(57)【要約】【課題】光ヘッド装置に適用される回折格子において、＋１次（または−１次）回折効率の高効率化と狭ピッチ化とを両立させることができる構成及び作製方法を提供する。【解決手段】本発明に係る回折格子２０は、格子部が複数の領域２０−１〜２０−３に分割され、各領域２０−１〜２０−３からの回折光は光検出器の対応した個別の光検出領域ＰＤ（１）〜（３）で受光されるように設定され、格子部の各領域は、光源の発光点と等価な位置から出射する発散光と各光検出領域に対応した受光点と等価な位置から出射する発散光とによる干渉縞を記録材料へ露光する２光束干渉露光、あるいは光源の発光点と等価な位置へ集光する収束光と各光検出領域に対応した受光点と等価な位置へ集光する収束光とによる干渉縞を記録材料へ露光する２光束干渉露光で形成されていることを特徴とする。【選択図】              図１
2005011478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光をカップリングレンズにより光学系に取り込み、集光レンズで光記録媒体に集光し、該光記録媒体からの反射光を光検出器で検出して情報の記録または再生、あるいは記録及び再生を行なう光ヘッド装置に用いられる回折格子において、
格子部は複数の領域に分割され、各領域からの回折光は光検出器の対応した個別の光検出領域で受光されるように設定され、格子部の各領域は、光ヘッド装置の光源の発光点と等価な位置から出射する発散光と各光検出領域に対応した受光点と等価な位置から出射する発散光とによる干渉縞を記録材料へ露光する２光束干渉露光、あるいは光源の発光点と等価な位置へ集光する収束光と各光検出領域に対応した受光点と等価な位置へ集光する収束光とによる干渉縞を記録材料へ露光する２光束干渉露光で形成されていることを特徴とする回折格子。
【請求項２】
請求項１記載の回折格子を作製する際の作製方法であって、
格子部の複数に分割された領域を個別に２光束干渉露光で形成するとき、各領域を規定するセクターマスクを記録材料の直前に配置して露光することを特徴とする回折格子の作製方法。
【請求項３】
請求項１記載の回折格子あるいは請求項２記載の作製方法で作製した回折格子において、
干渉露光により回折格子を形成する光の波長が光ヘッド装置の波長と異なり、回折格子の各領域は光ヘッド装置の光源発光点に対応して波長の違いに応じた位置から出射する発散光と光ヘッド装置の各検出領域の受光点に対応して波長の違いに応じた位置から出射する発散光とによるホログラム記録材料への２光束干渉露光、あるいは該光源発光点に対応して波長の違いに応じた位置へ集光する収束光と該各検出領域の受光点に対応して波長の違いに応じた位置へ集光する収束光とによる２光束干渉露光で形成されていることを特徴とする回折格子。
【請求項４】
請求項３記載の回折格子を作製する際の作製方法であって、
作成した回折格子を光ヘッド装置に用いるとき光検出器に収差のない回折光が生じるように、２光束干渉露光の少なくとも一方の光学系に記録と再生で波長が異なるときの収差を逆補正する収差を持たせて回折格子を形成することを特徴とする回折格子の作製方法。
【請求項５】
請求項４記載の回折格子の作製方法において、
波長が異なるときの収差を逆補正する収差を持つホログラムを２光束干渉露光光学系中の少なくとも一方に配置して、ホログラムからの回折光を用いて干渉露光することを特徴とする回折格子の作製方法。
【請求項６】
請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子を原板として用い、該原板を複製用記録材料に略密着し、原板側から光照射して原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製することを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項７】
請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を原板として用い、該原板を複製用記録材料に略密着し、原板側から光照射して原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製することを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項８】
請求項６または７記載の回折格子の複製方法において、
回折格子の原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から光照射して回折格子を複製する際に、照射光として、光ヘッド装置の光源の発光点と等価な位置に集光する収束光、あるいは光源発光点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項９】
請求項６または７記載の回折格子の複製方法において、
回折格子の原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から光照射して回折格子を複製する際に、照射光として、光ヘッド装置の光源の発光点に対応して、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光源の発光点に対応して、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いたことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１０】
請求項６または７記載の回折格子の複製方法において、
回折格子の原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から光照射して回折格子を複製する際に、照射光として、光ヘッド装置の光検出器の複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点と等価な位置に集光する収束光、あるいは複数の受光点のうちの１点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１１】
請求項６または７記載の回折格子の複製方法において、
回折格子の原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から光照射して回折格子を複製する際に、照射光として、光ヘッド装置の光検出器の複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点に対応しており複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光検出器の複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点に対応しており複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の回折格子の複製方法において、
複製用照射光として、複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点としてフォーカス誤差信号を得るための光検出領域の受光点と対応した位置に集光する収束光、あるいは対応した位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１３】
請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を第一原板として用い、該第一原板を原板複製用記録材料に略密着し、第一原板側から光照射して第一原板から発生する透過０次光と１次回折光を原板複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して第二原板を作製し、該第二原板を複製用記録材料に略密着し、第二原板側から光照射して第二原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製する方法であり、第二原板の回折格子を複製用記録材料に略密着させ第二原板側から光照射して回折格子を複製するとき、照射光は光ヘッド装置の光源発光点と等価な位置に集光する収束光、あるいは光源発光点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１４】
請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を第一原板として用い、該第一原板を原板複製用記録材料に略密着し、第一原板側から光照射して第一原板から発生する透過０次光と１次回折光を原板複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して第二原板を作製し、該第二原板を複製用記録材料に略密着し、第二原板側から光照射して第二原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製する方法であり、複製露光波長と光ヘッド装置の光源波長が異なっていて、第二原板の回折格子を複製用記録材料に略密着させ第二原板側から光照射して回折格子を複製するとき、照射光は光ヘッド装置の光源発光点に対応して複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光源発光点に対応して複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いたことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１５】
請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を第一原板として用い、該第一原板を原板複製用記録材料に略密着し、第一原板側から光照射して第一原板から発生する透過０次光と１次回折光を原板複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して第二原板を作製し、該第二原板を複製用記録材料に略密着し、第二原板側から光照射して第二原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製する方法であり、第二原板回折格子を複製用記録材料に略密着させ第二原板側から光照射して回折格子を複製するとき、照射光は光ヘッド装置の光検出器に複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点と等価な位置に集光する収束光、あるいは複数の受光点のうちの１点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１６】
請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を第一原板として用い、該第一原板を原板複製用記録材料に略密着し、第一原板側から光照射して第一原板から発生する透過０次光と１次回折光を原板複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して第二原板を作製し、該第二原板を複製用記録材料に略密着し、第二原板側から光照射して第二原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製する方法であり、複製露光波長と光ヘッド装置の光源波長が異なっていて、第二原板回折格子を複製用記録材料に略密着させ第二原板側から光照射して回折格子を複製するとき、照射光は光ヘッド装置の光検出器に複数ある光検出領域の複数の受光点のうちの１点に対応しており、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光検出器に複数ある光検出領域の複数の受光点のうちの１点に対応しており、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１７】
請求項６〜１６のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
複製露光波長と光ヘッド装置の光源波長が異なるとき、原板側から照射する複製露光光学系には複製と再生で波長が異なるときの収差を逆補正する収差を持たせて複製露光することを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１８】
請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子のいずれかを原板として用い、原板側から光照射して原板から発生する透過０次光と１次回折光をリレー光学系を介して複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製することを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の回折格子の複製方法において、
リレー光学系により原板面と複製用記録材料面がほぼ結像の共役面となっていることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９記載の回折格子の複製方法において、
リレー光学系は２つのレンズ系から成り、原板に近い第一のレンズ系の前側焦点が原板面と一致し、第一のレンズ系の後側焦点と第二のレンズ系の前側焦点を一致させ、かつ第二のレンズ系の後側焦点が複製用記録材料面に一致していることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２１】
請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
原板側から光照射して回折格子を複製するとき、複製用照射光の波長が光ヘッド装置の光源波長の近傍であり、該照射光として、光ヘッド装置の光源発光点と等価な位置に集光する収束光、あるいは光源発光点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２２】
請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
原板側から光照射して回折格子を複製するとき、複製用照射光の波長と光ヘッド装置の光源波長が異なり、該照射光として、光ヘッド装置の光源発光点に対応して複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光源発光点に対応して複製波長と光ヘッド装置の光源波長の違いに応じた位置から出射する発散光を用いたことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２３】
請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
原板側から光照射して回折格子を複製するとき、複製用照射光の波長が光ヘッド装置の光源波長の近傍であり、該照射光として、光ヘッド装置の光検出器の複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点と等価な位置に集光する収束光、あるいは複数の受光点のうちの１点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２４】
請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
原板側から光照射して回折格子を複製するとき、複製用照射光の波長と光ヘッド装置の光源波長とが異なり、該照射光として、光ヘッド装置の光検出器の複数ある光検出領域の複数の受光点のうちの１点に対応しており、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光検出器の複数ある光検出領域の複数の受光点のうちの１点に対応しており、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２５】
請求項１８〜２４のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
リレー光学系内に原板からの０次光と片方の１次光のみを透過させ、その他の次数の回折光を遮断する空間フィルタを配置したことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２６】
請求項２１〜２５のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
原板への複製用照射光の集光点、あるいは発散点を含んでリレー光学系光軸に垂直な面と、リレー光学系によるこれらの点からの光の再集光点を含む光軸に垂直な面との関係が、リレー光学系による結像の共役面となっていることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２７】
請求項２１〜２６のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
リレー光学系による原板面の複製用記録材料面への結像倍率と、原板への複製用照射光の集光あるいは発散点のリレー光学系による結像倍率が等しいことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２８】
請求項６〜２７のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
複製される回折格子は、複製用記録材料に液晶材料を含んだ体積位相型の回折格子であることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項２９】
請求項６〜２８のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
原板の回折格子、または第一原板、第二原板の回折格子は、体積位相型回折格子を用いていることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の回折格子の複製方法において、
原板の回折格子、または第一原板、第二原板の回折格子は、０次光と＋１次回折光の回折効率が略等しいことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３１】
請求項６〜２８のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
原板の回折格子、または第一原板、第二原板の回折格子は、表面レリーフ型回折格子を用いていることを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の回折格子の複製方法において、
原板の回折格子、または第一原板、第二原板の回折格子は、０次光と−１次回折光の回折効率が略等しいことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３３】
請求項６〜１７、２８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板を複製用記録材料に略密着し、原板側より単一の回折格子に光照射して原板の回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光する工程と、露光後、原板と複製用記録材料と露光照明光を相対的に所定量移動させる工程を、交互に複数回行なうことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３４】
請求項６〜１７、２８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板を複製用記録材料に略密着し、原板側より同時に複数の回折格子を光照射して原板の各回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光する工程と、露光後、原板と複製用記録材料と露光照明光を相対的に所定量移動させる工程を、交互に複数回行なうことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３５】
請求項６〜１７、２８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板を複製用記録材料に略密着し、原板側より同時に複数の回折格子を光照射して原板の各回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光することにより原板上の複数の回折格子を一括露光して複製することを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３６】
請求項１８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
複数の分割領域をもつ回折格子が記録された原板とリレー光学系を介して複製用記録材料を配置し、原板側より単一の回折格子に光照射して原板の回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光する工程と、露光後、複製用記録材料と露光照射光を相対的に所定量移動させる工程を、交互に複数回行なうことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３７】
請求項１８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板とリレー光学系を介して複製用記録材料を配置し、原板側より同時に複数の回折格子を光照射して原板の各回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光する工程と、露光後、原板と複製用記録材料と露光照射光を相対的に所定量移動させる工程を、交互に複数回行なうことを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３８】
請求項１８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、
複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板とリレー光学系を介して複製用記録材料を配置し、原板側より同時に複数の回折格子を光照射して原板の各回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光することにより原板上の複数の回折格子を一括露光して複製することを特徴とする回折格子の複製方法。
【請求項３９】
請求項６〜３８のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法を用いて作製したことを特徴とする回折格子。
【請求項４０】
光源からの光をカップリングレンズにより光学系に取り込み、集光レンズで光記録媒体に集光し、該光記録媒体からの反射光を光検出器で検出して情報の記録または再生、あるいは記録及び再生を行なう光ヘッド装置において、
光路中に回折格子及び１／４波長板を配置し、前記光記録媒体からの反射光を前記回折格子により分岐して光検出器で受光する光学系を備え、該光学系において配置する前記回折格子が、請求項１または３記載の回折格子、または請求項２，４，５のいずれか一つに記載の作製方法で作製した回折格子、あるいは請求項３９記載の回折格子であることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項４１】
請求項４０記載の光ヘッド装置において、
光源と光検出器及び回折格子が一体化されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項４２】
複数の光源からの光を共通するカップリングレンズにより光学系に取り込み、集光レンズで光記録媒体に集光し、該光記録媒体からの反射光を光検出器で検出して情報の記録または再生、あるいは記録及び再生を行なう光ヘッド装置において、
光路中に回折格子及び１／４波長板を配置し、前記光記録媒体からの反射光を前記回折格子により分岐して共通の光検出器で受光する光学系を備え、該光学系において配置する前記回折格子が、請求項１または３記載の回折格子、または請求項２，４，５のいずれか一つに記載の作製方法で作製した回折格子、あるいは請求項３９記載の回折格子であることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項４３】
請求項４２記載の光ヘッド装置において、
複数の光源と光検出器及び回折格子が一体化されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項４４】
記録媒体に対して光ヘッド装置を用いて情報の記録または再生、あるいは記録及び再生を行なう光ディスクドライブ装置において、
前記光ヘッド装置として、請求項４０〜４３のいずれか一つに記載の光ヘッド装置を搭載したことを特徴とする光ディスクドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回折格子（ホログラム）とその作製方法及び複製方法、並びにその回折格子を用いた光ヘッド装置（光ピックアップ装置）、及びその光ヘッド装置を搭載した光ディスクドライブ装置に関し、さらには、複数の光源を備え、ＣＤ（コンパクト・ディスク）系の光ディスク（ＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等）、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）系の光ディスク（ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ等）、青色半導体レーザを光源とした高密度光ディスクなどの使用する波長の異なる複数規格の光記録媒体（光ディスク）に対して記録または再生を行なうことが可能な光ヘッド装置及びその光ヘッド装置を搭載した光ディスクドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスクドライブ装置における光ヘッド装置（光ピックアップ装置とも言う）として、光記録媒体である光ディスクからの反射光を回折光学素子により分岐し、光検出器で受光する光学系を備えたものが種々提案されており、回折光学素子として、偏光性の回折格子（ホログラム）を用いたものが知られている。例えば特許文献１には、複屈折媒体に凹凸格子を設けて、少なくとも凹部に等方性媒体を充填することで、光の偏光方向により回折効率の異なる偏光性を有するようにした回折格子（ホログラム）が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２５９４５４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３３及び図３４に従来の光ヘッド装置及びその光ヘッド装置に用いる回折格子の一例を示す。
図３３に示すように光ヘッド装置は、半導体レーザ等からなる光源８、回折格子７、カップリングレンズ１０、１／４波長板１１、集光レンズ（対物レンズ）１２、光検出器９を備えた構成であり、光源８からの光をカップリングレンズ１０により光学系に取り込み、集光レンズ（対物レンズ）１２で光記録媒体である光ディスク１３に集光し、該光ディスク１３からの反射光を光検出器９で検出して情報の記録または再生、あるいは記録及び再生を行なう。
【０００５】
回折格子７は例えば図３４に示すように、透明基板１上に矩形凹凸形状を持つ複屈折（光学異方性）を示す媒体２が配置され、その上に光学的に等方性を示す媒体３が充填され、その上を透明基板１’で覆われている構成の偏光性回折格子であり、等方性媒体３の屈折率を複屈折媒体２の常光屈折率、または異常光屈折率のいずれかと等しくすることにより、偏光性（光学異方性）を示す回折格子となる。すなわち、ある方向の偏光に対してはほぼ全透過し、これと直交する偏光に対しては全回折するような特性を持たせることができる。
このような偏光性回折格子７を図３３に示す光ヘッド装置の分岐素子として用いれば、光源８から光ディスク１３へ向かう往路を全透過する偏光方向に設定して効率良く光ディスク１３に集光させ、光路中に１／４波長板１１を配置しておき光ディスク１３からの反射光を往路の偏光方向とは直交して戻るようにさせて再び偏光性回折格子７に入射させると、復路光は全回折され光検出器９に効率良く受光されるようにでき、往路、復路とも高効率の光ヘッド装置が実現できる。
【０００６】
図３５に図３４に示す偏光性回折格子７の入射角・対・＋１次回折光の回折効率特性を示す。この偏光性回折格子７は、矩形格子の特性として、垂直入射を中心に約４０％程度の回折効率を持つ。従来は図３５の回折効率を持つ偏光性回折格子で十分であったが、図３３に示す構成の光ヘッド装置が搭載される光ディスクドライブ装置の記録・再生速度（特に再生速度）を高速化させようとした場合、光ディスク１３からの反射信号を光検出器９で受光する場合のＳ／Ｎ比を向上させるため、偏光性回折格子には４０％以上の回折効率が必要となってくる。特に青色領域の半導体レーザを光源とした高密度光ディスクに適用する場合、記録情報の高密度化により再生信号帯域が広帯域となり、同時に光検出器の感度が青色領域では赤色あるいは赤外領域より感度低下することの２面から、光検出信号のＳ／Ｎ比の低下が生じる。このＳ／Ｎ比の低下を改善させるため、偏光性回折格子の復路効率（＋１次回折効率）は４０％を越えた高回折効率が必要となる。また、青色領域で光源、光検出器一体の小型ホログラムユニット（図３３の光源８と光検出器９及び偏光性回折格子７が一体化したユニット）を実現するためには、偏光性回折格子に必要な格子ピッチは短波長化にともない、１μｍオーダーの狭ピッチが必要となる。
【０００７】
以上のように、今後の光源短波長化に伴い必要となる、狭ピッチで高回折効率の偏光性回折格子は、図３４の矩形格子では＋１次回折効率が４０％以上にならないという点で実現できず、また、従来より片側の＋１次回折効率を高効率化する方法であるブレーズ格子は８０〜９０％の高回折効率化はできるが、１μｍオーダーの狭ピッチ化は加工の難易度が高く実現が困難である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、光ディスク用の光ヘッド装置に適用される回折格子において、片側の＋１次（または−１次）回折効率の高効率化と格子ピッチの狭ピッチ化とを両立させることができる構成の回折格子、特に偏光性回折格子を実現することにある。また、本発明は、その回折格子の作製方法、及びその回折格子を複製して大量に生産する複製方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、回折効率の高効率化と格子ピッチの狭ピッチ化とを両立させた回折格子を用いた光ヘッド装置、及びその光ヘッド装置を搭載した光ディスクドライブ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための手段として、請求項１に係る発明は、光源からの光をカップリングレンズにより光学系に取り込み、集光レンズで光記録媒体に集光し、該光記録媒体からの反射光を光検出器で検出して情報の記録または再生、あるいは記録及び再生を行なう光ヘッド装置に用いられる回折格子において、格子部は複数の領域に分割され、各領域からの回折光は光検出器の対応した個別の光検出領域で受光されるように設定され、格子部の各領域は、光ヘッド装置の光源の発光点と等価な位置から出射する発散光と各光検出領域に対応した受光点と等価な位置から出射する発散光とによる干渉縞を記録材料へ露光する２光束干渉露光、あるいは光源の発光点と等価な位置へ集光する収束光と各光検出領域に対応した受光点と等価な位置へ集光する収束光とによる干渉縞を記録材料へ露光する２光束干渉露光で形成されていることを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の回折格子を作製する際の作製方法であって、格子部の複数に分割された領域を個別に２光束干渉露光で形成するとき、各領域を規定するセクターマスクを記録材料の直前に配置して露光することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の回折格子あるいは請求項２記載の作製方法で作製した回折格子において、干渉露光により回折格子を形成する光の波長が光ヘッド装置の波長と異なり、回折格子の各領域は光ヘッド装置の光源発光点に対応して波長の違いに応じた位置から出射する発散光と光ヘッド装置の各検出領域の受光点に対応して波長の違いに応じた位置から出射する発散光とによるホログラム記録材料への２光束干渉露光、あるいは該光源発光点に対応して波長の違いに応じた位置へ集光する収束光と該各検出領域の受光点に対応して波長の違いに応じた位置へ集光する収束光とによる２光束干渉露光で形成されていることを特徴とする。
また、請求項４に係る発明は、請求項３記載の回折格子を作製する際の作製方法であって、作成した回折格子を光ヘッド装置に用いるとき光検出器に収差のない回折光が生じるように、２光束干渉露光の少なくとも一方の光学系に記録と再生で波長が異なるときの収差を逆補正する収差を持たせて回折格子を形成することを特徴とする。
さらに、請求項５に係る発明は、請求項４記載の回折格子の作製方法において、波長が異なるときの収差を逆補正する収差を持つホログラムを２光束干渉露光光学系中の少なくとも一方に配置して、ホログラムからの回折光を用いて干渉露光することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、回折格子の複製方法であり、請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子を原板として用い、該原板を複製用記録材料に略密着し、原板側から光照射して原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製することを特徴とする。
また、請求項７に係る発明は、回折格子の複製方法であり、請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を原板として用い、該原板を複製用記録材料に略密着し、原板側から光照射して原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製することを特徴とする。
【００１２】
請求項８に係る発明は、請求項６または７記載の回折格子の複製方法において、回折格子の原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から光照射して回折格子を複製する際に、照射光として、光ヘッド装置の光源の発光点と等価な位置に集光する収束光、あるいは光源発光点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする
また、請求項９に係る発明は、請求項６または７記載の回折格子の複製方法において、回折格子の原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から光照射して回折格子を複製する際に、照射光として、光ヘッド装置の光源の発光点に対応して、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光源の発光点に対応して、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いたことを特徴とする。
さらに、請求項１０に係る発明は、請求項６または７記載の回折格子の複製方法において、回折格子の原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から光照射して回折格子を複製する際に、照射光として、光ヘッド装置の光検出器の複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点と等価な位置に集光する収束光、あるいは複数の受光点のうちの１点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする。
さらにまた、請求項１１に係る発明は、請求項６または７記載の回折格子の複製方法において、回折格子の原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から光照射して回折格子を複製する際に、照射光として、光ヘッド装置の光検出器の複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点に対応しており複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光検出器の複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点に対応しており複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いることを特徴とする。
さらにまた、請求項１２に係る発明は、請求項１０または１１記載の回折格子の複製方法において、複製用照射光として、複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点としてフォーカス誤差信号を得るための光検出領域の受光点と対応した位置に集光する収束光、あるいは対応した位置から出射する発散光を用いることを特徴とする。
【００１３】
請求項１３に係る発明は、請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を第一原板として用い、該第一原板を原板複製用記録材料に略密着し、第一原板側から光照射して第一原板から発生する透過０次光と１次回折光を原板複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して第二原板を作製し、該第二原板を複製用記録材料に略密着し、第二原板側から光照射して第二原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製する方法であり、第二原板の回折格子を複製用記録材料に略密着させ第二原板側から光照射して回折格子を複製するとき、照射光は光ヘッド装置の光源発光点と等価な位置に集光する収束光、あるいは光源発光点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする。
また、請求項１４に係る発明は、請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を第一原板として用い、該第一原板を原板複製用記録材料に略密着し、第一原板側から光照射して第一原板から発生する透過０次光と１次回折光を原板複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して第二原板を作製し、該第二原板を複製用記録材料に略密着し、第二原板側から光照射して第二原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製する方法であり、複製露光波長と光ヘッド装置の光源波長が異なっていて、第二原板の回折格子を複製用記録材料に略密着させ第二原板側から光照射して回折格子を複製するとき、照射光は光ヘッド装置の光源発光点に対応して複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光源発光点に対応して複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いたことを特徴とする。
【００１４】
請求項１５に係る発明は、請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を第一原板として用い、該第一原板を原板複製用記録材料に略密着し、第一原板側から光照射して第一原板から発生する透過０次光と１次回折光を原板複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して第二原板を作製し、該第二原板を複製用記録材料に略密着し、第二原板側から光照射して第二原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製する方法であり、第二原板回折格子を複製用記録材料に略密着させ第二原板側から光照射して回折格子を複製するとき、照射光は光ヘッド装置の光検出器に複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点と等価な位置に集光する収束光、あるいは複数の受光点のうちの１点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする。
また、請求項１６に係る発明は、請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子と等価な干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子を第一原板として用い、該第一原板を原板複製用記録材料に略密着し、第一原板側から光照射して第一原板から発生する透過０次光と１次回折光を原板複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して第二原板を作製し、該第二原板を複製用記録材料に略密着し、第二原板側から光照射して第二原板から発生する透過０次光と１次回折光を複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製する方法であり、複製露光波長と光ヘッド装置の光源波長が異なっていて、第二原板回折格子を複製用記録材料に略密着させ第二原板側から光照射して回折格子を複製するとき、照射光は光ヘッド装置の光検出器に複数ある光検出領域の複数の受光点のうちの１点に対応しており、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光検出器に複数ある光検出領域の複数の受光点のうちの１点に対応しており、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いることを特徴とする。
さらに、請求項１７に係る発明は、請求項６〜１６のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、複製露光波長と光ヘッド装置の光源波長が異なるとき、原板側から照射する複製露光光学系には複製と再生で波長が異なるときの収差を逆補正する収差を持たせて複製露光することを特徴とする。
【００１５】
請求項１８に係る発明は、請求項１または３記載の複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは請求項２または４または５記載の作製方法で作製した複数領域に分割された格子部を持つ回折格子、あるいは干渉縞を計算機で計算して人工的に作製した回折格子のいずれかを原板として用い、原板側から光照射して原板から発生する透過０次光と１次回折光をリレー光学系を介して複製用記録材料に入射させて生じる干渉縞を露光して複製することを特徴とする。
また、請求項１９に係る発明は、請求項１８記載の回折格子の複製方法において、リレー光学系により原板面と複製用記録材料面がほぼ結像の共役面となっていることを特徴とする。
さらに、請求項２０に係る発明は、請求項１８または１９記載の回折格子の複製方法において、リレー光学系は２つのレンズ系から成り、原板に近い第一のレンズ系の前側焦点が原板面と一致し、第一のレンズ系の後側焦点と第二のレンズ系の前側焦点を一致させ、かつ第二のレンズ系の後側焦点が複製用記録材料面に一致していることを特徴とする。
【００１６】
請求項２１に係る発明は、請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、原板側から光照射して回折格子を複製するとき、複製用照射光の波長が光ヘッド装置の光源波長の近傍であり、該照射光として、光ヘッド装置の光源発光点と等価な位置に集光する収束光、あるいは光源発光点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする。
また、請求項２２に係る発明は、請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、原板側から光照射して回折格子を複製するとき、複製用照射光の波長と光ヘッド装置の光源波長が異なり、該照射光として、光ヘッド装置の光源発光点に対応して複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光源発光点に対応して複製波長と光ヘッド装置の光源波長の違いに応じた位置から出射する発散光を用いたことを特徴とする。
さらに、請求項２３に係る発明は、請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、原板側から光照射して回折格子を複製するとき、複製用照射光の波長が光ヘッド装置の光源波長の近傍であり、該照射光として、光ヘッド装置の光検出器の複数ある光検出領域に対応した複数の受光点のうちの１点と等価な位置に集光する収束光、あるいは複数の受光点のうちの１点と等価な位置から出射する発散光を用いることを特徴とする。
さらにまた、請求項２４に係る発明は、請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、原板側から光照射して回折格子を複製するとき、複製用照射光の波長と光ヘッド装置の光源波長とが異なり、該照射光として、光ヘッド装置の光検出器の複数ある光検出領域の複数の受光点のうちの１点に対応しており、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置に集光する収束光、あるいは光検出器の複数ある光検出領域の複数の受光点のうちの１点に対応しており、複製波長と光ヘッド装置の光源波長との違いに応じた位置から出射する発散光を用いることを特徴とする。
さらにまた、請求項２５に係る発明は、請求項１８〜２４のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、リレー光学系内に原板からの０次光と片方の１次光のみを透過させ、その他の次数の回折光を遮断する空間フィルタを配置したことを特徴とする。
さらにまた、請求項２６に係る発明は、請求項２１〜２５のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、原板への複製用照射光の集光点、あるいは発散点を含んでリレー光学系光軸に垂直な面と、リレー光学系によるこれらの点からの光の再集光点を含む光軸に垂直な面との関係が、リレー光学系による結像の共役面となっていることを特徴とする。
さらにまた、請求項２７に係る発明は、請求項２１〜２６のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、リレー光学系による原板面の複製用記録材料面への結像倍率と、原板への複製用照射光の集光あるいは発散点のリレー光学系による結像倍率が等しいことを特徴とする。
【００１７】
請求項２８に係る発明は、請求項６〜２７のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、複製される回折格子は、複製用記録材料に液晶材料を含んだ体積位相型の回折格子であることを特徴とする。
また、請求項２９に係る発明は、請求項６〜２８のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、原板の回折格子、または第一原板、第二原板の回折格子は、体積位相型回折格子を用いていることを特徴とする。
さらに、請求項３０に係る発明は、請求項２９記載の回折格子の複製方法において、原板の回折格子、または第一原板、第二原板の回折格子は、０次光と＋１次回折光の回折効率が略等しいことを特徴とする。
さらにまた、請求項３１に係る発明は、請求項６〜２８のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、原板の回折格子、または第一原板、第二原板の回折格子は、表面レリーフ型回折格子を用いていることを特徴とする。
さらにまた、請求項３２に係る発明は、請求項３１記載の回折格子の複製方法において、原板の回折格子、または第一原板、第二原板の回折格子は、０次光と−１次回折光の回折効率が略等しいことを特徴とする。
【００１８】
請求項３３に係る発明は、請求項６〜１７、２８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板を複製用記録材料に略密着し、原板側より単一の回折格子に光照射して原板の回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光する工程と、露光後、原板と複製用記録材料と露光照明光を相対的に所定量移動させる工程を、交互に複数回行なうことを特徴とする。
また、請求項３４に係る発明は、請求項６〜１７、２８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板を複製用記録材料に略密着し、原板側より同時に複数の回折格子を光照射して原板の各回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光する工程と、露光後、原板と複製用記録材料と露光照明光を相対的に所定量移動させる工程を、交互に複数回行なうことを特徴とする。
さらに、請求項３５に係る発明は、請求項６〜１７、２８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板を複製用記録材料に略密着し、原板側より同時に複数の回折格子を光照射して原板の各回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光することにより原板上の複数の回折格子を一括露光して複製することを特徴とする。
【００１９】
請求項３６に係る発明は、請求項１８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、複数の分割領域をもつ回折格子が記録された原板とリレー光学系を介して複製用記録材料を配置し、原板側より単一の回折格子に光照射して原板の回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光する工程と、露光後、複製用記録材料と露光照射光を相対的に所定量移動させる工程を、交互に複数回行なうことを特徴とする。
また、請求項３７に係る発明は、請求項１８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板とリレー光学系を介して複製用記録材料を配置し、原板側より同時に複数の回折格子を光照射して原板の各回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光する工程と、露光後、原板と複製用記録材料と露光照射光を相対的に所定量移動させる工程を、交互に複数回行なうことを特徴とする。
さらに、請求項３８に係る発明は、請求項１８〜３２のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法において、複数の分割領域をもつ回折格子が複数個配列された原板とリレー光学系を介して複製用記録材料を配置し、原板側より同時に複数の回折格子を光照射して原板の各回折格子から発生する０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料に露光することにより原板上の複数の回折格子を一括露光して複製することを特徴とする。
さらにまた、請求項３９に係る発明は、請求項１記載の回折格子と同様の格子部を有する回折格子であり、請求項６〜３８のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法を用いて作製したことを特徴とする。
【００２０】
請求項４０に係る発明は、光源からの光をカップリングレンズにより光学系に取り込み、集光レンズで光記録媒体に集光し、該光記録媒体からの反射光を光検出器で検出して情報の記録または再生、あるいは記録及び再生を行なう光ヘッド装置において、光路中に回折格子及び１／４波長板を配置し、前記光記録媒体からの反射光を前記回折格子により分岐して光検出器で受光する光学系を備え、該光学系において配置する前記回折格子が、請求項１または３記載の回折格子、または請求項２，４，５のいずれか一つに記載の作製方法で作製した回折格子、あるいは請求項３９記載の回折格子であることを特徴とする。
また、請求項４１に係る発明は、請求項４０記載の光ヘッド装置において、光源と光検出器及び回折格子が一体化されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項４２に係る発明は、複数の光源からの光を共通するカップリングレンズにより光学系に取り込み、集光レンズで光記録媒体に集光し、該光記録媒体からの反射光を光検出器で検出して情報の記録または再生、あるいは記録及び再生を行なう光ヘッド装置において、光路中に回折格子及び１／４波長板を配置し、前記光記録媒体からの反射光を前記回折格子により分岐して共通の光検出器で受光する光学系を備え、該光学系において配置する前記回折格子が、請求項１または３記載の回折格子、または請求項２，４，５のいずれか一つに記載の作製方法で作製した回折格子、あるいは請求項３９記載の回折格子であることを特徴とする。
また、請求項４３に係る発明は、請求項４２記載の光ヘッド装置において、複数の光源と光検出器及び回折格子が一体化されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項４４に係る発明は、記録媒体に対して光ヘッド装置を用いて情報の記録または再生、あるいは記録及び再生を行なう光ディスクドライブ装置において、前記光ヘッド装置として、請求項４０〜４３のいずれか一つに記載の光ヘッド装置を搭載したことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
まず、請求項１，２に係る発明の実施例を説明する。ここでは、光ヘッド装置に用いる回折格子として、図３３に示した構成の光ヘッド装置の回折格子７と同様の位置に配置される回折格子を例に挙げて説明する。図１は本発明に係る回折格子の複数に分割された格子部の回折格子領域と光検出器の光検出領域との関係を示す図である。図１（ａ）に示すように、本発明に係る回折格子２０は、基板中に形成された格子部が複数の領域に分割されており、例えばセクター（１），（２），（３）の３つの回折格子領域２０−１〜２０−３で構成されている。また、図１（ｂ）に示すように、光検出器は回折格子２０の回折格子領域（セクター（１），（２），（３））２０−１〜２０−３に対応して３つの光検出領域ＰＤ（１）〜ＰＤ（３）で構成されている。但し、図１は典型的な実施例の一つであり、回折格子や光検出器の領域は、この分割形式に限定されるものではない。ここで、回折格子２０のセクター（１）の回折格子領域２０−１で回折された光は２分割された光検出領域ＰＤ（１）の分割線上に集光し、ナイフエッジ法によるフォーカス検出を行なう。また、回折格子２０のセクター（２）及びセクター（３）の回折格子領域２０−２，２０−３からの回折光はそれぞれＰＤ（２）及びＰＤ（３）で受光し、プッシュプル法によるトラック検出を行なう。
【００２４】
次に図１に示す回折格子２０を作製する方法の一例を図２に示す。図２において、符号２４は透明基板、２５はその基板上に形成されたホログラム記録材料である。このホログラム記録材料２５に近接してセクターマスク２３−１が配置されている。図示しないが、ガスレーザ、固体レーザ、あるいは半導体レーザ（ＬＤ）などのレーザ光源からのコヒーレントなレーザ光をハーフミラーなどで２分割した後、その一方を第１のレンズ２１に入射させ集光させる。このときの集光点は、図３３に示した構成の光ヘッド装置の光源８としてのＬＤの発光点と等価な位置に集光する。これにより光ヘッド装置の光源（ＬＤ）８の発光点と等価な点から発散する光となり記録材料２５に入射する。また、ハーフミラーで分割されたもう一方のレーザ光は第２のレンズ２２に入射させ集光させる。このときの集光点は、図３３に示した構成の光ヘッド装置の光検出器９の光検出領域ＰＤ（１）の受光点と等価な位置に集光する。これにより光ヘッド装置の光検出器９の光検出領域ＰＤ（１）の受光点と等価な点から発散する光となり記録材料２５に入射する。従って、第１のレンズ２１からの入射光と第２のレンズ２２からの入射光とが記録材料２５上で重なり、２光束干渉露光による干渉縞が記録材料２５に露光される。
【００２５】
この露光のとき、記録材料２５の直前にセクターマスクを配置して、回折格子のセクター（１）〜（３）の領域を規定する。すなわち、セクターマスクは図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、回折格子の各セクター領域以外を遮蔽する開口マスクで構成されている。例えば図２はセクター（１）を記録する際の配置の例であり、このときは図３（ａ）のセクターマスク２３−１を配置して前述の２光束干渉露光を行う。図４はセクター（２）を記録する際の配置の例であり、このときは図３（ｂ）のセクターマスク２３−２を配置して、光検出領域ＰＤ（２）の受光点と等価な点からの発散光と、光源の発光点と等価な点からの発散光とにより２光束干渉露光を行なう。図５はセクター（３）を記録する際の配置の例であり、このときは図３（ｃ）のセクターマスク２３−３を配置して、光検出領域ＰＤ（３）の受光点と等価な点からの発散光と、光源の発光点と等価な点からの発散光とにより２光束干渉露光を行なう。
【００２６】
また、発散光同士による２光束干渉記録の他に、図６に示すように収束光同士により２光束干渉記録する方法もある。この場合は図６に示すように、図示しない光源やハーフミラー、レンズ２１，２２を、ホログラム記録材料２５を形成した基板２４の背面側に配置し、第１のレンズ２１により図３３に示した構成の光ヘッド装置の光源８としてのＬＤの発光点と等価な位置に集光する収束光と、第２のレンズ２２により図３３に示した構成の光ヘッド装置の光検出器９の光検出領域ＰＤ（ＰＤ（１）〜（３）のいずれか）の受光点と等価な位置に集光する収束光を、ホログラム記録材料２５上で干渉させて記録する。このときホログラム記録材料２５を形成した基板２４に密着して図３（ａ）〜（ｃ）のいずれかと同様のセクターマスク２３を配置し、回折格子の分割領域を規定する。
【００２７】
以上のような方法で複数領域に分割された光ヘッド装置用のホログラム回折格子を作製することができるが、図７にこのホログラム回折格子を図３３と同様の構成の光ヘッド装置に使用するときの様子を示す。図示しない光ディスクからの反射光は、カップリングレンズであるコリメートレンズレンズ２７により光源である半導体レーザ（ＬＤ）（図示せず）の発光点に向かって集光する。収束光の途中におかれたホログラム回折格子２０には２光束干渉露光のときの一方の光が入射するので、ホログラム回折格子２０からは効率良く＋１次回折光が発生し、図１に示したようにホログラム回折格子２０を構成する各分割領域（セクター（１），（２），（３））で回折された回折光が光検出器の各光検出領域ＰＤ（１），（２），（３）に集光し、光検出器で受光される。
【００２８】
［実施例２］
次に請求項３に係る発明の実施例を説明する。
実施例１ではホログラム回折格子の記録波長と、光ヘッド装置に用いるときの使用波長（光源波長）が略同一の場合であるが、ここでは記録波長と光ヘッド装置の使用波長が異なる場合の実施例について述べる。図３６はホログラム回折格子の記録波長が光ヘッド装置の使用波長より長波長の場合を示す。
波長が異なるとき、光ヘッド装置使用時の光源発光点（ＬＤ発光点）に対応した原板露光擬似集光点（１）に第１のレンズ２１で集光し、擬似集光点（１）から発散する発散光と、光ヘッド装置の光検出器中の光検出領域ＰＤ（１）の受光点と対応した原板露光擬似集光点（２）に第２のレンズ２２で集光し、擬似集光点（２）から発散する発散光をホログラム回折格子２０の記録材料２５に入射させて両発散光が重なったところで干渉縞を生じさせて記録する。
【００２９】
ホログラム回折格子の記録波長が光ヘッド装置の使用波長より長波長の場合、干渉露光の２光束の主光線入射角は光ヘッド装置の使用波長の場合より大きくなる。また、原板露光擬似集光点（１），（２）は光ヘッド装置のＬＤ発光点および光検出領域ＰＤ（１）の受光点より記録材料２５に近くなる。図３８に波長の異なる場合の２光束干渉露光について示す。尚、ホログラム回折格子の記録波長が光ヘッド装置の使用波長より短波長のときは干渉露光の２光束の主光線入射角は光ヘッド装置の使用波長の場合よりは小さくなり、また、原板露光擬似集光点（１）、（２）は光ヘッド装置のＬＤ発光点および光検出領域ＰＤ（１）の受光点より記録材料から遠くなる。しかし、本質は本実施例の波長が長い場合と変らず、同様に適用できる。
【００３０】
図３８において、ホログラム記録層に波長λ１で干渉露光で干渉縞を形成させ、波長λ０で再生する（光ヘッド装置で使用する）状態を考える。ここで、λ０＜λ１とする。また、ホログラム記録層の屈折率は波長λ０ではｎ０、波長λ１ではｎ１とする。
ホログラム記録層内に波長λ１の２光束が入射角α１、β１で入射して干渉縞を形成し、生じた干渉縞のピッチをｄ、記録層内での傾斜角をγとする。このときの入射角α１、β１、γの関係は以下のようになる。
ｄ＝λ１／ｎ１・（  ｓｉｎα１＋  ｓｉｎβ１）      （１）
γ＝（α１＋β１）／２                      （２）
【００３１】
形成されたホログラム格子に波長λ０の再生照明光を入射角α０（記録層内）で入射させると回折角β０は、
ｓｉｎα０＋ｓｉｎβ０＝λ０／ｎ０・ｄ            （３）
となり、このとき、回折がブラッグ回折を起こす条件は、
（α０＋β０）／２＝γ                        （４）
であり、（１）〜（４）式から記録波長λ１で形成した干渉縞から波長λ０でブラッグ回折を起こさせる条件は、
ｎ０・（  ｓｉｎα０＋ｓｉｎβ０）／λ０＝ｎ１・（  ｓｉｎα１＋ｓｉｎβ１）／λ１  （５）
α０＋β０＝α１＋β１                      （６）
であり、（５），（６）式を満足するように入射角、回折角を設定すれば良い。
【００３２】
ここで波長λ０の光源を持つ光ヘッド装置で使用するときのことを考える。光ディスクからの反射戻り光がホログラム回折格子に入射するとき、戻り光の主光線は垂直入射となる。このため主光線に対してはα０＝０となり、（５），（６）式は、
ｎ０・ｓｉｎβ０／λ０＝ｎ１・（  ｓｉｎα１＋ｓｉｎβ１）／λ１    （７）
β０＝α１＋β１                                      （８）
となる。光ヘッド装置に用いるときは記録時の２光束主光線の記録層内入射角と光ヘッド装置の使用時の回折主光線の回折角は（７），（８）式を略満足するように設定すれば良い。
【００３３】
［実施例３］
次に請求項４に係る発明の実施例を説明する。
図３６における記録配置では原板露光用擬似集光点（１），（２）には収差のないスポットが集光されて干渉露光されるが、記録波長と光ヘッド装置の使用波長が大きく異なる場合や光源発光点、光検出器の受光点の配置によっては図３６のホログラム回折格子の記録時に擬似集光点に収差のないスポットを形成してしまうと、光ヘッド装置へ適用した使用時に光ヘッド装置の光検出器への回折光に収差が載ってしまい、良好な収束光が生じない場合がある。これを改善するには光ヘッド装置の使用波長のときに回折光に生じる収差を逆補正する収差をホログラム回折格子の干渉記録時に付加して、最終的に回折光に収差が生じないようにすれば良い。上記逆補正する収差を与えるためにはホログラム回折格子の記録のための２光束干渉露光の光学系中の２光束両方あるいは一方の光学系中のレンズ、ミラーなどの光学素子に逆補正のための収差を持たせるようにする。レンズの場合はレンズ設計時に逆補正収差を持たせればよいし、ミラーの場合は反射光の波面が収差を逆補正するように表面形状が凹凸形状をしているような加工をすれば良い。また、別の方法として位相板を２光束干渉露光光学系の少なくとも一方、または両方に配置する方法もある。この位相板はガラスのような透明基板の表面を加工して、透過した光に逆補正収差を付与する凹凸形状を持たせる。
ホログラム回折格子の記録時に逆補正収差を持たせてしまえば、光ヘッドで使用するときに回折光に収差を発生させないようにできる。
【００３４】
［実施例４］
次に請求項５に係る発明の実施例を説明する。
実施例３（請求項４）において２光束干渉露光光学系に逆補正の収差を持たせる方法として、２光束干渉露光光学系の少なくとも一方、または両方に逆補正の収差を発生させるホログラムを配置する方法もある。
図３７はその一例を示しており、図３６と同様の２光束干渉露光光学系の光路中に第１のホログラム６１および第２のホログラム６２を配置したものである。各ホログラム６１，６２は記録波長と光ヘッド装置の使用波長の違いによる収差を逆補正するための収差が記録されている。各ホログラム６１，６２からの１次回折光はレンズ２１，２２によりそれぞれ、原板露光擬似集光点（１’），および（２’）に集光し、発散光となってホログラム記録材料２５に入射してホログラム回折格子の記録が行われる。このようにして記録されたホログラム回折格子は、記録波長と光ヘッド装置の使用波長の違いによる収差が逆補正されて、光ヘッド装置の使用時には収差のないスポットが光検出器に回折される。
尚、図３７は２光束干渉露光光学系の両方に収差補正用のホログラム６１，６２を配置するものであるが、これに限定されず、２光束干渉露光光学系のいずれか一方に収差補正用のホログラムを配置しても良い。
また、請求項３〜５についての実施例を示した図３６、図３７においては、原板露光擬似集光点から発散する２光束で干渉記録する場合について述べたが、これに限定されず２つの原板露光擬似集光点に集光する２つの収束光による２光束干渉露光でも同様に記録することができる。
【００３５】
［実施例５］
次に請求項６，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例１〜４のいずれかの方法によりホログラム回折格子を大量に作製する場合、１枚ずつ分割領域毎に２光束干渉露光して作製する方法では、作製に時間と手間がかかり困難であり、製造コストも高くなる。そこで本実施例では、実施例１〜４のいずれかの方法で作製したホログラム回折格子をホログラム原板として複製用記録材料に露光複製して大量生産する方法を行なう。図８に回折格子の複製方法の一実施例を示す。
図８に示すように、例えば実施例１の方法で作製したホログラム回折格子をホログラム原板２６として、これに複製用記録材料２８を略密着し、ホログラム原板２６側から複製用の光を照射する。このときホログラム原板２６からの０次光と１次回折光が生じるが、原板背後の０次光と１次回折光が重なる領域では干渉縞が生じている。この干渉縞を略密着して配置された複製用記録材料２８に露光して記録することになる。その結果、ホログラム原板２６に記録されているホログラム回折格子が複製用記録材料２８に転写され、ホログラム回折格子の複製が得られる。
【００３６】
［実施例６］
次に請求項７，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例５では大量生産のための露光複製用のホログラム原板２６を、例えば実施例１で説明した２光束干渉露光により作製していたが、原板作製方法はこれに限定されるものではなく、２光束干渉露光により生じる干渉縞を計算機で計算してそのデータを元にマスクを作成し、ホログラム原板とする方法がある。図９に計算機で計算したデータを元にホログラムを作製したホログラム原板３０の一例を示す。このホログラム原板３０では、実施例１で述べたホログラム回折格子２０と等価な波面による干渉縞を計算機上で計算して、電子ビームリソグラフィー、あるいはフォトリソグラフィー手法により基板２９上にホログラムセクター３０−１〜３０−３を形成する。
この方法によると回折格子の分割領域の自由な設定が容易であり、原板記録波長と複製したホログラム回折格子を光ヘッド装置に搭載したときの使用波長の違いによる収差発生の問題が生じない（干渉縞を計算する波長を光ヘッド装置での使用波長とすればよい）などメリットが増して好ましい。図１０は干渉縞を計算機で計算してそのデータを元に作製したホログラム原板３０を使用して複製用記録材料にホログラム回折格子を複製する場合の配置例を示す図であり、ホログラム原板３０の作製方法以外は実施例５と同様である。
【００３７】
［実施例７］
次に請求項８，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例５または実施例６の方法で作製したホログラム原板を複製用記録材料に略密着させて複製露光するとき、原板側から照射する光が、光ヘッド装置に搭載時の光源の波長近傍の波長を持ち、光源の発光点と等価な位置に集光する収束光とすることにより、複製されたホログラム回折格子が光検出器に回折、集光するスポットに収差が発生せず、また、回折効率が回折格子全面に亘って高効率な特性を持たせることができる。これは光ヘッド装置の使用波長で光ディスクからの反射戻り光と光検出器への回折光に相当する２光束による干渉露光を行なっているので、複製用記録材料中に形成される干渉縞は、作製用の２光束に対して最適化されたブラッグ格子となっている。このため光ヘッド装置で使用するとき、光ディスクからの戻り光は光源の発光点に集光する収束光としてホログラム回折格子に入射するが、このときホログラム回折格子全面にわたりブラッグ条件が満たされ、高効率の１次回折光が生じる。図１１に従来例との比較を示す。図１１のグラフは横軸にホログラム回折格子内の位置座標、縦軸に＋１次回折光の回折効率を示している。図１１において、曲線Ｉは図３４に示した従来の矩形格子による回折格子内の回折効率分布を示しており、矩形格子のピーク効率に近い、約４０％の効率分布を持っている。一方、曲線ＩＩは本発明により複製したホログラム回折格子内の回折効率分布を示しており、回折格子全面にわたって８０％以上の＋１次回折効率を保持しており、光ヘッド装置用回折格子の従来例では達成できなかった高効率が実現できる。また、このとき光検出器への回折光は、ホログラム回折格子の複製記録時と同じ波面が再生され、無収差の集光スポットが光検出器面に生じる。
【００３８】
また、別の実施例としてホログラム原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から露光して複製する場合、図１０の収束光による露光の他に図４１に示すようにレンズ２７によりレーザ光を一旦光源発光点と等価な位置に集光して、光源発光点から発散する発散光をホログラム原板３０に入射させる方法もある。この場合、ホログラム原板３０からは光源発光点から発散する０次光と、光検出器の各光検出領域から発散する１次回折光が生じる。複製用記録材料３１にはこの０次光と１次回折光が干渉した干渉縞が露光され、ホログラム回折格子が複製される。この方法によっても回折効率が回折格子全面にわたって高効率を持たせることができる。これは光ヘッド装置の使用波長で光源発光点からの出射光と光検出器の各検出領域からの出射光に相当する２光束による干渉露光を行なっているので、複製用記録材料中に形成される干渉縞は作製用の２光波に対して最適化されたブラッグ格子となっている。このため光ヘッド装置で使用するとき、光ディスクからの戻り光は光源発光点に集光する収束波としてホログラム回折格子に入射するが、このときホログラム回折格子全面にわたりブラッグ条件が満たされ、高効率の１次回折光が生じる。また、このとき光検出器への回折光はホログラム複製記録時と同じ波面が再生され、無収差の集光スポットが光検出器面に生じる。
【００３９】
尚、以上の実施例では回折スポットが光検出器面上に集光する場合について述べたが、これはナイフエッジ法などのフォーカス検出方式が適用される場合であり、本発明はこれに限定されず、光検出器面以外の位置に集光する場合にも同様に適用できる。この場合はビームサイズ法などのフォーカス検出法に適用するときである。これは以下の請求項９の実施例についても同様である。
【００４０】
［実施例８］
次に請求項９，３９に係る発明の実施例を説明する。
請求項８ではホログラム回折格子の複製波長（複製露光用の光の波長）と光ヘッド装置の使用波長が略同一の場合であったが、波長が異なるときについての実施例を図３９に示す。ホログラム原板３０と複製用記録材料３１が略密着され、原板側から収束光で露光するとき、収束光の集光点は光ヘッド装置使用時の光源発光点でなく複製波長と光ヘッド装置の使用波長の違いに応じた点（図３６の原板露光用擬似集光点（１）に対応）への収束光とする。
このとき複製露光用の収束光の主光線の入射角（複製記録材料層内）をα１’、原板からの１次回折光主光線の回折角（複製記録材料層内）をβ１’とし、光ヘッド装置使用時の光検出器への１次回折光の回折角（複製記録材料層内）をβ０として、光ヘッド装置の使用波長λ０のときの複製記録材料屈折率をｎ０、複製波長λ１’のときの屈折率をｎ１’とすると、主光線に関しては（７），（８）式に類似した次式が略成り立つ。
ｎ０・ｓｉｎβ０／λ０＝ｎ１’・（  ｓｉｎα１’＋ｓｉｎβ１’）／λ１’    （９）
β０＝α１’＋β１’                                      （１０）
【００４１】
図４０に別の実施例を示す。これは図３９の収束光の代りに発散光をホログラム原板３０側から照射するものである。複製用波長と光ヘッド装置の使用波長の違いに応じて光ヘッド装置の光源発光点と異なる点（図３６の原板露光用擬似集光点（１）に対応）にレンズ２７によりレーザ光を一旦集光して、集光点から発散してくる発散光をホログラム原板３０に照射する。ホログラム原板３０からはそのまま透過する０次光と光ヘッド装置の光検出器の各検出領域に対応して波長の違いにより発散位置の違う点から発散してくる１次回折光が生じる。そして０次光と１次回折光の２光束による干渉縞がホログラム原板３０と略密着させて置かれた複製用記録材料３１に露光され、ホログラム回折格子が複製される。このときの複製用照射光の主光線、回折光の主光線は式（９），（１０）に略従う。
【００４２】
［実施例９］
次に請求項１０，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例７においては、複製時にホログラム原板側から照射する光として、光ヘッド装置に搭載時の光源波長近傍の波長を持ち、光源の発光点と等価な位置に集光する収束光を照射するようにしたが、この他の方法として、図１２に示すように、光ヘッド装置に搭載時の光源波長近傍の波長を持ち、光ヘッド装置の光検出器の受光点に集光する収束光を複製時の照射光として、ホログラム原板３０には斜め入射光として照射する方法がある。この場合、ホログラム原板３０からは光検出器の受光点に集光する０次光と光源の発光点に集光する−１次回折光が発生する。この２光束により、ホログラム原板３０に略密着して配置された複製用記録材料３１上で干渉縞が形成され、ホログラム回折格子が複製記録される。
【００４３】
図１２はホログラム回折格子の分割がないときの状態であるが、実際は実施例１〜３で述べたように、複数の分割領域（セクター（１）〜（３）等）が設定されている。このときは光検出器の複数の光検出領域（ＰＤ（１）〜（３）等）のうちの一つの領域の受光点に集光する収束光を複製用の照射光とする。このとき、図１３に示すようにホログラム原板３０からはホログラムの各分割領域から回折され光源の発光点に集光する回折光が分割領域の数だけ生じ、かつ相対的に集光位置がずれて回折される。この集光位置のずれは光検出器上の各検出領域の位置の違いに対応している。
【００４４】
以上の原板への照射光に対して０次光とホログラム分割領域に対応した回折光群が生じ、ホログラム原板３０の直後で干渉縞を生じ、複製用記録材料３１に複製される。
光ディスクからの反射光が光ヘッド装置の光源の発光点に集光する収束光として上記方法で複製記録されたホログラム回折格子に入射すると、回折格子の各分割領域からブラッグ条件を満たす方向に回折光が生じ、各々光検出器の各検出領域に集光する。
【００４５】
また、別の実施例としてホログラム原板を複製用記録材料に略密着させ原板側から露光して複製する場合、図１２の収束光による露光の他に、図４１に示すようにレンズ２７によりレーザ光を一旦光検出器の受光点と等価な位置に集光して、光検出器の受光点から発散する発散光をホログラム原板３０に入射させる方法もある。この場合、ホログラム原板３０からは光検出器の受光点から発散する０次光と、光源発光点から発散する１次回折光が生じる。複製用記録材料３１にはこの０次光と１次回折光が干渉した干渉縞が露光され、ホログラム回折格子が複製される。この方法によっても回折効率が回折格子全面にわたって高効率を持たせることができる。これは光ヘッド装置の使用波長で光源発光点からの出射光と光検出器の各検出領域からの出射光に相当する２光束による干渉露光を行なっているので、複製用記録材料中に形成される干渉縞は作製用の２光波に対して最適化されたブラッグ格子となっている。このため光ヘッド装置で使用するとき、光ディスクからの戻り光は光源発光点に集光する収束波としてホログラム回折格子に入射するが、このときホログラム回折格子の全面にわたりブラッグ条件が満たされ、高効率の１次回折光が生じる。また、このとき光検出器への回折光はホログラム複製記録時と同じ波面が再生され、無収差の集光スポットが光検出器面に生じる。
【００４６】
尚、図４１の補足説明として、実際のホログラム回折格子は複数に分割領域が設定されている。このときは光検出器の複数の光検出領域のうちの一つの領域の受光点から発散する発散光を複製用の照射光とする。このとき、図４１に示すようにホログラム原板３０からはホログラム各分割領域から回折される光源発光点から発散する回折光が分割領域の数だけ生じ、かつ相対発散位置がずれて回折される。この発散位置のずれは、光検出器上の各検出領域の位置の違いに対応している。
【００４７】
［実施例１０］
次に請求項１１，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例９ではホログラム複製波長と光ヘッド装置の使用波長が略同一の場合であったが、波長が異なるときについての実施例を図４２に示す。ホログラム原板３０と複製用記録材料３１が略密着され、原板側から収束光で露光するとき、収束光の集光点は光ヘッド装置の使用時の光検出器の受光点ではなく、複製波長と光ヘッド装置の使用波長の違いに応じた点（図３６の原板露光用擬似集光点（２）に対応）への収束光とする。
このとき複製露光用の収束光の主光線の入射角（複製記録材料層内）をβ１’、原板からの１次回折光主光線の回折角（複製記録材料層内）をα１’とし、光ヘッド装置の使用時の光検出器への１次回折光の回折角（複製記録材料層内）をβ０として、光ヘッド装置の使用波長がλ０のときの複製記録材料の屈折率をｎ０、複製波長がλ１’のときの屈折率をｎ１’とすると、主光線に関しては（７），（８）式に類似した（９），（１０）式が略成り立つ。
【００４８】
図４３に別の実施例を示す。これは図４２の収束光の代りに発散光をホログラム原板側から照射するものである。複製用波長と光ヘッド装置の使用波長の違いに応じて光ヘッド装置の光検出器の受光点と異なる点（図３６の原板露光用擬似集光点（２）に対応）にレンズ２７によりレーザ光を一旦集光して、集光点から発散してくる発散光をホログラム原板３０に照射する。ホログラム原板３０からはそのまま透過する０次光と光ヘッド装置の光源発光点に対応して波長の違いにより発散位置の違う点から発散してくる１次回折光が生じる。そして０次光と１次回折光の２光束による干渉縞がホログラム原板３０と略密着させて置かれた複製用記録材料３１に露光されホログラム回折格子が複製される。このときの複製用照射光の主光線、回折光の主光線は略、式（９），（１０）に従う。
【００４９】
［実施例１１］
次に請求項１２，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例９，１０においては、複製露光するときに光検出器の複数の光検出領域のうちの一つの領域の受光点に対応した点に集光する収束光、あるいは一つの光検出領域の受光点に対応した点から発散する発散光を複製用の照射光としているが、選択する一つの検出領域としてはフォーカス誤差信号を得るための領域を選ぶ。このことにより、光ディスクからの反射光が光源の発光点に集光する収束光として複製された回折格子に入射したとき、フォーカス誤差信号を検出する領域に集光する回折光は無収差であり、フォーカス誤差信号に不要なオフセットが生じず、また、フォーカス誤差信号の振幅の低下も生じない。
これに対し、トラック誤差信号を検出するための回折光には僅かに収差が発生し、光検出器上の集光スポットは大きくなる。しかし、光検出領域にこのスポットをカバーする大きさを持たせておけば、トラック誤差信号の検出には全く支障がないようにすることができる。
【００５０】
［実施例１２］
次に請求項１３，３９に係る発明の実施例を説明する。
ホログラム原板から複製用記録材料への露光による複製方法であり、ホログラム原板を２段階で作成する実施例を図４４に示す。図４４（ａ）において第１の原板３０１は干渉露光により生じる干渉縞を計算機で計算してそのデータを元にマスクを作成し、ホログラム原板とする。これは干渉縞を計算機上で計算して電子ビームリソグラフィー、あるいはフォトリソグラフィー手法により領域分割されたホログラムセクター（１），（２），（３）を形成し、第１の原板３０１とする。この第１の原板３０１を感光性のある原板記録材料に略密着して第１の原板３０１側から光を照射して第１の原板３０１からの０次光と１次回折光による干渉縞を露光記録して第２の原板３０２とする。
次に図４４（ｂ）に示すように第２の原板３０２を複製用記録材料３１に略密着して第２の原板３０２側から光ヘッド装置の使用波長と略同一の波長を持つ光を照射し、第２の原板３０２からの０次光と１次回折光による干渉縞を露光記録して最終的に光ヘッド装置に搭載するホログラム回折格子を作製する。
この方法により第１の原板３０１はフォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィなどを用いた計算機発生ホログラムの作製に適した１次原板とし、第２の原板３０２は最終的に光ヘッド装置で使われるホログラム回折格子が高回折効率を持つような複製露光ができるホログラム原板とするように複製工程において原板を最適化できるのである。つまり計算機上で発生したホログラムから最終的に高回折効率のホログラム回折格子が形成できるように原板を２枚用いる。
【００５１】
複製波長が光ヘッド装置の使用波長の近傍である場合、第２の原板３０２から複製用記録材料３１への複製露光のときは、第２の原板３０２への照射光は図１０と同じように、原板に対して光ヘッド装置の光源発光点に集光する収束光を照射して０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料３１に露光、記録する。または図４５に示すようにホログラム原板側から光ヘッド装置の光源発光点に一度集光し、光源発光点から発散してくる発散光で照射する方法も適用できる。また、第１の原板３０１から略密着により第２の原板３０２を作製するときの複製光の照射条件は、第２の原板３０２から最終的複製用記録材料に略密着露光複製するとき、第２の原板３０２から発生する０次光と１次回折光の回折効率が略等しくなるような照射条件（主光線方向および集光点または発散点位置）を設定する。このとき照射波長は必ずしも光ヘッド装置の使用波長あるいは第２の原板３０２からの２段階目の複製波長と同一でなくても良い。第２の原板３０２からの０次光と１次回折光の露光強度が略等しくなると、最終的複製記録材料３１に対しては最もコントラストの高い干渉縞が形成されて複製されたホログラム回折格子を高回折効率化できる。
以上の方法により計算機で計算された理想的ホログラム回折格子を原板として、高回折効率でかつ、回折光に収差の生じない光ヘッド装置用ホログラム回折格子を提供できる。
【００５２】
［実施例１３］
次に請求項１４，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例１２（請求項１３）では、第２の原板３０２から最終的複製用記録材料３１に複製露光するときの波長が光ヘッド装置の使用波長と略等しい場合であった。本実施例では、第２原板３０２から複製露光するときの波長が光ヘッド装置の使用波長とは異なる場合についての実施例を示す。
ホログラム原板３０を２段階で作製するのは実施例１２と同様である。干渉縞を計算機上で計算して電子ビームリソグラフィー、あるいはフォトリソグラフィー手法により領域分割されたホログラムセクター（１）〜（３）を形成し、第１の原板３０１とする。この第１の原板３０１を感光性のある原板記録材料に略密着して、図４４（ａ）と同様に、第１の原板３０１側から光を照射して第１の原板３０１からの０次光と１次回折光による干渉縞を露光記録して第２の原板３０２とする。次に図４４（ｂ）と同様に第２の原板３０２を複製用記録材料３１に略密着して第２の原板３０２側から光ヘッド装置の使用波長と異なる波長を持つ光を照射し、第２の原板３０２からの０次光と１次回折光による干渉縞を露光記録して最終的に光ヘッド装置に搭載するホログラム回折格子を作製する。
【００５３】
複製波長と光ヘッド装置の使用波長が異なる場合、第２の原板３０２から複製用記録材料３１への複製露光のときは、第２の原板３０２への照射光は、第２の原板３０２をホログラム原板として図３９と同じように、ホログラム原板３０と複製用記録材料３１が略密着され、原板側から収束光で露光するとき、収束光の集光点は光ヘッド装置の使用時の光源発光点ではなく、複製波長と光ヘッド装置の使用波長との違いに応じた点（図３６の原板露光用擬似集光点（１）に対応）への収束光とする。そしてホログラム原板３０（第２の原板３０２）から発生する０次光と１次回折光による干渉縞が生じ、複製用記録材料３１にホログラム回折格子が転写される。
または図４０と同様に収束光の代りに発散光を原板側から照射する方法もある。この場合、複製用波長と光ヘッド装置の使用波長との違いに応じて光ヘッド装置の光源発光点と異なる点（図３６の原板露光用擬似集光点（１）に対応）にレンズ２７によりレーザ光を一旦集光して、集光点から発散してくる発散光をホログラム原板３０（第２の原板３０２）に照射する。そして第２の原板から発生する０次光と１次回折光による干渉縞が生じ、複製用記録材料３１にホログラム回折格子が転写される。
【００５４】
いずれの場合も、複製露光の主光線の入射角（複製記録材料層内）をβ１’、原板からの１次回折光主光線の回折角（複製記録材料層内）をα１’とし、光ヘッド装置で使用時の光検出器への１次回折光の回折角（複製記録材料層内）をβ０として、光ヘッド装置の使用波長がλ０のときの複製記録材料屈折率をｎ０、複製波長がλ１’のときの屈折率をｎ１’とすると、主光線に関しては（９），（１０）式が略成り立つ。
【００５５】
また、第１の原板３０１から略密着により第２の原板３０２を作製するときの複製光の照射条件は、第２の原板３０２から最終的複製用記録材料３１に略密着露光複製するとき、第２の原板から発生する０次光と１次回折光の回折効率が略等しくなるような照射条件（主光線方向および集光点または発散点位置）を設定する。このとき照射波長は必ずしも光ヘッド装置の使用波長あるいは第２の原板からの２段階目の複製波長と同一でなくても良い。第２の原板からの０次光と１次回折光の露光強度が略等しくなると、最終的複製記録材料に対しては最もコントラストの高い干渉縞が形成されて、複製されたホログラム回折格子を高回折効率化できる。
以上の方法により計算機で計算された理想的なホログラム回折格子を原板として、高回折効率でかつ、回折光に収差の生じない光ヘッド装置用ホログラム回折格子を提供することができる。
【００５６】
［実施例１４］
次に請求項１５，３９に係る発明の実施例を説明する。
ホログラム原板３０を２段階で作製するのは実施例１２（請求項１３）と同様である。まず干渉縞を計算機上で計算して電子ビームリソグラフィー、あるいはフォトリソグラフィー手法により領域分割されたホログラムセクター（１）〜（３）を形成し、第１の原板とする。そして第１の原板を感光性のある原板記録材料に略密着して、図４４（ａ）と同様に、第１の原板３０１側から光を照射して第１の原板３０１からの０次光と１次回折光による干渉縞を露光記録して第２の原板３０２とする。次に図４４（ｂ）と同様に第２の原板３０２を複製用記録材料３１に略密着して第２の原板３０２側から光ヘッド装置の使用波長と異なる波長を持つ光を照射し、第２の原板３０２からの０次光と１次回折光による干渉縞を露光記録して最終的に光ヘッド装置に搭載するホログラム回折格子を作製する。
【００５７】
複製波長が光ヘッド装置の使用波長の近傍の場合、第２の原板３０２から複製用記録材料３１への複製露光のときは、第２の原板３０２への照射光は図１２と同じように、ホログラム原板３０（第２の原板３０２）に対して光ヘッド装置の光検出器の光検出領域の１点に集光する収束光を照射して０次光と１次回折光による干渉縞を複製用記録材料３１に露光、記録する。
または図４１と同じようにホログラム原板３０（第２の原板３０２）側から、光ヘッド装置の光検出器の光検出領域の１点（受光点）に一度集光し、その受光点から発散してくる発散光で照射する方法もある。
【００５８】
また、第１の原板３０１から略密着により第２の原板３０２を作製するときの複製露光の照射条件は、第２の原板３０２から最終的複製用記録材料３１に略密着露光複製するとき、第２の原板３０２から発生する０次光と１次回折光の回折効率が略等しくなるような照射条件（主光線方向および集光点または発散点位置）を設定する。このとき照射波長は必ずしも光ヘッド装置の使用波長あるいは第２の原板３０２からの２段階目の複製波長と同一でなくても良い。第２の原板３０２からの０次光と１次回折光の露光強度が略等しくなると、最終的複製記録材料３１に対しては最もコントラストの高い干渉縞が形成されて複製されたホログラム回折格子を高回折効率化できる。
以上の方法により計算機で計算された理想的ホログラム回折格子を原板として、高回折効率でかつ、回折光に収差の生じない光ヘッド装置用ホログラム回折格子を提供することができる。
【００５９】
［実施例１５］
次に請求項１６，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例１４（請求項１５）は第２の原板３０２から最終的複製用記録材料３１に複製露光する波長が光ヘッド装置の使用波長と略等しい場合であった。本実施例では、第２の原板３０２から複製する際の波長が光ヘッド装置の使用波長とは異なる場合についての実施例を示す。
ホログラム原板を２段階で作製しするのは実施例１２（請求項１３）と同様である。干渉縞を計算機上で計算して電子ビームリソグラフィー、あるいはフォトリソグラフィー手法により領域分割されたホログラムセクター（１）〜（３）を形成し、第１の原板とする。この第１の原板を感光性のある原板記録材料に略密着して、図４４（ａ）と同様に、第１の原板３０１側から光を照射して第１の原板３０１からの０次光と１次回折光による干渉縞を露光記録して第２の原板３０２とする。次に図４４（ｂ）と同様に第２の原板３０２を複製用記録材料３１に略密着して第２の原板３０２側から光ヘッド装置の使用波長と異なる波長を持つ光を照射し、第２の原板３０２からの０次光と１次回折光による干渉縞を露光記録して最終的に光ヘッド装置に搭載するホログラム回折格子を作製する。
【００６０】
複製波長と光ヘッド装置の使用波長が異なる場合、第２の原板３０２から複製用記録材料への複製露光のときは、第２の原板３０２への照射光は図４２と同じように、ホログラム原板（第２の原板３０２）３０と複製用記録材料３１が略密着され、原板側から収束光で露光するとき、収束光の集光点は光ヘッド装置使用時の光検出器の受光点ではなく、複製波長と光ヘッド装置の使用波長との違いに応じた点（図３６の原板露光用擬似集光点（２）に対応）への収束光とする。これにより第２の原板３０２から発生する０次光と１次回折光による干渉縞が生じ、複製用記録材料３１にホログラムが転写される。
または、図４３と同様に収束光の代りに発散光を原板側から照射する方法もある。すなわち複製用波長と光ヘッド装置の使用波長との違いに応じて光ヘッド装置の光検出器の受光点と異なる点（図３６の原板露光用擬似集光点（２）に対応）にレンズ２７によりレーザ光を一旦集光して、集光点から発散してくる発散光をホログラム原板３０（第２の原板３０２）に照射する。これにより第２の原板３０２から発生する０次光と１次回折光による干渉縞が生じ、複製用記録材料３１にホログラムが転写される。
いずれの場合も、複製露光主光線の入射角（複製記録材料層内）をβ１’、原板からの１次回折光主光線の回折角（複製記録材料層内）をα１’とし、光ヘッド装置使用時の光検出器への１次回折光の回折角（複製記録材料層内）をβ０として、光ヘッド装置の使用波長がλ０のときの複製記録材料の屈折率をｎ０、複製波長がλ１’のときの屈折率をｎ１’とすると、主光線に関しては（９），（１０）式が略成り立つ。
【００６１】
また、第１の原板３０１から略密着により第２の原板３０２を作製するときの複製光の照射条件は、第２の原板３０２から最終的複製用記録材料３１に略密着露光複製するとき、第２の原板３０２から発生する０次光と１次回折光の回折効率が略等しくなるような照射条件（主光線方向および集光点または発散点位置）を設定する。このとき照射波長は必ずしも光ヘッド装置の使用波長あるいは第２の原板３０２からの２段階目の複製波長と同一でなくても良い。第２の原板３０２からの０次光と１次回折光の露光強度が略等しくなると、最終的複製記録材料３１に対しては最もコントラストの高い干渉縞が形成されて複製されたホログラム回折格子を高回折効率化できる。
以上の方法により計算機で計算された理想的なホログラム回折格子を原板として、高回折効率でかつ、回折光に収差の生じない光ヘッド装置用ホログラム回折格子を提供することができる。
【００６２】
［実施例１６］
次に請求項１７，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例５〜１５（請求項６〜１６）に示した原板からの複製方法において、複製露光波長と光ヘッド装置の使用波長が大きく異なるとき、あるいは光源および光検出器の配置の状況により、場合によっては、光ヘッド装置でホログラム回折格子を使用したときに光検出器への回折光に収差が発生して、光検出器への集光が不十分になることがある。このときは略密着露光するときの原板側からの照射光の光学系中に収差を逆補正するための収差を付加して、最終的に回折光に収差が生じないようにすれば良い。上記逆補正する収差を与えるためにはホログラム複製用照射光を形成する光学系中のレンズ、ミラーなどの光学素子に逆補正のための収差を持たせるようにする。レンズの場合はレンズ設計時に逆補正収差を持たせればよいし、ミラーの場合は反射光の波面が収差を逆補正するように表面形状が凹凸形状をしているような加工をすれば良い。また、別の方法として図４６，４７に示すように位相板６３（位相板アレイ６４）を複製光学系中に配置する方法もある。この位相板はガラスのような透明基板の表面を加工して、透過した光に逆補正収差を付与する凹凸形状を持たせる。また、複製用照射光学系中に１次回折光に逆補正の収差を持たせたホログラムを配置して、ホログラムからの１次回折光を複製用照射光に用いる方法もある。
【００６３】
［実施例１７］
次に請求項１８，１９，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例５〜１５（請求項６〜１６）においては、原板からのホログラム回折格子の複製は、原板と複製用記録材料を略密着させて複製露光していた。しかし、密着によるホログラム回折格子の複製では、原板と複製用記録材料間の多重光干渉による不要な干渉縞の発生を防ぐために間に屈折率マッチング液などを介在させる必要も出てきて作業性が悪い。あるいはホログラム回折格子が複数の領域に分割され、各分割ホログラムからの１次回折光の回折方向が異なる場合、原板のホログラム層と複製用記録材料の記録層間に距離ギャップが存在すると複製したホログラム回折格子の分割線はギャップ量に応じて原板の分割線からずれていく。このことから距離ギャップは微小量に抑える必要があり、原板ホログラムおよび複製用記録材料にカバーガラスを用いる場合にはガラス厚は極力薄くしなければならない、等の技術的課題が発生してくる。
【００６４】
そこで本実施例では、密着露光複製に関する上記課題を避けるために図４８に別の複製方法を示す。図４８に示す回折格子の複製方法では、実施例５〜１５（請求項６〜１６）における原板７２（ホログラム原板３０または第２の原板３０２）と複製用記録材料７５は空間的に離して配置し、両者の間にリレー光学系を介在させる構成である。図４８において原板７２をレンズ７１からの収束光で照射して原板７２から生じる０次光と１次回折光をレンズ７３，７４で構成されるリレー光学系で複製用記録材料７５に入射させる。このときリレー光学系は原板７２を物体面、複製用記録材料７５がその像面となる結像の共役面の関係になっている。このことにより原板７２で発生した０次回折光と１次回折光は複製用記録用材料面で再び重なって干渉縞を生じる。複製用記録材料７５はこの干渉縞を記録することにより原板７２のホログラム回折格子の複製が行われる。
【００６５】
［実施例１８］
次に請求項２０，３９に係る発明の実施例を説明する。
図４８においてリレー光学系は２つのレンズ系（レンズ７３とレンズ７４）から構成されている。図ではレンズ７３，レンズ７４は単レンズであるが、２つのレンズ系は各々複数レンズを組み合わせたものでも良い。
レンズ７３はその前側焦点が原板面と一致して、レンズ７３の後側焦点とレンズ７４の前側焦点を一致するように各レンズを配置し、また、レンズ７４の後側焦点を複製用記録材料面と一致させている。図４８ではレンズ７３とレンズ７４の焦点距離は共にｆであり等しい場合を示す。レンズ７３とレンズ７４の焦点距離が等しいとリレー光学系により原板面は等倍で複製用記録材料面に結像する。原板７２に記録されたホログラム分割パターンは等倍で複製用記録材料７５に露光される。また、ホログラム格子パターンも原板７２と同じピッチで複製用記録材料７５に形成される。
【００６６】
図４９は回折格子の複製方法の別の実施例であり、リレー光学系を構成する２つのレンズ系の焦点距離が異なる場合である。リレー光学系はレンズ７３’とレンズ７４’から構成され、レンズ７３’の焦点距離はｆ１、レンズ７４’の焦点距離はｆ２である。レンズ７３’およびレンズ７４’の前側焦点、後側焦点の配置関係は図４８の場合と同じである。図４９の配置ではリレー光学系により原板面は倍率ｆ２／ｆ１倍で複製用記録材料面に結像される。原板７２に記録された分割ホログラムパターンおよび格子ピッチはｆ２／ｆ１倍で複製用記録材料７５に記録される。
この複製方法では、最終的なホログラム回折格子の格子ピッチが小さく、ホログラム原板の作製が困難なときなどはｆ１＞ｆ２として原板の格子ピッチを粗くして原板を作製し、複製することもできる。
【００６７】
［実施例１９］
次に請求項２１，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例１７，１８（請求項１８〜２０）のホログラム複製方法において、原板への複製露光照射光は、図４８に示すようにレンズ７１により光ヘッド装置の光源の発光点と等価な点に集光される光を原板７２に入射する。原板７２からは光源発光点に集光する０次光と光ヘッド装置の光検出器の受光点と等価な位置に集光する１次回折光が生じる。この２光束はリレー光学系のレンズ７３，７４により複製用記録材料面で再び重なった後、０次光は光源発光点’、１次回折光は受光点’に集光する。複製用記録材料面で重なった２光束は干渉縞を形成して、これが複製用記録材料７５に露光される。
図４８では原板面と複製用記録材料面はリレー光学系により結像の共役面になっているが、同時に原板から発生する光源発光点の面（図４８中のａ面）とリレー光学系による光源発光点’の面（図４８中のｂ面）も結像の共役面となっている。
【００６８】
原板７２を照射する光が光ヘッド装置への搭載時の光源波長近傍の波長を持ち、光源発光点と等価な位置に集光する収束光とすることにより、複製用記録材料７５へ入射する２光束がリレー光学系のレンズ７３，７４で形成された光源発光点と等価な光源発光点’への収束光と、光検出器の受光点と等価な器受光点’への収束光であるので、複製されたホログラム回折格子が光検出器に回折、集光するスポットに収差が生せず、また、回折効率が回折格子全面にわたって高効率を持たせることができる。これは光ヘッド装置の使用波長で光ディスクからの反射戻り光と光検出器への回折光に相当する２光束による干渉露光を行なっているので、複製用記録材料７５中に形成される干渉縞は作製用の２光波に対して最適化されたブラッグ格子となっている。このため光ヘッド装置で使用するとき、光ディスクからの戻り光は光源発光点に集光する収束波としてホログラム回折格子に入射するが、このときホログラム回折格子の全面にわたりブラッグ条件が満たされ、高効率の１次回折光が生じる。
【００６９】
図５０は原板７２のホログラムが複数の分割ホログラムから構成されている場合の例であり、光源発光点に集光する光が原板７２に照射されると、各分割ホログラムからは光検出器上の異なる光検出領域に対応した受光点に集光し、受光点群を形成する。原板からの光源発光点に集光する０次光と受光点群に集光する１次回折光群はリレー光学系のレンズ７３，７４により複製用記録材料面で再び重なり合い、各分割領域に対応した干渉縞が形成されて複製用記録材料７５に露光される。
【００７０】
別の実施例を図５１に示す。波長が光ヘッド装置の使用波長近傍の複製用照射光をレンズ７１により一度光ヘッド装置の光源発光点と等価な点に集光し、この集光点から発散する発散光束で原板７２を照射する。原板７２からはそのまま発散する０次光と光検出器受光点と等価な点から発散する１次回折光が生じる。この２光束はレンズ７３，７４よりなるリレー光学系により、レンズ７４の後で一度２点に集光して再び発散していく。この集光する２点の一つは光源発光点の像である光源発光点’であり、もう１点は光検出器の受光点の像である受光点’である。また、原板面と複製用記録材料面をリレー光学系による結像の共役面に設定することでレンズ７４の後で集光した２点からの発散光は複製用記録材料面で再び正確に重なる。複製用記録材料面で重なった発散２光束は干渉縞を形成し、複製用記録材料７５に露光される。
【００７１】
図５１ではリレー光学系は焦点距離の等しいレンズ７３およびレンズ７４から構成され、レンズ７３の前側焦点が原板面と一致し、レンズ７３の後側焦点とレンズ７４の前側焦点を一致させて両レンズを配置し、また、複製用記録材料面とレンズ７４の後側焦点を一致するように配置している。
図５１の場合は原板７２から発生する波面が図４８の場合とは位相が逆の（共役の）発散波を使った例であり、収差のないブラッグ格子が形成されるのは図４８の場合と同様である。
【００７２】
［実施例２０］
次に請求項２２，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例１９（請求項２１）は複製波長が光ヘッド装置の使用波長の近傍の場合であったが、本実施例ではホログラム複製波長と光ヘッド装置の使用波長が異なる場合について述べる。波長が異なり原板格子への複製用照射光が収束光のときは基本光学系は図４８と同様であるが図のレンズ７１による収束光の集光点は光ヘッド装置の光源発光点ではなく、図３９の原板への照射光のように複製波長と光ヘッド装置の使用波長との違いにより光ヘッド装置使用時の光源発光点でなく複製波長と光ヘッド装置の使用波長との違いに応じた点（図３６の原板露光用擬似集光点（１）に対応）への収束光とする。
このとき複製露光収束光の主光線の入射角（複製記録材料層内）をα１’、原板からの１次回折光主光線の回折角（複製記録材料層内）をβ１’とし、光ヘッド装置使用時の光検出器への１次回折光の回折角（複製記録材料層内）をβ０として、光ヘッド装置の使用波長がλ０のときの複製記録材料屈折率をｎ０、複製波長がλ１’のときの屈折率をｎ１’とすると、主光線に関しては前出の（９），（１０）式が略成り立つ。
【００７３】
また、波長が異なり原板格子への複製用照射光が発散光のときは基本光学系は図５１と同様であるが図のレンズ７１による収束光の集光点は光ヘッド装置の光源発光点ではなく、図４０の原板への照射光のように、複製波長と光ヘッド装置の使用波長との違いにより光ヘッド装置使用時の光源発光点でなく波長の違いに応じた点（図３６の原板露光用擬似集光点（１）に対応）への収束光とする。原板にはこの点から発散する発散光を照射することになる。このとき複製露光収束光の主光線の入射角（複製記録材料層内）、原板からの１次回折光主光線の回折角（複製記録材料層内）、光ヘッド装置使用時の光検出器への１次回折光主光線の回折角（複製記録材料層内）は前述（９），（１０）式を略満足する。
【００７４】
［実施例２１］
次に請求項２３，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例１７，１８（請求項１８〜２０）のホログラム回折格子の複製方法において、原板への複製露光照射光は図５２に示すようにレンズ７１により光ヘッド装置の光検出器受光点中の１点と等価な点に集光される収束光を原板７２に入射する。原板７２からは光検出器受光点に集光する０次光と光ヘッド装置の光源発光点と等価な位置に集光する１次回折光が生じる。この２光束はリレー光学系のレンズ７３，７４により複製用記録材料面で再び重なった後、０次光は光検出器の受光点’’、１次回折光は光源発光点’’に集光する。複製用記録材料面で重なった２光束は干渉縞を形成して、これが複製用記録材料７５に露光される。
図５２では原板面と記録材料面はリレー光学系により結像の共役面になっているが、同時に原板７２から発生する光源発光点の面（図５２中のａ’’面）とリレー光学系による光源発光点’’の面（図５２中のｂ’’面）も結像の共役面となっている。
【００７５】
原板７２を照射する光が光ヘッド装置への搭載時の光源波長近傍の波長を持ち、光検出器受光点と等価な位置に集光する収束光とすることにより、複製用記録材料７５へ入射する２光束がリレー光学系で形成された光源発光点と等価な光源発光点’’への収束光と、光検出器受光点と等価な光検出器受光点’’’への収束光であるので、複製されたホログラム回折格子が光検出器に回折、集光するスポットに収差が生ぜず、また、回折効率が回折格子全面にわたって高効率を持たせることができる。これは光ヘッド装置の使用波長で光ディスクからの反射戻り光と光検出器への回折光に相当する２光束による干渉露光を行なっているので、複製用記録材料中に形成される干渉縞は作製用の２光波に対して最適化されたブラッグ格子となっている。このため光ヘッド装置で使用するとき、光ディスクからの戻り光は光源発光点に集光する収束波としてホログラム回折格子に入射するが、このときホログラム回折格子全面にわたりブラッグ条件が満たされ、高効率の１次回折光が生じる。
尚、図５２の方法の他に、図４１のように光ヘッド装置の光検出器受光点中の１点と等価な点に１度集光して、この点から発散する発散光を原板に照射して、原板から発生する０次光と１次光をリレー光学系を介して複製用記録材料上で重ね合せて干渉露光する構成もある。
【００７６】
［実施例２２］
次に請求項２４，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例２１（請求項２３）は複製波長が光ヘッド装置の使用波長の近傍の場合であったが、本実施例ではホログラム複製波長と光ヘッド使用波長が異なる場合について述べる。波長が異なり原板格子への複製用照射光が収束光のときは基本光学系は図５２と同様であるが、図のレンズ７１による収束光の集光点は光ヘッド装置の光源受光点ではなく、図４２の原板への照射光のように、複製波長と光ヘッド装置の使用波長の違いにより光ヘッド装置使用時の光検出器受光点でなく、複製波長と光ヘッド装置の使用波長との違いに応じた点（図３６の原板露光用擬似集光点（２）に対応）への収束光とする。このとき複製露光収束光の主光線の入射角（複製記録材料層内）、原板からの１次回折光主光線の回折角（複製記録材料層内）、光ヘッド装置使用時の光検出器への１次回折光主光線の回折角（複製記録材料層内）は前述の式（９），（１０）が略成り立つ。
【００７７】
また、原板への複製用照射光が発散光の場合、基本光学系は図５２の場合と同様であるが、照射光は図４３のように複製用波長と光ヘッド装置の使用波長との違いに応じて光ヘッド装置の光検出器受光点と異なる点（図３６の原板露光用擬似集光点（２）に対応）にレンズによりレーザ光を一旦集光して、集光点から発散してくる発散光をホログラム原板に照射する。原板からはそのまま透過する０次光と光ヘッド装置の光源発光点に対応して波長の違いにより発散位置の違う点から発散してくる１次回折光が生じる。そしてリレー光学系を介して０次光と１次回折光の２光束による干渉縞が複製用記録材料に露光され、ホログラムが複製される。このときの複製用照射光の主光線、回折光の主光線はほぼ前述の式（９），（１０）に従う。
【００７８】
尚、実施例２０，２２（請求項２２，２４）において複製波長と光ヘッド装置の使用波長が大きく異なるとき、光ヘッド装置への搭載時に、複製したホログラム回折格子の使用で波長が大きく違うことにより回折光に収差を持つことがある。このときはリレー光学系を用いた複製方法において、図４６に示すように波長の違いによる収差を逆補正する収差を持った位相板６３と原板３０を図４８のリレー光学系の原板に照射するビーム中に配置して複製時に収差を補償する構成もある。また、収差を逆補正する位相板以外にも原板照射光中のレンズ７１に逆補正の収差を持たせる、あるいは原版照射光学系中に逆補正の収差を持ったホログラムを配置して、原板照射光にはそのホログラムからの１次回折光を使うなどの方法がある。
【００７９】
［実施例２３］
次に請求項２５，２６，２７，３９に係る発明の実施例を説明する。
ここでは、実施例１７〜２２（請求項１８〜２４）のホログラム回折格子の複製方法において、原板からの０次光と片方の１次光の２光束のみで複製用記録材料に干渉縞を露光する方法を示す。図５３において原板７２より発生する０次光および１次回折光の集光面近傍に空間フィルタ７６を配置する。この空間フィルタ７６は原板７２から発生する０次光と１次回折光のみを透過させ、他の１次回折光および２次以上の高次回折光を遮断するような開口が設けられたものである。この空間フィルタ７６により例え原板７２から０次光と片方の１次回折光以外の回折光が生じても、リレー光学系内に配置した空間フィルタ７６で遮断してしまうので、複製用記録材料７５には０次光と片方の１次回折光のみの２光束による干渉縞が露光される。純粋に２光束の干渉により複製されたホログラム回折格子からは必要な１次回折光以外の回折光が生じにくくなり、高回折効率のホログラム回折格子が複製できる。
【００８０】
図５１は別の実施例であり、ホログラム原板７２を発散光で照射する構成においては、空間フィルタ７６はリレー光学系の２番目のレンズ７４の後で０次光が集光する面近傍に配置して０次光と片方の１次光のみを通過させ、他の回折光は遮断するようにして２光束のみによる干渉縞を複製用記録材料７５に露光する。また、別の実施例として図５２の光検出器受光点に集光する収束光で原板７２を照射する構成の場合は図５３と同様に原板７２とレンズ７３の間の集光点近傍に空間フィルタ７６を配置すれば良い。
ここで、空間フィルタ７６を透過する０次光と１次光の強度は略等しいことが望ましい。これは干渉する２光束の強度が等しいときが干渉して形成される干渉縞のコントラストが最も大きいので、複製されるホログラム回折格子が高回折効率となる。この原板の実施例について述べる。原板はガラスなどの透明基板上に凹凸の矩形形状を持った表面レリーフ回折格子であり、実施例としては屈折率  ｎ＝１．５の透明ガラス基板の片側にＤｕｔｙ＝０．５の矩形格子を形成する。図５４に矩形格子の格子深さと０次光、±１次光の回折効率の関係を示す。図より格子深さｈを０．２６μｍにすると０次光と±１次光の回折効率が等しくなることがわかる。この深さの矩形回折格子を図５３の複製露光系の原板７２として用いる。この矩形格子に複製光を照射すると０次光と±１次回折光が発生する。しかし、０次光の集光点に空間フィルタ７６が配置され、０次光と片方の１次光のみが透過し、他方の１次光およびその他の高次回折光は空間フィルタ７６で遮断される。この結果、リレー光学系を介して複製用記録材料７５には強度の等しい０次光と片方の１次光のみによる２光束干渉縞が露光されることになる。
尚、本実施例では原板に矩形格子の場合を述べたが、原板はこれに限定されず０次光と片方の１次光の回折効率が略等しければ任意の格子で良く、他の次数の回折光が存在しても空間フィルタを併用すれば理想的な２光束干渉複製露光が実現できる。
【００８１】
ところで、請求項２６に係る発明では、請求項２１〜２５の回折格子の複製方法において、原板への複製用照射光の集光点あるいは発散点を含んでリレー光学系光軸に垂直な面と、リレー光学系によるこれらの点からの光の再集光点を含む光軸に垂直な面との関係が、リレー光学系による結像の共役面となっていることを特徴としている。この関係は先の実施例１９等で既に述べており、例えば図４８では、原板面と複製用記録材料面はリレー光学系により結像の共役面になっているが、同時に原板から発生する光源発光点の面（図４８中のａ面）とリレー光学系による光源発光点’の面（図４８中のｂ面）も結像の共役面となっている。また、請求項２７に係る発明では、請求項２１〜２６の回折格子の複製方法において、リレー光学系による原板面の複製用記録材料面への結像倍率と、原板への複製用照射光の集光あるいは発散点のリレー光学系による結像倍率が等しいことを特徴としている。より詳しく述べると、リレー光学系によるホログラム原板面の複製用記録材料面への結像倍率Ｍ１と、原板への複製用照射光の集光あるいは発散点のリレー光学系による結像倍率Ｍ２を等しくすることにより、原板からの０次光と１次回折光の波面を正確に複製用記録材料面に投影転写することができる。これを行なうには実施例１８で説明したリレー光学系を用いることにより実現することができる。すなわち、図４８（または図４９）のリレー光学系においては、第１のレンズ系７３（または７３’）と第２のレンズ系７４（または７４’）がその焦点距離の和（２ｆまたはｆ１＋ｆ２）だけ離れて配置されており、かつ複製照射光の集光または発散点が原板７２の前後に配置されてホログラム原板との距離が第１のレンズ系７３（または７３’）の焦点距離以内であれば、この複合したレンズ系によるリレー光学系の結像特性からホログラム原板の結像倍率Ｍ１と、複製照射光の集光または発散点の結像倍率Ｍ２を常に等しくすることができる。
以上のようにすることにより、ホログラム原板から生じる０次光と１次回折光の波面が正確に複製用記録材料面に投影転写され、原板と相似なホログラム回折格子を正確に複製することができる。
【００８２】
［実施例２４］
次に請求項２８，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例５〜２３（請求項６〜２７）で述べた方法により複製されたホログラム回折格子を光ヘッド装置に用いるときは、光源から光ディスクに向かう往路では光束は回折格子をほとんど透過し（すなわち０次回折効率が高い）、光源からの光の損失をできるだけ少なくして光ディスクへの記録速度を向上させることができ、光ディスクから反射された光が光検出器へ向かう復路においては、光束は回折格子でほとんど回折し（すなわち１次回折効率が高い）、光検出器へ入射する光量を多くして、信号検出におけるＳ／Ｎ比を高めて再生速度の高速化ができることが望ましい。
【００８３】
以上を可能にするホログラム回折格子としては偏光性回折格子がある。これは直交する偏光方向に対して回折特性が異なる回折格子であり、往路における入射光の偏光方向に対しては回折格子の屈折率変化がなく、周期構造を感じないので光は回折されず直進する。このため往路の透過率は高い。また、回折格子と光ディスクの間に１／４波長板を配置しておくと、この１／４波長板を往路と復路で２回透過することにより、回折格子に戻ってくる光の偏光は往路の偏光方向と直交している。偏光性回折格子は往路の光束の偏光と直交する偏光の光束については周期的屈折率変化が最も大きく、復路において回折格子に入射した光は大部分が回折されて光検出器に入射する。
【００８４】
このような偏光性回折格子を実施例５〜２３（請求項６〜２７）で述べた干渉露光による複製方法により実現するための複製用記録材料としては、液晶材料を含んだ記録材料がある。一例としてはホログラフィック高分子分散液晶（ＨＰＤＬＣ：Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、あるいは光硬化型液晶（ＰＰＬＣ：Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）などがある。
前者のＨＰＤＬＣは、高分子モノマー中に液晶を分散させて記録材料としたものであり、これに前述の干渉縞を露光すると、干渉縞の明部はモノマーが移動して硬化する。干渉縞暗部には液晶が残り、明部で硬化したポリマーに引っ張られて液晶が特定の方向に配向する。この配向のために、直交する入射偏光に対し、一方は屈折率変化が生じずほとんど透過する。また、これと直交する偏光方向は液晶が配向して屈折率が大きい方向と一致することにより、周期的屈折率変化を感じて入射光は回折する。以上によりＨＰＤＬＣは偏光性回折格子として機能する。
【００８５】
後者のＰＰＬＣは、透明電極（ＩＴＯ等）と液晶を配向させる配向層を持つ基板間に光重合性の感応基がついた液晶を封入して液晶を水平配向させたものであり、これに干渉縞を露光すると縞の明部では液晶分子が重合して硬化する。一方、縞の暗部では液晶分子は硬化しないで残っている。次に液晶層を挟む透明電極間に電圧をかけながら光を照射する。このとき暗部の液晶は電圧印加により基板に垂直方向に配向して光により硬化する。以上により干渉縞の明、暗に対応して液晶の配向が水平／垂直の周期構造を持つようになる。このようにして記録した回折格子に互いに直交する偏光を入射させると、一方の偏光方向（水平配向した液晶分子の短軸方向と一致する方向）では、水平／垂直の配向があっても屈折率変化を感じないで入射光はほとんど透過し、これと直交する方向では、水平配向した液晶分子の長軸方向と一致して水平／垂直の配向による屈折率変化を感じて入射光はほとんど回折する。
【００８６】
以上のＨＰＤＬＣ，ＰＰＬＣなどの液晶材料を用いた記録材料を複製用に適用することで、干渉露光で作製するホログラム回折格子で偏光性を発現させることができる。また、複製の際の露光量を最適化させることで、１次回折効率は図１１の曲線ＩＩの特性を持たせることができる。この結果、往路は高透過率、復路は高回折効率の偏光性回折格子が実現でき、光ヘッド装置用としては最適な回折格子となる。
【００８７】
［実施例２５］
次に請求項２９，３０，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例５〜２４（請求項６〜２８）で述べた複製方法において、実施例５〜１１（請求項６〜１２）の原板ホログラム回折格子（ホログラム原板３０）及び実施例１２〜１５（請求項１３〜１６）の第２の原板ホログラム回折格子（第２の原板３０２）は、複製用記録材料に対して原板から生じた０次光と１次回折光による干渉縞のコントラストが高いことが望ましい。すなわち、コントラストの高い干渉縞が露光されることにより、複製された回折格子に高回折効率を持たせることができる。このためには、原板のホログラム回折格子は０次光と１次回折光の強度をほぼ等しくすることが必要であり、かつ０次光と１次回折光以外の回折光が生じないことが望ましい。
【００８８】
このようなホログラム原板を実現する方法として、一つは原板に体積位相型回折格子を用いることである。図１４に体積位相型回折格子３２の格子断面図を示す。屈折率が高／低の周期的格子がホログラム層内に３次元的に生じている。層内ではホログラム（干渉縞）が傾斜して形成されていて特定の回折光が効率良く生じる構造になっている。ここで、入射光が垂直な場合に、波長λの光について考える。格子の表面上のピッチをｄｘ、層内の格子傾斜角をα、格子層の平均屈折率をｎ、回折光の回折角度をθ、層内の回折角をθ’とすると、
ｄｘ・ｓｉｎθ＝λ
より、
ｓｉｎθ＝λ／ｄｘ
であり、
ｓｉｎθ＝ｎ・ｓｉｎθ’
より、
ｓｉｎθ’＝λ／ｎ・ｄｘ
となり、
θ’＝ｓｉｎ−１λ／ｎ・ｄｘ＝２α        （１１）
が成り立つとき回折のブラッグ条件が満たされ、回折光としては＋１次回折光のみが生じる。
【００８９】
図１４において（１１）式が成立つようにして干渉露光で体積位相型回折格子を作製するときの干渉露光の露光量と回折効率の関係を図１５に示す。干渉露光の露光量を増やすにしたがい０次光は減少し、＋１次回折光は増加していく。図１５において干渉露光の露光量Ｅ０において０次光と＋１次回折光の強度が等しくなる。このように体積位相型回折格子の作製においては、干渉露光の露光量を適正化することにより、０次光と＋１次回折光の強度が等しく、かつ他の回折光が生じない理想的なホログラム原板が作製できる。このホログラム原板を用いて実施例２〜７で述べた方法による複製を行なうと、複製露光の干渉縞コントラストを最大化でき、高効率の複製回折格子を作製することができる。尚、体積位相型回折格子を作製することができる材料としては、代表的なものに、フォトポリマー、重クロム酸ゼラチン、Ｆｅ添加ＬｉＮｂＯ３などがある。
【００９０】
［実施例２６］
次に請求項３１，３９に係る発明の実施例を説明する。
実施例２５（請求項２９，３０）では、ホログラム原板あるいは第２の原板を、体積位相型回折格子で実現する場合の実施例について述べたが、これに限定されず図１６や図１７に示すような表面レリーフ型回折格子でホログラム原板を作製することもできる。
図１６は表面レリーフ型回折格子のうちのブレーズ回折格子でホログラム原板を実現する例である。この場合、ブレーズ回折格子で＋１次回折光を増強するようなブレーズ角をもたせておき、格子深さを０次光と＋１次回折光の強度が等しくなるように設定して複製用ホログラム原板３３とする。
また、図１７は図１６のブレーズ回折格子を階段状の格子で近似させてホログラム原板３４を実現したものである。この場合、格子を階段状形状にすることにより作製が容易になる。
【００９１】
［実施例２７］
次に請求項３２，３９に係る発明の実施例を説明する。
図１６や図１７に示すようなブレーズ回折格子で０次光と＋１次回折光をほぼ同一強度にできるが、それ以外の高次回折光もある程度発生してしまう。高次回折光の発生を抑えるには図１８に示すホログラム原板３５の例のように、矩形格子に斜め入射させて矩形格子による斜め出射の０次光と基板に垂直方向に回折する−１次回折光を発生させる。斜め入射による回折では０次と−１次回折光以外の回折光の発生が抑えられる。また、０次光と−１次回折光の光強度を略同一にするには、矩形格子の深さを調整する。
【００９２】
図１９は別の実施例で、表面レリーフ回折格子としてブレーズ回折格子を使ったホログラム原板３６の例であり、ブレーズ格子に斜め入射させると、直進する斜め出射の０次光と基板に垂直方向に回折する−１次回折光が発生し、それ以外の回折光の発生を抑えることができる。０次光と−１次回折光の光強度を略同一にするにはブレーズ回折格子の深さを調整することにより実現できる。
また、図２０は図１９のブレーズ回折格子を階段状の格子で近似して同じ機能を実現させたホログラム原板の例であり、この場合も０次光と−１次回折光の光強度を略同一にし、他の回折光の発生を抑えることができる。
【００９３】
［実施例２８］
次に請求項３３，３９に係る発明の実施例を説明する。
本実施例では、実施例５〜１１（請求項６〜１２）の原板ホログラム回折格子（ホログラム原板３０）及び実施例１２〜１５（請求項１３〜１６）の第２の原板ホログラム回折格子（第２の原板３０２）から干渉縞を複製用記録材料に露光して複製する方法において、多数のホログラム回折格子を複製する方式について述べる。図２１に実施例２または実施例３と同様の方法で作製したホログラム回折格子３８ａを多数、同一基板上に配列した構成のホログラム原板３８を示す。これは実施例２または実施例３で述べたような光ヘッド装置用の領域分割されたホログラム原板２６（３０）を、複数個マトリックス状に同一の基板上に配列したものと同じである。
【００９４】
複製用の露光方法としては、図２２に示すように、ホログラム原板３８を複製用記録材料３９に略密着させる。そして、これに複製用のレーザ光をレンズ４０で拡大し、必要に応じてピンホール（またはアパーチャ）４１を通してビームのフレア光をカットし、コリメートレンズ４２でコリメート光とした後、集光レンズ４３で光ヘッド装置の光源の発光点と等価な位置に集光する収束光を形成して複製用照射光をホログラム原板３８上の複数のホログラム回折格子３８ａのうちの１つに入射させる。そして、所定時間複製露光した後、ホログラム原板３８と複製用記録材料３９が密着されたものを原板中の隣のホログラム回折格子に基板面内で一体的に移動させ、再び複製露光する。以上の過程をホログラム原板上にあるホログラム回折格子の数だけ繰り返して原板上の全てのホログラム回折格子を複製用記録材料３９に干渉露光し、転写する。
【００９５】
複製用照射光の波長が光ヘッド装置の使用波長の近傍の場合は、集光レンズ４３による集光点は光ヘッド装置の光源の発光点と等価な位置であり、また、複製波長と光ヘッド装置の使用波長が異なる場合は波長の違いに応じて光源の発光点と異なる点に集光するようにしてホログラム原板３８に入射させる。
また、他の例としては、図５５に示すように集光レンズ４３により一度集光させた後、集光点からの発散光を原板３８上の単一のホログラム格子に照射して複製露光する配置もある。このとき、複製波長が光ヘッド装置の使用波長の近傍の場合は集光レンズ４３による集光点は光ヘッド装置の光源の発光点と等価な点に設定する。また、複製波長と光ヘッド装置の使用波長が異なるときは、波長の違いに応じて光源の発光点と異なる点に集光するようにして、そこからの発散光を原板３８に入射させる。
【００９６】
次に別の例として実施例９，１０（請求項１０，１１）と同様の斜め露光方式に対応した複製方法を図２３に示す。複製用の収束光に対し、ホログラム原板３８と複製用記録材料３９とを略密着させたものを斜めに配置して複製用の収束光が、光ヘッド装置の光検出器の受光点と等価な位置に収束するようにして複製露光する。次にホログラム原板３８と複製用記録材料３９を一体的に基板面内で所定量移動させ、再び複製露光する。この工程を繰返して原板上の全てのホログラム回折格子を複製用記録材料３９に干渉露光し、転写する。
【００９７】
ここで複製波長が光ヘッド装置の使用波長の近傍の場合は、複製用収束光の集光点は光ヘッド装置の光検出器の受光点と等価な位置に設定する。また、複製波長と光ヘッド装置の使用波長が異なる場合は、集光点は波長の違いに応じて光ヘッド装置の光検出器の受光点とは異なる位置に集光する光でホログラム原板３８に入射させる。
さらに別の例として図５６に示すように原板３８と複製用記録材料３９は略密着されて斜めに傾けて配置され、集光レンズ４３により一度集光させた後、集光点からの発散光を原板上の単一のホログラム格子に照射して複製露光する配置もある。このとき、複製波長が光ヘッド装置の使用波長の近傍の場合は、集光レンズ４３による集光点は光ヘッド装置の光検出器の受光点と等価な点に設定する。また、複製波長と光ヘッド装置の使用波長が異なるときは、波長の違いに応じて光検出器の受光点と異なる点に集光するようにして、そこからの発散光をホログラム原板３８に入射させる。
【００９８】
以上の方法において、複製露光の間にホログラム原板３８と複製用記録材料３９を一体的に移動させる代わりに、原板３８と記録材料３９は固定しておき、露光照射光の方を所定量移動させても良い。この場合は露光照射光学系の一部を原板面内方向に移動させることになる。
【００９９】
以上のようにしてホログラム原板３８上の複数のホログラム回折格子を複製用記録材料３９に複製した後、複製された複数のホログラム回折格子を、基板からダイヤモンドカッターなどで単体のホログラム回折格子として切り出し、光ヘッド装置に搭載して使用する。また、以上のような方法によれば、多数のホログラム回折格子を容易に作製することができ、生産性を向上することができる。
【０１００】
［実施例２９］
次に請求項３４，３９に係る発明の実施例を説明する。
図２４及び図２５に回折格子の別の複製方法を示す。本実施例では、ホログラム原板３８上の複数のホログラム回折格子を一つずつ複製用記録材料３９に露光して転写するのではなく、複数個のホログラム回折格子を一括露光して、これに原板３８の移動（または露光照明光の移動）を加えて原板上のホログラム回折格子全体を複製する方法である。図２４ではレーザ光をレンズ４０で発散光とし、必要に応じてピンホール（またはアパーチャ）４１を通してビームのフレア光をカットし、コリメートレンズ４４で平行光としてレンズアレイ４５に入射させる。図２４の例では紙面方向には３個、紙面と垂直方向にも３個の合計９個のレンズアレイ４５となっている。ホログラム原板３８としては、図２１に示したようにホログラム回折格子３８ａを多数、同一基板上に配列した構成のホログラム原板が用いられ、このホログラム原板３８が複製用記録材料３９と略密着して配置されている。
【０１０１】
複製方法としては、まず図２５の（１）のように３×３＝９個の回折格子が複製露光される。次にホログラム原板３８と複製用記録材料３９が一体となって基板面内の縦方向に格子間隔だけ移動した後、図２５の（２）のように３×３＝９個の回折格子が複製露光される。次にホログラム原板３８と複製用記録材料３９が一体となって基板面内の横方向に格子間隔だけ移動して図２５の（３）のように９個の回折格子が複製露光される。更にホログラム原板３８と複製用記録材料３９が一体となって基板面内の縦方向に格子間隔だけ移動して図２５の（４）のように９個の回折格子が複製露光される。以上の図２５（１）〜（４）の工程により複製用記録材料３９に合計３６個のホログラム回折格子が複製される。この方法により１個ずつ個別に露光する場合に比べ、１／９の露光回数で露光が完結し、工程が短縮される。
【０１０２】
図５７は回折格子の複製方法のさらに別の実施例を示す図であり、コリメートレンズ４４で平行光化され、レンズアレイ４５で一旦集光し、集光点からの発散光を複数同時に形成して複数のホログラム格子に同時に入射させる複数一括露光する構成である。ホログラム全体の複製は上で述べた方法で基板の面内移動で行なう。
また、複製露光の間にホログラム原板３８と複製用記録材料３９を一体的に移動させる代わりに、原板３８と記録材料３９は固定しておき、露光照射光の方を所定量移動させても良い。この場合は露光照射光学系の一部を原板面内方向に移動させることになる。
【０１０３】
［実施例３０］
次に請求項３５，３９に係る発明の実施例を説明する。
図２６に回折格子のさらに別の複製方法を示す。図２６に示す複製方法は、実施例１２で述べた図２４の方法と類似しているが、本実施例では図２６に示すように、レンズアレイ４５として、ホログラム原板３８上のホログラム回折格子と同数のレンズをマトリクス状に配置したものを用い、コリメートレンズ４４で平行化され強度分布平坦化フィルタ４６を通して平坦化されたレーザ光をレンズアレイ４５の全面に入射してホログラム原板３８上のホログラム回折格子を同時に一括して複製用記録材料３９に露光・複製する方法である。
【０１０４】
また、図２７は回折格子のさらに別の複製方法を示しており、図２６と同様の光学系を用いた複製方法において、ホログラム原板３８に複製用露光を斜め入射する場合の実施例である。ホログラム原板３８と複製用記録材料３９は略密着され、コリメートレンズ４４で平行化された光に対して斜めに配置される。ホログラム原板３８上のホログラム回折格子に収束光を照射するためのレンズアレイ４５はホログラム原板３８と平行に配置され、平行光に対しては斜めに配置される。レンズアレイ４５を構成する個々のレンズは斜め入射の平行光に対して、先鋭なスポットを集光するように収差補正されている。
【０１０５】
以上の方法により多数のホログラム回折格子を１回の露光工程で複製用記録材料３９に一括複製でき、工程を簡略化できる。
また、図２６ではコリメートレンズ４４で平行光化した後に強度分布平坦化フィルタ４６を配置している。これはレーザ光のガウス状の強度分布を中央部が透過率が低く、周辺にいくにしたがって透過率が高くなるようにする強度分布補正フィルタを配置して、レンズアレイ４５に入射する平行光の強度分布を均一化して各ホログラム回折格子の複製露光量を同一にする機能がある。尚、この強度分布平坦化フィルタ４６は図２２や図２４などの複製露光光学系にも同様に適用できる。
【０１０６】
次に別の実施例として図５８に示すようにコリメートレンズ４４で平行光化した後、原板上のホログラム格子数と同数のレンズアレイ４５により一旦集光させ、集光点からの発散光を全ホログラム格子に照射して全体を一括露光する。
また、さらに別の実施例として図５９に示すようにコリメートレンズ４４により平行化したビーム中に原板３８と複製用記録材料３９を略密着させて斜めに傾けて配置し、また、レンズアレイ４５も原板３８と平行に傾けて配置して、マイクロレンズアレイ４５による集光の後の発散光を全ホログラム格子に同時に入射させて一括露光する構成もある。
【０１０７】
［実施例３１］
次に請求項３６，３９に係る発明の実施例を説明する。
図６０にリレー光学系を用いたホログラム回折格子の大量複製露光方法を示す。この方法では、単一の原板７２を収束光または発散光で照射し、原板７２から発生する０次光と１次光をリレー光学系のレンズ７３，７４により複製用記録材料７５上で重ね合せて干渉させて単一のホログラムを露光する工程と、複製用記録材料７５のみを面内方向に移動させ停止する工程を順次繰り返して、複製用記録材料７５に複数のホログラム格子をマトリクス状に複製記録する。
また、複製露光の間に複製用記録材料７５を面内に移動させる代わりに、複製用記録材料は固定しておき、露光照射光の方を所定量移動させても良い。この場合は原板７２を含む露光照射光学系の一部を原板面内方向に移動させることになる。
【０１０８】
［実施例３２］
次に請求項３７，３９に係る発明の実施例を説明する。
図６１にリレー光学系を用いた別のホログラム回折格子の大量複製露光方法を示す。複製する全ホログラム数をＮ、一回に一括露光するホログラム数をＮ１とする（Ｎ＞Ｎ１）。この複製露光方法は、レンズ８１でカップリングされた複製用のレーザ光をコリメートレンズ８２により平行光化し、レンズ群８３を通過したＮ１個の収束光または発散光を原板８４上のＮ１個のホログラム格子に入射させ、各ホログラム格子から発生する０次光と１次回折光をＮ１個のリレー光学系８５，８６を介して複製用記録材料８７で個々に重ね合せて干渉露光によりＮ１個のホログラムを記録する工程と、複製用記録材料８７のみを面内方向に移動させ停止する工程を順次繰り返して、複製用記録材料８７にＮ個のホログラム格子をマトリクス状に複製記録する方法である。
また、複製露光の間に複製用記録材料８７を面内に移動させる代わりに、複製用記録材料８７は固定しておき露光照射光の方を所定量移動させても良い。この場合は原板、Ｎ１個のリレー光学系８５，８６を含む露光照射光学系を原板面内方向に移動させることになる。
【０１０９】
［実施例３３］
次に請求項３８，３９に係る発明の実施例を説明する。
図６２にリレー光学系を用いたさらに別のホログラム回折格子の大量複製露光方法を示す。複製する全ホログラム数をＮとする。この複製露光方法は、レンズ８１でカップリングされた複製用のレーザ光をコリメートレンズ８２により平行光化し、レンズ群８３を通過したＮ個の収束光または発散光を原板８４上のＮ個のホログラム格子に入射させ、各ホログラム格子から発生する０次光と１次回折光をＮ個のリレー光学系８５’，８６’を介して複製用記録材料８７で個々に重ね合せて、一括干渉露光により複製用記録材料８７にＮ個のホログラム格子をマトリクス状に一括複製記録する方法である。
【０１１０】
［実施例３４］
次に請求項４０に係る発明の実施例を説明する。
ここでは実施例１〜３３（請求項１〜３８）で説明した回折格子のうち、特に偏光性回折格子を光ヘッド装置（光ピックアップ装置）に適用する実施例を示す。図２８は本発明の一実施例を示す光ヘッド装置の概略構成図である。図中の符号４８は半導体レーザ（ＬＤ）からなる光源、４７は本発明の偏光性回折格子、５０はカップリングレンズであるコリメートレンズ、５１は１／４波長板、５２は対物レンズ（集光レンズ）、５３は光記録媒体である光ディスク、４９は光検出器である。
【０１１１】
図２８において、光源４８よりの出射光は偏光性回折格子４７をほとんど全透過するような偏光方向に設定され、コリメートレンズ５０で略平行光にコリメートした後、１／４波長板５１により円偏光となり、対物レンズ５２で光ディスクに集光される。光ディスク５３からの反射光は対物レンズ５２で略平行光となり、１／４波長板５１で往路とは直交する偏光方向に変換されてコリメートレンズ５０により集束光となり、偏光性回折格子４７に入射する。この入射光は往路とは直交する偏光なのでほとんど回折し、＋１次回折光が光検出器９に入射して信号検出される。このとき光ディスク５３のトラック方向が紙面とは垂直方向にあるとすると、トラッキング信号としてのＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ信号は偏光性回折格子４７への戻り集束光について光軸を中心に左側と右側の光量を比較して、その差信号から得られる。
また、本発明の偏光性回折格子４７の回折効率は前述したように垂直入射で８０％以上あり、従来の垂直矩形格子の約４０％より回折効率が大幅にアップしているので高速の信号再生ができるというメリットが生じる。
【０１１２】
［実施例３５］
次に請求項４１に係る発明の実施例を説明する。
図２９は本発明の別の実施例を示す光ヘッド装置の概略構成図である。本実施例では、実施例１４で説明した図２８に示す構成の光ヘッド装置において、光源４８、光検出器４９及び偏光性回折格子４７を一つのケース５４の内部と開口部に配置して一体化し、ユニット構成としたものであり、このようなユニット構成とすることにより、光ヘッド装置の組立てを行なう際に光源４８、光検出器４９、偏光性回折格子４７が一体化されているので組立て時間が短縮され、調整も簡単になる。
【０１１３】
［実施例３６］
次に請求項４２に係る発明の実施例を説明する。
ここでは実施例１〜３３（請求項１〜３８）で説明した回折格子のうち、特に偏光性回折格子を２波長対応の光ヘッド装置（光ピックアップ装置）に適用する実施例を示す。図３０は本実施例の光ヘッド装置の概略構成図である。図中の符号４８−１，４８−２は異なる波長を持つ半導体レーザ（ＬＤ）からなる光源、４７は本発明の偏光性回折格子、５０はカップリングレンズであるコリメートレンズ、５１は１／４波長板、５２は２波長に対して収差補正された対物レンズ（集光レンズ）、５３は光記録媒体である光ディスク、４９は２波長共通の光検出器である。
この２波長対応の光ヘッド装置は、波長の異なる２つの光源４８−１，４８−２を備えているので、記録密度が異なる２種類の光ディスク５３に対応することができる。光ディスク５３としては例えば通常の記録密度のＣＤ系の光ディスクと、高密度記録が可能なＤＶＤ系の光ディスクなどがある。ＣＤ系とＤＶＤ系では記録密度が異なるので、使用する光源の波長と光ディスクの基板厚が異なり、例えば波長７８０ｎｍを用いるＣＤ系ディスクの場合、基板厚は１．２ｍｍであり、波長６６０ｎｍを用いるＤＶＤ系ディスクの場合、基板厚は０．６ｍｍとなる。
【０１１４】
図３０において、各光源４８−１，４８−２からの出射光は偏光性回折格子４７をほとんど全透過するような偏光方向に設定され、コリメートレンズ５０で略平行光にコリメートした後、２波長に対応した１／４波長板５１により円偏光となり、対物レンズ５２で光ディスク５３に集光される。光ディスク５３からの反射光は対物レンズ５２で略平行光となり、１／４波長板５１で往路とは直交する偏光方向に変換されてコリメートレンズ５０により集束光となり、偏光性回折格子４７に入射する。この入射光は往路とは直交する偏光なのでほとんど回折し、＋１次回折光が２波長共通の光検出器４９に入射して信号検出される。このとき光ディスク５３のトラック方向が紙面とは垂直方向にあるとすると、トラッキング信号としてのＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ信号は偏光性回折格子７への戻り集束光について光軸を中心に左側と右側の光量を比較して、その差信号から得られる。
また、本発明の偏光性回折格子４７の回折効率は前述したように垂直入射で８０％以上あり、従来の垂直矩形格子の約４０％より回折効率が大幅にアップしているので高速の信号再生が可能になる。
【０１１５】
［実施例３７］
次に請求項４３に係る発明の実施例を説明する。
図３１は本発明のさらに別の実施例を示す光ヘッド装置の概略構成図である。本実施例では、実施例１６で説明した図３０に示す構成の２波長対応の光ヘッド装置において、波長の異なる２つの光源４８−１，４８−２、光検出器４９及び偏光性回折格子４７を一つのケース５４の内部と開口部に配置して一体化し、ユニット構成としたものである。このようなユニット構成とすることにより、光ヘッド装置の組立てを行なう際に、光源４８−１，４８−２、光検出器４９及び偏光性回折格子４７が一体化されているので、組立て時間が短縮され、調整も簡単になる。
【０１１６】
［実施例３８］
次に請求項４４に係る発明の実施例を説明する。
ここでは、実施例３４〜３７のいずれかに示した光ヘッド装置（光ピックアップ装置）を搭載した光ディスクドライブ装置の実施例について説明する。
実施例３４〜３７に示した光ヘッド装置（光ピックアップ装置）は、回折効率が高効率で、格子ピッチが狭ピッチ化された偏光性回折格子を用いるので、光利用効率が高く、高速な記録・再生に適した信頼性の高い信号が得られる。また、回折効率が高いと信号検出系の光集積回路（ＯＰＩＣ）のゲインを小さくでき、ＯＰＩＣの高速応答化に貢献できる。また、入射角度により回折効率が変わらなければオフセットの小さい信号が得られる。したがって光ディスクドライブ装置の記録・再生速度の高速化と安定したサーボ制御を達成することができる。
さらに、本発明に係る光ヘッド装置は、偏光性回折格子を用い、光源と光検出器を配設したユニットと一体化しているので、光ヘッド装置の小型化、薄型化が可能であり、例えばノート型パーソナルコンピュータに搭載される光ディスクドライブ装置の光ヘッド装置（光ピックアップ装置）として好適に用いることができる。
【０１１７】
次に光ディスクドライブ装置の一構成例を図３２に示す。図３２は光ディスクドライブ装置の概略構成の一例を示すブロック図である。この光ディスクドライブ装置１２０は、光記録媒体としての光ディスク１１７を回転駆動するためのスピンドルモータ１２２、光ヘッド装置（光ピックアップ装置）１２３、レーザコントロール回路１２４、エンコーダ１２５、モータドライバ１２７、再生信号処理回路１２８、サーボコントローラ１３３、バッファＲＡＭ１３４、バッファマネージャ１３７、インターフェース１３８、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）１３９、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１４０、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１４１などを備えている。尚、図３２における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表わすものではない。また、図３２の構成は一例であり、これに限るものではない。
【０１１８】
光ディスク１１７としては、ＣＤ（コンパクト・ディスク）系の光ディスク（ＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ）や、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）系の光ディスク（ＤＶＤ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ）、青色半導体レーザを光源とした高密度光ディスク等があるが、図３０や図３１に示す光ヘッド装置のように、光ヘッド装置（光ピックアップ装置）１２３内に波長の異なる光源を複数備えた構成とし、光ディスク１１７の種類に応じて光源を選択的に駆動するようにすれば、複数種類の光ディスクに対して記録や再生を行うことができる光ディスクドライブ装置を構成することができる。
【０１１９】
図３２において、光ヘッド装置（光ピックアップ装置）１２３は、光ディスク１１７のスパイラル状または同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射すると共に、記録面からの反射光を受光し、情報の記録または再生を行うための装置であり、例えば図２８〜３１のいずれかに示したような構成となっている。
再生信号処理回路１２８は、光ヘッド装置（光ピックアップ装置）１２３の出力信号である電流信号を電圧信号に変換し、該電圧信号に基づいてウォブル信号、再生情報を含むＲＦ信号及びサーボ信号（フォーカス信号、トラッキング信号）などを検出する。そして、再生信号処理回路１２８では、ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号等を抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はＣＰＵ１４０に出力され、同期信号はエンコーダ１２５に出力される。さらに、再生信号処理回路１２８では、ＲＦ信号に対して誤り訂正処理等を行なった後、バッファマネージャ１３７を介してバッファＲＡＭ１３４に格納する。また、サーボ信号は再生信号処理回路１２８からサーボコントローラ１３３に出力される。サーボコントローラ１３３では、サーボ信号に基づいて光ヘッド装置（光ピックアップ装置）１２３を制御する制御信号を生成しモータドライバ１２７に出力する。
【０１２０】
前記バッファマネージャ１３７では、バッファＲＡＭ１３４へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定の値になると、ＣＰＵ１４０に通知する。前記モータドライバ１２７では、サーボコントローラ１３３からの制御信号及びＣＰＵ１４０の指示に基づいて、光ヘッド装置（光ピックアップ装置）１２３及びスピンドルモータ１２２を制御する。前記エンコーダ１２５では、ＣＰＵ１４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ１３４に蓄積されているデータをバッファマネージャ１３７を介して取り出し、エラー訂正コードの付加などを行い、光ディスク１１７への書き込みデータを作成するとともに、再生信号処理回路１２８からの同期信号に同期して、書き込みデータをレーザコントロール回路１２４に出力する。前記レーザコントロール回路１２４では、エンコーダ１２５からの書き込みデータに基づいて、光ヘッド装置（光ピックアップ装置）１２３からのレーザ光出力を制御する。
【０１２１】
前記インターフェース１３８は、ホスト（例えば、パーソナルコンピュータ）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（ＡＴ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）及びＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等の標準インターフェースに準拠している。
前記ＲＯＭ１３９には、ＣＰＵ１４０にて解読可能なコードで記述された制御用のプログラム等が格納されている。ＣＰＵ１４０は、ＲＯＭ１３９に格納されている前記プログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ１４１に保持する。
【０１２２】
以上、光ディスクドライブ装置の一構成例を説明したが、本発明では光ヘッド装置（光ピックアップ装置）１２３として、回折効率が高い偏光性回折格子を用いた光ヘッド装置（光ピックアップ装置）を搭載しているので、光利用効率が高く、信頼性の高い信号が得られ、かつ記録・再生速度の高速化を達成することができる。さらに本発明では、光ヘッド装置（光ピックアップ装置）１２３内に波長の異なる複数の光源を備えることにより、ＣＤ系やＤＶＤ系の光ディスク、青色半導体レーザを光源とした高密度光ディスクなどの使用する波長の異なる複数規格の光ディスクを記録または再生することができる光ディスクドライブ装置を実現することができる。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の回折格子においては、格子部が複数の領域に分割され、各領域が２光束干渉露光により形成されているので、光ディスク用の光ヘッド装置に適用される回折格子として、片側（＋１次）回折効率の高効率化と狭ピッチ化とを両立させる回折格子が実現できる。
また、請求項２記載の回折格子の作製方法においては、干渉露光によるホログラム回折格子を複数領域に分割して個別に形成することにより、光ヘッド装置で必要とされるフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、Ｒｆ信号などを検出できるようになる。
【０１２４】
請求項３〜５記載の回折格子及びその作製方法においては、ホログラム記録材料が光ヘッド使用波長では記録感度がない場合でも記録感度のある波長でホログラムを記録することができる。また、記録と再生で波長が異なることに伴う収差の発生を抑え光ヘッド装置に使用したときに光検出器へ収差のない光を入射でき、ホログラム全面にわたってブラッグ条件を満足して８０％以上の高効率でかつ均一性が良いホログラム回折格子を提供することができる。
【０１２５】
請求項６記載の回折格子の複製方法においては、高効率、狭ピッチの光ヘッド装置用ホログラム回折格子を、請求項１記載の回折格子を原板に用いて簡易な構成で大量に複製でき、大量生産による低コスト化が可能となる。
また、請求項７記載の回折格子の複製方法においては、回折格子の原板（例えばホログラム原板）から露光複製する方法においてホログラム原板を計算機で計算して人工的に作成した干渉縞（ホログラム（ＣＧＨ  ：  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ））を用いて作製することにより、回折格子の分割領域の自由な設定が容易であり、原板記録波長と複製したホログラム回折格子を光ヘッド装置に搭載したときの使用波長の違いによる収差発生の問題が生じない（干渉縞を計算する波長を光ヘッド装置での使用波長とすればよい）などのメリットが多い。
【０１２６】
請求項８，１０記載の回折格子の複製方法においては、回折格子の原板（ホログラム原板）から露光複製したホログラム回折格子が無収差でかつホログラム全面にわたってブラッグ条件を満足するようにしているので、８０％以上の高効率でかつ均一性が良いホログラム回折格子を作製することができる。
また、請求項９，１１記載の回折格子の複製方法においては、ホログラム複製材料が光ヘッド装置の使用波長（光源波長）に対して記録感度がない場合でも感度のある波長で原板からホログラム回折格子を複製でき、波長が異なることに伴う収差の発生を抑えホログラム全面にわたってブラッグ条件を満足して８０％以上の高効率でかつ均一性が良いホログラム回折格子を提供することができる。
また、請求項１２記載の回折格子の複製方法においては、請求項６の効果に加え、特にフォーカス誤差信号を検出するための回折光が無収差となるようにしているので、光ヘッド装置に適用したときに、フォーカスオフセットのない良好なフォーカス誤差信号が検出できるホログラム回折格子を作製することができる。
【０１２７】
請求項１３，１５記載の回折格子の複製方法においては、この方法により第１の原板はフォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィなどを用いた計算機発生ホログラムの作成に適した１次原板とし、第２の原板は最終的に光ヘッド装置で使われるホログラム回折格子が高回折効率を持つような複製露光ができるホログラム原板とするように複製工程において原板を最適化できる。つまり原板を２枚用いることにより計算機発生ホログラムから最終的高回折効率のホログラム回折格子が複製できるようになる。
また、請求項１４，１６記載の回折格子の複製方法においては、請求項１３の効果に加え、ホログラム複製材料が光ヘッド装置の使用波長に対して記録感度がない場合でも感度のある波長で原板からホログラム回折格子を複製でき、波長が異なることに伴う収差の発生を抑えホログラム全面にわたってブラッグ条件を満足して８０％以上の高効率でかつ均一性が良いホログラム回折格子を提供することができる。
さらに請求項１７記載の回折格子の複製方法においては、複製波長と光ヘッド装置の使用波長が大きく異なっている場合、波長が異なることに伴う収差の発生を抑え光ヘッド装置に使用したときに光検出器へ収差のない光を入射できる。
【０１２８】
請求項１８，１９記載の回折格子の複製方法においては、ホログラムを複製するとき、原板と複製用記録材料を密着せず空間的に離して配置して複製できるので、密着複製するときの技術的難しい点（原板と複製用記録材料の間のギャップを小さくするために原板あるいは記録材料のカバーガラスを極薄にしなければならないこと、あるいは密着した原板と記録材料の間の多重反射による不要な干渉縞の発生を防ぐために密着面に屈折率マッチング液を挟まなければならない点等）を回避できる。従って、極薄カバーガラス、屈折率マッチング液などを使用しなくても高品質なホログラム回折格子が複製できる。また、原板は複製用記録材料に密着させないので、多数回の複製における接触による原板の損傷が生じることがない。
また、請求項２０記載の回折格子の複製方法においては、必ずしも原板を最終的ホログラムと同一スケールにする必要はなく、原板作製時の自由度が増える。
【０１２９】
請求項２１，２３記載の回折格子の複製方法においては、リレー光学系を用いた光ヘッド装置用ホログラム回折格子の複製において、光ヘッド装置に使用したときに光検出器に対して収差がなく、かつ回折効率の高い回折光を生成できる回折格子を作製することができる。
また、請求項２２，２４記載の回折格子の複製方法においては、原板と記録材料を密着しなくてもリレー光学系を用いてホログラム回折格子が複製でき、かつ複製用記録材料が光ヘッド装置の使用波長に記録感度がない場合でも、感度のある波長で記録できて光ヘッド装置に使用したときに光検出器に対して収差がなく、かつ回折効率の高い回折光を生成できる回折格子を作製することができる。
さらに請求項２５記載の回折格子の複製方法においては、原板が必要な０次光と１次光以外の回折光が生じているものでも、必要とする０次光と１次光のみを抽出して複製用記録材料に２光束のみによる干渉露光できるので、複製されたホログラムは不要な回折光が発生せず、高効率な光ヘッド装置用ホログラム回折格子を提供することができる。
さらにまた、請求項２６，２７記載の回折格子の複製方法においては、請求項２１〜２５の効果に加え、ホログラム原板から生じる０次光と１次回折光の波面が正確に複製用記録材料面に投影転写され、原板と相似なホログラム回折格子を正確に複製することができる。
【０１３０】
請求項２８記載の回折格子の複製方法においては、液晶材料を含む体積位相型の複製用記録材料を用いることにより、往路は高透過率、復路は高回折効率の偏光性回折格子が作製でき、光ヘッド装置用として用いれば、高速記録、高速再生が可能でかつ小型軽量な光ヘッド装置を提供できる。
また、請求項２９記載の回折格子の複製方法においては、回折格子の原板に体積位相型回折格子を用いているので、０次光と１次回折光以外の回折光が生じない理想的な原板を用いて複製を作製することができる。
さらに、請求項３０記載の回折格子の複製方法においては、請求項２９の効果に加え、原板作成時に干渉露光の露光量を適正化することにより、０次光と＋１次回折光の強度が略等しくでき、この回折格子原板を用いて請求項６〜２８の複製を行なうことにより複製露光の干渉縞コントラストを最大化でき、高効率の複製回折格子が作製できる。
【０１３１】
請求項３１記載の回折格子の複製方法においては、請求項６〜２８の複製方法において原板として表面レリーフ型回折格子を用いているので、０次光と１次回折光の強度を略等しくでき、ホログラム原板に適した回折格子が実現できる。
また、請求項３２記載の回折格子の複製方法においては、原板を表面レリーフ型回折格子とした場合に、特に０次光と−１次回折光を使いその光強度を略等しくすることにより、他の回折光の発生が抑圧され、このホログラム原板を用いて複製を行なうことにより、複製露光の干渉縞コントラストを最大化でき、高効率の複製回折格子が作製できる。
【０１３２】
請求項３３記載の回折格子の複製方法においては、原板上に複数個配列されたホログラム回折格子を複製用記録材料に同数個複製できるので、大量生産が可能となり低コスト化できる。
また、請求項３４記載の回折格子の複製方法においては、請求項３３と同様の効果が得られ、しかも請求項３３の方法より複製の工程数を減少でき、更に大量生産、低コスト化が可能となる。
さらに、請求項３５記載の回折格子の複製方法においては、請求項３３，３４と同様の効果が得られ、しかも請求項３４の方法より更に複製の工程数を減少でき、更に大量生産、低コスト化が可能となる。
【０１３３】
請求項３６記載の回折格子の複製方法においては、原板と記録材料を密着させずに原板上のホログラム回折格子を複製用記録材料に多数個複製できるので、大量生産が可能となり低コスト化できる。
また、請求項３７記載の回折格子の複製方法においては、原板と記録材料を密着させずに複製でき、請求項３６の方法より複製の工程数を減少でき、さらに大量生産、低コスト化が可能となる。
さらに請求項３８記載の回折格子の複製方法においては、原板と記録材料を密着させずに複製でき、請求項３７の方法より更に複製の工程数を減少でき、更に大量生産、低コスト化が可能となる。
さらにまた、請求項３９記載の回折格子においては、請求項６〜３８のいずれか一つに記載の回折格子の複製方法を用いて作製したので、請求項１，３と同様の効果を有し、大量生産が可能で低コストな回折格子を実現することができる。
【０１３４】
請求項４０記載の光ヘッド装置においては、請求項１〜３９に係る回折格子（特に偏光性回折格子）を用いることにより、回折格子を光源に近づけて、光源、光検出器構成をコンパクトにする場合に、格子ピッチの微細化が可能で、検出効率の良い光ヘッド装置が実現でき、高速記録・高速再生が可能となる。
また、請求項４１記載の光ヘッド装置においては、光源、光検出器及び回折格子を一体化してユニット構成とすることにより、光ヘッド装置の組立てを行なう際に光源、光検出器、回折格子が一体化されているので組立て時間が短縮され、光学系調整も簡単になる。
【０１３５】
請求項４２記載の光ヘッド装置においては、請求項１〜３９に係る回折格子（特に偏光性回折格子）を複数波長の光源と組み合わせて用いることにより、回折格子を複数光源に近づけて、複数光源、光検出器構成をコンパクトにする場合に、格子ピッチの微細化及び検出効率の良い光ヘッド装置が実現でき、高速記録・高速再生が可能な光ヘッド装置を実現できる。
また、請求項４３記載の光ヘッド装置においては、複数波長の光源、光検出器及び回折格子を一体化してユニット構成とすることにより、光ヘッド装置の組立てを行なう際に複数波長光源、光検出器、回折格子が一体化されているので組立て時間が短縮され、光学系調整も簡単になる。
【０１３６】
請求項４４記載の光ディスクドライブ装置においては、光ヘッド装置として、請求項４０〜４３のいずれか一つに記載の光ヘッド装置を搭載したことにより、安定した信号検出ができ、記録・再生速度の高速化を達成することができる光ディスクドライブ装置を実現することができる。
また、光ヘッド装置内に波長の異なる複数の光源を備えることにより、ＣＤ系やＤＶＤ系の光ディスク、青色半導体レーザを光源とした高密度光ディスクなどの使用する波長の異なる複数規格の光ディスクを記録または再生することができる光ディスクドライブ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回折格子の複数に分割された格子部の回折格子領域と光検出器の光検出領域との関係を示す図である。
【図２】図１に示す回折格子のセクター（１）の領域を作製する際の作製方法の説明図である。
【図３】図１に示す回折格子を作製する際に用いられるセクターマスクの例を示す図である。
【図４】図１に示す回折格子のセクター（２）の領域を作製する際の作製方法の説明図である。
【図５】図１に示す回折格子のセクター（３）の領域を作製する際の作製方法の説明図である。
【図６】図１に示す回折格子を作製する際の別の作製方法の説明図である。
【図７】図１に示す構成のホログラム回折格子を図３３と同様の構成の光ヘッド装置に使用したときの様子を示す図である。
【図８】本発明に係る回折格子の複製方法の一実施例を示す図である。
【図９】計算機で計算したデータを元に作成したホログラム原板の一例を示す平面図である。
【図１０】図９に示すホログラム原板を使用して複製用記録材料にホログラム回折格子を複製する場合の配置例を示す図である。
【図１１】本発明の回折格子と従来例の回折格子の回折効率を比較した結果を示す図である。
【図１２】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図１３】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図１４】体積位相型回折格子の格子断面の一例を示す図である。
【図１５】干渉露光で体積位相型回折格子を作製するときの干渉露光の露光量と回折効率の関係を示す図である。
【図１６】表面レリーフ型回折格子の一例を示す概略要部断面図である。
【図１７】表面レリーフ型回折格子の別の例を示す概略要部断面図である。
【図１８】表面レリーフ型回折格子の別の例を示す概略要部断面図である。
【図１９】表面レリーフ型回折格子の別の例を示す概略要部断面図である。
【図２０】表面レリーフ型回折格子の別の例を示す概略要部断面図である。
【図２１】ホログラム回折格子を多数、同一基板上に配列した構成のホログラム原板の一例を示す平面図である。
【図２２】図２１に示すホログラム原板を用いた複製方法の実施例を示す図である。
【図２３】図２１に示すホログラム原板を用いた複製方法の別の実施例を示す図である。
【図２４】図２１に示すホログラム原板を用いた複製方法の別の実施例を示す図である。
【図２５】図２４に示す複製方法を用いた場合の複製過程の説明図である。
【図２６】図２１に示すホログラム原板を用いた複製方法のさらに別の実施例を示す図である。
【図２７】図２１に示すホログラム原板を用いた複製方法のさらに別の実施例を示す図である。
【図２８】本発明の一実施例を示す光ヘッド装置の概略構成図である。
【図２９】本発明の別の実施例を示す光ヘッド装置の概略構成図である。
【図３０】本発明の別の実施例を示す光ヘッド装置の概略構成図である。
【図３１】本発明の別の実施例を示す光ヘッド装置の概略構成図である。
【図３２】光ディスクドライブ装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３３】従来技術の一例を示す光ヘッド装置の概略構成図である。
【図３４】図３３の光ヘッド装置に用いる回折格子の一例を示す概略断面図である。
【図３５】図３４に示す偏光性回折格子の入射角・対・＋１次回折光の回折効率特性を示す図である。
【図３６】図１に示す回折格子を作製する際の別の作製方法の説明図である。
【図３７】図１に示す回折格子を作製する際の別の作製方法の説明図である。
【図３８】波長の異なる場合の２光束干渉露光についての説明図である。
【図３９】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４０】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４１】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４２】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４３】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４４】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４５】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４６】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４７】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４８】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図４９】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図５０】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図５１】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図５２】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図５３】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図５４】表面レリーフ格子の格子深さと回折効率の関係を示す図である。
【図５５】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図５６】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図５７】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図５８】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図５９】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図６０】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図６１】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【図６２】本発明に係る回折格子の複製方法の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
２０：回折格子
２０−１〜２０−３：回折格子領域
２１，２２：レンズ
２３，２３−１〜２３−３：セクターマスク
２４：基板
２５：記録材料
２６：ホログラム原板
２７：レンズ（コリメートレンズ）
２８，３１，３９：複製用記録材料
３０：ホログラム原板
３２：体積位相型回折格子
３３〜３７：表面レリーフ回折格子を用いたホログラム原板
３８：ホログラム原板
３８ａ：ホログラム回折格子
４０：レンズ
４１：ピンホール
４２：コリメートレンズ
４３：集光レンズ
４４：コリメートレンズ
４５：レンズアレイ
４６：強度分布平坦化フィルタ
４７：偏光性回折格子
４８，４８−１，４８−２：光源
４９：光検出器
５０：コリメートレンズ（カップリングレンズ）
５１：１／４波長板
５２：対物レンズ
５３，１１７：光記録媒体（光ディスク）
６１，６２：ホログラム
６３：位相板
７１：レンズ
７２：原板
７３，７３’：リレー光学系のレンズ
７４，７４’：リレー光学系のレンズ
７５：複製用記録材料
７６：空間フィルタ
８１：レンズ
８２：コリメートレンズ
８３：レンズ群
８４：原板
８５，８６：リレー光学系
８５’，８６’：リレー光学系
８７：複製用記録材料
１２３：光ヘッド装置（光ピックアップ装置）
３０１：第１の原板
３０２：第２の原板
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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