(57)【要約】【課題】光磁気ディスク装置等の光ヘッドに設けられるビームスプリッタの反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を小さくすることができるビームスプリッタ及びそれを備える光ピックアップ装置とする。【解決手段】光ピックアップ装置１００に備えられるビームスプリッタ１０において、光源１０１からの光が入射する光源光入射側プリズム１１と、情報記録媒体１０７により反射された光が入射する反射光入射側プリズム１２とを備え、光源光入射側プリズムと反射光入射側プリズムとの間に、反射光入射側から順に、低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層が積層された特定積層部を複数有する多層膜１３を備える。【選択図】図１
2006134535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光が入射する光源光入射側プリズムと、
情報記録媒体により反射された光が入射する反射光入射側プリズムと、
を備え、
前記光源光入射側プリズムと前記反射光入射側プリズムとの間に、
反射光入射側から順に、低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層が積層された特定積層部を複数有する多層膜を備えることを特徴とするビームスプリッタ。
【請求項２】
情報記録媒体により反射された光が入射して所定方向に出力される反射光のＳ偏光の反射率ＲｓがＲｓ≧９０％であり、
光源からの光が入射して所定方向に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒｐ及び情報記録媒体により反射された光が入射して所定方向に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒ'ｐがそれぞれ、１０％≦Ｒｐ≦４０％、１０％≦Ｒ'ｐ≦４０％であることを特徴とする請求項１に記載のビームスプリッタ。
【請求項３】
前記低屈折率層にＭｇＦ２又はＳｉＯ２を主成分とする材料を使用し、
前記中屈折率層にＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ３のうちのいずれかを主成分とする材料を使用し、
前記高屈折率層にＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣｅＦ３、ＨｆＯ２、ＺｒＴｉＯ４のうちのいずれかを主成分とする材料を使用していることを特徴とする請求項１又は２に記載のビームスプリッタ。
【請求項４】
前記低屈折率層にＭｇＦ２を主成分とする材料を使用し、
前記中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、
前記高屈折率層にＴｉＯ２を主成分とする材料を使用していることを特徴とする請求項３に記載のビームスプリッタ。
【請求項５】
前記低屈折率層にＭｇＦ２を主成分とする材料を使用し、
前記中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、
前記高屈折率層にＴａ２Ｏ５を主成分とする材料を使用していることを特徴とする請求項３に記載のビームスプリッタ。
【請求項６】
前記低屈折率層にＳｉＯ２を主成分とする材料を使用し、
前記中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、
前記高屈折率層にＴｉＯ２を主成分とする材料を使用していることを特徴とする請求項３に記載のビームスプリッタ。
【請求項７】
前記光源光入射側プリズム、前記多層膜及び前記反射光入射側プリズムとの接合に使用する接着剤と、前記反射光入射側プリズムとの屈折率差が０．１以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のビームスプリッタ。
【請求項８】
Ｓ偏光とＰ偏光の反射位相差Δが−１０°≦Δ≦１０°又は１７０°≦Δ≦１９０°であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のビームスプリッタ。
【請求項９】
Ｓ偏光とＰ偏光の反射位相差Δが８０°≦Δ≦１００°又は２６０°≦Δ≦２８０°であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のビームスプリッタ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のビームスプリッタを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のビームスプリッタと１／２波長板を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
請求項９に記載のビームスプリッタと１／４波長板を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記ビームスプリッタに光源からの発散光が入射するようになっていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に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、ビームスプリッタ及びそれを備える光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光磁気ディスク装置等に用いられる光ピックアップ装置の高性能化や小型化が進められている。小型化する手法の１つとして、レーザ光源からビームスプリッタに入射する光束を有限光とし、ビームスプリッタ透過後にコリメータレンズで無限光として対物レンズに入射させる方法がある。またさらに、コリメータレンズを省略して、光束を有限光のまま対物レンズに入射させる方法がある。このように有限光をビームスプリッタに入射させる場合、反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を小さくする必要があり、特許文献１にその方法が提案されている。
【特許文献１】特開平７−５３２４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、特許文献１では、反射光のＳ偏光とＰ偏光の反射位相差が０°、９０°、１８０°、２７０°になっていない。ビームスプリッタの反射位相差は、０°、１８０°若しくは９０°、２７０°である方が望ましく、ビームスプリッタがそれ以外の反射位相差を有する場合は、通常の１／２波長板や１／４波長板と異なり、特別に調整した波長板を使用したり、信号検出部分の構成を変更したりするなどの方法を用いる必要がある。このような方法を採用した場合、調整の難易度が上がったり、部品点数が増えたりするため、コスト増加の原因となるという問題が生じる。このように、従来は、特別な構成を使用しないと、反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を小さくすることができず、通常の構成で、反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を小さくすることができないという問題があった。
また、一般的にレーザ光源は温度依存性があり、温度により光束の波長が変化するため、ビームスプリッタの波長依存性は小さいことが求められるが、特許文献１にはそれに対応した記載はなく、反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性を考慮した充分に必要な範囲の構成は開示されていない。
【０００４】
以上のように、ビームスプリッタには、反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性の双方が小さいことが求められるが、これらの条件を満たしたビームスプリッタ及びそれを備える光ピックアップ装置は、従来、提案されていない。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、光磁気ディスク装置等の光ピックアップ装置に設けられるビームスプリッタの反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を小さくすることができるビームスプリッタ及びそれを備える光ピックアップ装置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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、ビームスプリッタにおいて、
光源からの光が入射する光源光入射側プリズムと、
情報記録媒体により反射された光が入射する反射光入射側プリズムと、
を備え、
前記光源光入射側プリズムと前記反射光入射側プリズムとの間に、
反射光入射側から順に、低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層が積層された特定積層部を複数有する多層膜を備えることを特徴としている。
【０００７】
このように請求項１に記載の発明によれば、ビームスプリッタが、光源からの光が入射する光源光入射側プリズムと、情報記録媒体により反射された光が入射する反射光入射側プリズムとを備え、光源光入射側プリズムと反射光入射側プリズムとの間に、反射光入射側から順に、低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層が積層された特定積層部を複数有する多層膜を備えるため、ビームスプリッタの反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を小さくすることができる。
【０００８】
なお、複数の特定積層部の各特定積層部同士の厚さ及び特定積層部間の同様の屈折率層同士の厚さは同一である必要はなく、求められる仕様等により厚さが適宜異なっていても良い。また、各特定積層部内の各層の厚さも同一である必要はなく、求められる仕様等により厚さが適宜異なっていても良い。さらに、複数の特定積層部は必ずしも連続して設けられている必要はないが、連続して設けられている方がより好ましい。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のビームスプリッタにおいて、
情報記録媒体により反射された光が入射して所定方向に出力される反射光のＳ偏光の反射率ＲｓがＲｓ≧９０％であり、
光源からの光が入射して所定方向に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒｐ及び情報記録媒体により反射された光が入射して所定方向に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒ'ｐがそれぞれ、１０％≦Ｒｐ≦４０％、１０％≦Ｒ'ｐ≦４０％であることを特徴としている。
【００１０】
このように請求項２に記載の発明によれば、情報記録媒体により反射された光が入射して所定方向に出力される反射光のＳ偏光の反射率ＲｓがＲｓ≧９０％であり、光源からの光が入射して所定方向に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒｐ及び情報記録媒体により反射された光が入射して所定方向に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒ'ｐがそれぞれ、１０％≦Ｒｐ≦４０％、１０％≦Ｒ'ｐ≦４０％であるため、適度な光量のＰ偏光を反射させることができ、大きな光量のＳ偏光を反射させることができる。
【００１１】
なお、「所定方向」とは、反射光を検出するに当たり、検出に必要とされる反射光の出力される方向を指すものとする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のビームスプリッタにおいて、
前記低屈折率層にＭｇＦ２又はＳｉＯ２を主成分とする材料を使用し、
前記中屈折率層にＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ３のうちのいずれかを主成分とする材料を使用し、
前記高屈折率層にＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣｅＦ３、ＨｆＯ２、ＺｒＴｉＯ４のうちのいずれかを主成分とする材料を使用していることを特徴としている。
【００１３】
このように請求項３に記載の発明によれば、低屈折率層にＭｇＦ２又はＳｉＯ２を主成分とする材料を使用し、中屈折率層にＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ３のうちのいずれかを主成分とする材料を使用し、高屈折率層にＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣｅＦ３、ＨｆＯ２、ＺｒＴｉＯ４のうちのいずれかを主成分とする材料を使用しているため、具体的に、ビームスプリッタの反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を小さくできる構成とすることができる。
【００１４】
なお、使用する材料における「主成分」とは、当該材料の５０質量％以上を占める成分を指すものとする。また、使用する各材料としては、材料中の主成分が９０質量％以上であるものが好ましく、さらに、材料中の主成分が１００％、すなわち主成分のみで構成されているものがより好ましい。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のビームスプリッタにおいて、
前記低屈折率層にＭｇＦ２を主成分とする材料を使用し、
前記中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、
前記高屈折率層にＴｉＯ２を主成分とする材料を使用していることを特徴としている。
【００１６】
このように請求項４に記載の発明によれば、低屈折率層にＭｇＦ２を主成分とする材料を使用し、中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、高屈折率層にＴｉＯ２を主成分とする材料を使用しているため、低屈折率層と高屈折率層との屈折率差を大きくすることができる。具体的には、低屈折率層と高屈折率層とをそれぞれＭｇＦ２とＴｉＯ２とで構成した場合には、屈折率差を０．８８と大きくすることができ、これにより、多層膜を構成する層の数を少なくできるという利点がある。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のビームスプリッタにおいて、
前記低屈折率層にＭｇＦ２を主成分とする材料を使用し、
前記中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、
前記高屈折率層にＴａ２Ｏ５を主成分とする材料を使用していることを特徴としている。
【００１８】
このように請求項５に記載の発明によれば、低屈折率層にＭｇＦ２を主成分とする材料を使用し、中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、高屈折率層にＴａ２Ｏ５を主成分とする材料を使用しているため、引張応力を有するＭｇＦ２とＡｌ２Ｏ３とを主成分とする各層と、圧縮応力を有するＴａ２Ｏ５を主成分とする層とを積層することで膜全体の応力を緩和することができ、膜剥がれやクラック等が生じ難く、耐環境性の良好な多層膜とすることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載のビームスプリッタにおいて、
前記低屈折率層にＳｉＯ２を主成分とする材料を使用し、
前記中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、
前記高屈折率層にＴｉＯ２を主成分とする材料を使用していることを特徴としている。
【００２０】
このように請求項６に記載の発明によれば、低屈折率層にＳｉＯ２を主成分とする材料を使用し、中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、高屈折率層にＴｉＯ２を主成分とする材料を使用しているため、圧縮応力を有するＳｉＯ２を主成分とする層と、引張応力を有するＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２とを主成分とする各層とを積層することで膜全体の応力を緩和することができ、膜剥がれやクラック等が生じ難く、耐環境性の良好な多層膜とすることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のビームスプリッタにおいて、
前記光源光入射側プリズム、前記多層膜及び前記反射光入射側プリズムとの接合に使用する接着剤と、前記反射光入射側プリズムとの屈折率差が０．１以下であることを特徴としている。
【００２２】
このように請求項７に記載の発明によれば、光源光入射側プリズム、多層膜及び反射光入射側プリズムとの接合に使用する接着剤と、反射光入射側プリズムとの屈折率差が０．１以下であるため、２つのプリズムを接着剤で貼り合わせた際に、接着層の厚みが不均一になることで一定の接着層ウェッジ角が発生しても波面収差の劣化は少なくて済み、ビームスプリッタの良品率を向上させることができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のビームスプリッタにおいて、
Ｓ偏光とＰ偏光の反射位相差Δが−１０°≦Δ≦１０°又は１７０°≦Δ≦１９０°であることを特徴としている。
【００２４】
このように請求項８に記載の発明によれば、Ｓ偏光とＰ偏光の反射位相差Δが−１０°≦Δ≦１０°又は１７０°≦Δ≦１９０°であるため、光磁気記録媒体でのカー回転角を正確に検出でき、良好な記録再生特性を得ることができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のビームスプリッタにおいて、
Ｓ偏光とＰ偏光の反射位相差Δが８０°≦Δ≦１００°又は２６０°≦Δ≦２８０°であることを特徴としている。
【００２６】
このように請求項９に記載の発明によれば、Ｓ偏光とＰ偏光の反射位相差Δが８０°≦Δ≦１００°又は２６０°≦Δ≦２８０°であるため、光磁気記録媒体でのカー回転角を正確に検出でき、良好な記録再生特性を得ることができる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、光ピックアップ装置において、
請求項１〜９のいずれか一項に記載のビームスプリッタを備えることを特徴としている。
【００２８】
このように請求項１０に記載の発明によれば、光ピックアップ装置が、請求項１〜９のいずれか一項に記載のビームスプリッタを備えるため、良好な記録再生特性を得ることができる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、光ピックアップ装置において、
請求項８に記載のビームスプリッタと１／２波長板を備えることを特徴としている。
【００３０】
このように請求項１１に記載の発明によれば、光ピックアップ装置が、請求項８に記載のビームスプリッタと１／２波長板を備えるため、良好な記録再生特性を得ることができると共に、コストを抑えることができる。
【００３１】
請求項１２に記載の発明は、光ピックアップ装置において、
請求項９に記載のビームスプリッタと１／４波長板を備えることを特徴としている。
【００３２】
このように請求項１２に記載の発明によれば、光ピックアップ装置が、請求項９に記載のビームスプリッタと１／４波長板を備えるため、良好な記録再生特性を得ることができると共に、コストを抑えることができる。
【００３３】
請求項１３に記載の発明は、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記ビームスプリッタに光源からの発散光が入射するようになっていることを特徴としている。
【００３４】
このように請求項１３に記載の発明によれば、ビームスプリッタに光源からの発散光が入射するようになっているため、良好な記録再生特性を得ることができると共に、光ピックアップ装置の小型化を行うことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、光ピックアップ装置を備えた機器を、良好な性能を有した上で小型化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明の具体的な態様について説明する。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。
【００３７】
［第１の実施形態］
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係る光ピックアップ装置１００を概略的に示した図である。
光ピックアップ装置１００は、例えば光磁気ディスク上にレーザビームを照射し、光磁気ディスクにキュリー点以上のエネルギーを与えて、外部磁場の磁性方向に応じた磁性を光磁気ディスクの垂直方向に与えることで、光磁気ディスクに情報を記録する一方、光磁気ディスク１０７の磁性方向に応じてレーザビームの偏光面がカー効果によってわずかに回転することを利用し、光磁気ディスクからの反射光のＰ偏光成分、Ｓ偏光成分の変化を検出することで情報を再生する装置である。
【００３８】
本実施形態の光ピックアップ装置１００は、光源としてのレーザダイオード１０１、回折板１０２、光源光入射側プリズム１１及び反射光入射側プリズム１２等で構成されるビームスプリッタ１０（詳しい構成は後述する）、コリメータレンズ１０４、レーザミラー１０５、対物レンズ１０６、情報記録媒体としての光磁気ディスク１０７、フォトディテクタ１０８、３ビームウォーラストンプリズム１０９、シリンドリカルレンズ１１０、フォトディテクタ１１１等を備えている。
以下、光磁気ディスク１０７に記録された情報を再生する場合について説明する。
【００３９】
レーザダイオード１０１から出射される直線偏光の電界の振動面は、ビームスプリッタ１０の光源光入射側プリズム１１の入射面と平行に設定されている。レーザダイオード１０１から出射された直線偏光は、回折板１０２を通過した後、ビームスプリッタ１０によってその一部の反射光はパワーモニタ用のフォトディテクタ１０８に入射し、残りの透過光はコリメータレンズ１０４、レーザミラー１０５、対物レンズ１０６を経て光磁気ディスク１０７に集光される。
【００４０】
光磁気ディスク１０７で反射された光は磁化の向きによるカー回転を受け、振動面がわずかに回転され、再び対物レンズ１０６、レーザミラー１０５、コリメータレンズ１０４を経てビームスプリッタ１０に入射する。レーザダイオード１０１からの入射光がＰ偏光であるのに対し、光磁気ディスクからの戻り光（反射光）はカー回転を受けているため、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分に分けられ、ビームスプリッタ１０によってそれぞれ一定光量が反射され、３ビームウォーラストンプリズム１０９、シリンドリカルレンズ１１０を通過して、フォトディテクタ１１１に入射する。なお、図中には表示していないが、回折板１０２、３ビームウォーラストンプリズム１０９によってビームが複数に分割され、トラッキングサーボ信号、Ｐ偏光成分、Ｓ偏光成分の差分信号をフォトディテクタ１１１（ＯＥＩＣ、Optical Electronic IC）にて検出する。
【００４１】
次に、第１の実施形態に係るビームスプリッタについて説明する。
図２は、第１の実施形態に係るビームスプリッタ１０を概略的に示した図である。
ビームスプリッタ１０は、レーザダイオード１０１等の光源から発射された光が入射する側に配置される直角プリズムである光源光入射側プリズム１１と、前記光源光入射側プリズム１１から入射してビームスプリッタ１０を透過した光源光がＭＯ等の光磁気ディスク１０７で反射された反射光が入射する側に配置される直角プリズムである反射光入射側プリズム１２と、この２つの直角プリズムの間における反射光入射側プリズム１２の斜面に形成される多層膜１３と、多層膜１３が形成された反射光入射側プリズム１２と光源光入射側プリズム１１とを接合するＵＶ硬化接着剤１４ａからなる接着層１４とで構成されている。
【００４２】
本実施形態の光源光入射側プリズム１１及び反射光入射側プリズム１２は、ともに同一硝材（株式会社オハラ社製、製品名：Ｓ−ＴＩＭ２２、ｎ＝１．６４）で構成されている。また、ＵＶ硬化接着剤１４ａの屈折率はｎ＝１．６０となっている。
ここで、前記した２つのプリズム１１，１２をＵＶ硬化接着剤１４ａで貼り合わせた際に、接着層１４の厚みが不均一になると、接着層ウェッジ角が生じてしまう。このとき、さらに硝材と接着剤の屈折率が大きく異なると波面収差が劣化する。例えば、硝材の屈折率ｎ＝１．６４に対して接着剤の屈折率がｎ＝１．５１、接着層ウェッジ角が０．２°生じたとすると、波面収差が０．０８ｒｍｓλだけ劣化してしまう。しかし、硝材と接着剤の屈折率の差が全くなければ、接着層ウェッジ角が発生しても波面収差は劣化しないので、できる限り硝材と接着剤の屈折率の差は小さい方が良い。そこで、硝材と接着剤の屈折率の差を０．１以下とすることで、通常の接着工程によって生じる程度の接着層ウェッジ角が発生しても波面収差の劣化は少なくて済み、ビームスプリッタの良品率を向上させることができる。
【００４３】
次に、第１の実施形態に係るビームスプリッタ１０の多層膜１３について説明する。
本実施形態の多層膜１３は、前記したように、反射光入射側プリズム１２の斜面に設けられたコート膜であり、表１に示すような構成に形成されている。
【００４４】
【表１】
2006134535.tif 000003
【００４５】
本実施形態の多層膜１３は、本実施形態のレーザダイオード１０１の波長６８５ｎｍ、発射される有限光（発散光）の発散角±９°を利用するため、プリズムへの入射波長６８５±２５ｎｍ、入射角度０±９°において、レーザダイオード１０１からの光が所定方向（フォトディテクタ１０８の方向）に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒｐが１５％≦Ｒｐ≦２５％、光磁気ディスク１０７により反射された光が所定方向（フォトディテクタ１１１の方向）に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒ'ｐが１５％≦Ｒ'ｐ≦２５％、光磁気ディスク１０７により反射された光が所定方向（フォトディテクタ１１１の方向）に出力される反射光のＳ偏光の反射率ＲｓがＲｓ≧９０％となるように形成している。また、Ｐ偏光とＳ偏光の反射位相差Δが１７０°≦Δ≦１９０°となるように形成している。
【００４６】
また、本実施形態のような接着プリズム型偏光ビームスプリッタの場合、ブルースター角θＢでＰ偏光の反射率が０％になることを利用する。高屈折率層の屈折率をｎＨ、低屈折率層の屈折率をｎＬ、プリズム材料の屈折率をｎｇ、プリズム面（多層膜面）への入射角をθｇとすると、次の式１の関係を満たす入射角θｇのとき、Ｐ偏光の反射率が０％となり、Ｓ偏光は層数や屈折率に応じて１００％にすることが可能となる。
ｓｉｎ２（θｇ）＝（ｎＨ２×ｎＬ２）／｛ｎｇ２×（ｎＨ２＋ｎＬ２）｝…………式１
【００４７】
本実施形態では、レーザダイオード１０１から出射する光束のパワーモニタ検出用と、光磁気ディスク１０７からの反射光のＰ偏光とＳ偏光の差分検出用にＰ偏光の反射が必要であることから、Ｐ偏光の反射率が０％では機能しない。また、パワーモニタ検出用の光量よりも、光磁気ディスク１０７への記録再生用の光量の方が多く必要である。そこでＰ偏光の一部（１０％≦反射率Ｒｐ≦４０％の範囲であり、本実施形態では前記したように１５％≦Ｒｐ≦２５％）を反射する多層膜となっている。また、Ｓ偏光の反射率に関しては光磁気ディスク１０７からの反射光のＰ偏光とＳ偏光の差分検出用に必要であるため、Ｓ偏光の反射率が高く形成されている（反射率Ｒｓ≧９０％）。この際、光磁気ディスク１０７からの反射光のＰ偏光の一部も反射するように形成されている（１０％≦反射率Ｒ'ｐ≦４０％の範囲であり、本実施形態では前記したように１５％≦Ｒ'ｐ≦２５％）。
【００４８】
前記した式１より、
ｎＨ＝２．２６、ｎＬ＝１．６１、ｎｇ＝１．６４としたとき、θｇ＝５３．１°
ｎＨ＝２．２６、ｎＬ＝１．３８、ｎｇ＝１．６４としたとき、θｇ＝４５．９°
ｎＨ＝１．６１、ｎＬ＝１．３８、ｎｇ＝１．６４としたとき、θｇ＝３９．７°
であるから、ＴｉＯ２（ｎ＝２．２６）とＭｇＦ２（ｎ＝１．３８）のみを使用した場合、θｇ＝４５．９°となり、プリズム面への入射角θ＝４５°のときにＰ偏光の反射率を高めることができない。そこで、ＴｉＯ２とＭｇＦ２のほかにも、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１．６１）を組み合わせればθｇ＝３９．７°とθｇ＝５３．１°が存在し、Ｐ偏光の反射率を高めることができる。なお、θｇ≠４５°とするためにはＴｉＯ２（ｎ＝２．２６）とＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１．６１）の２種類の積層構造、若しくはＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１．６１）とＭｇＦ２（ｎ＝１．３８）の２種類の積層構造でも成立するが、Ｓ偏光の反射率を高めるためには屈折率差が大きくなければならないので前記２種類の組み合わせでは、求める光学特性は得られない。また、屈折率差が大きければ、偏光分離の帯域を広く取ることができるため、波長依存性を小さくすることが可能である。よって、低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層の３種類の層が多層膜に必要となる。
【００４９】
なお、本発明において、低屈折率層とは屈折率ｎＬが１．３５≦ｎＬ＜１．６の範囲である層を指し、中屈折率層とは屈折率ｎＭが１．６≦ｎＭ＜２．０の範囲である層を指し、高屈折率層とは屈折率ｎＨが２．０≦ｎＨ＜２．６の範囲である層を指すこととする。ただし屈折率は５４６ｎｍの波長での値とする。
【００５０】
また、本実施形態の多層膜１３は真空蒸着によって形成したが、これに限るものではなく、スパッタ、ＣＶＤなど他の成膜方法で形成しても良い。本実施形態では、各層を構成する材料としては、低屈折率層を構成する低屈折率材料にＭｇＦ２、中屈折率層を構成する中屈折率材料にＡｌ２Ｏ３、高屈折率層を構成する高屈折率材料にＴｉＯ２を使用した。この場合、ＭｇＦ２とＴｉＯ２の屈折率差が０．８８と大きいため、多層膜１３を構成する層の数を少なくできるという利点がある。これらの他にも、低屈折率材料としてＳｉＯ２、中屈折率材料としてＹ２Ｏ３、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ３、高屈折率材料としてＴａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣｅＦ３、ＨｆＯ２、ＺｒＴｉＯ４などを使用することが可能であり、その屈折率に応じて求める光学特性が得られるように設計すればよい。
【００５１】
本実施形態の多層膜１３の形成方法及び構成は次のようになっている。
まず、真空槽で１．０×１０−３Ｐａまで排気した後、第１層目にＭｇＦ２を酸素ガス導入量５．０×１０−３Ｐａ、蒸着レート２．５Å／ｓｅｃで形成した。次に第２層目にＴｉＯ２を酸素ガス導入量１．０×１０−２Ｐａ、蒸着レート３Å／ｓｅｃで形成した。第３層目には再びＭｇＦ２を形成、第４層目にはＡｌ２Ｏ３を酸素ガス導入量５．０×１０−３Ｐａ、蒸着レート４Å／ｓｅｃで形成、第５層目には再びＴｉＯ２を形成した。以降第６層目から第１１層目までＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２の順に繰り返し成膜して、第１２層目にはＭｇＦ２、第１３層目にはＴｉＯ２、第１４層目にはＭｇＦ２、第１５層目にはＴｉＯ２を成膜し、多層膜１３とした。
【００５２】
前記したように、本実施形態では、第３層目から第５層目までが、反射光入射側から順に、屈折率が低い材料ＭｇＦ２からなる低屈折率層、屈折率が中程度の材料Ａｌ２Ｏ３からなる中屈折率層、屈折率が高い材料ＴｉＯ２からなる高屈折率層が積層された特定積層部となっており、同様に第６層目から第８層目まで、第９層目から第１１層目までについてもそれぞれ特定積層部となっている。このように、第３層目から第１１層目まではＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２の順に繰り返し成膜した複数の特定積層部となっており、低屈折率材料、中屈折率材料、高屈折率材料の順に繰り返し成膜することで反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を少なくできる多層膜１３となっている。
【００５３】
ここで、膜面への入射角度を４５°としてＳ偏光、Ｐ偏光の反射率及び反射位相差の波長依存性を測定したところ、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射率の波長依存性は図４のグラフのようになり、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射位相差の波長依存性は図５のグラフのようになった。
【００５４】
なお、反射率、反射位相差の波長依存性の測定には分光エリプソメトリー（J・A・Woollam社製、製品名：VASE）を使用した。
作成したビームスプリッタ１０を膜面に対して４５°になるように測定用ステージにセットし、反射光入射側プリズム１２から偏光した任意の波長の測定光を入射させ、ビームスプリッタ１０で反射された光の偏光状態の変化と強度をディテクタで検出した。反射率の測定に関しては分光光度計（日立製作所製、製品名：U-4000）でも偏光子を組み合わせて測定することが可能である。
【００５５】
さらに、測定波長を６８５ｎｍとしてＳ偏光、Ｐ偏光の反射率及び反射位相差の入射角依存性を測定し、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射率の入射角依存性の結果を図６のグラフに、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射位相差の入射角依存性の結果を図７のグラフに示した。
【００５６】
なお、反射率、反射位相差の入射角依存性の測定には分光エリプソメトリー（J・A・Woollam社製、製品名：VASE）を使用した。
作成したビームスプリッタ１０を測定用ステージにセットし、反射光入射側プリズム１２から偏光したλ＝６８５ｎｍの測定光を入射させ、ビームスプリッタ１０で反射された光の偏光状態の変化と強度をディテクタで検出した。このとき光源側とディテクタ側の角度を調整することで任意の反射角の反射率、反射位相差を測定した。
【００５７】
なお、以下に記載する第２の実施形態、第３の実施形態及び第５の実施形態の反射率、反射位相差に関しても同様の測定を行っている。また、Ｓ偏光、Ｐ偏光の透過率の波長依存性の測定及びＳ偏光、Ｐ偏光の透過率の入射角依存性の測定については、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射率の波長依存性及びＳ偏光、Ｐ偏光の反射率の入射角依存性と表裏一体であるため、本実施形態及び以下の実施形態では図示及び説明を省略する。
【００５８】
図４〜図７のグラフに示したように、横軸の入射角はプリズム接合面への入射角であり、この角度が４５°±５．５°のとき、プリズムの垂直入射面への入射角は０°±９°となる。これらの特性グラフより、このビームスプリッタ１０が反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性が小さいビームスプリッタであることがわかる。
そして、このビームスプリッタを図１の光ピックアップ装置１００に使用すれば、良好な記録再生特性が得られることとなる。
【００５９】
［第２の実施形態］
次に、本発明を適用した第２の実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、ビームスプリッタの多層膜以外の構成は前記第１の実施形態と同様であるため、同様の構成については説明を省略する。
【００６０】
以下、第２の実施形態に係るビームスプリッタの多層膜について説明する。
本実施形態の多層膜１３は、第１の実施形態と同様、反射光入射側プリズム１２の斜面に設けられたコート膜であり、表２に示すような構成に形成されている。
【００６１】
【表２】
2006134535.tif 000004
【００６２】
本実施形態の多層膜１３は、第１の実施形態と同様、レーザダイオード１０１の波長６８５ｎｍ、発射される有限光の発散角±９°を利用するため、プリズムへの入射波長６８５±２５ｎｍ、入射角度０±９°において、レーザダイオード１０１からの光が所定方向（フォトディテクタ１０８の方向）に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒｐが１５％≦Ｒｐ≦２５％、光磁気ディスク１０７により反射された光が所定方向（フォトディテクタ１１１の方向）に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒ'ｐが１５％≦Ｒ'ｐ≦２５％、光磁気ディスク１０７により反射された光が所定方向（フォトディテクタ１１１の方向）に出力される反射光のＳ偏光の反射率ＲｓがＲｓ≧９０％となるように形成している。また、Ｐ偏光とＳ偏光の反射位相差Δが１７０°≦Δ≦１９０°となるように形成している。
【００６３】
また、本実施形態の多層膜１３は第１の実施形態と同様、真空蒸着によって形成した。しかし、これに限るものではなく、スパッタ、ＣＶＤなど他の成膜方法で形成しても良い。本実施形態では、各層を構成する材料としては、低屈折率層を構成する低屈折率材料にＭｇＦ２、中屈折率層を構成する中屈折率材料にＡｌ２Ｏ３、高屈折率層を構成する高屈折率材料にＴａ２Ｏ５を使用した。この場合、引張応力を有するＭｇＦ２とＡｌ２Ｏ３の各層と、圧縮応力を有するＴａ２Ｏ５の層とを積層することで膜全体の応力を緩和することができ、膜剥がれやクラック等が生じ難く、耐環境性の良好な多層膜を作製することができる。これらの他にも、低屈折率材料としてＳｉＯ２、中屈折率材料としてＹ２Ｏ３、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ３、高屈折率材料としてＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣｅＦ３、ＨｆＯ２、ＺｒＴｉＯ４などを使用することが可能であり、その屈折率に応じて求める光学特性が得られるように設計すればよい。
【００６４】
本実施形態の多層膜１３の形成方法及び構成は次のようになっている。
まず、真空槽で１．０×１０−３Ｐａまで排気した後、第１層目にＴａ２Ｏ５を酸素ガス導入量１．０×１０−２Ｐａ、蒸着レート３Å／ｓｅｃで形成した。次に第２層目にＭｇＦ２を酸素ガス導入量５．０×１０−３Ｐａ、蒸着レート２．５Å／ｓｅｃで形成した。第３層目には再びＴａ２Ｏ５を形成、第４層目にはＡｌ２Ｏ３を酸素ガス導入量５．０×１０−３Ｐａ、蒸着レート４Å／ｓｅｃで形成、第５層目にはＴａ２Ｏ５、第６層目にはＡｌ２Ｏ３、第７層目にはＴａ２Ｏ５を形成した。以降第８層目から第１９層目までＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５の順に繰り返し成膜して、第２０層目にはＭｇＦ２を成膜し、多層膜１３とした。
【００６５】
前記したように、本実施形態では、第８層目から第１０層目までが、反射光入射側から順に、屈折率が低い材料ＭｇＦ２からなる低屈折率層、屈折率が中程度の材料Ａｌ２Ｏ３からなる中屈折率層、屈折率が高い材料Ｔａ２Ｏ５からなる高屈折率層が積層された特定積層部となっており、同様に第１１層目から第１３層目まで、第１４層目から第１６層目まで、第１７層目から第１９層目までについてもそれぞれ特定積層部となっている。このように、第８層目から第１９層目まではＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５の順に繰り返し成膜した複数の特定積層部となっており、低屈折率材料、中屈折率材料、高屈折率材料の順に繰り返し成膜することで反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を少なくできる多層膜１３となっている。
【００６６】
ここで、膜面への入射角度を４５°としてＳ偏光、Ｐ偏光の反射率及び反射位相差の波長依存性を測定したところ、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射率の波長依存性は図８のグラフのようになり、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射位相差の波長依存性は図９のグラフのようになった。
さらに、測定波長を６８５ｎｍとしてＳ偏光、Ｐ偏光の反射率及び反射位相差の入射角依存性を測定し、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射率の入射角依存性の結果を図１０のグラフに、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射位相差の入射角依存性の結果を図１１のグラフに示した。
【００６７】
図８〜図１１のグラフに示したように、横軸の入射角はプリズム接合面への入射角であり、この角度が４５°±５．５°のとき、プリズムの垂直入射面への入射角は０°±９°となる。これらの特性グラフより、このビームスプリッタ１０が反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性が小さいビームスプリッタであることがわかる。
そして、このビームスプリッタを図１の光ピックアップ装置１００に使用すれば、良好な記録再生特性が得られることとなる。
【００６８】
［第３の実施形態］
次に、本発明を適用した第３の実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、ビームスプリッタの多層膜以外の構成は前記第１の実施形態と同様であるため、同様の構成については説明を省略する。
【００６９】
以下、第３の実施形態に係るビームスプリッタの多層膜について説明する。
本実施形態の多層膜１３は、第１の実施形態と同様、反射光入射側プリズム１２の斜面に設けられたコート膜であり、表３に示すような構成に形成されている。
【００７０】
【表３】
2006134535.tif 000005
【００７１】
本実施形態の多層膜１３は、第１の実施形態と同様、レーザダイオード１０１の波長６８５ｎｍ、発射される有限光（発散光）の発散角±９°を利用するため、プリズムへの入射波長６８５±２５ｎｍ、入射角度０±９°において、レーザダイオード１０１からの光が所定方向（フォトディテクタ１０８の方向）に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒｐが１５％≦Ｒｐ≦２５％、光磁気ディスク１０７により反射された光が所定方向（フォトディテクタ１１１の方向）に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒ'ｐが１５％≦Ｒ'ｐ≦２５％、光磁気ディスク１０７により反射された光が所定方向（フォトディテクタ１１１の方向）に出力される反射光のＳ偏光の反射率ＲｓがＲｓ≧９０％となるように形成している。また、Ｐ偏光とＳ偏光の反射位相差Δが１７０°≦Δ≦１９０°となるように形成している。
【００７２】
また、本実施形態の多層膜１３は第１の実施形態と同様、真空蒸着によって形成した。しかし、これに限るものではなく、スパッタ、ＣＶＤなど他の成膜方法で形成しても良い。本実施形態では、各層を構成する材料としては、低屈折率層を構成する低屈折率材料にＳｉＯ２、中屈折率層を構成する中屈折率材料にＡｌ２Ｏ３、高屈折率層を構成する高屈折率材料にＴｉＯ２を使用した。この場合、圧縮応力を有するＳｉＯ２の層と、引張応力を有するＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２の各層とを積層することで膜全体の応力を緩和することができ、膜剥がれやクラック等が生じ難く、耐環境性の良好な多層膜を作製することができる。これらの他にも、低屈折率材料としてＭｇＦ２、中屈折率材料としてＹ２Ｏ３、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ３、高屈折率材料としてＴａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣｅＦ３、ＨｆＯ２、ＺｒＴｉＯ４などを使用することが可能であり、その屈折率に応じて求める光学特性が得られるように設計すればよい。
【００７３】
本実施形態の多層膜１３の形成方法及び構成は次のようになっている。
まず、真空槽で１．０×１０−３Ｐａまで排気した後、第１層目にＴｉＯ２を酸素ガス導入量５．０×１０−３Ｐａ、蒸着レート３Å／ｓｅｃで形成した。次に第２層目にＳｉＯ２を酸素ガス導入量１．０×１０−２Ｐａ、蒸着レート８Å／ｓｅｃで形成した。第３層目には再びＴｉＯ２を形成、第４層目にはＡｌ２Ｏ３を酸素ガス導入量５．０×１０−３Ｐａ、蒸着レート４Å／ｓｅｃで形成した。以降第５層目から第１６層目までＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２の順に繰り返し成膜して、第１７層目にはＳｉＯ２、第１８層目にはＴｉＯ２、第１９層目にはＡｌ２Ｏ３、第２０層目にはＳｉＯ２、第２１層目にはＴｉＯ２、第２２層目にはＳｉＯ２を成膜し、多層膜１３とした。
【００７４】
前記したように、本実施形態では、第５層目から第７層目までが、反射光入射側から順に、屈折率が低い材料ＳｉＯ２からなる低屈折率層、屈折率が中程度の材料Ａｌ２Ｏ３からなる中屈折率層、屈折率が高い材料ＴｉＯ２からなる高屈折率層が積層された特定積層部となっており、同様に第８層目から第１０層目まで、第１１層目から第１３層目まで、第１４層目から第１６層目までについてもそれぞれ特定積層部となっている。このように、第５層目から第１６層目まではＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２の順に繰り返し成膜した複数の特定積層部となっており、低屈折率材料、中屈折率材料、高屈折率材料の順に繰り返し成膜することで反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を少なくできる多層膜１３となっている。
【００７５】
ここで、膜面への入射角度を４５°としてＳ偏光、Ｐ偏光の反射率及び反射位相差の波長依存性を測定したところ、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射率の波長依存性は図１２のグラフのようになり、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射位相差の波長依存性は図１３のグラフのようになった。
さらに、測定波長を６８５ｎｍとしてＳ偏光、Ｐ偏光の反射率及び反射位相差の入射角依存性を測定し、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射率の入射角依存性の結果を図１４のグラフに、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射位相差の入射角依存性の結果を図１５のグラフに示した。
【００７６】
図１２〜図１５のグラフに示したように、横軸の入射角はプリズム接合面への入射角であり、この角度が４５°±５．５°のとき、プリズムの垂直入射面への入射角は０°±９°となる。これらの特性グラフより、このビームスプリッタ１０が反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性が小さいビームスプリッタであることがわかる。
そして、このビームスプリッタを図１の光ピックアップ装置１００に使用すれば、良好な記録再生特性が得られることとなる。
【００７７】
［第４の実施形態］
次に、本発明を適用した第４の実施形態について説明する。
図３は、本発明を適用した第４の実施形態に係る光ピックアップ装置２００を概略的に示した図である。
【００７８】
本実施形態の光ピックアップ装置２００は、光源としてのレーザダイオード２０１、回折板２０２、前記第１の実施形態と同様に光源光入射側プリズム１１及び反射光入射側プリズム１２等で構成されるビームスプリッタ１０、コリメータレンズ２０４、レーザミラー２０５、対物レンズ２０６、情報記録媒体としての光磁気ディスク２０７、フォトディテクタ２０８、３ビームウォーラストンプリズム２０９、シリンドリカルレンズ２１０、偏光ビームスプリッタ２１１、フォトディテクタ２１２，２１３等を備えている。
以下、光磁気ディスク２０７に記録された情報を再生する場合について説明する。
【００７９】
レーザダイオード２０１から出射される直線偏光の電界の振動面は、ビームスプリッタ１０の光源光入射側プリズム１１の入射面と平行に設定されている。レーザダイオード２０１から出射された直線偏光は、回折板２０２を通過した後、ビームスプリッタ１０によってその一部の反射光はパワーモニタ用のフォトディテクタ２０８に入射し、残りの透過光はコリメータレンズ２０４、レーザミラー２０５、対物レンズ２０６を経て光磁気ディスク２０７に集光される。
【００８０】
光磁気ディスク２０７で反射された光は磁化の向きによるカー回転を受け、振動面がわずかに回転され、再び対物レンズ２０６、レーザミラー２０５、コリメータレンズ２０４を経てビームスプリッタ１０に入射する。レーザダイオード２０１からの入射光がＰ偏光であるのに対し、光磁気ディスクからの戻り光（反射光）はカー回転を受けているため、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分に分けられ、ビームスプリッタ１０によってそれぞれ一定光量が反射され、３ビームウォーラストンプリズム２０９、シリンドリカルレンズ２１０を通過して、偏光ビームスプリッタ２１１でＰ偏光成分、Ｓ偏光成分に分離され、それぞれフォトディテクタ２１２，２１３に入射する。なお、ビームスプリッタ１０において、反射光入射側プリズム１２より入射する光束の反射位相差は１８０°、波長板の透過位相差は１８０°（１／２波長板）に設定されており、Ｐ偏光とＳ偏光の差分検出ができる構成になっている。
なお、本実施形態のビームスプリッタについては、前記第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８１】
［第５の実施形態］
次に、本発明を適用した第５の実施形態について説明する。
本実施形態の光ピックアップ装置は、第４の実施形態と光学素子の配置は同じであるが、ビームスプリッタ、波長板の位相差が異なっている。ビームスプリッタにおいて、反射光入射側プリズムより入射する光束の反射位相差は９０°、波長板の透過位相差は９０°（１／４波長板）に設定されており、Ｐ偏光とＳ偏光の差分検出ができる構成になっている。
【００８２】
以下、第５の実施形態に係るビームスプリッタの多層膜について説明する。
本実施形態の多層膜１３は、第１の実施形態と同様、反射光入射側プリズム１２の斜面に設けられたコート膜であり、表４に示すような構成に形成されている。
【００８３】
【表４】
2006134535.tif 000006
【００８４】
本実施形態の多層膜１３は、レーザダイオード２０１の波長６８５ｎｍ、発射される有限光（発散光）の発散角±９°を利用するため、プリズムへの入射波長６８５±２５ｎｍ、入射角度０±９°において、レーザダイオード１０１からの光が所定方向（フォトディテクタ１０８の方向）に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒｐが１５％≦Ｒｐ≦２５％、光磁気ディスク１０７により反射された光が所定方向（フォトディテクタ１１１の方向）に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒ'ｐが１５％≦Ｒ'ｐ≦２５％、光磁気ディスク１０７により反射された光が所定方向（フォトディテクタ１１１の方向）に出力される反射光のＳ偏光の反射率ＲｓがＲｓ≧９０％となるように形成している。また、Ｐ偏光とＳ偏光の反射位相差Δが１７０°≦Δ≦１９０°となるように形成している。
【００８５】
また、本実施形態の多層膜１３は第１の実施形態と同様、真空蒸着によって形成した。しかし、これに限るものではなく、スパッタ、ＣＶＤなど他の成膜方法で形成しても良い。本実施形態では、各層を構成する材料としては、低屈折率層を構成する低屈折率材料にＭｇＦ２、中屈折率層を構成する中屈折率材料にＡｌ２Ｏ３、高屈折率層を構成する高屈折率材料にＴｉＯ２を使用した。この場合、ＭｇＦ２とＴｉＯ２の屈折率差が０．８８と大きいため、多層膜１３を構成する層の数を少なくできるという利点がある。これらの他にも、低屈折率材料としてＳｉＯ２、中屈折率材料としてＹ２Ｏ３、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ３、高屈折率材料としてＴａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣｅＦ３、ＨｆＯ２、ＺｒＴｉＯ４などを使用することが可能であり、その屈折率に応じて求める光学特性が得られるように設計すればよい。
【００８６】
本実施形態の多層膜１３の形成方法及び構成は次のようになっている。
まず、真空槽で１．０×１０−３Ｐａまで排気した後、第１層目にＭｇＦ２を酸素ガス導入量５．０×１０−３Ｐａ、蒸着レート２．５Å／ｓｅｃで形成した。次に第２層目にＡｌ２Ｏ３を酸素ガス導入量５．０×１０−３Ｐａ、蒸着レート４Å／ｓｅｃで形成した。第３層目にはＴｉＯ２を酸素ガス導入量１．０×１０−２Ｐａ、蒸着レート３Å／ｓｅｃで形成した。以降第４層目から第１５層目までＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２の順に繰り返し成膜して、第１６層目にはＭｇＦ２を成膜し、多層膜１３とした。
【００８７】
前記したように、本実施形態では、第１層目から第３層目までが、反射光入射側から順に、屈折率が低い材料ＭｇＦ２からなる低屈折率層、屈折率が中程度の材料Ａｌ２Ｏ３からなる中屈折率層、屈折率が高い材料ＴｉＯ２からなる高屈折率層が積層された特定積層部となっており、同様に第４層目から第６層目まで、第７層目から第９層目まで、第１０層目から第１２層目まで、第１３層目から第１５層目までについてもそれぞれ特定積層部となっている。このように、第１層目から第１５層目まではＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２の順に繰り返し成膜した複数の特定積層部となっており、低屈折率材料、中屈折率材料、高屈折率材料の順に繰り返し成膜することで反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を少なくできる多層膜１３となっている。
【００８８】
ここで、膜面への入射角度を４５°としてＳ偏光、Ｐ偏光の反射率及び反射位相差の波長依存性を測定したところ、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射率の波長依存性は図１６のグラフのようになり、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射位相差の波長依存性は図１７のグラフのようになった。
さらに、測定波長を６８５ｎｍとしてＳ偏光、Ｐ偏光の反射率及び反射位相差の入射角依存性を測定し、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射率の入射角依存性の結果を図１８のグラフに、Ｓ偏光、Ｐ偏光の反射位相差の入射角依存性の結果を図１９のグラフに示した。
【００８９】
図１６〜図１９のグラフに示したように、横軸の入射角はプリズム接合面への入射角であり、この角度が４５°±５．５°のとき、プリズムの垂直入射面への入射角は０°±９°となる。これらの特性グラフより、このビームスプリッタ１０が反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性が小さいビームスプリッタであることがわかる。
そして、このビームスプリッタを図３の光ピックアップ装置２００に使用すれば、良好な記録再生特性が得られることとなる。
【００９０】
なお、使用波長に関し、前記した各実施形態では、λ＝６８５ｎｍのレーザを使用しているが、それ以外の波長のレーザを使用しても良い。使用波長に応じた膜厚を設定すればよく、例えばλ＝４０５ｎｍのレーザを使用する場合、前記各実施形態での各層の膜厚に０．５９（４０５÷６８５＝０．５９）をかけた膜厚を積層すればよい。
また、前記各実施形態では１波長のみを使用した光ピックアップ装置の説明をしているが、複数の波長を使用する光ピックアップ装置にも光学系と膜設計を調整することで適宜応用可能である。
【００９１】
以上のように、本発明の各実施形態のビームスプリッタによれば、光源からの光が入射する光源光入射側プリズムと、情報記録媒体により反射された光が入射する反射光入射側プリズムとを備え、光源光入射側プリズムと反射光入射側プリズムとの間に、反射光入射側から順に、低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層が積層された特定積層部を複数有する多層膜を備えるため、ビームスプリッタの反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を小さくすることができる。
【００９２】
また、各実施形態では、情報記録媒体により反射された光が入射して所定方向に出力される反射光のＳ偏光の反射率ＲｓがＲｓ≧９０％であり、光源からの光が入射して所定方向に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒｐ及び情報記録媒体により反射された光が入射して所定方向に出力される反射光のＰ偏光の反射率Ｒ'ｐがそれぞれ、１０％≦Ｒｐ≦４０％、１０％≦Ｒ'ｐ≦４０％であるため、適度な光量のＰ偏光を反射させることができ、大きな光量のＳ偏光を反射させることができる。
【００９３】
さらに、各実施形態では、低屈折率層にＭｇＦ２又はＳｉＯ２を主成分とする材料を使用し、中屈折率層にＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ３のうちのいずれかを主成分とする材料を使用し、高屈折率層にＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣｅＦ３、ＨｆＯ２、ＺｒＴｉＯ４のうちのいずれかを主成分とする材料を使用しているため、具体的に、ビームスプリッタの反射率、透過率及び反射位相差の波長依存性並びに反射率、透過率及び反射位相差の入射角依存性を小さくできる構成とすることができる。
【００９４】
またさらに、第１の実施形態では、低屈折率層にＭｇＦ２を主成分とする材料を使用し、中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、高屈折率層にＴｉＯ２を主成分とする材料を使用しているため、低屈折率層と高屈折率層との屈折率差を大きくすることができる。具体的には、低屈折率層と高屈折率層とをそれぞれＭｇＦ２とＴｉＯ２とで構成した場合には、屈折率差を０．８８と大きくすることができ、これにより、多層膜を構成する層の数を少なくできるという利点がある。
【００９５】
また、第２の実施形態では、低屈折率層にＭｇＦ２を主成分とする材料を使用し、中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、高屈折率層にＴａ２Ｏ５を主成分とする材料を使用しているため、引張応力を有するＭｇＦ２とＡｌ２Ｏ３とを主成分とする各層と、圧縮応力を有するＴａ２Ｏ５を主成分とする層とを積層することで膜全体の応力を緩和することができ、膜剥がれやクラック等が生じ難く、耐環境性の良好な多層膜とすることができる。
【００９６】
さらに、第３の実施形態では、低屈折率層にＳｉＯ２を主成分とする材料を使用し、中屈折率層にＡｌ２Ｏ３を主成分とする材料を使用し、高屈折率層にＴｉＯ２を主成分とする材料を使用しているため、圧縮応力を有するＳｉＯ２を主成分とする層と、引張応力を有するＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２とを主成分とする各層とを積層することで膜全体の応力を緩和することができ、膜剥がれやクラック等が生じ難く、耐環境性の良好な多層膜とすることができる。
【００９７】
さらに、各実施形態では、光源光入射側プリズム、多層膜及び反射光入射側プリズムとの接合に使用する接着剤と、反射光入射側プリズムとの屈折率差が０．１以下であるため、２つのプリズムを接着剤で貼り合わせた際に、接着層の厚みが不均一になることで一定の接着層ウェッジ角が発生しても波面収差の劣化は少なくて済み、ビームスプリッタの良品率を向上させることができる。
【００９８】
またさらに、第１〜第４の実施形態では、Ｓ偏光とＰ偏光の反射位相差Δが−１０°≦Δ≦１０°又は１７０°≦Δ≦１９０°であるため、光磁気記録媒体でのカー回転角を正確に検出でき、良好な記録再生特性を得ることができる。
【００９９】
また、第５の実施形態では、Ｓ偏光とＰ偏光の反射位相差Δが８０°≦Δ≦１００°又は２６０°≦Δ≦２８０°であるため、光磁気記録媒体でのカー回転角を正確に検出でき、良好な記録再生特性を得ることができる。
【０１００】
さらに、本発明の各実施形態の光ピックアップ装置によれば、前記した実施形態のビームスプリッタを備えるため、良好な記録再生特性を得ることができる。
【０１０１】
またさらに、第５の実施形態では、光ピックアップ装置が、前記した第５の実施形態のビームスプリッタと１／２波長板を備えるため、良好な記録再生特性を得ることができると共に、コストを抑えることができる。
【０１０２】
また、光ピックアップ装置が、前記した実施形態のようなビームスプリッタと１／４波長板を備えると、良好な記録再生特性を得ることができると共に、コストを抑えることができる。
【０１０３】
さらに、各実施形態では、ビームスプリッタに光源からの発散光が入射するようになっているため、良好な記録再生特性を得ることができると共に、光ピックアップ装置の小型化を行うことができる。
【０１０４】
これたにより、各実施形態では、光ピックアップ装置を備えた機器を、良好な性能を有した上で小型化させることができる。
【０１０５】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明を適用した一実施形態として例示する光ピックアップ装置を概略的に示した図である。
【図２】本発明を適用した一実施形態として例示するビームスプリッタを概略的に示した図である。
【図３】本発明を適用した他の実施形態として例示する光ピックアップ装置を概略的に示した図である。
【図４】第１の実施形態のビームスプリッタに対して入射角４５°で光を入射させた場合の波長と反射率の関係を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態のビームスプリッタに対して入射角４５°で光を入射させた場合の波長と反射位相差の関係を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態のビームスプリッタに対して波長６８５ｎｍの光を入射させた場合の入射角と反射率の関係を示すグラフである。
【図７】第１の実施形態のビームスプリッタに対して波長６８５ｎｍの光を入射させた場合の入射角と反射位相差の関係を示すグラフである。
【図８】第２の実施形態のビームスプリッタに対して入射角４５°で光を入射させた場合の波長と反射率の関係を示すグラフである。
【図９】第２の実施形態のビームスプリッタに対して入射角４５°で光を入射させた場合の波長と反射位相差の関係を示すグラフである。
【図１０】第２の実施形態のビームスプリッタに対して波長６８５ｎｍの光を入射させた場合の入射角と反射率の関係を示すグラフである。
【図１１】第２の実施形態のビームスプリッタに対して波長６８５ｎｍの光を入射させた場合の入射角と反射位相差の関係を示すグラフである。
【図１２】第３の実施形態のビームスプリッタに対して入射角４５°で光を入射させた場合の波長と反射率の関係を示すグラフである。
【図１３】第３の実施形態のビームスプリッタに対して入射角４５°で光を入射させた場合の波長と反射位相差の関係を示すグラフである。
【図１４】第３の実施形態のビームスプリッタに対して波長６８５ｎｍの光を入射させた場合の入射角と反射率の関係を示すグラフである。
【図１５】第３の実施形態のビームスプリッタに対して波長６８５ｎｍの光を入射させた場合の入射角と反射位相差の関係を示すグラフである。
【図１６】第５の実施形態のビームスプリッタに対して入射角４５°で光を入射させた場合の波長と反射率の関係を示すグラフである。
【図１７】第５の実施形態のビームスプリッタに対して入射角４５°で光を入射させた場合の波長と反射位相差の関係を示すグラフである。
【図１８】第５の実施形態のビームスプリッタに対して波長６８５ｎｍの光を入射させた場合の入射角と反射率の関係を示すグラフである。
【図１９】第５の実施形態のビームスプリッタに対して波長６８５ｎｍの光を入射させた場合の入射角と反射位相差の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  光ピックアップ装置
１０    ビームスプリッタ
１１    光源光入射側プリズム
１２    反射光入射側プリズム
１３    多層膜
１４    接着層
１４ａ  ＵＶ硬化接着剤（接着剤）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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