選択光学素子及び光ピックアップ装置
【課題】低価格で小型化可能な選択光学素子を提供する。
【解決手段】信号光成分と迷光成分とが混在する光束を集光する集光光学素子からの光束を前記信号光成分の偏光状態と前記迷光成分の偏光状態とを互いに異なる偏光状態とするための偏光光学素子と、前記偏光光学素子からの光束について、偏光状態の違いにより前記信号光成分のみを透過し、前記迷光成分を反射する偏光選択反射ミラーと、を有することを特徴とする選択光学素子を提供することにより上記課題を解決する。
【解決手段】信号光成分と迷光成分とが混在する光束を集光する集光光学素子からの光束を前記信号光成分の偏光状態と前記迷光成分の偏光状態とを互いに異なる偏光状態とするための偏光光学素子と、前記偏光光学素子からの光束について、偏光状態の違いにより前記信号光成分のみを透過し、前記迷光成分を反射する偏光選択反射ミラーと、を有することを特徴とする選択光学素子を提供することにより上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択光学素子及び光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音楽、映画、写真及びコンピュータソフト等の情報を記録するための媒体としての光ディスクにおいては、代表的な規格として、ＢＤ（ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ−ｄｉｓｃ）が存在している。
【０００３】
光ディスクは記録される情報量が増加する傾向にあり、この情報量の増加に対応するため記録層を多層化した多層光ディスクが採用されており、この多層光ディスクにおいて情報を記録または再生を行うために光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置が用いられている。
【０００４】
多層光ディスクは、各々の記録層と記録層の間隔、即ち、記録層間の間隔が広いと、球面収差の影響により読み取る記録層からの信号が劣化するおそれがあることから、記録層間の間隔はできるだけ狭く形成されている。一方、記録層間の間隔を狭くした場合、多層化された記録層により生じる層間クロストークにより、多層光ディスクからの反射光の光束には、読み取る記録層における反射光（信号光）のみならず。読み取る記録層以外の記録層からの反射光（迷光）も多く含まれてしまい再生信号のＳ／Ｎ比を低下させるおそれがあった。
【０００５】
このため、多層光ディスクを再生する際に層間クロストークを低減させた抽出光学系及び光ピックアップ装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、近年フォトニック結晶を用いた光ヘッド装置の検討が行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４４３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１等に開示されている光ピックアップ装置における偏光抽出素子としては、回折型偏光子、吸収型偏光子等が挙げられる。しかしながら、回折型偏光子ではフォトディテクタと偏光子間の距離を大きくする必要があり大型化してしまい、また、吸収型偏光子では熱による温度上昇が再生信号の品質を低下させてしまう。
【０００９】
このため、多層光ディスクを再生するための光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、普及に伴い低価格で小型化されたものが望まれている。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、低価格で小型化可能な光ディスク装置等に用いられる選択光学素子及び光ピックアップ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、信号光成分と迷光成分とが混在する光束を集光する集光光学素子からの光束を前記信号光成分の偏光状態と前記迷光成分の偏光状態とを互いに異なる偏光状態とするための偏光光学素子と、前記偏光光学素子からの光束について、偏光状態の違いにより前記信号光成分のみを透過し、前記迷光成分を反射する偏光選択反射ミラーと、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記偏光光学素子は、前記光束の光軸を含む分割面により２つの領域に分割されており、一方の領域には、第１の１／２波長板が設けられており、他方の領域には、第２の１／２波長板が設けられており、前記信号光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記第１の１／２波長板が設置される位置と前記第２の１／２波長板が設置される位置との間の領域の前記光軸上であって、前記迷光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記集光光学素子が設置される位置と前記第１の１／２波長板が設置される位置との間、または、前記第２の１／２波長板が設置される位置よりも遠方の前記光軸上であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記信号光成分の光束のうち、前記第１の１／２波長板を透過した光束は、前記第２の１／２波長板を透過するものであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記偏光光学素子は、前記光束の光軸を含む分割面により２つの領域に分割されており、一方の領域には、第１の１／２波長板及び第２の１／２波長板が設けられており、前記信号光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記第１の１／２波長板が設置される位置と前記第２の１／２波長板が設置される位置との間の領域の前記光軸上であって、前記迷光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記集光光学素子が設置される位置と前記第１の１／２波長板が設置される位置との間、または、前記第２の１／２波長板が設置される位置よりも遠方の前記光軸上であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記信号光成分の光束は、前記第１の１／２波長板又は前記第２の１／２波長板のいずれか一方を透過するものであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記偏光選択反射ミラーはコレステリック相液晶であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記集光光学系と前記偏光光学素子との間には１／４波長板が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記偏光選択反射ミラーにおいて、ｎｏ＝コレステリック相液晶の常光屈折率、ｎｅ＝コレステリック相液晶の異常光屈折率、Ｐ＝コレステリック相液晶の螺旋ピッチとし、
中心波長λｃ＝｛（ｎｏ+ｎｅ）／２｝×Ｐ
波長帯域幅Δλ＝（ｎｏ−ｎｅ）×Ｐ
とした場合に、
前記光束における波長λは、
（λｃ−Δλ／２）＜λ＜（λｃ＋Δλ／２）
であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記波長λは、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、複数の記録層が設けられている光ディスクに用いられる光ピックアップ装置であって、光源と、前記光源から出射された光束を前記光ディスクの複数の記録層のうち読み取る対象となる記録層に集光するための対物レンズと、前記光ディスクからの反射光の光路に設置されており、前記読み取る対象となる記録層からの反射光を信号光とし、前記読み取る対象となる記録層以外の記録層からの反射光を迷光とし、前記信号光を透過させる前記記載の選択光学素子と、前記選択光学素子を透過した信号光を受光し、前記信号光の光量に応じて電気信号を生成する受光素子と、を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、複数の記録層が設けられている光ディスクに用いられる光ピックアップ装置であって、光源と、前記光源から出射された光束を前記光ディスクの複数の記録層のうち読み取る対象となる記録層に集光するための対物レンズと、前記光ディスクからの反射光の光路に設置されており、前記読み取る対象となる記録層からの反射光を信号光とし、前記読み取る対象となる記録層以外の記録層からの反射光を迷光とし、前記信号光を透過させる前記記載の選択光学素子と、前記選択光学素子を透過した信号光を受光し、前記信号光の光量に応じて電気信号を生成する受光素子と、を有し、前記選択光学素子における分割面は、前記光ディスクのトラッキング方向に延びているものであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光源から前記対物レンズを介し前記光ディスクに向かう光束と、前記光ディスクにおいて反射した光束とを分離するためのビームスプリッタを有し、前記ビームスプリッタにより分離された前記光ディスクにおいて反射した光束を前記選択光学素子に入射させることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、前記光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長の光を発するものであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、前記光源は、少なくとも６４５〜６７５ｎｍまたは７７０〜８００ｎｍの波長の光を発するものをさらに含むことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、前記光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ、６４５〜６７５ｎｍ及び７７０〜８００ｎｍの３波長の光を発することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、低価格で小型化可能な光ディスク装置等に用いられる選択光学素子及び光ピックアップ装置を提供することができる。また、迷光を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】多層光ディスクの断面概要図
【図２】第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構造図
【図３】第１の実施の形態に係る選択光学素子の構造図
【図４】第１の記録層の情報を再生する際の選択光学素子における光路図
【図５】第２の記録層の情報を再生する際の選択光学素子における光路図
【図６】偏光選択反射ミラーにおける右円偏光及び左円偏光の透過スペクトル
【図７】２波長に対して作用する偏光選択反射ミラーにおける透過スペクトル
【図８】コレステリック相液晶における選択反射中心波長λｃと入射角度との相関図
【図９】第２の実施の形態に係る選択光学素子の構造図
【図１０】第３の実施の形態に係る選択光学素子の構造図
【図１１】第４の実施の形態に係る選択光学素子の構造図
【図１２】第５の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構造図
【図１３】光軸補正素子の構造図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
【００２９】
〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態における選択光学素子及び光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置において記録または再生が行われる多層光ディスクについて説明する。
【００３０】
図１に、多層光ディスクの一例として片面２層光ディスクの構造を示す。この多層光ディスク１０は、レーザ光の入射側から順に、基板１１、第１記録層１２、中間層１３、第２記録層１４、背面基板１５が積層された構造のものである。また、第１記録層１２と中間層１３との間には、金または誘電体等により形成された半透明膜１６が設けられており、第２記録層１４と背面基板１５との間には、アルミニウム等により形成された反射膜１７が設けられている。中間層１３は、情報の記録や再生において用いられる光に対し透過率が高く、基板１１の屈折率に近い屈折率を有している紫外線硬化型の樹脂材料が用いられている。
【００３１】
尚、第１の記録層１２及び第２の記録層１４には、スパイラル状又は同心円状の案内用の溝を有するトラックが各々形成されている。多層光ディスク１０は、第１記録層１２が第２記録層１４よりも光源に近くなるように設置されており、光源から照射された光束は、第１記録層１２において一部反射されるが、第１記録層１２により反射されなかった光束は、第１記録層１２を透過し第２記録層１４において反射される。
【００３２】
図２に、本実施の形態における光ピックアップ装置を示す。本実施の形態における光ピックアップ装置２０は、光源ユニット２１、カップリングレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４、対物レンズ２５、対物レンズ２５を駆動するための対物レンズ駆動系２６、レンズ３１、１／４波長板３２、第１の１／２波長板３３、第２の１／２波長板３４、偏光選択反射ミラー３５、フォトディテクタ４２を有している。尚、本実施の形態における選択光学素子３０は、第１の１／２波長板３３、第２の１／２波長板３４、偏光選択反射ミラー３５により構成されている。
【００３３】
光源ユニット２１は、多層光ディスク１０に対応した波長の光を発光するレーザ光源を有しており、波長が３９０〜４２０ｎｍ、特に４０５ｎｍのレーザ光を発する。
【００３４】
カップリングレンズ２２は、光源ユニット２１より発せられた光束を略平行光とするものである。
【００３５】
偏光ビームスプリッタ２３は、光源ユニット２１からの光は偏光ビームスプリッタ２３を透過させることができ、後述する多層光ディスク１０からの反射光は略直角に反射させることができるように構成されている。
【００３６】
対物レンズ駆動系２６は、フォーカシングアクチュエータとトラッキングアクチュエータを含んでいる。フォーカシングアクチュエータは、対物レンズ２５の光軸方向であるフォーカシング方向に対物レンズ２５を微小駆動させるためのものであり、多層光ディスク１０における第１の記録層１２における対物レンズ２５のレンズ位置と、第２の記録層１４における対物レンズ２５のレンズ位置とを調節するものである。また、トラッキングアクチュエータは、対物レンズ２５をトラッキング方向に微小駆動させるためのものであり、多層光ディスク１０のトラッキング位置を調整するためのものである。
【００３７】
選択光学素子３０は、後述するように多層光ディスク１０における第１の記録層１２又は第２の記録層１４からの反射光のうち、読み取る対象となる記録層からの反射光の光を透過し、それ以外の反射光の光は反射する機能を有するものである。
【００３８】
このような光ピックアップ装置２０において、光源ユニット２１より発せられた光束は、カップリングレンズ２２を介し偏光ビームスプリッタ２３に入射する。偏光ビームスプリッタ２３では、光源ユニット２１からの光（＋Ｘ方向に進む光）はそのまま透過するため、１／４波長板２４を介し、対物レンズ２５により、多層光ディスク１０の第１の記録層１２又は第２の記録層１４のどちらか一方に集光される。
【００３９】
集光された光は多層光ディスク１０において反射され、対物レンズ２５及び１／４波長板２４を介した後、偏光ビームスプリッタ２３に入射する。偏光ビームスプリッタ２３では、多層光ディスク１０からの反射光（−Ｘ方向に進む光）は、略垂直方向（−Ｚ方向）に反射され、レンズ３１を介し、１／４波長板３２により円偏光となり、選択光学素子３０に入射する。
【００４０】
図３に基づき選択光学素子３０について説明する。本実施の形態における選択光学素子３０は、第１の１／２波長板３３、第２の１／２波長板３４、偏光選択反射ミラー３５により構成されている。
【００４１】
選択光学素子３０は、第１の１／２波長板３３、第２の１／２波長板３４及び偏光選択反射ミラー３５について樹脂材料等により一体化して形成することが好ましい。また、この際に用いられる樹脂材料等の屈折率は、第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４の屈折率に近い値であることが好ましく、同じ値であることがさらに好ましい。
【００４２】
樹脂材料等の屈折率の値と第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４の屈折率の値との差が大きいと、第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４に起因した回折光が生じる場合があり、これを防止することが好ましいからである。
【００４３】
更に、選択光学素子３０に１／４波長板３２を貼り合わせることにより一体化して形成することも可能である。一体化して形成することにより、選択光学素子３０と１／４波長板３２とにおける位置合せを行うことなく、光ピックアップ装置の組立を行なうことができ、歩留まりを向上させることができる。
【００４４】
本実施の形態における選択光学素子３０は、図３に記載されているとおり、入射する光束の光軸を含む面により第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に分けられており、第１の領域Ｒ１には、第１の１／２波長板３３が設けられており、第２の領域Ｒ２には第２の１／２波長板３４が設けられている。第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４は、ともに入射する光軸を含む面により切断されおり補完的な形状、即ち、光軸に沿った方向において、第１の１／２波長板３３が形成されていない領域に、第２の１／２波長板３４が形成されている形状で構成されている。また、対物レンズ２５の焦点位置で反射した光束の焦点位置が、第１の１／２波長板３３と第２の１／２波長板３４との間の領域となるように各々配置されている。
【００４５】
この選択光学素子３０に入射する光束は、多層光ディスク１０からの反射光であり、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光を含んでいるため、選択光学素子３０において、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光とを分離する。
【００４６】
具体的には、選択反射ミラー３５は、左円偏光の光は透過するが、右円偏光の光は透過することなく反射する機能を有している。即ち、１／４波長板３２を介し左円偏光となった光のうち、第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４をいずれも通過しない光、または、第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４の双方を通過する光は、ともに左円偏光の光であることから、選択光学素子３０を透過する。一方、第１の１／２波長板３３または第２の１／２波長板３４のどちらか一方しか通過しない光は、右円偏光の光となるため選択光学素子３０における選択反射ミラー３５により反射され、透過することができないのである。これにより、多層光ディスク１０からの反射光のうち、左円偏光の光のみ分離することができる。
【００４７】
〔多層光ディスクの再生〕
次に、多層光ディスク１０に記録されている情報を再生する場合について説明する。
【００４８】
図２及び図４に基づき、多層光ディスク１０における第１の記録層１２に記録されている情報を再生する場合について説明する。多層光ディスク１０の第１の記録層１２に記録されている情報の再生等を行う場合には、光源ユニット２１から発生された光は対物レンズ２５により多層光ディスク１０の第１の記録層１２に集光される。多層光ディスク１０では、第１の記録層１２で光束の一部を反射し、残りの一部は透過し第２の記録層１４において反射する。この第１の記録層１２及び第２の記録層１４において反射した光は、対物レンズ２５、１／４波長板２４及び偏光ビームスプリッタ２３を介し、レンズ３１により集光され、１／４波長板３２により左円偏光となり、選択光学素子３０に入射する。
【００４９】
この際、信号光となる第１の記録層１２において反射した光の焦点位置は、第１の１／２波長板３３と第２の１／２波長板３４の間の領域における光軸上となる。
【００５０】
一方、迷光となる第２の記録層１４において反射した光の焦点位置は、第１の記録層１２において反射した光よりも光路が長くなるため、第１の１／２波長板３３の手前、即ち、１／４波長板３２と第１の１／２波長板３３との間の領域となる。
【００５１】
信号光となる第１の記録層１２により反射した光のうち、図面上、光軸より上方向から入射する左円偏光の光Ｋ１は、第１の１／２波長板３３及び第２の波長板３４を通過することなくそのまま直進する。従って、左円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。また、図面上、光軸より下方向から入射する左円偏光の光Ｋ２は、第１の１／２波長板３３及び第２の波長板３４を通過する。即ち、左円偏光の状態から第１の１／２波長板３３を通過することにより右円偏光となり、この後、第２の１／２波長板３４を通過することにより左円偏光へと戻る。これにより、信号光となる光Ｋ１及びＫ２は、ともに左円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。
【００５２】
一方、迷光となる第２の記録層１４により反射した光のうち、図面上、光軸より上方向から入射する左円偏光の光Ｍ１は、第１の波長板３４を通過し、左円偏光の状態から右円偏光となる。また、図面上、光軸より下方向から入射する左円偏光の光Ｍ２は、第２の波長板３４を通過し、左円偏光の状態から右円偏光となる。これにより、迷光となる光Ｍ１及びＭ２は、右円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。
【００５３】
偏光選択反射ミラー３５は、左円偏光の光は透過し、右円偏光の光は反射する特性を有しており、第１の記録層１２において反射された信号光となる光Ｋ１及びＫ２は、左円偏光の状態で入射するため偏光選択反射ミラー３５を透過し、フォトディテクタ４２に入射し電気信号に変換される。一方、第２の記録層１４において反射された迷光となる光Ｍ１及びＭ２は、右円偏光の状態で入射するため偏光選択反射ミラー３５により反射され透過することはない。
【００５４】
よって、フォトディテクタ４２へは、第１の記録層１２において反射した反射光のみが入射し、電気信号へと変換されるため、第１の記録層１２に記録されていた情報のみを再生することができる。
【００５５】
次に、図２及び図５に基づき、多層光ディスク１０における第２の記録層１４に記録されている情報を再生する場合について説明する。多層光ディスク１０の第２の記録層１４に記録されている情報の再生等を行う場合には、光源ユニット２１から発生された光は対物レンズ２５により多層光ディスク１０の第２の記録層１４に集光される。多層光ディスク１０では、第１の記録層１２で光束の一部を反射し、残りの一部は透過し第２の記録層１４において反射する。この第１の記録層１２及び第２の記録層１４において反射した光は、対物レンズ２５、１／４波長板２４及び偏光ビームスプリッタ２３を介し、レンズ３１により集光され、１／４波長板により左円偏光となり、選択光学素子３０に入射する。
【００５６】
この際、信号光となる第２の記録層１４において反射した光の焦点位置は、第１の１／２波長板３３と第２の１／２波長板３４の間の領域における光軸上となる。
【００５７】
一方、迷光となる第１の記録層１２において反射した光の焦点位置は、第２の記録層１４において反射した光よりも光路が短くなるため、第２の１／２波長板３４よりも遠方の領域となる。（図面では焦点は遠方であるため記載されていない）
信号光となる第２の記録層１４により反射した光のうち、図面上、光軸より上方向から入射する左円偏光の光Ｋ３は、第１の１／２波長板３３及び第２の波長板３４を通過することなくそのまま直進する。従って、左円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。また、図面上、光軸より下方向から入射する左円偏光の光Ｋ４は、第１の１／２波長板３３及び第２の波長板３４を通過する。即ち、左円偏光の状態から第１の１／２波長板３３を通過することにより右円偏光となり、この後、第２の１／２波長板３４を通過することにより左円偏光へと戻る。これにより、信号光となる光Ｋ３及びＫ４は、ともに左円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。
【００５８】
一方、迷光となる第１の記録層１２により反射した光のうち、図面上、光軸より上方向から入射する左円偏光の光Ｍ３は、第２の波長板３４を通過し、左円偏光の状態から右円偏光となる。一方、図面上、光軸より下方向から入射する左円偏光の光Ｍ４は、第１の波長板３３を通過し、左円偏光の状態から右円偏光となる。これにより、迷光となる光Ｍ３及びＭ４は、右円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。
【００５９】
偏光選択反射ミラー３５は、左円偏光の光は透過し、右円偏光の光は反射する特性を有しており、第２の記録層１４において反射された信号光となる光Ｋ３及びＫ４は、左円偏光の状態で入射するため偏光選択反射ミラー３５を透過し、検出レンズ４１を介しフォトディテクタ４２に入射し電気信号に変換される。一方、第１の記録層１２において反射された迷光となる光Ｍ３及びＭ４は、右円偏光の状態で入射するため偏光選択反射ミラー３５により反射され透過することはない。
【００６０】
よって、フォトディテクタ４２へは、第２の記録層１４において反射した反射光の光のみが入射し、電気信号へと変換されるため、信号光である第２の記録層１４に記録されていた情報のみを再生することができる。
【００６１】
〔偏光選択反射ミラー〕
次に、偏光選択反射ミラー３５について説明する。本実施の形態において用いられる偏光選択反射ミラー３５は、コレステリック相液晶により構成されていることが好ましい。コレステリック相液晶としては、コレステリック相液晶またはカイラル剤が添加されたネマティック相液晶を用いることができる。液晶を固体化すると、温度依存性を低減できるだけでなく、液晶の漏洩を防止するためのシール構造が不要となるため、重合性液晶組成物を重合・固体化した高分子コレステリック相液晶を用いることが好ましい。
【００６２】
高分子コレステリック相液晶は、少なくとも一方が重合性を有するネマティック相液晶とカイラル剤とを含む重合性液晶組成物を紫外線照射、加熱等により重合・固体化することにより得られる。
【００６３】
コレステリック相液晶は、螺旋ねじれを有し、螺旋ピッチＰが入射光の波長λと略等しい場合、螺旋軸方向から入射し螺旋ねじれ方向と同一方向に回転する円偏光を反射し、逆方向に回転する円偏光を透過する。尚、反射する円偏光の中心波長λｃ及び帯域幅Δλは数１に記載した式により得られる。
【００６４】
【数１】
即ち、コレステリック相液晶は、液晶の螺旋ねじれ方向と同一方向に回転する波長λの円偏光に対して以下の性質を有するものである。
【００６５】
（λｃ−Δλ／２）＜λ＜（λｃ＋Δλ／２）の反射波長帯域内の円偏光を反射する。
【００６６】
λ≦（λｃ−Δλ／２）、または、（λｃ＋Δλ／２）≦の反射波長帯域外の円偏光を透過する。
【００６７】
また、コレステリック相液晶は、液晶の螺旋ねじれ方向と逆方向に回転する円偏光に対しては、入射光の波長にかかわらず透過性媒体として機能し、その屈折率は液晶の常光に対する屈折率と異常光に対する屈折率の平均値に略等しい。
【００６８】
次に、偏光選択反射ミラー３５としてのコレステリック相液晶の製造方法について説明する。
【００６９】
最初に、２枚の透明基板をそれぞれ一方の面に塗布したポリイミド膜を焼成し、ラビング等の配向処理を施して配向膜を形成する。
【００７０】
次に、配向膜を内側にして４．０μｍの間隔を隔てて対向させた２枚の透明基板の間に重合性液晶組成物を注入する。
【００７１】
次に、重合性液晶組成物に紫外線を照射することにより、重合・固体化させてコレステリック相液晶を作成する。例えば、常光屈折率ｎｏ＝１．４８、異常光屈折率ｎｅ＝１．７５の重合性ネマティック相液晶に、右回りの重合性カイラル剤を所定の螺旋ピッチＰとなるよう添加し、右回り円偏光（右円偏光）の光を反射する所定の高分子コレステリック相液晶層を得ることができる。
【００７２】
このようにして作製された偏光選択反射ミラー３５は、所定の波長帯域の光のうち、右円偏光の光のみを反射し、左回りの円偏光（左円偏光）の光を透過する。また、所定の波長帯域以外の光は、偏光状態に依存することなくすべて透過する。
【００７３】
尚、高分子コレステリック相液晶層の厚さは、螺旋ピッチの５倍程度とすれば波長選択性を呈するようになるが、実際には螺旋ピッチの１０倍以上であることが重要であり、より反射率を大きくするためには、螺旋ピッチの２０倍以上とすることが好ましい。
【００７４】
但し、高分子コレステリック相液晶層の厚さは、５０μｍを超えると液晶層にドメインが生じて配向が乱れるおそれがあるので、５０μｍ以下等することが重要であり、製造上の観点からは、製造が容易な３０μｍ以下とすることが好ましい。
【００７５】
以上説明したように、上記構成の偏光選択反射ミラー３５は、コレステリック相液晶の常光屈折率、異常光屈折率及び螺旋ピッチに基づいて定まる波長の円偏光のうち、コレステリック相液晶の螺旋ピッチと同一方向に回転する円偏光の光を反射させ、反対方向に回転する円偏光の光を透過させることが可能となる。
【００７６】
図６に、上記製造方法により製造された偏光選択反射ミラー３５の透過スペクトルを示す。図に示されるように、右円偏光の光は、波長λが３９０〜４２０ｎｍにおいて、透過することなく反射する。
【００７７】
本実施の形態によれば、偏光選択反射ミラー３５を容易なプロセスにより作製することが可能であり、選択光学素子及び光ピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。また、本実施の形態において用いられる偏光選択反射ミラー３５は、光を反射するものであることから、光吸収による温度上昇がなく、また、選択光学素子３０の出射側に迷光が漏れることはない。このため、選択光学素子３０は、フォトディテクタ４２の近傍に配置することが可能となる。
【００７８】
次に、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対応した選択光学素子について説明する。表１にＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに使用される光源からの出射波長における偏光選択反射ミラー３５の透過率を示す。
【００７９】
【表１】
上記説明においては、選択光学素子３０は、ＢＤ波長４０５ｎｍに対するクロストーク対策を行なう機能を有するものであるが、ＤＶＤ波長６６０ｎｍ及びＣＤ波長７８０ｎｍに対しては透過素子としての機能を有している。よって、ＢＤ波長の光に対してのみクロストーク対策が必要となる多波長共通光路においても用いることが可能である。
【００８０】
また、偏光選択反射ミラー３５は、反射波長帯の異なる２以上のコレステリック相液晶層を積層したものであってもよい。例えば、第１の波長λ１として、３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍとなるコレステリック相液晶層と、第２の波長λ２として、６４５ｎｍ＜λ２＜６７５ｎｍとなるコレステリック相液晶層とを積層することにより、ＢＤ波長及びＤＶＤ波長における双方の光について、２つの波長帯の光に対応した偏光選択反射ミラーとしての機能を有することができる。
【００８１】
図７に、このような２つの波長帯の光に対応した偏光選択反射ミラーにおける右円偏光及び左円偏光の透過スペクトルの一例を示す。図に示されるように、右円偏光の光は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ及び６４５ｎｍ〜６７５ｎｍにおいて、透過することなく反射する。尚、第１の波長λ１及び第２の波長λ２は、表１に示される波長帯に限定されるものではなく、更に、反射帯波長が異なる３つ以上の３層のコレステリック相液晶層を積層したものであってもよい。
【００８２】
また、偏光選択反射ミラー３５として、前述の螺旋ピッチ長Ｐを厚さ方向で連続的に変化させ反射帯波長そのものの存在分布を形成したコレステリック相液晶層を用いてもよい。これにより、広帯域の円偏光選択反射ミラーを得ることができる。螺旋ピッチ長Ｐを厚さ方向で連続的に変化させる方法としては、コレステリック相液晶の組成物を紫外線露光により硬化させる際に、露光面側と出射面側の露光強度に差をもたせ、重合速度に差を付けることにより、反応速度の異なる液晶組成物について厚さ方向において組成傾斜を有するものとすることができる。
【００８３】
反射帯波長を広帯域化することにより、偏光選択反射ミラー３５における入射角度依存性を向上させることができる。偏光選択反射ミラー３５に垂直な入射角度を０°とした場合、斜入射となり入射角度θが増加するに従い、前述の選択反射中心波長λｃが短波長側にシフトすることが知られている。
【００８４】
図８に、重合性ネマティック相液晶の常光屈折率ｎｏ＝１．４８、異常光屈折率ｎｅ＝１．７５として、光の入射角度と選択反射中心波長λｃとの関係を示す。許容される入射角度θは、選択反射帯Δλが３０ｎｍのとき、０°＜｜θ｜＜２５°であるのに対し、選択反射帯Δλが５０ｎｍのときは０°＜｜θ｜＜３４°となる。本実施の形態における選択光学素子３０においては、光の入射角度と選択反射中心波長λｃとの関係は重要である。
【００８５】
反射帯波長の広帯域化は、反射帯波長が異なる２つ以上のコレステリック相液晶層を積層することによっても可能である。例えば、選択反射帯Δλが３０ｎｍである場合、波長λａが３８０ｎｍ＜λａ＜４１０ｎｍとなる光を反射するコレステリック相液晶層と、波長λｂが４００ｎｍ＜λｂ＜４３０ｎｍとなる光を反射するコレステリック相液晶層とを積層することにより、３８０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲の光を反射する偏光選択反射ミラーを形成することができる。
【００８６】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における選択光学素子は、同一の領域に第１の１／２波長板及び第２の１／２波長板が配置したものである。
【００８７】
図９に基づき選択光学素子１３０について説明する。本実施の形態における選択光学素子１３０は、第１の１／２波長板１３３、第２の１／２波長板１３４、偏光選択反射ミラー１３５により構成されている。
【００８８】
本実施の形態における選択光学素子１３０は、入射する光束の光軸を含む面により第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に分けられており、第２の領域Ｒ２には、第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４が設けられており、第１の領域Ｒ１には第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４が形成されていないものである。第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４は、ともに入射する光軸を含む面により切断されている。また、図１に示す対物レンズ２５の焦点位置で反射した光束の焦点位置が、第１の１／２波長板１３３と第２の１／２波長板１３４との間の領域となるように各々配置されている。
【００８９】
この選択光学素子１３０に入射する光束は、図１に示す多層光ディスク１０からの反射光であり、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光を含んでいるため、選択光学素子１３０において、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光とを分離する。
【００９０】
具体的には、選択反射ミラー１３５は、左円偏光の光は透過するが、右円偏光の光は透過することなく反射する機能を有している。即ち、１／４波長板１３２を介し右円偏光となった光のうち、第１の１／２波長板１３３または第２の１／２波長板１３４のどちらか一方しか通過しない光は、左円偏光の光であることから、選択光学素子１３０を透過する。一方、第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４のいずれをも通過しない光、または、第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４の双方を通過する光は、ともに右円偏光の光であることから、選択光学素子１３０により反射され、透過することができないのである。これにより、多層光ディスク１０からの反射光のうち、信号光となる左円偏光の光のみ分離することができる。
【００９１】
尚、上記のように第２の領域Ｒ２に第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４に配置する構成ではなく、第１の領域Ｒ１に第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４を配置した構成であっても同様の効果を得ることができる。
【００９２】
このように本実施の形態における選択光学素子１３０により信号光のみを分離することができる。上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００９３】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態における選択光学素子は、選択反射ミラーが、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有するものである。
【００９４】
図１０に基づき選択光学素子２３０について説明する。本実施の形態における選択光学素子２３０は、第１の１／２波長板２３３、第２の１／２波長板２３４、偏光選択反射ミラー２３５により構成されている。
【００９５】
本実施の形態における選択光学素子２３０は、入射する光束の光軸を含む面により第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に分けられており、第１の領域Ｒ１には、第１の１／２波長板２３３が設けられており、第２の領域Ｒ２には第２の１／２波長板２３４が設けられている。第１の１／２波長板２３３及び第２の１／２波長板２３４は、ともに入射する光軸を含む面により切断されおり補完的な形状で構成されている。また、図１に示す対物レンズ２５の焦点位置で反射した光束の焦点位置が、第１の１／２波長板２３３と第２の１／２波長板２３４との間の領域となるように各々配置されている。
【００９６】
この選択光学素子２３０に入射する光束は、多層光ディスク１０からの反射光であり、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光を含んでいるため、選択光学素子２３０において、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光とを分離する。
【００９７】
具体的には、選択反射ミラー２３５は、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有している。即ち、１／４波長板２３２を介し右円偏光となった光のうち、第１の１／２波長板２３３及び第２の１／２波長板２３４をいずれも通過しない光、または、第１の１／２波長板２３３及び第２の１／２波長板２３４の双方を通過する光は、ともに右円偏光の光であることから、選択光学素子２３０を透過する。一方、第１の１／２波長板２３３または第２の１／２波長板２３４のどちらか一方しか通過しない光は、左円偏光の光となるため選択光学素子２３０により反射され、透過することができないのである。これにより、多層光ディスク１０からの反射光のうち、信号光となる右円偏光の光のみ分離することができる。尚、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有する選択反射ミラーは、第１の実施の形態とは異なる方法により作製することが可能である。
【００９８】
このように、本実施の形態における選択光学素子２３０により信号光のみを分離することができる。上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００９９】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態における選択光学素子は、同一の領域に第１の１／２波長板及び第２の１／２波長板が配置したものであって、選択反射ミラーが、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有するものである。
【０１００】
図１１に基づき選択光学素子３３０について説明する。本実施の形態における選択光学素子３３０は、第１の１／２波長板３３３、第２の１／２波長板３３４、偏光選択反射ミラー３３５により構成されている。
【０１０１】
本実施の形態における選択光学素子３３０は、入射する光束の光軸を含む面により第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に分けられており、第２の領域Ｒ２には、第１の３／２波長板１３３及び第２の１／２波長板３３４が設けられており、第１の領域Ｒ１には第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４が形成されていないものである。第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４は、ともに入射する光軸を含む面により切断されている。また、図１に示す対物レンズ２５の焦点位置で反射した光束の焦点位置が、第１の１／２波長板３３３と第２の１／２波長板３３４との間の領域となるように各々配置されている。
【０１０２】
この選択光学素子３３０に入射する光束は、図１に示す多層光ディスク１０からの反射光であり、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光を含んでいるため、選択光学素子３３０において、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光とを分離する。
【０１０３】
具体的には、選択反射ミラー３３５は、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有している。即ち、１／４波長板３３２を介し左円偏光となった光のうち、第１の１／２波長板３３３または第２の１／２波長板３３４のどちらか一方しか通過しない光は、右円偏光の光であることから、選択光学素子１３０を透過する。一方、第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４のいずれをも通過しない光、または、第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４の双方を通過する光は、ともに左円偏光の光であることから、選択光学素子３３０により反射され、透過することができないのである。これにより、多層光ディスク１０からの反射光のうち、信号光となる右円偏光の光のみ分離することができる。
【０１０４】
尚、上記のように第１の領域Ｒ１に第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４に配置するのではなく、第２の領域Ｒ２に第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４を配置した構成であっても同様の効果を得ることができる。又、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有する選択反射ミラーは、第１の実施の形態とは異なる方法により作製することが可能である。
【０１０５】
このように、本実施の形態における選択光学素子３３０により信号光のみを分離することができる。上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【０１０６】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤに用いられる３波長の光に対応した光ピックアップ装置である。具体的には、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ、６４５ｎｍ〜６７５ｎｍ及び７７０ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光に対応した光ピックアップ装置である。
【０１０７】
図１２に基づき本実施の形態における光ピックアップ装置につて説明する。本実施の形態において用いられるレーザ光は、波長λ１、λ２、λ３の光であり、各々３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ、６４５ｎｍ＜λ２＜６７５ｎｍ、７７０ｎｍ＜λ３＜８００ｎｍである。
【０１０８】
本実施の形態における光ピックアップ装置４２０は、多層光ディスク４１０の記録再生を行うものであり、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１、ＢＤ用レーザ光源４２２、合波プリズム４２３、偏光ビームスプリッタ４２４、１／４波長板４２５、レンズ４２６、レンズ４２６を駆動するためのレンズ駆動系４２７、対物レンズ４２８、対物レンズ４２８を駆動するための対物レンズ駆動系４２９、光軸補正素子４３１、１／４波長板４３２、第１の１／２波長板４３３、第２の１／２波長板４３４、偏光選択反射ミラー４３５、フォトディテクタ４４２を有している。尚、本実施の形態における選択光学素子４３０は、第１の１／２波長板４３３、第２の１／２波長板４３４、偏光選択反射ミラー４３５により構成されている。
【０１０９】
ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１は、λ２の波長である６４５〜６７５ｎｍ、特に６６０ｎｍ及びλ３の波長である７７０〜８００ｎｍ、特に７８５ｎｍの２波長のレーザ光を発するものである。
【０１１０】
ＢＤ用レーザ光源４２２は、波長がλ１の波長である３９０〜４２０ｎｍ、特に４０５ｎｍの波長のレーザ光を発するものである。
【０１１１】
合波プリズム４２３は、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１から発せられた波長λ２及びλ３のレーザ光と、ＢＤ用レーザ光源４２２から発せられた波長λ１のレーザ光とを合波するものである。
【０１１２】
偏光ビームスプリッタ４２４は、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２からの光は偏光ビームスプリッタ４２４を透過させることができ、後述する多層光ディスク４１０からの反射光は略直角に反射させることができるように構成されている。
【０１１３】
レンズ４２６は、球面収差を補正するためのものであり、レンズ駆動系４２７により位置調節がなされる。
【０１１４】
対物レンズ４２８は、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２からの光を多層光ディスク４１０において集光させるためのものである。また、対物レンズ駆動系４２９は、フォーカシングアクチュエータとトラッキングアクチュエータを含んでいる。フォーカシングアクチュエータは、対物レンズ４２８の光軸方向であるフォーカシング方向に対物レンズ４２８を微小駆動させるためのものであり、多層光ディスク４１０における第１の記録層における対物レンズ４２８のレンズ位置と、第２の記録層における対物レンズ４２８のレンズ位置とを調節するものである。また、トラッキングアクチュエータは、対物レンズ４２８をトラッキング方向に微小駆動させるためのものであり、多層光ディスク４１０のトラッキング位置を調整するためのものである。
【０１１５】
選択光学素子４３０は、後述するように多層光ディスク１０における第１の記録層又は第２の記録層からの反射光のうち、読み取る対象となる記録層からの反射光の光を透過し、それ以外の反射光の光は反射する機能を有するものである。
【０１１６】
光軸補正素子４３１は、図１３に示すように、ＤＶＤ、ＣＤ及びＢＤに対応した光、即ち、λ１、λ２、λ３の波長の光の光軸を補正して、フォトディテクタ４４２に入射させるためのものである。このため、光軸補正素子４３１には回折格子等が形成されている。図１３に示す光軸補正素子４３１では、ＢＤ及びＣＤ用の波長の光は直進し、ＤＶＤ用の波長の光は回折されて、同じフォトディテクタ４４２に入射する。
【０１１７】
このような光ピックアップ装置４２０において、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２より発せられた光束は、合波プリズム４２３において合波された後、偏光ビームスプリッタ４２４に入射する。偏光ビームスプリッタ４２４では、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２からの光（＋Ｘ方向に進む光）はそのまま透過するため、１／４波長板４２５、レンズ４２６を介し、対物レンズ４２８により、多層光ディスク４１０の第１の記録層又は第２の記録層のどちらか一方に集光される。
【０１１８】
集光された光は多層光ディスク４１０において反射され、対物レンズ４２８、レンズ４２６及び１／４波長板４２５を介した後、偏光ビームスプリッタ４２４に入射する。偏光ビームスプリッタ４２４では、多層光ディスク４１０からの反射光（−Ｘ方向に進む光）は、略垂直方向（−Ｚ方向）に反射され、光軸補正素子４３１を介し、１／４波長板４３２により円偏光となり、選択光学素子４３０に入射する。
【０１１９】
選択光学素子４３０は、第１の実施の形態における選択光学素子３０と同様のものであり、多層光ディスク４１０における第１の記録層又は第２の記録層からの反射光のうち、読み取る対象となる記録層からの反射光の光を透過し、それ以外の反射光の光は反射する。これにより、読み取る対象となる記録層からの反射光の光のみをフォトディテクタ４４２により検出することができる。尚、本実施の形態においては、多層光ディスク４１０について詳しく説明したが、本実施の形態における光ピックアップ装置は、ＢＤ及びＤＶＤ以外のＣＤについて適用することが可能である。また、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２に代えてこれら３波長の光を発する３波長のレーザ光源を用いることも可能である。また、選択光学素子４３０は、第２から第４の実施の形態についても同様に用いることが可能である。
【０１２０】
上記のような構成とすることで、３波長であっても、低価格で小型化可能な光ディスク装置等に用いられる選択光学素子及び光ピックアップ装置を提供することができる。また、迷光を効果的に防止することができる。
【０１２１】
尚、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【０１２２】
１０ 多層光ディスク
２０ 光ピックアップ装置
２１ 光源ユニット
２２ カップリングレンズ
２３ 偏光ビームスプリッタ
２４ １／４波長板
２５ 対物レンズ
２６ 対物レンズ駆動系
３０ 選択光学素子
３１ レンズ
３２ １／４波長板
３３ 第１の１／２波長板
３４ 第２の１／２波長板
３５ 偏光選択反射ミラー
４２ フォトディテクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択光学素子及び光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音楽、映画、写真及びコンピュータソフト等の情報を記録するための媒体としての光ディスクにおいては、代表的な規格として、ＢＤ（ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ−ｄｉｓｃ）が存在している。
【０００３】
光ディスクは記録される情報量が増加する傾向にあり、この情報量の増加に対応するため記録層を多層化した多層光ディスクが採用されており、この多層光ディスクにおいて情報を記録または再生を行うために光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置が用いられている。
【０００４】
多層光ディスクは、各々の記録層と記録層の間隔、即ち、記録層間の間隔が広いと、球面収差の影響により読み取る記録層からの信号が劣化するおそれがあることから、記録層間の間隔はできるだけ狭く形成されている。一方、記録層間の間隔を狭くした場合、多層化された記録層により生じる層間クロストークにより、多層光ディスクからの反射光の光束には、読み取る記録層における反射光（信号光）のみならず。読み取る記録層以外の記録層からの反射光（迷光）も多く含まれてしまい再生信号のＳ／Ｎ比を低下させるおそれがあった。
【０００５】
このため、多層光ディスクを再生する際に層間クロストークを低減させた抽出光学系及び光ピックアップ装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、近年フォトニック結晶を用いた光ヘッド装置の検討が行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４４３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１等に開示されている光ピックアップ装置における偏光抽出素子としては、回折型偏光子、吸収型偏光子等が挙げられる。しかしながら、回折型偏光子ではフォトディテクタと偏光子間の距離を大きくする必要があり大型化してしまい、また、吸収型偏光子では熱による温度上昇が再生信号の品質を低下させてしまう。
【０００９】
このため、多層光ディスクを再生するための光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、普及に伴い低価格で小型化されたものが望まれている。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、低価格で小型化可能な光ディスク装置等に用いられる選択光学素子及び光ピックアップ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、信号光成分と迷光成分とが混在する光束を集光する集光光学素子からの光束を前記信号光成分の偏光状態と前記迷光成分の偏光状態とを互いに異なる偏光状態とするための偏光光学素子と、前記偏光光学素子からの光束について、偏光状態の違いにより前記信号光成分のみを透過し、前記迷光成分を反射する偏光選択反射ミラーと、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記偏光光学素子は、前記光束の光軸を含む分割面により２つの領域に分割されており、一方の領域には、第１の１／２波長板が設けられており、他方の領域には、第２の１／２波長板が設けられており、前記信号光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記第１の１／２波長板が設置される位置と前記第２の１／２波長板が設置される位置との間の領域の前記光軸上であって、前記迷光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記集光光学素子が設置される位置と前記第１の１／２波長板が設置される位置との間、または、前記第２の１／２波長板が設置される位置よりも遠方の前記光軸上であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記信号光成分の光束のうち、前記第１の１／２波長板を透過した光束は、前記第２の１／２波長板を透過するものであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記偏光光学素子は、前記光束の光軸を含む分割面により２つの領域に分割されており、一方の領域には、第１の１／２波長板及び第２の１／２波長板が設けられており、前記信号光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記第１の１／２波長板が設置される位置と前記第２の１／２波長板が設置される位置との間の領域の前記光軸上であって、前記迷光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記集光光学素子が設置される位置と前記第１の１／２波長板が設置される位置との間、または、前記第２の１／２波長板が設置される位置よりも遠方の前記光軸上であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記信号光成分の光束は、前記第１の１／２波長板又は前記第２の１／２波長板のいずれか一方を透過するものであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記偏光選択反射ミラーはコレステリック相液晶であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記集光光学系と前記偏光光学素子との間には１／４波長板が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記偏光選択反射ミラーにおいて、ｎｏ＝コレステリック相液晶の常光屈折率、ｎｅ＝コレステリック相液晶の異常光屈折率、Ｐ＝コレステリック相液晶の螺旋ピッチとし、
中心波長λｃ＝｛（ｎｏ+ｎｅ）／２｝×Ｐ
波長帯域幅Δλ＝（ｎｏ−ｎｅ）×Ｐ
とした場合に、
前記光束における波長λは、
（λｃ−Δλ／２）＜λ＜（λｃ＋Δλ／２）
であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記波長λは、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、複数の記録層が設けられている光ディスクに用いられる光ピックアップ装置であって、光源と、前記光源から出射された光束を前記光ディスクの複数の記録層のうち読み取る対象となる記録層に集光するための対物レンズと、前記光ディスクからの反射光の光路に設置されており、前記読み取る対象となる記録層からの反射光を信号光とし、前記読み取る対象となる記録層以外の記録層からの反射光を迷光とし、前記信号光を透過させる前記記載の選択光学素子と、前記選択光学素子を透過した信号光を受光し、前記信号光の光量に応じて電気信号を生成する受光素子と、を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、複数の記録層が設けられている光ディスクに用いられる光ピックアップ装置であって、光源と、前記光源から出射された光束を前記光ディスクの複数の記録層のうち読み取る対象となる記録層に集光するための対物レンズと、前記光ディスクからの反射光の光路に設置されており、前記読み取る対象となる記録層からの反射光を信号光とし、前記読み取る対象となる記録層以外の記録層からの反射光を迷光とし、前記信号光を透過させる前記記載の選択光学素子と、前記選択光学素子を透過した信号光を受光し、前記信号光の光量に応じて電気信号を生成する受光素子と、を有し、前記選択光学素子における分割面は、前記光ディスクのトラッキング方向に延びているものであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光源から前記対物レンズを介し前記光ディスクに向かう光束と、前記光ディスクにおいて反射した光束とを分離するためのビームスプリッタを有し、前記ビームスプリッタにより分離された前記光ディスクにおいて反射した光束を前記選択光学素子に入射させることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、前記光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長の光を発するものであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、前記光源は、少なくとも６４５〜６７５ｎｍまたは７７０〜８００ｎｍの波長の光を発するものをさらに含むことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、前記光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ、６４５〜６７５ｎｍ及び７７０〜８００ｎｍの３波長の光を発することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、低価格で小型化可能な光ディスク装置等に用いられる選択光学素子及び光ピックアップ装置を提供することができる。また、迷光を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】多層光ディスクの断面概要図
【図２】第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構造図
【図３】第１の実施の形態に係る選択光学素子の構造図
【図４】第１の記録層の情報を再生する際の選択光学素子における光路図
【図５】第２の記録層の情報を再生する際の選択光学素子における光路図
【図６】偏光選択反射ミラーにおける右円偏光及び左円偏光の透過スペクトル
【図７】２波長に対して作用する偏光選択反射ミラーにおける透過スペクトル
【図８】コレステリック相液晶における選択反射中心波長λｃと入射角度との相関図
【図９】第２の実施の形態に係る選択光学素子の構造図
【図１０】第３の実施の形態に係る選択光学素子の構造図
【図１１】第４の実施の形態に係る選択光学素子の構造図
【図１２】第５の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構造図
【図１３】光軸補正素子の構造図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
【００２９】
〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態における選択光学素子及び光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置において記録または再生が行われる多層光ディスクについて説明する。
【００３０】
図１に、多層光ディスクの一例として片面２層光ディスクの構造を示す。この多層光ディスク１０は、レーザ光の入射側から順に、基板１１、第１記録層１２、中間層１３、第２記録層１４、背面基板１５が積層された構造のものである。また、第１記録層１２と中間層１３との間には、金または誘電体等により形成された半透明膜１６が設けられており、第２記録層１４と背面基板１５との間には、アルミニウム等により形成された反射膜１７が設けられている。中間層１３は、情報の記録や再生において用いられる光に対し透過率が高く、基板１１の屈折率に近い屈折率を有している紫外線硬化型の樹脂材料が用いられている。
【００３１】
尚、第１の記録層１２及び第２の記録層１４には、スパイラル状又は同心円状の案内用の溝を有するトラックが各々形成されている。多層光ディスク１０は、第１記録層１２が第２記録層１４よりも光源に近くなるように設置されており、光源から照射された光束は、第１記録層１２において一部反射されるが、第１記録層１２により反射されなかった光束は、第１記録層１２を透過し第２記録層１４において反射される。
【００３２】
図２に、本実施の形態における光ピックアップ装置を示す。本実施の形態における光ピックアップ装置２０は、光源ユニット２１、カップリングレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４、対物レンズ２５、対物レンズ２５を駆動するための対物レンズ駆動系２６、レンズ３１、１／４波長板３２、第１の１／２波長板３３、第２の１／２波長板３４、偏光選択反射ミラー３５、フォトディテクタ４２を有している。尚、本実施の形態における選択光学素子３０は、第１の１／２波長板３３、第２の１／２波長板３４、偏光選択反射ミラー３５により構成されている。
【００３３】
光源ユニット２１は、多層光ディスク１０に対応した波長の光を発光するレーザ光源を有しており、波長が３９０〜４２０ｎｍ、特に４０５ｎｍのレーザ光を発する。
【００３４】
カップリングレンズ２２は、光源ユニット２１より発せられた光束を略平行光とするものである。
【００３５】
偏光ビームスプリッタ２３は、光源ユニット２１からの光は偏光ビームスプリッタ２３を透過させることができ、後述する多層光ディスク１０からの反射光は略直角に反射させることができるように構成されている。
【００３６】
対物レンズ駆動系２６は、フォーカシングアクチュエータとトラッキングアクチュエータを含んでいる。フォーカシングアクチュエータは、対物レンズ２５の光軸方向であるフォーカシング方向に対物レンズ２５を微小駆動させるためのものであり、多層光ディスク１０における第１の記録層１２における対物レンズ２５のレンズ位置と、第２の記録層１４における対物レンズ２５のレンズ位置とを調節するものである。また、トラッキングアクチュエータは、対物レンズ２５をトラッキング方向に微小駆動させるためのものであり、多層光ディスク１０のトラッキング位置を調整するためのものである。
【００３７】
選択光学素子３０は、後述するように多層光ディスク１０における第１の記録層１２又は第２の記録層１４からの反射光のうち、読み取る対象となる記録層からの反射光の光を透過し、それ以外の反射光の光は反射する機能を有するものである。
【００３８】
このような光ピックアップ装置２０において、光源ユニット２１より発せられた光束は、カップリングレンズ２２を介し偏光ビームスプリッタ２３に入射する。偏光ビームスプリッタ２３では、光源ユニット２１からの光（＋Ｘ方向に進む光）はそのまま透過するため、１／４波長板２４を介し、対物レンズ２５により、多層光ディスク１０の第１の記録層１２又は第２の記録層１４のどちらか一方に集光される。
【００３９】
集光された光は多層光ディスク１０において反射され、対物レンズ２５及び１／４波長板２４を介した後、偏光ビームスプリッタ２３に入射する。偏光ビームスプリッタ２３では、多層光ディスク１０からの反射光（−Ｘ方向に進む光）は、略垂直方向（−Ｚ方向）に反射され、レンズ３１を介し、１／４波長板３２により円偏光となり、選択光学素子３０に入射する。
【００４０】
図３に基づき選択光学素子３０について説明する。本実施の形態における選択光学素子３０は、第１の１／２波長板３３、第２の１／２波長板３４、偏光選択反射ミラー３５により構成されている。
【００４１】
選択光学素子３０は、第１の１／２波長板３３、第２の１／２波長板３４及び偏光選択反射ミラー３５について樹脂材料等により一体化して形成することが好ましい。また、この際に用いられる樹脂材料等の屈折率は、第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４の屈折率に近い値であることが好ましく、同じ値であることがさらに好ましい。
【００４２】
樹脂材料等の屈折率の値と第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４の屈折率の値との差が大きいと、第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４に起因した回折光が生じる場合があり、これを防止することが好ましいからである。
【００４３】
更に、選択光学素子３０に１／４波長板３２を貼り合わせることにより一体化して形成することも可能である。一体化して形成することにより、選択光学素子３０と１／４波長板３２とにおける位置合せを行うことなく、光ピックアップ装置の組立を行なうことができ、歩留まりを向上させることができる。
【００４４】
本実施の形態における選択光学素子３０は、図３に記載されているとおり、入射する光束の光軸を含む面により第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に分けられており、第１の領域Ｒ１には、第１の１／２波長板３３が設けられており、第２の領域Ｒ２には第２の１／２波長板３４が設けられている。第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４は、ともに入射する光軸を含む面により切断されおり補完的な形状、即ち、光軸に沿った方向において、第１の１／２波長板３３が形成されていない領域に、第２の１／２波長板３４が形成されている形状で構成されている。また、対物レンズ２５の焦点位置で反射した光束の焦点位置が、第１の１／２波長板３３と第２の１／２波長板３４との間の領域となるように各々配置されている。
【００４５】
この選択光学素子３０に入射する光束は、多層光ディスク１０からの反射光であり、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光を含んでいるため、選択光学素子３０において、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光とを分離する。
【００４６】
具体的には、選択反射ミラー３５は、左円偏光の光は透過するが、右円偏光の光は透過することなく反射する機能を有している。即ち、１／４波長板３２を介し左円偏光となった光のうち、第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４をいずれも通過しない光、または、第１の１／２波長板３３及び第２の１／２波長板３４の双方を通過する光は、ともに左円偏光の光であることから、選択光学素子３０を透過する。一方、第１の１／２波長板３３または第２の１／２波長板３４のどちらか一方しか通過しない光は、右円偏光の光となるため選択光学素子３０における選択反射ミラー３５により反射され、透過することができないのである。これにより、多層光ディスク１０からの反射光のうち、左円偏光の光のみ分離することができる。
【００４７】
〔多層光ディスクの再生〕
次に、多層光ディスク１０に記録されている情報を再生する場合について説明する。
【００４８】
図２及び図４に基づき、多層光ディスク１０における第１の記録層１２に記録されている情報を再生する場合について説明する。多層光ディスク１０の第１の記録層１２に記録されている情報の再生等を行う場合には、光源ユニット２１から発生された光は対物レンズ２５により多層光ディスク１０の第１の記録層１２に集光される。多層光ディスク１０では、第１の記録層１２で光束の一部を反射し、残りの一部は透過し第２の記録層１４において反射する。この第１の記録層１２及び第２の記録層１４において反射した光は、対物レンズ２５、１／４波長板２４及び偏光ビームスプリッタ２３を介し、レンズ３１により集光され、１／４波長板３２により左円偏光となり、選択光学素子３０に入射する。
【００４９】
この際、信号光となる第１の記録層１２において反射した光の焦点位置は、第１の１／２波長板３３と第２の１／２波長板３４の間の領域における光軸上となる。
【００５０】
一方、迷光となる第２の記録層１４において反射した光の焦点位置は、第１の記録層１２において反射した光よりも光路が長くなるため、第１の１／２波長板３３の手前、即ち、１／４波長板３２と第１の１／２波長板３３との間の領域となる。
【００５１】
信号光となる第１の記録層１２により反射した光のうち、図面上、光軸より上方向から入射する左円偏光の光Ｋ１は、第１の１／２波長板３３及び第２の波長板３４を通過することなくそのまま直進する。従って、左円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。また、図面上、光軸より下方向から入射する左円偏光の光Ｋ２は、第１の１／２波長板３３及び第２の波長板３４を通過する。即ち、左円偏光の状態から第１の１／２波長板３３を通過することにより右円偏光となり、この後、第２の１／２波長板３４を通過することにより左円偏光へと戻る。これにより、信号光となる光Ｋ１及びＫ２は、ともに左円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。
【００５２】
一方、迷光となる第２の記録層１４により反射した光のうち、図面上、光軸より上方向から入射する左円偏光の光Ｍ１は、第１の波長板３４を通過し、左円偏光の状態から右円偏光となる。また、図面上、光軸より下方向から入射する左円偏光の光Ｍ２は、第２の波長板３４を通過し、左円偏光の状態から右円偏光となる。これにより、迷光となる光Ｍ１及びＭ２は、右円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。
【００５３】
偏光選択反射ミラー３５は、左円偏光の光は透過し、右円偏光の光は反射する特性を有しており、第１の記録層１２において反射された信号光となる光Ｋ１及びＫ２は、左円偏光の状態で入射するため偏光選択反射ミラー３５を透過し、フォトディテクタ４２に入射し電気信号に変換される。一方、第２の記録層１４において反射された迷光となる光Ｍ１及びＭ２は、右円偏光の状態で入射するため偏光選択反射ミラー３５により反射され透過することはない。
【００５４】
よって、フォトディテクタ４２へは、第１の記録層１２において反射した反射光のみが入射し、電気信号へと変換されるため、第１の記録層１２に記録されていた情報のみを再生することができる。
【００５５】
次に、図２及び図５に基づき、多層光ディスク１０における第２の記録層１４に記録されている情報を再生する場合について説明する。多層光ディスク１０の第２の記録層１４に記録されている情報の再生等を行う場合には、光源ユニット２１から発生された光は対物レンズ２５により多層光ディスク１０の第２の記録層１４に集光される。多層光ディスク１０では、第１の記録層１２で光束の一部を反射し、残りの一部は透過し第２の記録層１４において反射する。この第１の記録層１２及び第２の記録層１４において反射した光は、対物レンズ２５、１／４波長板２４及び偏光ビームスプリッタ２３を介し、レンズ３１により集光され、１／４波長板により左円偏光となり、選択光学素子３０に入射する。
【００５６】
この際、信号光となる第２の記録層１４において反射した光の焦点位置は、第１の１／２波長板３３と第２の１／２波長板３４の間の領域における光軸上となる。
【００５７】
一方、迷光となる第１の記録層１２において反射した光の焦点位置は、第２の記録層１４において反射した光よりも光路が短くなるため、第２の１／２波長板３４よりも遠方の領域となる。（図面では焦点は遠方であるため記載されていない）
信号光となる第２の記録層１４により反射した光のうち、図面上、光軸より上方向から入射する左円偏光の光Ｋ３は、第１の１／２波長板３３及び第２の波長板３４を通過することなくそのまま直進する。従って、左円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。また、図面上、光軸より下方向から入射する左円偏光の光Ｋ４は、第１の１／２波長板３３及び第２の波長板３４を通過する。即ち、左円偏光の状態から第１の１／２波長板３３を通過することにより右円偏光となり、この後、第２の１／２波長板３４を通過することにより左円偏光へと戻る。これにより、信号光となる光Ｋ３及びＫ４は、ともに左円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。
【００５８】
一方、迷光となる第１の記録層１２により反射した光のうち、図面上、光軸より上方向から入射する左円偏光の光Ｍ３は、第２の波長板３４を通過し、左円偏光の状態から右円偏光となる。一方、図面上、光軸より下方向から入射する左円偏光の光Ｍ４は、第１の波長板３３を通過し、左円偏光の状態から右円偏光となる。これにより、迷光となる光Ｍ３及びＭ４は、右円偏光の状態で偏光選択反射ミラー３５に入射する。
【００５９】
偏光選択反射ミラー３５は、左円偏光の光は透過し、右円偏光の光は反射する特性を有しており、第２の記録層１４において反射された信号光となる光Ｋ３及びＫ４は、左円偏光の状態で入射するため偏光選択反射ミラー３５を透過し、検出レンズ４１を介しフォトディテクタ４２に入射し電気信号に変換される。一方、第１の記録層１２において反射された迷光となる光Ｍ３及びＭ４は、右円偏光の状態で入射するため偏光選択反射ミラー３５により反射され透過することはない。
【００６０】
よって、フォトディテクタ４２へは、第２の記録層１４において反射した反射光の光のみが入射し、電気信号へと変換されるため、信号光である第２の記録層１４に記録されていた情報のみを再生することができる。
【００６１】
〔偏光選択反射ミラー〕
次に、偏光選択反射ミラー３５について説明する。本実施の形態において用いられる偏光選択反射ミラー３５は、コレステリック相液晶により構成されていることが好ましい。コレステリック相液晶としては、コレステリック相液晶またはカイラル剤が添加されたネマティック相液晶を用いることができる。液晶を固体化すると、温度依存性を低減できるだけでなく、液晶の漏洩を防止するためのシール構造が不要となるため、重合性液晶組成物を重合・固体化した高分子コレステリック相液晶を用いることが好ましい。
【００６２】
高分子コレステリック相液晶は、少なくとも一方が重合性を有するネマティック相液晶とカイラル剤とを含む重合性液晶組成物を紫外線照射、加熱等により重合・固体化することにより得られる。
【００６３】
コレステリック相液晶は、螺旋ねじれを有し、螺旋ピッチＰが入射光の波長λと略等しい場合、螺旋軸方向から入射し螺旋ねじれ方向と同一方向に回転する円偏光を反射し、逆方向に回転する円偏光を透過する。尚、反射する円偏光の中心波長λｃ及び帯域幅Δλは数１に記載した式により得られる。
【００６４】
【数１】
即ち、コレステリック相液晶は、液晶の螺旋ねじれ方向と同一方向に回転する波長λの円偏光に対して以下の性質を有するものである。
【００６５】
（λｃ−Δλ／２）＜λ＜（λｃ＋Δλ／２）の反射波長帯域内の円偏光を反射する。
【００６６】
λ≦（λｃ−Δλ／２）、または、（λｃ＋Δλ／２）≦の反射波長帯域外の円偏光を透過する。
【００６７】
また、コレステリック相液晶は、液晶の螺旋ねじれ方向と逆方向に回転する円偏光に対しては、入射光の波長にかかわらず透過性媒体として機能し、その屈折率は液晶の常光に対する屈折率と異常光に対する屈折率の平均値に略等しい。
【００６８】
次に、偏光選択反射ミラー３５としてのコレステリック相液晶の製造方法について説明する。
【００６９】
最初に、２枚の透明基板をそれぞれ一方の面に塗布したポリイミド膜を焼成し、ラビング等の配向処理を施して配向膜を形成する。
【００７０】
次に、配向膜を内側にして４．０μｍの間隔を隔てて対向させた２枚の透明基板の間に重合性液晶組成物を注入する。
【００７１】
次に、重合性液晶組成物に紫外線を照射することにより、重合・固体化させてコレステリック相液晶を作成する。例えば、常光屈折率ｎｏ＝１．４８、異常光屈折率ｎｅ＝１．７５の重合性ネマティック相液晶に、右回りの重合性カイラル剤を所定の螺旋ピッチＰとなるよう添加し、右回り円偏光（右円偏光）の光を反射する所定の高分子コレステリック相液晶層を得ることができる。
【００７２】
このようにして作製された偏光選択反射ミラー３５は、所定の波長帯域の光のうち、右円偏光の光のみを反射し、左回りの円偏光（左円偏光）の光を透過する。また、所定の波長帯域以外の光は、偏光状態に依存することなくすべて透過する。
【００７３】
尚、高分子コレステリック相液晶層の厚さは、螺旋ピッチの５倍程度とすれば波長選択性を呈するようになるが、実際には螺旋ピッチの１０倍以上であることが重要であり、より反射率を大きくするためには、螺旋ピッチの２０倍以上とすることが好ましい。
【００７４】
但し、高分子コレステリック相液晶層の厚さは、５０μｍを超えると液晶層にドメインが生じて配向が乱れるおそれがあるので、５０μｍ以下等することが重要であり、製造上の観点からは、製造が容易な３０μｍ以下とすることが好ましい。
【００７５】
以上説明したように、上記構成の偏光選択反射ミラー３５は、コレステリック相液晶の常光屈折率、異常光屈折率及び螺旋ピッチに基づいて定まる波長の円偏光のうち、コレステリック相液晶の螺旋ピッチと同一方向に回転する円偏光の光を反射させ、反対方向に回転する円偏光の光を透過させることが可能となる。
【００７６】
図６に、上記製造方法により製造された偏光選択反射ミラー３５の透過スペクトルを示す。図に示されるように、右円偏光の光は、波長λが３９０〜４２０ｎｍにおいて、透過することなく反射する。
【００７７】
本実施の形態によれば、偏光選択反射ミラー３５を容易なプロセスにより作製することが可能であり、選択光学素子及び光ピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。また、本実施の形態において用いられる偏光選択反射ミラー３５は、光を反射するものであることから、光吸収による温度上昇がなく、また、選択光学素子３０の出射側に迷光が漏れることはない。このため、選択光学素子３０は、フォトディテクタ４２の近傍に配置することが可能となる。
【００７８】
次に、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対応した選択光学素子について説明する。表１にＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに使用される光源からの出射波長における偏光選択反射ミラー３５の透過率を示す。
【００７９】
【表１】
上記説明においては、選択光学素子３０は、ＢＤ波長４０５ｎｍに対するクロストーク対策を行なう機能を有するものであるが、ＤＶＤ波長６６０ｎｍ及びＣＤ波長７８０ｎｍに対しては透過素子としての機能を有している。よって、ＢＤ波長の光に対してのみクロストーク対策が必要となる多波長共通光路においても用いることが可能である。
【００８０】
また、偏光選択反射ミラー３５は、反射波長帯の異なる２以上のコレステリック相液晶層を積層したものであってもよい。例えば、第１の波長λ１として、３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍとなるコレステリック相液晶層と、第２の波長λ２として、６４５ｎｍ＜λ２＜６７５ｎｍとなるコレステリック相液晶層とを積層することにより、ＢＤ波長及びＤＶＤ波長における双方の光について、２つの波長帯の光に対応した偏光選択反射ミラーとしての機能を有することができる。
【００８１】
図７に、このような２つの波長帯の光に対応した偏光選択反射ミラーにおける右円偏光及び左円偏光の透過スペクトルの一例を示す。図に示されるように、右円偏光の光は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ及び６４５ｎｍ〜６７５ｎｍにおいて、透過することなく反射する。尚、第１の波長λ１及び第２の波長λ２は、表１に示される波長帯に限定されるものではなく、更に、反射帯波長が異なる３つ以上の３層のコレステリック相液晶層を積層したものであってもよい。
【００８２】
また、偏光選択反射ミラー３５として、前述の螺旋ピッチ長Ｐを厚さ方向で連続的に変化させ反射帯波長そのものの存在分布を形成したコレステリック相液晶層を用いてもよい。これにより、広帯域の円偏光選択反射ミラーを得ることができる。螺旋ピッチ長Ｐを厚さ方向で連続的に変化させる方法としては、コレステリック相液晶の組成物を紫外線露光により硬化させる際に、露光面側と出射面側の露光強度に差をもたせ、重合速度に差を付けることにより、反応速度の異なる液晶組成物について厚さ方向において組成傾斜を有するものとすることができる。
【００８３】
反射帯波長を広帯域化することにより、偏光選択反射ミラー３５における入射角度依存性を向上させることができる。偏光選択反射ミラー３５に垂直な入射角度を０°とした場合、斜入射となり入射角度θが増加するに従い、前述の選択反射中心波長λｃが短波長側にシフトすることが知られている。
【００８４】
図８に、重合性ネマティック相液晶の常光屈折率ｎｏ＝１．４８、異常光屈折率ｎｅ＝１．７５として、光の入射角度と選択反射中心波長λｃとの関係を示す。許容される入射角度θは、選択反射帯Δλが３０ｎｍのとき、０°＜｜θ｜＜２５°であるのに対し、選択反射帯Δλが５０ｎｍのときは０°＜｜θ｜＜３４°となる。本実施の形態における選択光学素子３０においては、光の入射角度と選択反射中心波長λｃとの関係は重要である。
【００８５】
反射帯波長の広帯域化は、反射帯波長が異なる２つ以上のコレステリック相液晶層を積層することによっても可能である。例えば、選択反射帯Δλが３０ｎｍである場合、波長λａが３８０ｎｍ＜λａ＜４１０ｎｍとなる光を反射するコレステリック相液晶層と、波長λｂが４００ｎｍ＜λｂ＜４３０ｎｍとなる光を反射するコレステリック相液晶層とを積層することにより、３８０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲の光を反射する偏光選択反射ミラーを形成することができる。
【００８６】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における選択光学素子は、同一の領域に第１の１／２波長板及び第２の１／２波長板が配置したものである。
【００８７】
図９に基づき選択光学素子１３０について説明する。本実施の形態における選択光学素子１３０は、第１の１／２波長板１３３、第２の１／２波長板１３４、偏光選択反射ミラー１３５により構成されている。
【００８８】
本実施の形態における選択光学素子１３０は、入射する光束の光軸を含む面により第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に分けられており、第２の領域Ｒ２には、第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４が設けられており、第１の領域Ｒ１には第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４が形成されていないものである。第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４は、ともに入射する光軸を含む面により切断されている。また、図１に示す対物レンズ２５の焦点位置で反射した光束の焦点位置が、第１の１／２波長板１３３と第２の１／２波長板１３４との間の領域となるように各々配置されている。
【００８９】
この選択光学素子１３０に入射する光束は、図１に示す多層光ディスク１０からの反射光であり、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光を含んでいるため、選択光学素子１３０において、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光とを分離する。
【００９０】
具体的には、選択反射ミラー１３５は、左円偏光の光は透過するが、右円偏光の光は透過することなく反射する機能を有している。即ち、１／４波長板１３２を介し右円偏光となった光のうち、第１の１／２波長板１３３または第２の１／２波長板１３４のどちらか一方しか通過しない光は、左円偏光の光であることから、選択光学素子１３０を透過する。一方、第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４のいずれをも通過しない光、または、第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４の双方を通過する光は、ともに右円偏光の光であることから、選択光学素子１３０により反射され、透過することができないのである。これにより、多層光ディスク１０からの反射光のうち、信号光となる左円偏光の光のみ分離することができる。
【００９１】
尚、上記のように第２の領域Ｒ２に第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４に配置する構成ではなく、第１の領域Ｒ１に第１の１／２波長板１３３及び第２の１／２波長板１３４を配置した構成であっても同様の効果を得ることができる。
【００９２】
このように本実施の形態における選択光学素子１３０により信号光のみを分離することができる。上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００９３】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態における選択光学素子は、選択反射ミラーが、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有するものである。
【００９４】
図１０に基づき選択光学素子２３０について説明する。本実施の形態における選択光学素子２３０は、第１の１／２波長板２３３、第２の１／２波長板２３４、偏光選択反射ミラー２３５により構成されている。
【００９５】
本実施の形態における選択光学素子２３０は、入射する光束の光軸を含む面により第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に分けられており、第１の領域Ｒ１には、第１の１／２波長板２３３が設けられており、第２の領域Ｒ２には第２の１／２波長板２３４が設けられている。第１の１／２波長板２３３及び第２の１／２波長板２３４は、ともに入射する光軸を含む面により切断されおり補完的な形状で構成されている。また、図１に示す対物レンズ２５の焦点位置で反射した光束の焦点位置が、第１の１／２波長板２３３と第２の１／２波長板２３４との間の領域となるように各々配置されている。
【００９６】
この選択光学素子２３０に入射する光束は、多層光ディスク１０からの反射光であり、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光を含んでいるため、選択光学素子２３０において、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光とを分離する。
【００９７】
具体的には、選択反射ミラー２３５は、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有している。即ち、１／４波長板２３２を介し右円偏光となった光のうち、第１の１／２波長板２３３及び第２の１／２波長板２３４をいずれも通過しない光、または、第１の１／２波長板２３３及び第２の１／２波長板２３４の双方を通過する光は、ともに右円偏光の光であることから、選択光学素子２３０を透過する。一方、第１の１／２波長板２３３または第２の１／２波長板２３４のどちらか一方しか通過しない光は、左円偏光の光となるため選択光学素子２３０により反射され、透過することができないのである。これにより、多層光ディスク１０からの反射光のうち、信号光となる右円偏光の光のみ分離することができる。尚、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有する選択反射ミラーは、第１の実施の形態とは異なる方法により作製することが可能である。
【００９８】
このように、本実施の形態における選択光学素子２３０により信号光のみを分離することができる。上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００９９】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態における選択光学素子は、同一の領域に第１の１／２波長板及び第２の１／２波長板が配置したものであって、選択反射ミラーが、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有するものである。
【０１００】
図１１に基づき選択光学素子３３０について説明する。本実施の形態における選択光学素子３３０は、第１の１／２波長板３３３、第２の１／２波長板３３４、偏光選択反射ミラー３３５により構成されている。
【０１０１】
本実施の形態における選択光学素子３３０は、入射する光束の光軸を含む面により第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２に分けられており、第２の領域Ｒ２には、第１の３／２波長板１３３及び第２の１／２波長板３３４が設けられており、第１の領域Ｒ１には第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４が形成されていないものである。第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４は、ともに入射する光軸を含む面により切断されている。また、図１に示す対物レンズ２５の焦点位置で反射した光束の焦点位置が、第１の１／２波長板３３３と第２の１／２波長板３３４との間の領域となるように各々配置されている。
【０１０２】
この選択光学素子３３０に入射する光束は、図１に示す多層光ディスク１０からの反射光であり、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光を含んでいるため、選択光学素子３３０において、第１の記録層１２における反射光と第２の記録層１４における反射光とを分離する。
【０１０３】
具体的には、選択反射ミラー３３５は、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有している。即ち、１／４波長板３３２を介し左円偏光となった光のうち、第１の１／２波長板３３３または第２の１／２波長板３３４のどちらか一方しか通過しない光は、右円偏光の光であることから、選択光学素子１３０を透過する。一方、第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４のいずれをも通過しない光、または、第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４の双方を通過する光は、ともに左円偏光の光であることから、選択光学素子３３０により反射され、透過することができないのである。これにより、多層光ディスク１０からの反射光のうち、信号光となる右円偏光の光のみ分離することができる。
【０１０４】
尚、上記のように第１の領域Ｒ１に第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４に配置するのではなく、第２の領域Ｒ２に第１の１／２波長板３３３及び第２の１／２波長板３３４を配置した構成であっても同様の効果を得ることができる。又、右円偏光の光は透過するが、左円偏光の光は透過することなく反射する機能を有する選択反射ミラーは、第１の実施の形態とは異なる方法により作製することが可能である。
【０１０５】
このように、本実施の形態における選択光学素子３３０により信号光のみを分離することができる。上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【０１０６】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤに用いられる３波長の光に対応した光ピックアップ装置である。具体的には、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ、６４５ｎｍ〜６７５ｎｍ及び７７０ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光に対応した光ピックアップ装置である。
【０１０７】
図１２に基づき本実施の形態における光ピックアップ装置につて説明する。本実施の形態において用いられるレーザ光は、波長λ１、λ２、λ３の光であり、各々３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ、６４５ｎｍ＜λ２＜６７５ｎｍ、７７０ｎｍ＜λ３＜８００ｎｍである。
【０１０８】
本実施の形態における光ピックアップ装置４２０は、多層光ディスク４１０の記録再生を行うものであり、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１、ＢＤ用レーザ光源４２２、合波プリズム４２３、偏光ビームスプリッタ４２４、１／４波長板４２５、レンズ４２６、レンズ４２６を駆動するためのレンズ駆動系４２７、対物レンズ４２８、対物レンズ４２８を駆動するための対物レンズ駆動系４２９、光軸補正素子４３１、１／４波長板４３２、第１の１／２波長板４３３、第２の１／２波長板４３４、偏光選択反射ミラー４３５、フォトディテクタ４４２を有している。尚、本実施の形態における選択光学素子４３０は、第１の１／２波長板４３３、第２の１／２波長板４３４、偏光選択反射ミラー４３５により構成されている。
【０１０９】
ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１は、λ２の波長である６４５〜６７５ｎｍ、特に６６０ｎｍ及びλ３の波長である７７０〜８００ｎｍ、特に７８５ｎｍの２波長のレーザ光を発するものである。
【０１１０】
ＢＤ用レーザ光源４２２は、波長がλ１の波長である３９０〜４２０ｎｍ、特に４０５ｎｍの波長のレーザ光を発するものである。
【０１１１】
合波プリズム４２３は、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１から発せられた波長λ２及びλ３のレーザ光と、ＢＤ用レーザ光源４２２から発せられた波長λ１のレーザ光とを合波するものである。
【０１１２】
偏光ビームスプリッタ４２４は、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２からの光は偏光ビームスプリッタ４２４を透過させることができ、後述する多層光ディスク４１０からの反射光は略直角に反射させることができるように構成されている。
【０１１３】
レンズ４２６は、球面収差を補正するためのものであり、レンズ駆動系４２７により位置調節がなされる。
【０１１４】
対物レンズ４２８は、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２からの光を多層光ディスク４１０において集光させるためのものである。また、対物レンズ駆動系４２９は、フォーカシングアクチュエータとトラッキングアクチュエータを含んでいる。フォーカシングアクチュエータは、対物レンズ４２８の光軸方向であるフォーカシング方向に対物レンズ４２８を微小駆動させるためのものであり、多層光ディスク４１０における第１の記録層における対物レンズ４２８のレンズ位置と、第２の記録層における対物レンズ４２８のレンズ位置とを調節するものである。また、トラッキングアクチュエータは、対物レンズ４２８をトラッキング方向に微小駆動させるためのものであり、多層光ディスク４１０のトラッキング位置を調整するためのものである。
【０１１５】
選択光学素子４３０は、後述するように多層光ディスク１０における第１の記録層又は第２の記録層からの反射光のうち、読み取る対象となる記録層からの反射光の光を透過し、それ以外の反射光の光は反射する機能を有するものである。
【０１１６】
光軸補正素子４３１は、図１３に示すように、ＤＶＤ、ＣＤ及びＢＤに対応した光、即ち、λ１、λ２、λ３の波長の光の光軸を補正して、フォトディテクタ４４２に入射させるためのものである。このため、光軸補正素子４３１には回折格子等が形成されている。図１３に示す光軸補正素子４３１では、ＢＤ及びＣＤ用の波長の光は直進し、ＤＶＤ用の波長の光は回折されて、同じフォトディテクタ４４２に入射する。
【０１１７】
このような光ピックアップ装置４２０において、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２より発せられた光束は、合波プリズム４２３において合波された後、偏光ビームスプリッタ４２４に入射する。偏光ビームスプリッタ４２４では、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２からの光（＋Ｘ方向に進む光）はそのまま透過するため、１／４波長板４２５、レンズ４２６を介し、対物レンズ４２８により、多層光ディスク４１０の第１の記録層又は第２の記録層のどちらか一方に集光される。
【０１１８】
集光された光は多層光ディスク４１０において反射され、対物レンズ４２８、レンズ４２６及び１／４波長板４２５を介した後、偏光ビームスプリッタ４２４に入射する。偏光ビームスプリッタ４２４では、多層光ディスク４１０からの反射光（−Ｘ方向に進む光）は、略垂直方向（−Ｚ方向）に反射され、光軸補正素子４３１を介し、１／４波長板４３２により円偏光となり、選択光学素子４３０に入射する。
【０１１９】
選択光学素子４３０は、第１の実施の形態における選択光学素子３０と同様のものであり、多層光ディスク４１０における第１の記録層又は第２の記録層からの反射光のうち、読み取る対象となる記録層からの反射光の光を透過し、それ以外の反射光の光は反射する。これにより、読み取る対象となる記録層からの反射光の光のみをフォトディテクタ４４２により検出することができる。尚、本実施の形態においては、多層光ディスク４１０について詳しく説明したが、本実施の形態における光ピックアップ装置は、ＢＤ及びＤＶＤ以外のＣＤについて適用することが可能である。また、ＤＶＤ、ＣＤ用レーザ光源４２１及びＢＤ用レーザ光源４２２に代えてこれら３波長の光を発する３波長のレーザ光源を用いることも可能である。また、選択光学素子４３０は、第２から第４の実施の形態についても同様に用いることが可能である。
【０１２０】
上記のような構成とすることで、３波長であっても、低価格で小型化可能な光ディスク装置等に用いられる選択光学素子及び光ピックアップ装置を提供することができる。また、迷光を効果的に防止することができる。
【０１２１】
尚、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【０１２２】
１０ 多層光ディスク
２０ 光ピックアップ装置
２１ 光源ユニット
２２ カップリングレンズ
２３ 偏光ビームスプリッタ
２４ １／４波長板
２５ 対物レンズ
２６ 対物レンズ駆動系
３０ 選択光学素子
３１ レンズ
３２ １／４波長板
３３ 第１の１／２波長板
３４ 第２の１／２波長板
３５ 偏光選択反射ミラー
４２ フォトディテクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光成分と迷光成分とが混在する光束を集光する集光光学素子からの光束を前記信号光成分の偏光状態と前記迷光成分の偏光状態とを互いに異なる偏光状態とするための偏光光学素子と、
前記偏光光学素子からの光束について、偏光状態の違いにより前記信号光成分のみを透過し、前記迷光成分を反射する偏光選択反射ミラーと、
を有することを特徴とする選択光学素子。
【請求項２】
前記偏光光学素子は、前記光束の光軸を含む分割面により２つの領域に分割されており、
一方の領域には、第１の１／２波長板が設けられており、他方の領域には、第２の１／２波長板が設けられており、
前記信号光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記第１の１／２波長板が設置される位置と前記第２の１／２波長板が設置される位置との間の領域の前記光軸上であって、
前記迷光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記集光光学素子が設置される位置と前記第１の１／２波長板が設置される位置との間、または、前記第２の１／２波長板が設置される位置よりも遠方の前記光軸上であることを特徴とする請求項１に記載の選択光学素子。
【請求項３】
前記信号光成分の光束のうち、前記第１の１／２波長板を透過した光束は、前記第２の１／２波長板を透過するものであることを特徴とする請求項２に記載の選択光学素子。
【請求項４】
前記偏光光学素子は、前記光束の光軸を含む分割面により２つの領域に分割されており、
一方の領域には、第１の１／２波長板及び第２の１／２波長板が設けられており、
前記信号光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記第１の１／２波長板が設置される位置と前記第２の１／２波長板が設置される位置との間の領域の前記光軸上であって、
前記迷光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記集光光学素子が設置される位置と前記第１の１／２波長板が設置される位置との間、または、前記第２の１／２波長板が設置される位置よりも遠方の前記光軸上であることを特徴とする請求項１に記載の選択光学素子。
【請求項５】
前記信号光成分の光束は、前記第１の１／２波長板又は前記第２の１／２波長板のいずれか一方を透過するものであることを特徴とする請求項４に記載の選択光学素子。
【請求項６】
前記偏光選択反射ミラーはコレステリック相液晶であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の選択光学素子。
【請求項７】
前記集光光学系と前記偏光光学素子との間には１／４波長板が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の選択光学素子。
【請求項８】
前記偏光選択反射ミラーにおいて、ｎｏ＝コレステリック相液晶の常光屈折率、ｎｅ＝コレステリック相液晶の異常光屈折率、Ｐ＝コレステリック相液晶の螺旋ピッチとし、
中心波長λｃ＝｛（ｎｏ+ｎｅ）／２｝×Ｐ
波長帯域幅Δλ＝（ｎｏ−ｎｅ）×Ｐ
とした場合に、
前記光束における波長λは、
（λｃ−Δλ／２）＜λ＜（λｃ＋Δλ／２）
であることを特徴とする請求項７に記載の選択光学素子。
【請求項９】
前記波長λは、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍであることを特徴とする請求項８に記載の選択光学素子。
【請求項１０】
複数の記録層が設けられている光ディスクに用いられる光ピックアップ装置であって、
光源と、
前記光源から出射された光束を前記光ディスクの複数の記録層のうち読み取る対象となる記録層に集光するための対物レンズと、
前記光ディスクからの反射光の光路に設置されており、前記読み取る対象となる記録層からの反射光を信号光とし、前記読み取る対象となる記録層以外の記録層からの反射光を迷光とし、前記信号光を透過させる請求項１から９のいずれかに記載の選択光学素子と、
前記選択光学素子を透過した信号光を受光し、前記信号光の光量に応じて電気信号を生成する受光素子と、
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１】
複数の記録層が設けられている光ディスクに用いられる光ピックアップ装置であって、
光源と、
前記光源から出射された光束を前記光ディスクの複数の記録層のうち読み取る対象となる記録層に集光するための対物レンズと、
前記光ディスクからの反射光の光路に設置されており、前記読み取る対象となる記録層からの反射光を信号光とし、前記読み取る対象となる記録層以外の記録層からの反射光を迷光とし、前記信号光を透過させる請求項２から９のいずれかに記載の選択光学素子と、
前記選択光学素子を透過した信号光を受光し、前記信号光の光量に応じて電気信号を生成する受光素子と、
を有し、前記選択光学素子における分割面は、前記光ディスクのトラッキング方向に延びているものであることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光源から前記対物レンズを介し前記光ディスクに向かう光束と、前記光ディスクにおいて反射した光束とを分離するためのビームスプリッタを有し、
前記ビームスプリッタにより分離された前記光ディスクにおいて反射した光束を前記選択光学素子に入射させることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長の光を発するものであることを特徴とする請求項１０から１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記光源は、少なくとも６４５〜６７５ｎｍまたは７７０〜８００ｎｍの波長の光を発するものをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ、６４５〜６７５ｎｍ及び７７０〜８００ｎｍの３波長の光を発することを特徴とする請求項１０から１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１】
信号光成分と迷光成分とが混在する光束を集光する集光光学素子からの光束を前記信号光成分の偏光状態と前記迷光成分の偏光状態とを互いに異なる偏光状態とするための偏光光学素子と、
前記偏光光学素子からの光束について、偏光状態の違いにより前記信号光成分のみを透過し、前記迷光成分を反射する偏光選択反射ミラーと、
を有することを特徴とする選択光学素子。
【請求項２】
前記偏光光学素子は、前記光束の光軸を含む分割面により２つの領域に分割されており、
一方の領域には、第１の１／２波長板が設けられており、他方の領域には、第２の１／２波長板が設けられており、
前記信号光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記第１の１／２波長板が設置される位置と前記第２の１／２波長板が設置される位置との間の領域の前記光軸上であって、
前記迷光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記集光光学素子が設置される位置と前記第１の１／２波長板が設置される位置との間、または、前記第２の１／２波長板が設置される位置よりも遠方の前記光軸上であることを特徴とする請求項１に記載の選択光学素子。
【請求項３】
前記信号光成分の光束のうち、前記第１の１／２波長板を透過した光束は、前記第２の１／２波長板を透過するものであることを特徴とする請求項２に記載の選択光学素子。
【請求項４】
前記偏光光学素子は、前記光束の光軸を含む分割面により２つの領域に分割されており、
一方の領域には、第１の１／２波長板及び第２の１／２波長板が設けられており、
前記信号光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記第１の１／２波長板が設置される位置と前記第２の１／２波長板が設置される位置との間の領域の前記光軸上であって、
前記迷光の前記集光光学素子による焦点位置は、前記集光光学素子が設置される位置と前記第１の１／２波長板が設置される位置との間、または、前記第２の１／２波長板が設置される位置よりも遠方の前記光軸上であることを特徴とする請求項１に記載の選択光学素子。
【請求項５】
前記信号光成分の光束は、前記第１の１／２波長板又は前記第２の１／２波長板のいずれか一方を透過するものであることを特徴とする請求項４に記載の選択光学素子。
【請求項６】
前記偏光選択反射ミラーはコレステリック相液晶であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の選択光学素子。
【請求項７】
前記集光光学系と前記偏光光学素子との間には１／４波長板が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の選択光学素子。
【請求項８】
前記偏光選択反射ミラーにおいて、ｎｏ＝コレステリック相液晶の常光屈折率、ｎｅ＝コレステリック相液晶の異常光屈折率、Ｐ＝コレステリック相液晶の螺旋ピッチとし、
中心波長λｃ＝｛（ｎｏ+ｎｅ）／２｝×Ｐ
波長帯域幅Δλ＝（ｎｏ−ｎｅ）×Ｐ
とした場合に、
前記光束における波長λは、
（λｃ−Δλ／２）＜λ＜（λｃ＋Δλ／２）
であることを特徴とする請求項７に記載の選択光学素子。
【請求項９】
前記波長λは、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍであることを特徴とする請求項８に記載の選択光学素子。
【請求項１０】
複数の記録層が設けられている光ディスクに用いられる光ピックアップ装置であって、
光源と、
前記光源から出射された光束を前記光ディスクの複数の記録層のうち読み取る対象となる記録層に集光するための対物レンズと、
前記光ディスクからの反射光の光路に設置されており、前記読み取る対象となる記録層からの反射光を信号光とし、前記読み取る対象となる記録層以外の記録層からの反射光を迷光とし、前記信号光を透過させる請求項１から９のいずれかに記載の選択光学素子と、
前記選択光学素子を透過した信号光を受光し、前記信号光の光量に応じて電気信号を生成する受光素子と、
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１】
複数の記録層が設けられている光ディスクに用いられる光ピックアップ装置であって、
光源と、
前記光源から出射された光束を前記光ディスクの複数の記録層のうち読み取る対象となる記録層に集光するための対物レンズと、
前記光ディスクからの反射光の光路に設置されており、前記読み取る対象となる記録層からの反射光を信号光とし、前記読み取る対象となる記録層以外の記録層からの反射光を迷光とし、前記信号光を透過させる請求項２から９のいずれかに記載の選択光学素子と、
前記選択光学素子を透過した信号光を受光し、前記信号光の光量に応じて電気信号を生成する受光素子と、
を有し、前記選択光学素子における分割面は、前記光ディスクのトラッキング方向に延びているものであることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光源から前記対物レンズを介し前記光ディスクに向かう光束と、前記光ディスクにおいて反射した光束とを分離するためのビームスプリッタを有し、
前記ビームスプリッタにより分離された前記光ディスクにおいて反射した光束を前記選択光学素子に入射させることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長の光を発するものであることを特徴とする請求項１０から１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記光源は、少なくとも６４５〜６７５ｎｍまたは７７０〜８００ｎｍの波長の光を発するものをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ、６４５〜６７５ｎｍ及び７７０〜８００ｎｍの３波長の光を発することを特徴とする請求項１０から１２に記載の光ピックアップ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１８６５２６（Ｐ２０１０−１８６５２６Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３１５７８（Ｐ２００９−３１５７８）
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]