光盘装置的制作方法

专利名称：光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够向光盘写入数据及/或从光盘读取数据的光盘装置。另外，本发明涉及可较理想地应用于这样的光盘装置的光学元件及其制造方法。
背景技术：
光盘装置具备使光盘旋转的马达、用光束照射光盘的光拾取器(pick-up)、以及对记录/再生数据进行处理的信号处理部。其中，光拾取器是用于提高存储密度的最重要的零件之一，具备生成光束的光源、使光束会聚在光盘的记录面上的透镜、检测由光盘反射的光(再生光或信号光)转换成电信号的光检测器。
公知的光盘装置例如在专利文献1中有所公开。
以下，参照图19(a)及图19(b)对专利文献1中所公开的以往的光拾取器的构成进行说明。
图19(a)表示的是以往的光盘装置中的光拾取器的构成，图19(b)表示的是其光源1和其周边部分。
该光拾取器，如图19(a)所示，具备搭载半导体激光等光源1的光检测基板9和光学系统。光学系统具有配置在光轴7上的准直透镜4、偏振全息基板2、1/4波长板3’、以及物镜5。1/4波长板3，形成在与偏振全息基板2的全息面2a相同的基板上，与物镜5一体地移动。
光检测基板9的表面，包括形成有光电二极管等多个感光部的检测面9a的区域、和搭载着光源1的区域。在光检测基板9的表面上，如图19(b)所示，形成有反射镜10，该反射镜10将从光源1射出的光向与光检测基板9大体垂直的方向反射。
从光源1射出的激光，在由光检测基板9的反射镜10反射后，由准直透镜4变换成平行光。平行光，在P波的状态下透过偏振全息基板2。偏振全息基板2，具有不使P波衍射而使S波衍射的性质。在入射光为S波的情况下，偏振全息基板2的衍射效率，例如，0次光为0％左右，±1次光分别为41％左右。
透过了偏振全息基板2的光，通过1/4波长板3’而被从直线偏振光(P波)变换成圆偏振光。该圆偏振光通过物镜5会聚在光盘基体6的信号面6a上。1/4波长板3’被形成在与全息面2a相同的基板上，与物镜5一体地移动。
由光盘基体6的信号面6a反射的光(信号光)，沿着与来路相反的方向传播。该光(信号光)，通过物镜5而向1/4波长板3’入射。透过了1/4波长板3’后的光，被从圆偏振光变换成直线偏振光(S波)。S波，向偏振全息基板2内的全息面2a入射并发生衍射。通过衍射，形成以光轴7为对称轴的1次衍射光8以及-1次衍射光8’。衍射光8、8’分别经由准直透镜4而会聚在检测器9上的检测面9a上。检测面9a，基本被配置在准直透镜4的焦平面位置(光源1的假想发光点位置)上。
专利文献1特开2000-132848号公报一般的光盘系统，是以光盘基体6不具有双折射性为前提而设计的。但是，实际上，在局部较粗糙的光盘基体6上存在有较大的双折射，以此为起因会产生如下所述的问题。
在设从光源1射出的激光的波长为λ时，由于光盘基体6所具有的双折射性，所以有时会产生往返超过λ/2的双折射相位差(延迟相位滞后)。λ/2，若换算成角度则为180度。以下，双折射相位差用角度单位来表达。
在此，假定为由光盘基体6产生的双折射相位差往返为180度。这种情况下，若与1/4波长板3’的往返的双折射相位差(180度)相叠加，则就会产生360度的双折射相位差。其结果是，入射到偏振全息基板2上的信号光的偏振光状态不是S波，而变成为P波。偏振全息基板2，因为具有不使P波衍射的性质，所以P波的返回光不会衍射。这就是指图19所示的衍射光8、8’的光量就变为0。因此，光检测器9就不能够接收到从信号面6a反射来的信号光，不仅不能读取信号，而且也不能进行聚集及追踪等控制。

发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其主要目的在于提供一种即便对于具有较大的双折射的光盘基体，检测光量也不为零，能够可靠地进行信号的读取以及光盘的控制的光盘装置。
本发明的光盘装置，其具有发出光的光源、使上述光会聚到光盘的信号面上的物镜、使由上述光盘反射的上述光衍射的偏振分光器(polarizedbeam diffraction element)、检测由上述偏振分光器衍射出的光的光检测器、以及配置在上述光盘和上述偏振分光器之间的波长板(wavelength plate)；其中，上述波长板，具备包括双折射相位差及光学轴(optic axis)的至少一方相互不同的第一及第二区域的二维地排列的多个双折射区域(birefringent regions)，上述第一及第二区域使入射光产生不同的偏振状态。
优选在上述实施方案中，上述波长板中的上述第一及第二区域，具有相互不同方向的光学轴。
优选在上述实施方案中，当设从上述光源发出的光的波长为λ时，上述第一区域的双折射相位差为λ/4+α，上述第二区域的双折射相位差为λ/4-α。
优选在上述实施方案中，当设从上述光源发出的光的波长为λ时，上述第一区域的双折射相位差为λ/4+α，上述第二区域的双折射相位差为-3λ/4-α。
优选在上述实施方案中，上述α在-λ/8＜α＜λ/8的范围内。
优选在上述实施方案中，上述第一区域和上述第二区域分别具有长条形的形状，且在上述波长板内交替地配置。
优选在上述实施方案中，上述光源能够发出波长λ1的第一激光、和波长λ2的第二激光(λ2＞λ1)。
本发明的另一光盘装置，其具有发出波长λ1的光及波长λ2的光(λ1不同于λ2)的光源、使上述光会聚到光盘的信号面上的物镜、使由上述光盘反射的上述光衍射的偏振分光器、检测由上述偏振分光器衍射出的光的光检测器、以及配置在上述光盘和上述偏振分光器之间的波长板；其中在将位于上述分光器上的与上述光盘的径向垂直且与上述物镜的光轴相交的直线设为L时，上述分光器，至少包括区域a1、区域a2、区域a3、区域A1、区域A2、区域A3，上述区域a1、上述区域a2、上述区域a3相对于上述直线L位于上述分光器上的同一侧，上述区域A1、上述区域A2、上述区域A3相当于相对于上述直线L分别与上述区域a1、上述区域a2、上述区域a3大体对称的区域；上述光检测器被划分成至少2个区域b及B；波长λ1的光之中，入射到上述分光器的上述区域a3、上述区域a1、上述区域A2上的光派生出1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域b上，入射到上述区域A3、上述区域A1、上述区域a2上的光派生出1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域B上；波长λ2的光之中，入射到上述分光器的上述区域a3上的光派生出1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域B上，入射到上述区域A3上的光派生出1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域b上；根据上述区域b和上述区域B的各检测信号的差量，生成上述光盘的追踪错误信号或用于修正上述追踪错误信号的修正信号。
优选在上述实施方案中，上述光检测器，被进一步划分出至少2个区域b’、B’，对于第一光源的光及第二光源的光，入射到上述分光器的区域a3、a1、a2上的光派生出-1次衍射光而投射到上述光检测器上的区域b’上，入射到区域A3、A1、A2上的光派生出-1次衍射光而投射在上述光检测器上的区域B’上，根据区域b’和B’的各检测信号的差量，生成差量信号，在上述修正信号上乘以适当的系数值然后加上该差量信号，从而生成光盘的追踪错误信号。
本发明的另一光盘装置，其具有发出波长λ1的光及波长λ2的光(λ1λ2)的光源、使上述光会聚到光盘的信号面上的物镜、使由上述光盘反射的上述光衍射的偏振分光器、检测由上述偏振分光器衍射出的光的光检测器、以及配置在上述光盘和上述偏振分光器之间的波长板；其中在将位于上述分光器上、与上述光盘的径向垂直、且与上述物镜的光轴相交的直线设为L时，上述分光器，至少包括区域a1、区域a2、区域a3、区域a4、区域A1、区域A2、区域A3、区域A4这8个区域，上述区域a1、上述区域a2、上述区域a3、上述区域a4相对于上述直线L位于同一侧，上述区域A1、上述区域A2、上述区域A3、上述区域A4相当于相对于上述直线L分别与上述区域a1、上述区域a2、上述区域a3、上述区域a4大体对称的区域；上述光检测器被划分成区域b、区域B、区域b’、区域B’、区域b”、区域B”这6个区域；波长λ1的光之中，入射到上述分光器的上述区域A2、上述区域a1上的光，派生出-1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域b上，入射到上述区域a2、上述区域A1上的光，派生出-1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域B上，根据上述区域b和上述区域B的各检测信号的差量生成光盘的追踪错误信号；波长λ2的光之中，入射到上述分光器的上述区域a3、上述区域a4上的光，派生出-1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域b’上，入射到上述区域A3、上述区域A4上的光，派生出-1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域B’上根据上述区域b’和上述区域B’的各检测信号的差量生成差量信号，进而入射到上述区域a3上的光，派生出1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域b”上，入射到上述区域A3上的光，派生出1次衍射光而投射到上述光检测器上的上述区域B”上，根据上述区域b”和上述区域B”的各检测信号的差量生成修正信号；在上述修正信号上乘以适当的系数值然后加上上述差量信号，从而生成光盘的追踪错误信号。
本发明的光学元件，其具备包括双折射相位差及光学轴的至少一方相互不同的第一及第二区域的二维地排列的多个双折射区域；上述第一及第二区域使入射光产生不同的偏振状态。
优选在上述实施方案中，上述第一及第二区域具有平行的光学轴(optic axis)，且具有相互不同的延迟。
优选在上述实施方案中，上述第一及第二区域具有相互不同方向的光学轴。
优选在上述实施方案中，上述第一及第二区域在与光轴(optical axis)垂直面内交替地排列。
优选在上述实施方案中，上述第一及第二区域的形状分别是长条形状、格子形状、以及环带形状的任意一种。
优选在上述实施方案中，进一步具有偏振滤光器。
优选在上述实施方案中，上述偏振滤光器是偏振全息元件。
优选在上述实施方案中，上述第一区域的光学轴，相对于入射的光的偏振方向具有45°+δ±α(-10°＜δ＜10°，0°＜α≤15°)；上述第二区域的光学轴，相对于入射的光的偏振方向具有45°+δ-α的方位。
优选在上述实施方案中，对于往复通过光学元件的多个波长的光之中的至少一个光的波长，上述多个双折射区域的平均的延迟被设定为等于(2m+1)π/2(m为整数)。
优选在上述实施方案中，是相对于不同波长的光具有相同的延迟的宽带波长板。
优选在上述实施方案中，上述多个双折射区域的一部分的光学轴，相对于入射的光的偏振方向具有45°的方位。
本发明的光拾取器，其具备发出具有不同的波长的2种或其以上的激光的光源、使从上述光源发出的光会聚在光信息介质上的透镜、和接收从光信息介质反射的光的光检测器；其中，进一步具备位于从上述光源向上述上述光信息介质的光的光路和从上述光信息介质到上述光检测器的光的光路共用的部分的所述任意一项的光学元件。
优选在上述实施方案中，上述光源及上述光检测器被一体化。
本发明的光学元件的制造方法，它是制造具备包括双折射相位差及光学轴的至少一方相互不同的第一及第二区域的二维地排列的多个双折射区域、且包括上述第一及第二区域的多个双折射区域使入射光生成不同的偏振状态的光学元件的方法；其包括在基板上形成包括取向限制方向相互不同的多个区域的取向膜的工序(a)；在上述取向膜上形成液晶层，按每个区域限制上述液晶层的取向方向的工序(b)。
优选在上述实施方案中，上述工序(a)包括将具有光取向性的膜作为上述取向膜形成在上述基板上的工序(a1)；用紫外线对上述取向膜的一部分进行曝光，规定第一取向限制方向的工序(a2)；用紫外线对上述取向膜的另一部分进行曝光，规定与上述第一取向限制方向不同的第二取向限制方向的工序(a3)。
优选在上述实施方案中，上述工序(b)包括在上述取向膜上形成含有紫外线硬化剂的液晶层，根据上述第一及第二取向限制方向分别限制取向的工序(b1)；照射紫外线使上述液晶层硬化的工序(b2)。
根据本发明，无论光盘装置的双折射性如何，因为返回光的双折射相位差上存在分布(不均匀)，所以检测光量不会成为0，能够消除信号的误读取及失去控制。另外，对于具有2个光源的构成，也能够应付与各个光源相对应的双折射，能够用同一个光检测器检测对各种光盘的控制信号及再生信号。
进而，无论是在下列的哪一种情况下，通过检测信号的计算，即可提供一种能够进行不会发生脱离轨道的追踪控制的光盘装置，所述的情况是(1)物镜及偏振分光器具有沿着光盘的半径方向的偏心的情况；(2)光盘基体出现倾斜的情况；(3)光点位于光盘的记录/未记录的边界上而受到相邻轨道的影响的情况。


图1中(a)是本发明的光盘装置的一实施例的要部构成图，(b)是光源部的侧视图。
图2A是该实施例的检测面的构成图。
图2B是该实施例的全息面的构成图。
图3中(a)是该实施例的分布式波长板的俯视图，(b)是其剖面结构图。
图4中(a)是表示由该实施例的分布式波长板实现的去路的双折射对策原理的图，(b)是表示其回路的双折射原理的图，(c)是表示该回路的另一双折射原理的图。
图5中(a)是本发明的光盘装置的另一实施例的要部构成图，(b)是光源部的侧视图。
图6是该实施例的偏光全息基板的全息面的构成图。
图7A是表示该实施例的光检测面的构成图和其上的光分布的状况的说明图，是说明相对于射出第一发光点的第一激光的返回光的光点的状况的图。
图7B是表示该实施例的光检测面的构成图和其上的光分布的状况的说明图，是说明相对于射出第二发光点的第二激光的返回光的光点的状况的图。
图8是适用于本发明的光盘装置的另一实施例的偏光全息基板的全息面的构成图。
图9A是表示该实施例的光检测面的构成图和其上的光分布的状况的说明图，是说明相对于射出第一发光点的第一激光的返回光的光点的状况的图。
图9B是表示该实施例的光检测面的构成图和其上的光分布的状况的说明图，是说明相对于射出第二发光点的第二激光的返回光的光点的状况的图。
图10是适用于本发明的光盘装置的另一实施例的偏光全息基板的全息面的构成图。
图11A是表示该实施例的光检测面的构成图和其上的光分布的状况的说明图，是说明相对于射出第一发光点的第一激光的返回光的光点的状况的图。
图11B是表示该实施例的光检测面的构成图和其上的光分布的状况的说明图，是说明相对于射出第二发光点的第二激光的返回光的光点的状况的图。
图12是本发明的一个实施例的光拾取器的要部构成图。
图13中(a)是该实施例的波长板的俯视图，(b)是包含该波长板的拾取器的局部侧视图，(c)是表示由该波长板引起的偏振光的变化的状况的图。
图14中(a)是本发明的波长板的另一实施例的俯视图，(b)是本发明的波长板的又一实施例的俯视图，(c)是本发明的又一波长板的俯视图。
图15是本发明的另一实施例的光拾取器的要部构成图。
图16中(a)是表示以往的光学元件及通过了它的波长λ1的光的动作的图，(b)是表示该光学元件及通过了它的波长λ2的光的动作的图。
图17中(a)是本发明的另一实施例的光学元件的俯视图和侧视图，(b)是本发明的又一实施例的光学元件的俯视图和侧视图。
图18(a)～(d)是表示本发明的分布波长板的制造方法的实施例的图。
图19中(a)是以往的光盘装置的要部构成图，(b)是光源部的侧视图。
图中1-光源，2-偏振全息基板，2a-全息面，4-准直透镜，3-分布式波长板，5-物镜，6-光盘基体，6a-光盘信号面，7-光轴，8-1次衍射光，8’--1次衍射光，9-光检测基板，9a-光检测面，10-反射镜，101-激光光源，103-偏振光束分裂器(beam splitter)，104-准直透镜，105-分布波长板，106-物镜，145-偏振光全息元件，163a、163b-液晶取向膜。
具体实施例方式
<实施例1>
参照图1～图4说明本实施例的光盘装置的第一实施例。
首先，参照图1(a)。图1(a)表示本实施例的光盘装置的光拾取器的要部构成。图1(b)表示光源1和与其周边相关的侧面。
本实施例的光拾取器，如图1(a)所示，具备搭载半导体激光等光源1的光检测基板9和光学系统。光学系统具有配置在光轴7上的准直透镜4、偏振全息(polarization hologram)基板2、分布式波长板3以及物镜5。分布式波长板3被形成在与偏振全息基板2的全息面2a相同的基板上，与物镜5一体地移动。在本实施例中最特征性的构成要素之一就是分布波长板3。所谓分布波长板，是指在面内分布有具有不同性质的区域的波长板。
光检测基板9的表面，包括形成有光电二极管等多个感光部的检测面9a的区域和搭载着光源1的区域。在光检测基板9的表面上，如图1(b)所示，形成有反射镜10，该反射镜10将从光源1发出的光向与光检测基板9的表面大体垂直的方向反射。
从光源1射出的激光，在由光检测基板9的反射镜10反射后，由准直透镜4变换成平行光。平行光在P波的状态下透过偏振全息基板2。偏振全息基板2具有不使P偏振光衍射而使S偏振光衍射的性质。在入射光为S偏振光的情况下，偏振全息基板2的衍射效率，例如0次光为0％左右，±1次衍射光分别为41％左右。
透过了偏振全息基板2的光，通过分布式波长板3而被转换成空间地混合有2种类型的偏振状态的光(以下有时称为“混合光”)。分布式波长板3的构造及功能的详细情况见后述。混合光，通过物镜5而会聚在光盘基体6的信号面6a上。
由光盘基体6的信号面6a反射的光(信号光)，沿着与去路相反的方向传播。该光(信号光)通过物镜5然后入射到分布式波长板3上。透过了分布式波长板3的光，入射到偏振全息基板2内的全息面2a上，发生衍射。通过衍射，形成以光轴7为对称轴的1次衍射光8和-1次衍射光8’。衍射光8、8’分别经由准直透镜4会聚在检测器9上的检测面9a上。检测面9a基本被配置在准直透镜4的焦平面位置(即光源1的假想发光点位置)上。
图2A表示光检测器9的光检测面9a的构成，图2B表示偏振全息基板2的全息面2a的构成。每个图都是从光盘6的一侧观察光检测面9a、全息面2a所看到的俯视图。
参照图2B，说明全息面2a的构成。全息面2a，被在全息面2a和光轴7交叉的交点20正交的2条直线(X轴、Y轴)分割成4份。Y轴相当于光盘基体6的信号面6a的半径方向6R，进而在各个象限沿着X轴呈长条形地被分割成区域21B、21F、22B、22F、23B、23F、24B、24F。
接着，参照图2A说明检测面9a的结构。将检测面9a和光轴7交叉的点记做交点90。以交点90为原点的x轴及y轴，分别与图2B所示的X轴和Y轴平行。光源1被装载在x轴上，激光从其发光点1a发出。
如图2A所示，在检测面9a中，在y轴的+方向侧沿着y轴配置有长条形状的焦点检测单元F1a、F2a、F1b、F2b、F1c、F2c、F1d、F2d、F1e、F2e。在y轴的一方向侧配置有梯形状的追踪检测单元7T1、7T2、7T3、7T4。这些检测单元，具有相对于y轴对称的形状。另外，从光源1的发光点1a发出的光，在与x轴相交且与纸面垂直的面内与x轴平行地前进，由反射镜10向光轴方向(通过点90且与纸面垂直的方向)反射。
在图2B上，用圆形的虚线80表示入射到全息面2a上的光束的截面的外形。入射到全息面2a上的光之中，由位于全息面2a的第一象限中的长条形区域21B、21F衍射而成的1次衍射光81B、81F，被聚光成跨过检测单元F2a、F1b的边界的光点81BS、81FS。-1次衍射光81B’、81F’被聚光成会聚在检测单元7T1上的光点81BS’、81FS’。
由位于第二象限的区域22B、22F衍射而成的1次衍射光82B、82F，被聚光成跨过检测单元F1b、F2b的边界的光点82BS、82FS。-1次衍射光82B’、82F’被聚光成会聚在检测单元7T2上的光点82BS’、82FS’。
由位于第三象限的区域23B、23F衍射而成的1次衍射光83B、83F，被聚光成跨过检测单元F1d、F2d的边界的光点83BS、83FS。-1次衍射光83B’、83F’被聚光成会聚在检测单元7T3上的光点83BS’、83FS’。
由位于第四象限的区域24B、24F衍射而成的1次衍射光84B、84F，被聚光成跨过检测单元F2d、F1e的边界的光点84BS、84FS。-1次衍射光84B’、84F’被聚光成会聚在检测单元7T4上的光点84BS’、84FS’。
检测单元的某些个被电连接在一起，从光检测器9，输出以下6种信号F1、F2、T1、T2、T3、T4。
F1＝由检测单元F1a得到的信号+由检测单元F1b得到的信号+由检测单元F1c得到的信号+由检测单元F1d得到的信号+由检测单元F1e得到的信号；F2＝由检测单元F2a得到的信号+由检测单元F2b得到的信号+由检测单元F2c得到的信号+由检测单元F2d得到的信号+由检测单元F2e得到的信号；T1＝由检测单元7T1得到的信号；T2＝由检测单元7T2得到的信号；T3＝由检测单元7T3得到的信号；T4＝由检测单元7T4得到的信号；图2A及图2B所示的y轴及Y轴，设为与光盘基体6的信号面6a中的半径方向6R平行。这种情况下，来自信号面6a的焦点错误信号FE、对光盘轨道的追踪错误信号TE、以及再生信号RF，分别根据以下的式1至式3来检测。
FE＝F1-F2 (式1)TE＝T1+T2-T3-T4(式2)RF＝F1+F2+T1+T2+T3+T4 (式3)下面，参照图3(a)及(b)说明分布式波长板3的构成。图3(a)是分布式波长板3的俯视图，图3(b)是其剖面图。每个图都是从光盘基体6的一侧观察所看到的俯视图。在此，将在分布式波长板3的表面和光轴7的交点30相正交的2条直线设为X轴、Y轴。X轴、Y轴与全息面2a上的X轴、Y轴相一致。Y轴与光盘基体6的信号面6a上的半径方向(以下称为“盘半径方向”)6R平行。
分布式波长板3，被划分成在盘半径方向6R上具有长轴的多个长条形区域3A、3B。在长条形区域3A中，双折射相位差为90+α度，在长条形区域3B中，双折射相位差为90-α度。进相轴方位相对于光盘半径方向6R位于45度方向。长条形区域3A和长条形区域3B交替排列。
如图3(b)所示，分布式波长板3具有被形成在偏振全息基板2上的厚度为c的双折射层3c、和排列在双折射层3c上的双折射层3a及透明层3b。透明层3a形成长条形区域3A，透明层3b形成长条形区域3B。双折射层3a及透明层3b的厚度，分别为a及b。在图3(b)中所示的是b＜a的情况，但b＝a、b＞a都可以。透明层3b可以说是相位修正层，具有使在透过透明层3b的光和透过透明层3a的光之间产生的相位对齐的功能。
这样的分布式波长板3，例如按照以下方式制作。
首先，在偏振全息基板2上叠积具有一样的厚度的双折射层3c。在将双折射层3a叠积在双折射层3c的上面之后，利用光刻及蚀刻技术，对双折射层3a进行图案成形。通过该图案成形，除去双折射层3a中用于形成图3(a)所示的长条形区域3B的部分，形成多个开口部。接着，通过用透明层3b填充各开口部，得到图3(b)所示的结构。
在本实施例中，双折射层3c的双折射相位差为90-α度，双折射层3a的双折射相位差为2α度。任何一个进相轴方位，都相对于光盘半径方向6R倾斜45度。分布式波长板3，也可以具备覆盖双折射层3a及透明层3b的另一透明层。该透明层也可以是透明的基板。另外，双折射层3a也可以位于双折射层3c之下。
图3(a)中圆形的虚线10所包围的区域，示意性地表示了入射到分布式波长板3上的光束的截面。当P偏振光入射到分布式波长板3上时，作为在空间上混合有2种类型的偏振状态(均为接近圆偏振光的椭圆偏振光)的光(混合光)而射出。
如图1所示，透过了分布式波长板3的混合光，通过物镜5而会聚在光盘基体6的信号面6a上。在信号面6a上形成的聚光光点的直径，虽然比以往的值略微大一点，但其程度很小。例如，当设α＝20度、NA＝0.5、λ＝790nm时，则点直径的增大为1/1000μm，这相当于Strehl(指标准化的峰强度)的恶化为2～3％的情况。
接着，参照图4(a)至(c)说明分布式波长板3的功能。
图4(a)至(c)，为了简便表示了分布式波长板3被分割成2个长条形区域3A、3B的例子。分布式波长板3被沿着光盘半径方向6R的直线L等分成2个区域。在区域3A中，双折射相位差为90+α度，在区域3B中，双折射相位差为90-α度。各区域3A、3B的进相轴方位均相对于光盘半径方向6R位于45度的方向。
图4(a)表示的是去路中的入射光10和分布式波长板3的关系。
透过分布式波长板3的入射光10之中，在透过直线L的右侧的区域的光10A上产生90+α度的双折射相位差。与此相对，在透过直线L的左侧的区域的光10B上产生90-α度的双折射相位差。
图4(b)表示的是回路中的入射光80和分布式波长板3的关系。
入射光80，因为是由光盘基体6的信号面6a反射来的光，所以光的分布翻转。即，向分布式波长板3入射的入射光80之中，在入射到直线L的右侧的区域上的光80A上产生90-α度的双折射相位差。与此相对，在入射到直线L的左侧的区域上的光80B上产生90+α度的双折射相位差。不过，假定双折射相位差不会由光盘基体6产生变化。
图4(c)表示的是在光盘基体6的信号面6a上存在有信号凹坑(pit)列的情况下的回路的入射光80和分布式波长板3的关系。设光盘半径方向6R的宽度足够宽的凹坑沿着盘旋转方向6T等间距地排列。
通过这样的凹坑列，来自信号面6a的反射光沿着盘旋转方向6T衍射，生成1次衍射光81A和-1次衍射光81B。这些衍射光的双折射相位差，与图4(b)中的入射光80分别左右变换后的状态一致。即，在1次衍射光81A上产生90-α度的双折射相位差，在-1次衍射光81B上，在入射到分布式波长板3上时，产生90+α度的双折射相位差。
因此，在1次衍射光81A即-1次衍射光81B透过了分布式波长板3之后，在衍射光81A上存在180-2α度的双折射相位差，在衍射光80B上存在180+α度的双折射相位差。在此也同样，假定为不会因为光盘基体6而使双折射相位差产生变化。
接着，考虑在透过光盘基体6的过程中产生双折射相位差的情况。
在光盘基体6的双折射相位差往复为180度的情况下，衍射光81A的双折射相位差变为-2α度，光80B的双折射相位差变为+2α度。无论光盘基体6的双折射为什么样的情况，衍射光81A和衍射光80B的双折射相位差都不能同时成为零。因此，入射到偏振全息基板2上的返回光(信号光)一定具有由全息面2a衍射的偏振光成分。
因为在光盘基体6的信号面6a上存在有凹坑、凸痕、信号标记等，所以来自信号面6a的反射光会产生更复杂的衍射。但是，无论光盘基体6的双折射如何，在返回光(信号光)的双折射相位差中一定存在空间性的分布(杂乱不均)。这样的分布，只要分布式波长板3具备包括对同一入射直线偏振光产生的双折射相位差相互不同的第一及第二区域的呈二维排列的多个双折射区域即可。光在这样透过多个双折射区域时，对应于光的入射位置产生不同的相位差。在分布式波长板3上形成的各双折射区域的数量及形状是任意的。
对具备图3(a)所示的长条形状的区域3A、3B的分布式波长板，求光盘基体6的双折射往复为0度的情况下的检测光量S0、和光盘基体6的双折射往复为180度的情况下的检测光量S 180，计算出检测光量比S180/S0。
在α＝20度、NA＝0.5、λ＝790nm的情况下，相对于在CD-ROM上的随机的光盘信号，检测光量比为15％。α＝36度的情况下的检测光量比为60％。在任何一种情况下，在计算上光学跳动(jitter)的劣化几乎都不被认可。
这样，在本实施例中，即便对于具有较大的双折射的光盘基体6，检测光量也不会成为0，不会产生以往例那样的信号的误读或失去控制的情况。
另外，在本实施例中，虽然将分布式波长板3以长条形状分割，但只要产生2种双折射相位差，也可以是其他的分割形状，另外，即使是产生2种以上的双折射相位差的情况，也能够获得同样的效果。另外，这在以下的实施例中也是同样的。
<实施例2>
接着，参照图5～图7说明本发明的光盘装置的第二实施例。
在本实施例中，光源1的发光点增加为2个。另外，偏振全息面2a的图案、光检测器面9a上的检测图案、以及其上的光分布与实施例1的情况不同。除了这些点以外，本实施例的光盘装置具有与实施例1的光盘装置相同的结构。因此，省略与实施例1的说明相同的部分。另外，对于与实施例1的光盘装置的构成要素通用的构成要素标以相同的参照标号。
光源1既可以搭载不同种类的2个半导体激光芯片，也可以射出不同波长的激光的单一的半导体激光芯片。光源1，能够根据搭载在光盘装置上的光盘的种类输出适合的波长的激光。
如图5所示，从安装在光检测基板9上的光源1的第一发光点1a发出的激光(波长λ1)，在由光检测基板9的反射镜10反射后，由准直透镜4变换成平行光。平行光在P波的状态下透过偏振全息基板2。偏振全息基板2，具有不使P偏振光衍射而使S偏振光衍射的性质。在入射光为S偏振光的情况下，偏振全息基板2的衍射效率，例如，0次光为0％左右，±1次光为41％左右。在图5中，虽然同时画出了第一光盘基体6和第二光盘基体6’，但实际上是分别装载在光盘装置上。波长λ1的激光从第一发光点1a射出的情况，是配置第一光盘基体6的情况。
透过了偏振全息基板2的光，通过分布式波长板3而被变换成空间地混合有2种偏振状态的光(混合光)。分布式波长板3的构造及功能的详细说明见后述。混合光通过物镜5而被会聚在第一光盘基体6的信号面6a上。
由第一光盘基体6的信号面6a反射的光(信号光)，向与去路相反的方向传播。该光(信号光)，通过物镜5然后入射到分布式波长板3上。透过了分布式波长板3的光，入射到偏振全息基板2内的全息面2a上，并发射衍射。通过衍射，形成以光轴7为对称轴的1次衍射光8和-1次衍射光8’。衍射光8、8’分别经由准直透镜4而会聚在检测器9上的检测面9a上。检测面9基本被配置在准直透镜4的焦平面位置(即光源1的假想发光点位置)上。
本实施例中的光源1，还能够发射出与第一激光不同波长的光。在本实施例中，在将数据记录在第二光盘基体6’上、或者从第二光盘基体6’读取数据的时候，从光源1上的第二发光点1a’发出第二激光(波长λ2，其中波长λ2＞λ1)。从第二发光点1a’发出的第二激光，在由反射镜10反射后，由准直透镜4变换成平行光。平行光，在P波的状态下透过偏振全息基板2。偏振全息基板2具有不使P偏振光衍射而使S偏振光衍射的性质。
透过偏振全息基板2的光，通过分布式波长板3而被变换成在空间上混合有2种类型的偏振状态的光(以下有时称为“混合光”)。分布式波长板3的构造及功能在后面详述。混合光，通过物镜5而会聚在第二光盘基体6’的信号面6a’上。
由第二光盘基体6’的信号面6a’反射的光(信号光)，向与去路相反的方向传播。该光(信号光)，通过物镜5而后入射到分布式波长板3上。透过了分布式波长板3的光，入射到偏振全息基板2内的全息面2a上，并产生衍射。通过衍射，形成以光轴7为对称轴的1次衍射光8、和-1次衍射光8’。第二激光的波长为λ2，因为比第一激光的波长λ1大，所以±1次光的衍射效率，大约比波长为λ1的情况低一成。衍射光8、8’分别经由准直透镜4而会聚在检测器9上的检测面9a上。
图6表示的是本实施例中的偏振全息基板2的全息面2a的构成，图7A及图7B表示的是本实施例的光检测面9a的构成。图7A表示与经由第一发光点1a射出的第一激光相对的返回光的光点的状况，图7B表示与经由第二发光点1a’射出的第二激光相对的返回光的光点的状况。
如图6所示，本实施例的全息面2a的构成，与图2B所示的全息面2a的构成相同。图7A、图7B所示的x轴及y轴，在检测面9a与光轴7(或7’)的交点90(或90’)处正交，分别与X轴及Y轴平行。
如图7A及图7B所示，在y轴的-方向侧沿着y轴配置着长条形的焦点检测单元F1a、F2a、F1b、F2b、F1c、F2c、F1d、F2d，在y轴的+方向侧配置着方形的追踪检测单元7T1、7T2、7T3、7T4。这些检测单元相对于y轴对称。
从光源1的发光点1a发出的光，在与x轴相交且与纸面垂直的面内与x轴平行地前进，由反射镜10向光轴方向(通过点90且与纸面垂直的方向)反射。另一方面，从光源的发光点1a’发出的光，在与x轴相交且与纸面垂直的面内与x轴平行地前进，由反射镜10向光轴方向(通过点90且与纸面垂直的方向)反射。
入射到全息面2a上的光80之中，由位于第一象限的长条形区域21B、21F衍射的1次衍射光81B、81F，会聚成跨过检测单元F2c、F1d的边界的光点81BS、81FS。-1次衍射光81B’、81F’，会聚成收敛在检测单元7T1上的光点81BS’、81FS’。
由位于第二象限的长条形区域22B、22F衍射的1次衍射光82，会聚成跨过检测单元F1c、F2d的边界的光点82BS、82FS。-1次衍射光82’，会聚成收敛在检测单元7T2上的光点82BS’、82FS’。
由位于第三象限的长条形区域23B、23F衍射的1次衍射光83，会聚成跨过检测单元F1a、F2b的边界的光点83BS、83FS。-1次衍射光83’，会聚成收敛在检测单元7T3上的光点83BS’、83FS’。
由位于第四象限的长条形区域24B、24F衍射的1次衍射光84B、84F，会聚成跨过检测单元F2a、F1b的边界的光点84BS、84FS。-1次衍射光84B’、84F’，会聚成收敛在检测单元7T4上的光点84BS’、84FS’。
检测单元的某些个被电连接在一起，信号F1、F2、T1、T2、T3、T4根据以下各式求得。
F1＝由检测单元F1a得到的信号+由检测单元F1b得到的信号+由检测单元F1c得到的信号+由检测单元F1d得到的信号；F2＝由检测单元F2a得到的信号+由检测单元F2b得到的信号+由检测单元F2c得到的信号+由检测单元F2d得到的信号；T1＝由检测单元7T1得到的信号；T2＝由检测单元7T2得到的信号；
T3＝由检测单元7T3得到的信号；T4＝由检测单元7T4得到的信号；在图7B中，光源1的第二发光点1a’与图7B所示的发光点1a的位置相比移向-y轴方向。另外，从第二发光点1a’发出的光的波长λ2比波长λ1大。因此，由全息元件产生的衍射角变大，形成在检测面上的光点位置发生变化。但是，如图7B所示，检测单元7T1、7T2、7T3、7T4能够接收到移动(shift)后的光点。另外，在检测单元F1a、F1b、F1c、F1d、F2a、F2b、F2c、F2d上，虽然光点沿分割线方向(y轴方向)移动，但这些检测单元沿y轴方向延伸得较长，且光点和分割线之间的距离变化很小。因此，波长λ2的光也与波长λ1的光同样，能够高精度地检测焦点错误信号(FE)。
在本实施例中，对于波长λ1的光，分布式波长板3的长条形区域3A的双折射相位差为90+α度，长条形区域3B的双折射相位差为90-α度。对于波长λ2的光，长条形区域3A的双折射相位差为(λ1/λ2)×(90+α)度，长条形区域3B的双折射相位差为(λ1/λ2)×(90-α)度。因此，无论对于哪个波长的光，相对于具有较大双折射的光盘基体6，检测光量不会变为0，不会发生以往例那样的信号的误读以及失去控制的情况。
另外，也可以考虑对于波长λ1，在分布式波长板3的长条形区域3A中双折射相位差90+α度，在长条形区域3B中为-270-α度的结构。例如在图3中双折射层3c的双折射相位差为90+α度，双折射层3a的双折射相位差为-360-2α度。此时，对于波长λ2，在长条形区域3A中双折射相位差为(λ1/λ2)×(90+α)度，在长条形区域3B中为(λ1/λ2)×(-270-α)。例如，当设α＝0度、λ1＝660nm、λ2＝790nm时，对于波长λ1相当于在长条形区域3A、3B之间没有相位差，对于波长λ2在长条形区域3A、3B之间产生60度的相位差。这种情况下，仅对波长λ2控制其双折射，对于波长λ1成为如以往例那样的光学性能。另外，当设α＝15度、λ1＝660nm、λ2＝790nm时，对于波长λ1在长条形区域3A、3B之间产生30度的相位差，对于波长λ2在长条形区域3A、3B之间产生34度的相位差。这种情况下，对波长λ1、波长λ2双方都控制其双折射，波长λ2得到更强的处理。通过改变α的值，能够调整该相位差的分配。
<实施例3>
接着，参照图8～图9，说明本发明的光盘装置的第三实施例。本实施例的光盘装置，除了偏振全息面2a的图案、光检测器面9a上的检测图案以及其上的光分布不同这一点以外，具有与实施例2的光盘装置相同的结构。因此，省略两者相同的部分的说明。
图8表示本实施例的偏振全息基板2的全息面2a的构成，图9A、图9B表示本实施例的光检测面9a。均是从光盘基体6的一侧观察全息面2a、光检测面9a所看到的俯视图。图9A表示从第一发光点1a发出的第一激光的返回光形成的光点，图9B表示从第二发光点1a’发出的第二激光的返回光形成的光点。
如图8所示，全息面2a，由在全息面2a和光轴7的交点20正交的2直线(X轴、Y轴)分割成4份。Y轴相当于光盘半径方向6R。第一象限被分成2个区域21a和21b，第二象限被分为2个区域22a和22b，第三象限被分成2个区域23a和23b，第四象限被分为2个区域24a和24b。
另外，虽然在图8上没有表示，各区域以沿着X方向的长条形如实施例2的图6那样被分成后缀B的区域和后缀F的区域(21aB、21aF等)。在开口内(圆80内)的区域21a、24a，是不包括来自CD-R/RW等的盘沟的±1次衍射光的区域的一部分，在开口内的区域22a、23a是不包括来自DVD-R/RW等盘沟的±1次衍射光的区域的一部分。另外，如前面所述，后缀B表示在+1次衍射光侧聚光到检测面后的光，后缀F表示聚光在检测面前的光。另外，为了简便起见，在图9中仅表示了与后缀B相对应的光点。
在图9A和图9B中，将在检测面9a和光轴7(或7’)的交点90(或90’)处正交且与X轴、Y轴平行的2直线分别设为x轴、y轴。在y轴的-方向侧配置着沿着y轴的长条形的焦点检测单元F1a、F2a、F1b、F2b、F1c、F2c、F1d、F2d、和追踪修正用检测单元7T5、7T6，在y轴的+方向侧配置着方形的追踪检测单元7T1、7T2、7T3、7T4。这些检测单元相对于y轴对称。另外，从光源1的发光点1a或1a’发出的光，在与x轴相交且与纸面垂直的面内与x轴平行地前进，由反射镜10向光轴方向(通过点90或90’且与纸面垂直的方向)反射。
入射到全息面2a上的光(入射光80)之中，由第一象限的区域21a内的长条形区域21aB及21aF和区域21b内的长条形区域21bB及21bF衍射的+1次衍射光81aB及81aF和81bB及81bF，会聚成跨过检测单元F2c及F1d的边界的光点81aBS和81aFS以及81bBS和81bFS。-1次衍射光81aB’及81aF’和81bB’及81bF’，会聚成收敛在7T1中的光点81aBS’及81aFS’和81bBS’及81bFS’。
由第二象限中的区域22a内的长条形区域22aB及22aF衍射的+1次衍射光82aB及82aF，会聚成跨过检测单元F1a及F2b的边界的光点82aBS和82aFS。-1次衍射光82aB’及82aF’，会聚成检测单元7T3的区域内的光点82aBS’及82aFS’。由第二象限中的区域22b内的长条形区域22bB及22bF衍射的+1次衍射光82bB及82bF，会聚成跨过检测单元F1c及F2d的边界的光点82bBS和82bFS。-1次衍射光82bB’及82bF’，会聚成检测单元7T2的区域内的光点82bBS’及82bFS’。
由第三象限中的区域23a内的长条形区域23aB及23aF衍射的+1次衍射光83aB及83aF，会聚成跨过检测单元F1c及F2d的边界的光点83aBS和83aFS。-1次衍射光83aB’及83aF’，会聚成检测单元7T2的区域内的光点83aBS’及83aFS’。由第三象限中的区域23b内的长条形区域23bB及23bF衍射的+1次衍射光83bB及83bF，会聚成跨过检测单元F1a及F2b的边界的光点83bBS和83bFS。-1次衍射光83bB’及83bF’，会聚成检测单元7T3的区域内的光点83bBS’及83bFS’。
由第四象限中的区域24a内的长条形区域24aB及24aF和区域24b内的长条形区域24bB及24bF衍射的+1次衍射光84aB及84aF和84bB及84bF，会聚成跨过检测单元F2a及F1b的边界的光点84aBS和84aFS以及84bBS和84bFS。-1次衍射光84aB’及84aF’和84bB’及84bF’，会聚成收敛在7T4中的光点84aBS’及84aFS’和84bBS’及84bFS’。
检测单元的某些个被电连接在一起，被构成为可得到以下的信号F1、F2、T1、T2、T3、T4、T5、T6这8个信号。
F1＝由检测单元F1a得到的信号+由检测单元F1b得到的信号+由检测单元F1c得到的信号+由检测单元F1d得到的信号；F2＝由检测单元F2a得到的信号+由检测单元F2b得到的信号+由检测单元F2c得到的信号+由检测单元F2d得到的信号；T1＝由检测单元7T1得到的信号；T2＝由检测单元7T2得到的信号；T3＝由检测单元7T3得到的信号；T4＝由检测单元7T4得到的信号；T5＝由检测单元7T5得到的信号；T6＝由检测单元7T6得到的信号；在图9B中，除了光源1的发光点转移到点1a’以外，由于光源的波长λ2比λ1大，所以由全息形成的衍射角也变大，光点的位置发生变化。在检测单元7T1、7T2、7T3、7T4中能够捕捉到与图9A同样的光点，但光点81aBS、81aFS和84aBS、84aFS分别收敛在检测单元7T5及7T6上，光点81bBS及81bFS和84bBS及84bFS偏离到检测单元的外面。另一方面，虽然光点82aBS、82aFS、83bBS、83bFS、82bBS、82bFS、83aBS、83aFS的场所变化，但结果可与图9A同样地被检测单元捕捉。
图9A、9B所示的y轴与光盘基体6的半径方向6R平行。光盘信号面6a的焦点错误信号FE、对应于波长λ1的光盘的追踪错误信号TE1、对应于波长λ2的光盘的追踪错误信号TE2、光盘信号面6a的再生信号RF，根据如下所示的(式4)、(式5)、(式6)及(式7)检测出。
FE＝F1-F2(式4)
FE1＝α(T1-T4)+β(T2-T3) (式5)TE2＝(T1-T4)+γ(T5-T6) (式6)RF＝T1+T2+T3+T4(式7)例如，式5在DVD-RAM及DVD-R/RW等光盘中使用。在DVD-RAM等光盘的情况下，设定为α＝1、β＝0，在DVD-R/RW等光盘的情况下，设定为α＝0、β＝1。
式6在CD-R/RW等的光盘中使用。信号(T1-T4)，相当于由半圆开口检测通常的TE信号所得到的信号，特性完全相同。信号(T2-T3)是开口内的一部分区域(22a和23a)替换而检测到的TE信号，因为替换的是不包含在DVD-R/RW中的±1次衍射光的区域，所以对于DVD-R/RW盘没有TE灵敏度的劣化，具有通过替换而消除物镜的沿着光盘半径方向6R的偏心的影响以及光盘基体6的倾斜的影响、光点处于光盘信号面6a的记录/未记录的边界时的影响等的效果。
另一方面，在图9B所示的情况下得到的信号(T5-T6)，是仅抽取开口内的一部分区域(21a和24a)而检测到的差信号，是在不包含CD-R/RW上的±1次衍射光的区域中的差信号，相对于CD-R/RW盘的TE灵敏度为零，与通常的TE信号(即信号(T1-T4))相比，因为相对于物镜的沿着光盘半径方向6R的偏心的影响、光盘基体的倾斜的影响、光点位于光盘信号面6a的记录/未记录的边界上时的影响等的依赖性完全不同，所以通过与式6那样的信号(T1-T4)的计算，不会有损TE灵敏度，能够消除这些影响。另外，图9B的情况下的焦点错误信号FE虽然是在半圆开口下的检测，但由于是由光盘半径方向6R分割开的一侧的半圆，所以不易出现盘沟的影响，能够获得与作为以往的检测方式的整个圆的检测基本等价的特性。
在本实施例中，因为使用的是与实施例2相同的分布式波长板3，所以对于光盘基体6的双折射的效果与实施例2完全相同。进而，本实施例即便在物镜出现沿着光盘半径方向6R的偏心、光盘基体6产生倾斜、光点位于光盘记录面6a的记录/未记录区域的边界上而受到相邻轨道的影响的状态下，通过将式5、式6的计算式设为追踪错误信号，就能够获得可进行不会产生偏离轨道的追踪控制的效果。
<实施例4>
接着，参照图10及图11说明本发明的光盘装置的第四实施例。本实施例的光盘装置，除了偏振全息面2a的图案、光检测器面9a上的检测图案以及其上的光分布有所不同之外，具有与实施例2的光盘装置相同的结构。因此，两者通用的部分的说明省略。
图10表示本实施例的偏振全息基板2的全息面2a的构成，图11表示本实施例的光检测面的沟槽。均是从光盘侧看全息面侧、光检测面侧所看到的俯视图。另外，图11A表示的是相对于经由第一发光点1a射出的第一激光的返回光的光点的状况，图11B表示的是相对于经由第二发光点1a’射出的第二激光的返回光的光点的状况。
如图10所示，将全息面2a和光轴7的交点设为20，全息面2a由在点20正交的2条直线(X轴、Y轴)分割成4份，Y轴相当于光盘半径方向6R，进而第一象限被分成3个区域21a、21b和21c，第二象限为1个区域22b，第三象限为1个区域23b，第四象限被分成3个区域24a、24b和24c，虽然在图中没有表示，但各区域以沿着X方向的长条形被如实施例2的图6那样分割成后缀B的区域和后缀F的区域(21aB、21aF等)。在开口内(圆80内)的区域21a、24a是不包含来自CD-R/RW等的盘沟的±1次衍射光的区域的一部分，在开口内的区域21b及24b是不包括来自DVD-R/RW等盘沟的±1次衍射光的区域的一部分。另外，如上述的那样，后缀B是指在+1次衍射光侧会聚到检测面后的光，后缀F是指会聚在检测面前的光。另外，为了简便，在图11中仅表示与后缀B相对应的光点。
在图11A及图11B中，将检测面9a和光轴7(或7’)的交点设为点90(或90’)，将在点90(或90’)正交且与X轴及Y轴平行的2条直线设为x轴及y轴，y轴的-方向侧配置沿着y轴的长条形的焦点检测单元F1a、F2a、F1b、F2b、F1c、F2c、F1d、F2d和追踪修正用检测单元7T5及7T6，在y轴的+方向侧配置方形的追踪检测单元7T1、7T2、7T3、7T4。这些检测单元相对于y呈对称形状。另外，从光源1的发光点1a或1a’射出的光，在与x轴相交且与纸面垂直的面内与x轴平行地前进，由反射镜10向光轴方向(通过点90或90’且与纸面垂直的方向)反射。
入射到全息面2a上的光(入射光80)之中，由在第一象限中的区域21a内的长条形区域21aB及21aF和区域21c内的长条形区域21cB及21cF衍射的+1次衍射光81aB及81aF和81cB及81cF，会聚成收敛在检测单元7T5上的光点81aBS及81aFS和81cBS及81cFS，-1次衍射光81aB’及81aF’和81cB’及81cF’会聚成收敛在检测单元7T1上的光点81aBS’及81aFS’和81cBS’及81cFS’，由在第一象限中的区域21b内的长条形区域21bB及21bF衍射出的+1次衍射光81bB及81bF，会聚成收敛在检测单元7T6上的光点81bBS及81bFS，-1次衍射光81bB’及81bF’会聚成收敛在检测单元7T1上的光点81bBS’及81bFS’。
由第二象限中的区域22b内的长条形区域22bB及22bF衍射出的+1次衍射光82bB及82bF，会聚成跨过检测单元F1c及F2d的边界的光点82bBS及82bFS，-1次衍射光82bB’及82bF’会聚成收敛在检测单元7T2的区域内的光点82bBS’及82bFS’。
由第三象限中的区域23b内的长条形区域23bB及23bF衍射出的+1次衍射光83bB及83bF，会聚成跨过检测单元F1a及F2b的边界的光点83bBS及83bFS，-1次衍射光83bB’及83bF’会聚成收敛在检测单元7T3的区域内的光点83bBS’及83bFS’。
由在第四象限中的区域24a内的长条形区域24aB及24aF和区域24c内的长条形区域24cB及24cF衍射出的+1次衍射光84aB及84aF和84cB及81cF，会聚成收敛在检测单元7T6上的光点84aBS及84aFS和84cBS及84cFS，-1次衍射光84aB’及84aF’和84cB’及84cF’会聚成收敛在检测单元7T4上的光点84aBS’及84aFS’和84cBS’及84cFS’，由在第四象限中的区域24b内的长条形区域24bB及24bF衍射出的+1次衍射光84bB及84bF，会聚成收敛在检测单元7T5上的光点84bBS及84bFS，-1次衍射光84bB’及84bF’会聚成收敛在检测单元7T4上的光点84bBS’及84bFS’。
检测单元的某些个被导通，被构成为能够得到以下的8个信号F1、F2、T1、T2、T3、T4、T5、T6。
F1＝由检测单元F1a得到的信号+由检测单元F1b得到的信号+由检测单元F1c得到的信号+由检测单元F1d得到的信号；F2＝由检测单元F2a得到的信号+由检测单元F2b得到的信号+由检测单元F2c得到的信号+由检测单元F2d得到的信号；T1＝由检测单元7T1得到的信号；T2＝由检测单元7T2得到的信号；T3＝由检测单元7T3得到的信号；T4＝由检测单元7T4得到的信号；T5＝由检测单元7T5得到的信号；T6＝由检测单元7T6得到的信号。
另外，在图11B中，除了光源1的发光点转移到点1a’之外，因为光源的波长λ2比λ1大，所以由全息形成的衍射角也增大，光点位置发生变化。另外，在检测单元7T1、7T2、7T3、7T4中，能够捕捉到与图11A同样的光点，但光点81aBS、81aFS和84aBS、84aFS分别收敛在7T6、7T5上，光点81bBS、81bFS、81cBS、81cFS和84bBS、84bFS、84cBS、84cFS偏移到检测单元的外。另一方面，虽然光点82bBS、82bFS、83bBS、83bFS的场所变化，但结果可被捕捉到与图9A同样的检测单元上。
在图11中，y轴设为光盘基体6的半径方向6R，向光盘信号面6a的焦点错误信号FE、光盘信号面6a的再生信号RF，可根据上述的式4和式7来检测，对应于波长λ1的光盘的追踪错误信号TE1、对应于波长λ2的光盘的追踪错误信号TE2，可根据下式检测TE1＝α(T1+T2-T3-T4)+β(T5-T6)(式8)TE2＝(T1+T2-T3-T4)+γ(T6-T5) (式9)例如，式8在DVD-RAM及DVD-R/RW等光盘上使用，在DVD-RAN等光盘的情况下，设α＝1、β＝0，在DVD-R/RW等光盘的情况下设α＝0，β＝1。另外，式9在CD-R/RW等光盘上使用。信号(T1+T2-T3-T4)相当于通常的TE信号。
在图11A中的信号(T5-T6)是开口内的一部分区域(21b和4b)作为结果被替换而检测到的TE信号，因为替换的是不包括在DVD-R/RW上的±1次衍射光的区域，所以对于DVD-R/RW盘不会有TE灵敏度的劣化，通过替换具有可消除物镜的沿光盘半径方向6R的偏心的影响、光盘基体6的倾斜的影响、光点位于光盘记录面6a的记录/未记录的边界上时的影响等这样的效果。另一方面，在图11A中的信号(T6-T5)是仅抽取开口内的一部分区域(21a和24a)而检测到的差信号，是不包括在CD-R/RW盘上的±1次衍射光的区域的差信号，相对于CD-R/RW盘的TE灵敏度为0，与通常的TE信号(即，信号(T1+T2-T3-T4))相比，因为相对于物镜的沿着光盘半径方向6R的偏心的影响、光盘基体6的倾斜的影响、光点位于光盘记录面6a的记录/未记录的边界上时的影响等的依赖性完全不同，所以，通过与式9那样的信号(T1+T2-T3-T4)的计算，不会有损TE灵敏度，能够消除这些影响。另外，图11的情况下的焦点错误信号FE是在半圆开口中的检测的，但因为是由光盘半径方向6R分割的一侧的半圆，所以不易出现盘沟的影响，能够获得与作为以往的检测方式的在整个圆上的检测基本等价的特性。
在本实施例中因为使用的是与实施例2相同的分布式波长板3，所以对于光盘基体6的双折射的效果与实施例2完全相同。进而，本实施例，即便是物镜产生沿光盘半径方向6R的偏心、即便光盘基体6出现倾斜、即便光点位于光盘记录面6a的记录/未记录的边界上而受到相邻轨道的影响，通过将式8、式9的运算式设为追踪错误信号，就能够获得可进行不会发生偏离轨道的追踪控制的效果。
<实施例5>
参照图12及图13说明本发明的光盘装置的第5实施例。以下，对于同一构成要素标以相同的参照标号。
图12表示本实施例的光盘装置的光拾取器的要部构成。该光拾取器，具有搭载着能够发出不同波长光的激光芯片的光源101。光源101，在用于DVD时发出具有相对较短的波长的光，在用于CD时发出具有相对较长的波长的光。
在图12上，描绘有光信息介质107及光信息介质108双方，但实际上是搭载着任意选择的一方的光信息介质。根据所搭载的光信息介质的种类，从光源101发出恰当波长的光。由光信息介质7或8反射的光(信号光或再生光)，入射到在DVD及CD上共用的光检测器110上。
从光源101朝向光信息介质107或108的光路，和由光信息介质107或108反射的光(信号光)朝向光检测器110的光路，由在表面上形成有偏振光束分裂器103的棱镜分支。若从光源101射出的直线偏振光设为P波，则偏振光束分裂器103就被设计成是P波透过。透过了偏振光束分裂器103的P波，在透过波长板105之后，由光信息介质107或108反射，沿相反方向透过上述波长板105而返回。返回的光(信号光)，在入射到偏振光束分裂器103上时，成为较多地含有具有与P波的偏振轴大体正交的偏振轴的S波成分的偏振状态的光。因为偏振光束分裂器103反射S波，所以信号光几乎都被向光检测器110的方向反射。该反射光，通过全息元件109而发生衍射，入射到光检测器110上。
图13(a)是表示波长板105的平面构成的图，图13(b)是表示从光源侧射向光信息介质111的光和来自光信息介质111的反射光往复经过波长板105的状况的图，该图(c)是表示由波长板105产生的偏振变换的一例的图。
如图13(a)所示，波长板105被分成4个区域，在相对于光轴中心对称的位置上分别形成有同一形状的区域(区域A或区域B)。2个区域A，在相对于x轴方向成θ1的角度的方向上具有光学各向异性的轴(光学轴)。另一方面，区域B，在相对于x轴方向成θ2的角度的方向上具有光学各向异性的轴(光学轴)。
另外，设定为从光源侧向波长板105入射的直线偏振光的方向与x轴相一致。角度θ1及θ2相对于x轴方向分别成45°-α、45°+α的角度。在此，0＜α≤15°的关系成立。根据本实施例的区域分割，来自光源101的光之中通过波长板105的区域A的光，在由透镜106聚光后由光信息介质111反射。反射光，通过位于相对于光轴中心对称的位置的区域A。另一方面通过区域B的光同样地由光信息介质111反射，在来路中通过区域B。
在将波长板105的折射率各向异性设为Δn，将厚度设为d，波长设为λ时，波长板105的滞后由2πΔnd/λ表示。只要α＝0，波长板105上的区域A和区域B就具有相同的光学性质。这种情况下，若将波长板105的滞后2πΔnd/λ设为与π/2相等的值，则波长板105可发挥与以往的1/4波长板相同的功能。即，当向波长板105入射具有平行于x轴方向的振动方向的直线偏振光时，其被变换成圆偏振光而射出。当由光信息介质107或108反射的光(圆偏振光)沿相反方向再次通过波长板105时，就变换成沿y轴方向具有偏振方向的直线偏振光。在本实施例中，通过将α设为0以外的大小，可使相对于同一偏振光的区域A及区域B的作用产生差异。
图13(c)表示由波长板105实现的偏振状态的变换的过程。因为α不为零，当沿x轴方向具有偏振方向的直线偏振光I透过波长板105时，就变成比圆偏振光略微扁一点的椭圆偏振光。因为区域A的光学各向异性的轴(光学轴)方向从区域B的光学各向异性的轴(光学轴)方向偏移，所有在透过了区域A的椭圆偏振光II和透过了区域B的椭圆偏振光II之间会产生如图13(c)所示那样的差异。
在光信息介质107或108不具有双折射性的情况下，由光信息介质7或8反射的光(信号光)，成为如图13(c)所示的椭圆偏振光III。该椭圆偏振光III，是在与去路光的偏振方向垂直的方向上具有偏振轴的接近直线偏振光的椭圆偏振光。只要α＝0，则由光信息介质107或108反射的光(信号光)就被变换成直线偏振光。
另一方面，在光信息介质107或108具有双折射性的情况下，有时会成为图13(c)所示的偏振光III’。例如，考虑透过例如区域A的来路光的偏振状态设成与从光源101射出再入射到区域A上的去路光的偏振状态大体相等的情况。在这种情况下，来路光不会由图12所示的偏振光束分裂器103反射，会返回到光源101。但是，即便在这种情况下，透过区域B的来路光的偏振状态，就会与透过区域A的来路光的偏振状态不同。即，透过区域B的来路光，成为包含由偏振光束分裂器103反射而得到的S波成分的椭圆偏振状态。因此，无论光信息介质107和108的双折射量为多少，信号光都不会完全消失。
通过使用这样的元件，即便采用被称为“偏振光学系统”的去路及来路的传递效率高的光学系统，也能够实现相对于双折射光盘的可播放性高的光学系统。
另外，在本实施例中，之所以将α设定成在15°或其以下的大小，是因为若将α设定得过大，则会形成混合有极端不同的偏振状态的光。混合有极端不同的偏振状态的光不易由透镜106聚光。这是因为当合成偏振状态大大不同的光时，光的干涉性就会变差。
在本实施例中，作为光学轴的方位，将相对于入射光的偏振方向成45°的方位为基准以对称的角度使其变位。一般光盘基体的双折射，偏向于一方的极性。若考虑这一点，也可以沿光学轴的中心(基准)方向赋予偏移δ。即，也可以使区域A的光学轴从入射光的偏振方向旋转45°+δ+α，使区域B的光学轴从入射光的偏振方向旋转45°+δ-α。在任一区域，为了在往复中得到尽可能接近正交状态的偏振状态，优选使5°≤δ≤15°的关系成立。
另外，分布式波长板的各区域的光学轴的方位不限于2种，也可以是3种或其以上。另外，滞后并非必须是90度，也可以是90度的整数倍，也可以是在90度的整数倍基础上添加有偏移量的值。例如，若将波长板的滞后设定为对于DVD用的光(波长650nm)具有作为1/4波长板的功能的值，则对于CD用的光(波长800nm)，就产生大约1/4波长的650/800倍的滞后。但是，若利用分布式波长板所使用的材料所具有的折射率的波长依赖性等，则无论对于什么样的光，都能够基本发挥1/4波长板的功能。
例如，对于DVD用的具有波长λ1的光，将波长板的光学各向异性设为Δn1，对于CD用的波长λ2将光学各向异性设为Δn2。此时，如以下的式子成立的那样，只要设定波长板的材料(本实施例中为液晶层)的光学参数，就能够满足上述的条件。
2πΔn1d/λ1＝2πΔn2d/λ2＝π/2(式10)通过这样，对于任何波长都能够使来路的效率成为最大限。另外，在本实施例中，虽然光源101发出DVD用的光和CD用的光，但光源101发出的光的种类不限于此。也可以使用发出蓝光线的具有更短的波长的光的光源。
<实施例6>
参照图14(a)～(c)，说明本发明的分布式波长板的另一实施例。
首先，参照图14(a)。图14(a)所示的分布式波长板131，光学轴的方位相互不同的多个区域D3、D4交替配置。区域D3、D4呈长条形状。
图14(b)所示的分布式波长板132，光学轴的方位相互不同的多个区域D5、D6呈行及列状(棋盘格状)地排列。
在光盘基体具有与1/4波长板同等程度的双折射的情况下，根据如13(a)所示的分布式波长板105，透过区域A及区域B的一方的光，就检测不到。即，就会丢失在透过分布式波长板105的光束的截面的一半区域中所包含的信息。因为出现信息丢失的区域位于对角的位置，所以凹坑像的空间频率特性变差。换句话说，光盘上存在的微小的凹坑的检测器面上的像再生性变差。其结果是，即使能够确保信号的光量，也有可能在信号波形上产生失真，使再生性能变得不充分。
若使用图14(a)及图14(b)所示那样的将表面分割成更小的多个区域的分布式波长板，则丢失的部分减小且分散，所以能够获得改善再生性能的效果。
另外，分布式波长板的区域分割的形态，不限于图14(a)及图14(b)所示的上述的形态。只要是光学轴方位不同的多个区域在波长板的面内呈二维地排列，各区域的形状及大小可以是任意的。
图14(c)所示的波长板133，被分割成环带区域D9和其内侧的圆形区域。另外，圆形区域，进一步被分割成光学轴方位不同的长条形状的区域D7、D8。区域D7、D8的光学轴方位，例如相对于入射光的偏振方向分别被设定为45°+α、45°+α。另外，环带区域D9没有被分割，其光学轴方位相对于入射偏振方向被设定为45°。
环带区域D9的外周侧的直径(d2)，相当于在DVD等记录密度高的光盘上所使用的NA值高的透镜的开口直径。另一方面，环带区域D9的内周侧的直径(d1)，相当于在CD等相比记录密度低的光盘上所使用的NA值低的透镜的开口直径。通过使用图14(c)所示的分布式波长板133，在使用NA值低的透镜的情况下(使用CD等基体双折射大的介质的情况下)，可确保良好的再生特性，另一方面，不会使在使用NA值高的透镜的情况下的空间频率特性变差。
<实施例7>
参照图15说明本发明的光盘装置的另一实施例。图15是表示本实施例的光盘装置的光拾取器的只要部位结构的图。
图15所示的光拾取器，能够对多种光盘写入数据及/或能够从多种光盘读取数据。
该装置，具备形成波长不同的多个光束的光源141。该光源141，典型地可包括多个半导体激光芯片，但也可以构成为利用单一的半导体激光芯片发出不同波长的光。
该光拾取器，具有会聚光束并在光盘的信号面139或149上形成光点的物镜148、配置在光源和物镜148之间的全息元件145及波长板146、和检测从光盘反射的光束的强度的光检测器143。
在从光源101到物镜148的光路、和由光盘的信号面139或149反射而到达光检测器143的光路共用的部分上，配置着全息元件145。
光检测器143被形成在硅芯片等半导体基板上，在基板上安装着发出波长λ1及波长λ2的2种激光的激光芯片。光检测器143，由通过光电效应而将光变换成电信号的多个光电二极管构成。激光芯片发出的激光之中，例如波长λ1为约650nm，波长λ2为约800nm。例如波长λ1的激光可应用于DVD，波长λ2的激光可应用于CD。
从激光芯片发出的波长λ1的光，在由准直透镜144进行了平行光化后，透过偏振元件147。偏振元件147是一体化有全息元件145和波长板146而成的元件。偏振元件147，与物镜148一起被安装在支撑部件137上，通过驱动器138而与物镜148一起被驱动。为了易于理解偏振元件147的功能，首先，对波长板146不是分布式波长板、而是显示出同样的延迟的以往的波长板的情况进行说明。
透过偏振元件147的光(波长λ1)，通过物镜148而被聚光在光盘的信号面149上并被反射。反射光，再次经由物镜148而通过偏振元件147发生衍射。由偏振元件147衍射出来的光，经由准直透镜144而入射到光检测器143上。光检测器143生成与光量变化相对应的电信号，该电信号是焦点控制信号、追踪控制信号、以及RF信号。
另一方面，从激光芯片射出的波长λ2的光也同样，由准直透镜144平行光化，透过偏振元件147。透过了偏振元件147的光，由物镜148聚光在基体厚度不同的光盘的信号面139上，并由信号面139反射。反射光再次经由物镜148而在偏振元件147发生衍射。衍射的光经由准直透镜144入射到光检测器143上。光检测器143生成与光量变换相对应的电信号，该电信号是焦点控制信号、追踪信号、以及RF信号。
图16(a)及(b)是示意性地表示作为图15的偏振元件147采用了以往的偏振元件时产生的衍射的偏振依赖性的图。另外，在以后的说明中，将从光源向光盘的光的光路称作光学系统的去路，将由光盘反射而向光检测器的光的光路称作光学系统的来路。
图16(a)示意性地表示波长λ1的光在往复路中通过偏振元件(polarization element)147的情况。从光源侧(图中下侧)入射到偏振元件147上的波长λ1的光，例如是具有平行于纸面的偏振方向的直线偏振光。这样的光，能够透过具有周期构造111的全息元件145。全息元件145的周期构造111，具有偏振依赖性，在偏振方向与纸面平行的直线偏振光(波长λ1)透过全息元件145时，与周期构造111的入射位置相对应地，在透过光上产生2Nπ(N为0以外的整数)的相位差。N不为0这一点，与以往一般所采用的偏振全息元件有很大不同。因为在全息元件105的透过光上产生的周期性的相位差等于2π的整数倍(由全息元件5产生的光路差等于波长λ1的整数倍)，所以，按照光的衍射原理，对于波长λ1的光而言就会满足在周期构造111上不衍射的条件(完全透过条件)。
这样透过了全息元件145的光，接着透过波长板146。波长板146，对于波长λ1的光(650nm)具有作为5/4波长板的功能。因此，波长λ1的直线偏振光由波长板146变换成圆偏振光。
由图未示的光盘反射而返回来的光(圆偏振光)，由波长板146变换成直线偏振光。该直线偏振光的偏振方向(垂直于纸面)，与从光源侧入射到全息元件145上的光的偏振方向垂直。对于这样的直线偏振光，全息元件145的周期构造111，会对应入射位置而周期性地产生(2M+1)π的相位差(M是整数)。因此，该直线偏振光，根据光的衍射原理，成为完全衍射的条件。理论上若将由全息的周期构造产生的光的相位差设为φ，则透过全息的0次光的透过率T由以下的式11表示。
T＝cos2(φ/2) (式11)在此，若将相位差φ设为(2M+1)π，则T＝0，即，是指满足完全衍射条件。
接着，参照图16(b)，对波长λ2的光说明以往的偏振元件107的动作。如图16(b)所示，在从光源侧入射到全息元件105上的波长λ2的光(偏振方向与纸面平行的直线偏振光)入射到偏振元件107上时，由于全息元件145的周期构造111而大体产生2Nπλ1/λ2的相位差。因为N不为0，所以产生的相位差就不为0。另外，若设λ1＝650nm、λ2＝800nm，则若N的值不取相当大的值、Nλ1/λ2就不会成为整数。因此，在全息元件145中偏离完全透过条件，因此波长λ2的光有一部分衍射。
若设λ1＝650nm(DVD用的波长的光)、λ2＝800nm(CD用的波长的光)、N＝1，则不衍射的光(0次光)的透过效率有以下的式12表达。
Cos2((2πλ1/λ2)/2)＝cos2((2π×650/800)/2)＝69％式12由式12可知，入射的光的约31％由全息元件145衍射。
这样透过全息元件145的波长λ2的光，接着透过波长板146。波长板146，因为对于波长λ1(650nm)的光是5/4波长板，所以对于波长λ2(800nm)的光具有作为大致1波长板的功能。因此，波长λ2的直线偏振光，可不受波长板106偏振变换地透过。
另一方面，从光盘返回的波长λ2的光，与来路同样不会由波长板146进行偏振变换，所以由全息元件145的周期构造111产生相同的2Nπλ1/λ2的相位差。因此，波长λ1的光或波长λ2的光之中相对具有较大的波长的光，只要不具有另一方的光的波长的整数倍(2倍、3倍...)的大小，就不能将与双方的光相对的衍射光设定为0。
若设λ1＝650nm(DVD用的光)、λ2＝800nm(CD用的光)、M＝1，则±1次衍射光的各衍射效率，由以下的式13表示。
(2/π)2×cos2((πλ1/λ2)/2)＝cos2((π×650/800)/2)＝8.4％式13±1次衍射光以外的光，基本作为0次光而透过衍射栅格。
另外，该1次衍射光率的值虽然是光盘基体没有双折射、不受基体的偏振影响的情况，但在基体的双折射为最高的情况下，即，CD的基体具有与1/4波长板基本等价的双折射的情况下，成为与入射时正交的方向的直线偏振光。在这种情况下，±1次衍射光的衍射效率，因为满足完全衍射条件，所以具有使信号光的光量比以往增加的倾向。即，虽然返回光量随着各种偏振状态而变化，但即使是最差的情况也不会是0。
通过使用这样的偏振元件，虽然如DVD等的那样基体厚度薄且基体的双折射在制造过程中不易产生，但对于波长短且高输出化困难的波长λ1的光不仅是高效率，而且即便效率低也能够用比较容易制作的高输出的激光包含光量，其相反的一面，在因为基体厚度厚而在生产过程中容易制造出光学的双折射量较多的产品的CD等上所使用的波长λ2的光，因为基体所具有的双折射性，所以即便偏振状态产生了变化的光从光盘返回，信号电平也不会成为0，能够稳定地进行信号的再生以及控制。
另外，通过使用这样的偏振元件，能够紧凑地构成对应于不同规格的光记录介质的光拾取器。之所以这么说，是因为能够将从以往上述那样的观点出发对不同的波长利用相互独立的光分支元件将来自光盘的光导向光检测器的装置，用同一个全息元件来实现，所以从激光光源到光记录介质的光路(去路)和从光记录介质到光检测器的光路(来路)可以完全共用，能够削减光学系统的零件数量，能够在较小的空间内收容光学系统。
在本实施例中，在具有上述构成的装置中，代替图16(a)、(b)所示的同样的波长板146，使用分布式波长板146。
偏振全息元件145，在光学系统的去路中，相对于来自激光光源141的光的偏振方向对于任何波长的光都不会使光衍射。因此，不会有传递效率的损失，并由分布式波长板146形成大体圆偏振光，并会聚在光盘的信号面139或149上。通过由光盘的信号面139或149反射，在来路中再次通过分布式波长板146，从而两方的波长的光都成为在与去路的偏振方向正交的方向上基本具有偏振主轴的光。通过透过偏振全息元件145，不同波长的光双方都由全息元件145高效率地衍射，将光导向光检测器143。这种情况下，其信号光量依赖于全息元件的偏振性衍射方向的成分。因此，在双折射较大的光盘的情况下，根据以往的均有的波长板，最差的情况会导致信号光量消失。但是在本实施例中，因为可以使用分布式波长板146，所有不仅确保较高的去路的效率，而且能够充分应对光盘的双折射。
可以通过蒸镀及溅射、蚀刻等薄膜形成·加工工艺，在分布式波长板146上形成薄膜构造。例如，如图17(a)所示，能够将对于不同波长的光使开口的大小不同的透过率滤光器152形成在分布波长板155上。另外，如图17(b)所示，对不同厚度的光盘，可以在分布式波长板156上形成相位滤光器153，该相位滤光器153使一方的波长的光以平面波直接透过，并通过使另一波长的光成为扩散光而修正因基体厚度差而产生的球面像差。通过采用这样的构成，能够使光拾取器进一步小型化。
<实施例8>
接着，参照图18(a)～(d)，说明制造在上述各实施例中所优选使用的分布式波长板的方法的实施例。
首先，如图18(a)所示，准备在表面上形成有由例如ITO等形成的透明电极膜162a、162b的透明基板161a、161b，在透明导电膜162a、162b上涂布取向材料形成液晶取向膜163a、163b。作为取向材料，使用可通过照射直线偏振光的紫外线进行曝光而沿其偏振方向赋予取向性的光取向膜材料。
接着，如图18(b)所示，在形成沿着以方位θ1规定的方向具有光学轴的区域时，在将其他的区域用掩膜164a覆盖的状态下，用在方位θ1的方向上形成直线偏振光的紫外线照射。相反地，在形成沿着以方位θ2规定的方向具有光学轴的区域时，在将其他的区域用掩膜164b覆盖的状态下，用沿着方位θ2的方向形成直线偏振光的紫外线照射。
接着，如图18(c)所示，使透明基板161a和透明基板161b相对然后用粘接剂将周边部分粘合，然后将含有紫外线硬化树脂的液晶材料167从开口部166注入内部。当液晶材料167注入时，液晶分子的长链轴就会与取向膜163a、163b的取向限制方向对齐。
为了更均匀地进行液晶层168的取向，优选通过在透明电极膜162a、162b上施加电压，在液晶层168上形成电场。在不进行这样的电场的施加的情况下，就没有必要设计透明电极膜162a、162b。
接着，如图18(d)所示，在液晶层168上照射无偏振的紫外线，使液晶层168硬化。
液晶的取向限制，一般通过用形成有聚酰胺类合成纤维等细微的绒毛的布沿一定方向摩擦取向膜的表面来进行。但是在本实施例中，因为在同一面内按不同的方位取向，所以应用的是光取向技术。根据这样的光取向技术，能够得到所期望的取向分布。另外，也可以是透明电极膜162a、162b的至少一方，被与分割的区域相适应地进行图案成形。通过预先将透明电极膜162a、162b图案成形，能够按每个区域施加不同的电压，易于按每个区域调节取向状态。
根据本发明，无论光盘基体的双折射性如何，都能够得到必要的检测光量，因此，能够应对各种各样的光盘。
另外，本发明的光拾取器，用1个就能够适应于多种光记录介质，所以，可较理想地应用于要求小型低成本的CD、DVD、蓝盘等记录型光盘。
权利要求
1.一种光盘装置，其具有发出光的光源、使上述光会聚到光盘的信号面上的物镜、使由上述光盘反射的上述光衍射的偏振分光器、检测由上述偏振分光器衍射出的光的光检测器、以及配置在上述光盘和上述偏振分光器之间的波长板；其中上述波长板具备二维排列的多个双折射区域，该多个双折射区域包括双折射相位差及光学轴中至少一方相互不同的第一及第二区域，上述第一及第二区域使入射光产生不同的偏振状态。
2.如权利要求1所述的光盘装置，其中，上述波长板中的上述第一及第二区域具有相互不同方向的光学轴。
3.如权利要求1所述的光盘装置，其中，当从上述光源发出的光的波长设为λ时，上述第一区域的双折射相位差为λ/4+α，上述第二区域的双折射相位差为λ/4-α。
4.如权利要求1所述的光盘装置，其中，当从上述光源发出的光的波长为设λ时，上述第一区域的双折射相位差为λ/4+α，上述第二区域的双折射相位差为-3λ/4-α。
5.如权利要求3或4所述的光盘装置，其中，上述α处在-λ/8＜α＜λ/8的范围内。
6.如权利要求1至4中任意一项所述的光盘装置，其中，上述第一区域和上述第二区域，分别具有长条形状，且在上述波长板内交替配置。
7.如权利要求1所述的光盘装置，其中，上述光源能够发出波长λ1的第一激光、和波长λ2的第二激光，并且λ2＞λ1。
8.一种光盘装置，其具有发出波长λ1的光及波长λ2的光且λ1不同于λ2的光源、使上述光会聚到光盘的信号面上的物镜、使由上述光盘反射的上述光衍射的偏振分光器、检测由上述偏振分光器衍射出的光的光检测器、以及配置在上述光盘和上述偏振分光器之间的波长板；其中在将位于上述分光器上的与上述光盘的径向垂直且与上述物镜的光轴相交的直线设为L时，上述分光器至少包括区域a1、区域a2、区域a3、区域A1、区域A2、区域A3，上述区域a1、上述区域a2、上述区域a3相对于上述直线L位于上述分光器上的同一侧，上述区域A1、上述区域A2、上述区域A3相当于分别与上述区域a1、上述区域a2、上述区域a3相对于上述直线L大体对称的区域；上述光检测器被至少划分成2个区域b及区域B；波长λ1的光之中的入射到上述分光器的上述区域a3、上述区域a1、上述区域A2上的光派生出1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域b上，入射到上述区域A3、上述区域A1、上述区域a2上的光派生出1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域B上；波长λ2的光之中的入射到上述分光器的上述区域a3上的光派生出1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域B上，入射到上述区域A3上的光派生出1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域b上；根据上述区域b和上述区域B的各检测信号的差量，生成上述光盘的追踪错误信号或用于修正上述追踪错误信号的修正信号。
9.如权利要求8所述的光盘装置，其中，上述光检测器，被进一步至少划分出2个区域b’、B’，对于第一光源的光及第二光源的光，入射到上述分光器的区域a3、a1、a2上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光检测器上的区域b’上，入射到区域A3、A1、A2上的光派生出-1次衍射光并投射在上述光检测器上的区域B’上，根据区域b’和B’的各检测信号的差量生成差量信号，在上述修正信号上乘以适当的系数值然后加上该差量信号，从而生成光盘的追踪错误信号。
10.一种光盘装置，其具有发出波长λ1的光及波长λ2的光且λ1λ2的光源、使上述光会聚到光盘的信号面上的物镜、使由上述光盘反射的上述光衍射的偏振分光器、检测由上述偏振分光器衍射的光的光检测器、以及配置在上述光盘和上述偏振分光器之间的波长板；其中在将位于上述分光器上的与上述光盘的径向垂直且与上述物镜的光轴相交的直线设为L时，上述分光器，至少包括区域a1、区域a2、区域a3、区域a4、区域A1、区域A2、区域A3、区域A4这8个区域，上述区域a1、上述区域a2、上述区域a3、上述区域a4相对于上述直线L位于同一侧，上述区域A1、上述区域A2、上述区域A3、上述区域A4相当于分别与上述区域a1、上述区域a2、上述区域a3、上述区域a4相对于上述直线L大体对称的区域；上述光检测器被划分成区域b、区域B、区域b’、区域B’、区域b”、区域B”这6个区域；波长λ1的光之中的入射到上述分光器的上述区域A2、上述区域a1上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域b上，入射到上述区域a2、上述区域A1上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域B上，根据上述区域b和上述区域B的各检测信号的差量生成光盘的追踪错误信号；波长λ2的光之中的入射到上述分光器的上述区域a3、上述区域a4上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域b’上，入射到上述区域A3、上述区域A4上的光派生出-1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域B’上，根据上述区域b’和上述区域B’的各检测信号的差量生成差量信号，进而入射到上述区域a3上的光派生出1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域b”上，入射到上述区域A3上的光派生出1次衍射光并投射到上述光检测器上的上述区域B”上，根据上述区域b”和上述区域B”的各检测信号的差量生成修正信号；在上述修正信号上乘以适当的系数值然后加上上述差量信号，从而生成光盘的追踪错误信号。
11.一种光学元件，其具备二维排列的多个双折射区域，该双折射区域包括双折射相位差及光学轴中至少一方相互不同的第一及第二区域；上述第一及第二区域使入射光产生不同的偏振状态。
12.如权利要求11所述的光学元件，其中，上述第一及第二区域具有平行的光学轴，且具有相互不同的延迟。
13.如权利要求11所述的光学元件，其中，上述第一及第二区域具有相互不同方向的光学轴。
14.如权利要求11所述的光学元件，其中，上述第一及第二区域在与光轴垂直的面内交替排列。
15.如权利要求14所述的光学元件，其中，上述第一及第二区域的形状分别是长条形状、格子形状、以及环带形状中的任意一种。
16.如权利要求11所述的光学元件，其中，进一步具有偏振滤光器。
17.如权利要求16所述的光学元件，其中，上述偏振滤光器是偏振全息元件。
18.如权利要求13所述的光学元件，其中，上述第一区域的光学轴，相对于入射的光的偏振方向具有45°+δ±α的方位，且-10°＜δ＜10°，0°＜α≤15°；上述第二区域的光学轴，相对于入射的光的偏振方向具有45°+δ-α的方位。
19.如权利要求18所述的光学元件，其中，对于往复通过光学元件的多个波长的光之中的至少一个光的波长，上述多个双折射区域的平均的延迟被设定为等于(2m+1)π/2，且m为整数。
20.如权利要求19所述的光学元件，其是相对于不同波长的光具有相同的延迟的宽带波长板。
21.如权利要求13所述的光学元件，其中，上述多个双折射区域的一部分的光学轴，相对于入射的光的偏振方向具有45°的方位。
22.一种光拾取器，其具备发出具有不同的波长的2种或其以上的激光的光源、使从上述光源发出的光会聚在光信息介质上的透镜、和接收从光信息介质反射的光的光检测器；并且，还具备权利要求11至21中的任意一项所述的光学元件，该光学元件位于从上述光源向上述上述光信息介质的光的光路和从上述光信息介质到上述光检测器的光的光路所共用的部分。
23.如权利要求22所述的光拾取器，其中，上述光源和上述光检测器被一体化。
24.一种光学元件的制造方法，该光学元件具备二维地排列的多个双折射区域，该双折射区域包括双折射相位差及光学轴中至少一方相互不同的第一及第二区域，且包括上述第一及第二区域的多个双折射区域使入射光生成不同的偏振状态；这种光学元件的制造方法包括在基板上形成包括取向限制方向相互不同的多个区域的取向膜的工序(a)；在上述取向膜上形成液晶层，按各区域限制上述液晶层的取向方向的工序(b)。
25.如权利要求24所述的光学元件的制造方法，其中，上述工序(a)包括将具有光取向性的膜作为上述取向膜形成在上述基板上的工序(a1)；用紫外线对上述取向膜的一部分进行曝光，规定第一取向限制方向的工序(a2)；用紫外线对上述取向膜的另一部分进行曝光，规定与上述第一取向限制方向不同的第二取向限制方向的工序(a3)。
26.如权利要求24所述的光学元件的制造方法，其中，上述工序(b)包括在上述取向膜上形成含有紫外线硬化剂的液晶层，通过上述第一及第二取向限制方向分别限制取向的工序(b1)；照射紫外线使上述液晶层硬化的工序(b2)。
全文摘要
本发明提供一种即便对具有较大的双折射的光盘基体，检测光量也不会成为0、能够可靠地进行信号的读取以及光盘的控制的光盘装置。该光盘装置，具备发出光的光源、使光会聚到光盘的信号面上的物镜、使由光盘反射的光衍射的偏振分光器、检测由偏振分光器衍射出的光的光检测器、以及配置在光盘和偏振分光器之间的波长板。波长板，具备包括同一入射直线偏振光产生的双折射相位差相互不同的第一及第二区域的二维地排列的多个双折射区域，包括第一及第二区域的多个双折射区域对应于光的入射位置使上述光产生不同的相位差。
文档编号G11B7/12GK1691158SQ20051006765
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月25日 优先权日2004年4月23日
发明者西胁青儿, 百尾和雄, 麻田润一, 大谷健二, 神田裕介 申请人:松下电器产业株式会社