(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、必要な波長の光に対してのみ回折作用を与える回折素子を作製し、その回折素子を光ヘッド装置に組み込むことにより、光源からの光を読み書きに効率よく利用できる回折素子を用いた光ヘッド装置を提供する。【解決手段】本発明の回折素子は屈折率異方性を有する複屈折材料３ａ、３ｂ中に、所望の波長範囲で吸光を示し、かつ、吸光率に異方性がある分子鎖（以後、２色性色素鎖と記す）および／または材料（以後、２色性色材と記す）を含有した合成材料を使用して、前記２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ、４ｂによる吸光光量の差によってホログラムパターンが形成されている構成とした。【選択図】図１
2006079655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光源を有し、かつ、２つ以上の波長の異なる光を、回折素子を通して記録媒体に照射し、記録媒体への情報の書き込みおよび／または読み取りを行う光ヘッド装置であって、前記回折素子は屈折率異方性を有する複屈折材料中に、所望の波長範囲で吸光を示し、かつ、吸光率に異方性がある分子鎖（以後簡単のために「２色性色素鎖」と記す）および／または材料（以後、簡単のために「２色性色材」と記す）を含有した合成材料を使用し、前記２色性色素鎖および／または２色性色材による吸光光量の差によって、ホログラムパターンが形成されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
該屈折率異方性を有する複屈折材料が、主鎖の配向によって透過する光に対する屈折率に異方性を生じる材料であることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
該２色性色素鎖および／または２色性色材の主鎖の配向状態（配向方向及び／または配向率）が紫外線照射などの光エネルギーおよび／または熱エネルギー供給によって制御可能なことを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
該２色性色素鎖および／または２色性色材が紫外線照射などの光エネルギーおよび／または熱エネルギー供給によって合成もしくは分解されて、該複屈折材料中の２色性色素鎖および／または２色性色材の混合濃度に濃淡を生じることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
該２色性色素鎖および／または２色性色材が、ある波長λ１付近の光から吸収を開始し、λ１より短い波長で吸光率が大きくなることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
該２色性色素鎖および／または２色性色材が、ある波長λ２付近の光から吸収を開始し、λ２より長い波長で吸光率が大きくなることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
該２色性色素鎖および／または２色性色材が、ある波長λ１付近から波長λ２付近の範囲で吸光を示すことを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等光ディスクおよび光磁気ディスクに、光ビームを用いて記録・再生・消去などを行う光ディスクドライブ装置に用いられる光ヘッド装置に関する。特にＤＶＤ系とＣＤ系の両方の規格に対応するために、２つ以上の波長の異なる光を、光ディスクに照射できる機能を有した光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光記録媒体（光ディスクおよび光磁気ディスクなど）からの情報を精度よく読み取りおよび書き込みを行うために、光源からの光（往路光）および／または光記録媒体からの反射光（復路光）を、回折素子を通して回折光を発生させ、信号光検出部に導入し一度に複数の情報が得られるようにした光ヘッド装置が開発されている。最近では、波長７８０ｎｍ付近の光を利用するＣＤ系と、波長６６０ｎｍ付近の光を利用するＤＶＤ系の両方に対応できる機能を有した光ヘッドが主流となっており、部品点数を削減して、より安価な光ヘッド装置を提供するために、２つの波長を共通の光学デバイスで制御することが求められている。回折素子としては、ドライエッチング法や射出成形法、プレス成形法によってガラスまたはプラスチック基板上に矩形状の回折格子を形成したものがある。この回折素子は比較的安価で大量に生産が可能であるが、往路光、復路光ともに素子を透過する光はすべて回折の効果を受けるため、情報の読み書きに必要な光の利用効率が悪化する場合が多い。また、光の利用効率を向上させるために、偏光を利用して、往路光と復路光の偏光方向を変えるとともに、ＬｉＮｂＯ3などの複屈折性結晶の表面にプロトン交換によりホログラムパターンを作製することで、往路光と復路光での回折効率に差を持たせた（往路光は透過、復路光は回折できる）回折素子が利用できる（特許文献１）。
【０００３】
この回折素子により光の利用効率は向上できるが、複屈折性結晶が高価である。そこで、ＬｉＮｂＯ3結晶の変わりに重合性液晶モノマーを重合した光学異方性ポリマーを使用し、凹凸の回折格子を形成し、凹凸部を光学異方性ポリマーの常光屈折率または異常光屈折率にほぼ等しい屈折率を有する等方性あるいは異方性透明材料で充填した回折素子が開発されている（特許文献２）（特許文献３）（特許文献４）。
【０００４】
これにより比較的安価な複屈折材料を使用した、光利用効率の高い回折素子が作製できる。しかし、凹凸部に材料の屈折率が均一となるように充填するのは、かなり難しく、習熟を要するため、量産時の歩留り悪化要因となる。また、最近主流のＣＤ系とＤＶＤ系の両方に対応する機能を有した光ヘッド装置において、部品共用を実現するために、波長に応じて回折効率をコントロールできる回折素子が必要とされる場合があるが、この要求に十分対応しうる回折素子は、いまだ開発されていない。
【特許文献１】特開昭６３−２４１７３５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２６６０４号公報
【特許文献３】特開平９−５０６４２号公報
【特許文献４】特開２００２−３６５４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の技術に記述した課題に着目し、必要な光に対してのみ回折作用を与える回折素子を作製し、使用することにより、光源からの光を読み書きに効率よく利用できる光ヘッド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】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の発明は、少なくとも１つの光源を有し、かつ、２つ以上の波長の異なる光を、回折素子を通して記録媒体に照射し、記録媒体への情報の書き込みおよび／または読み取りを行う光ヘッド装置であって、前記回折素子は屈折率異方性を有する複屈折材料中に、所望の波長範囲で吸光を示し、かつ、吸光率に異方性がある分子鎖（以後簡単のために「２色性色素鎖」と記す）および／または材料（以後、簡単のために「２色性色材」と記す）を含有した合成材料を使用して、前記２色性色素鎖および／または２色性色材による吸光光量の差によって、ホログラムパターンが形成されている構成とした。これによれば、例えば前記２色性色素鎖および／または２色性色材を一定方向に配向して吸光率に異方性を生じ、その吸光率が極大になる方向の光に対しては、吸光を示す波長範囲において吸光による屈折率の逆分散効果が顕著に現れる。したがって、例えば、前記吸光率が最大になる方向と、複屈折材料の異常光の方向が一致するように２色性色素鎖および／または２色性色材を配向させた部分と未配向の部分によりホログラムを形成すると、常光に対しては配向状態差による屈折率差はほとんど見られず、異常光に対しては、吸光波長範囲において大きな屈折率差を生じるので、特定波長の異常光にのみ作用する回折素子が作製できる。回折素子と対物レンズの間に１／４波長板を配置し、往路光を回折素子の複屈折材料の常光屈折率を示す偏光方向で入射し、復路光は異常光屈折率を示す偏光方向で入射するように設計すると、特定波長の復路光でのみ強い回折光を生じる光ヘッド装置が作製できる。
【０００７】
本発明の請求項２記載の発明は、該屈折率異方性を有する複屈折材料が、主鎖の配向によって透過する光に対する屈折率に異方性を生じる材料で回折素子を構成した。代表的な複屈折材料として、各種の液晶材料が使用可能で、透明基板上にポリイミドなどの配向膜を作製後に簡単なラビング処理を行えば、透明基板上に広い面積で、安定した複屈折材料の薄膜作製が可能となり、比較的安価な回折素子の提供が可能となる。
【０００８】
本発明の請求項３記載の発明は、該２色性色素鎖および／または２色性色材の主鎖の配向状態（配向方向及び／または配向率）が紫外線照射などの光エネルギーおよび／または熱エネルギー供給によって制御可能な材料で回折素子を構成した。これによれば、回折ホログラムパターンを描画したメタルマスクを作製し、一般的なフォトリソグラフィー法などの工法でマスク露光することにより、複屈折材料中に、２色性色素鎖および／または２色性色材の主鎖配向状態差による高精細なパターンが形成可能となる。例えば、２色性色材を混合した液晶材料を、透明基板上に配向させて、複屈折性の薄膜を形成した場合、液晶材料の主鎖配向方向と２色性色材の主鎖配向方向はゲスト・ホスト効果により同一方向に並ぶ。この状態では、薄膜全域が均質で、常光の屈折率は通常の分散（波長が長いほど屈折率が小さくなる）を示し、異常光の屈折率は、２色性色材の吸収よる逆分散効果が大きく、２色性色材の吸収波長範囲において、屈折率が液晶材料単体の時よりも小さくなる。ここで、回折ホログラムパターンを描画したメタルマスクを通して、偏光ＵＶを透明基板に斜方入射することにより、ＵＶが照射された部分の２色性色材配向方向を透明基板に対してチルト角度が大きくなるように再配向させれば、異常光に対する再配向部の逆分散効果は弱まり、結果として、ある波長の異常光に対しての２色性色材の配向差による逆分散性の違いで、屈折率差を出現させることが可能となり、特定波長の異常光についてのみ回折作用を及ぼす回折素子が作製可能となる。これは１つの例であって、ＵＶ照射による配向状態変化内容や吸収波長範囲を調整することにより、偏光方向および波長に応じて回折作用が選択できる回折素子の作製が可能となる。
【０００９】
本発明の請求項４記載の発明は、該２色性色素鎖および／または２色性色材が紫外線照射などの光エネルギーおよび／または熱エネルギー供給によって合成もしくは分解されて、該複屈折材料中の２色性色素鎖および／または２色性色材の混合濃度に濃淡を生じる材料で回折素子を構成した。これによれば、回折ホログラムパターンを描画したメタルマス
クを作製し、一般的なフォトリソグラフィー法などの工法でマスク露光することにより、複屈折材料中に、２色性色素鎖および／または２色性色材の濃度差による高精細なパターンが形成可能となる。例えば、２色性色材を混合した液晶材料を、透明基板上に配向させて、複屈折性の薄膜を形成した場合、液晶材料の主鎖配向方向と２色性色材の主鎖配向方向はゲスト・ホスト効果により同一方向に並ぶ。この状態では、薄膜全域が均質で、常光の屈折率は通常の分散（波長が長いほど屈折率が小さくなる）を示し、異常光の屈折率は、２色性色材の吸収よる逆分散効果が大きく、２色性色材の吸収波長範囲において、屈折率が液晶材料単体の時よりも小さくなる。ここで、回折ホログラムパターンを描画したメタルマスクを通して、ＵＶ光を透明基板に照射することにより、ＵＶが照射された部分の２色性色材を分解（あるいは吸光能力を低下）すれば異常光に対する再配向部の逆分散効果は弱まり、結果として、ある波長の異常光に対しての２色性色材の濃度差による逆分散性の違いで、屈折率差を出現させることが可能となり、特定波長の異常光についてのみ回折作用を及ぼす回折素子が作製可能となる。これは１つの例であって、２色性色材の原料分子を混合しておいて、ＵＶ光の照射によって、２色性色材を複屈折材料中に合成しても同様の作用が得られる。
【００１０】
本発明の請求項５記載の発明は、該２色性色素鎖および／または２色性色材が、ある波長λ１付近の光から吸収を開始し、λ１より短い波長で吸光率が大きくなる材料を用いて回折素子を構成した。これによれば２色性色素鎖および／または２色性色材の吸収端となる波長λ１付近から吸光の異方性および吸光による屈折率逆分散効果が出現するが、吸光端である波長λ１付近は吸光率が数％程度である。例えば、ＤＶＤ系の記録／再生／消去に使用される波長６６０ｎｍ付近の光ビームに対して、前述の、屈折率の逆分散効果を利用した回折素子を作製した場合に、回折素子を透過する全光量の吸光による損失は数％にとどまり、屈折率逆分散効果による回折作用のみを有効活用することが可能となる。
【００１１】
本発明の請求項６記載の発明は、該２色性色素鎖および／または２色性色材が、ある波長λ２付近の光から吸収を開始し、λ２より長い波長で吸光率が大きくなる材料を用いて、回折素子を構成した。これによれば２色性色素鎖および／または２色性色材の吸収端となる波長λ１付近から吸光の異方性および吸光による屈折率逆分散効果が出現するが、吸光端である波長λ１付近は吸光率が数％程度である。例えば、ＣＤ系の記録／再生／消去に使用される波長７８０ｎｍ付近の光ビームに対して、前述の、屈折率の逆分散効果を利用した回折素子を作製した場合に、回折素子を透過する全光量の吸光による損失は数％にとどまり、屈折率逆分散効果による回折作用のみを有効活用することが可能となる。
【００１２】
本発明の請求項７記載の発明は、該２色性色素鎖および／または２色性色材が、ある波長λ１付近から波長λ２付近の範囲で吸光を示す材料を用いて回折素子を構成した。これによれば２色性色素鎖および／または２色性色材の吸収端となる波長λ１および／または波長λ２付近から吸光の異方性および吸光による屈折率逆分散効果が出現するが、吸収端である波長λ１および／または波長λ２付近は吸光率が数％程度である。従って、波長λ１および波長λ２の光に対して、前述の屈折率の逆分散効果を利用した回折素子を作製した場合、各々の波長で透過する全光量の吸光による損失は数％にとどまり、屈折率逆分散効果による回折作用のみを有効活用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、２色性色素鎖および／または２色性色材の吸光による逆分散効果を利用して、特定波長の特定偏光方向に対する屈折率変化を選択的に大きくすることにより、回折作用を発揮する回折素子が作製可能となり、この回折素子を組み込んだ光ヘッド装置によれば、光源からの光の利用効率が高く、かつ、特定波長の特定偏光のみを回折でき、よって、ＣＤ系とＤＶＤ系のごとく、使用波長の異なる複数タイプの光記録媒体に対し、情報記録／再生／消去が精度よく行える効果を有する。
【００１４】
また、２色性色素鎖および／または２色性色材の吸光性が、ＵＶ光照射などによって調整可能な材料を使用することにより、ドライエッチング法などで複屈折材料に凹凸による回折格子を形成する必要がなく、複雑なパターンも、簡便な露光装置を用いて複屈折材料上に描画できるため、回折素子を安価に作製できる効果を有する。
【００１５】
さらに、複屈折材料に凹凸を形成することなく、従って凹部を別材料で充填する必要が無いので、凹凸形成時のバラツキ不良や、充填時の気泡混入などの不良が発生しないので、歩留りよく、安定して量産が可能となる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１を用いて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の概略斜視図である。１はガラスなどの透明基板、２はポリイミドなどの配向膜、３ａ、３ｂは２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ、４ｂを混合した複屈折材料である。
【００１８】
本発明の実施の形態１では、波長６６０ｎｍ付近から短波長側に吸光率が大きくなる２色性色材を用いた。図中、→の方向は複屈折材料３ａ、３ｂの主鎖配向方向を示しており、複屈折材料３ａの領域では２色性色素鎖および／または２色性色材４ａの主鎖配向方向が、複屈折材料３ａの主鎖配向方向と一致している、一方、複屈折材料３ｂの領域では、複屈折材料３ｂの主鎖配向方向と２色性色素鎖および／または２色性色材４ｂの配向方向は異なっている。
【００１９】
ここで、実施の形態１の製造方法の１例を示す。
【００２０】
まずガラス製の透明基板１上にスピンコート法にてポリイミド膜である配向膜２を形成する。次にポリイミド膜である配向膜２の表面をラビング処理して、２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ、４ｂを混合した硬化性液晶材料を複屈折材料３ａ、３ｂとしてポリイミド膜である配向膜２の上に塗布し、ラビング方向に配向させる。複屈折材料３ａ、３ｂの膜厚を均一にするために、ガラス製透明基板１に対向してダミー基板を配置し、複屈折材料３ａ、３ｂを挟持して膜厚を均一にした上で、ダミー基板を除去することにより、複屈折材料３ａ、３ｂの薄膜を形成する。さらに、回折ホログラムパターンを描画したメタルマスクを通して、ＵＶ光を照射し、ＵＶ光照射部分の２色性色素鎖および／または２色性色材４ｂの配向方向を変化させる。具体的には、２色性色素鎖および／または２色性色材４ｂの主鎖配向方向が、回折素子中を透過する光の進行方向と略一致する向きに再配向される。最後に、メタルマスクを外して、全面にＵＶ照射を行い、各部位の配向方向を保ったままの状態で、膜全体を硬化させる。場合によっては、各材料中の光反応基を不活性化と配向の安定化などを行う目的で、熱処理を実施してもよい。
【００２１】
ここで、２色性色材を再配向したり、全体を硬化させるために、ＵＶ（紫外線）光が最適に利用されるが、同様の作用が発揮できれば、可視光、赤外光などの光エネルギーも利用可能である。また、熱エネルギーを利用してもよい。実施の形態１における回折素子を組み込んだ光ヘッド装置の機能について、図２を用いて、概略説明をする。
【００２２】
５はＣＤ系やＤＶＤ系の光記録媒体、６は光記録媒体５の記録面上に光源１０からの光束を集光するとともに、光記録媒体５からの記録信号光を集光するための対物レンズ、７は透過する光を直線偏光から略円偏光に変化させるように設計された１／４波長板、８は本発明の実施の形態１による回折素子、９はビームスプリッタ、１０は光ヘッド装置の光
源で、ＣＤ系の情報記録／再生／消去には、波長７８０ｎｍ付近の光、ＤＶＤ系の情報記録／再生／消去には波長６６０ｎｍ付近の光を発するレーザーダイオードが使用できる。また、記録容量ｕｐなどの目的で、波長４０５ｎｍ付近のレーザーダイオードを光源１０として使用する場合もある。１１は記録信号光を受光して電気的信号に変換する光センサである。まず、光源１０から発した光（以後、簡単のために往路光と記す。）は、回折素子８を構成する複屈折材料３ａ、３ｂの常光屈折率に対する偏光方向で入射されるように、各部品を配置する。２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ、４ｂは、６６０ｎｍ付近から短波長側に吸収を示すので、ＣＤ系（７８０ｎｍ付近）の往路光に対しては、ほとんど作用せず、回折素子８の屈折率は、複屈折材料３ａ、３ｂの常光屈折率にほぼ等しくなる。複屈折材料３ａと３ｂでは、２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ、４ｂの配向方向が違うだけで複屈折材料３ａ、３ｂはほぼ等価で配向しているため、複屈折材料３ａ、３ｂ間の屈折率差はほとんどなく、よって回折ホログラムパターンはまったく透過光に作用しないので、ＣＤ系の往路光は、ほとんど回折作用を受けずに透過する。次に、ＤＶＤ系（６６０ｎｍ付近）の往路光について、２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ、４ｂの持つ、吸光率異方性により、常光方向については吸光率が小さく、よって、屈折率に与える逆分散効果も小さいので、結果としては複屈折材料３ａ、３ｂの常光屈折率が支配的となるため、ＣＤ系の往路光と同様に、回折作用はほとんど受けずに透過する。回折素子８を透過した光は、１／４波長板７を透過することで、直線偏光から円偏光に変化され、対物レンズ６と通じて光記録媒体５に照射される。光記録媒体５には各種の情報が記録されており、対物レンズ６と通じて照射された光は、記録信号光として反射される。この際、照射時とは逆方向の円偏光となって反射される。さらに、反射光は１／４波長板７を透過することで、円偏光から直線偏光に変化されるが、円偏光の向きが逆になっているので、往路光から９０°回転した直線偏光（以後、簡単のため復路光と記す）となる。ＣＤ系の復路光の場合、往路光と同様に、２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ，４ｂの吸収はほとんど無く、よって、回折素子８の屈折率は、複屈折材料３ａ、３ｂの領域によらず、複屈折材料３ａ、３ｂの異常光屈折率とほぼ等しくなる。結果として、回折作用はほとんど受けずに透過する。
【００２３】
一方、ＤＶＤ系の復路光については、２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ、４ｂの吸収効果が生じる。特に複屈折材料３ａの主鎖配向方向と略同一方向で配向した２色性色素鎖および／または２色性色材４ａでは２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ、４ｂの有する吸光率異方性により、大きな吸収効果を示す。
【００２４】
逆に、回折素子８の透過光の進行方向と略同一方向に配向された２色性色素鎖および／または２色性色材４ｂの吸収効果は小さい。結果として、回折ホログラムパターンに応じて、２色性色素鎖および／または２色性色材４ａ，４ｂの逆分散効果の差による屈折率差が生じ、ＤＶＤ復路光は回折作用を受ける。回折素子８を通過した復路光は、ビームスプリッタ９などによって、光センサ１１に導かれるが、前記のごとく、ＣＤ系とＤＶＤ系の復路光のルートを変えることができるので、記録信号光が持つ詳細な情報を、精度よく検出することが可能となる。
【００２５】
実施の形態１では、２色性色材を採用したが、同様の機能を有する２色性色素鎖を、複屈折材料３ａ，３ｂの側鎖として導入してもよい。また、２色性色材の逆分散性の差を生じるために、配向方向を変化させる方法に限らず、例えば、２色性色材を無配向にして混合し、特定部分のみ配向させる方法や、２色性色材の分子直線性を、光合成または／光分解などで調整することで、配向率を変化させる方法などでもよい。これらの方法で利用する光はＵＶ（紫外線）光が最適であるが、当然、同様の作用であれば、可視光や赤外光を使用してもよい。また、光エネルギーの他に、熱エネルギーなども利用可能である。
【００２６】
（実施の形態２）
次に図３を用いて、本発明の実施の形態２について説明する。
【００２７】
実施の形態２は、実施の形態１で２色性色素鎖および／または２色性色材４ａと４ｂの配向方向を変化させ、特定偏光、特定波長に対する逆分散効果に差を発現させたのに対し、ＵＶ光照射によって、２色性色素鎖および／または２色性色材４ａを分解し、初期の波長範囲に対する吸光機能を破壊して、吸光率を大幅に低下させるか、吸光波長範囲を変化させた分解物１２に変化させることによって、実施の形態１の回折素子と同様の機能を実現した回折素子である。
【００２８】
実施の形態２の作製方法は、実施の形態１の作製方法の１例とほぼ同じで、メタルマスクを通してＵＶ光を照射して２色性色素鎖および／または２色性色材４ａを再配向して２色性色素鎖および／または２色性色材４ｂにする工程において、実施の形態２では、２色性色材を分解して、分解物１２に変化させる部分が違うだけで、工程的にはほぼ同じである。
【００２９】
実施の形態２によれば、実施の形態１より、逆分散効果の差による屈折率の差を大きくできるため、回折ホログラムパターンの深さを浅くすることが可能となり、複屈折性膜厚の低減ができるので、コストダウンにつながる。実施の形態２における回折素子を組み込んだ光ヘッド装置の機能は、実施の形態１における回折素子を組み込んだ光ヘッド装置と同じであるので、説明は割愛する。
【００３０】
（実施例１）
実施の形態１における回折素子を作製し、ＣＤ系およびＤＶＤ系の２つの波長に対する往路光、復路光の０次透過光および＋１次回折光の光利用効率（回折素子入射全光量に対する各光量の比率）を測定した。結果を（表１）に示す。
【００３１】
【表１】
2006079655.tif 000003
【００３２】
ここで、複屈折材料としては常光屈折率が１．５３〜１．５５、異常光屈折率が１．６０〜１．６２の液晶材料を使用した。配向膜としてはポリイミドを使用しラビング法により配向作用を持たせた。複屈折材料の膜厚を均一にするために、ダミー基板を使用し、ダミー基板の表面に離型性の配向膜を形成して、透明基板とダミー基板で挟持して、２色性色材を含有した複屈折材料の薄膜を形成した。回折ホログラムパターンの露光には、フォトリソグラフィー法に使用する露光機を活用した。
【００３３】
実施例１の回折素子について、露光した部分と露光していない部分の往路光（常光）および復路光（異常光）に対する屈折率の波長分散の模式説明を図５に示す。
【００３４】
（実施例２）
実施の形態２における回折素子を作製し、ＣＤ系およびＤＶＤ系の２つの波長に対する往路光、復路光の０次透過光および＋１次回折光の光利用効率（回折素子入射全光量に対する各光量の比率）を測定した。結果を（表１）に示す。ここで、複屈折材料としては常光屈折率が１．５３〜１．５５、異常光屈折率が１．６０〜１．６２の液晶材料を使用した。配向膜としてはポリイミドを使用しラビング法により配向作用を持たせた。複屈折材料の膜厚を均一にするために、ダミー基板を使用し、ダミー基板の表面に離型性の配向膜を形成して、透明基板とダミー基板で挟持して、２色性色材を含有した複屈折材料の薄膜を形成した。回折ホログラムパターンの露光には、フォトリソグラフィー法に使用する露光機を活用した。
【００３５】
（比較例１）
２色性色材を混合せず、その他は、実施例１とまったく同一の材料および工程で回折素子を作製し、ＣＤ系およびＤＶＤ系の２つの波長に対する往路光、復路光の光利用効率を測定した。結果を（表１）に示す。比較例１の回折素子について、露光した部分と露光していない部分の往路光（常光）および復路光（異常光）に対する屈折率の波長分散の模式説明を図６に示す。
【００３６】
（比較例２）
重合性液晶モノマーを重合した光学異方性ポリマー１３を使用し、凹凸の回折格子をドライエッチング法により形成し、凹凸部を光学異方性ポリマー１３の常光屈折率にほぼ等しい屈折率を有する透明の等方性材料１４で充填した回折素子を作製した。図４に（比較例２）で作製した回折素子の概略斜視図を示す。この回折素子を比較例２として、ＣＤ系およびＤＶＤ系の２つの波長に対する往路光、復路光の光利用効率を測定した。結果を（表１）に示す。
【００３７】
比較例２の回折素子について、複屈折材料部分と等方性材料部分の往路光（常光）および復路光（異常光）に対する屈折率の波長分散の模式説明を図７に示す。
【００３８】
実施例１について、往路光はＣＤ系、ＤＶＤ系の２つの波長とも、ほとんど回折作用は生じず、９７％以上の光が０次透過光として利用できることが確認できた。復路光については、ＣＤ系波長の光は８０％以上が透過されるのに対し、ＤＶＤ系波長の光については、理論値４０％に近い３６％以上の光が＋１次光となっている。実施例２も実施例１とほぼ同一の結果が得られたが、比較例１では復路光に対して、まったく回折作用が認められなかった。これは、２色性色材による逆分散効果により、ＤＶＤ系波長の復路光（異常光方向の偏光）に対してのみ回折ホログラムパターンに応じた所望の屈折率差が生じていることに起因するものである。すなわち図５および図６の関係が成立している。
【００３９】
比較例２の場合も、ＤＶＤ系復路光について、最も回折作用が大きいことがわかる。しかしながら、ＣＤ系復路光についても多少の回折作用が生じてしまい、０次透過光が６５％以上しか利用できない。比較例２で作製された回折素子によると、ＤＶＤ系波長とＣＤ系波長の異常光に対して、複屈折材料３ａ、３ｂと凹凸部を充填した等方性材料１４の各波長に対する屈折率差を大きく変化させ、ＣＤ系では屈折率差をほぼゼロにする必要がある。しかし、実際の材料特性で、この条件を満足するのが困難なため、どうしてもＣＤ系波長に対しても無視できない屈折率差が生じてしまい、不要な回折作用を与えてしまう。すなわち、各部の屈折率として図７の関係が成立している。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の回折素子は、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等光ディスクおよび光磁気ディスクに、光ビームを用いて記録・再生・消去などを行う光ヘッド装置に利用できる。特にＤＶＤ系とＣＤ系などの複数の規格に対応するために、２つ以上の波長の異なる光を、光ディスクに照射できる機能を有した光ヘッド装置において有効に利用でき、これによって、光ビームによる光ディスクへの情報の記録・再生・消去が、効率よく、かつ／または精度よく実施可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１の概略斜視図
【図２】本発明の実施の形態１による回折素子を用いた光ヘッド装置概要図
【図３】本発明の実施の形態２の概略斜視図
【図４】（比較例２）で作製した回折素子の概略斜視図
【図５】（実施例１）で作製した回折素子について、露光部および露光をしていない部分の往路光（常光）および復路光（異常光）に対する屈折率の波長分散を示した模式説明図
【図６】（比較例１）で作製した回折素子について、露光部および露光をしていない部分の往路光（常光）および復路光（異常光）に対する屈折率の波長分散を示した模式説明図
【図７】（比較例２）で作製した回折素子について、複屈折材料部と等方性材料部分の往路光（常光）および復路光（異常光）に対する屈折率の波長分散を示した模式説明図
【符号の説明】
【００４２】
１    透明基板
２    配向膜
３ａ、３ｂ    複屈折材料
４ａ、４ｂ    ２色性色素鎖および／または２色性色材
５    光記録媒体
６    対物レンズ
７    １／４波長板
９    ビームスプリッタ
１０    光源
１１    光センサ
１２    分解物
１３    光学異方性ポリマー
１４    等方性材料
【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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