JPH03278002A - 光学素子およびそれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents

光学素子およびそれを用いた光ピックアップ装置

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JPH03278002A
JPH03278002A JP2061299A JP6129990A JPH03278002A JP H03278002 A JPH03278002 A JP H03278002A JP 2061299 A JP2061299 A JP 2061299A JP 6129990 A JP6129990 A JP 6129990A JP H03278002 A JPH03278002 A JP H03278002A
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茂 青山
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龍男 大垣
Maki Yamashita
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背策 技術分野 この発明は、光学素子およびそれを用いた光ピックアッ
プ装置に関する。
従来技術 光ディスク等の光学的記録媒体に記録されているデータ
または情報を読取るための光ピックアップ装置は、光源
としての半導体レーザ、半導体レーザからの出射光をコ
リメートするためのレンズ、光学的“記録媒体上に光ス
ポットを形成するための対物レンズ、対物レンズを通し
て得られる記録媒体からの反射光を検知する受光素子等
に加えて、使用するフォーカシング・エラー検出法およ
びトラッキング・エラー検出法に応じて、グレーティン
グ、偏光ビーム・スプリッタ、シリンドリカル・レンズ
等の多くの光学素子を備えている。
光ピックアップ・デイバイスはこれらの多くの光学素子
を組合せて構成されるので、光軸調整等を含む組立作業
がかなり煩雑である。
発明の概要 発明の目的 この発明は、レンズ機能ともう１つの光学的機能の２つ
の機能をもつ光学素子を提供することを目的とする。
この発明はまた。２つの光学的機能をもつ光学的素子を
用い１組立作業の簡略化と小型化を図ることのできる光
ピックアップ装置を提供することを目的とする。
発明の構成９作用および効果 この発明による光学素子は、互いに異なる２種類のグレ
ーティング・パターンが１ｆｆｉ畳されて構成される合
成グレーティング・パターンが基板に形成されているこ
とを特徴とする。
グレーティングは、基板表面の凸条と凹溝によって光の
回折を生じさせるレリーフφタイプ（もしくはコルゲー
ション・タイプ）または基板の屈折率の変化によって光
の回折を生じさせる屈折率分布タイプによって実現され
る。
２種類のグレーティング中パターンのうちの一方をフレ
ネルψレンズφパターンとすることにより、光の集光作
用またはコリメート作用（すなわちレンズ機能）が実現
される。２Ｆｌ類のグレーティング・パターンのうちの
他方を等間隔の直線状グレーティング・パターンとする
ことにより。
この光学素子によって上記のレンズ機能と直線状グレー
ティングによる光の回折機能とが実現される。
２種類のグレーティング中パターンのうちの一方をフレ
ネル・レンズ・パターン、他方を不等間隔の直線状グレ
ーティング・パターンとすることにより、１点に集光す
るレンズ機能と直線状に集光するシリンドリカル・レン
ズ機能の両方を実現することができる。したがって、こ
の光学素子に平行光を入射すると非点収差が生じる。
入射光の１波長から１／２波長の間の周期をもつ高密度
グレーティングは特定の偏光方向の入射光にブラッグ回
折を生じさせる。すなわち、高密度グレーティングは偏
光ビーム−スプリッタまたは偏光フィルタとして作用す
る。２種類のグレーティング中パターンのうちの一方を
フレネル・レンズ・パターン、他方を高密度グレーティ
ング・パターンとすることにより、レンズ機能と偏光ビ
ーム・スプリッタ機能とをもつ光学素子が実現する。
この発明による光学素子は、入射光の波長の１／２以下
の周期をもちかつ互いに直交する２種類の超高密度グレ
ーティングを備えている。これら２種類の超高密度グレ
ーティングの厚さは等しく設定されている。第１の種類
の超高密度グレーティングは、その包絡線パターンが、
入射光の１波長以上の間隔の第３のグレーティング形状
を表わすように配置されている。第２の種類の超高密度
グレーティングは第３のグレーティングの溝に相当する
部分に設けられている。
周期が入射光の波長の１／２以下の周期をもつ超高密度
グレーティングは複屈折率特性をもつ。
したがって、第１の種類の超高密度グレーティングにお
けるグレーティングに直交する方向の屈折率と、第２の
種類の超高密度グレーティングにおけるグレーティング
に平行な方向の屈折率とが等しくなるように、これら２
種類の超高密度グレーティングのデユーティ比を決定し
ておくと、第３のグレーティングによって、第３のグレ
ーティングに平行な方向に偏光された光のみが回折され
。
他の方向の偏光成分をもつ光は透過する。このようにし
て、偏光ビーム・スプリッタ機能が達成される。
第３のグレーティングを不等間隔グレーティングとする
ことにより、シリンドリカル・レンズの機能が達成され
る。
この発明による上述した光学素子は光ピックアップ装置
に利用することができる。これらの光学素子は２種類の
光学的機能をもつので、光ピックアップ装置の小型化を
図ることができるとともに９組立てが８昌となる。
好ましい実施例の説明 第１図および第２図はこの発明による光学素子の第１の
実施例を示している。
入射光に対して透明な基板１０の一表面上に、マイクロ
拳フレネル・レンズのための輪帯状のグレーティング（
フレネル・レンズ−パターンという）１１と、直線状の
グレーティング１２とが形成されている。これらのグレ
ーティング１１および１２はレリーフ・タイプのもので
あり１周期的に交互に繰返す凸条と凹溝とからなる。
より分りやすくするために、マイクロ・フレネル・レン
ズおよび直線状グレーティングがそれぞれ第３ａ図およ
び第３ｂ図に示されている。第３ａ図において、マイク
ロｅフレネル・レンズのグレーティング１１は、外周に
いくほどグレーティング周期が小さくなっており、かつ
ブレーズ化されている。直線状グレーティング１１は、
第３ｂ図に示すように、一定の周期へをもつステップ・
タイプのものである。これらの２種類のグレーティング
１１と１２が、それらの凹溝を優先した形態で重ね合わ
されることにより、第１図および第２図に示す光学素子
１のグレーティング（合成グレーティング・パターン）
が構成されている。グレーティング１１および１２の周
期は入射光の波長λ以上である。
フレネル争しンズ争パターンをステ・ノブ（矩形）状と
してもよいし、直線状グレーティングをブレーズ化して
もよいのはいうまでもない。
コリメートされた光がこの光学素子１に入射すると、そ
の入射光はフレネル・レンズ・パターン１１によって回
折され、その１次回折光はフレネル・レンズ・パターン
１１によって定まる焦点位置に集光する。このコリメー
ト入射光は直線状グレーティング１２によっても回折さ
れる。直線状グレーティング１２による２次以上の回折
光を無視し、透過光（０次光）および±１次の回折光を
考える。直線状グレーティング１２の透過光は第２図に
鎖線で示すようにフレネル・レンズ・パターン１１によ
って集光される。直線状グレーティングＩ２の＋１次の
回折光および一１次の回折光も、第２図に破線で示すよ
うに、フレネル・レンズ・パターン１１によって透過光
とは別の点に集光される。このようにして、光学素子１
は入射光を３個の光ビームに分割し、かつこれらの３個
の光ビームをそれぞれ異なる点に集光するように作用す
る。
直線状グレーティング１２における透過光と±１次回折
光の強度は、このグレーティング１１のデユーティ比ａ
／Δによって定められる。ここでＡはグレーティングの
周期、ａは凸条部分の幅である。＋１次または一１次の
回折効率ηは次式で表わされる。
η−（４／π２）　５１ｎ２［（ａ／Ａ）　πｌ第４図
は光学素子１の変形例を示している。ここではフレネル
・レンズ拳パターン１１と直線状グレーティング１２が
それらの凸条を重ね合わせるようにして基板１０上に形
成されている。
第５図は上述した光学素子１を利用して構成される光ピ
ックアップ装置の構成例を示している。
光源としての半導体レーザ８から出射するレーザ光は広
がりながら光学素子１に入射する。光学素子１はこのレ
ーザ光を３つの光ビームに分割しかつそれぞれをコリメ
ートするように作用する。
半導体レーザ８の出射レーザービームは楕円形の断面を
もつので、このレーザ・ビームを円形断面のコリメート
光に整形できるように、プリズム等からなる整形光学系
を設けるか、または光学素子１のフレネル中レンズ・パ
ターンを楕円形にすることが好ましい。
光学素子１から得られる３つの光ビームはビーム・スプ
リッタ１５を経て対物レンズ７によって光デイスク９上
のそれぞれ異なる位置に集光される。光ディスク９から
の３つの反射光は対物レンズ７を経てビーム・スプリッ
タ１５で偏光され、受光レンズ１８によって３個の受光
素子１７．１１１１および１９上にそれぞれ集光される
。中央の受光素子１７は相互に独立した４個の受光部分
を有し、この受光素子１７の出力信号から読取信号およ
びフォーカシング・エラー信号が生成される。他の２個
の受光素子１８および１９の出力信号からトラッキング
・エラー信号が生成される。
第６図および第７図はこの発明の第２の実施例を示すも
のである。
これらの図において、透明基板２０の一表面上に、フレ
ネル−レンズ・パターン２１と不等間隔の直線状グレー
ティング２２とがそれらの凹溝を優先するようにして重
ね合わされて形成されている。
不等間隔グレーティング２２は、この実施例では。
基板２０の一側から他側に向ってグレーティング間隔（
周期）が小さくなるものである。不等間隔グレーティン
グの他の例としては１両側部から中央部に向ってグレー
ティング間隔が狭くなるもの。
逆に両側部から中央部に向ってグレーティング間隔が広
くなるもの２等を挙げることができる。
このような光学素子２に平行光が入射すると。
グレーティング２２の透過光は、第６図に鎖線で示すよ
うに、フレネル・レンズ・パターン２１によってその先
軸上に集光される。グレーティング２２による１次の回
折光は、第６図に破線で示すように、フレネル・レンズ
の光軸からずれた位置に集光されるが、この集光される
光には非点収差が生じる。不等間隔グレーティング２２
がシリンドリカル・レンズの機能を果たし、光軸に直交
する２方向で焦点距離が異なるからである。
第８図は上述した光学素子２を一構成要素として含む光
ピックアップ装置の構成を示している。
半導体レーザ８の出射光は光学素子２に入射し、この光
学素子２の不等間隔グレーティング２２を透過する光（
０次光）がフレネル・レンズ・パターン２１によってコ
リメートされる。フレネル・レンズ・パターンは上述の
ように楕円形であることが好ましい。このコリメート光
は対物レンズ７によって集光され、光デイスク９上に光
スポットを形成する。光ディスク９からの反射光は対物
レンズ７を経てコリメートされ、光学素子２に入射する
。この反射光の光学素子２による１次回折光（不等間隔
グレーティング２２による１次回折光）を受光する位置
に受光素子２７が配置されている。
受光素子２７は４個の独立した受光部を錫え、この受光
素子２７からの４つの受光信号を用いて非点収差法によ
りフォーカシング・エラー信号が作成される。すなわち
、対物レンズ７と光ディスク９との距離りが対物レンズ
７の焦点距離に等しいときには、光ディスク９からの反
射光は対物レンズ７で正しくコリメートされて光学素子
２に入射するので、受光素子２７上には円形の光スポッ
トが形成される。距離りに変動があると９反射光は対物
レンズ７によって正しくコリメートされず、光学素子２
に斜めに入射することになるので、受光素子２７の受光
面上の光スポットは楕円形となる。
トラッキング・エラー信号はプッシュプル法（ファーフ
ィールド法）を用いて作成される。すなわち、受光素子
２７の４個の受光部を２つのグループに分け、各グルー
プの和信号の差をとることによりトラッキング・エラー
信号が生成される。読取信号は４個の受光部の出力信号
の和をとることにより生成される。
上記実施例では１円状または楕円状のグレーティング・
パターンと直線状のグレーティング・パターンの組合せ
により光学素子の合成グレーティング・パターンが形成
されているが、これらのパターン形状は任意である。た
とえば直線状グレーティングに代えて円弧状パターンの
グレーティングを用いてもよい。
第９図から第１１図はこの発明の第３の実施例を示して
いる。
これらの図において、入射光の波長をλとした場合１周
期がλ〜λ／２の範囲の高密度の直線状グレーティング
３２がフレネル・レンズ・パターン３１に重畳されて構
成された（ｌＩＩ線状グレーティング３２の厚さをフレ
ネル・レンズ・パターンの厚さで変調した形の）合成グ
レーティング・パターンが基板３０上に形成されている
。高密度直線状グレーティング３２の周期が波長λ以下
であるので。
このグレーティング３２では上述した意味での光の回折
は生じない。
高密度グレーティング３２をもつ光学素子３は。
集光作用をもつ偏光ビーム・スプリッタとして使用され
る。第１２図に示すように、入射光に対してブラッグの
回折条件を満足するように光学素子３を斜めに配置する
。この光学素子３の高密度グレーティング３２のグレー
ティング方向（グレーティングの長手方向；Ｚ方向）に
偏光された光はブラッグ回折によって破線で示すように
回折されかつフレネル書レンズによって集光される。他
の偏光方向の光は、鎖線で示すように、ブラッグ回折さ
れずフレネル・レンズによって単に集光される。このよ
うに、この光学素子３は入射光を偏光方向に応じて分離
しく偏光分離作用）かつ集光する機能をもつ。高密度グ
レーティングの偏光分離作用については、　Ｎ、Ｇ、Ｍ
ｏｈａｒａｓ　ｅｔ　ａｌ。
”ｏ＋ｒｒｒａｃｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｌｓｔ
ｌｃｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｓｕｒｒａｅｅ
−ｒｅ＋１ｅｒ　ｇｒａ目ｎｇｓ　、　Ａｐｐｌｊｅｄ
　Ｏｐ口ｃｓ。
Ｖｏｌ、２３．　Ｎｏ、１８．１５　Ｓｅｐｔｅｍｂｅ
ｒ　１９ｇ４．　ｐｐ３２１４−３２２０を参照。
第１３図は光学素子３を光磁気ディスクからデータを読
取る光ピックアップ装置に応用した例を示している。
半導体レーザ８の出射光はコリメータ・レンズ３３でコ
リメートされ、偏光ビーム・スプリッタ３４を経て直線
偏光となり、対物レンズ７によって光磁気ディスク９Ａ
上に集光する。光磁気ディスク９Ａに投射された直線偏
光の光はディスク９Ａ面上の磁気記録によってその偏光
面が回転する（にｅｒｒ効果、　ｐａｒａｄｙ効果）。
光磁気ディスク９Ａからの反射光は対物レンズ７でコリ
メートされ。
偏光ビーム−スプリッタ３４によって受光光学系に導か
れる。受光光学系は１／２波長板３５．シリンドリカル
・レンズ３Ｂ、光学素子３および２つの受光素子３７．
３８を含む。受光素子３７は４個の独立した受光部を含
んでいる。シリンドリカル・レンズ３６と光学素子３の
フレネル・レンズとによって非点収差が生じ、その光が
受光素子３７によって受光される。したがって、受光素
子３７の出力信号に基づいて、上述したように、非点収
差法によるフォーカシング・エラー信号およびプッシュ
プル法によるトラッキング・エラー信号が生成される。
一方、光学素子３によってブラッグ回折された光は受光
素子３８に受光される。受光素子３７と３８の出力信号
の差に基づいて、偏光面の回転、すなわち磁気記録デー
タを表わす信号が得られる。符号３９は光磁気ディスク
９Ａへのデータの記録時に用いられる磁石（または電磁
石）を示す。
第１４ａ図から第１４ｃ図は上述した光学素子１゜２ま
たは３の製造方法を示している。
まず、Ｔｉ子ビーム・リソグラフィ、その他の方法によ
って光学素子の合成グレーティング・パターンが形成さ
れ、これを原型として転写法、電鋳法等によりスタンパ
１４が作成される（第１４ａ図）。
次に、ガラス等の透明基板１０上に紫外線硬化型の透明
樹脂１３を塗布しく第１４ｂ図）、その上にスタンパ】
４を置く。そして、スタンパ１４と基板１０との間に適
当な圧力を加えながら、基板１０側から紫外線を照射し
、樹脂１３を硬化させる（第１４ｃ図）。スタンパ１４
を取外せば、基板１０上に合成グレーティング・パター
ンが形成された光学素子が得られる。基板１０と合成グ
レーティング・パターンの両方を一体的に樹脂成形して
もよい。
第１５図および第１Ｂ図はこの発明の第４の実施例の光
学素子を示している。
この光学素子４では、入射光の波長λの１／２以下の周
期をもつ２ｓｉ類の超高密度等間隔直線状グレーティン
グ４１および４２が基板４０上に形成されている。第１
の超高密度グレーティング４１は適当な間隔をあけて設
けられており、その包絡線は鎖線４３で示すようにｊｉ
３の不等間隔直線状グレーティングを表わしている。こ
の実施例では第３のグレーティング４３は不等間隔グレ
ーティングであり、その最小間隔（周期）は入射光の波
長λ以上である。第３のグレーティング４３の凹溝に相
当する部分に第２の超高密度グレーティング４２が設け
られており、この第２の超高密度グレーティング４２は
第１の超高密度グレーティング４１に直交している。両
超高密度グレーティング４１と４２の厚さ（深さ）は等
しい。
周期が入射光の波長λの１／２以下の超高密度グレーテ
ィングは入射光を回折することはな（（入射光はそのま
ま透過する）、入射光に対して複屈折特性を示す。すな
わち、入射光の偏光方向に応じて異なる屈折率を示す。
第１の超高密度グレーティング４１の周期をＡ　、凸条
の幅をａｌとする。第２の超高密度グレーティング４２
の周期をΔ２．凸条の幅をａ２とする。これらの超高密
度グレーティング４１．４２のデユーティ比にはそれぞ
れａ　／Δ　、ａ　２　／　Ａ　２で表わされる。超高
密１ 度グレーティング４１．４２は複屈折特性を示すがら、
これらのグレーティングに平行な（グレーティングの凸
条の長手方向に平行な）方向の偏光をもつ光に対する屈
折率ｎ、とグレーティングに垂直な方向の偏光の光に対
する屈折率ｎＡとは異なる値を示し、しかもこれらの屈
折率ｎ、、ｎムは第１８図に示すようにデユーティ比ｋ
に応じて変化する。第１８図において、ｎｏはグレーテ
ィング媒質の屈折率、１は空気の屈折率である。デユー
ティ比がｇの場合のグレーティングに平行な方向の屈折
率ｎ、（１））とデユーティ比がｍの場合のグレーティ
ングに垂直な方向の屈折率ｎｉ（腸）とは等しい値ｎｂ
を示す。
超高密度グレーティング４１における屈折率ｎｚ、ｎ五
に下添字１を付し、超高密度グレーティング４２におけ
る屈折率ｎｌ、ｎ、に下添字２を付して表わす。ｎ１五
−ｎ２．−ｎｂとなるようにこれらの超高密度グレーテ
ィング４１．４２のデユーティ比（グレーティング４１
のデユーティ比がｍ。
グレーティング４２のデユーティ比がｐ）を定めると、
第１７ａ図に示すように、グレーティング４１の方向に
垂直な（グレーティング４２の方向に平行な）偏光をも
つ入射光に対しては、この光学素子４は−様な屈折率を
もつ板状体となるから、この入射光は光学素子４を通過
し９回折現象は生じない。上記のようにグレーティング
のデユーティ比を定めると、第１８図から＊　　’　＋
７””　ｎ　　、　　ｎ　２ｊ−ｎ　　　（ｎ　　≠ｍ
　）となり、グレーティング４１のＣａ　　　　　　Ｃ 方向に平行な（グレーティング４２の方向に垂直な）偏
光をもつ入射光に対しては、光学素子４は第３のグレー
ティング４３の周期で屈折率が変化したグレーティング
となる。したがって、第１７ｂ図に示すように、このよ
うな入射光はグレーティング４３によって回折される。
このようにして、光学素子４は偏光ビーム・スプリッタ
の機能をもつことになる。しかもグレーティング４３の
周期はその幅方向に変化しているから光学素子４はシリ
ンドリカル・グレーティング・レンズと同等の機能をも
つことになる。
グレーティング４３の凸条と凹溝の屈折率差はｎ　　−
ｎ　　であるから、最大の回折効率（１次光ａ　　　　
　　Ｃ の回折効率）が得られるグレーティングの厚さｄ（第１
６図参照）はｄ−λ／２＜ｎ　　−ｎ　　）で与えａ　
　　　　　Ｃ られる。第１９図は入射光の偏光角に対する１次回折光
の回折効率（実線で示す）および０次光の透過効率（破
線で示す）を示している。第１７ａ図に示す入射光の偏
光角を０としている。
−例を示すと、ｎ−１，５７の紫外線硬化樹脂を用いて
グレーティング４１．４２を作製した場合、１−０．４
１．　　ｍ−０，６７のときｎ　ｂ　−１，２７となる
。またｎ　　””　１−４１＋　　ｎ　　−１、１５と
なり、このときの厚さａ　　　　　　　　　　　　　　
Ｃ はｄ　−１，５２μｍとなる。入射光の波長はλ−０．
７８μｍである。
このような光学素子４は、第２０図に示すように、光磁
気ディスクの光ピックアップ装置として利用することが
できる。第２０図において第１３図に示すものと同一物
には同一符号が付しである。第１３図に示すシリンドリ
カル・レンズ３６および光学素子３に代えて、光学素子
４および集光レンズ４７、４８が配置されている。光磁
気ディスク９Ａからの反射光のうち光学素子４で回折さ
れた光が集光レンズ４７を経て受光素子３７に入射し、
この受光素子３７の出力に基づいてフォーカシング・エ
ラー信号およびトラッキング・エラー信号が生成される
。光学素子４を透過した光は集光レンズ４８を経て受光
素子３８に入射する。受光素子３７と３８の出力信号に
基づいて読取信号が生成される。
第２１ａ図から第２１ｃ図は光学素子４の作製方法を示
すものである。基板４０上に反応性イオン・エツチング
（またはイオン・ビーム・エツチング）によるエツチン
グ・レートの高いレジストまたは他の媒質４４を厚く塗
布し、その上にエツチング・レートの低い電子ビームφ
レジスト４５を薄く塗布する（第２１ａ図）。電子ビー
ム・リソグラフィにより電子ビーム・レジスト４５上に
、グレーティング４１．４２に対応する超高密度グレー
ティングを形成する（第２１ｂ図）。最後に、電子ビー
ム・レジストによる超高密度グレーティングをマスクと
して反応性イオン・エツチングによって媒質４４をエツ
チングする（ｍ２１ｃ図）。グレーティングの厚さｄは
レジスト４５および媒質４４の厚さによって制御される
。
このようにして作製された光学素子を原型としてスタン
パを作製し、このスタンパを用いて光学素子４を複製す
ることもできる。
上記実施例では、第３のグレーティングとしてシリンド
リカル・グレーティング・レンズが示されているが、他
のタイプのグレーティング、たとえば等間隔グレーティ
ング、円弧状グレーティング等任意の形のものを採用し
うる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１の実施例の光学素子を示す平面
図である。 第２図は第１図の■−■線にそう断面図である。 第３ａ図はマイクロ・フレネル・レンズの断面図、第３
ｂ図は等間隔グレーティングの断面図である。 第４図は光学素子の変形例を示す断面図である。 第５図は第１図に示す光学素子を用いた光ピックアップ
装置の光学的構成を示すものである。 第６図はこの発明の第２の実施例の光学素子を示す斜視
図である。 第７図は第６図の■−■線にそう拡大断面図である。 第８図は第６図に示す光学素子を用いた光ピックアップ
装置の光学的構成を示すものである。 第９図はこの発明の第３の実施例の光学素子を示す平面
図である。 第１θ図は第９図のＸ−Ｘ線にそう断面図である。 第１１図は第１Ｏ図の一部の拡大図である。 第１２図は第３の実施例による光学素子の偏光分離作用
を示すものである。 第１３図は第９図に示す光学素子を用いた光ピックアッ
プ装置の光学的構成を示すものである。 第１４ａ図から第１４ｃ図は上述した光学素子の製造方
法を説明するものである。 第１５図はこの発明の第４の実施例の光学素子を示す斜
視図である。 第１６図は第１５図の一部を拡大して示すものである。 第１７ａ図および第１７ｂ図は第１５図に示す光学素子
の機能を説明するためのものである。 第１８図はデユーティ比と屈折率との関係を示すグラフ
である。 第１９図は入射偏光角と回折効率との関係を示すグラフ
である。 第２０図は第１５図に示す光学素子を用いた先ピックア
ップ装置の光学的構成を示すものである。 第２１ａ図から第２１ｃ図は第１５図に示す光学素子の
製造方法を示すものである。 １．２，３．４・・・光学素子。 ９・・・光ディスク。 ９Ａ・・・光磁気ディスク。 １０、２０．３０．４０・・・基板。 １１、２１．３１・・・フレネル帝しンズ拳パターン。 １２・・・等間隔直線状グレーティング。 ２２・・・不等間隔直線状グレーティング。 ３２・・・高密度グレーティング。 ４１、４２・・・超高密度グレーティング。 ４３・・・第３のグレーティング。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）互いに異なる２種類のグレーティング・パターン
    が重畳されて構成される合成グレーティング・パターン
    が基板に形成されている光学素子。
  2. （２）２種類のグレーティング・パターンのうちの一方
    が、フレネル・レンズ・パターンである、請求項（１）
    に記載の光学素子。
  3. （３）２種類のグレーティング・パターンのうちの他方
    が等間隔の直線状グレーティング・パターンである、請
    求項（２）に記載の光学素子。
  4. （４）２種類のグレーティング・パターンのうちの他方
    が不等間隔の直線状グレーティング・パターンである、
    請求項（２）に記載の光学素子。
  5. （５）２種類のグレーティング・パターンのうちの一方
    が、入射光の波長以上の間隔をもつものであり、他方が
    入射光の１波長から１／２波長の間の周期をもつ高密度
    グレーティング・パターンである請求項（１）に記載の
    光学素子。
  6. （６）２種類のグレーティング・パターンのうちの一方
    がフレネル・レンズ・パターンである請求項（５）に記
    載の光学素子。
  7. （７）入射光の波長の１／２以下の周期をもちかつ互い
    に直交する２種類の超高密度グレーティングを有し、 第１の種類の超高密度グレーティングが、入射光の１波
    長以上の間隔の第３のグレーティングを表わす包絡線パ
    ターンを形成するように配置され、 第２の種類の超高密度グレーティングが、第３のグレー
    ティングの溝に相当する部分に設けられ、 第１の種類の超高密度グレーティングと第２の種類の超
    高密度グレーティングの厚さが等しく設定されている、 光学素子。
  8. （８）第１の種類の超高密度グレーティングにおけるグ
    レーティングに直交する方向の屈折率と、第２の種類の
    超高密度グレーティングにおけるグレーティングに平行
    な方向の屈折率とが等しくなるように、これら２種類の
    超高密度グレーティングのデューティ比が決定されてい
    る、請求項（７）に記載の光学素子。
  9. （９）上記包絡線パターンによって表わされる第３のグ
    レーティングが不等間隔グレーティングである、請求項
    （７）に記載の光学素子。
  10. （１０）レーザ光源からのレーザ光を３つの光ビームに
    分割しかつこれらの光ビームをコリメートして対物レン
    ズに入射させるための光学素子として、フレネル・レン
    ズ・パターンと等間隔グレーティング・パターンとが重
    畳されて構成される合成グレーティング・パターンが基
    板に形成された光学素子が用いられている光ピックアッ
    プ装置。
  11. （１１）対物レンズを通してコリメートされた光学的記
    録媒体からの反射光を受光素子に導くための光学素子と
    して、フレネル・レンズ・パターンと不等間隔グレーテ
    ィング・パターンとが重畳されて構成される合成グレー
    ティング・パターンが基板に形成された光学素子が用い
    られている光ピックアップ装置。
  12. （１２）光磁気記録媒体からの反射光を受光素子に導く
    ための光学素子の１つとして、フレネル・レンズ・パタ
    ーンと反射光の１波長から１／２波長の間の周期をもつ
    高密度グレーティング・パターンとが重畳されて構成さ
    れる合成グレーティング・パターンが基板に形成された
    光学素子が用いられている光ピックアップ装置。
  13. （１３）光磁気記録媒体からの反射光を受光素子に導く
    ための光学素子の１つとして、 入射光の波長の１／２以下の周期をもちかつ互いに直交
    する２種類の超高密度グレーティングを有し、 第１の種類の超高密度グレーティングが、入射光の１波
    長以上の間隔の第３のグレーティングを表わす包絡線パ
    ターンを形成するように配置され、 第２の種類の超高密度グレーティングが、第３のグレー
    ティングの溝に相当する部分に設けられ、 第１の種類の超高密度グレーティングと第２の種類の超
    高密度グレーティングの厚さが等しく設定されており、 第１の種類の超高密度グレーティングにおけるグレーテ
    ィングに直交する方向の屈折率と、第２の種類の超高密
    度グレーティングにおけるグレーティングに平行な方向
    の屈折率とが等しくなるように、これら２種類の超高密
    度グレーティングのデューティ比が決定されており、 上記包絡線パターンによって表わされる第３のグレーテ
    ィングが不等間隔グレーティングである、 そのような光学素子が用いられている光ピックアップ装
    置。
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