(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が略平行四辺形である硝材の斜面上にメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2-x（但し、ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに複数の誘電体膜を積層した多層膜を偏光ビームスプリッタとし、同一の硝材内であって前記偏光ビームスプリッタを配した斜面と略平行の関係にある斜面上に高屈折率膜としてメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2-x（但し、ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに相対的に低屈折率膜として複数の誘電体膜を積層した多層膜を反射膜としたことを特徴とする光ピックアップ用の平行プリズム。
【請求項２】
偏光ビームスプリッタ内の複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋが
ｎ≧２．８、ｋ≦０．３
であり、反射膜内の複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋが
ｎ≧２．８、ｋ≦０．３
であることを特徴とした請求項１記載の光ピックアップ用の平行プリズム。
【請求項３】
断面が略平行四辺形である硝材の斜面にメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2-x（但し、ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに複数の誘電体膜を積層した多層膜を偏光ビームスプリッタとし、同一の硝材内であって前記偏光ビームスプリッタを配した斜面と略平行である斜面にホログラム回折格子を配し該ホログラム回折格子の上に金属膜単層または金属膜と誘電体膜の積層膜からなる反射膜を配したことを特徴とする光ピックアップ用の平行プリズム。
【請求項４】
偏光ビームスプリッタ内の金属膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋが
ｎ≧２．８、ｋ≦０．３
であることを特徴とした請求項３記載の光ピックアップ用の平行プリズム。
【請求項５】
反射膜を少なくともホログラム回折格子上に配置するようパターン化したことを特徴とした請求項３〜４のいずれかに記載の光ピックアップ用の平行プリズム。
【請求項６】
断面が略４５゜の平行四辺形である硝材の斜面にメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2-x（但し、ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに複数の誘電体膜を積層した多層膜を偏光ビームスプリッタとし、同一の硝材内であって前記偏光ビームスプリッタを配した斜面と略平行である斜面上にホログラム回折格子を配し、前記硝材の屈折率ｎをｎ≧１．６としたことを特徴とする光ピックアップ用の平行プリズム。
【請求項７】
偏光ビームスプリッタ内の金属膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋが
ｎ≧２．８、ｋ≦０．３
であることを特徴とした請求項６記載の光ピックアップ用の平行プリズム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡散光を用いて集積化を図った光ピックアップ用の平行プリズムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来レーザー光の照射により情報の記録・再生を行う光ディスクとしては、光磁気ディスク、追記型光ディスク、コンパクトディスク（略してＣＤ）、レーザーディスクが既に実用化されている。そして今日次世代記録メディアとしてディジタルビデオディスク（略してＤＶＤ）に期待が集まっている。
【０００３】
光ピックアップは、これら光ディスクで記録・再生の役を担っている。時代の趨勢として、光ピックアップの集積化に伴う小型化に向けた技術開発が重要な位置を占めている。
【０００４】
このような光ピックアップの一例として、特願平７ー１３６４６２号公報で、図８及び図９に示されるような光磁気ディスクを対象とした小型の光ピックアップが提案されている。図８は上記従来の光学系の概略断面図であり、図９は受光素子、発光素子及び検光子部分の上面図である。図８、９において、８１は光学モジュールであり、その内部には基板８２が設けられている。基板８２上には発光素子としてのレーザーダイオード８３と受光素子としての光検出素子８４、８５、８６が設けられている。レーザーダイオード８３は例えば基板８２の一部に略４５°の斜面を有する凹部を設け、その中に発光チップを搭載して、発光チップからの放射光が４５°の斜面にあたり、反射して上方に放射させるようにしたものである。光検出素子８４、８５は、それぞれ６個ずつの分割された部分８４ａ〜８４ｆおよび８５ａ〜８５ｆから成っており、光検出素子８６は光検出素子８４、８５の配列方向に対して略４５°傾いた方向に分割された２個の部分８６ａ、８６ｂから成り立っている。
【０００５】
８７はガラス又は樹脂で構成された透明基板であり、レーザーダイオード８３に対向する面には略５°〜２０°で回折される±１次回折光の焦点位置が異なるようなレンズ効果を有するホログラム回折格子８８が形成されており、透明基板８７は光学モジュール８１上に内部を密封する形で設けられている。８９は断面が略直角三角形の三角形プリズムと断面が略４５°である略平行四辺形のプリズムを接合し断面が略台形となった偏光プリズムであり、その接合部８９ａには例えばレーザーダイオード８３から放射される光がＰ偏光の時にＰ偏光の透過率が略７０％、Ｐ偏光の反射率が略３０％、Ｓ偏光の反射率が略１００％になるように（表１）で示すような各種の誘電体薄膜を多層化して構成した偏光スプリッタ膜を設けている。
【０００６】
【表１】
0003601219.tif 000002
【０００７】
偏光プリズム８９は透明基板８７上に一体に構成されており、斜面８９ｂは光学モジュール８１の内部に向かって傾斜した面であって、該面８９ｂ上には（表２）で示すような各種の誘電体薄膜を多層化して構成した反射膜を設けている。
【０００８】
【表２】
0003601219.tif 000003
【０００９】
９０は断面が三角形のプリズムと断面が平行四辺形のプリズムを接合した断面が台形となるプリズム型検光子であり、その接合面は、Ｐ偏光の透過率が略１００％、Ｓ偏光の反射率が略１００％に設定された偏光分離面９０ａである。プリズム型検光子９０は、基板８２上で光検出素子８６の上部に設けられており、偏光分離面９０ａが光検出素子８６の部分８６ａの上部に配置され、斜面９０ｂが光検出素子８６の部分８６ｂの上方に配置される。９１は、偏光プリズム８９の上方に設けられた集光素子としての対物レンズである。
【００１０】
上記のように構成された光磁気ピックアップでは、レーザーダイオード８３から放射されたＰ偏光の光は、ホログラム回折素子８８が形成された透明基板８７を透過して偏光プリズム８９の偏光スプリッタ面８９ａに入射する。偏光スプリッタ面８９ａではＰ偏光の透過率が略７０％、Ｐ偏光の反射率が略３０％、Ｓ偏光の反射率が略１００％に設定されているので光の略７０％が透過し、対物レンズ９１によって光磁気記録媒体９２上に集光される。光磁気記録媒体９２上では、記録されている磁気信号によって光の偏光面が略０．５°程度回転され、光磁気信号成分として若干のＳ偏光成分を得て光りは反射し、再び対物レンズ９１を通過して偏光プリズム８９の偏光分離面８９ａに戻る。
【００１１】
偏光分離面８９ａでは、Ｐ偏光の透過率が略７０％、Ｐ偏光の反射率が略３０％、Ｓ偏光の反射率が略１００％に設定されているので、Ｐ偏光成分の略７０％は透過し、Ｐ偏光成分の略３０％と光磁気信号成分であるＳ偏光成分の略１００％は反射する。このうち、偏光分離面８９ａを反射した光は斜面８９ｂで反射されて透明基板８７を透過して光学モジュール８１内に入り、プリズム型検光子９０の偏光分離面９０ａに入射する。偏光分離面９０ａでは、Ｐ偏光の透過率が略１００％、Ｓ偏光の反射率が略１００％に設定されているので、Ｐ偏光成分は透過して光検出素子８６の部分８６ａに入射し、Ｓ偏光成分は反射して斜面９０ｂで反射された後に光検出素子８６の部分８６ｂに入射する。
【００１２】
上記のような構成による光磁気ピックアップでは光学モジュール８１と一体にＰ偏光とＳ偏光とで反射率及び透過率の異なる偏光プリズム８９を設けたこと、及び光学モジュール８１の内部にレーザーダイオード８３と光検出素子８４〜８６を設け、この基板上に一体にプリズム型検光子を設けたことにより、小型で低コストの集積化された光磁気ディスク用光ピックアップを可能とした。
【００１３】
また、特願平７ー１８８８９８号公報で図１０（ａ）、（ｂ）に示すようなＤＶＤを対象とした小型の光ピックアップが提案されている。図１０（ａ）は従来の光学系の概略断面図であり、（ｂ）は受光素子部分の拡大上面図である。
【００１４】
図１０において、１０３は光学モジュールであり、その内部には基板１０４が設けられている。基板１０４には、レーザーダイオード１０５と光検出素子１０６、１０７、１０８が設けられている。レーザーダイオード１０５は、例えば基板１０４の一部に４５°の斜面を有する凹部を設け、その中に発光チップを搭載して、発光チップからの放射光が４５°の斜面にあたり、反射して上方に放射させるようにしたものであり、Ｐ偏光の直線偏光の光を放射する。光検出素子１０６、１０８はそれぞれ４個ずつの分割された１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ及び１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄから成っており、領域１０６ｂと領域１０６ｄを分割する分割線及び領域１０８ｂと領域１０８ｄを分割する分割線の方向が情報記録媒体１２４の情報トラック列の方向と略平行になるように構成されている。１０９はガラスまたは樹脂で構成された透明基板であり、基板１０４に対向する面のうち光検出素子１０６、１０７、１０８に対向する領域には、略５°〜２０°の回折角で回折される±１次回折光の焦点位置が光検出素子１０６、１０７、１０８の面を中心に、それぞれ透明基板１０９に近い側と遠い側に来るようなレンズ効果を有するホログラム回折格子１２０が設けられており、透明基板１０９は、光学モジュール１０３の内部を密閉する形で設けられている。
【００１５】
１２１は、断面が略直角三角形のプリズムと断面が略４５°である略平行四辺形のプリズムを接合した偏光ビームスプリッタであり、その接合面では、Ｐ偏光の光は透過しＳ偏光の光は反射する光学膜１２１ａである。光学膜１２１ａは（表３）に示すように、誘電体膜を多層化して構成されている。
【００１６】
【表３】
0003601219.tif 000004
【００１７】
偏光ビームスプリッタ１２１は透明基板１０９上に一体に構成されており、斜面１２１ｂは、光学モジュール１０３の内部に向かって傾斜している。１２２は偏光ビームスプリッタ１２１の上面に一体に設けられた１／４波長板であり、直線偏光の光を円偏光に変える。
【００１８】
上記のように構成された光ピックアップでは、レーザーダイオード１０５より放射されたＰ偏光の光は、透明基板１０９を通過して偏光ビームスプリッタ１２１に入射し、光学膜１２１ａを透過して、１／４波長板１２２に入射する。ここでＰ偏光の光は円偏光に変わって出射され、対物レンズ１２３により情報記録媒体１２４上に集光される。情報記録媒体１２４上で情報信号を得て反射した円偏光の光は、再び対物レンズ１２３を透過して１／４波長板１２２に入射する。ここで、再び１／４波長板１２２を透過することにより、円偏光の光はレーザーダイオードより放射されたＰ偏光と直交する直線偏光、すなわちＳ偏光に変わって出射され、偏光ビームスプリッタ１２１に入射し、光学膜１２１ａで反射され、斜面１２１ｂで反射された後に透明基板１０９のホログラム回折格子１２０に入射する。
【００１９】
ここで、光は略５°〜２０°の回折角で回折され、例えば＋１次回折光は光検出素子１０６に入射し、０次光は光検出素子１０７に入射し−１次回折光は光検出素子１０８に入射する。
【００２０】
上記のような構成によるＤＶＤを対象とした光ピックアップでは光学モジュール１０３と偏光ビームスプリッタ１２１を一体に設け、偏光ビームスプリッタ１２１と１／４波長板１２２を一体に設けたことにより、光ピックアップの大幅な小型化が可能となった。また、光学モジュール内１０３に一体にレーザーダイオード１０５と光検出素子１０６、１０７、１０８が構成されているので、部品点数が少なく、また光検出素子１０６、１０７、１０８の高精度な位置決めが不用となって光ピックアップの低コスト化が可能となった。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
光ピックアップにおける構成要素の集積化は、本質的に光源としてある広がりを持った拡散光である半導体レーザーを用いて行われるために、光ピックアップの構成要素のもつ光学特性は、入射角に強く影響をうける。
【００２２】
図８、９で示した光磁気ディスク用光ピックアップでは、多くの場合、断面が略平行四辺形である硝材の８９ａ面及び該８９ａと略平行である面８９ｂにそれぞれ配した偏光ビームスプリッタ膜及び反射膜を複数の誘電体膜のみで構成しているために、幅広い入射角に伴ってＰ偏光とＳ偏光間の位相差が発生する。
【００２３】
偏光ビームスプリッタ膜での反射光のＰ偏光とＳ偏光間の位相差（以下Ｐ−Ｓ位相差と略す）、反射膜での反射光のＰ−Ｓ位相差、及び、偏光ビームスプリッタ膜／反射膜の反射光のＰ−Ｓ位相差の合計、即ち、ディスクで反射した光が光検出素子に入射する際のＰ−Ｓ位相差の光の入射角度依存性を図１１に示すが、この図が示すように、光の入射角度が４５゜±１０゜の場合、偏光ビームスプリッタ膜のＰ−Ｓ位相差は−５０゜〜＋４０゜、反射膜のＰ−Ｓ位相差は−５０゜〜＋５０゜以上であり、光検出素子に入射する際の光のＰ−Ｓ位相差（同図では総合のＰ−Ｓ位相差として表している）も−５０゜〜＋５０゜以上である。
【００２４】
しかしながら、良好な光磁気ディスクの再生を行うためには光検出素子に入射する際の光のＰ−Ｓ位相差は少なくとも−２０゜〜＋２０゜程度に抑える必要があり、上記従来の偏光ビームスプリッタ膜、反射膜では拡散光に対応した光ピックアップを構成することが困難であった。
【００２５】
また図１０で示したＤＶＤを対象とした光ピックアップでは、幅広い入射角を伴った際に、例えば図１２に示すようにＰ偏光に対する偏光ビームスプリッタ膜の透過率の入射角度依存性が大きい（入射角度４５゜±１０゜で透過率５０％〜１００％）ため、受光部に導かれる光量が減少し、良好な再生ができなくなる。
【００２６】
さらに、ホログラム格子１２０を光学モジュール１０３の内部を密閉する形で設けられた透明基板１０９上に配しているために、ホログラム格子と光検出素子１０６、１０７、１０８の間隔を小さくした場合、回折光の回折角度θを大きくする、即ち回折格子のピッチを小さくすることが必要となるため、回折格子の製造が困難となり良好な光ピックアップを構成できないという問題があった。
【００２７】
本発明は、前記従来の問題、即ち位相差を低減した光磁気ピックアップ用の平行プリズムを提供することを目的とする。
【００２８】
さらに本発明は、再生時の光量の効率を改善並びに回折格子のピッチを大きくできることを図ったＤＶＤを対象とした光ピックアップ用の平行プリズムを提供するものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の光磁気ディスクに用いられる光ピックアップ用の平行プリズムは、断面が略平行四辺形である硝材の斜面上に、メタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但しｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに複数の誘電体膜を積層した多層膜を偏光ビームスプリッタとし、さらに同一の硝材内であって前記偏光ビームスプリッタを配した斜面と略平行の関係にある斜面上に高屈折率膜としてメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但しＸ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに相対的に低屈折率膜として複数の誘電体膜を積層した多層膜を反射膜としたものである。
【００３０】
前記本発明の光磁気ピックアップにおける略平行プリズムでは、前記偏光ビームスプリッタを構成している複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋは、ｎ≧２．８、ｋ≦０．３であることが好ましい。
【００３１】
また、前記本発明の光ピックアップにおける略平行プリズムでは、前記反射膜を構成している複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋがｎ≧２．８、ｋ≦０．３であることが好ましい。
【００３２】
また先に記載したＤＶＤにおいて、前記目的を達成するために、本発明の光ピックアップ用の平行プリズムは、断面が略平行四辺形である硝材の斜面上にメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2-x（ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに複数の誘電体膜を積層した多層膜を偏光ビームスプリッタとし、さらに同一の硝材内であって前記偏光ビームスプリッタ膜を配した斜面と略平行の関係にある斜面上にホログラム回折格子と該ホログラム回折格子の上に金属膜単層または金属膜と誘電体膜の積層膜からなる反射膜を配したものである。
【００３３】
また、前記本発明の光ピックアップにおける略平行プリズムでは、前記偏光ビームスプリッタを構成している複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋは、ｎ≧２．８、ｋ≦０．３であることが好ましい。
【００３４】
なお、前記反射膜は、Ａｇ膜であることが好ましい。さらに該反射膜は、微細加工等によるパターン化された形状を有することが好ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、断面が略平行四辺形である硝材の斜面上にメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但し，ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに複数の誘電体膜を積層した多層膜を偏光ビームスプリッタ膜とし、同一の硝材内であって前記偏光ビームスプリッタを配した斜面と略平行の関係にある斜面上に高屈折率膜としてメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但し，ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに相対的に低屈折率膜として複数の誘電体膜を積層した多層膜を反射膜とした光ピックアップ用の平行プリズムであり、偏向ビームスプリッタ膜、反射膜にメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但し，ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜を用いることにより、光の入射角が変化しても、光学特性は変化しない、即ち、本発明を構成する複合膜は屈折率ｎが高く、吸収係数を小さくできるため、これにより、角度依存性を良好にできるという作用を有する。
【００３６】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、偏光ビームスプリッタ内の複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋがｎ≧２．８、ｋ≦０．３であり、反射膜内の複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋがｎ≧２．８、ｋ≦０．３であることを特徴とした請求項１記載の光ピックアップ用の平行プリズムであり、ｎ、ｋを上記のように限定することにより、角度依存性の改善、高効率化ができるという作用を有する。
【００３７】
本発明の請求項３に記載の発明は、断面が略平行四辺形である硝材の斜面にメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但し，ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに複数の誘電体膜を積層した多層膜を偏光ビームスプリッタとし、同一の硝材内であって前記偏光ビームスプリッタを配した斜面と略平行である斜面にホログラム回折格子を配し該ホログラム回折格子の上に金属膜単層または金属膜と誘電体膜の積層膜からなる反射膜を配した平行プリズムであり、偏向ビームスプリッタ膜にメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜を用いることにより、光の入射角が変化しても、光学特性は変化しない、即ち、この複合膜は屈折率ｎが高く、吸収係数を小さくできるため、これにより、角度依存性を良好にできるという作用を有し、平行プリズム内にホログラム格子を構成するので、光検出素子までの光路長を長くすることができ、ホログラム回折格子の回折角度を小さくすることが可能となり、このため、ホログラムパターンのピッチが大きくでき、製造が容易なホログラム格子を形成できるという作用を有する。
【００３８】
本発明の請求項４に記載の発明は、偏光ビームスプリッタ内の金属膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋがｎ≧２．８、ｋ≦０．３であることを特徴とした請求項３記載の光ピックアップ用の平行プリズムで、ｎ、ｋを上記のように限定することにより、角度依存性の改善、高効率化ができるという作用を有する。
【００３９】
本発明の請求項５に記載の発明は、反射膜を少なくともホログラム回折格子上に配置するようパターン化したことを特徴とした請求項３、４記載の光ピックアップ用の平行プリズムで、反射膜と硝材との密着性が悪い場合においても、反射膜をホログラム上にのみ形成することにより反射膜の剥離を抑え、良好な平行プリズムを構成できる作用を有する。
【００４０】
本発明の請求項６に記載の発明は、断面が略４５゜の平行四辺形である硝材の斜面にメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但し，ｘ＜０．５）の混合からなる複合膜並びに複数の誘電体膜を積層した多層膜を偏光ビームスプリッタとし、同一の硝材内であって前記偏光ビームスプリッタを配した斜面と略平行である斜面上にホログラム回折格子を配し、前記硝材の屈折率ｎをｎ≧１．６とした光ピックアップ用の平行プリズムで、ホログラム部での反射率を、反射膜を用いることなく、高効率で、入射角度依存性の小さな光ピックアップを構成できる作用を有する。
【００４１】
本発明の請求項７に記載の発明は、偏光ビームスプリッタ内の金属膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋ及びトータル厚みｄがｎ≧２．８、ｋ≦０．３であることを特徴とした請求項６記載の光ピックアップ用の平行プリズムで、ｎ、ｋを上記のように限定することにより、角度依存性の改善、高効率化ができるという作用を有する。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
【００４３】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における本発明の光磁気ディスクに用いられる光ピックアップ用の平行プリズムの断面図を示し、図２〜４はプリズムのＰ−Ｓ位相差の入射角度依存性を示す。
【００４４】
図１に示すように、プリズム１は断面が略４５°の略平行四辺形である硝材２を有し、硝材２の屈折率ｎが１．６３５であって、硝材２の斜面３上には、（表４）または（表５）に示すようなメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但し，ｘ＝０．２）の混合からなる複合膜とＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｙ2Ｏ3及びＴｉＯ2膜のような複数の誘電体膜を積層した偏光ビームスプリッタ膜４を設けている。
【００４５】
【表４】
0003601219.tif 000005
【００４６】
【表５】
0003601219.tif 000006
【００４７】
なお偏光ビームスプリッタ膜４は（表４）、（表５）に示されるように１０層の積層膜である。
【００４８】
同一の硝材２内であって斜面３と略平行の関係にある斜面５上には、（表６）または（表７）に示すような高屈折率膜としてメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但し，ｘ＝０．２）の混合からなる複合膜並びに相対的に低屈折率であるＡｌ2Ｏ3及びＴｉＯ2膜のような複数の誘電体膜を積層した反射膜６を設けている。
【００４９】
【表６】
0003601219.tif 000007
【００５０】
【表７】
0003601219.tif 000008
【００５１】
なお反射膜６は（表６）、（表７）に示されるように２３層の積層膜である。
【００５２】
硝材２の両側には三角プリズム７、８がそれぞれ偏光ビームスプリッタ膜４、反射膜６を介して接合されている。
【００５３】
この多層膜で構成した偏光ビームスプリッタ膜４での反射光のＰ−Ｓ位相差の入射角依存性を図２に，反射膜６単独での反射光のＰ−Ｓ位相差の入射角依存性を図３に，偏光ビームスプリッタ膜/反射膜の反射光のＰ−Ｓ位相差の合計即ちディスクで反射した光が光検出素子に入射する際のＰ−Ｓ位相差の入射角依存性を図４に示す．なお，図２において横軸は光の入射角度を示すものであって偏光ビームスプリッタ膜４を配している面３の法線と入射光とのなす角度を示す．図３において横軸は反射膜６を設けた面５の法線と入射角とのなす角度を示す。
【００５４】
図２、３、４で明らかなように、従来の偏光ビームスプリッタ膜及び反射膜、即ち誘電体膜のみで構成した多層膜（図１０）と比べ、偏光ビームスプリッタ膜のＰ−Ｓ位相差は−１０゜〜＋４０゜（従来例：−５０゜〜＋４０゜）であり、反射膜のＰ−Ｓ位相差は−２５゜〜＋２５゜（従来例：−５０゜〜＋５０゜）、光検出素子に入射する際の光のＰ−Ｓ位相差も−１０゜〜５０゜（従来例：−５０゜〜＋５０゜以上）となり、Ｐ−Ｓ位相差を低減できた。
【００５５】
なお，偏光ビームスプリッタ膜及び反射膜を構成しているメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーxの混合からなる複合膜は，ｘ＝０．２を例にして説明を行ったが，ｘが０＜ｘ＜０．５の範囲では同様な特性を得ることができる。
【００５６】
なお、図示していないが、透過、反射率の入射角度依存性が小さく、高効率であることはいうまでもない。
【００５７】
このように良好な位相特性が得られるのは、誘電体膜及び金属膜のもつ特徴を基本的には補完しあった多層膜であることによる。つまり、誘電体膜は膜の吸収損失がなく、複数の材料を適当に組み合わせることで透過率や反射率を任意に設定できる反面、光の入射角度によって位相差などの光学特性が大きく変化するのに対し、金属膜は屈折率が大きいため、光の入射角が変化しても、前記光学特性は比較的変化しない反面、吸収が大きいため、高効率な透過率を実現することが困難であるが、誘電体膜及び金属膜を積層することにより透過率や反射率を任意に設定でき、かつ、光の入射角度依存性を小さくできるという利点がある。さらに本発明では単なる金属膜ではなくメタルＳｉとその酸化物であるＳｉＯ2ーxの混合からなる複合膜を配しているために、高屈折率ｎと低吸収係数ｋが実現できるため、高効率な偏光ビームスプリッタ膜及び反射膜を実現できるという効果を有する。
【００５８】
また、前記偏光ビームスプリッタ膜を構成している多層膜中のメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーxの混合からなる複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋは、図２〜４で示すように、反射光のＰ−Ｓ位相差の入射角度依存性に影響を与える。前述したように該複合膜の屈折率ｎは大きいこと、吸収係数ｋは小さいことが好ましいが、さらに望むならば、ｎ≧２．８、ｋ≦０．３であることが好ましい。
【００５９】
本実施の形態において、硝材２の角度を略４５°としたが、角度が３５°〜５５°の範囲においても、斜面３及び斜面３に略平行な斜面５に上記の多層膜を配すると、従来の多層膜に比べ、入射角に伴う反射光のＰ−Ｓ位相差特性を改善できる。
【００６０】
なお、本実施の形態のプリズムを図８,９で示した光磁気ディスク用光ピックアップ内に装填し、ＰーＳ位相差の低減により良好な再生を行うことができた。
【００６１】
（実施の形態２）
図５は本発明の第２の実施の形態における本発明のＤＶＤ用の光ピックアップを構成する平行プリズムを示し、図６は本第２の実施の形態におけるプリズムの基本性能、即ちＰ偏光に対する偏光ビームスプリッタ膜の透過率を示す。
【００６２】
図５において、プリズム５０は断面が略４５゜の略平行四辺形である硝材５１を有し、硝材５１の屈折率ｎは１．５１であって、硝材５１の斜面５２上には、（表８）または（表９）に示すようなメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但しｘ＝０．２）の混合からなる複合膜とＴｉＯ2及びＳｉＯ2膜のような複数の誘電体膜を積層した偏光ビームスプリッタ膜５３を設けている。
【００６３】
【表８】
0003601219.tif 000009
【００６４】
【表９】
0003601219.tif 000010
【００６５】
なお、偏光ビームスプリッタ膜５３の層数は（表８）、（表９）に示すように２０層である。
【００６６】
同一の硝材５０内であって斜面５２と略平行の関係にある斜面５４上には、ホログラム格子５５を設ける。そして、ホログラム格子５５上にはＡｇで構成した反射膜５６を設ける。
【００６７】
硝材５１の両側には三角プリズム５７、５８がそれぞれ偏光ビームスプリッタ膜５３、反射膜５６を介して接合されている。
【００６８】
本第２の実施の形態における多層膜で構成した偏光ビームスプリッタ膜５３の光入射角度に伴うＰ偏光の透過率の挙動を示した図６で明らかなように、偏光ビームスプリッタ膜５３の透過率は７０％〜９０％（入射角度４５゜±１０゜）と変化量は，図１２で示した従来の５０％〜１００％と比較して，小さく安定している。
【００６９】
なお、図６中における横軸は光の入射角度を示すものであって、偏光ビームスプリッタ膜５３を配している斜面５２の法線と入射光とのなす角度を示す。
【００７０】
なお，偏光ビームスプリッタ膜及び反射膜を構成しているメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーxの混合からなる複合膜は，ｘ＝０．２を例にして説明を行ったが，ｘが０＜ｘ＜０．５の範囲では同様な特性を得ることができる。
【００７１】
このように入射角度に伴うＰ偏光透過率が安定して得られるのは、第１の実施の形態でも記載したように、誘電体膜及び金属膜のもつ特徴を基本的に補完しあった多層膜であるとともに、単なる金属膜ではなくメタルＳｉとその酸化物であるＳｉＯ2ーxの混合からなる複合膜とすることで、高屈折率ｎと低吸収係数ｋが実現できるためで、高効率な偏光ビームスプリッタ膜を実現できるという効果を有する。
【００７２】
偏光ビームスプリッタ膜５３を構成している多層膜中のメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーxの混合からなる複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋは、図６で示すようにＰ偏光透過率の入射角度依存性に影響を与える。複合膜の屈折率ｎは大きいこと、吸収係数ｋは小さいことが好ましい。さらに望むならば、ｎ≧２．８、ｋ≦０．３であることが好ましい。
【００７３】
また、硝材５１の斜面５２と略平行の関係にある斜面５４上にホログラム格子を構成するので、従来例を示した図１０と比べ，ホログラム素子と光検出素子までの光路長を長くすることができ、ホログラム回折格子の回折角度θを小さくすることが可能となり、このため、ホログラムパターンのピッチが大きくでき、製造が容易なホログラム格子を形成できるという作用を有する。
【００７４】
さらに、反射膜を構成する金属膜にＡｇを用いることで、反射率の入射角度依存性が小さく、かつ、高効率な反射率を実現できるという作用を有する。
【００７５】
そして、反射膜を少なくともホログラム回折格子上に配置するようパターン化することにより、反射膜と硝材との密着性が悪い場合においても、反射膜をホログラム上にのみ形成することにより反射膜の剥離を抑え、良好な光ピックアップを構成できる作用を有する。
【００７６】
本実施の形態では角度が略４５°である平行四辺形の硝材５１を用いたが、角度が３５°〜５５°の範囲の場合においても、斜面５２上に上記の多層膜５３を配し、斜面５２と略平行である関係にある斜面５４上にホログラム格子５５を設け、さらにホログラム回折格子５５の上に反射膜５６を構成することにより、従来の多層膜を用いた略平行プリズムと比べ、入射角に伴うＰ偏光透過率の安定化を図ることができる。
【００７７】
また、本実施の形態のプリズムを図１０で示した光ピックアップ内に装填して、ＤＶＤの再生特性を測定し、従来のプリズムと比較して、入射角にともなうＰ偏光透過率の安定化に伴う光量効率が増加したため良好な再生を行うことができた。
【００７８】
（実施の形態３）
図７は、本発明のＤＶＤ用光ピックアップを構成するプリズムの断面図であって、断面が略４５°であり略平行四辺形をした平行プリズムを示している。
【００７９】
図７において、プリズム７０は断面が略平行四辺形である硝材７１と断面が略三角形である硝材７６で構成される。該略平行四辺形である硝材７１の屈折率ｎは１．６であって、硝材７１の斜面７２上には、（表８）または（表９）に示すようなメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーx（但し，ｘ＝０．２）の混合からなる複合膜とＴｉＯ2及びＳｉＯ2膜のような複数の誘電体膜を積層した偏光ビームスプリッタ膜７３を設けている。なお、偏光ビームスプリッタ膜７３の層数は（表８）、（表９）に示すように２０層である。
【００８０】
同一の硝材７１内であって斜面７２と略平行の関係にある斜面７４上には、ホログラム格子７５を設ける。
【００８１】
硝材７１の偏光ビームスプリッタ膜７３を構成した側には三角プリズム７６が偏光ビームスプリッタ膜７３を介して接合されている。
【００８２】
本実施の形態において多層膜で偏光ビームスプリッタ膜７３を構成したことによる効果については第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００８３】
なお，偏光ビームスプリッタ膜及び反射膜を構成しているメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーxの混合からなる複合膜は，ｘ＝０．２を例にして説明を行ったが，ｘが０＜ｘ＜０．５の範囲では同様な特性を得ることができる。
【００８４】
また、偏光ビームスプリッタ膜７３を構成している多層膜中のメタルＳｉと酸化物ＳｉＯ2ーxの混合からなる複合膜の屈折率ｎ及び吸収係数ｋは、図６で示すようにＰ偏光透過率の入射角度依存性に影響を与える。複合膜の屈折率ｎは大きいこと、吸収係数ｋは小さいことが好ましく、さらに望むならば、ｎ≧２．８、ｋ≦０．３であることが好ましいことも第２の実施の形態と同様である。
【００８５】
また、硝材７１の斜面７２と略平行の関係にある斜面７４上にホログラム格子を構成するので、従来例を示した図１０と比べ，ホログラム格子と光検出素子までの光路長を長くすることができ、ホログラム回折格子の回折角度θを小さくすることが可能となり、このため、ホログラムパターンのピッチが大きくでき、製造が容易なホログラム格子を形成できるという作用を有することも第２の実施の形態と同様である。
【００８６】
さらに、本第３の実施の形態では、硝材７１の角度を略４５゜、屈折率を１．６とすることにより、第２の実施の形態で示したような反射膜５６、三角プリズム５８を必要とせず、硝材７１／空気の反射で良好な反射率特性を得られるという特有の効果を有する。なお、硝材７１の屈折率ｎが≧１．６であれば良好な反射率特性を得られる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ピックアップ用の平行プリズムによれば、反射率、透過率の入射角度依存性を劣化させず、Ｐ−Ｓ位相差を大幅に低減し良好な再生を行うことができるという効果を有する。
【００８８】
また、本発明によれば、平行プリズム中にホログラム格子を構成するので、光検出素子までの光路長を長くすることができ、ホログラム回折格子の回折角度を小さくすることが可能となり、このため、ホログラムパターンのピッチが大きくでき、製造が容易なホログラム格子を形成できるという効果を有する。さらに、反射膜を構成する金属膜にＡｇを用いることで、反射率の入射角度依存性が小さく、かつ、高効率な反射率を実現できるという効果作用を有する。そして、反射膜を少なくともホログラム回折格子上に配置するようパターン化することにより、反射膜と硝材との密着性が悪い場合においても、反射膜をホログラム上にのみ形成することにより反射膜の剥離を抑え、良好な光ピックアップを構成できる効果を有する。
【００８９】
さらに、平行プリズムの角度を略４５゜、屈折率を１．６以上とすることにより、硝材・空気の反射で良好な反射率特性を得られるという特有の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップを構成する平行プリズムの断面図
【図２】本発明の実施の形態１の偏向ビームスプリッタ膜のＰ−Ｓ位相差の入射角度依存性を示す図
【図３】本発明の実施の形態１の反射膜のＰ−Ｓ位相差の入射角度依存性を示す図
【図４】本発明の実施の形態１の偏向ビームスプリッタ膜／反射膜を経由した光のＰ−Ｓ位相差の入射角度依存性を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における光ピックアップを構成する平行プリズムの断面図
【図６】本発明の実施の形態２におけるプリズムの透過率の入射角依存性を示す図
【図７】本発明の実施の形態３における光ピックアップを構成する平行プリズムの断面図
【図８】従来の光学系の概略断面図
【図９】従来の受光素子、発光素子及び検光子部分の上面図
【図１０】従来の光学系の概略断面図
【図１１】従来のプリズムのＰ−Ｓ位相差の入射角度依存性を示す図
【図１２】従来の偏向ビームスプリッタ膜の透過率の入射角度依存性を示す図
【符号の説明】
１，５０，７０  プリズム
２，５１，７１  硝材
３，５，５２，５４，７２，７４  斜面
４，５３，７３  偏光ビームスプリッタ膜
６，５６  反射膜
７，８，５７，５８，７６  三角プリズム
【図１】
0003601219.tif 000011
【図２】
0003601219.tif 000012
【図３】
0003601219.tif 000013
【図４】
0003601219.tif 000014
【図５】
0003601219.tif 000015
【図６】
0003601219.tif 000016
【図７】
0003601219.tif 000017
【図８】
0003601219.tif 000018
【図９】
0003601219.tif 000019
【図１０】
0003601219.tif 000020
【図１１】
0003601219.tif 000021
【図１２】
0003601219.tif 000022