ａ：領域Ｒ１
３３ｂ、３５ｂ、３７ｂ、４３ｂ：領域Ｒ２
３３ｃ、３５ｃ、３７ｃ：領域Ｒ３
３８：透明基板
４５ａ、４５ｂ：迷光の外径
４６ａ、４６ｂ：第２の領域の中心を通る迷光の光線軌道
４７：メインビーム（信号光）
４８ａ、４８ｂ：サブビーム（信号光）
５１ａ、６０ａ、８０ａ、１００ａ、１２０ａ：迷光（ｓ偏光）の受光領域
５１ｂ、６０ｂ、８０ｂ、１００ｂ、１２０ｂ：迷光（ｓ偏光）に相当する受光領域
５２ａ、６７ａ、６８ａ、６９ａ、８７ａ、８８ａ、８９ａ、１０７ａ、１０９ａ、１２７ａ、１２８ａ、１２９ａ：迷光（ｐ偏光）に相当する領域
５２ｂ、６７ｂ、６８ｂ、６９ｂ、８７ｂ、８７ｃ、８８ｂ、８８ｃ、８９ｂ、８９ｃ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０９ｂ、１０９ｃ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２９ｂ、１２９ｃ：迷光（ｐ偏光）の受光領域
５３ａ、６４ａ、６５ａ、６６ａ、８４ａ、８５ａ、８６ａ、１０４ａ、１０５ａ、１０６ａ、１２４ａ、１２５ａ、１２６ａ：信号光（ｓ偏光）の受光領域
５３ｂ、６４ｂ、６５ｂ、６６ｂ、８４ｂ、８５ｂ、８６ｂ、１０４ｂ、１０５ｂ、１０６ｂ、１２４ｂ、１２５ｂ、１２６ｂ：信号光（ｐ偏光）の受光領域
７０、９０、１１０：光学素子
７０ｂ、９０ｂ、１５０：位相板
７１、９１、１５１：第１の位相変調領域
７２、７３、７４、９２、９３、１５２：第２の位相変調領域
９１ａ：直進透過領域
９１ｂ、９１ｃ：屈折領域
１１０ｂ：減光素子
１１１：透過領域（第１の減光領域）
１１２、１１３、１１４：減光領域
１１５：第３の領域の外縁に相当する領域
１３２：第２の減光領域
１３３、１４３：第３の減光領域
１４３ａ：領域Ｒ´１
１４３ｂ：領域Ｒ´２
２０１、２０２、２０３：光ディスクの層
２０４、２０５、２０６：光ディスクから反射される光
２１０：従来のホログラム素子
２１１：回折格子
２１２：回折格子の無い領域
【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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