波片、光學元件以及拾光器的製作方法
2023-06-07 05:50:26 2
專利名稱：波片、光學元件以及拾光器的製作方法
技術領域：
本發明，涉及一種具有對不同波長的光進行不同的偏振光變換的特性的波片，以及，具有波長不同的雷射光源，並分別在CD、DVD、藍光·光碟等各種不同標準、規格的光碟中記錄信號，或從光碟中將信號再生中使用的拾光器。
背景技術：
近年來，作為計算機的外部存儲裝置或視頻錄像機等中使用的光碟裝置，流通著例如CD(CD-ROM盤、CD-R盤、CDRW盤)、DVD(DVD-ROM盤、DVD-RAM盤、DVD-R盤、DVD-RW盤)、藍光·光碟等這種記錄密度·容量以及溝槽規格·基材厚度等，不同規格的各種各樣的光碟。能夠用1臺對應兼容這些多種的光碟的多盤用的裝置不斷增多。
這種裝置具備拾光器，作為用於向光碟寫入信息(數據)、或從光碟讀出數據的接口。該拾光器中裝載有多個不同波長的雷射光源、及從光碟接收反射的光從而生成各種信號(RF信號和聚焦及跟蹤控制信號)的光檢測器等。在多盤用裝置中，根據裝載的光碟的種類選擇雷射光源及光學系統，並對該光碟進行數據的讀入、刪除、或讀出。
在這種多盤用裝置中，要對應各種各樣不同規格光碟，同時尋求實現裝置的小型化·低成本化。為此，兼具對不同種類光碟的兼容性及拾光器的光學系統的緊湊性是很重要的。公知的拾光器的例子，如專利文獻1中所記載。
為了獲得對應不同種類的光碟的兼容性，有必要使例如光碟的透明基材較厚，並確保雙折射對更大的光碟具有穩定信號再生性能。另外，為了令光學系統緊湊化，有必要使光學部件對不同波長的光共用化，並減少部件個數。
下面，參照圖14和15A～15C，對本申請的發明人在特願2005-121245號(以下，稱為「在先申請」)中公開的拾光器的結構及動作進行說明。該在先申請，在本申請的申請日還未公開。
圖14所示的拾光器裝置，包括形成多個光束的光源101；將光束準直的準直透鏡104；由全息元件105以及波片106構成的偏振元件107；匯聚光束，並在光碟的信號面109、110上形成光斑的物鏡108；以及，對由光碟的信號面109、110反射的光束的強度進行檢測的光檢測器103。偏振元件107，被與物鏡108一起安裝在支持部件135上，並被執行機構136與物鏡108一起一體化地驅動。
光檢測器103，被形成在矽片等半導體基板102上，由出射2種波長λ1以及λ2的雷射的雷射器基片構成的光源101被裝載在基板102上。波長λ1約650nm，波長λ2約800nm。波長λ1的雷射為DVD用，波長λ2的雷射為CD所用。光檢測器103，由通過光電效應將光轉換為電信號的多個光電二極體構成。另外，具有信號面109的光碟為DVD，具有信號面110的光碟為CD。儘管圖14中記載的是2個光碟，但在實際的裝置中，在裝置中裝載其一。
從光源101出射的波長λ1的光，被準直透鏡104平行化後，透過偏振元件107。偏振元件107，為偏振性的全息元件105與波片106一體化形成的光學元件。透過偏振元件107的光(波長λ1)，被物鏡108匯聚在光碟(DVD)的記錄面109上，並被反射。反射光再次經過物鏡108，入射到偏振元件107中。藉助偏振元件107所具有的偏振光依賴性，上述的反射光被偏振元件107衍射。
被偏振元件107衍射的光的一部分，經準直透鏡104入射到光檢測器103中。光檢測器103，生成對應光量變化的電信號(聚焦控制信號、跟蹤控制信號以及RF信號)。
在裝載CD來替換DVD的情況下，從光源101出射波長λ2的光。從光源101出射的波長λ2的光，也被準直透鏡104平行化，並透過偏振元件107。透過偏振元件107的光，被物鏡108匯聚在光碟的記錄面110上，並被記錄面110反射。反射光再次經過物鏡108，被偏振元件107衍射。衍射的光，經準直透鏡104入射到光檢測器103中。光檢測器103，生成對應光量變化的電信號。
上述的拾光器，包括出射DVD用及CD用的2種波長的光的一個光源101；以及，接收被光碟反射的不同波長的光的共用的光檢測器103。
通過這種結構，可使對應不同規格的光記錄介質的拾光器緊湊化。由於不需要將不同波長的光在光路的半途分路的分路機構，因此能夠將從光源101到光記錄介質的光路(往路)、和從光記錄介質到光檢測器103的光路(返路)對不同波長的光共用化。因此，可減少光學部件的個數，可使拾光器小型化。
圖15A，表示圖14所示的在先申請中的波片106的平面圖，圖15B是表示從光源側去往光碟110的光和來自光碟110的反射光往返于波片106的情形的圖。另外，圖15C為表示偏振光變換的一例的圖。
圖15A表示波片106的平面結構。波片106，被穿過光軸中心的線(x軸、y軸)分成4個區域。這4個區域，由2個在相對x軸方向呈角度θ1的方向上具有光學軸的區域A、以及2個在相對x軸方向呈角度θ2的方向上具有光學軸的區域B構成。該波片106，具有多個光學軸的方位互不相同的雙折射區域(birefringent regions)，並在關於穿過xy坐標原點的光軸180°旋轉對稱的位置上，存在相同性質的區域。
當從光源出射的光(線偏振光)入射到波片106中時，設該光的偏振方向(電場矢量的振動方向)與x軸平行。角度θ1和θ2，分別相對x軸方向呈例如45°-α、45°+α(0＜α≤15°)的角度。下面將這樣分布有具有不同性質的區域的波片，稱為「分布波片」。
從光源出射後入射到波片106中的光線之中穿過區域A的光線，被透鏡108匯聚在光碟110上，並被光碟110反射。反射光透過透鏡108之後，穿過位置關於光軸對稱的區域A。同樣，穿過區域B的光線，被光碟110反射之後通過區域B。
將波片106的折射率各向異性設為Δn，將厚度設為d，將DVD用雷射的波長設為λ1時，則用360°×Δnd/λ表示的波片106的延遲(retardation)被設定為90°。如果規定光學軸方位的α值為零，則作為以往的1/4波片發揮功能。如果具有與x軸方向平行的電場矢量的線偏振光(P偏振光)入射到1/4波片後，被變換成圓偏振光並從波片出射。圓偏振光，被光信息介質反射後，通過波片後，被變換成具有與y軸方向平行的電場矢量的線偏振光(S偏振光)。
圖15A所示的波片106中，由於α不為零，會在往返透過區域A的光和往返透過區域B的光之間進行偏振光變換。但，由於α很小(0＜α≤15°)，因此與往返透過以往的1/4波片的情況相比，偏振光狀態的差異很小。因此，波長λ1的返路光，以與透過光學軸方位基本相同的1/4波片的情況同等的偏振狀態，入射到全息元件105。
另一方面，由於對波長λ2的CD用雷射而言，波片106的延遲大致與波長成反比，約為75°(＝90°×650/80090°×5/6)左右。因此，P偏振光入射到波片106中時，變為橢圓偏振光並從波片出射。當光信息介質110反射的光再次通過波片106後，被變換成橢圓主軸的方位變化的橢圓偏振光。該橢圓主軸，與y軸方向大致平行，S偏振光成分的比例變高。波長λ2的CD用雷射的偏振狀態，因透過區域A和區域B的哪個而變化，兩者的差異比波長λ1的光中產生的差異大。
圖15C，表示波長λ2的CD用雷射的偏振狀態的變化。如上所述，當電場矢量平行於x軸方向的線偏振光I透過波片106時，區域A和區域B中產生不同的偏振光變換。線偏振光I，被波片106變換成橢圓偏振光II。在光碟110中沒有雙折射性的情況下，被光碟110反射後再次通過波片106的光，被變換成具有圖15C所示方向的橢圓主軸的橢圓偏振光III。
另一方面，在光碟110中存在雙折射性的情況下，例如圖15C所示，透過區域A的光，被變換成與線偏振光I偏振狀態相同的光III』。光III』，不被圖14的偏振性的全息元件105衍射，會返回光源101。因此，光檢測器103，不能檢出測光III』。
透過區域B的光，受到不同於透過區域A的光的偏振光變換。如圖15C所示，在光碟110具有雙折射性的情況下，由於光III』成為具有S波成分的橢圓偏振光，故也被圖14的偏振性的全息元件105衍射。
如此，若採用圖15A所示的這種波片106，則由於無論光碟110的雙折射量有多大，透過區域A及區域B的至少一方的光具有被偏振性全息元件衍射的成分，所以不會發生沒有入射到光檢測器103的衍射光的情況。
即使光碟中沒有雙折射，由波長λ2的光得到的信號光量也比由波長λ1的光得到的信號光量少。這是由于波長λ2的光在返路上不滿足完全衍射條件的緣故。對於CD而言，雖然基材較厚、生產過程中容易產生大的雙折射，但是由於CD用雷射容易實現高輸出化，因此與將反射光高效地引導至光檢測器相比，更優選使用分布型波片來可靠地獲得信號光。與此相對，雖然DVD的基材厚度較薄，在製造過程中難以產生基材的雙折射，但由於DVD用雷射的波長短、輸出低，因此尋求將反射光高效地引導至光檢測器。
專利文獻1特開2000-132848號公報實際作為產品提供給市場的CD等的基材較厚的光碟中，雙折射性具有極端的偏差的不在少數。最壞的情況下，光碟的基材作為1/2波片發揮功能。這種情況下，經波片入射到偏振性全息元件的光，不被偏振性全息元件衍射。像這樣光碟的基材具有極大的雙折射的情況下，即使使用圖15A所示的波片106，信號光量低下的問題也無法充分解決。
圖16是表示採用上述的波片106時的光碟的雙折射的程度(相位差)和信號特性之間的關係的曲線圖。圖16(a)關於CD，圖16(b)關於DVD。所用波片106的延遲，相對DVD用雷射波長為90°，相對CD用的雷射波長為75°。區域A和區域B的光學軸方位，相對x軸分別為45°±10°。曲線圖的橫軸表示往返於光碟基材的光承受的相位差，縱軸為再生信號的跳動值(Jitter)、DC電平以及AC振幅。
圖17是表示採用光學軸方位一致的以往的波片時的光碟的雙折射程度(相位差)和信號特性之間的關係的曲線圖。圖17(a)關於CD，圖17(b)關於DVD。所用的波片106的延遲，相對DVD用雷射波長為90°，相對CD用的雷射波長為75°。波片的光學軸方位，相對x軸為45°。曲線圖的橫軸表示往返於光碟基材的光承受的相位差，縱軸為再生信號(RF信號)的跳動值(Jitter)、DC電平以及AC振幅。
當使用現有的一致的波片時，從圖17可看出，在光碟中的雙折射為90°時，再生信號的DC電平以及AC振幅都變成了零。與此相對，在使用分布波片的的情況下，從圖16可看出，再生信號的DC電平以及AC振幅都不為零。然而，該信號電平相對雙折射為0°時的大小下降至1/10以下，信噪比(S/N)變得相當低。AC振幅的下降明顯。之所以這樣，是因為返路中被全息衍射的光線的截面內不均勻性導致空間頻率特性變差。
在使用一致的波片的的情況下，如果雙折射為75°以上，則如圖17所示，跳動值變為無窮大。在使用分布波片的情況下，雖然如圖16所示，即使雙折射為90°跳動值也不為無窮大，但是為15％左右的較低的值，再生信號的惡化嚴重。
另外，雖然對DVD用雷射來說，也同樣存在這個問題，但由於DVD的基材較薄，製造工程中產生的雙折射量為±60°以下。因此，跳動值的惡化處於允許範圍。
如此，即使採用圖15A所示的分布波片，從雙折射量極大的光碟中也只能得到品質惡化的再生信號。雖然為了解決這種信號光的品質惡化的問題，需要在迴路中對信號進行放大，但由於光碟的雙折射性即使在1張光碟的例如內周部及外周部也存在很大變化，因此需要頻繁地對1張光碟進行信號放大的增益切換，從而不實用。
另外，為了使在雙折射量為90°時入射到檢測器中的光的量增加，考慮增大分布波片的各區域中的光學軸方位的分離角α。但是，如果分離角α增大，透過波片的各區域的光線會互相干涉使得信號品質變差。
另外，優選光學軸不同的區域的分割數，比圖15A所示的數大。若增加分割數，可實現跳動值較低的信號特性。如圖16(a)的曲線圖所示，光碟基材的雙折射越大跳動值變得越大，其理由是，由於雙折射越大，返路光的光束截面中的光強度的偏差變得越大，因此檢測面上所匯聚的光斑的匯聚品質變差。
發明內容
本發明，解決的正是上述課題，其主要目在於提供一種波片及拾光器，在能夠從多種光碟中讀出數據的光碟裝置中，即使光碟的基材中存在很大的雙折射，也可減少信號品質的惡化。
本發明中的一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設所述波片對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係240°≤Δ1≤300°。
本發明中的另一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備疊層的第1及第2相移層，所述第1相移層，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係150°≤Δ1≤210°，所述第2相移層，光學軸的方位一致，當設對具有波長λ的光線的延遲為Δ2時，滿足關係{(2n-1)×90°}-30°≤Δ2≤{(2n-1)×90°}+30°(其中n為整數)。
本發明中的再另一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備疊層的第1及第2相移層，所述第1相移層，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係105°≤Δ1≤165°，所述第2相移層，光學軸的方位一致，當設對具有波長λ的光線的延遲為Δ2時，滿足關係{(2m-1)×90°}+45°-30°≤Δ2≤{(2m-1)×90°}+45°+30°(其中m為整數)。
本發明中的再另一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備疊層的第1及第2相移層，所述第1相移層，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，所述第2相移層，光學軸的方位一致，當設所述波片對具有所述波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係240°≤Δ1≤300°。
優選的實施方式中，所述多個雙折射區域，被配置為關於垂直於所述波片的表面的中心軸、和在所述表面中交叉的2條直線的每一條呈線對稱，並且，被配置為關於所述中心軸旋轉對稱。
優選的實施方式中，所述多個雙折射區域，被配置為所述第1區域和第2區域形成方格狀。
優選的實施方式中，所述第1區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°-α(其中，0＜α≤15°)，所述第2區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°+α(其中，0＜α≤15°)。
優選的實施方式中，所述第1區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°+δ-α(其中，0＜α≤15°)，所述第2區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°+δ+α(其中，0＜α≤15°)。
優選的實施方式中，多個雙折射區域，包含有具有與所述第1區域和第2區域中的光學軸的方位不同的方位的光學軸的第3區域，所述第3區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°。
本發明的再另一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備包含延遲互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，所述第1區域對具有波長λ的光線的延遲為270°+δ1，其中0°＜δ1≤30°；所述第2區域對具有波長λ的光線的延遲為270°-δ2，其中0°＜δ2≤30°。
優選的實施方式中，所述多個雙折射區域，包含光學軸的方位互不相同的區域。
優選的實施方式中，所述多個雙折射區域的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向，呈45°±α(其中，0＜α≤15°)、45°+δ±α(其中，-10°≤δ≤10°，0＜α≤15°)、或者45°。
優選的實施方式中，所述多個雙折射區域，被配置為關於垂直於所述波片的表面的中心軸、和在所述表面中交叉的2條直線的每一條呈線對稱，並且，被配置為關於所述中心軸旋轉對稱。
優選的實施方式中，所述多個雙折射區域，被配置為所述第1區域和第2區域形成方格狀。
本發明中的光學元件，具備上述的任意一種波片以及偏振性濾光片。
優選的實施方式中，所述偏振性濾光片，為偏振性全息元件。
本發明中的拾光器，具備至少一個光源，出射包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線；匯聚機構，將從所述光源出射的光線匯聚到光信息介質上；光檢測器，接收從所述光信息介質反射的光；以及光學元件，被配置在從所述光源去往所述光信息介質的光線的光路、與從所述光信息介質去往所述光檢測器的光線的光路公共的部分上，其中，所述拾光器，具有波片和偏振性濾光片，所述波片，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設所述波片對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係240°≤Δ1≤300°。
優選的實施方式中，所述光檢測器，接收從所述光信息介質被反射的所述多個波長的光線。
本發明的另一種拾光器，具備將出射包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線的至少一個光源、以及接收從光信息介質被反射的所述多個波長的光線的光檢測器一體化的單元；以及光學元件，被配置在從所述光源去往所述光信息介質的光線的光路、與從所述光信息介質去往所述光檢測器的光線的光路公共的部分上，其中，所述拾光器，具有波片和偏振性濾光片，所述波片，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設所述波片對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係240°≤Δ1≤300°。
本發明中的再另一種拾光器，具備至少一個光源，出射包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線；匯聚機構，將從所述光源出射的光線匯聚到光信息介質上；光檢測器，接收從所述光信息介質反射的光；以及光學元件，被配置在從所述光源去往所述光信息介質的光線的光路、與從所述光信息介質去往所述光檢測器的光線的光路公共的部分上，其中，所述拾光器，具有波片和偏振性濾光片，所述波片，具備包含延遲互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，所述第1區域對具有波長λ的光線的延遲為270°+δ1，其中0°＜δ1≤30°；所述第2區域對具有波長λ的光線的延遲為270°-δ2，其中0°＜δ2≤30°。
根據本發明，在採用不同波長的光來對基材厚度和記錄密度不同的光信息介質進行記錄再生的拾光器中，能夠防止對一種波長的光量損失，同時，能夠對另一種波長的光將基材的雙折射造成的影響降至極小。因此，能夠以簡單的結構實現高效且性能良好的拾光器。
圖1為實施方式1中的拾光器的結構圖。
圖2A為實施方式1中的波片的平面圖。
圖2B為包含該實施方式中的波片的拾光器的局部側面圖。
圖2C為表示由該實施方式中的波片實現的偏振狀態的變化的情形的圖。
圖3(a)為描繪採用該實施方式的光學元件的拾光器下的光碟基材雙折射對應的CD的信號電平和跳動值的變化的圖；(b)為描繪採用該實施方式的光學元件的拾光器下的光碟基材雙折射對應的DVD的信號電平和跳動值的變化的圖。
圖4A為實施方式2中的波片的平面圖。
圖4B為包含該實施方式中的波片的拾光器的局部側面圖。
圖4C為表示由該實施方式中的波片實現的偏振狀態的變化的情形的圖。
圖5(a)為描繪採用該實施方式的光學元件的拾光器下的光碟基材雙折射對應的CD的信號電平和跳動值的變化的圖；(b)為描繪採用該實施方式的光學元件的拾光器下的光碟基材雙折射對應的DVD的信號電平和跳動值的變化的圖。
圖6A為實施方式3中的波片的平面圖。
圖6B為包含該實施方式中的波片的拾光器的局部側面圖。
圖7(a)為描繪採用該實施方式的光學元件的拾光器下的光碟基材雙折射對應的CD的信號電平和跳動值的變化的圖；(b)為描繪採用該實施方式的光學元件的拾光器下的光碟基材雙折射對應的DVD的信號電平和跳動值的變化的圖。
圖8為實施方式4中的光學元件的平面圖。
圖9A為實施方式5中的光學元件的平面圖。
圖9B為該實施方式中的另一光學元件的平面圖。
圖10(a)和(b)，是表示本發明的各實施方式中的分布波片的製造方法中的透明基板和取向膜的圖。
圖11(a)和(b)是表示本發明的各實施方式中的分布波片的製造方法中的取向膜處理的圖。
圖12為說明本發明的各實施方式中的分布波片的製造方法中的注入液晶材料的情形的圖。
圖13為用於說明本發明的各實施方式中的分布波片的製造方法中的紫外線照射的情形的圖。
圖14為特願2005-121245號(在先申請)中公開的拾光器的結構圖。
圖15A為圖14的拾光器中所採用的波片106的平面圖。
圖15B為圖14的拾光器的局部截面圖。
圖15C為表示圖14的拾光器內的偏振狀態的變化圖。
圖16(a)為由圖14的拾光器實現的光碟雙折射對應的CD光的信號電平和跳動特性的圖；(b)為由該拾光器實現的光碟雙折射對應的DVD光的信號電平和跳動特性的圖。
圖17(a)為由裝載均勻波片的拾光器實現的光碟雙折射對應的CD光的信號電平和跳動特性的圖；(b)為由裝載均勻波片的拾光器實現的光碟雙折射對應的DVD光的信號電平和跳動特性的圖。
圖中1-雷射光源；3-光檢測器；4-準直透鏡；5-偏振全息元件；6-分布波片；8-物鏡。
具體實施例方式
下面，參照附圖來說明本發明的實施方式。
(實施方式1)首先，參照圖1和圖2A～2C，對本發明中的波片(wave plate)和拾光器的首個實施方式進行說明。再有，在下面的說明中，同一結構要素採用同一參照符號。
圖1所示的拾光器裝置，具備形成多個光束的光源1；對光束進行準直的準直透鏡4；由全息元件5以及波片6構成的偏振元件7；匯聚光束，並在光碟的信號面9、10上形成光點的物鏡8；以及，檢測光碟的信號面9、10所反射的光束的強度的光檢測器3。偏振元件7，被和物鏡8一起安裝在支持部件11上，並與物鏡8一起由執行機構12一體化驅動。
光源1，雖然可如圖1所示是單一的發光元件，但也可以是出射不同波長的雷射的多個發光元件的組。偏振元件7，被配置在從光源1到物鏡8的光路(往路)、和被光碟的信號面9、10反射後去往光檢測器3的光路(返路)公共的部分上。
光檢測器3形成在矽片等的半導體基板2上，由出射波長λ1和波長λ2的兩種雷射的雷射器基片構成的光源1，被裝載在半導體基板2上。波長λ1約650nm，波長λ2約800nm。波長λ1的雷射為DVD用，波長λ2的雷射為CD用。
光檢測器3，由多個通過光電效應將光變換為電信號的光電二極體構成。另外，具有信號面9的光碟為DVD，具有信號面10的光碟為CD。圖1中，雖然記載了2種光碟，但實際的裝置中，將其中之一裝載到裝置中。
從光源1出射的波長λ1的光，經準直透鏡4平行化後，透過偏振元件7。偏振元件7，是由偏振性的全息元件5和波片6一體化形成的光學元件。透過偏振元件7的光(波長λ1)，被物鏡8匯聚在光碟(DVD)的記錄面9上並被反射。反射光再次經物鏡8，入射到偏振元件7中。通過偏振元件7所具有的偏振光依賴性，上述反射光，被偏振元件7衍射。被偏振元件7衍射的光的一部分，經準直透鏡4入射到光檢測器3中。光檢測器3，生成對應光量變化的電信號(聚焦控制信號、跟蹤控制信號、以及RF信號)。
在裝載CD代替DVD的的情況下，從光源1出射波長λ2的光。從光源1出射的波長λ2的光，也被準直透鏡4平行化，並透過偏振元件7。透過偏振元件7的光，被物鏡8匯聚在光碟的記錄面10上，並被記錄面10反射。反射光，再次經過物鏡8被偏振元件7衍射。被衍射的光，經準直透鏡4入射到光檢測器3中。光檢測器3，生成對應光量變化的電信號。
上述拾光器，包括出射DVD用及CD用的2種波長的光的一個光源1；以及，接收被光碟反射的波長不同的光的共用的光檢測器3。雖然本實施方式中，光源1和檢測器3被一體化形成，但它們也可以各自獨立。另外，波片6雖然被和偏振全息元件5一體化，但它們也可以各自形成，另外，也可採用PBS等偏振性濾光片來代替偏振全息元件5。
本實施方式的拾光器和圖14的拾光器之間的主要差別，在于波片6的構造不同。
下面參照圖2A～2C，對波片6的結構及功能進行說明。圖2A為圖1所示的波片6的平面圖。圖2B為波片6以及偏振全息元件5的側面圖。圖2C是表示偏振狀態的變化的一例的圖。
如圖2A所示，波片6中，在關於穿過光軸中心的線(x軸、y軸)以及光軸中心O分別對稱的位置上，格子花紋狀地配置有具有相同方位的光學軸(optic axis)的區域。更具體來說，原點區域D1的光學軸方位相對x軸為θ1，斜線區域D2的光學軸方位相對x軸為θ2。x軸、y軸的方位，與光碟的半徑方向或軌接線方向相一致，x軸和y軸交叉的中心點，與物鏡的中心相一致。從光源側入射到波片6的線偏振光(P偏振光)的偏振方向，與x軸相一致。角度θ1及θ2，分別相對x軸方向呈45°+α、45°-α(0＜α≤15°)的角度。
透過本實施方式中的波片6的尋常光和異常光的相位差(延遲)，相對波長λ1的光為270°。該波片6，對波長λ1的光具有3/4波片的功能。由於在波長色散小的的情況下，波片的延遲(retardation)與波長成反比，因此，波片6對波長λ2的光的延遲約為225°(＝270°×650/800)。因此，波片6對波長λ2的光具有5/8板的功能。
如圖2B所示，從光源側入射到波片6的光I，通過透過波片6，被變換為偏振狀態變化的光II。光II被圖2B中未圖示出的光信息介質反射後，通過再次透過波片6，被變換成光III，併入射到偏振性全息元件5中。本實施方式中，從光源出射後入射到波片6的光線之中的、穿過區域D1的光線，被透鏡8匯聚到光碟10上，並被光碟10反射。反射光透過透鏡8後，穿過關於光軸對稱的位置上的區域D1。同樣，穿過區域D2的光線，被光碟10反射後穿過區域D2。
由於光往返通過波片6，波片6對波長λ2的光具有5/4波片、即1/4波片的功能。如果光碟的基材沒有雙折射(birefringent)，往返區域D1的光以及往返透過區域D2的光，均以近似圓偏振光的狀態(圖2C的光III)入射到偏振全息元件5中。偏振全息元件5中，大約一半的光(S波成分)被衍射，另一半的光(P波成分)不衍射地透過偏振全息元件5。
另一方面，考慮光碟的基材中存在較大的雙折射，往返產生相當於1/2波片的雙折射的情況。這種情況下，通過光碟上的反射，產生與透過1/2波片時同樣的偏振光變換。因此，與光碟的基材中沒有雙折射的情況相比，入射到偏振全息元件5中的光，處於橢圓主軸正交的偏振狀態(圖2C的光III』)。在這種情況下，往返區域D1的光以及往返透過區域D2的光，雖然主軸方位均不相同，但也近似為圓偏振光。因此，大約一半的光(S波成分)被偏振全息元件5衍射，另約一半的光(P波成分)不衍射地透過偏振全息元件5。此時被偏振全息元件5衍射的光的量、即信號光量，大小不比光碟的基材中沒有雙折射的情況中的信號光量低。
圖3是表示採用波片6的情況中的光碟的雙折射的程度(相位差)和信號特性的關係的曲線圖。(a)關於CD，(b)關於DVD。所用波片6的延遲，對DVD用雷射波長為270°，對CD用的雷射波長為220°。區域D1和區域D2的光學軸方位，相對x軸分別為45°±10°。曲線圖的橫軸為往返於光碟的基材的光承受的相位差，縱軸為再生信號的跳動值(Jitter)、DC電平、以及AC振幅。
比較圖3(b)的曲線圖和圖16(b)的曲線圖可以看出，對於DVD用雷射而言，將延遲增加為270°沒有特別帶來差異。DVD的基材厚度為CD的基材厚度的一半，雙折射量也較小(±60°以下)。因此，在採用本實施方式的波片6的情況下，在DVD中，即使最壞的情況也能確保信號光量為光碟基材中沒有雙折射時的1/3左右。
另一方面，如圖3(a)所示，對於CD用的雷射而言，由於在返路入射到偏振全息元件中的光近似於圓偏振光，因此即使在沒有雙折射的情況下，信號電平也約為一半左右。但是，即使光碟的基材中存在較強的雙折射，信號電平的下降也極小。因此，若將對從光檢測器輸出的電信號的增益設定為上倍於現有的話，即使一張CD盤內存在雙折射量的變化，信號電平也基本一定，能夠獲得穩定的信號再生性能。
這樣，本實施方式中，通過對於一方波長的光將延遲設定為270°左右(若在270°±30°的範圍中，能獲得相同的效果)，能夠顯著地減小另一方波長的光對應的雙折射的影響。
雙折射在0°和90°之間，往返於區域D1的光和往返於區域D2的光中的一方，存在成為與往路的入射偏振光相同的線偏振光的點。在該點中，被變換成未被偏振全息元件衍射的P偏振光。但是，在這種情況下，往返於區域D1的光和往返於區域D2的光的另一方，被變換成S偏振光成分的大的橢圓偏振光。因此，如圖3(a)所示，從透過包含區域D1和區域D2的波片6的光中獲得的信號電平大於零。換言之，僅將均勻的波片的延遲設定為270°左右是不能得到本發明的效果的，重點在於，將分布波片的延遲設定為270°左右。
從圖3(a)中可看出，即使在CD具有較大的雙折射的情況下，跳動的惡化也很少。其理由是，在透過波片6的光束的截面全部區域內，光學軸方位不同的多個區域細細分散開，其結果，能夠確保返路光的等效的開口，並能夠確保檢測器面上的光斑的匯聚性良好。另外，由于波片6的各個區域，關於光碟的徑向及切向對稱，因此來自光碟的溝衍射光及凹坑衍射光均等入射到波片6的兩種區域中。即使通過雙折射，出現區域D1和區域D2的差，也能夠抑制對跟蹤及聚焦等的控制信號的影響。為了獲得這些效果，優選將波片6中的區域儘量細地分割。優選將各區域的尺寸，例如設定為圖2A中虛線所示的光束截面的直徑的1/10左右以下。
在本實施方式中，將α設定為15°以下。另外，在本實施方式中，以相對入射光的偏振光方向呈45°的角作為基準，將光學軸方位均等分配在正側、負側。由於光碟的基材中的雙折射，存在偏向一方的極性的傾向，因此優選將光學軸方位相對入射光的偏振方向設定為45°+δ±α。這裡，δ為補償角。為了獲得近似正交狀態的偏振狀態，優選將δ設定在-10°≤δ≤10°的範圍內。
雖然在本實施方式中，使用的是DVD用雷射和CD用雷射，但本發明的拾光器，並不限於這種情況。在使用藍光等波長更短的光源的拾光器中，也可應用本發明。能夠設定與其波長對應的光學厚度。具體來說，在波長比例不滿足上述的DVD和CD的波長的關係的情況下，通過將材料的折射率的色散最優化，也能夠對例如DVD和藍光實現同樣的關係。
(實施方式2)下面，參照圖4對本發明的第2實施方式進行說明。
圖4A和圖4B，表示本實施方式中的波片26的結構。該波片26，由兩種波片(相移層)的組合構成。圖4B中，還記載有被和波片26一起使用的偏振全息元件23。
本實施方式中的波片26，由疊層的分布波片24以及均勻波片25構成。對波長λ1的光(例如DVD用的波長650nm的光)的分布波片24的延遲為180°，對波長λ1的光的均勻波片25的延遲為90°。其結果，對波長λ1的光的波片26的延遲為270°(＝180°+90°)。
如圖4A所示，分布波片24具有和實施方式1中的分布波片6相同的結構。圓點區域D3的光學軸方位相對x軸形成θ1的角度，斜線區域D4的光學軸方位相對x軸形成θ2的角度。x軸和y軸的方位，分別與光碟的半徑方向或軌接線方向相一致。x軸和y軸交叉的中心點O，被配置成與物鏡的中心相一致。另外，設從光源側入射到波片26中的線偏振光的偏振方向與x軸相一致。本實施方式中的角度θ1和θ2，分別為45°-α及45°+α(0＜α≤15°)。
如圖4B所示，從光源側入射到分布波片24的光I，通過透過分布波片24，被變換成偏振狀態變化的光II。光II通過透過均勻波片25，被變換成光III，併入射到圖4B中未圖示的光信息介質中。被光信息介質反射的光，通過再次透過均勻波片25，被變換成光IV。光IV再被分布波片24變換成光V後，入射到偏振性全息元件23中。
在本實施方式中，從光源出射後入射到到分布波片26中的光線之中、穿過區域D3的光線，被光碟反射後，穿過關於光軸對稱的位置上的區域D3。同樣，穿過區域D4的光線，被光碟反射後通過區域D4。
對于波長λ1的光，波片26的延遲(270°)與3/4波片的延遲相等。由於光往返通過波片26兩次，因此波片26具有3/2波片、即1/2波片的功能，如果光碟的基材中沒有雙折射，雖然在區域D3和區域D4之間偏振方位有些許錯位，但與大致垂直於往路的直線變更的線偏振光相近的狀態的光，入射到偏振全息元件23中。這個動作，與波片26的延遲為90°的情況等同。另一方面，對另一個具有波長λ2的光(例如波長800nm的CD用雷射)的波片26的延遲約為225°，等於5/8波片的延遲。
圖4C表示波長λ2的光的偏振光變換。
波長λ2的光，由於往返兩次通過波片26，波片26具有5/4、即1/4波片的功能。如果光碟的基材中沒有雙折射的話，光V以近似圓偏振光的狀態入射到偏振全息元件23中。由偏振全息元件23，衍射約一半的光V，剩餘一半不衍射地透過偏振全息元件23。
在光碟的基材中存在較大的雙折射，且基材往返具有1/2波片的功能的情況下，雖然相對沒有雙折射的情況下的偏振光形成進相軸正交的偏振光，但其也為近似圓偏振光的橢圓偏振光。換言之，在該的情況下也由偏振全息元件23衍射約一半的光，剩餘一半的光不衍射地透過偏振全息元件23。因此，由偏振全息元件23衍射的光的量、即信號光量，和光碟基材中沒有雙折射的情況基本相等。
圖5是表示採用波片26的情況下的光碟的雙折射的程度(相位差)和信號特性的關係的曲線圖。(a)關於CD，(b)關於DVD。所用波片26的延遲，相對DVD用雷射波長為270°，相對CD用的雷射波長為220°。區域D3和區域D4的光學軸方位，相對x軸分別為45°±10°。曲線圖的橫軸，為往返於光碟的基材的光承受的相位差，縱軸為再生信號的跳動值(Jitter)、DC電平以及AC振幅。
因為DVD的基材厚度為CD的一半，因此一般來說雙折射量較小，即使信號電平變化，其惡化也控制在小範圍內。另一方面，如圖5(a)所示，雖然CD用的雷射中，雙折射越少信號的DC電平越低，但其變化量較小。即使1張光碟內存在雙折射量的變化，信號電平也大致一定，能夠獲得穩定的信號再生性能。
另外，對CD、DVD而言，雙折射對應的跳動惡化均較少。同樣也具有在光束截面的全部區域中將不同性質的分割區域細細地分散來分布所能產生的效果。
(實施方式3)下面參照圖6說明本發明的第3實施方式。
圖6A和圖6B表示本實施方式中的波片36的結構。該波片36，也由兩種波片(相移層)的組合構成。圖6B中，還記載有和波片36一起使用的偏振全息元件33。
本實施方式中的波片36，由疊層的分布波片34以及均勻波片35構成。對波長λ1的光(例如DVD用的波長650nm的光)的分布波片34的延遲為135°，對波長λ1的光的均勻波片35的延遲為135°。其結果，對波長λ1的光的波片36的延遲為270°(＝135°+135°)。
如圖6A所示，分布波片34具有和實施方式2中的分布波片26相同的結構。圓點區域D5的光學軸方位相對x軸形成θ1的角度，斜線區域D6的光學軸方位相對x軸形成θ2的角度。x軸和y軸的方位，分別與光碟的半徑方向或軌接線方向相一致。x軸和y軸交叉的中心點O，配置成與物鏡的中心相一致。另外，設從光源側入射到波片26中的線偏振光的偏振方向與x軸相一致。本實施方式中的角度θ1及θ2，分別為45°-α及45°+α(0＜α≤15°)。
如圖6B所示，從光源側入射到分布波片34中的光I，通過透過分布波片34，被變換成偏振狀態變化的光II。光II通過透過均勻波片35，被變換成光III，併入射到圖6B中未圖示的光信息介質中。被光信息介質反射的光，通過再次透過均勻波片35，被變換成光IV。光IV再被分布波片34變換成光V後，入射到偏振性全息元件33中。
在本實施方式中，從光源出射後入射到到波片36中的光線之中、穿過區域D5的光線，被光碟反射後，穿過關於光軸對稱的位置上的區域D5。同樣，穿過區域D6的光線，被光碟反射後通過區域D6。
對于波長λ1的光，波片36的延遲(270°＝135°+135°)，與3/4波片的延遲相等。由於光往返兩次通過波片36，因此波片36具有3/2波片、即1/2波片的功能。雖然如果光碟的基材中沒有雙折射，區域D5和區域D6之間偏振光方位有些許錯位，但與大致垂直於往路的直線變更的線偏振光近似的狀態的光入射到偏振全息元件33中。這個動作，與波片36的延遲為90°的情況等同。另一方面，對另一個具有波長λ2的光(例如波長800nm的CD用雷射)的波片36的延遲約為225°，與5/8波片的延遲相等。
因此，與實施方式1和實施方式2一樣，即使在光碟基材中存在相當於1/2波片的較大的雙折射的情況下，也只是近似圓偏振光的橢圓偏振光的主軸旋轉。因此，由偏振全息元件33衍射約一半的光，另一半的光不衍射地透過偏振全息元件33。因此，由偏振全息元件33衍射的光的量、即信號光量，和光碟基材中沒有雙折射的情況基本相等。
圖7是表示採用波片36的情況下的光碟的雙折射的程度(相位差)和信號特性的關係的曲線圖。(a)關於CD，(b)關於DVD。所用波片36的延遲，相對DVD用雷射波長為270°，相對CD用的雷射波長為220°。區域D5和區域D6的光學軸方位，相對x軸分別為45°±10°。曲線圖的橫軸，為往返於光碟的基材的光承受的相位差，縱軸為再生信號的跳動值(Jitter)、DC電平以及AC振幅。
因為DVD的基材厚度為CD的一半，因此一般來說雙折射量較小，即使信號電平變化，其惡化也控制在小範圍內。另一方面，如圖7(a)所示，雖然CD用的雷射中，雙折射越少信號的DC電平越低，但其變化量較小。即使1張光碟內存在雙折射量的變化，信號電平也大致一定，能夠獲得穩定的信號再生性能。
另外，對CD、DVD而言，雙折射對應的跳動惡化均較少。同樣也具有在光束截面的全部區域中將不同性質的分割區域細細地分散來分布所能產生的效果。
雖然在CD的情況下，在光碟基材中沒有雙折射的情況下，與參照圖16說明的分布波片相比，信號電平低至約1/2左右，但即使基材中存在較大的雙折射，信號電平的降低也較小。因此，即使1張光碟內存在雙折射量的變化，信號電平也能夠基本一定，能夠獲得穩定的信號再生性能。
以上，只要組合分布波片和均勻波片得到的波片的總計延遲，相對DVD用雷射為270°(±30°以內)，且對CD用雷射為225°(±25°以內)，疊層的波片的各個延遲也可具有其他的值。另外，疊層的波片的數量也不限於2張。
(實施方式4)圖8表示與上述實施方式不同的波片的區域分割的方法的例子。圖8中表示的波片46，由周邊區域D9，以及光學軸方位不同的區域D7、D8被配列成方格狀的圓形區域構成。區域D7、D8的光學軸方位，被設定成相對入射偏振光方向為例如45°±α。本實施方式中，區域D9具有同樣的折射率各向異性，其光學軸方位相對入射偏振光方向與45°相一致。圓形區域的直徑(d1)，相當於對記錄密度相對較低的光碟(例如CD)使用的光學系統的開口直徑。圓形區域的外側的大小，被設定為包含對記錄密度相對較高的光碟(例如DVD等)使用的光學系統的開口直徑。通過這樣，能像用NA較低的透鏡實施記錄再生的CD那樣，對基材的雙折射較大的光碟獲得由分布型波片帶來的效果，同時，在使用NA較高的透鏡的情況下，可抑制空間頻率特性的降低。
(實施方式5)
下面，參照圖9對本發明的第5實施方式進行說明。
圖9A表示本實施方式中的波片55的結構。雖然波片55中，在面內交替配置有性質不同的兩種區域，但與上述實施方式的不同點在於，各區域的光學軸方位相同，延遲不同。
區域D13對波長λ1的光(例如波長650nm的光)的延遲，設定為270°+δ1(0＜δ1≤30°)，區域D14的延遲設定為270°-δ2(0＜δ2≤30°)。換言之，對于波長λ1的光(例如波長650nm的光)，整個波片55具有約3/4波片的功能。另一方面，對于波長λ2的光(例如波長800nm的CD用光)，區域D13的延遲設定為約225°+5δ1/6，區域D14的延遲設定為約225°-5δ2/6。即，對于波長λ2的光，波片55具有約5/8波片的功能。
從光源側入射到波片55中的光，被波片55偏振光變換後透過。被光信息介質反射的光，再次被波片55實施偏振光變換並透過。
波片55中，關於穿過光軸中心的線(x軸、y軸)以及光軸中心分別對稱的位置上，具有相同延遲的區域被配置成格子花紋狀。x軸、y軸的方位，與光碟的半徑方向或軌接線方向相一致，x軸和y軸交叉的中心點，被配置成與物鏡中心相一致。從光源側入射到波片55中的線偏振光的偏振光方向與x軸相一致。
區域D13、D14的光學軸方位均相對x軸方向呈45°的角度。本實施方式的區域分割中，來自光源的光之中、穿過區域D13的光，被透鏡匯聚並被光信息介質反射後，穿過關於光軸對稱的位置上的區域D13。另一方面，穿過區域D14的部分的光，同樣被光信息介質反射，並返路通過區域D14。這裡，由于波片的延遲，對於一方的波長λ1的光(例如波長650nm的DVD用的光)約為270°、即相當於3/4波片，因此若為波長λ1的光，通過往返兩次通過波片55，具有約3/2波片、即約1/2波片的功能。因此，如果光碟基材沒有雙折射，則形成與正交於往路的線偏振光近似的狀態而入射到偏振全息元件中。該動作，與背景技術中說明的波片延遲為90°的情況等同。
另一方面，對於另一個波長λ2的光(例如波長800nm的CD用光)，為延遲的波長比例約為225°，即約5/8波片。換言之，若為波長λ2的光，通過光往返兩次通過波片55，相當於約5/4波片、即約1/4波片。如果光碟基材沒有雙折射，則形成近似圓偏振光的狀態而在光學系統的返路中入射到偏振全息元件中。因此，約一半的光通過偏振全息元件衍射，另一半的光未衍射地透過偏振全息元件。
即使在光碟的基材中存在較大的雙折射、例如往返相當1/2波片的雙折射的情況下，雖然返路入射到偏振全息元件中的光相對沒有雙折射的狀態下的圓偏振光成為進相軸正交的偏振光，但也為近似圓偏振光的橢圓偏振光。換言之，該情況下，同樣也有約一半的光通過偏振全息元件衍射，另一半的光不衍射地透過偏振全息元件。因此，由偏振全息元件衍射的光的量、即信號光量，與光碟基材中沒有雙折射時基本相同。換言之，雖然在波片的面內延遲不同，但也具有作為與實施方式1至4所示的光學各向異性軸在元件面內不同的情況同樣的分布波片的效果。另外，在該結構中，也是元件面內存在性質不同的區域的分布波片，具有上文中的效果。
雖然在圖9B所示的波片56中，在面內交替配置有性質不同的兩種區域，但與圖9A的上述實施方式的不同點在於，延遲不同的區域的配置方法。
該波片，由周邊區域D10，以及光學軸方位不同的區域D11、D12被配列成方格狀的圓形區域構成。對波長λ1的光(例如波長650nm的光)的區域D11的延遲被設定為270°+δ1(0＜δ1≤30°)，區域D12的延遲被設定為270°-δ2(0＜δ2≤30°)。與周邊區域D10的延遲均勻，為270°。對于波長λ1的光(例如波長650nm的光)，該波片56整體上具有約3/4波片功能。
圓形區域的直徑(d1)，相當於對記錄密度相對較低的光碟(例如CD)使用的光學系統的開口直徑。圓形區域的外側的大小，被設定為包含對記錄密度相對較高的光碟(DVD等)使用的光學系統的開口直徑。通過這樣，能像用NA較低的透鏡實施記錄再生的CD那樣，對基材的雙折射較大的光碟獲得由分布型波片帶來的效果，同時，在使用NA較高的透鏡的情況下，可抑制空間頻率特性的降低。
下面參照圖10，對製造本發明的波片的方法的實施方式進行說明。這裡，以製造實施方式1中的波片的方法為例進行說明。
本實施方式中的分布波片，在2張透明基板之間形成有液晶層。
首先，如圖10所示，預備表面上形成有由例如ITO形成的透明電極膜62a、62b的透明基板61a、61b，並在透明導電膜62a、62b上塗布取向材料以形成取向膜63a、63b。作為取向材料，採用能夠通過照射線偏振的紫外線、並進行曝光，對其偏振光方向賦予取向性的光取向膜材料。
接著，如圖11所示，在形成由方位θ1所規定的方向上具有光學軸的區域的時候，在將其他的區域用掩模64a覆蓋的狀態下，在方位θ1的方向上用線偏振的紫外線進行照射。相反，在形成由方位θ2所規定的方向上具有光學軸的區域的時候，在將其他的區域用掩模64b覆蓋的狀態下，在方位θ2的方向上用線偏振的紫外線進行照射。
然後，如圖12所示，將透明基板61a和透明基板61b對置後將周邊部分用膠合劑粘合，之後，從開口部66向內部注入含有紫外線固化樹脂的液晶材料67。液晶材料67被注入後，液晶分子的長軸，統一成取向膜63a、63b的取向規約方向。
為了令液晶層68的取向更加均勻地實施，優選通過對透明電極膜62a、62b施加電壓，以在液晶層68上產生電場。在不施加這種電場的情況下，沒有必要設置透明電極膜62a、62b。
接著，如圖13所示，對液晶層68照射無偏振的紫外線，使液晶層68固化。
一般來說，液晶層68的取向規約，通過用聚醯胺類合成纖維等的微細的織物形成的布對取向膜的表面沿一定方向進行摩擦來實施。但是，本實施方式中，由於在同一面內取向方位不同，因此採用光取向技術。通過這種光取向技術，能夠獲得所希望的取向分布。另外，透明導電膜62a、62b的至少一方，可與被分割的區域合起來圖案形成。通過圖案形成好透明導電膜62a、62b，可對每個區域施加不同的電壓，便於對每個區域調節取向狀態。
本發明的波片及拾光器，適於作為用1臺裝置對多個不同的光記錄介質進行記錄再生的光信息記錄裝置的設備，特別適用於要求通過將不同波長的光源和光檢測器一體化形成來實現小型化、低成本的CD、DVD、藍光之類的記錄型的光碟裝置等。
權利要求
1.一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設所述波片對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係240°≤Δ1≤300°。
2.一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備疊層的第1及第2相移層，所述第1相移層，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係150°≤Δ1≤210°，所述第2相移層，光學軸的方位一致，當設對具有波長λ的光線的延遲為Δ2時，滿足關係{(2n-1)×90°}-30°≤Δ2≤{(2n-1)×90°}+30°，其中n為整數。
3.一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備疊層的第1及第2相移層，所述第1相移層，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係105°≤Δ1≤165°，所述第2相移層，光學軸的方位一致，當設對具有波長λ的光線的延遲為Δ2時，滿足關係{(2m-1)×90°}+45°-30°≤Δ2≤{(2m-1)×90°}+45°+30°，其中m為整數。
4.一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備疊層的第1及第2相移層，所述第1相移層，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，所述第2相移層，光學軸的方位一致，當設所述波片對具有所述波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係240°≤Δ1≤300°。
5.如權利要求1所述的波片，其中，所述多個雙折射區域，被配置為關於垂直於所述波片的表面的中心軸、和在所述表面中交叉的2條直線的每一條呈線對稱，並且，被配置為關於所述中心軸旋轉對稱。
6.如權利要求5所述的波片，其中，所述多個雙折射區域，被配置為所述第1區域和第2區域形成方格狀。
7.如權利要求1所述的波片，其中，所述第1區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°-α，其中0＜α≤15°；所述第2區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°+α，其中0＜α≤15°。
8.如權利要求1所述的波片，其中，所述第1區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°+δ-α，其中0＜α≤15°；所述第2區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°+δ+α，其中0＜α≤15°。
9.如權利要求1所述的光學元件，其中，多個雙折射區域，包含有具有與所述第1區域和第2區域中的光學軸的方位不同的方位的光學軸的第3區域，所述第3區域中的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向呈45°。
10.一種波片，被配置在包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，其中具備包含延遲互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，所述第1區域對具有波長λ的光線的延遲為270°+δ1，其中0°＜δ1≤30°；所述第2區域對具有波長λ的光線的延遲為270°-δ2，其中0°＜δ2≤30°。
11.如權利要求10所述的波片，其中，所述多個雙折射區域，包含光學軸的方位互不相同的區域。
12.如權利要求11所述的波片，其中，所述多個雙折射區域的光學軸的方位，相對具有波長λ的所述光線的偏振方向，呈45°±α(其中，0＜α≤15°)、45°+δ±α(其中，-10°≤δ≤10°，0＜α≤15°)、或者45°。
13.如權利要求10所述的波片，其中，所述多個雙折射區域，被配置為關於垂直於所述波片的表面的中心軸、和在所述表面中交叉的2條直線的每一條呈線對稱，並且，被配置為關於所述中心軸旋轉對稱。
14.如權利要求5所述的波片，其中，所述多個雙折射區域，被配置為所述第1區域和第2區域形成方格狀。
15.一種光學元件，具備權利要求1所述的波片以及偏振性濾光片。
16.如權利要求15所述的光學元件，其中，所述偏振性濾光片，為偏振性全息元件。
17.一種拾光器，具備至少一個光源，出射包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線；匯聚機構，將從所述光源出射的光線匯聚到光信息介質上；光檢測器，接收從所述光信息介質反射的光；以及光學元件，被配置在從所述光源去往所述光信息介質的光線的光路、與從所述光信息介質去往所述光檢測器的光線的光路公共的部分上，其中，所述拾光器，具有波片和偏振性濾光片，所述波片，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設所述波片對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係240°≤Δ1≤300°。
18.如權利要求17所述的拾光器，其中，所述光檢測器，接收從所述光信息介質被反射的所述多個波長的光線。
19.一種拾光器，具備將出射包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線的至少一個光源、以及接收從光信息介質被反射的所述多個波長的光線的光檢測器一體化的單元；以及光學元件，被配置在從所述光源去往所述光信息介質的光線的光路、與從所述光信息介質去往所述光檢測器的光線的光路公共的部分上，其中，所述拾光器，具有波片和偏振性濾光片，所述波片，具備包含光學軸的方位互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，當設所述波片對具有波長λ的光線的延遲為Δ1時，滿足關係240°≤Δ1≤300°。
20.一種拾光器，具備至少一個光源，出射包含具有某波長λ的光線的多個波長的光線；匯聚機構，將從所述光源出射的光線匯聚到光信息介質上；光檢測器，接收從所述光信息介質反射的光；以及光學元件，被配置在從所述光源去往所述光信息介質的光線的光路、與從所述光信息介質去往所述光檢測器的光線的光路公共的部分上，其中，所述拾光器，具有波片和偏振性濾光片，所述波片，具備包含延遲互不相同的第1及第2區域的被二維排列的多個雙折射區域，所述第1區域對具有波長λ的光線的延遲為270°+δ1，其中0°＜δ1≤30°；所述第2區域對具有波長λ的光線的延遲為270°-δ2，其中0°＜δ2≤30°。
全文摘要
本發明，提供一種波片及拾光器，在可從多種光碟讀出數據的光碟裝置中，即使在光碟基材中存在大的雙折射，也可減少信號品質的惡化。本發明的波片(6)，被配置在包含具有某個波長λ的光線的多個波長的光線往返通過的光路上，具備包含光學軸的方位互不相同的第1區域D
文檔編號G11B7/135GK1805028SQ200510048898
公開日2006年7月19日 申請日期2005年9月29日 優先權日2004年9月29日
發明者麻田潤一, 西脅青兒, 百尾和雄 申請人:松下電器產業株式會社