(57)【要約】【課題】コストアップを招くことなく、光ディスクに記録されたデータ用の信号とトラッキングエラー検出用の信号とを得られる偏光性光学素子を提供する。【解決手段】偏光性光学素子１２は、第１及び第２の２つの透明基板３０、３２と、ＰＢＳ層３４とホログラム層３６とからなる。ＰＢＳ層３４は、Ｐ偏光光を透過させ、Ｓ偏光光を反射させる。ホログラム層３６は、第１透明基板３０内に入射して第２傾斜面３０ｄで内面全反射する光がＰ偏光光である場合、その光を回折させて反射させ、Ｓ偏光光である場合、その光を回折させることなく反射させる。これにより、偏光性ホログラム素子を別途設ける必要がなくなるので、コストアップが防止される。【選択図】図２
2010102748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光の偏光方向によって内部を進む前記光の光路を変化させる偏光性光学素子において、
光学的に等方性の材料によって断面略平行四辺形の四角柱状に形成され、光が入射する第１光入射面と、この第１光入射面と略平行な第２光入射面と、これらの各光入射面に対して所定の角度傾斜し、かつ互いに略平行な第１及び第２の２つの傾斜面とを有する第１透明基板と、
前記第１傾斜面上に設けられ、Ｐ偏光光又はＳ偏光光の第１偏光光を反射させ、前記第１偏光光に対して偏光方向が９０度回転した第２偏光光を透過させる偏光ビームスプリッタ層と、
前記第２傾斜面上に設けられ、入射した光の偏光方向によって回折の度合いが異なるホログラムパターンを有し、前記第２傾斜面で内面全反射する光が前記第１偏光光である場合、その光を回折させることなく反射させ、前記第２偏光光である場合、その光を回折させて反射させるホログラム層と、
光学的に等方性の材料によって少なくとも１つの平面部を有するブロック状に形成され、前記平面部と前記第１傾斜面とで前記偏光ビームスプリッタ層を挟むように配置される第２透明基板とを備えたことを特徴とする偏光性光学素子。
【請求項２】
前記偏光ビームスプリッタ層及び前記ホログラム層が、屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積層してなる光学多層膜で構成されていることを特徴とする請求項１記載の偏光性光学素子。
【請求項３】
前記ホログラム層は、複屈折性を有する第１領域と、光学的に等方性な第２領域とを有し、前記各領域をそれぞれ筋状に形成して交互に並べることにより、縞模様状の前記ホログラムパターンを形成していることを特徴とする請求項１又は２記載の偏光性光学素子。
【請求項４】
入射した光の偏光方向によって内部を進む前記光の光路を変化させる偏光性光学素子を用いて、光源が照射した読み取り光と、光ディスクの記録面で反射した反射光とを分離する光ピックアップ装置において、
前記偏光性光学素子を、
光学的に等方性の材料によって断面略平行四辺形の四角柱状に形成され、前記読み取り光が入射する第１光入射面と、この第１光入射面と略平行で前記反射光が入射する第２光入射面と、これらの各光入射面に対して所定の角度傾斜し、かつ互いに略平行な第１及び第２の２つの傾斜面とを有する第１透明基板と、
前記第１傾斜面上に設けられ、Ｐ偏光光又はＳ偏光光である前記読み取り光を反射させ、前記記録面で反射することによって前記読み取り光に対して偏光方向が９０度回転した前記反射光を透過させる偏光ビームスプリッタ層と、
前記第２傾斜面上に設けられ、入射した光の偏光方向によって回折の度合いが異なるホログラムパターンを有し、前記第２傾斜面で内面全反射する光が前記読み取り光である場合には回折させることなく反射させ、前記反射光である場合には回折させて前記光ディスクに記録されたデータ用の光束とトラッキングエラー検出用の光束とを含む複数の光束に分離させて反射させるホログラム層と、
光学的に等方性の材料によって少なくとも１つの平面部を有するブロック状に形成され、前記平面部と前記第１傾斜面とで前記偏光ビームスプリッタ層を挟むように配置される第２透明基板とで構成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記偏光性光学素子は、前記第１光入射面が前記読み取り光の光軸に対して略直交し、かつ前記偏光ビームスプリッタ層が前記光源と対面するとともに、前記読み取り光の偏光方向が前記偏光ビームスプリッタ層に対してＳ偏光光となるように配置されることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した光の偏光方向によって内部を進む光の光路を変化させる偏光性光学素子、及びこれを用いた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクに記録されたデータを読み取ったり、光ディスクに対してデータを書き込んだりする光ピックアップ装置が普及している。光ピックアップ装置では、光源が照射した読み取り光と、光ディスクで反射した反射光とを偏光ビームスプリッタで分離することにより、フォトダイオードなどの検出器に反射光を入射させている。また、こうした光ピックアップ装置の中には、偏光ビームスプリッタから出射された反射光を偏光性ホログラム素子で回折させ、０次回折光と±１次回折光とを複数の検出器で検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。こうすることで、光ディスクに記録されたデータ用の信号とトラッキングエラー検出用の信号とを各検出器の出力から得ることができる。
【特許文献１】特開平９−２８８８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１のように偏光ビームスプリッタと偏光性ホログラム素子とを設けると、部品点数の増加にともなうコストアップが懸念される。また、偏光ビームスプリッタと偏光性ホログラム素子との位置調整を行わなければならないため、組み立てが煩雑になり、これにともなう組立コストのアップも懸念される。
【０００４】
ところで、近年では、４０５ｎｍの青紫光を用いることによって、赤色光を用いる従来のＤＶＤよりも記録容量を増加させた光ディスクが実用化されている。波長の短い青紫光を偏光性ホログラム素子で分離させるためには、赤色の光が用いられるＤＶＤ用のものに比べてホログラムパターンのピッチを狭くしなければならない。
【０００５】
一般的な偏光性ホログラム素子では、液晶などの配向性材料やプロトン交換膜によってホログラムパターンを形成している。ところが、配向性材料には、青紫光に対応したピッチのホログラムパターンを形成するのが難しい、青紫光で劣化するといった問題がある。また、プロトン交換膜には、青紫光に対応したピッチのホログラムパターンは形成できるものの、プロトン交換膜の形成に係るコストが高く、偏光性ホログラム素子のコストアップを招いてしまうという問題がある。このため、青紫光に対応したホログラムパターンを安価に構成したいという要望が強くあった。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、光ディスクに記録されたデータ用の信号とトラッキングエラー検出用の信号とをコストアップを招くことなく得られるようにするとともに、青紫光に対応したホログラムパターンを安価に構成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、入射した光の偏光方向によって内部を進む前記光の光路を変化させる偏光性光学素子において、光学的に等方性の材料によって断面略平行四辺形の四角柱状に形成され、光が入射する第１光入射面と、この第１光入射面と略平行な第２光入射面と、これらの各光入射面に対して所定の角度傾斜し、かつ互いに略平行な第１及び第２の２つの傾斜面とを有する第１透明基板と、前記第１傾斜面上に設けられ、Ｐ偏光光又はＳ偏光光の第１偏光光を反射させ、前記第１偏光光に対して偏光方向が９０度回転した第２偏光光を透過させる偏光ビームスプリッタ層と、前記第２傾斜面上に設けられ、入射した光の偏光方向によって回折の度合いが異なるホログラムパターンを有し、前記第２傾斜面で内面全反射する光が前記第１偏光光である場合、その光を回折させることなく反射させ、前記第２偏光光である場合、その光を回折させて反射させるホログラム層と、光学的に等方性の材料によって少なくとも１つの平面部を有するブロック状に形成され、前記平面部と前記第１傾斜面とで前記偏光ビームスプリッタ層を挟むように配置される第２透明基板とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
なお、前記偏光ビームスプリッタ層及び前記ホログラム層は、屈折率の異なる複数の誘電体膜を交互に積層してなる光学多層膜で構成されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記ホログラム層は、複屈折性を有する第１領域と、光学的に等方性な第２領域とを有し、前記各領域をそれぞれ筋状に形成して交互に並べることにより、縞模様状の前記ホログラムパターンを形成していることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明は、入射した光の偏光方向によって内部を進む前記光の光路を変化させる偏光性光学素子を用いて、光源が照射した読み取り光と、光ディスクの記録面で反射した反射光とを分離する光ピックアップ装置において、前記偏光性光学素子を、光学的に等方性の材料によって断面略平行四辺形の四角柱状に形成され、前記読み取り光が入射する第１光入射面と、この第１光入射面と略平行で前記反射光が入射する第２光入射面と、これらの各光入射面に対して所定の角度傾斜し、かつ互いに略平行な第１及び第２の２つの傾斜面とを有する第１透明基板と、前記第１傾斜面上に設けられ、Ｐ偏光光又はＳ偏光光である前記読み取り光を反射させ、前記記録面で反射することによって前記読み取り光に対して偏光方向が９０度回転した前記反射光を透過させる偏光ビームスプリッタ層と、前記第２傾斜面上に設けられ、入射した光の偏光方向によって回折の度合いが異なるホログラムパターンを有し、前記第２傾斜面で内面全反射する光が前記読み取り光である場合には回折させることなく反射させ、前記反射光である場合には回折させて前記光ディスクに記録されたデータ用の光束とトラッキングエラー検出用の光束とを含む複数の光束に分離させて反射させるホログラム層と、光学的に等方性の材料によって少なくとも１つの平面部を有するブロック状に形成され、前記平面部と前記第１傾斜面とで前記偏光ビームスプリッタ層を挟むように配置される第２透明基板とで構成したことを特徴とする。
【００１１】
なお、前記偏光性光学素子は、前記第１光入射面が前記読み取り光の光軸に対して略直交し、かつ前記偏光ビームスプリッタ層が前記光源と対面するとともに、前記読み取り光の偏光方向が前記偏光ビームスプリッタ層に対してＳ偏光光となるように配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、第１透明基板の第１傾斜面上に偏光ビームスプリッタ層を設け、第１透明基板の第２傾斜面上にホログラム層を設けた。これにより、偏光性ホログラム素子を別途設ける必要がなくなるので、部品点数の増加にともなうコストアップを招く心配がない。また、位置調整を行う必要もないので、組立コストのアップを招く心配もない。
【００１３】
また、光学多層膜は、微細加工性に優れ、青紫光に対応したピッチのホログラムパターンも容易に形成できるとともに、プロトン交換膜に比べて安価に製造することができる。従って、ホログラム層に光学多層膜を用いるようにすれば、青紫光に対応したホログラムパターンを安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に示すように、光ピックアップ装置２は、レーザダイオード１０（以下、ＬＤ１０と称す）、偏光性光学素子１２、コリメートレンズ１４、λ／４波長板１６、対物レンズ１８、フォトダイオード２０（以下、ＰＤ２０と称す）で構成されている。光ピックアップ装置２は、光ディスク４の記録面４ａに向けて光源であるＬＤ１０から読み取り光を照射する。そして、記録面４ａで反射した反射光をＰＤ２０で受光し、反射光の光強度の強弱を検知することにより、光ディスク４に記録されたデータを読み取る。
【００１５】
ＬＤ１０は、直線偏光された光を読み取り光として照射し、その読み取り光を偏光性光学素子１２に入射させる。
【００１６】
図１、及び図２に示すように、偏光性光学素子１２は、第１透明基板３０と、第２透明基板３２と、偏光ビームスプリッタ層３４（以下、ＰＢＳ層３４と称す）と、ホログラム層３６とからなり、これらによって略台形柱状に構成されている。この偏光性光学素子１２は、入射した光の偏光方向によって内部を進む前記光の光路を変化させる。なお、図１では、便宜上、ＰＢＳ層３４及びホログラム層３６に厚みを持たせて記載しているが、ＰＢＳ層３４の膜厚は、約０．５５μｍであり、ホログラム層３６の膜厚は、約０．２μｍである。
【００１７】
各透明基板３０、３２には、光学ガラスや光学プラスチックなどの光学的に等方性の材料が用いられている。第１透明基板３０は、断面略平行四辺形の四角柱状に形成されており、略平行な底面（第１光入射面）３０ａ、上面（第２光入射面）３０ｂ、及びこれらの各面３０ａ、３０ｂに対して略４５度傾斜し、互いに略平行な第１及び第２の２つの傾斜面３０ｃ、３０ｄを有している。なお、ＬＤ１０からの読み取り光が入射する底面３０ａ、及び記録面４ａからの反射光が入射する上面３０ｂには、これらの面における光の反射を防止するＡＲ（Anti-Reflection）コート層を設けることが好ましい。
【００１８】
第２透明基板３２は、断面略直角二等辺三角形の三角柱状に形成されており、上面３２ａと、この上面３２ａと略直交する側面３２ｂと、これらの各面３２ａ、３２ｂに対して略４５度傾斜した傾斜面（平面部）３２ｃとを有している。この傾斜面３２ｃは、第１透明基板３０の各傾斜面３０ｃ、３０ｄと略同一の形状に形成されている。第２透明基板３２は、第１透明基板３０の第１傾斜面３０ｃに傾斜面３２ｃを合わせるようにして第１透明基板３０と組み合わされる。これにより、偏光性光学素子１２が、略台形柱状に構成される。
【００１９】
ＰＢＳ層３４は、第１透明基板３０の第１傾斜面３０ｃと第２透明基板３２の傾斜面３２ｃとに挟まれるように設けられている。ホログラム層３６は、第１透明基板３０の第２傾斜面３０ｄ上に設けられている。従って、ＰＢＳ層３４及びホログラム層３６は、第１透明基板３０の底面３０ａ、上面３０ｂに対して略４５度傾斜している。
【００２０】
ＰＢＳ層３４は、Ｐ偏光光をほぼ１００％透過させ、Ｓ偏光光をほぼ１００％反射させる光学特性を有している。ホログラム層３６には、入射する光の偏光方向によって回折の度合いが異なるホログラムパターンが形成されている。このホログラム層３６は、第１透明基板３０内に入射して第２傾斜面３０ｄで内面全反射する光がＰ偏光光である場合、その光を回折させて反射させ、Ｓ偏光光である場合、その光を回折させることなく反射させる光学特性を有している。偏光性光学素子１２は、これらの各層３４、３６によって、入射した光の光路を変化させる。
【００２１】
上記のように構成された偏光性光学素子１２は、底面３０ａと上面３０ｂとが読み取り光の光軸に対して略直交し、かつＰＢＳ層３４がＬＤ１０と対面するとともに、読み取り光の偏光方向がＰＢＳ層３４に対してＳ偏光となるように配置される。
【００２２】
偏光性光学素子１２は、ＬＤ１０から照射されたＳ偏光の読み取り光が入射すると、その読み取り光をＰＢＳ層３４で反射させるとともに、第１透明基板３０の第２傾斜面３０ｄで内面全反射させ、コリメートレンズ１４に入射させる。この際、Ｓ偏光である読み取り光は、ホログラム層３６で回折することなく第２傾斜面３０ｄで内面全反射する。
【００２３】
コリメートレンズ１４は、光軸を中心に±１０度程度の広がりを持ってＬＤ１０から照射される読み取り光を平行光束に変換し、λ／４波長板１６に入射させる。λ／４波長板１６は、直線偏光の読み取り光を円偏光に変換し、対物レンズ１８に入射させる。対物レンズ１８は、円偏光に変換された読み取り光を記録面４ａ上に集光させ、読み取り光を記録面４ａに照射する。
【００２４】
記録面４ａに照射された読み取り光は、記録面４ａで反射し、反射光となって再び対物レンズ１８に入射する。この際、反射光は、ピットの有無や結晶化による反射率の変化などといった記録面４ａの状態に応じて光強度が変化する。また、反射光は、記録面４ａで反射することにより、読み取り光とは逆向きに回転する円偏光になる。
【００２５】
対物レンズ１８は、入射した反射光を平行光束に変換し、λ／４波長板１６に入射させる。λ／４波長板１６は、円偏光の反射光を直線偏光の光に変換し、コリメートレンズ１４に入射させる。この際、反射光は、読み取り光と回転方向が逆向きの円偏光であるため、読み取り光に対して９０度回転した直線偏光、すなわちＰＢＳ層３４及びホログラム層３６に対するＰ偏光光に変換される。コリメートレンズ１４は、反射光を集光し、偏光性光学素子１２に入射させる。
【００２６】
偏光性光学素子１２は、Ｐ偏光の反射光が入射すると、その反射光を第１透明基板３０の第２傾斜面３０ｄで内面全反射させるとともに、ＰＢＳ層３４を透過させ、第２透明基板３２の側面３２ｂから出射させる。また、偏光性光学素子１２は、第２傾斜面３０ｄで内面全反射させる際に、ホログラム層３６で反射光を回折させ、反射光を複数の光束に分離させる。
【００２７】
ＰＤ２０は、受光面２０ａが側面３２ｂと対面するように配置されており、側面３２ｂから出射される０次回折光、及び±１次回折光を受光面２０ａで受光する。そして、ＰＤ２０は、受光した各回折光を光電変換し、その光強度に応じた電気信号を出力する。これにより、各回折光に対応する電気信号に基づいて、光ディスク４に記録されたデータ用の信号とトラッキングエラー検出用の信号とが得られる。
【００２８】
図３に示すように、ＰＢＳ層３４は、第１誘電体膜４０と、この第１誘電体膜４０よりも低い屈折率の第２誘電体膜４２とを交互に積層してなる光学多層膜で構成されている。本実施形態では、５層の第１誘電体膜４０と、４層の第２誘電体膜４２とからなる９層構造の光学多層膜をＰＢＳ層３４として示している。第１誘電体膜４０には、例えば、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）が用いられる。また、第２誘電体膜４２には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）が用いられる。なお、各誘電体膜４０、４２の層数、及び材料は、上記に限定されるものではない。
【００２９】
光学多層膜からなるＰＢＳ層３４は、Ｐ偏光光に対応する屈折率と、Ｓ偏光光に対応する屈折率とを持つ複屈折性を有している。Ｐ偏光光に対応する屈折率は、各透明基板３０、３２の屈折率と略同一になっている。これにより、第１透明基板３０内に入射したＰ偏光光は、ＰＢＳ層３４で反射することなく透過する。一方、Ｓ偏光光に対応する屈折率は、各透明基板３０、３２の屈折率よりも低くなっている。これにより、第１透明基板３０内に入射したＳ偏光光は、ＰＢＳ層３４の表面で全反射する。
【００３０】
図４に示すように、ホログラム層３６は、第１透明基板３０の第２傾斜面３０ｄの上に設けられる第１薄膜４４と、この第１薄膜４４の上に設けられた第１及び第２の２つの領域４６、４８とからなる。第１薄膜４４には、例えば、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）が用いられる。なお、図２では、第１薄膜４４の図示を便宜的に省略している。
【００３１】
各領域４６、４８は、それぞれ筋状に形成されている。ホログラム層３６は、各領域４６、４８を交互に並べることにより、縞模様状のホログラムパターンを形成している。また、各領域４６、４８は、光入射面である底面３０ａ、上面３０ｂに対して直交する光を第２傾斜面３０ｄに入射させた際に生じる入射面と、それぞれの長手方向（矢線Ａで示す方向）とが略直交するように形成されている。
【００３２】
第１領域４６は、第２から第４の３層の薄膜５０、５２、５４からなる多層膜構造になっており、ＰＢＳ層３４と同様に、Ｐ偏光光に対応する屈折率と、Ｓ偏光光に対応する屈折率とを持つ複屈折性を有している。第２薄膜５０、及び第４薄膜５４には、例えば、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）が用いられ、第３薄膜５２には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）が用いられる。また、第１領域４６の配列ピッチＰｔは、約１３００ｎｍであり、第１領域４６の幅Ｗは、約６５０ｎｍである。なお、第１領域４６の積層数、材料、配列ピッチＰｔ、及び幅Ｗなどは、上記に限定されるものではない。
【００３３】
第２領域４８は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）による単層構造に構成されている。この第２領域４８は、光学的に等方性であるとともに、４５度の傾斜角度でＳ偏光光が入射した場合の第１領域４６と同じ屈折率を有している。なお、第２領域４８の材料は、上記に限定されるものではなく、等方性で上記屈折率を有するものであれば、如何なるものでもよい。さらに、第２領域４８は、単層構造に限らず、上記の条件を満たすものであれば多層構造でもよい。
【００３４】
ホログラム層３６による回折度合いの変化は、第１領域４６の複屈折性に起因する。第１透明基板３０内で第２傾斜面３０ｄにＳ偏光光が入射した場合には、各領域４６、４８の屈折率が略同一であるため、前述のように、回折することなく光が反射する。これに対し、第１透明基板３０内で第２傾斜面３０ｄにＰ偏光光が入射した場合には、各領域４６、４８に屈折率差が生じるため、回折の度合いが大きくなり、前述のように、回折した光が反射する。
【００３５】
上記構成の偏光性光学素子１２を製造するには、先ず、第２透明基板３２の傾斜面３２ｃに光学多層膜からなるＰＢＳ層３４を蒸着によって形成する。光学多層膜の形成方法については、例えば、特開２００７−１０２１１１号公報に詳細に説明されている。
【００３６】
次に、図５に示すように、第１薄膜４４、酸化シリコン膜６０、アルミニウム膜６２の順に、各膜を第１透明基板３０の第２傾斜面３０ｄに蒸着する。各膜の膜厚は、第１薄膜４４が７６．７ｎｍ、酸化シリコン膜６０が１０４．７ｎｍ、アルミニウム膜６２が５０〜１００ｎｍである。
【００３７】
各膜を蒸着した後、酸化シリコン膜６０とアルミニウム膜６２とをエッチングすることにより、図６に示すように、複数の筋状の第２領域４８と、これらの各第２領域４８の上に設けられたアルミ領域６４とを形成する。各領域４８、６４を形成した後、図７に示すように、これらの上に第２薄膜５０、第３薄膜５２、第４薄膜５４を蒸着する。各薄膜の膜厚は、第２薄膜５０が３１．２ｎｍ、第３薄膜５２が７１．８ｎｍ、第４薄膜５４が２５．７ｎｍである。
【００３８】
そして、この後、アルミ領域６４を第２領域４８から剥離させることにより、第２領域４８の上に積層された各薄膜５０、５２、５４を除去する。これにより、各第２領域４８の間に第１領域４６が設けられ、第１薄膜４４と、第１領域４６と、第２領域４８とからなる膜厚約０．２μｍのホログラム層３６（図４参照）が、第１透明基板３０の第２傾斜面３０ｄの上に形成される。
【００３９】
上記のように、第２透明基板３２の傾斜面３２ｃにＰＢＳ層３４を形成し、第１透明基板３０の第２傾斜面３０ｄにホログラム層３６を形成した後、第１透明基板３０の第１傾斜面３０ｃと第２透明基板３２の傾斜面３２ｃとでＰＢＳ層３４を挟むように、第１透明基板３０と第２透明基板３２とを接着する。これにより、偏光性光学素子１２が完成する。なお、偏光性光学素子１２の製造手順は、上記に限定されるものではない。
【００４０】
［実施例］
次に、上記構成の偏光性光学素子１２の実施例について説明する。各透明基板３０、３２には、屈折率１．８００６３の光学ガラスを用いた。第１透明基板３０の第２傾斜面３０ｄに、上記の製造手順で下表１に示すホログラム層３６を形成した。この際、第１薄膜４４、第２薄膜５０、及び第４薄膜５４に用いられる五酸化ニオブの屈折率は、２．５２０３であり、第２領域４８、第３薄膜５２に用いられる酸化シリコンの屈折率は、１．４７０１９であった。続いて、第２透明基板３２の傾斜面３２ｃに、下表２に示す９層構造の光学多層膜からなるＰＢＳ層３４を形成した。そして、ホログラム層３６が形成された第１透明基板３０と、ＰＢＳ層３４が形成された第２透明基板３２とを接着し、偏光性光学素子１２を完成させた。
【００４１】
【表１】
2010102748.tif 000003
【００４２】
【表２】
2010102748.tif 000004
【００４３】
完成した偏光性光学素子１２に対し、光軸を中心に±１２度の広がり角を持つ波長４０５ｎｍのＳ偏光光を底面３０ａと光軸とが略直交するように照射し、ＰＢＳ層３４に向けて底面３０ａから入射させた。偏光性光学素子１２に入射したＳ偏光光は、ＰＢＳ層３４で反射するとともに、回折することなく第２傾斜面３０ｄで内面全反射し、上面３０ｂから出射した。
【００４４】
図８、９は、上記のようにＳ偏光光を入射させた際の第２傾斜面３０ｄにおける反射率を示すグラフである。各グラフの横軸は、入射する光の入射角度（光の広がり角度）であり、各グラフの縦軸は、第２傾斜面３０ｄを反射した光の反射率である。また、図８は、Ｓ偏光光を入射させた際の０次回折光の反射率を示し、図９は、Ｓ偏光光を入射させた際の±１次回折光の反射率を示している。
【００４５】
図８に示すように、第２傾斜面３０ｄにＳ偏光光を入射させた際の０次回折光の反射率は、±１２度の入射角度にわたって、ほぼ１００％であった。また、図９に示すように、第２傾斜面３０ｄにＳ偏光光を入射させた際の±１次回折光の反射率は、±１２度の入射角度にわたって、ほぼ０％であった。このように、Ｓ偏光光を第２傾斜面３０ｄに入射させた際には、その光がホログラム層３６で回折することなく、ほぼ１００％の反射率で反射した。
【００４６】
次に、偏光性光学素子１２に対し、光軸を中心に±１２度の広がり角を持つ波長４０５ｎｍのＰ偏光光を上面３０ｂと光軸とが略直交するように照射し、ホログラム層３６に向けて上面３０ｂから入射させた。偏光性光学素子１２に入射したＰ偏光光は、第２傾斜面３０ｄで内面全反射するとともにホログラム層３６で回折し、ＰＢＳ層３４を透過して側面３２ｂから出射した。
【００４７】
図１０、１１は、上記のようにＰ偏光光を入射させた際の第２傾斜面３０ｄにおける反射率を示すグラフである。図１０は、Ｐ偏光光を入射させた際の０次回折光の反射率を示し、図１１は、Ｐ偏光光を入射させた際の±１次回折光の反射率を示している。なお、各グラフの横軸、及び縦軸の定義は、図８、９と同様である。
【００４８】
図１０に示すように、第２傾斜面３０ｄにＰ偏光光を入射させた際の０次回折光の反射率は、±１２度の入射角度にわたって、およそ２０〜３０％であった。また、図１１に示すように、第２傾斜面３０ｄにＰ偏光光を入射させた際の±１次回折光の反射率は、±１２度の入射角度にわたって、ほぼ３０％であった。このように、Ｐ偏光光を第２傾斜面３０ｄに入射させた際には、その光が第２傾斜面３０ｄで内面全反射すると同時にホログラム層３６で回折した。そして、その回折効率は、０次、及び±１次回折光でともに約３０％であった。
【００４９】
さらに、偏光性光学素子１２に対し、波長６６０ｎｍの赤色光を用いて上記と同じ検査を行った。その結果、偏光性光学素子１２は、波長６６０ｎｍの赤色光を入射させた場合にも、波長４０５ｎｍの青紫光を入射させた際とほぼ同様の光学特性を示した。
【００５０】
このように、本実施例の偏光性光学素子１２によれば、４０５ｎｍと６６０ｎｍとの２つの波長に対応することができる。従って、本実施例の偏光性光学素子は、例えば、青紫光を用いるブルーレイディスクと赤色光を用いるＤＶＤとに対応する光ピックアップ装置２に好ましく用いることができる。
【００５１】
なお、本実施例では、４０５ｎｍと６６０ｎｍとの２波長に対応させたが、ＰＢＳ層３４やホログラム層３６の膜構成を調整することによって、上記２つに７８０ｎｍの赤外光を加えた３波長に対応させることもできる。こうすれば、ブルーレイディスクやＤＶＤに加えてＣＤにも対応させることができる。
【００５２】
上記実施形態では、Ｐ偏光光が透過し、Ｓ偏光光が反射するようにＰＢＳ層３４を構成したが、これとは反対に、Ｓ偏光光が透過し、Ｐ偏光光が反射するようにＰＢＳ層３４を構成してもよい。なお、Ｐ偏光光が反射するようにＰＢＳ層３４を構成する場合には、Ｐ偏光光が回折せず、Ｓ偏光光が回折するようにホログラム層３６を構成すればよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、ＰＢＳ層３４及びホログラム層３６の傾斜角度を４５度としたが、傾斜角度は、これに限定することなく、任意の角度でよい。さらに、上記実施形態では、光ピックアップ装置２に本発明の偏光性光学素子１２を適用したが、本発明の偏光性光学素子１２は、これに限ることなく、他の光学装置に適用してよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】光ピックアップ装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】偏光性ホログラム素子の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】ＰＢＳ層の構成を概略的に示す部分断面図である。
【図４】ホログラム層の構成を概略的に示す部分断面図である。
【図５】ホログラム層の製造手順を示す説明図である。
【図６】ホログラム層の製造手順を示す説明図である。
【図７】ホログラム層の製造手順を示す説明図である。
【図８】Ｓ偏光光を第２傾斜面に入射させた際の０次回折光の反射率を示すグラフである。
【図９】Ｓ偏光光を第２傾斜面に入射させた際の±１次回折光の反射率を示すグラフである。
【図１０】Ｐ偏光光を第２傾斜面に入射させた際の０次回折光の反射率を示すグラフである。
【図１１】Ｐ偏光光を第２傾斜面に入射させた際の±１次回折光の反射率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
２  光ピックアップ装置
４  光ディスク
４ａ  記録面
１０  ＬＤ（光源）
１２  偏光性光学素子
３０  第１透明基板
３０ａ  底面（第１光入射面）
３０ｂ  上面（第２光入射面）
３０ｃ  第１傾斜面
３０ｄ  第２傾斜面
３２  第２透明基板
３２ｃ  傾斜面（平面部）
３４  ＰＢＳ層
３６  ホログラム層
４０  第１誘電体膜
４２  第２誘電体膜
４６  第１領域
４８  第２領域
【図１】
2010102748.tif 000005
【図２】
2010102748.tif 000006
【図３】
2010102748.tif 000007
【図４】
2010102748.tif 000008
【図５】
2010102748.tif 000009
【図６】
2010102748.tif 000010
【図７】
2010102748.tif 000011
【図８】
2010102748.tif 000012
【図９】
2010102748.tif 000013
【図１０】
2010102748.tif 000014
【図１１】
2010102748.tif 000015