(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる入射位置に入射される光軸が互いに平行な異なる波長の２つ入射光を同一の個所に向け射出する回折格子部材であって、射出面には、入射方向に沿う立上り面部と該立上り面部から張り出し細幅に形成された回折面部とを備えた段部を所定段数備え、前記回折面部は、隣接する回折面部を通過する光に一の入射光の波長の整数倍とした光路差を与える階段状格子部が並設された格子面を備えるものにおいて、
前記回折面部は前記入射光の入射方向に垂直な面に対し上記階段状格子部の高さが増加する方向に向け回折格子部材の厚みが減少するように傾斜し、入射光の光軸の法線を含む平面に対し１°〜２．５°の傾きをなすことを特徴とする回折格子部材。
【請求項２】
前記入射光のうち一方の入射光の波長は６５５ｎｍであり、他方の入射光の波長は７８５ｎｍであり、波長６５５ｎｍの入射光の回折０次光と、波長７８５ｎｍの入射光の１次回折光とが受光素子に射出されることを特徴とする請求項１記載の回折格子部材。
【請求項３】
前記階段状格子部には回折面部が６面形成されてなることを特徴とする請求項２に記載の回折格子部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回折格子部材に係り、特に異なる入射位置に平行に入射される異なる波長の２つの入射光を同一の個所に向け射出する回折格子部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤ及びＤＶＤの２種の媒体から信号を読み取る光ピックアップでは、ＣＤの読み取りに用いられる波長７８５ｎｍのレーザ光と、ＤＶＤの読み取りに用いられる波長６５５ｎｍのレーザ光とを読み取りの対象としている。
【０００３】
このような光ピックアップにあっては、図１に示すように、二つの波長（６５５ｎｍ,７８５ｎｍ）のレーザ光１、２を発振するレーザダイオード３からの光を、ビームスプリッタ４で進行方向を変更した後、集光レンズ５でＣＤ媒体、ＤＶＤ媒体の信号面（図示していない）に集光して照射し、該媒体信号面で変調された反射光を上記集光レンズ５を経て上記ビームスプリッタ４を通過させ、このビームスプリッタ４を通過させた光をフォトダイオード６上に集光して、該フォトダイオード６で入射された光エネルギーを電気エネルギーに変換して、電気信号を得るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した光ピックアップは、ＣＤ再生用の波長７８５ｎｍの光１と、ＤＶＤ再生用の波長６５５ｎｍの光２を出力するレーザダイオード３を備えており、該レーザダイオード３においては、２つの波長の光１，２が出力される位置がわずかに異なっている（例えば１１０μｍ程度）。そのため、これらの２波長の光は、ビームスプリッタ４、集光レンズ５をへてフォトダイオード６に集光されるときには、そのままではフォトダイオード６の同一の位置に集光されないこととなる。
【０００５】
これに対処して、本出願人は、ビームスプリッタ４の後段に回折格子部材７を配置して、波長７８５ｎｍの光の０次光と、波長６５５ｎｍの光の１次回折光とがフォトダイオード６の同一の個所に焦点を結ぶようにしたものを提案した。
【０００６】
この回折格子部材７は、図２に示すように、光軸方向に延びる側面部１１と、該側面部１１から側面部１１に対する垂直方向に張り出す回折面部１２とをそなえた所定段数（この例では６段）の階段状格子部１０を繰り返し形成した格子面８が光の射出面側に形成され、隣接した回折面部１２を通過する光に与える光路差が入射光１の波長６５５ｎｍの整数倍に設定したものである。
【０００７】
このような回折格子部材７を使用することにより、図２に示すように、ＤＶＤ再生用の波長６５５ｎｍの光１の０次光（透過光）と、ＣＤ再生用の波長７８５ｎｍの光の１次回折光とが光軸上に配置されたフォトダイオード６の同一の個所（受光面）に入射されることとなる。
【０００８】
また、上述した従来の回折格子部材にあっては、波長７８５ｎｍの光の１次回折光の回折効率が低くなってしまうという問題がある。さらに、従来の回折格子部材にあっては、波長６５５ｎｍの光の０次光と、波長７８５ｎｍの光の１次回折光についてはそのネルギー量に大きな差が生じる場合があり、両光のエネルギー量にあまり差がないようにしたいという要請がある。
【０００９】
ところで、近年ＤＶＤディスクにあっては媒体の二層に信号が記録されることが一般的であり、このような二層のＤＶＤディスクにあっては、入射されるレーザ光の反射率は十数パーセントと低く、ＣＤディスクにおいても、書き換え型のＣＤ−ＲＷディスクの反射率は低く、光ピックアップの受光素子に入射する光は少なくなり、このような光ディスクの読み取りに際しても、なるべく光ピックアップにおける光信号の損失を低減したいという要望がある。
【００１０】
本発明は、係る実情に鑑みなされたものであり一の波長の光の０次光と、他の波長の光の１次回折光を受光素子の同一個所に集光できるようにするとともに、受光に用いる前記他の波長の光の１次回折光の回折効率を高いものとし、両波長の光のエネルギー量に大きな差が生じないようにできる回折格子部材を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するため、異なる入射位置に入射される光軸が互いに平行な異なる波長の２つ入射光を同一の個所に向け射出する回折格子部材であって、射出面には、入射方向に沿う立上り面部と該立上り面部から張り出し細幅に形成された回折面部とを備えた段部を所定段数備え、前記回折面部は、隣接する回折面部を通過する光に一の入射光の波長の整数倍とした光路差を与える階段状格子部が並設された格子面を備えるものにおいて、前記回折面部は前記入射光の入射方向に垂直な面に対し上記階段状格子部の高さが増加する方向に向け回折格子部材の厚みが減少するように傾斜し、入射光の光軸の法線を含む平面に対し１°〜２．５°の傾きをなすことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記入射光のうち一方の入射光の波長は６５５ｎｍであり、他方の入射光の波長は７８５ｎｍであり、波長６５５ｎｍの入射光の回折０次光と、波長７８５ｎｍの入射光の１次回折光とが受光素子に射出されることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明は、前記階段状格子部には回折面部が６面形成されてなることを特徴とする。
【００１６】
本発明では、回折格子部材の折面部は、隣接する回折面部を通過する光に一の入射光の波長の整数倍とした光路差を与える階段状格子部が並設された格子面を備え、回折面部は前記入射光の入射方向に垂直な面に対して傾斜して形成されているから、一の波長の光の０次光と、他の波長の光の１次回折光を受光素子の同一個所に集光できるほか、傾斜面の角度を変更することにより、両入射光の回折効率を変化させることができるから、両波長の光のエネルギー量に大きな差が生じない所望の量とすることができる。
【００１７】
また、回折面部を上記階段状格子部の高さが増加する方向に向け回折格子部材の厚みが減少するように傾斜することにより、形成受光に用いる他の波長の光の１次回折光の回折効率を高いものとすることができる。
【００１８】
さらに、入射される入射光のうち一方の入射光の波長は６５５ｎｍとし、他方の入射光の波長は７８５ｎｍとすれば、ＣＤとＤＶＤを再生するピックアップに使用するのに最適なものとすることができる。この場合、階段状格子部には回折面部を６面形成するようにすると、通常用いられる光学材料で形成される階段状回折格子部材部における波長７８５ｎｍの光の１次回折光の回折効率を高いものとすることができる。そして、上述のような場合、回折格子部材は、その回折面部の幅寸法を入射光の波長程度とすると、入射光の光軸の法線を含む平面に対して１°〜２．５°の傾きをなす。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る回折格子部材の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
本例に係る回折格子部材４０は、図１に示すように、上述したＣＤ媒体、ＤＶＤ媒体に異なる波長のレーザ光を照射し、反射した光をフォトダイオード６に照射し、この光エネルギーを電気エネルギーに変換して、電気信号を得る光ピックアップに使用される。ここで、本例に係る回折格子部材４０は、型材により光学合成樹脂を成形して大量に成形される。
【００２０】
本例では、異なる入射位置に入射される平行な入射光は、上述した従来の例と同様に１つのレーザダイオードから射出されるＤＶＤ再生用の波長６５５ｎｍの光と、ＣＤ再生用の波長７８５ｎｍの光を使用する。これらの２つのは長の光は、従来の光ピックアップと同様に、ビームスプリッタ４、集光レンズ５を経てフォトダイオード６に集光される。
【００２１】
本例では、ビームスプリッタ４の後段に本発明に係る回折格子部材４０を配置して、ＤＶＤ再生用の波長７８５ｎｍの光の０次光と、ＣＤ再生用の波長６５５ｎｍの光の１次回折光とが同一の個所に焦点を結ぶようにしている。
【００２２】
この回折格子部材４０は、図４及び図５に示すように、光軸方向に延びる側面部３１と、該側面部３１から側面部３１に対する垂直方向に張り出す回折面部３２とをそなえた６段の階段状格子部３０を繰り返し形成した格子面が回折格子部材４０の射出面側に形成され、隣接した回折面部３２は、それらの距離をΔとして、通過する光に光路差（（n−１）Δ：nは回折格子部材の屈折率、空気の屈折率を１とした）を与え、この光学的な光路差を入射光１の波長である６５５ｎｍの整数倍に設定している。
【００２３】
そして、本例では、回折格子部材４０の射出面には、入射方向に沿う立上り面部３１と、この立ち上がり面部３１から張り出し、細幅に形成された回折面部３２を６段備えた階段状格子部３０を並設するものとしている。
【００２４】
また、本例において、回折格子部材４０の前記回折面部３２は、図４に示すように、上記階段状格子部３０の高さが増加する方向に向け回折格子部材４０の段差量ｄｈが増加（ｄｈ＞０）するものから、図５に示すように階段状格子部の高さが増加する方向に向け回折格子部材の段差量が減少（ｄｈ＜０）するように傾斜して形成することができるものとしている。
【００２５】
さらに、本発明の回折格子部材４０は、入射される入射光のうち一方の入射光の波長は６５５ｎｍであり、他方の入射光の波長は７８５ｎｍであり、波長６５５ｎｍの入射光の回折０次光と、波長７８５ｎｍの入射光の１次回折光とが受光素子に射出されるものである。
【００２６】
このような条件において、段差量ｄｈを＋６０ｎｍから-３６０ｎｍまで変化させ、６５５ｎｍの０次光と、７８５ｎｍの１次回折光の回折効率を計算した。その結果を図３に示す。
【００２７】
図３から、６５５ｎｍの０次光と、７８５ｎｍの１次回折光の回折効率を良好とするためには、段差量ｄｈを０ｎｍ〜−２００ｎｍとすればよいことが分かる。
【００２８】
即ち、段差量ｄｈを０ｎｍとしたとき６５５ｎｍの０次光の回折効率は約８５％と極大であり、また７８５ｎｍの１次回折光の回折効率は約７５％であり実用に供することができる。６５５ｎｍの０次光は、段差量ｄｈを０ｎｍより大きくしたときには、低下するし、また、７８５ｎｍの１次回折光についても、その回折効率は７５％以下となり、実際に使用するには効率が悪い。
【００２９】
また、段差量ｄｈを-２００ｎｍとしたとき６５５ｎｍの０次光の回折効率は約８１％となり、また７８５ｎｍの１次回折光の回折効率は約８２％であり極大に近い。６５５ｎｍの０次光は、段差量ｄｈを-２００ｎｍより小さく（絶対値としては大きく）したときには急激に低下するから、７８５ｎｍの１次回折光の回折効率が８１％以上になるものの、実際には使用できない。
【００３０】
以上の理由により、本例の回折格子部材は、回折面部３２の幅寸法を入射される波長寸法に近い５．６７μｍとしたとき、上記条件で２つの光の回折面部３２が入射する光線の光軸に対してなす法線を含む平面に対して１°〜２．５°の傾きとなる。このようにすれば、２つの波長の入射光に対して、両入射光に対してともに高い回折効率を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明に係る回折格子部材によれば、回折格子部材の折面部は、隣接する回折面部を通過する光に一の入射光の波長の整数倍とした光路差を与える階段状格子部が並設された格子面を備え、回折面部は前記入射光の入射方向に垂直な面に対して傾斜して形成されているから、一の波長の光の０次光と、他の波長の光の１次回折光を受光素子の同一個所に集光できるほか、傾斜面の角度を変更することにより、両入射光の回折効率を変化させることができるから、両波長の光のエネルギー量に大きな差が生じない所望の量とすることができる。
【００３２】
また、回折面部を上記階段状格子部の高さが増加する方向に向け回折格子部材の厚みが減少するように傾斜することにより、形成受光に用いる他の波長の光の１次回折光の回折効率を高いものとすることができる。
【００３３】
さらに、入射される入射光のうち一方の入射光の波長は６５５ｎｍとし、他方の入射光の波長は７８５ｎｍとすれば、ＣＤとＤＶＤを再生するピックアップに使用するのに最適なものとすることができる。この場合、階段状格子部には回折面部を６面形成するようにすると、通常用いられる光学材料で形成される階段状回折格子部材部における波長７８５ｎｍの光の１次回折光の回折効率を高いものとすることができる。そして、上述のような場合、回折格子部材は、その回折面部の幅寸法を入射光の波長程度とすると、入射光の光軸の法線を含む平面に対して１°〜２．５°の傾きをなすようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回折格子部材が適応される光ピックアップの光学系の概要を示す図である。
【図２】従来の回折格子部材を示す図である。
【図３】本発明に係る回折格子部材における回折面部の傾き量に対する回折効率の変化を示すグラフである。
【図４】本発明に係る回折格子部材の断面形状を示す図である。
【図５】本発明に係る回折格子部材の断面形状を示す図である。
【符号の説明】
１  レーザ光
２  レーザ光
３  レーザダイオード
４  ビームスプリッタ
５  集光レンズ
６  フォトダイオード
７  回折格子部材
８  格子面
１０  階段状格子部
１１  側面部
１２  回折面部
３０  階段状格子部
３１  側面部
３２  回折面部
４０  回折格子部材
【図１】
0003817154.tif 000002
【図２】
0003817154.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003817154.tif 000005
【図５】
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