(57)【要約】  収束光または発散光が入射してくる光学系に使用された場合でも、入射角度依存性による性能低下を低減可能な波長板素子を提供する。波長板素子１０は、構造周期Ｐが使用波長λよりも短い凹凸周期構造を有する波長板素子であって、進相軸と遅相軸がなす平面において進相軸方向に対し垂直に引かれる分割線に沿って少なくとも第１乃至第３のエリア１１，１２，１３に分割され、第１のエリアは、その両隣の第２及び第３のエリアの各凹凸周期構造と異なる凹凸周期構造を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造周期Ｐが使用波長λよりも短い凹凸周期構造を有する波長板素子であって、
進相軸と遅相軸がなす平面において進相軸方向に対し垂直に引かれる分割線に沿って少なくとも第１乃至第３のエリアに分割され、
前記第１のエリアは、その両隣の前記第２及び第３のエリアの各凹凸周期構造と異なる凹凸周期構造を有することを特徴とする波長板素子。
【請求項２】
前記第２のエリアの凹凸周期構造と前記第３のエリアの凹凸周期構造が異なる請求の範囲第１項に記載の波長板素子。
【請求項３】
前記第２のエリアの凹凸周期構造と前記第３のエリアの凹凸周期構造が同じである請求の範囲第１項に記載の波長板素子。
【請求項４】
前記波長板素子が少なくとも第１乃至第４のエリアに分割された場合、前記第４のエリア及びそれ以降のエリアが前記第１のエリアに対し片方側に位置する請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の波長板素子。
【請求項５】
前記第１のエリアの中心軸が波長板素子の中心軸と一致する請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の波長板素子。
【請求項６】
前記凹凸周期構造が異なるとは、凹凸周期構造の構造周期Ｐ，フィリングファクタｆ及び構造高さＨの内の少なくとも１つが異なることである請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の波長板素子。
【請求項７】
波長板素子を通過した光束に対し、すべてのエリアにおいてλ／４またはλ／２の位相差を与える請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１項に記載の波長板素子。
【請求項８】
請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか１項に記載の波長板素子を搭載し、前記波長板素子に入射する光束が発散光または収束光であることを特徴とする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、構造周期Ｐが使用波長λよりも短い凹凸周期構造を有する波長板素子及びこの波長板素子を用いた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造性複屈折を利用した波長板は、その凹凸周期構造の寸法選択により、広い波長帯域で一定の位相差性能を持つ広帯域波長板を実現できることが知られている。例えば、光ピックアップの重要な部品の一つとして使われる１／４波長板においては、次世代光ディスクの登場により、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの広い波長帯域で一定の位相差性能を発現できる広帯域波長板が求められている。【０００３】
下記特許文献１は、光束が通過する光学面に構造性複屈折を有する異なる微細形状を形成した複数の領域を有し、一つの領域を通過した光束が他の領域を通過した光束に対して異なる位相差を与えるようにした位相差発生部材を開示する。また、下記特許文献２は、光束が通過する位置に応じて異なる位相差を発生させ、光束が通過する面に構造性複屈折を有する微細形状を設けており、微細形状は光束が通過する位置に応じて異なる位相差を発生させるようにした位相差発生部材を開示する。
【特許文献１】特開２００６−２０８３４１号公報
【特許文献２】特開２００６−２６０６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、波長板に入射する光は平行光束とは限らず、光学系によっては収束または発散した光となる場合がある。このような場合、波長板は入射角度依存性を示すことがあり、特に、入射角度が大きくなる有効径の外周エリアにおいて透過率低下等の性能低下の問題が生じてしまう。このような波長板への入射光が収束光または発散光の場合、波長板における透過率低下等の性能低下に関する入射角度依存性について図１乃至図５を参照して説明する。【０００５】
構造性複屈折波長板５０は、通常、図１のような凹凸周期構造により構成され、溝部の屈折率ｎ1と柱部の屈折率ｎ2は異なる。図１では柱先端部５１と溝底部５２が平らな矩形の柱となっているが、柱先端部５１及び／又は溝底部５２が平らでない形状でもよい。この凹凸周期構造の構造周期Ｐ、フィリングファクタｆ（＝Ｌ／Ｐ）、構造高さＨの寸法選択により、発現する透過率や位相差性能を制御することができる。例えば、波長λ４００ｎｍ〜８００ｎｍで一定の位相差性能を発現させるには、最短波長λｍｉｎに対し、λｍｉｎ／２＜Ｐ＜λｍｉｎの範囲内で寸法を選択する。【０００６】
ここで、図２（ａ）のようにｙｚ面内で光束が入射角度θｙで入射した場合、及び、図２（ｂ）のようにｘｚ面内で光束が入射角度θｘで入射した場合について、構造性複屈折波長板５０における波長λ４０５ｎｍの各入射角依存性を図３（ａ）、（ｂ）に示す。なお、構造性複屈折波長板５０の凹凸周期構造は次のとおりである。
構造周期Ｐ：３４０ｎｍ
フィリングファクタｆ：０．７５
構造高さＨ：２３８０ｎｍ
図２（ａ）の場合、図３（ａ）のように、透過率と位相差性能ともにθｙ＝０度のときの性能に比べ、入射角度θｙが変わってもほとんど性能が変化しないことが分かる。一方、図２（ｂ）の場合、図３（ｂ）のように、入射角度θｘが大きくなるに従い、特に透過率が低下し、大きく性能が変化する。図３（ａ）、（ｂ）の結果から、構造性複屈折波長板５０は、大きな入射角度依存性を有し、また、その入射角度依存性は構造方向と関係を持つことが分かる。【０００７】
また、図４，図５に、図３と同じ凹凸周期構造について入射角度θｘに関する波長λ６５０ｎｍ，７８０ｎｍの場合の入射角度依存性を示す。図４，図５から、波長λ６５０ｎｍ，７８０ｎｍの場合には入射角度θｘに関してもほとんど性能の変化がないことが分かる。これは、この凹凸周期構造の構造周期Ｐが入射する波長λに対して十分に小さいためであると考えられる。【０００８】
なお、波長板のような複屈折素子において、光の進む速度が速い（位相が進む）方位をその素子の進相軸といい、反対に遅い（位相が遅れる）方位を遅相軸といい、進相軸と遅相軸とを総称して主軸という。図１、図２（ａ）、（ｂ）では、進相軸がｘ軸に沿い溝部に略直交し、遅相軸がｙ軸に沿い溝部に略平行である。【０００９】
以上のように、波長板に求められる高い透過率と所望の位相差性能を発現する構造寸法を最適に設計しても、この波長板を収束光または発散光が入射する光学系で使用した場合、特に、入射角度θｘが大きくなる有効径の外周エリアにおいて著しく性能が低下してしまう。【００１０】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、収束光または発散光が入射してくる光学系に使用された場合でも、入射角度依存性による性能低下を低減可能な波長板素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明による波長板素子は、構造周期Ｐが使用波長λよりも短い凹凸周期構造を有する波長板素子であって、進相軸と遅相軸がなす平面において進相軸方向に対し垂直に引かれる分割線に沿って少なくとも第１乃至第３のエリアに分割され、前記第１のエリアは、その両隣の前記第２及び第３のエリアの各凹凸周期構造と異なる凹凸周期構造を有することを特徴とする。【００１２】
この波長板素子によれば、進相軸方向に対し垂直に分割された少なくとも第１乃至第３のエリアにおいて、中央の第１のエリアとその両隣の第２及び第３のエリアが異なる凹凸周期構造を有することで、各エリアごとにそのエリアに入射してくる光の入射角度に対して最適な設計寸法の凹凸周期構造を選定することが可能となる。したがって、波長板素子が収束光または発散光が入射してくる光学系に使用された場合でも、入射角度依存性による性能低下を低減できる。【００１３】
上記波長板素子において前記第２のエリアの凹凸周期構造と前記第３のエリアの凹凸周期構造が異なってもよく、また、前記第２のエリアの凹凸周期構造と前記第３のエリアの凹凸周期構造が同じであってもよい。【００１４】
また、前記波長板素子が少なくとも第１乃至第４のエリアに分割された場合、前記第４のエリア及びそれ以降のエリアが前記第１のエリアに対し片方側に位置するように偏って構成してもよい。【００１５】
また、前記第１のエリアの中心軸が波長板素子の中心軸と一致するように構成できる。【００１６】
また、前記凹凸周期構造が異なるとは、凹凸周期構造の構造周期Ｐ，フィリングファクタｆ及び構造高さＨの内の少なくとも１つが異なることである。【００１７】
また、上記波長板素子は、波長板素子を通過した光束に対し、すべてのエリアにおいてλ／４またはλ／２の位相差を与えるものである。【００１８】
本発明による光ピックアップ装置は、上述の波長板素子を搭載し、前記波長板素子に入射する光束が発散光または収束光であることを特徴とする。光ピックアップ装置が波長板素子を搭載した場合、この波長板素子に発散光または収束光が入射しても、入射角度依存性による性能低下を低減できるので、光情報記録媒体に対する情報の記録・再生の光ピックアップ性能を維持できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の波長板素子によれば、波長板素子が収束光または発散光が入射してくる光学系に使用された場合でも、入射角度依存性による性能低下を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の凹凸周期構造が形成された構造性複屈折波長板を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の構造性複屈折波長板にｙｚ面内で光束が入射角度θｙで入射した場合をを概略的に示す斜視図（ａ）、同じくｘｚ面内で光束が入射角度θｘで入射した場合を概略的に示す斜視図（ｂ）である。
【図３】図１のような従来の構造性複屈折波長板の波長４０５ｎｍにおける入射角依存性を示すグラフであり、図２（ａ）のようなθｙ方向の場合のグラフ（ａ）、及び図２（ｂ）のようなθｘ方向の場合のグラフ（ｂ）である。
【図４】図３の構造性複屈折波長板の波長６５０ｎｍにおける入射角依存性（θｘ方向）を示すグラフである。
【図５】図３の構造性複屈折波長板の波長７８０ｎｍにおける入射角依存性（θｘ方向）を示すグラフである。
【図６】第１の実施の形態による波長板素子を模式的に示す平面図（ａ）及び波長板素子をｘ軸方向に切断し模式的に示す断面図（ｂ）である。
【図７】第１の実施の形態による波長板素子１０を用いた光ピックアップ装置の概略図である。
【図８】従来の波長板素子の性能例を波長４０５ｎｍ（ａ）、波長６５０ｎｍ（ｂ）、波長７８０ｎｍ（ｃ）毎に示すグラフである。
【図９】第１の形態による波長板素子の具体例な構造例の性能を波長４０５ｎｍ（ａ）、波長６５０ｎｍ（ｂ）、波長７８０ｎｍ（ｃ）毎に示すグラフである。
【図１０】第２の実施の形態による波長板素子を模式的に示す平面図である。
【図１１】第２の形態による波長板素子の具体例な構造例の性能を波長４０５ｎｍ（ａ）、波長６５０ｎｍ（ｂ）、波長７８０ｎｍ（ｃ）毎に示すグラフである。
【図１２】第３の実施の形態による波長板素子を模式的に示す平面図である。
【図１３】第４の実施の形態による波長板素子を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  波長板素子
１１〜１３  第１〜第３のエリア
２０  波長板素子
２１〜２７  第１〜第７のエリア
３０  波長板素子
３１〜３５  第１〜第５のエリア
４０  波長板素子
４１〜４３  第１〜第３のエリア
１００  光ピックアップ装置
１２０  対物レンズ
２００  光ディスク、光情報記録媒体
Ｈ  構造高さ
Ｐ構造周期
ｆ  フィリングファクタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。【００２３】
〈第１の実施の形態〉
図６は第１の実施の形態による波長板素子を模式的に示す平面図（ａ）及び波長板素子をｘ軸方向に切断し模式的に示す断面図（ｂ）である。図６（ｂ）では波長板素子をｘ軸方向に引き延ばして示している。【００２４】
図６（ａ）、（ｂ）のように、波長板素子１０は、平面的に円形状に構成され、凹凸周期構造が形成され、凹凸周期構造の溝部がｙ軸に沿って形成され、ｘ軸方向が進相軸、ｙ軸方向が遅相軸になっている。波長板素子１０は、図６（ａ）のｘ−ｙ平面において、進相軸（ｘ軸）に直交する方向に引かれる分割線ａ，ｂに沿って第１のエリア１１，第２のエリア１２及び第３のエリア１３の３つに分割されている。【００２５】
図６（ａ）のように、第１のエリア１１が中央に位置し、第１のエリア１１の中心軸が波長板素子１０の中心軸と一致しており、第２のエリア１２及び第３のエリア１３が第１のエリア１１のｘ軸方向の両側に位置している。【００２６】
上述のように、波長板素子１０を進相軸方向に対して垂直に第１〜第３のエリア１１〜１３に分割し、それぞれのエリアごとにそのエリアに入射してくる光の入射角度に対して最適な設計寸法の凹凸周期構造を選定する。【００２７】
本実施の形態の波長板素子１０は、図６（ｂ）のように、第１のエリア１１の凹凸周期構造が第２のエリア１２及び第３のエリア１３の凹凸周期構造と異なっており、第２のエリア１２及び第３のエリア１３の各凹凸周期構造は同一である。すなわち、第２及び第３のエリア１２，１３の凹凸周期構造の構造周期Ｐ（図１参照）と構造高さＨ（図１参照）が第１のエリア１１のものよりも小さく構成されている。【００２８】
次に、図６（ａ）、（ｂ）の波長板素子１０を用いた光学系を含む光ピックアップ装置について図７を参照して説明する。図７は第１の実施の形態による波長板素子１０を用いた光ピックアップ装置の概略図である。【００２９】
図８の光ピックアップ装置１００は、所定波長の光束を出射する半導体レーザ１１０と、光情報記録媒体である光ディスク２００の情報記録面２００ａ上に集光させる対物レンズ１２０と、光ディスク２００の情報記録面２００ａからの光信号を電気信号に変換する光検出器１４０と、を有し、波長板素子１０が偏光ビームスプリッタ１３０と対物レンズ１２０との間に配置されている。【００３０】
光ピックアップ装置１００は光ディスク２００に対し情報の記録・再生が可能であるが、光ディスク２００を再生する場合を例にして説明する。半導体レーザ１１０から光束を出射し、出射した光束は、レンズ１５０を透過し、偏光ビームスプリッタ１３０で反射し、波長板素子１０を透過して直線偏光から円偏光の光束となる。この光束は対物レンズ１２０により図の実線のように光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２００ａに集光される。【００３１】
そして、情報記録面２００ａで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１２０、波長板素子１０、偏光ビームスプリッタ１３０、レンズ１６０を透過して、光検出器１４０に入射し、その出力信号を用いて、光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。また、光検出器１４０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ（図示省略）が半導体レーザ１１０からの光束を光ディスク２００の情報記録面２００ａ上に結像するように対物レンズ１２０を移動させるとともに、半導体レーザ１１０からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１２０を移動させる。【００３２】
上述のような光ピックアップ装置１００の光学系において半導体レーザ１１０からの光束は、波長板素子１０に入射するとき、収束光である。このため、上述のような入射角度依存性による性能低下が生じてしまうが、波長板素子１０において各エリア１１，１２，１３ごとにそのエリアに入射してくる光の入射角度に対して最適な設計寸法の凹凸周期構造を選定することで、かかる性能低下を低減することができる。【００３３】
以下、本実施の形態の波長板素子１０の作用効果について具体例により図８，図９を参照して説明する。【００３４】
図７に示すような光ピックアップ装置の光学系内で波長板素子を使用した場合、従来の波長板素子の性能を図８（ａ）乃至（ｃ）に示す。ここで、波長板素子の有効径は４ｍｍであり，波長板素子に入射するすべての波長の光束は，有効径の外周部分で３度の入射角度を持つ収束光である。波長板素子の材料には、アペル（三井化学（株）製）を用い、その屈折率は、波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ405＝１．５６０，波長６５０ｎｍにおける屈折率ｎ650＝１．５４１，波長７８０ｎｍにおける屈折率ｎ780＝１．５３７である。波長板素子の凹凸周期構造寸法は、Ｐ＝３４０ｎｍ，ｆ＝０．７５，Ｈ＝２３８０ｎｍとした（図１参照）。【００３５】
入射光束は有効径の外周に行くほど入射角度が大きくなるため、図８（ａ）のように、特に波長４０５ｎｍにおいて有効径の外周に近づくにつれて透過率が著しく低下してしまうことがわかる。このとき、図８（ｂ）、（ｃ）のように、波長６５０ｎｍ，７８０ｎｍにおける性能はほとんど変化しない。【００３６】
図９（ａ）乃至（ｃ）に、本実施の形態による波長板素子の具体例な構造例を示す。図６（ａ）の第１のエリア１１の凹凸周期構造の寸法は、Ｐ＝３４０ｎｍ，ｆ＝０．７５，Ｈ＝２３８０ｎｍであり、その両側の第２及び第３のエリア１２，１３の凹凸周期構造の寸法は、Ｐ＝３００ｎｍ，ｆ＝０．７５，Ｈ＝１９２０ｎｍである（図１参照）。【００３７】
波長板素子の有効径は４ｍｍであり、波長板素子に入射するすべての波長の光束は、有効径の外周部分で３度の入射角度を持つ収束光である。波長板材料にはアペル（三井化学（株）製）を用い、その屈折率は、波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ405＝１．５６０，波長６５０ｎｍにおける屈折率ｎ650＝１．５４１，波長７８０ｎｍにおける屈折率ｎ780＝１．５３７である。【００３８】
図９（ａ）から、λ４０５ｎｍにおいて従来の波長板素子でみられた有効径外周付近の透過率劣化が無くなり、有効径内全域でＴＥＴＭ平均透過率が高く維持されていることがわかる。また、図９（ｂ）、（ｃ）のように、波長６５０ｎｍ，７８０ｎｍにおける性能は図８（ｂ）、（ｃ）とほとんど変わらないことがわかる。【００３９】
〈第２の実施の形態〉
図１０は第２の実施の形態による波長板素子を模式的に示す平面図である。図１０のように、波長板素子２０は、平面的に円形状に構成され、凹凸周期構造が形成され、凹凸周期構造の溝部がｙ軸に沿って形成され、ｘ軸方向が進相軸、ｙ軸方向が遅相軸になっている。波長板素子２０は、図１０のｘ−ｙ平面において、進相軸（ｘ軸）に直交する方向に引かれる分割線ａ乃至ｆに沿って第１のエリア２１，第２のエリア２２，第３のエリア２３，第４のエリア２４，第５のエリア２５，第６のエリア２６及び第７のエリア２７の７つに分割されている。【００４０】
図１０のように、第１のエリア２１が中央に位置し、第１のエリア１１の中心軸が波長板素子１０の中心軸と一致しており、第２のエリア２２及び第３のエリア２３が第１のエリア１１のｘ軸方向の両側に位置し、第４のエリア２４が第２のエリア２２の隣りに位置し、第５のエリア２５が第３のエリア２３の隣りに位置し、第６のエリア２６が第４のエリア２４の隣りに位置し、第７のエリア２７が第５のエリア２５の隣りに位置している。【００４１】
本実施の形態の波長板素子２０は、第１のエリア２１の凹凸周期構造と、第２〜第７のエリア２２〜２７の各凹凸周期構造と異なっており、第２のエリア２２及び第３のエリア２３の各凹凸周期構造は同一であり、第４のエリア２４及び第５のエリア２５の各凹凸周期構造は同一であり、第６のエリア２６及び第７のエリア２７の各凹凸周期構造は同一である。【００４２】
上述のように、波長板素子２０を進相軸方向に対して垂直に第１〜第７のエリア２１〜２７に分割し、それぞれのエリアごとにそのエリアに入射してくる光の入射角度に対して最適な設計寸法の凹凸周期構造を選定することができる。【００４３】
図１１（ａ）乃至（ｃ）に、本実施の形態による波長板素子の具体例な構造例を示す。図１０の第１のエリア２１の凹凸周期構造の寸法は、Ｐ＝３４０ｎｍ，ｆ＝０．７５，Ｈ＝２３８０ｎｍであり、第２及び第３のエリア２２，２３の凹凸周期構造の寸法は、Ｐ＝３２０ｎｍ，ｆ＝０．６９，Ｈ＝１７２０ｎｍであり、第４及び第５のエリア２４，２５の凹凸周期構造の寸法は、Ｐ＝３００ｎｍ，ｆ＝０．７５，Ｈ＝１９２０ｎｍであり、第６及び第７のエリア２６，２７の凹凸周期構造の寸法は、Ｐ＝３３０ｎｍ，ｆ＝０．７２，Ｈ＝１９４０ｎｍである（図１参照）。【００４４】
波長板素子の有効径は４ｍｍであり、波長板素子に入射するすべての波長の光束は、有効径の外周部分で３度の入射角度を持つ収束光である。波長板素子の材料は図９の場合と同一である。【００４５】
図１１（ａ）から、λ４０５ｎｍにおいて従来の波長板素子でみられた有効径外周付近の透過率劣化が無くなり、有効径内全域でＴＥＴＭ平均透過率が高く維持されていることがわかる。また、図１１（ｂ）、（ｃ）のように、波長６５０ｎｍ，７８０ｎｍにおける
性能は図８（ｂ）、（ｃ）とほとんど変わらないことがわかる。【００４６】
〈第３の実施の形態〉
図１２は第３の実施の形態による波長板素子を模式的に示す平面図である。図１２のように、波長板素子３０は、平面的に円形状に構成され、凹凸周期構造が形成され、凹凸周期構造の溝部がｙ軸に沿って形成され、ｘ軸方向が進相軸、ｙ軸方向が遅相軸になっている。波長板素子３０は、図１２のｘ−ｙ平面において、進相軸（ｘ軸）に直交する方向に引かれる分割線ａ乃至ｄに沿って第１のエリア３１，第２のエリア３２，第３のエリア３３，第４のエリア３４及び第５のエリア３５の５つに分割されている。【００４７】
図１２のように、第１のエリア３１が中央に位置するが、第１のエリア１１の中心軸が波長板素子１０の中心軸から偏っており、第２のエリア３２及び第３のエリア３３が第１のエリア１１のｘ軸方向の両側に位置し、第４のエリア３４が第３のエリア３３の隣りに位置し、第５のエリア３５が第４のエリア３４の隣りに位置している。【００４８】
本実施の形態の波長板素子３０は、第１のエリア２１の凹凸周期構造と、第２〜第５のエリア３２〜３５の各凹凸周期構造と異なっており、第２のエリア３２及び第３のエリア３３の各凹凸周期構造は同一であるが、第４のエリア３４及び第５のエリア３５の各凹凸周期構造は他のエリアの各凹凸周期構造と異なっている。【００４９】
上述のように、波長板素子３０を進相軸方向に対して垂直に第１〜第５のエリア３１〜３５に分割し、それぞれのエリアごとにそのエリアに入射してくる光の入射角度に対して最適な設計寸法の凹凸周期構造を選定することができる。【００５０】
〈第４の実施の形態〉
図１３は第４の実施の形態による波長板素子を模式的に示す平面図である。図１３の波長板素子４０は、図６（ａ）と同様に、図１３のｘ−ｙ平面において、進相軸（ｘ軸）に直交する方向に引かれる分割線ａ，ｂに沿って第１のエリア４１，第２のエリア４２及び第３のエリア４３の３つに分割されている。第１のエリア４１の凹凸周期構造が第２のエリア４２及び第３のエリア４３の凹凸周期構造と異なり、第２のエリア４２の凹凸周期構造と第３のエリア４３の凹凸周期構造が異なっている。【００５１】
波長板素子４０を進相軸方向に対して垂直に第１〜第３のエリア４１〜４３に分割し、それぞれのエリアごとにそのエリアに入射してくる光の入射角度に対して最適な設計寸法の凹凸周期構造を選定することができる。【００５２】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、波長板素子の分割数は、３つ、７つとしたが、他の分割数であってもよいことは勿論である。また、波長板素子の外形は円形に限定されず、四角形や多角形でもよい。【００５３】
また、図９，図１１では、３波長すべてにおいて、有効径が４ｍｍ，有効径外周で３度の収束光が入射する場合の波長板素子としたが、各波長ごとに有効径が異なってもよく、また、収束光、発散光、平行光が混在してもよく、更に、その入射角度は同角度でなくてもよい。また、図７において半導体レーザ１１０からの戻り光を防止するために波長板素子１０を傾けて設置してもよい。【００５４】
また、各エリアにおいて凹凸周期構造を異ならせるために構造高さＨが異なるようにした場合、図６（ｂ）では、第１のエリア１１の柱先端部５１と、第２及び第３のエリア１２，１３の柱先端部５１とが揃って同一高さの柱先端面になっているが、溝底部５２を揃えて同一高さの溝底面としてもよく、また、柱先端面と溝底面の両方が揃っていない構造としてもよい。これは、図１０，図１２，図１３の場合も同様である。【００５５】
なお、本実施の形態の各波長板素子は、例えば、インプリント法により、各エリア毎の微細な凹凸周期構造に対応した金型を用いて、樹脂材料を加圧成形した後に、成形品を金型から剥離することで製造できる。
【図２】
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【図５】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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