JP2007226889A - 2分割旋光板、光情報記録装置及び光情報再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザ光の波長が短くなった場合でも影響を受けることなく、しかも低コストで構成することができる2分割旋光板を提供する。
【解決手段】入射光を2分割して旋光する2分割旋光板22であって、第1領域22Lを形成する1/2波長板2aと、第2領域22Rを形成する1/2波長板2bと、第1領域を形成する第1の水晶板と、第2領域を形成する第2の水晶板と、1/2波長板2a上に形成され、1/2波長板2aの入射角依存性を補正する位相差フィルム3aと、1/2波長板2b上に形成され、1/2波長板2bの入射角依存性を補正する位相差フィルム2bとを備え、1/2波長板2aと1/2波長板2bの光軸が鏡像関係となるように構成した。
【選択図】図1
【解決手段】入射光を2分割して旋光する2分割旋光板22であって、第1領域22Lを形成する1/2波長板2aと、第2領域22Rを形成する1/2波長板2bと、第1領域を形成する第1の水晶板と、第2領域を形成する第2の水晶板と、1/2波長板2a上に形成され、1/2波長板2aの入射角依存性を補正する位相差フィルム3aと、1/2波長板2b上に形成され、1/2波長板2bの入射角依存性を補正する位相差フィルム2bとを備え、1/2波長板2aと1/2波長板2bの光軸が鏡像関係となるように構成した。
【選択図】図1
Description
本発明は、ホログラフィを利用して光情報記録媒体に情報を記録する光情報記録装置、光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生装置、及びこれらの光情報記録/再生装置に好適な2分割旋光板に関するものである。
ホログラフィを利用して光情報記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録が提案されている。ホログラフィック記録は、一般的に、イメージ情報を持った光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉パターンを体積ホログラムとして光記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された情報の再生時には、その光記録媒体に再生用の再生光を照射することにより、記録された干渉パターンによる回折によりイメージ情報を再生するようにしている(特許文献1参照)。
特に、特許文献1において提案されている光情報記録再生方式は、光記録媒体として光記録層と光反射層とを有する光ディスクを用い、2分割旋光板と単一の対物レンズとを用いて光記録媒体に物体光と参照光とを照射するため、CD(Compact Disc)や、DVD(Digital Versatile Disc)等と同様の光ヘッドの構成が可能となり、光情報記録再生装置の小型化に有効な方式として注目されている。
特に、特許文献1において提案されている光情報記録再生方式は、光記録媒体として光記録層と光反射層とを有する光ディスクを用い、2分割旋光板と単一の対物レンズとを用いて光記録媒体に物体光と参照光とを照射するため、CD(Compact Disc)や、DVD(Digital Versatile Disc)等と同様の光ヘッドの構成が可能となり、光情報記録再生装置の小型化に有効な方式として注目されている。
ところで、特許文献1に開示された光情報記録再生装置では、2分割旋光板に求められる機能として、情報の記録時にP偏光光の記録用参照光とS偏光光の情報光を2分割旋光板によって光束の断面を2分割して領域毎に異なる方向に旋光することが記載されているのみであり、2分割旋光板についての具体的な素子構成が示されていなかった。
そこで、特許文献2では、小型軽量で領域分割精度の高い2分割旋光板と同じ作用を有する位相板と、それを搭載した光情報記録再生装置を提案している。
そこで、特許文献2では、小型軽量で領域分割精度の高い2分割旋光板と同じ作用を有する位相板と、それを搭載した光情報記録再生装置を提案している。
図10は特許文献2に開示されている位相板P1を示した図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。
この図10に示す位相板P1は、透明基板101と、高分子液晶膜102L、102Rと、均質屈折率透明材料103と、透明基板104とを備えた4層のもので構成されている。最上層である透明基板101の片面には、波長λに対してリタデーション値がλ/2である高分子液晶膜102Lが2分割領域の左側のみに形成してあると共に、透明基板104の片面には、波長λに対してリタデーション値(位相差値)がλ/2である高分子液晶膜102Rが2分割領域の右側のみに形成してある。また、高分子液晶膜がない領域には、均質屈折率透明材料103により充填されるように透明基板101と透明基板104を接着しており、これにより2分割の位相板P1が構成されている。
特開2002−123949公報
特開2004−184504公報
この図10に示す位相板P1は、透明基板101と、高分子液晶膜102L、102Rと、均質屈折率透明材料103と、透明基板104とを備えた4層のもので構成されている。最上層である透明基板101の片面には、波長λに対してリタデーション値がλ/2である高分子液晶膜102Lが2分割領域の左側のみに形成してあると共に、透明基板104の片面には、波長λに対してリタデーション値(位相差値)がλ/2である高分子液晶膜102Rが2分割領域の右側のみに形成してある。また、高分子液晶膜がない領域には、均質屈折率透明材料103により充填されるように透明基板101と透明基板104を接着しており、これにより2分割の位相板P1が構成されている。
しかしながら、上記特許文献2に開示されている液晶膜を用いた位相板P1において、波長が短いレーザ光を入射光とした場合、前記レーザ光の有するパワーに起因して発生する熱が液晶膜の配向性に悪影響を及ぼし、前記位相板P1の光学特性が劣化するという問題点があった。特に、波長が660nmより短くなると影響が大きく、著しく旋光特性が悪化する。
また、上記した液晶膜を用いた位相板P1は、液体からなる高分子液晶膜102L、102Rを封じ込めるために、上蓋及び下蓋として機能する透明基板101、104や均質屈折率透明材料103が必要になるため、部品点数が多く製造工程も複雑になり、製品のコストが高くなるという問題点があった。
また、上記した液晶膜を用いた位相板P1は、液体からなる高分子液晶膜102L、102Rを封じ込めるために、上蓋及び下蓋として機能する透明基板101、104や均質屈折率透明材料103が必要になるため、部品点数が多く製造工程も複雑になり、製品のコストが高くなるという問題点があった。
そこで、本発明は上記したような問題点を鑑みてなされたものであり、レーザ光の波長が短くなった場合でも悪影響を受けることなく、しかも低コストで実現することができる2分割旋光板、光情報記録装置及び光情報再生装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、入射光を2分割して旋光する2分割旋光板であって、第1領域を形成する第1の水晶板と、第2領域を形成する第2の水晶板と、第1の水晶板上に形成され、第1の水晶板の入射角依存性を補正する第1の位相差フィルムと、第2の水晶板上に形成され、第2の水晶板の入射角依存性を補正する第2の位相差フィルムと、を備え、第1の水晶板と第2の水晶板の光軸が鏡像関係をなすよう構成した。このように構成すれば、液晶膜を用いることなく、入射光の光束の断面を2分割して領域毎に異なる方向に旋光する2分割旋光板を構成することが可能になり、入射光の波長が短い場合でも旋光特性が悪化するといったことがない。また液晶を封じ込める必要がないため、少ない部品点数で2分割旋光板を構成することが可能になりコストダウンを図ることができる。
また本発明は、第1及び第2の水晶板と第1及び第2の位相差フィルムの位相差を波長に対して90deg、第1の水晶板と第1の位相差フィルムの光学軸方位角を22.5°、第2の水晶板と第2の位相差フィルムの光学軸方位角を157.5°に夫々設定するようにした。このように構成すると第1及び第2の水晶板が有する入射角依存性が小さくなるよう補正することが可能になる。
また本発明は、第1及び第2の水晶板と第1及び第2の位相差フィルムの位相差を波長に対して180degに設定すると共に、第1の水晶板の光学軸方位角θ1と第1の位相差フィルムの光学軸方位角θ2との関係がθ2=θ1+45°、0°<θ1<45°を満足し、第2の水晶板の光学軸方位角θ1’と第2の位相差フィルムの光学軸方位角θ2’との関係がθ2’=θ1’−45°、135°<θ1’<180°を満足するようにした。
このように構成すると第1及び第2の水晶板上に夫々第1及び第2の位相差フィルムを接合したことで第1及び第2の水晶板が有する入射角依存性が小さくなるよう補正することが可能になる。
このように構成すると第1及び第2の水晶板上に夫々第1及び第2の位相差フィルムを接合したことで第1及び第2の水晶板が有する入射角依存性が小さくなるよう補正することが可能になる。
また本発明は、情報記録装層と光反射層とを有する光情報記録媒体に対して、情報光と記録用の参照光とを照射して、情報記録層に情報光と参照光との干渉により生成される干渉パターンを記録する光情報記録装置において、光情報記録媒体に入射する情報光と参照光との光軸を一致させる合波手段と光情報記録媒体の光反射層に焦点が合うように集光させる対物レンズとの光路間に上記したような2分割旋光板を備えるようにした。
また本発明は、情報記録装層と光反射層とを有する光情報記録媒体の情報記録層に記録された干渉パターンに再生用の参照光を照射することにより情報記録層から記録された情報を再生する光情報再生装置において、光情報記録媒体に入射する情報光と参照光との光軸を一致させる合波手段と光情報記録媒体の光反射層に焦点が合うように集光させる対物レンズとの光路間に上記したような2分割旋光板を備えるようにした。このように構成すれば、液晶膜を用いることなく情報光と参照光の光束の断面を2分割して領域毎に異なる方向に旋光させることができる本発明の2分割旋光板を用いて光情報記録装置又は/及び光情報再生装置を構成することができるため、情報光及び参照光として波長の短いレーザ光を使用した場合でも情報の記録又は/及び再生を確実に行うことが可能になる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図6は、本発明の実施形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示した図である。
この図6において、緑色レーザ光源11は、波長が532nmの緑色レーザ光を出射する。偏光ビームスプリッタ(PBS)12は、緑色レーザ光源11から出射される光の進行方向に配置され、緑色レーザ光源11からの光を偏光方向が互いに直交関係となるP偏光光とS偏光光とに分離して出射する。反射ミラー13は、偏光ビームスプリッタ12を透過した一方の偏光光を空間光変調器14の方向に反射する。空間光変調器14は、格子状に配列された多数の画素を有し、画素毎に光の透過状態と遮断状態とを選択することによって光強度により光を空間的に変調して情報光を生成する。なお、空間光変調器14には液晶素子を用いることができる。
図6は、本発明の実施形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示した図である。
この図6において、緑色レーザ光源11は、波長が532nmの緑色レーザ光を出射する。偏光ビームスプリッタ(PBS)12は、緑色レーザ光源11から出射される光の進行方向に配置され、緑色レーザ光源11からの光を偏光方向が互いに直交関係となるP偏光光とS偏光光とに分離して出射する。反射ミラー13は、偏光ビームスプリッタ12を透過した一方の偏光光を空間光変調器14の方向に反射する。空間光変調器14は、格子状に配列された多数の画素を有し、画素毎に光の透過状態と遮断状態とを選択することによって光強度により光を空間的に変調して情報光を生成する。なお、空間光変調器14には液晶素子を用いることができる。
反射ミラー15は、偏光ビームスプリッタ12により反射された他方の偏光光を位相空間光変調器16の方向に反射する。位相空間光変調器16は、格子状に配列された多数の画素を有し、画素毎に出射光の位相を選択することによって光の位相を空間的に変調して参照光を生成する。なお、位相空間光変調器16には液晶素子を用いることができる。反射ミラー17は、位相空間光変調器16において生成された参照光を偏光ビームスプリッタ18の方向に反射する。
偏光ビームスプリッタ(合波手段)18は、空間光変調器14により生成された情報光と位相空間光変調器16により生成された参照光の光軸が同一となるように合波する。
偏光ビームスプリッタ19は、偏光ビームスプリッタ18で合波された情報光と参照光を透過すると共に、再生時は光情報記録媒体10からの再生光を反射してCMOSセンサ24の方向に出射する。反射ミラー20は、偏光ビームスプリッタ19を透過して出射されてくる光を2分割旋光板22の方向に反射すると共に、2分割旋光板22からの光を偏光ビームスプリッタ19の方向に反射する。
偏光ビームスプリッタ19は、偏光ビームスプリッタ18で合波された情報光と参照光を透過すると共に、再生時は光情報記録媒体10からの再生光を反射してCMOSセンサ24の方向に出射する。反射ミラー20は、偏光ビームスプリッタ19を透過して出射されてくる光を2分割旋光板22の方向に反射すると共に、2分割旋光板22からの光を偏光ビームスプリッタ19の方向に反射する。
ダイクロイックミラー21は、反射ミラー20を介して伝送されてくる緑色光を透過して出射すると共に、後述する赤色レーザ光源31からの赤色光を2分割旋光板22の方向に反射する。
2分割旋光板22は、2つの領域22L、22Rに分割されており、夫々の領域において入射される光を異なる方向に旋光して出射する。なお、2分割旋光板22の構造については後述する。
対物レンズ23は、2分割旋光板22を通過した光を集光して光情報記録媒体10に照射し、光情報記録媒体10の反射面10c上で最も小径になるように収束する。また対物レンズ23は、光情報記録媒体10の厚さ方向、及びトラック方向に移動可能な図示しないアクチュエータを備えている。CMOSセンサ24は、光情報記録媒体10からの再生光を検出する。
2分割旋光板22は、2つの領域22L、22Rに分割されており、夫々の領域において入射される光を異なる方向に旋光して出射する。なお、2分割旋光板22の構造については後述する。
対物レンズ23は、2分割旋光板22を通過した光を集光して光情報記録媒体10に照射し、光情報記録媒体10の反射面10c上で最も小径になるように収束する。また対物レンズ23は、光情報記録媒体10の厚さ方向、及びトラック方向に移動可能な図示しないアクチュエータを備えている。CMOSセンサ24は、光情報記録媒体10からの再生光を検出する。
赤色レーザ光源31は、波長が660nmの赤色レーザ光を出射する。偏光ビームスプリッタ32は赤色レーザ光源31からの赤色レーザ光をコリメータレンズ33の方向に反射すると共に、コリメータレンズ33を介して光情報記録媒体10からの戻り光を透過する。コリメータレンズ33は、レーザ光源31からの赤色レーザ光又は光情報記録媒体10からの戻り光を平行光束にして出射する。反射ミラー34は、レーザ光源31からの赤色レーザ光をダイクロイックミラー21の方向に反射すると共に、光情報記録媒体10からの戻り光をフォトディテクタ35の方向に反射する。フォトディテクタ35は、光情報記録媒体10からの戻り光を検出する。フォトディテクタ35において検出された検出信号からはフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等の位置合わせ制御系の信号が生成される。
次に、図6に示した本実施形態に係る光情報記録再生装置の記録、再生原理について説明する。
ここで、先ず、偏光方向を図7のように定義する。即ち、時計回りの角度符号を正とすると、A偏光光はY軸方向のS偏光光を−45°またはX軸方向のP偏光光を+45°回転させた直線偏光とし、B偏光光はS偏光光を+45°またはP偏光光を−45°回転させた直線偏光とする。A偏光光とB偏光光は、互いに偏光方向が直交しているものとする。
ここで、先ず、偏光方向を図7のように定義する。即ち、時計回りの角度符号を正とすると、A偏光光はY軸方向のS偏光光を−45°またはX軸方向のP偏光光を+45°回転させた直線偏光とし、B偏光光はS偏光光を+45°またはP偏光光を−45°回転させた直線偏光とする。A偏光光とB偏光光は、互いに偏光方向が直交しているものとする。
図8は記録原理を説明するための説明図である。
記録動作時、空間光変調器14は、記録する情報に応じて画素毎に透過状態と遮断状態を選択して、通過する光を空間的に変調することで情報光を生成する。一方、位相空間光変調器16は、通過する光に対して、所定の変調パターンに従って、画素毎に所定の位相を基準にして位相差0(rad)又はπ(rad)を選択的に付与することによって、光の位相を空間的に変調して光の位相が空間的に変調された記録用参照光を生成する。
空間光変調器14において生成された情報光(S偏光光)は、偏光ビームスプリッタ18を透過して2分割旋光板22に入射される。また記録用参照光(P偏光光)は、偏光ビームスプリッタ18で前記情報光の光軸方向に反射されて2分割旋光板22に入射される。
記録動作時、空間光変調器14は、記録する情報に応じて画素毎に透過状態と遮断状態を選択して、通過する光を空間的に変調することで情報光を生成する。一方、位相空間光変調器16は、通過する光に対して、所定の変調パターンに従って、画素毎に所定の位相を基準にして位相差0(rad)又はπ(rad)を選択的に付与することによって、光の位相を空間的に変調して光の位相が空間的に変調された記録用参照光を生成する。
空間光変調器14において生成された情報光(S偏光光)は、偏光ビームスプリッタ18を透過して2分割旋光板22に入射される。また記録用参照光(P偏光光)は、偏光ビームスプリッタ18で前記情報光の光軸方向に反射されて2分割旋光板22に入射される。
ここで、2分割旋光板22の領域22Rを通過して光情報記録媒体10に入射する情報光51R及び2分割旋光板22の領域22Lを通過して光情報記録媒体10に入射する参照光52LはA偏光光となる。そして、A偏光光の参照光52Lは、光情報記録媒体10の反射面10cで反射され、情報記録層10a内においてA偏光光の情報光51Rと同じ領域を通過する。この情報光51Rと参照光52Lは偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。
またA偏光光の情報光51Rは、光情報記録媒体10の反射面10cで反射され、情報記録層10a内においてA偏光光の参照光52Lと同じ領域を通過する。この情報光51Rと参照光52Lも偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。
従って、情報記録層10a内には、反射面10cに入射する前のA偏光光の情報光51Rと反射面10cで反射された後のA偏光光の参照光52Lとの干渉による干渉パターンと、反射面10cに入射する前のA偏光光の参照光52Lと反射面10cで反射された後のA偏光光の情報光51Rとの干渉による干渉パターンとが体積(三次元)的に記録される。なお、反射面10cと情報記録層10aとの間には透明基板10bが配置されている。
従って、情報記録層10a内には、反射面10cに入射する前のA偏光光の情報光51Rと反射面10cで反射された後のA偏光光の参照光52Lとの干渉による干渉パターンと、反射面10cに入射する前のA偏光光の参照光52Lと反射面10cで反射された後のA偏光光の情報光51Rとの干渉による干渉パターンとが体積(三次元)的に記録される。なお、反射面10cと情報記録層10aとの間には透明基板10bが配置されている。
同様に2分割旋光板22の領域22Lを通過した後、光情報記録媒体10に入射する情報光51L、及び2分割旋光板22の領域22Rを通過して光情報記録媒体10に入射する参照光52RはB偏光光となる。そして、B偏光光の参照光52Rは、光情報記録媒体10の反射面10cで反射され、情報記録層10a内においてB偏光光の情報光51Lと同じ領域を通過する。この情報光51Lと参照光52Rは、偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。また、B偏光光の情報光51Lは、光情報記録媒体10の反射面10cで反射され、情報記録層10a内においてB偏光光の参照光52Rと同じ領域を通過する。この情報光51Lと参照光52Rも偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。
従って、情報記録層10a内には、反射面10cに入射する前のB偏光光の情報光51Lと反射面10cで反射された後のB偏光光の参照光52Rとの干渉による干渉パターンと、反射面10cに入射する前のB偏光光の参照光52Rと反射面10cで反射された後のB偏光光の情報光51Lとの干渉による干渉パターンとが体積的に記録されることになる。
図9は再生原理を説明するための説明図である。
再生動作時、空間光変調器14は全画素が遮断状態になる。一方、位相空間光変調器16は通過する光に対して所定の変調パターンに従って、画素毎に所定の位相を基準にして位相差0(rad)又はπ(rad)を選択的に付与する。これにより、光の位相を空間的に変調して光の位相が空間的に変調された再生用参照光(以下、再生光という)を生成する。この場合、2分割旋光板22の領域22Rを通過して光情報記録媒体10に入射する再生光61RはB偏光光となる。一方、2分割旋光板22の領域22Lを通過して光情報記録媒体10に入射する再生光61LはA偏光光となる。情報記録層10aでは、反射面10cで反射される前の再生光によって反射面10cとは反対側に進行する情報光が発生すると共に、反射面10cで反射された後の再生光によって反射面10c側に進行する情報光を発生する。また、反射面10cとは反対側に進行する情報光は、そのまま光情報記録媒体10より出射され、反射面10c側に進行する情報光は反射面10cで反射されて、光情報記録媒体10より出射される。そして、情報光は対物レンズ23によって平行光束にされた後、2分割旋光板22に入射する。
再生動作時、空間光変調器14は全画素が遮断状態になる。一方、位相空間光変調器16は通過する光に対して所定の変調パターンに従って、画素毎に所定の位相を基準にして位相差0(rad)又はπ(rad)を選択的に付与する。これにより、光の位相を空間的に変調して光の位相が空間的に変調された再生用参照光(以下、再生光という)を生成する。この場合、2分割旋光板22の領域22Rを通過して光情報記録媒体10に入射する再生光61RはB偏光光となる。一方、2分割旋光板22の領域22Lを通過して光情報記録媒体10に入射する再生光61LはA偏光光となる。情報記録層10aでは、反射面10cで反射される前の再生光によって反射面10cとは反対側に進行する情報光が発生すると共に、反射面10cで反射された後の再生光によって反射面10c側に進行する情報光を発生する。また、反射面10cとは反対側に進行する情報光は、そのまま光情報記録媒体10より出射され、反射面10c側に進行する情報光は反射面10cで反射されて、光情報記録媒体10より出射される。そして、情報光は対物レンズ23によって平行光束にされた後、2分割旋光板22に入射する。
ここで、2分割旋光板22の領域22Rに入射する情報光62Rは、2分割旋光板22の領域22Rに入射する前はB偏光光であり、2分割旋光板22の領域22Rを通過した後はP偏光光となる。一方、2分割旋光板22の領域22Lに入射する情報光62Lは、領域22Lに入射する前はA偏光光であり、領域22Lを通過した後はP偏光光となる。このように、2分割旋光板22を通過した後の情報光は、光束の断面全体についてP偏光光となる。従って、2分割旋光板22を通過した情報光は、偏光ビームスプリッタ19で反射され、CMOSセンサ24に入射されて電気画像信号に変換される。
そして、本実施形態の光情報記録再生装置においては、2分割旋光板22を以下のように構成した点に特徴がある。
図1は本発明の第1の実施形態に係る2分割旋光板の構成を示した図であり(a)は断面図、(b)は平面図である。
この図1に示す第1の実施形態の2分割旋光板22は、透明なガラス基板1上の領域22Lに波長λに対してリタデーション値(位相差)Γ1が90(deg)の1/4波長板(第1の水晶板)2aを貼り合わせると共に、領域22Rに位相差Γ1が90(deg)の1/4波長板(第2の水晶板)2bを貼り合わせるようにしている。さらに領域22L側の1/4波長板2a上に波長λに対して位相差Γ2が90(deg)の位相差フィルム(第1の位相差フィルム)3aを形成すると共に、領域22R側の1/4波長板2b上に位相差Γ2が90(deg)の位相差フィルム(第2の位相差フィルム)3bを形成するようにしている。
図1は本発明の第1の実施形態に係る2分割旋光板の構成を示した図であり(a)は断面図、(b)は平面図である。
この図1に示す第1の実施形態の2分割旋光板22は、透明なガラス基板1上の領域22Lに波長λに対してリタデーション値(位相差)Γ1が90(deg)の1/4波長板(第1の水晶板)2aを貼り合わせると共に、領域22Rに位相差Γ1が90(deg)の1/4波長板(第2の水晶板)2bを貼り合わせるようにしている。さらに領域22L側の1/4波長板2a上に波長λに対して位相差Γ2が90(deg)の位相差フィルム(第1の位相差フィルム)3aを形成すると共に、領域22R側の1/4波長板2b上に位相差Γ2が90(deg)の位相差フィルム(第2の位相差フィルム)3bを形成するようにしている。
この場合、時計回りの角度符号を正とすると、2分割旋光板22の領域22Lが+45°の旋光角をなすように1/4波長板2aの光学軸方位角θ1と位相差フィルム3aの光学軸方位角θ2を夫々22.5°に設定すると共に、2分割旋光板22の領域22Rが−45°の旋光角をなすように1/4波長板2bの光学軸方位角θ1’と位相差フィルム3bの光学軸方位角θ2’を夫々157.5°に設定している。即ち、本実施形態の2分割旋光板22は、領域22L、及び領域22Rを、夫々互いの光軸が鏡像関係にある1/4波長板2aと位相差フィルム3a、及び1/4波長板2bと位相差フィルム3bとにより構成するようにした。
また、本実施形態の2分割旋光板22においては、1/4波長板2a、2b上に、例えばポリカーボネート、ポリオレフィン、ノルボルネン系樹脂を延伸した位相差フィルムや特開2004−163452公報に開示された逆分散型の位相差フィルム3a、3bを形成して、1/4波長板2a、2bが有する入射角依存性が小さくなるよう補正した。即ち、本実施形態では1/4波長板2a、2b上に位相差フィルム3a、3bを形成することで、例えば、1/4波長板2a、2bが、入射角が大きくなるにつれ位相差が小さくなる特性(負の特性)を有する場合には、位相差フィルム3a、3bは正の特性を有するように構成する。これにより、2分割旋光板22の入射角−位相差特性をフラットにすることができ、正、負のいずれにも偏らず位相差の入射角依存性が小さくなるように補正することが可能になる。従って、このような本実施形態の2分割旋光板22によれば、1/4波長板2a、2bとして入射角依存性が悪い水晶基板を利用した場合でも入射角依存性の改善を図ることが可能になる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る2分割旋光板について説明する。
図2は第2の実施形態に係る2分割旋光板の構成を示した図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。なお、図1と同一部位には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
この図2に示す第2の実施形態の2分割旋光板22は、透明なガラス基板1上の領域22Lに波長λに対してリタデーション値(位相差)Γ1が180(deg)の1/2波長板(第1の水晶板)4aを貼り合わせると共に、領域22Rに波長λに対して位相差Γ1が180(deg)の1/2波長板(第2の水晶板)4bを貼り合わせるようにしている。さらに領域22L側の1/2波長板2a上に波長λに対して位相差Γ2が180(deg)の位相差フィルム(第1の位相差フィルム)5aを形成すると共に、領域22R側の1/2波長板4b上に位相差Γ2が180(deg)の位相差フィルム(第2の位相差フィルム)5bを形成するようにしている。
図2は第2の実施形態に係る2分割旋光板の構成を示した図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。なお、図1と同一部位には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
この図2に示す第2の実施形態の2分割旋光板22は、透明なガラス基板1上の領域22Lに波長λに対してリタデーション値(位相差)Γ1が180(deg)の1/2波長板(第1の水晶板)4aを貼り合わせると共に、領域22Rに波長λに対して位相差Γ1が180(deg)の1/2波長板(第2の水晶板)4bを貼り合わせるようにしている。さらに領域22L側の1/2波長板2a上に波長λに対して位相差Γ2が180(deg)の位相差フィルム(第1の位相差フィルム)5aを形成すると共に、領域22R側の1/2波長板4b上に位相差Γ2が180(deg)の位相差フィルム(第2の位相差フィルム)5bを形成するようにしている。
この場合、時計回りの角度符号を正とすると、2分割旋光板22の領域22Lが+45°の旋光角をなすように、1/2波長板4aの光学軸方位角θ1と位相差フィルム5aの光学軸方位角θ2の関係がθ2=θ1+45°(但し0°<θ1<45°)となるように設定すると共に、2分割旋光板22の領域22Rが−45°の旋光角をなすように1/2波長板4bの光学軸方位角θ1’と位相差フィルム5bの光学軸方位角θ2’の関係がθ2’=θ1’−45°(但し、135°<θ1’<180°)となるように設定している。このように第2の実施形態の2分割旋光板22においては、領域22L及び領域22Rを夫々互いの光軸が鏡像関係にある1/2波長板4aと位相差フィルム5a、及び1/2波長板4bと位相差フィルム5bとにより構成することで、1/2波長板4a、4bが有する入射角依存性が小さくなるよう補正することができる。
また、1/2波長板4a、4b上に位相差フィルム5a、5bを形成することで、例えば1/2波長板4a、4bが、入射角が大きくなるにつれ位相差が小さくなる特性(負の特性)を有する場合には、位相差フィルム5a、5bは正の特性を有するように構成する。これにより、2分割旋光板22の入射角−位相差特性をフラットにすることができ、正、負のいずれにも偏らず位相差の入射角依存性が小さくなるように補正することが可能になる。従って、このような本実施形態の2分割旋光板22によれば、1/2波長板4a、4bとして入射角依存性が悪い水晶基板を利用した場合でも入射角依存性の改善を図ることが可能になる。
ここで、図5を参照しながら水晶基板の入射角依存性について説明しておく。
図5は水晶の複屈折率の説明図である。
水晶原石110は、常光屈折率Noが円で表すことができるのに対して、異常光屈折率Neは楕円により表すことができ、異常光屈折率Neは入射光の入射方向を変えることにより変化することは周知の通りである。例えば、X軸又はY軸と直交する方向で水晶原石110を切断した場合(以下、「Xカット又はYカット」という)、常光と異常光の屈折率差(ΔN=Ne−No)を大きくすることができる。これに対して、Z軸と交差する方向で水晶原石110を切断した場合(以下、「Zカット」という)、常光と異常光の屈折率差(ΔN=Ne−No)を小さくすることができる。このため、Xカット又はYカットの水晶基板111を用いて、例えば780nmの波長光線に対応した0次オーダ(シングルモード)の1/2波長板を作製しようとすると、その板厚が薄くなり加工が困難になるのに対して、Zカットにより1/2波長板を作製する場合、例えば上記と同じ780nmの波長光線に対応したシングルモードの1/2波長板では、その板厚をZカットより厚くできるため、シングルモードにより作製することができるという利点がある。しかし、上記Zカットの水晶基板112を利用したシングルモードの1/2波長板は、屈折率の変動が急峻な切断角を使用しているため、入射光線の入射角変化に対する位相変化が大きく入射角依存性が悪くなる。
図5は水晶の複屈折率の説明図である。
水晶原石110は、常光屈折率Noが円で表すことができるのに対して、異常光屈折率Neは楕円により表すことができ、異常光屈折率Neは入射光の入射方向を変えることにより変化することは周知の通りである。例えば、X軸又はY軸と直交する方向で水晶原石110を切断した場合(以下、「Xカット又はYカット」という)、常光と異常光の屈折率差(ΔN=Ne−No)を大きくすることができる。これに対して、Z軸と交差する方向で水晶原石110を切断した場合(以下、「Zカット」という)、常光と異常光の屈折率差(ΔN=Ne−No)を小さくすることができる。このため、Xカット又はYカットの水晶基板111を用いて、例えば780nmの波長光線に対応した0次オーダ(シングルモード)の1/2波長板を作製しようとすると、その板厚が薄くなり加工が困難になるのに対して、Zカットにより1/2波長板を作製する場合、例えば上記と同じ780nmの波長光線に対応したシングルモードの1/2波長板では、その板厚をZカットより厚くできるため、シングルモードにより作製することができるという利点がある。しかし、上記Zカットの水晶基板112を利用したシングルモードの1/2波長板は、屈折率の変動が急峻な切断角を使用しているため、入射光線の入射角変化に対する位相変化が大きく入射角依存性が悪くなる。
次に、図3及び図4を用いて、図1に示した2分割旋光板に入射光として直線偏光であるS偏光光とP偏光光が入射したとき、出射光の偏光状態について説明する。なお、情報光はZ方向に進行するものとする。
S偏光光が位相差フィルム1aの領域22Lを透過すると、図3(a)に示すように、偏光方向が+45°回転したB偏光光となる。これに対して、S偏光光が位相差フィルム1bの領域22Rを透過すると、図3(b)に示すように、偏光方向が−45°回転したA偏光光となる。
一方、P偏光光が位相差フィルム1aの領域22Lを透過すると、図4(a)に示すように、偏光方向が+45°回転したA偏光光となる。これに対して、S偏光光が位相差フィルム1bの領域22Rを透過すると、図4(b)に示すように、偏光方向が−45°回転したB偏光光となる。
S偏光光が位相差フィルム1aの領域22Lを透過すると、図3(a)に示すように、偏光方向が+45°回転したB偏光光となる。これに対して、S偏光光が位相差フィルム1bの領域22Rを透過すると、図3(b)に示すように、偏光方向が−45°回転したA偏光光となる。
一方、P偏光光が位相差フィルム1aの領域22Lを透過すると、図4(a)に示すように、偏光方向が+45°回転したA偏光光となる。これに対して、S偏光光が位相差フィルム1bの領域22Rを透過すると、図4(b)に示すように、偏光方向が−45°回転したB偏光光となる。
このようにして2分割旋光板を構成すれば、特許文献2に記載されているように液晶膜を用いることなく、入射光の光束の断面を2分割して領域毎に異なる方向に旋光する2分割旋光板を構成することが可能になり、入射光の波長が短い場合でも旋光特性が悪化するといったことがない。また液晶を封じ込める必要がないため、少ない部品点数で2分割旋光板を構成することが可能になりコストダウンを図ることができる。
さらに、本実施形態の2分割旋光板においては、環状オレフィン系樹脂などからなる位相差フィルム3a、3bと、1/2波長板2a、2bを組み合わせることで、任意の波長の光に対して特徴的な光学特性を付与することが可能になる。特に無機の単結晶板を用いた場合に良好な光学特性を有する積層波長板が得られ、且つ環状オレフィン系樹脂自身が高耐熱性、低吸湿性、各種材料との高い密着性、及び位相差の安定性に優れるため、より耐久性の高い2分割旋光板を実現することができる。
従って、本実施形態の2分割旋光板を、図6に示した光情報記録再生装置のピックアップに適用すれば、液晶膜を用いることなく2分割旋光板を実現することができるので、情報光及び参照光として波長の短いレーザ光を使用した場合でも記録及び再生を確実に行うことが可能になる。
従って、本実施形態の2分割旋光板を、図6に示した光情報記録再生装置のピックアップに適用すれば、液晶膜を用いることなく2分割旋光板を実現することができるので、情報光及び参照光として波長の短いレーザ光を使用した場合でも記録及び再生を確実に行うことが可能になる。
なお本実施形態では、ホログラフィを利用して光情報記録媒体に情報を記録したり、或いはホログラフィを利用して光情報記録媒体に記録された情報を再生したりする光情報記録再生装置を例に挙げて説明したが、情報の記録だけを行う光情報記録装置又は情報の再生だけを行う光情報再生装置にも適用可能であることは言うまでもない。
1…ガラス基板、2a、2b…1/4波長板、3a、3b、5a、5b…位相差フィルム、4a、4b…1/2波長板、10…光情報記録媒体、11…緑色レーザ光源、12、18、19、32…偏光ビームスプリッタ(PBS)、13、15、17、20、34…反射ミラー、14…空間光変調器、16…位相空間光変調器、21…ダイクロイックミラー、22…2分割旋光板、23…対物レンズ、31…赤色レーザ光源、33…コリメータレンズ、35…フォトディテクタ
Claims (5)
- 入射光を2分割して旋光する2分割旋光板であって、第1領域を形成する第1の水晶板と、第2領域を形成する第2の水晶板と、前記第1の水晶板上に形成され、前記第1の水晶板の入射角依存性を補正する第1の位相差フィルムと、前記第2の水晶板上に形成され、前記第2の水晶板の入射角依存性を補正する第2の位相差フィルムと、を備え、前記第1の水晶板と前記第2の水晶板の光軸が鏡像関係をなすよう構成したことを特徴とする2分割旋光板。
- 前記第1及び第2の水晶板と前記第1及び第2の位相差フィルムの位相差を波長に対して90deg、前記第1の水晶板と前記第1の位相差フィルムの光学軸方位角を22.5°、前記第2の水晶板と前記第2の位相差フィルムの光学軸方位角を157.5°に夫々設定したことを特徴とする請求項1に記載の2分割旋光板。
- 前記第1及び第2の水晶板と前記第1及び第2の位相差フィルムの位相差を波長に対して180degに設定すると共に、
前記第1の水晶板の光学軸方位角θ1と前記第1の位相差フィルムの光学軸方位角θ2との関係がθ2=θ1+45°、0°<θ1<45°を満足し、
前記第2の水晶板の光学軸方位角θ1’と前記第2の位相差フィルムの光学軸方位角θ2’との関係がθ2’=θ1’−45°、135°<θ1’<180°を満足することを特徴とする請求項1に記載の2分割旋光板。 - 情報記録装層と光反射層とを有する光情報記録媒体に対して、情報光と記録用の参照光とを照射して、前記情報記録層に前記情報光と前記参照光との干渉により生成される干渉パターンを記録する光情報記録装置において、
前記光情報記録媒体に入射する前記情報光と前記参照光との光軸を一致させる合波手段と前記光情報記録媒体の光反射層に焦点が合うように集光させる対物レンズとの光路間に、請求項1に記載の2分割旋光板を備えることを特徴とする光情報記録装置。 - 情報記録装層と光反射層とを有する光情報記録媒体の前記情報記録層に記録された干渉パターンに再生用の参照光を照射することにより前記情報記録層から記録された情報を再生する光情報再生装置において、
前記光情報記録媒体に入射する前記情報光と前記参照光との光軸を一致させる合波手段と前記光情報記録媒体の光反射層に焦点が合うように集光させる対物レンズとの光路間に、請求項1に記載の2分割旋光板を備えることを特徴とする光情報再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006046386A JP2007226889A (ja) | 2006-02-23 | 2006-02-23 | 2分割旋光板、光情報記録装置及び光情報再生装置 |
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JP2006046386A Withdrawn JP2007226889A (ja) | 2006-02-23 | 2006-02-23 | 2分割旋光板、光情報記録装置及び光情報再生装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017102259A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 富士フイルム株式会社 | 旋光フィルム |
-
2006
- 2006-02-23 JP JP2006046386A patent/JP2007226889A/ja not_active Withdrawn
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