(57)【要約】【課題】材料コストの安い等方性材料と容易な製造プロセスを用いて、低コストかつ高い光利用効率を有する回折素子を提供する。また、その回折素子を用いた高い光利用効率を有しかつ安価な光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】本発明の回折素子５０は、回折格子１０の凹凸パターンのピッチΛを、１．７λ≦Λ≦２．０λの範囲を満たすように形成することで、低コストの回折素子でありながら、高い光利用効率を得ることができる。更に、本発明の回折素子５０ａは、回折格子１０の凸部側壁に９０°≦θ≦１２０°の傾斜を設けることで、更に高い光利用効率を得ることができる。また、回折素子５０、５０ａを用いた光ピックアップ装置６０は高い光利用効率を得ることができるとともに、部品コストの削減が可能となる。【選択図】図１
2008034073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を０次光と１次光とに分光する回折格子を備えた回折素子であって、
前記回折格子は、凹凸パターンが所定のピッチで交互に配設された構造を有すると共に、前記レーザ光の波長をλ、前記所定のピッチをΛとしたときに、
該Λは、１．７λ≦Λ≦２．０λ  の関係を満たすことを特徴とする回折素子。
【請求項２】
前記凹凸パターンにおける凸部の側壁と凹部の底辺とのなす開口角度をθとしたときに、９０°≦θ≦１２０°の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の回折素子を備えた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、光情報記録媒体にレーザ光を照射して情報信号の記録再生等を行う光ピックアップ装置の分光器として用いられる回折素子及びその回折素子を用いた光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル化した情報信号の記録媒体としては、記録容量、ランダムアクセス性、可搬性、価格等の面から、レーザ光を照射して情報信号の記録再生等が行われる光情報記録媒体が産業用から民生用まで広く普及している。これら、光情報記録媒体としては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖａｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の再生専用型、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等の１回のみ記録が可能な追記型、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の何回でも書き換えが可能な書き換え型、更には大容量の情報記録容量を有する光情報記録媒体としてＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）等、様々なものが開発されている。
【０００３】
これら光情報記録媒体に情報信号を記録したり、記録された情報信号を再生する装置として、光ピックアップ装置が多く用いられる。一般的な光ピックアップ装置は、半導体レーザ素子等のレーザ光源と、レーザ光源から出射したレーザ光を光情報記録媒体の所定の位置に集光するための対物レンズ、レーザ光源からのレーザ光と光情報記録媒体側からの反射光とを分光するための分光器、分光器で分光された反射光を電気信号に変換するためのフォトディテクタ等の光検出器を備えている。
【０００４】
光ピックアップ装置の分光器としては、主にプリズムを用いたものと、回折素子を用いたものとに大別されるが、近年の光ピックアップ装置の小型化に対応するために、回折素子を光ピックアップ装置の分光器として採用する傾向が強くなっている。
【０００５】
回折素子は照射されたレーザ光を回折して分光するものであるから、分光された回折光の強度が高いことが好ましい。従って、回折素子には、往路（レーザ光源から光情報記録媒体へ向かう透過光）の回折効率と、復路（光情報記録媒体から光検出器へ向かう回折光）の回折効率との積である光利用効率が高いことが要求される。このため、回折素子の光利用効率を向上させるために、回折素子に偏光分離機能を付加するなどの様々な試みがなされている。
【０００６】
例えば、下記［特許文献１］では、ニオブ酸リチウム基板に周期的なプロトン交換領域を形成した後、そのプロトン交換領域に選択的にエッチングを行って周期的な溝を形成した偏光分離機能を有する回折素子（特許文献１における偏光ホログラム素子）の製造方法に関する発明が開示されている。
【０００７】
また、下記［特許文献２］には光ピックアップ装置（特許文献２における光ヘッド装置）及びその製造方法に関する発明が開示されており、この光ピックアップ装置に用いる回折素子として、高分子液晶を用いた偏光分離機能を有する回折素子が記載されている。
【０００８】
［特許文献１］、［特許文献２］に開示された、偏光分離機能を有する回折素子は、いずれか一方の偏光波に対しては透過性を示し、もう一方の偏光波に対しては回折が生じるように、回折素子に形成された回折格子の凹凸パターンに屈折率異方性を持たせている。これにより上記の回折素子の往路における回折効率は約９５％、復路における回折効率は約３５％であり、全体の光利用効率は最大３３％と高い光利用効率を有している。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１９９８２０号公報
【００１０】
【特許文献２】特開平１０−０７４３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、近年の光ピックアップ装置に対しては小型化に加え、低コスト化の要望も強い。光ピックアップ装置の低コスト化を図る手段としては、光ピックアップ装置を構成する各部材の部品コストの削減が挙げられ、これは分光器である回折素子に関しても例外ではない。
【００１２】
これに対し、［特許文献１］に記載の回折素子は、回折素子に用いるニオブ酸リチウム基板自体が高価なことに加え、プロトン交換に長時間を要するため、材料コスト及び製造コストともに高く、低コスト化に対応することが難しい。
【００１３】
また、［特許文献２］の高分子液晶を用いた回折素子は、高分子液晶を挟み込む２枚の透明基板間のギャップ形成に高い精度が要求される他、複雑な製造プロセスを必要とするため、これも低コスト化には限界がある。
【００１４】
このため、材料コストの安いガラスや合成樹脂等の等方性材料を用いた基板表面に、製造プロセスの容易なドライエッチング法、射出成型法、圧縮成型法等により矩形の凹凸パターンからなる回折格子が形成された低コストな回折素子が開発され実用化されている。
【００１５】
しかしながら、ガラスや合成樹脂等の等方性材料で形成された上記の回折素子は、往路の回折効率は５０％程度であり、また復路の回折効率は、±１次光のいずれか一方を利用する場合で２０％程度、±１次光の両方を利用する場合で４０％程度であり、往路の回折効率と復路の回折効率との積である光利用効率は±１次光のいずれか一方を利用する場合で最大１０％程度、±１次光の両方を利用する場合でも２０％程度と低く、更なる改善が望まれる。
【００１６】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、材料コストの安い等方性材料と容易な製造プロセスを用いて、低コストかつ高い光利用効率を有する回折素子を提供すること、及びその回折素子を用いた高い光利用効率を有しかつ安価な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】
【００１７】
本発明は、レーザ光を０次光と１次光とに分光する回折格子１０を備えた回折素子５０であって、
前記回折格子１０は、凹凸パターンが所定のピッチで交互に配設された構造を有すると共に、前記レーザ光の波長をλ、前記所定のピッチをΛとしたときに、
該Λは、１．７λ≦Λ≦２．０λ  の関係を満たすことを特徴とする回折素子５０を提供することにより、上記課題を解決する。
また、前記凹凸パターンにおける凸部の側壁と凹部の底辺とのなす開口角度をθとしたときに、９０°≦θ≦１２０°の関係を満たすことを特徴とする上記の回折素子５０ａを提供することにより、上記課題を解決する。
更に、上記の回折素子５０、５０ａを備えた光ピックアップ装置６０を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る回折素子及びその回折素子を用いた光ピックアップ装置は、上記の構成により、
（１）回折素子に形成された回折格子の形状を最適化することで、材料コストの安い等方性材料と容易な製造プロセスを用いながら、低コストかつ高い光利用効率を有する回折素子を得ることができる。
（２）光ピックアップ装置に安価でかつ高い光利用効率を有する本発明の回折素子を用いることで、光ピックアップ装置の光利用効率の向上及び、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る回折素子及びその回折素子を用いた光ピックアップ装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る回折素子の第１の形態を示す模式断面図である。図２は本発明に係る回折素子の機能を説明する図である。図３は本発明に係る第１の形態の回折素子の（Λ／λ）と０次光及び１次光の回折効率の関係を示す図である。図４は本発明に係る第１の形態の回折素子の（Λ／λ）と光利用効率の関係を示す図である。図５は本発明に係る回折素子の第２の形態を示す模式断面図である。図６は本発明に係る第２の形態の回折素子の凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度θと光利用効率の関係を示す図である。図７は本発明に係る第２の形態の回折素子の（Λ／λ）と０次光及び１次光の回折効率の関係を示す図である。図８は本発明に係る第２の形態の回折素子の（Λ／λ）と光利用効率の関係を示す図である。図９は本発明に係る光ピックアップ装置の概略構成図である。
【００２０】
図１に示す本発明に係る第１の実施の形態である回折素子５０は、光透過性を有する基板２０の一方の面に、一定の寸法周期（ピッチともいう）Λの凹凸パターンが交互に複数配列されてなる回折格子１０が形成されており、特に、回折格子１０の凹凸パターンのピッチΛが、再生光の波長をλとしたときに１．７≦（Λ／λ）≦２．０の範囲、即ち１．７λ≦Λ≦２．０λの範囲を満たすような寸法で形成されていることを大きな特徴としている。
【００２１】
回折素子５０及び後述する回折素子５０ａを構成する基板２０の材料は、ポリカーボネート、ポリメチル・メタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート・ポリスチレン共重合体、ポリビニルクロライド、脂環式ポリオレフィン、アクリル、等の合成樹脂もしくは、ソーダライムガラス、ソーダアルミノ珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス等の等方性材料が用いられる。また、回折格子１０の溝深さは、おおむね０．３μｍ〜０．５μｍが好ましく、中でも０．３８μｍ〜０．４２μｍが特に好ましい。
【００２２】
回折素子５０、５０ａは、使用する基板２０の材料がガラスの場合には主にドライエッチング法等の製造方法が、合成樹脂の場合には主に射出成型法、圧縮成型法等の製造方法が用いられ、容易な製造プロセスで製造することが可能である。
【００２３】
次に、回折素子５０、５０ａの機能を、回折素子５０を例に図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、回折素子５０に照射されるレーザ光源からの再生光は、回折格子１０が形成されていない他方の平坦な面から入射する。このときの再生光は、偏光方向が回折格子１０の溝方向と垂直な方向（紙面に対して平行な方向）であるＴＭ方向に偏光したレーザ光が用いられる。回折素子５０に入射された再生光は、回折格子１０により回折され、０次光（透過光）と複数の回折光に分光される。このうち０次光のみが所定のレンズ等を介して光情報記録媒体に照射され、光情報記録媒体に記録された情報信号の再生に用いられる。尚、回折光は±１次光に加え、図示しない±２次光、±３次光・・なども生じるが、本発明に関与する回折光は基本的に±１次光のみであるため、以後の説明では±１次光以外の回折光に関する記載及び説明は省略するものとする。
【００２４】
光情報記録媒体に照射された０次光は光情報記録媒体により反射され、光情報記録媒体に記録された情報信号を含む反射光として、図２（ｂ）に示すように、回折素子５０の回折格子１０が形成された面に入射する。このときの反射光は、ＴＭ光と偏光方向が９０°回転した、回折格子１０の溝方向と平行な方向（紙面に対して垂直な方向）であるＴＥ方向に偏光したレーザ光となる。回折素子５０に入射した反射光は、回折格子１０により回折され０次光と±１次光に分光される。このうち±１次光のいずれか一方もしくは双方が、光検出器に受光され情報信号の再生に用いられる。
【００２５】
次に、回折格子１０を形成する凹凸パターンのピッチΛと回折素子５０の回折効率及び光利用効率の関係を図３、図４に示す。尚、図３の回折効率はフォトディテクタを用いて、０次光及び±１次光のいずれか一方の光の強度を計測し、この計測した強度と照射したレーザ光の強度とから求めた。また、回折素子１０の凹凸パターンの寸法は、作製された回折素子５０を縦方向に薄く裁断し、その断面をＳＥＭにより観察、測長することで求めた。
【００２６】
尚、図３、図４及び後述する図７、図８における０次光とはＴＭ方向に偏光したレーザ光が回折素子５０、５０ａの平坦な面から入射し、回折素子５０、５０ａを通過したときに生じる０次光を指すものとし、また１次光とはＴＥ方向に偏光したレーザ光が回折素子５０、５０ａの回折格子１０が形成された面から入射し、回折素子５０、５０ａを通過したときに生じる±１次光を指すものとする。
【００２７】
図３に、回折格子１０の凹凸パターンのピッチをΛ、照射するレーザ光の波長をλとし、ピッチΛを波長λで除した（Λ／λ）を横軸としたときの、回折素子５０における０次光及び１次光の回折効率の関係を示す。なお、図３においては用いるレーザ光の波長λを６７０ｎｍとした。図３から、０次光の回折効率を示す実線Ａは（Λ／λ）が増加するにつれ若干の減少傾向を示すが、その回折効率は約４０％から５０％であり従来の等方性材料を用いた回折素子と同等である。また、１次光の回折効率を示す実線Ｂは、（Λ／λ）＞２．０の範囲では２５％前後を推移しているが、（Λ／λ）＝１．８５近傍にて最大値が約３０％のピークを有していることがわかる。
【００２８】
従って、図４に示す０次光の回折効率と１次光の回折効率との積である光利用効率は、（Λ／λ）＝１．８５近傍にて最大値が約１４％のピークを有する曲線となる。前述のように従来の等方性材料を用いた回折素子の光利用効率は最大で１０％程度であるから、回折素子５０の光利用効率を１２％以上とするならば、図４の結果から、回折格子１０を構成する凹凸パターンが１．７≦（Λ／λ）≦２．０の範囲を満たせば良い。つまり、使用するレーザ光源によりレーザ光の波長λは一定であるから、回折格子１０の凹凸パターンのピッチΛを、使用するレーザ光の波長λに対応して１．７≦（Λ／λ）≦２．０の範囲をとるような寸法に形成することにより、回折素子５０の光利用効率を１２％〜１４％に向上させることができる。更に、回折格子１０の凹凸パターンのピッチΛを１．８≦（Λ／λ）≦１．９の範囲を満たすような寸法に形成すれば、回折素子５０の光利用効率は１４％前後にまで向上する。
【００２９】
このことから、回折素子５０を構成する回折素子１０の凹凸パターンの寸法を最適化することで、等方性材料を用いながらも高い光利用効率を得ることができる。
【００３０】
また、図５に本発明に係る第２の実施の形態である回折素子５０ａを示す。回折素子５０ａは、回折素子５０同様、光透過性を有する基板２０の一方の面に、１．７≦（Λ／λ）≦２．０の範囲を満たすようなピッチΛの凹凸パターンが交互に複数配列されてなる回折格子１０が形成されていることに加え、回折格子１０の凹凸パターンの凸部側壁は、凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度をθとしたときに９０°≦θ≦１２０°の範囲を満たすような傾斜を有している。このように、回折素子５０ａは回折格子１０の凸部側壁に傾斜を設けることで、回折格子１０を構成する凹凸パターンのピッチΛに対する偏光依存度を更に向上させることが可能となり、より高い光利用効率を得ることができる。尚、凸部の両角にはアールを形成することが好ましく、このアールの半径は回折格子１０を構成する凹凸パターンの溝深さの１／２程度の寸法とすることが特に好ましい。
【００３１】
次に、図６に回折格子１０の凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度θと回折素子５０ａの光利用効率の関係を示す。尚、図６においては、用いるレーザ光の波長λを６７０ｎｍ、回折格子１０の凹凸パターンのピッチΛを１．２５μｍ（（Λ／λ）＝１．８６）とし、回折格子１０の凹凸パターンの溝深さを０．３μｍ〜０．５μｍの範囲で各々の光利用効率が最大値となるように形成した。また、回折素子５０ａの光利用効率は、図３、図４と同様にして求めた。
【００３２】
図６から、凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度θが大きくなり、凸部側壁の傾斜がなだらかになるにつれ、光利用効率は向上することが分かる。尚、凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度θが１２０°を超えると、回折格子１０の凸部側壁の傾斜部分が占める領域が広すぎて回折格子として機能しなくなるため、その光利用効率は急激に悪化するものと推察される。また、凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度θが９０°未満では、回折格子１０における凸部上面よりも凹部下面の方が広くなるために、製造上回折格子１０を形成することが著しく困難となり実用的ではない。これらのことから、回折格子１０を構成する凹凸パターンの凸部側壁に、９０°≦θ≦１２０°の範囲の傾斜を設けることで、回折素子５０ａの光利用効率は回折素子５０（図６中のθ＝９０°の光利用効率）に比べ更に向上することがわかる。
【００３３】
ここで、図７、図８に、回折格子１０を形成する凹凸パターンのピッチをΛ、照射するレーザ光の波長をλとしたときの（Λ／λ）と、回折素子５０ａの回折効率及び光利用効率の関係示す。尚、図７、図８においては、用いるレーザ光の波長λを６７０ｎｍとし、回折格子１０の凸部側壁の傾斜はθ＝１２０°とした。
【００３４】
図７から、１次光の回折効率を示す実線Ｄは、（Λ／λ）＞２．０の範囲では３０％前後を推移し従来の等方性材料を用いた回折素子よりも高いことに加え、図３同様、（Λ／λ）＝１．８５近傍にて最大値が約３５％のピークを有していることがわかる。また、０次光の回折効率を示す実線Ｃは（Λ／λ）＞２．０の範囲では減少傾向を示すものの、１次光と同様に（Λ／λ）＝１．８５近傍にて最大値が約５２％を示すピークを有している。
【００３５】
従って、図８に示す０次光の回折効率と１次光の回折効率との積である回折素子５０ａの光利用効率は、（Λ／λ）＝１．８５近傍にて最大値が約１８％のピークを有する曲線となる。図８の結果から、回折素子５０ａの回折格子１０を構成する凹凸パターンのピッチΛを、使用するレーザ光の波長λに対応して１．７≦（Λ／λ）≦２．０の範囲を満たすような寸法に形成することにより、回折素子５０ａの光利用効率は１３％〜１８％に向上させることができる。更に、回折格子１０の凹凸パターンのピッチΛを１．８≦（Λ／λ）≦１．９の範囲を満たすような寸法に形成することで、回折素子５０ａは１８％前後の高い光利用効率を得ることができる。
【実施例１】
【００３６】
ＳｉＯ２（二酸化シリコン）基板上にスピナーを用いてフォトレジスト層を形成した。次に、ＳｉＯ２基板上のフォトレジスト層にレーザ光を照射して、寸法周期（ピッチ）Λが１．２５μｍの凹凸パターンの潜像を形成した。次に、潜像が形成されたＳｉＯ２基板に現像処理を施し、凹凸パターンの潜像を除去した。次に、反応性イオンエッチング法により、ＳｉＯ２基板の潜像が除去された部分に深さ０．３８μｍの溝を形成した後、アッシングを施してＳｉＯ２基板上のフォトレジスト層を除去し、寸法周期（ピッチ）Λが１．２５μｍ、溝深さ０．３８μｍの凹凸パターンが形成されたＳｉＯ２基板を作製した。
【００３７】
次に、凹凸パターンが形成されたＳｉＯ２基板上に電解メッキを用いてＮｉ金属層を析出させ、これをＳｉＯ２基板から剥離することで、Ｎｉ金属原盤を作製した。このＮｉ金属原盤を洗浄、裏面加工等を施した後、射出成型機の金型に取り付け、ポリカーボネート樹脂を材料に用いて射出成型を行うことにより、 寸法周期（ピッチ）Λが１．２５μｍ、溝深さ０．３８μｍの凹凸パターンが回折格子１０として一方の面に形成された回折素子５０を作製した。
【００３８】
この回折素子５０に波長λ＝６７０ｎｍ（Λ／λ＝１．８５）のレーザ光を用いて、図３、図４と同様な方法で光利用効率を求めたところ、１４％という高い光利用効率を得ることができた。
【実施例２】
【００３９】
実施例１と同様に、ＳｉＯ２基板上のフォトレジスト層に寸法周期（ピッチ）Λが１．２５μｍの凹凸パターンの潜像を形成した後、現像処理により凹凸パターンの潜像を除去した。その後、反応性イオンエッチング法によりＳｉＯ２基板の潜像が除去された部分に深さ０．４２μｍの溝を形成した。この際、反応性イオンエッチングに用いられる反応性ガスに所定量のＯ２ガスを添加し、フォトレジスト層を後退させながら反応性イオンエッチング行うことで、凹凸パターンの凸部側壁に、凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度θが１２０°の傾斜を形成した。その後は実施例１と同様の手順により、寸法周期（ピッチ）Λが１．２５μｍ、溝深さ０．４２μｍ、凸部側壁にθ＝１２０°の傾斜を有する凹凸パターンが回折格子１０として一方の面に形成された回折素子５０ａを作製した。
【００４０】
この回折素子５０に波長λ＝６７０ｎｍ（Λ／λ＝１．８５）のレーザ光を用いて、実施例１と同様な方法で光利用効率を求めたところ、１８％という高い光利用効率を得ることができた。
【００４１】
以上のことから、本発明の回折素子５０、５０ａは、回折格子１０の凹凸パターンのピッチΛを、１．７≦（Λ／λ）≦２．０の範囲、即ち１．７λ≦Λ≦２．０λの範囲を、好ましくは１．８≦（Λ／λ）≦１．９の範囲、即ち１．８λ≦Λ≦１．９λの範囲を満たすような寸法に形成することで、材料コストの安い等方性材料と容易な製造プロセスを用いた低コストの回折素子でありながら、高い光利用効率を得ることができる。また、回折格子１０の凹凸パターンの凸部側壁に、凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度をθとしたときに、９０°≦θ≦１２０°の傾斜を設けることで、更に高い光利用効率を得ることができる。
【００４２】
図９に本発明に係る回折素子を用いた光ピックアップ装置の概略構成図を示す。尚、図９に示す光ピックアップ装置は本発明の好適な例の一つであるから、必要に応じて、レーザ光の光路を変更する全反射ミラー等の光学素子を設けても良い。また図９においては、本発明に直接関係の無い光ピックアップ装置の駆動系等の構成に関しては記載及び説明は省略するものとする。更に、図９においては、回折素子５０、５０ａの±１次光の双方を光検出器４０に受光させる例を用いているが、±１次光のいずれか一方を光検出器４０に受光させる構成をとっても良い。
【００４３】
図９に示す光ピックアップ装置６０は、再生光等のレーザ光を照射するレーザ光源３２と、レーザ光源３２側からの再生光と光情報記録媒体５側からの反射光とを分光する回折素子５０、５０ａと、再生光及び反射光の偏光方向を変換するλ／４板３４と、コリメータレンズ３６と、再生光を光情報記録媒体５に集光する対物レンズ３８と、受光した反射光を電気信号に変換する光検出器４０とを有している。尚、図９中実線で示す矢印は再生光の経路を示し、破線で示す矢印は反射光の経路を示すものとする。
【００４４】
レーザ光源３２は半導体レーザ素子等が多く用いられ、所定の波長λを有する再生光を回折素子５０、５０ａの回折格子１０の形成されていない平坦な面に照射する。このとき、照射される再生光は回折素子５０、５０ａの入射面に対してＴＭ方向に偏光したものとされる。回折素子５０、５０ａはレーザ光源３２からの再生光を回折し、０次光と±１次光等に分光する。このうち０次光のみが再生光としてλ／４板３４へ入射する。λ／４板３４に入射した再生光はλ／４板３４を通過する際に円偏光に変換されコリメータレンズ３６に入射する。コリメータレンズ３６に入射した再生光はここで平行光となり、対物レンズ３８に入射し光情報記録媒体５の所定の位置に集光、照射される。
【００４５】
光情報記録媒体５に集光、照射された再生光は光情報記録媒体５の情報記録層にて反射される。尚、この反射光には情報記録層に記録された情報信号が光の強度等の変化として含まれることとなる。光情報記録媒体５にて反射された反射光は、再び対物レンズ３８、コリメータレンズ３６を経由してλ／４板３４へ入射する。λ／４板３４に入射した反射光は、λ／４板３４を通過する際に円偏光からＴＥ方向に偏光した光に変換され回折素子５０、５０ａの回折格子１０が形成された面に入射する。回折素子５０、５０ａはλ／４板３４からのＴＥ方向に偏光した反射光を回折し、０次光と±１次光等に分光する。このうちの±１次光がフォトディテクタ等の光検出器４０に受光されることで電気信号に変換され、光情報記録媒体５の情報記録層にて記録された情報信号が再生される。
【００４６】
特に、光ピックアップ装置６０には光利用効率の高い回折素子５０、５０ａが用いられているため、光検出器４０に受光される反射光の強度が高く、光ピックアップとして高い光利用効率を得ることができる。更に回折素子５０、５０ａは材料コストの安い等方性材料と容易な製造プロセスを用いているため低コストで作製でき、よって光ピックアップ装置６０の部品コストの削減が可能となる。
【００４７】
尚、実施例ではレーザ光の波長λを６７０ｎｍとしたが、これに限定されるものではなく、少なくとも波長λが４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内で実施例と同様の効果が得られることを確認している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る回折素子の第１の形態を示す模式断面図である。
【図２】本発明に係る回折素子の機能を説明する図である。
【図３】本発明に係る第１の形態の回折素子の（Λ／λ）と０次光及び１次光の回折効率の関係を示す図である。
【図４】本発明に係る第１の形態の回折素子の（Λ／λ）と光利用効率の関係を示す図である。
【図５】本発明に係る回折素子の第２の形態を示す模式断面図である。
【図６】本発明に係る第２の形態の回折素子の凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度θと光利用効率の関係を示す図である。
【図７】本発明に係る第２の形態の回折素子の（Λ／λ）と０次光及び１次光の回折効率の関係を示す図である。
【図８】本発明に係る第２の形態の回折素子の（Λ／λ）と光利用効率の関係を示す図である。
【図９】本発明に係る光ピックアップ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    回折格子
２０    基板
３２    レーザ光源
３４    λ／４板
３６    コリメータレンズ
３８    対物レンズ
４０    光検出器
５０、５０ａ    回折素子
６０    光ピックアップ装置
λ    再生光の波長
Λ    回折格子を構成する凹凸パターンのピッチ
θ    回折格子を構成する凹凸パターンの凹部底面と凸部側壁とのなす開口角度
【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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