(57)【要約】【課題】リレーレンズを用いることなく二光束干渉露光により精度の高いホログラム光学素子を作製することが可能なホログラム光学素子の作製方法を提供する。【解決手段】レーザ装置からレーザ光９１を出射する。レーザ光９１を回折格子２０によって回折し、回折方向が互いに異なる複数の回折光９２，９３を生成する。各回折光９２，９３は、互いに異なる位置に焦点を結ぶ集束光であり、回折格子の外部領域において互いに干渉する。回折光が互いに干渉する外部領域に配置された光記録媒体４１に対して、干渉した回折光を照射する。回折格子２０に入射するレーザ光のうち回折格子を透過する透過光を、反射面２３ａによって光記録媒体４１の方向とは異なる方向に反射する。【選択図】図１
2011221346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二光束干渉法を用いて感光材に干渉縞を記録することにより、ホログラム光学素子を作製するホログラム光学素子の作製方法であって、
レーザ光を出射するステップと、
前記レーザ光を回折格子によって回折し、回折方向が互いに異なる複数の回折光を生成するステップとを備え、
各前記回折光は、互いに異なる位置に焦点を結ぶ集束光であり、前記回折格子の外部領域において互いに干渉し、
前記ホログラム光学素子の作製方法は、
前記回折光が互いに干渉する前記外部領域に配置された前記感光材に対して、前記干渉した回折光を照射するステップと、
前記回折格子に入射するレーザ光のうち前記回折格子を透過する透過光を、当該感光材の方向とは異なる方向に反射するステップとをさらに備える、ホログラム光学素子の作製方法。
【請求項２】
二光束干渉法を用いて感光材に干渉縞を記録することにより、ホログラム光学素子を作製するホログラム光学素子の作製装置であって、
レーザ光を出射する第１の光源と、
前記レーザ光を回折し、回折方向が互いに異なる複数の回折光を生成する回折格子とを備え、
各前記回折光は、互いに異なる位置に焦点を結ぶ集束光であり、前記回折格子の外部領域において互いに干渉し、
前記ホログラム光学素子の作製装置は、
前記回折光が互いに干渉する前記外部領域に前記感光材を配置する配置手段と、
前記回折格子に入射するレーザ光のうち前記回折格子を透過する透過光を、当該感光材の方向とは異なる方向に反射する反射面とを備える、ホログラム光学素子の作製装置。
【請求項３】
前記複数の回折光は、第１の回折光と、第２の回折光とを含み、
前記第１の回折光は、前記回折方向が前記回折格子の格子面に対して垂直であり、当該回折方向に垂直な断面が円形状であり、
前記第２の回折光は、前記回折方向が前記第１の回折光の回折方向に対して斜めの方向であり、当該第２の回折光の回折方向に垂直な断面が円形の一部を切り欠いた形状である、請求項２に記載のホログラム光学素子の作製装置。
【請求項４】
前記ホログラム光学素子の作製装置は、前記レーザ光をコリメートすることにより、当該レーザ光を平面波とする光学素子をさらに備え、
前記回折格子は、前記複数の回折光を生成する格子パターンを複数組有し、
前記平面波は、各前記格子パターンに照射され、
前記格子パターンの各々は、前記平面波の入射方向が互いに同じとなる位置に配置されている、請求項２または３に記載のホログラム光学素子の作製装置。
【請求項５】
前記回折格子の格子パターンは体積型ホログラムであり、当該格子パターンの各々は互いに多重された領域を有する、請求項４に記載のホログラム光学素子の作製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム光学素子の作製方法、およびその作製装置に関するものである。特に、本発明は、光ディスク等の光情報記録媒体に対し、光学的に情報を記録または再生するための光ピックアップ用のホログラム光学素子の作製方法、およびその作製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc）といった、複数規格の光ディスクが普及している。これらの光ディスクは、光情報記録再生用の光源の波長が異なる。これらの光ディスク用の記録再生機器をノートパソコンなどの電子機器に組み込む際には、小型化および薄型化が求められる。このため、記録再生機器における各波長に対応した光ピックアップ装置も同様に小型化および薄型化が求められている。
【０００３】
また、上記全ての光ディスク用の記録再生機器を一体化して、上記全ての光ディスクの記録再生を行なうことが可能な記録再生機器も知られている。当該記録再生機器を電子機器に組み込む際には、光ピックアップの薄型化がより一層求められる。
【０００４】
薄型化した光ピックアップ装置を提供するために、回折光学素子を用いて、光ディスクからの戻り光をフォーカス信号用の受光素子とトラック信号用の受光素子とに回折させる手法が提案されている。
【０００５】
図１０は、光ピックアップ装置の概略構成を示した図である。図１０を参照して、光ピックアップ装置１００は、たとえば次のように構成される。光ピックアップ装置１００は、光源である半導体レーザ装置１３１，１４１と、ダイクロイックミラー１４２と、コリメータレンズ１３２と、回折格子１３３と、ビームスプリッタ１３４と、１／４波長板１３５と、対物レンズ１３６と、センサレンズ１３８と、回折光学素子１３９と、受光素子１４０とを含む。
【０００６】
半導体レーザ装置１３１から出射される光は、コリメータレンズ１３２によって略平行光にされる。コリメータレンズ１３２から出射した光は、回折格子１３３によって、少なくとも透過０次光と１次回折光とに回折される。回折格子１３３から出射した光は、ビームスプリッタ１３４を透過し、１／４波長板１３５によって円偏光に変換される。当該円偏光は、対物レンズ１３６によって集光され、光ディスク１３７上に照射される。
【０００７】
半導体レーザ装置１４１は、半導体レーザ装置１３１とは異なる波長のレーザ光を出射する。半導体レーザ装置１４１が出射するレーザ光は、ダイクロイックミラー１４２によって半導体レーザ装置１３１が出射したレーザ光の光軸と結合する。半導体レーザ装置１４１が出射するレーザ光は、半導体レーザ装置１３１が出射するレーザ光と同様に光ディスク１３７上に照射される。
【０００８】
光ディスク１３７からの反射光は、再び１／４波長板１３５によって入射時から９０°位相が回転した直線偏光に変換される。当該直線偏光は、ビームスプリッタ１３４によって反射され、その後、回折光学素子１３９により受光素子１４０に入射する。受光素子１４０の受光素子１４０ｂ，１４０ｃは、フォーカス信号用もしくはトラック信号用の素子である。
【０００９】
より薄型の光ピックアップ装置を提供するためには、光束分離に係る回折光学素子１３９の回折角を大きくする必要がある。しかしながら、短波長の戻り光を大きい回折角で回折するためには回折格子のピッチを微小化することが必要となる。このため、回折格子をフォトリソグラフィ技術により製作することは、非常に困難となる。
【００１０】
それゆえ、特許文献１および特許文献２に示すとおり、二光束干渉法により回折格子パターンを光記録媒体に記録したホログラム光学素子を、光ピックアップ装置の回折光学素子として用いることが注目されている。二光束干渉法で作製したホログラム光学素子は、回折角の自由度が高く、高い回折効率を実現することも可能である。また、フォトリソグラフィ技術で作製したレリーフ型ホログラム素子を用いた場合には、多層ディスク利用時において、非再生層からの反射光がレリーフ型ホログラム素子上で回折される。このため、レリーフ型ホログラム光学素子を用いると迷光が発生してしまう。しかしながら、二光束干渉法で作製した体積型ホログラム光学素子を用いると、非再生層からの反射光は再生層からの反射光と位相状態が異なる。したがって、非再生層からの反射光は、体積型ホログラム光学素子上で回折されない。それゆえ、上記体積型ホログラム光学素子を用いることにより、記録再生時の迷光を抑制することも可能である。
【００１１】
このようなホログラム光学素子の作製は、フォーカス信号用やトラック信号用の光束に分離するためのセクターマスクを介し、光ピックアップの基となる透過０次光と同等の光束と、各受光素子へ入射する１次回折光と同等な光束との二光束を光記録媒体上で干渉させることにより行なう。特許文献１では上記マスクパターンを記録材（感光材）の直前に配置し、二光束干渉露光を行っている。ホログラム光学素子を大量に作製、もしくは複製するためには、マスターとなるホログラム光学素子に対して上記透過０次光と同等の光束を入射し、０次光と０次光から生じる１次回折光との二光束を光記録媒体上で干渉させることにより行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１１４７８号公報
【特許文献２】特開２００５−２９３８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のように二光束干渉法を用いてホログラム光学素子を作製するためには、作製に用いる二光束を光記録媒体内において重ね合わせる必要がある。しかしながら、二光束はいずれも集束光であり、セクターマスクで切り欠いた光束である。このため、所望のホログラム光学素子となるように、二光束を重ね合わせることは困難である。
【００１４】
たとえば特許文献１においては、セクターマスクを記録材料の直前に配置している。しかしながら、セクターマスクと光記録媒体とを略密着状態とし、かつセクターマスク側の記録媒体の基板を十分に薄くしなくては、光記録媒体上での二光束干渉が十分に行なえない。さらには、回折角を大きくするよう二光束間の角度を大きくとると、光記録媒体上での二光束干渉が一層困難となる。
【００１５】
また、特許文献１においては、ホログラム光学素子の複製において、マスターとなるホログラム光学素子とホログラム光学素子を複製するための光記録媒体とを略密着させている。さらに、同文献においては、マスターとなるホログラム光学素子に透過０次光を入射させて回折光を生成することにより、透過０次光と１次回折光とを光記録媒体上で二光束干渉露光する方法が記載されている。この方法についても、マスターとなるホログラム光学素子と光記録媒体との密着度、およびマスターとなるホログラム光学素子と光記録媒体との基板の厚み、回折角の制限が問題となる。また、当該方法ではホログラム光学素子を大量生産するためにレンズアレイを用いている。このため、レンズアレイとマスターとなるホログラム光学素子との光軸合わせが容易でない。
【００１６】
また、上記の複製方法とは異なる複製方法として、特許文献１には、マスターとなるホログラム光学素子と光記録媒体との間にリレーレンズ系を組むことにより、マスターとなるホログラム光学素子の透過０次光と１次回折光とを光記録媒体上で二光束干渉露光する方法が記載されている。当該方法においても、リレーレンズとマスターホログラム光学素子との光軸調整が容易でない。また、１つのホログラム光学素子の複製につき１対のリレーレンズを要するため、複製が非効率である。
【００１７】
また、特許文献２に記載されている複製方法においてはマスターとなるホログラム光学素子と複製するための光記録媒体とが十分に密着していないために、マスターとなるホログラム光学素子の透過０次光と１次回折光とが光記録媒体上で十分重なっていない。このようにホログラム光学素子の作製においてセクターマスクを光記録媒体の直前に配置する方法、および複製において透過０次光を用いる方法では、十分な二光束干渉露光を行なうことができない。
【００１８】
本発明は上記問題点を鑑みなされたものであって、その目的は、リレーレンズを用いることなく二光束干渉露光により精度の高いホログラム光学素子を作製するためのホログラム光学素子の作製方法、およびホログラム光学素子の作製装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明のある局面に従うと、ホログラム光学素子の作製方法は、二光束干渉法を用いて感光材に干渉縞を記録することにより、ホログラム光学素子を作製するホログラム光学素子の作製方法である。ホログラム光学素子の作製方法は、レーザ光を出射するステップと、レーザ光を回折格子によって回折し、回折方向が互いに異なる複数の回折光を生成するステップとを備える。各前記回折光は、互いに異なる位置に焦点を結ぶ集束光であり、前記回折格子の外部領域において互いに干渉する。ホログラム光学素子の作製方法は、回折光が互いに干渉する外部領域に配置された感光材に対して、干渉した回折光を照射するステップと、回折格子に入射するレーザ光のうち回折格子を透過する透過光を、当該感光材の方向とは異なる方向に反射するステップとをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、複数の回折光は、第１の回折光と、第２の回折光とを含む。第１の回折光は、回折方向が回折格子の格子面に対して垂直であり、当該回折方向に垂直な断面が円形状である。第２の回折光は、回折方向が第１の回折光の回折方向に対して斜めの方向であり、当該第２の回折光の回折方向に垂直な断面が円形の一部を切り欠いた形状である。
【００２１】
好ましくは、回折光を生成するステップは、複数の回折光を複数組生成する。
好ましくは、ホログラム光学素子の作製方法は、感光材に回折光を照射する前後にインコヒーレントな光を感光材に照射するステップをさらに備える。
【００２２】
本発明の他の局面に従うと、ホログラム光学素子の作製装置は、二光束干渉法を用いて感光材に干渉縞を記録することにより、ホログラム光学素子を作製するホログラム光学素子の作製装置である。ホログラム光学素子の作製方法は、レーザ光を出射する第１の光源と、レーザ光を回折し、回折方向が互いに異なる複数の回折光を生成する回折格子とを備える。各回折光は、互いに異なる位置に焦点を結ぶ集束光であり、回折格子の外部領域において互いに干渉する。ホログラム光学素子の作製装置は、回折光が互いに干渉する外部領域に感光材を配置する配置手段と、回折格子に入射するレーザ光のうち回折格子を透過する透過光を、当該感光材の方向とは異なる方向に反射する反射面とを備える。
【００２３】
好ましくは、複数の回折光は、第１の回折光と、第２の回折光とを含む。第１の回折光は、回折方向が回折格子の格子面に対して垂直であり、当該回折方向に垂直な断面が円形状である。第２の回折光は、回折方向が第１の回折光の回折方向に対して斜めの方向であり、当該第２の回折光の回折方向に垂直な断面が円形の一部を切り欠いた形状である。
【００２４】
好ましくは、ホログラム光学素子の作製装置は、前記レーザ光をコリメートすることにより、当該レーザ光を平面波とする光学素子をさらに備える。回折格子は、複数の回折光を生成する格子パターンを複数組有する。平面波は、各格子パターンに照射される。格子パターンの各々は、平面波の入射方向が互いに同じとなる位置に配置されている。
【００２５】
好ましくは、回折格子の格子パターンは体積型ホログラムであり、当該格子パターンの各々は互いに多重された領域を有する。
【００２６】
好ましくは、ホログラム光学素子の作製装置は、感光材に対してインコヒーレントな光を照射する第２の光源と、感光材に回折光を照射する前後に、感光材に対してインコヒーレントな光を第２の光源に照射させる制御装置とを備える。
【発明の効果】
【００２７】
上記ホログラム光学素子の作製方法およびホログラム光学素子の作製装置によれば、リレーレンズを用いることなく二光束干渉露光により精度の高いホログラム光学素子を作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ホログラム光学素子の作製方法を説明するための図である。
【図２】ホログラム光学素子を一度に複数生産する方法を説明するための図である。
【図３】ホログラム光学素子の作製装置の概略構成を示した図である。
【図４】回折格子を作製する際に用いるセクターマスクを示した図である。
【図５】回折格子の作製方法における第１工程を説明するための図である。
【図６】回折格子の作製方法における第２工程を説明するための図である。
【図７】回折格子の作製方法における第３工程を説明するための図である。
【図８】回折格子の作製方法における第４工程を説明するための図である。
【図９】カップリングプリズムを用いた、回折格子の作製方法を説明するための図である。
【図１０】光ピックアップ装置の概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る、ホログラム光学素子の作成方法、ホログラム光学素子の作製装置、およびホログラム光学素子の作製に用いる回折格子の作製方法について説明する。
【００３０】
具体的には、まず、光ピックアップに用いられるホログラム光学素子の作製方法について、図１，２に基づいて説明する。次いで、ホログラム光学素子の作製装置について、図３に基づいて説明する。最後に、ホログラム光学素子の作製に用いる回折格子の作製方法について、図４〜８に基づいて説明する。
【００３１】
なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３２】
＜ホログラム光学素子の作製方法＞
図１は、ホログラム光学素子の作製方法を説明するための図である。図１を参照して、回折格子２０に対して、予め定められた方向から平面波である参照光９１を入射させる。なお、参照光９１は、レーザ光をコリメートすることにより得られたレーザ光である。回折格子２０の感光材２２には、干渉縞２２ａ，２２ｂが記録されている。回折格子２０は、干渉縞２２ａ，２２ｂにより参照光９１を回折し、集束光である回折光９２，９３を出射する。なお、感光材２２は、透明な基板２１，２３により挟持されている。
【００３３】
回折光９２は、光ピックアップにおけるホログラム光学素子を透過する透過０次光と同等な光束である。回折光９２は、回折方向が回折格子２０の格子面に対して垂直であり、当該回折方向に垂直な断面が円形状である。
【００３４】
回折光９３は、光ピックアップの受光素子に入射する１次回折光と同等な光束である。回折光９３は、回折方向が回折光９２の回折方向に対して斜めの方向であり、回折光９３の回折方向に垂直な断面が円形の一部を切り欠いた形状である。なお、回折光９３は、１つである必要はなく、光ピックアップ作製時の受光素子の数と同じだけあることが好ましい。
【００３５】
なお、以下では、ホログラム光学素子の元となる材料を「ホログラム材４０」と称する。ホログラム材４０は、透明な基板４２上に感光材４１が形成されている。
【００３６】
感光材４１を回折光９２，９３が重なる領域に配置することで、感光材４１に干渉縞（ホログラム）４１ａが記録される。なお、ホログラム材４０において、回折格子２０に近い表面には、ガラスやポリカーボネイトなどの透明基板が設けられていてもよい。あるいは、感光材４１の表面は、感光材４１を保護する保護膜で覆われていてもよい。また、感光材４１の表面は、感光材４１を整形した際の離型剤が塗付された状態でもよい。
【００３７】
回折格子２０に入射する参照光９１のうち回折格子２０を透過する透過光（０次回折光）は、反射面２３ａにより反射される。なお、反射面２３ａは、基板２３における感光材４１側の表面である。また、回折格子２０に反射面２３ａを設ける代わりに、回折格子２０とホログラム材４０との間に透過光のみを反射する反射板を挿入しても、同様の効果を得られる。
【００３８】
したがって、上記透過光は、ホログラム材４０に入射しない。それゆえ、感光材４１の不要な露光を防ぐことができる。特に、回折格子２０を、体積型ホログラム材を用い格子パターンを記録することが好ましい。体積型ホログラムとすることで、ホログラム光学素子の作製において不要な光である、回折格子２０からの−１次回折光の発生を抑制することができる。すなわち、回折格子２０は、参照光９１が入射することにより、ホログラム光学素子の作製に必要な全光束を生成し、不要な光束を反射するマスクとして機能する。このとき、参照光９１の回折格子２０に対する入射角は、回折光９３の回折格子２０に対する回折角の最大値よりも大きいことが好ましい。また、参照光９１の回折格子２０に対する入射角を反射面２３ａの全反射角とすることが、より好ましい。
【００３９】
図２は、ホログラム光学素子を一度に複数生産する方法を説明するための図である。図２を参照して、回折格子１２０においては、回折格子２０と同様、感光材１２２が基板２１と基板２３とで挟持されている。感光材１２２には、干渉縞２２ａおよび複数の干渉縞２２ｂが複数組記録されている。つまり、干渉縞２２ａと干渉縞２２ｂとからなる格子パターンが複数組記録されている。回折格子１２０に対して予め定められた方向から参照光９１を入射させる。回折格子１２０の複数の干渉縞２ａおよび複数の干渉縞２ｂによって、互いに等しい複数の集束光である回折光９２と互いに等しい複数の回折光９３とが生成される。回折光９２，９３が重なる領域において感光材４１を配置することにより、互いに等しい複数の干渉縞５ａを感光材４１に一度に記録することができる。
【００４０】
＜ホログラム光学素子の作製装置＞
図３は、ホログラム光学素子の作製装置の概略構成を示した図である。詳しくは、図３は、ホログラム光学素子を一度に複数生産するための作製装置を示した図である。図３を参照して、ホログラム光学素子の作製装置１（以下、「作製装置１」と称する）は、レーザ装置１１と、ミラー１２と、エキスパンダレンズ１３と、アパーチャ１４と、カップリングプリズム１５と、制御装置１６と、搬送装置１７と、回折格子１２０とを備える。さらに、作製装置１は、スペイシャルフィルタ（図示せず）と、コリメータレンズ（図示せず）とを備える。
【００４１】
レーザ装置１１から出射されたレーザ光は、スペイシャルフィルタおよびコリメータレンズによってコリメートされて、略平行光となる。コリメートされたレーザ光は、ミラー１２によって、エキスパンダレンズ１３へ導かれる。エキスパンダレンズ１３から出射したレーザ光（つまり、参照光９１）は、アパーチャ１４およびカップリングプリズム１５を透過し、回折格子１２０に入射する。回折格子１２０に参照光９１が入射することにより、上述したように複数の回折光９２，９３が生成され、回折光同士による干渉縞がホログラム光学素子として感光材４１に記録される。
【００４２】
なお、感光材４１に対して二光束干渉露光をする際、感光材４１内に含まれる酸素が光重合反応を妨げる。このため、作製装置１は、露光前にＬＥＤ（Light Emitting Diode）などによりインコヒーレントな光をホログラムが記録される領域に一時照射する。
【００４３】
たとえば、作製装置１は、レーザ装置１１が発振するレーザ光をコヒーレント長以上離し、上記インコヒーレントな光を生成してもよい。ただし、レーザ装置１１を用いてインコヒーレントな光を生成する場合、コヒーレント長以上の光路長とするため、複数のミラーによりレーザ装置１１が発振したレーザ光を反射する必要がある。このため、迷光が生じる原因にもなる。このため、作製装置１は、第１の光源であるレーザ装置１１とは異なる第２の光源（図示せず）を用いて、上記インコヒーレントな光を生成することが好ましい。
【００４４】
また、ホログラム光学素子の二光束干渉露光後、さらなる光重合反応を抑制するために、上記インコヒーレント光をホログラムが記録される領域に照射する。この照射により、記録した干渉縞を固定することができる。
【００４５】
上記第２の光源は、たとえば、回折格子１２０から出射した回折光がホログラム材４０から出射する出射面の直前に配置すればよい。なお、二光束干渉露光する際には、回折光の妨げとならないよう、第２の光源を移動させればよい。また、たとえば、回折格子１２０から出射した回折光の妨げとならない位置に第２の光源を配置し、当該回折光の妨げとならない位置に配置したミラーを介し、反射面２３ａ側からホログラムが記録される領域に照射してもよい。
【００４６】
制御装置１６は、レーザ装置１１、搬送装置１７、および上記第２の光源といった作製装置１に含まれる制御対象物の動作を制御する。
【００４７】
搬送装置１７は、ホログラム材４０を予め定められたレーザ照射位置（図３のホログラム材４０の位置）に搬送する。つまり、搬送装置１７は、回折光が互いに干渉する領域に感光材４１を配置する。また、搬送装置１７は、露光されたホログラム材４０を当該レーザ照射位置から外部へ搬送する装置である。
【００４８】
以上、説明したようなホログラム光学素子の作製方法および作製装置１によれば、リレーレンズを用いることなく二光束干渉露光により精度の高いホログラム光学素子を作製することが可能となる。さらに、当該作製方法および作製装置１によれば、回折角が大きい場合においても十分な二光束干渉露光が可能となる。
【００４９】
＜回折格子の作製方法＞
図１に示した回折格子２０の作製方法について、図４〜９に基づいて説明する。一例として、３方向の回折光束を生成可能なホログラム光学素子を作製するための回折格子の作製方法について説明する。つまり、互いに異なる方向の１次回折光を３つ生成する場合を例に挙げて説明する。
【００５０】
図４は、回折格子２０を作製する際に用いるセクターマスクを示した図である。図４（ａ）は、回折格子２０の作製方法における第１工程で用いられるセクターマスク６１ａを示した図である。図４（ｂ）は、回折格子２０の作製方法における第２工程で用いられるセクターマスク６１ｂを示した図である。図４（ｃ）は、回折格子２０の作製方法における第３工程で用いられるセクターマスク６１ｃを示した図である。図４（ｄ）は、回折格子２０の作製方法における第４工程で用いられるセクターマスク６１ｄを示した図である。
【００５１】
図４（ａ）〜（ｄ）を参照して、各セクターマスク６１ａ〜６１ｄは、光ピックアップの各受光素子に導きたい１次回折光における進行方向と垂直な断面形状と略相似する開口部を有する。
【００５２】
図４（ａ）を参照して、セクターマスク６１ａの開口部６１０は円形である。つまり、セクターマスク６１ａは、透過０次光における上記断面形状と相似する形状の切り欠きがなされたマスクである。図４（ｂ）を参照して、セクターマスク６１ｂは、上記開口部として、互いに隣接する切り欠き部６１２と切り欠き部６１５とを備える。なお、切り欠き部６１２と切り欠き部６１５は、Ｙ軸に対して対象な形状である。図４（ｃ）を参照して、セクターマスク６１ｃは、上記開口部として、切り欠き部６１１と切り欠き部６１３とを備える。なお、切り欠き部６１１と切り欠き部６１３は、Ｘ軸に対して対象な形状である。図４（ｄ）を参照して、セクターマスク６１ｄは、上記開口部として、切り欠き部６１４と切り欠き部６１６とを備える。なお、切り欠き部６１４と切り欠き部６１６は、Ｘ軸に対して対象な形状である。セクターマスク６１ｂ〜ｄは、セクターマスクの一例であり、当該軸に対称でなくてもよい。なお、回折格子２０の作製方法における第１工程では、セクターマスクを使用しなくてもよい。
【００５３】
以下では、回折格子２０の元となる材料を「回折格子材５０」と称する。回折格子材５０は、透明な基板５１上に感光材５２が形成されている。
【００５４】
図５は、回折格子２０の作製方法における第１工程を説明するための図である。図５（ａ）は、第１工程における、各部材と利用する光との関係を示した図である。図５（ｂ）は、第１工程によって感光材５２に記録される干渉縞の形状を説明するための図である。
【００５５】
図５（ａ），（ｂ）を参照して、第１の記録光８１ａと参照光８２ａとの二光束干渉露光により、感光材５２に第１の干渉縞５２ａを記録する。第１の記録光８１ａは、レーザ光をセクターマスク６１ａおよび対物レンズ６２を透過させることで生成する。第１の記録光８１ａは、たとえば、光ピックアップにおけるホログラム光学素子を透過する透過０次光と同等な光束である。感光材５２におけるレーザ光の入射面が第１の記録光８１ａの光軸に対し垂直となるように、回折格子材５０を配置している。参照光８２ａは、ホログラム光学素子の作製時と同じ入射角度で回折格子材５０に入射する平行光である。
【００５６】
なお、感光材５２における上記入射面は、ガラスやポリカーボネイトなどの透明基板が設けられていてもよい。あるいは、当該入射面は、感光材５２を保護する保護膜で覆われていてもよい。また、当該入射面は、感光材５２を整形した際の離型剤が塗付された状態でもよい。
【００５７】
図６は、回折格子２０の作製方法における第２工程を説明するための図である。図６（ａ）は、第２工程における、各部材と利用する光との関係を示した図である。図６（ｂ）は、第１工程および第２工程によって感光材５２に記録される干渉縞の形状を説明するための図である。
【００５８】
図６（ａ），（ｂ）を参照して、第２の記録光８１ｂと参照光８２ｂとの二光束干渉露光により、感光材５２に第２の干渉縞５２ｂを記録する。第２の記録光８１ｂは、レーザ光をセクターマスク６１ｂおよび対物レンズ６２を透過させることで生成する。第２の記録光８１ｂは、たとえば、光ピックアップにおけるホログラム光学素子から出射する１次回折光と同等な光束である。
【００５９】
また、第１の記録光８１ａと第２の記録光８１ｂとが感光材５２の上記入射面に対して平行な面９９において集光し、かつ光ピックアップにおける透過０次光の集光位置と受光素子との間隔とが等しくなるように、以下の処理を行なう。すなわち、図５（ａ）の状態から回折格子材５０を第１の記録光８１ａの光軸に対して垂直な方向にシフトさせるとともに、回折格子材５０を傾斜させる。なお、「透過０次光の集光位置と受光素子との間隔」とは、たとえば図１においては、回折光９２の集光位置と回折光９３の集光位置との間隔である。また、「傾斜」とは、図５（ｂ）におけるＹ軸に平行な或る軸を中心に回転させることである。
【００６０】
参照光８２ｂは、ホログラム光学素子の作製時と同じ入射角度で回折格子材５０に入射する平行光である。すなわち、感光材５２の上記入射面に対して図５（ａ）に示した方向と同方向に参照光８２ｂが入射するよう、参照光８２ｂは、参照光８２ａの方向に対して回折格子材５０の傾斜と同じ角度および方向に傾斜している。
【００６１】
図７は、回折格子２０の作製方法における第３工程を説明するための図である。図７（ａ）は、第３工程における、各部材と利用する光との関係を示した図である。図７（ｂ）は、第１工程から第３工程によって感光材５２に記録される干渉縞の形状を説明するための図である。
【００６２】
図７（ａ），（ｂ）を参照して、第３の記録光８１ｃと参照光８２ｃの二光束干渉露光により、感光材５２に第３の干渉縞５２ｃを記録する。第３の記録光８１ｃは、レーザ光をセクターマスク６１ｃおよび対物レンズ６２を透過させることで生成する。第３の記録光８１ｃは、たとえば、光ピックアップにおけるホログラム光学素子から回折する１次回折光と同等な光束であって、かつ第２工程における第２の記録光８１ｂと異なる光束である。
【００６３】
また、第１の記録光８１ａと第２の記録光８１ｂと第３の記録光８１ｃとが図７（ａ）の状態における感光材５２の上記入射面に対して平行な面において集光し、かつ光ピックアップにおける透過０次光の集光位置と受光素子との間隔が等しくなるように、以下の処理を行なう。すなわち、まず、図６（ａ）の状態から回折格子材５０を第２の記録光８１ｂの光軸に対して垂直な方向にシフトさせる。次いで、回折格子材５０をさらに傾斜させ、上記光軸または当該光軸に平行な軸を中心に、回折格子材５０を回転させる。なお、シフトと傾斜と回転との順番は特に限定されない。また、図６（ａ）の状態から回折格子材５０を回転するのみでもよい。
【００６４】
参照光８２ｃは、ホログラム光学素子の作製時と同じ入射角度で回折格子材５０に入射する平行光である。すなわち、感光材５２の上記入射面に対して図５（ａ），図６（ａ）に示した方向と同方向に参照光８２ｃが入射するよう、参照光８２ｃは、参照光８２ｂの方向に対して、回折格子材５０の傾斜と同じ角度および方向、ならびに回転と同じ方向および角度だけ、傾斜および回転している。
【００６５】
図８は、回折格子２０の作製方法における第４工程を説明するための図である。図８（ａ）は、第４工程における、各部材と利用する光との関係を示した図である。図８（ｂ）は、第１工程から第４工程によって感光材５２に記録される干渉縞の形状を説明するための図である。
【００６６】
図８（ａ），（ｂ）を参照して、第４の記録光８１ｄと参照光８２ｄの二光束干渉露光により、感光材５２に第４の干渉縞５２ｄを記録する。第４の記録光８１ｄは、レーザ光をセクターマスク６１ｄおよび対物レンズ６２を透過させることで生成する。第４の記録光８１ｄは、たとえば、光ピックアップにおけるホログラム光学素子から回折する１次回折光と同等の光束であって、かつ第２工程における第２の記録光８１ｂおよび第３工程における第３の記録光８１ｃとは異なる光束である。
【００６７】
また、第１の記録光８１ａと第２の記録光８１ｂと第３の記録光８１ｃと第４の記録光８１ｄとが図８（ａ）の状態における感光材５２の上記入射面に対して平行な面において集光し、かつ光ピックアップにおける透過０次光の集光位置と受光素子との間隔が等しくなるように、以下の処理を行なう。すなわち、まず、図７（ａ）の状態から回折格子材５０を第３の記録光８１ｃの光軸に対して垂直な方向にシフトさせる。次いで、回折格子材５０をさらに傾斜させ、上記光軸または当該光軸に平行な軸を中心に、回折格子材５０を回転させる。なお、シフトと傾斜と回転との順番は特に限定されない。また、図７（ａ）の状態から回折格子材５０を回転するのみでもよい。
【００６８】
参照光８２ｄは、ホログラム光学素子の作製時と同じ入射角度で回折格子材５０に入射する平行光である。すなわち、すなわち、感光材５２の上記入射面に対して図５（ａ），図６（ａ），図７（ａ）に示した方向と同方向に参照光８２ｄが入射するよう、参照光８２ｄは、参照光８２ｃの方向に対して、回折格子材５０の傾斜と同じ角度および方向、ならびに回転と同じ方向および角度だけ、傾斜および回転している。
【００６９】
なお、第２工程における傾斜の方向および角度、第３工程および第４工程における、傾斜の方向および角度ならびに回転の方向および角度は、作製装置１の仕様に沿うように、予め定められている。なお、第１工程から第４工程の順番は特に限定されない。
【００７０】
以上の第１工程から第４工程によって、回折格子材５０から回折格子２０が作製される。なお、図５〜図８においては、対物レンズ６２をセクターマスク６１ａ〜６１ｄと回折格子材５０との間に配置している。しかしながら、これに限定されず、セクターマスク６１ａ〜６１ｄが対物レンズ６２と回折格子材５０との間に配置されるように、対物レンズ６２を配置してもよい。
【００７１】
また、上記手法を用いることにより、４方向以上の回折光束を出射できるホログラム光学素子、および２方向以下の回折光束を出射できるホログラム光学素子を作製することができる。たとえば、４方向以上の回折光束を出射できるホログラム光学素子を作成する場合には、図８に示す感光材５２に対してシフト、傾斜、および回転を行なった後に、図示しないセクターマスクを用いて、当該感光材５２に第５の記録光と参照光とを照射すればよい。
【００７２】
なお、感光材５２に対して二光束干渉露光をする際、感光材５２内に含まれる酸素が光重合反応を妨げる。このため、露光前にＬＥＤ（Light Emitting Diode）などによりインコヒーレントな光をホログラムが記録される領域に一時照射する。また、ホログラム光学素子の二光束干渉露光後、さらなる光重合反応を抑制するために、上記インコヒーレント光をホログラムが記録される領域に照射する。この照射により、記録した干渉縞を固定することができる。
【００７３】
ホログラム光学素子の作製時においては、上述した反射面２３ａ（図１参照）を設ける必要がある。このため、回折格子の製造における二光束干渉露光後に、基板５１に反射面を形成する処理を行なう。なお、当該反射面が形成された基板５１が、図１の基板２３に該当する。
【００７４】
反射面２３ａは、回折格子２０の露光工程後に当該反射面が形成される面（図８の面５１ａ）に対し、コーティング処理を施すことにより生成する。もしくは、特定の入射角度に対し反射率の高い反射板を別途用意し、露光工程後の回折格子２０に重ね貼りすることで、当該反射板の反射面を反射面２３ａとする。なお、反射板を用いる方法では、反射板を回折格子２０に重ね貼りせずとも、回折格子２０とホログラム材４０との間に挿入することで、同等の効果が得られる。
【００７５】
図９は、カップリングプリズムを用いた、回折格子の作製方法を説明するための図である。図９を参照して、カップリングプリズム７１を用いる方法は、参照光８２ａの入射角がもともと基板５１の反射角に相当する場合、および基板５１の下面５１ａに反射面が設けられている場合に限られる。当該反射面は特定の入射角（出射角）に対して強く反射が生じる。したがって、図９に示すとおりカップリングプリズムを回折格子材５０の露光工程において密着させることにより、カップリングプリズム７１の入射面、出射面が上記特定の角度から逸れる。このため、参照光８１ａを透過させることができる。
【００７６】
今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１  作製装置、２ａ，２ｂ，５ａ，２２ａ，２２ａ，２２ｂ，２２ｂ  干渉縞、２２，４１，５２，１２２  感光材、１１  レーザ装置、１２  ミラー、１３  エキスパンダレンズ、１４  アパーチャ、１５  カップリングプリズム、１６  制御装置、１７  搬送装置、２０，１２０  回折格子、２１，２１，２３，２３，４２，５１  基板、２３ａ  反射面、４０  ホログラム材、５０  回折格子材、５１ａ  表面、５２ａ  第１の干渉縞、５２ｂ  第２の干渉縞、５２ｃ  第３の干渉縞、５２ｄ  第４の干渉縞、６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ  セクターマスク、６２  対物レンズ、７１  カップリングプリズム、８１ａ  第１の記録光、８１ｂ  第２の記録光、８１ｃ  第３の記録光、８１ｄ  第４の記録光、８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，９１  参照光、９２，９３  回折光。
【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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