JP3528381B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置Info
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Optical Head (AREA)
Description
・ディスク)、CD−ROM、ビデオディスク等の光デ
ィスク及び光磁気ディスク等に光学的情報を書き込んだ
り、光学的情報を読み取るための光ヘッド装置に関す
る。
に光学的情報を書き込んだり、光学的情報を読み取る光
ヘッド装置としては、ディスクの記録面から反射された
信号光を検出部へ導光(ビームスプリット)する光学部
品としてプリズム式ビームスプリッタを用いたものと、
回折格子又はホログラム素子を用いたものとが知られて
いた。
グラム素子は、ガラスやプラスチック基板上に、矩形の
断面を有する等方性回折格子(レリーフ型)をドライエ
ッチング法又は射出成型法よって形成し、これによって
光を回折しビームスプリットする機能を付与していた。
回折格子よりも光の利用効率を上げようとした場合、偏
光を利用することが考えられる。偏光を利用しようとす
ると、プリズム式ビームスプリッタにλ/4板を組み合
わせて、往路(光源から記録面へ向かう方向)及び復路
(記録面から検出部へ向かう方向)の効率を上げて往復
効率を上げる方法があった。
は高価であり、他の方式が模索されていた。一つの方式
としてLiNbO3等の複屈折結晶の平板を用い、表面
に光学異方性回折格子を形成し偏光選択性をもたせる方
法が知られている。しかし、複屈折結晶自体が高価であ
り、民生分野への適用は困難である。またプロトン交換
法によってLiNbO3上に格子を形成する場合、プロ
トン交換液中のプロトンがLiNbO3基板中に拡散し
やすいため、細かいピッチの格子を形成するのが困難で
ある問題もあった。
の利用効率が50%程度で、復路の光の利用効率が20
%程度であるため、往復で10%程度が限界である。
に格子状凹凸部を形成しその凹凸部に液晶を充填して光
学異方性回折格子を形成することにより、光の利用効率
の高い回折素子を作製することが提案されている(特願
平7−259961号)。この提案においても、位相差
シート(λ/4板)を組み合わせて往復効率を向上でき
る。
はプラスチックがあった。水晶は液晶に対して不活性と
いう利点を有するが、非常に高価であるという問題があ
った。
すことによって低コストで製造できるが、このような位
相差シートの製造が可能なプラスチック、例えばポリビ
ニルアルコール、ポリカーボネート、ポリアリレート、
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、アクリル樹脂等
は、液晶によって溶解又は膨潤する問題があった。これ
らの問題点を解決するため、従来は液晶と接触する面に
ガラス基板を配置し、さらにプラスチック位相差シート
を前記ガラス基板上に積層していたが、工程数が増える
ため歩留まりが下がり、コストが増加する問題があっ
た。
点を解消し、安価で高い光の利用効率を有する光ヘッド
装置を提供することを目的とする。
を回折素子を通して光記録媒体上に照射することにより
情報の書き込み及び/又は情報の読み取りを行う光ヘッ
ド装置において、前記回折素子が、透明基板の表面に格
子状の凹凸部を形成し前記凹凸部に光学異方性を有する
液晶を充填して形成される光学異方性回折格子を備え、
前記液晶を挟んで前記透明基板と対向する透明基板に直
接的に積層され配置される位相差シートを有し、さらに
前記回折素子は前記光源側の面に他の回折格子が形成さ
れることを特徴とする光ヘッド装置を提供する。
光学的に等方的であってもよいし、非等方的であっても
よい。前記凹凸部が光学的に等方的である場合、容易に
入手でき屈折率が1.5付近のガラス、プラスチック基
板等を用い、これらの基板を直接微細加工して凹凸部を
形成できる。
おける断面形状が長方形、正方形等の左右対称の矩形形
状、又は階段状、のこぎり状等の左右非対称の形状であ
ってもよい。左右非対称の形状の場合、光学異方性回折
格子による±1次回折光のうちいずれか一方の回折効率
が高くなり、回折効率の高い方の回折光のみを検出すれ
ばよく、検出器が1つで高い光の利用効率が得られるた
め好ましい。
凸部との間隔に分布を付与する、左右対称のものと左右
非対称のものとを混在させる、凹凸部と凸部とを混在さ
せる等の変更を行ってもよい。
他の回折格子を形成する。その場合3ビーム法によるト
ラッキングエラー検出ができ好ましい。
からの戻り光のビーム形状が所望の形状になるように、
回折格子面内で曲率をつける、又は格子間隔に分布をつ
けることもできる。
率より低く、常光屈折率は1.5付近が多いため、透明
基板の屈折率と液晶の常光屈折率とが等しい条件が実現
しやすい。
手方向(ストライプ方向)に沿って液晶分子の長軸方向
が配向すると考えられる。この場合、P波(凹凸部の長
手方向に垂直な方向に偏光した光)に対しては液晶の常
光屈折率が対応し、前記常光屈折率とガラス基板等の透
明基板の屈折率はほぼ等しい。S波(凹凸部の長手方向
に平行な方向に偏光した光)に対しては液晶の異常光屈
折率が対応し、前記異常光屈折率と透明基板の屈折率と
は異なる。そのため、P波に対しては光学異方性回折格
子は光学的に透明であり、光は透過するだけである。し
かし、S波に対しては、光学異方性回折格子は回折格子
として機能する。
透明基板と対向させて透明基板に直接的に積層するの
で、例えば下方から(図1参照)P波を入射した場合、
光学異方性回折格子をほぼ100%透過し位相差シート
で円偏光となる。その後、対物レンズの非球面レンズを
通過し、光デイスク等の記録面で反射し、再び非球面レ
ンズを通過し、再度位相差シートを透過すると、今度は
S波になり光学異方性回折格子に入射する。その場合、
光学異方性格子は回折格子として機能し、例えば凹凸部
の長手方向に垂直な断面において左右対称な矩形状格子
で、その深さが適切に選ばれた場合、原理的には+1次
回折光の方向に40%程度、−1次回折光の方向に40
%程度の回折効率が得られる。
積化が容易で、高効率な偏光ビームスプリッタとして機
能する。このような光学異方性回折格子を用いることに
より、光の利用効率の高い光ヘッド装置を実現できる。
(ほぼ液晶の常光屈折率に等しい)の差Δnに、格子の
深さdを掛けた値が、光波長の半分(λ/2)に等しい
とき、最も良好な回折効率が得られることが原理的に知
られている。したがって、格子の深さdは、d=λ/
(2Δn)の式で求められる値で加工すればよい。
コール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスル
ホン、ポリエーテルスルホン又はアクリル樹脂のいずれ
かからなる透明プラスチックシートに延伸処理を施すこ
とによって得られる。
る面に形成される透明な遮蔽膜は、液晶に対して不活性
で、液晶の浸透を防ぐ効果があり、屈折率がプラスチッ
クのそれに近い透明材料を薄層状に形成する。要求され
る化学的な特性から、SiO2、Al2O3、ZnO、
SnO2、ITO等の無機酸化物を用いることが好まし
い。特に好ましくは、SiO2が信頼性、成膜コスト等
の理由で好ましい。
法としては、蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着法、
ゾルゲル法等が適宜用いられる。
ラスチック基板を用いたときに問題となる気泡の発生等
を招く気体の浸透を防ぐ効果も有する。
前記遮蔽膜の液晶と接する側の面か、又は透明基板の凹
凸部が形成された面に設ける。その場合、遮蔽膜の液晶
と接する側の面に配向膜を設けた方が、ラビング処理等
の水平配向処理をする際に、面に凹凸がないため配向率
のよい処理が行え、好ましい。
体側の面の少なくともいずれか一方の面に、UV硬化型
アクリル樹脂等の被膜を設けた場合、λ/4板やガラス
基板の表面の凹凸に起因する波面収差を低減でき好まし
い。さらに前記UV硬化型アクリル樹脂等の被膜の上
に、平坦度のよいガラス基板やプラスチック基板等を積
層することにより、格段に波面収差を低減でき好まし
い。したがって、回折素子の光の入出射面が平坦化され
ていることにより、結果的に波面収差が低減される。
Gレーザ等の固体レーザ、He−Ne等の気体レーザ等
が使用でき、半導体レーザが小型軽量化、連続発振、保
守点検等の点で好ましい。また、光源部に半導体レーザ
等と非線形光学素子とを組み込んだ高調波発生装置(S
HG等)を使用し、青色レーザ等の短波長レーザを用い
ると、高密度の光記録及び読み取りができる。
録及び/又は読み取ることができる媒体である。その例
としてはCD(コンパクト ディスク)、CD−RO
M、ビデオディスク、DVD(デジタル ビデオ ディ
スク)等の光ディスク、及び光磁気ディスク、相変化型
光ディスク等が使用できる。
液晶、スメクチック液晶等の液晶表示装置等に使用され
る公知の液晶が使用できる。また、高分子液晶、液晶モ
ノマー、液晶組成物等も適宜使用できる。
厚さ0.5mm、屈折率1.52の第1のガラス基板1
上に、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法に
よって、深さ1.2μm、ピッチ(周期)10μmの矩
形状で格子状の凹凸部2を形成した。
屈折率1.52の第2のガラス基板4を用意し、その1
面に位相差シート(λ/4板)5を透明な粘着剤により
粘着した。前記位相差シート5の液晶3側の面には、予
め厚さ0.03μmのシリカ薄膜6をスパッタリング法
で成膜した。さらに第2のガラス基板4上の位相差シー
ト5の液晶3側の面には、ポリイミド配向膜7を形成し
た。
部を除いた周辺部に、球状スペーサを含んだエポキシ樹
脂からなるシール剤8を塗布した。その後、第1のガラ
ス基板1の凹凸部2と第2のガラス基板4のポリイミド
配向膜7とを対面させ、かつ前記ポリイミド配向膜7の
ラビング方向を前記凹凸部2の長手方向(ストライプ方
向)に沿うようにして、2つのガラス基板を重ね合わ
せ、加圧、加熱してシールを行った。
社製商品名BL009、ネマチック液晶、Δn=0.2
915、常光屈折率=1.5266)を開口部から注入
した後、その開口部を封着用の樹脂で塞いだ。第1のガ
ラス基板1の光の入射面(光源側の面)11と第2のガ
ラス基板4の光の出射面(光記録媒体側の面)12に、
反射防止膜を設けて、回折素子10を作製した。
果について、各々表1に示す。表1には、光源である半
導体レーザ(図示せず。図では回折素子の下方に位置す
る。)の波長678nmのP波(図1において紙面に平
行な偏光方向の光)に対する透過率(%)、光記録媒体
(図示せず。図では回折素子の上方に位置する。)から
のS波(紙面に垂直な偏光方向の光)に対する1次回折
光の回折効率(%)、−1次回折光の回折効率(%)、
往復効率(%)をそれぞれ示す。
方性回折格子を形成した透明基板に液晶を介して対向す
る透明基板に直接的に積層されるため、回折素子の薄型
軽量化、製造工程の簡略化がなされる。回折素子は、さ
らに光源側の面に他の回折格子を形成するので、その場
合3ビーム法によるトラッキングエラー検出ができる。
また、位相差シートの液晶側の面にSiO2等の遮蔽膜
を設けた場合、位相差シートへの液晶の浸透を防ぐこと
ができ、さらに液晶と位相差シートが反応して液晶中で
気泡が発生することを防ぐことができる。
成の側面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】光源からの光を回折素子を通して光記録媒
体上に照射することにより情報の書き込み及び/又は情
報の読み取りを行う光ヘッド装置において、前記回折素
子が、透明基板の表面に格子状の凹凸部を形成し前記凹
凸部に光学異方性を有する液晶を充填して形成される光
学異方性回折格子を備え、前記液晶を挟んで前記透明基
板と対向する透明基板に直接的に積層され配置される位
相差シートを有し、さらに前記回折素子は前記光源側の
面に他の回折格子が形成されることを特徴とする光ヘッ
ド装置。 - 【請求項2】位相差シートの液晶と接触する面に、液晶
に対して不活性で液晶の浸透を防ぐ透明な遮蔽膜が形成
されている請求項1記載の光ヘッド装置。 - 【請求項3】位相差シートの材料がポリビニルアルコー
ル、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン又はアクリル樹脂のいずれか
である請求項1記載の光ヘッド装置。 - 【請求項4】前記遮蔽膜が無機酸化物である請求項2記
載の光ヘッド装置。 - 【請求項5】前記遮蔽膜がSiOx(1≦x≦2)から
なる請求項4記載の光ヘッド装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33040495A JP3528381B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33040495A JP3528381B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 光ヘッド装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09167376A JPH09167376A (ja) | 1997-06-24 |
JP3528381B2 true JP3528381B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=18232230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33040495A Expired - Lifetime JP3528381B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 光ヘッド装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3528381B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4900621B2 (ja) * | 2009-04-03 | 2012-03-21 | Jsr株式会社 | 光学記録媒体用装置用波長板 |
KR100975120B1 (ko) * | 2009-06-18 | 2010-08-11 | 주식회사 엘엠에스 | 위상지연을 갖는 편광성 회절소자 |
CN104813223B (zh) | 2012-11-29 | 2017-07-28 | Lg化学株式会社 | 具有循环微图案的fpr |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP33040495A patent/JP3528381B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09167376A (ja) | 1997-06-24 |
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