JP2005077659A - Optical element and optical pickup device using the element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子およびこれを用いた光ピックアップ装置に係り、特に、偏光分離素子としての機能と、1/4波長板としての機能とを備えた光学素子およびこれを備えた光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to an optical element and an optical pickup device using the optical element, and more particularly to an optical element having a function as a polarization separating element and a function as a quarter wavelength plate, and an optical pickup apparatus including the optical element. .
従来から、光ピックアップ装置に用いられる光ピックアップ用の光学素子としては、対物レンズ、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ、1/4波長板(QWP)および偏光分離素子としての偏光ビームスプリッタ(PBS)等がある。 Conventionally, as an optical element for an optical pickup used in an optical pickup apparatus, there are an objective lens, a collimator lens, a cylindrical lens, a quarter wavelength plate (QWP), a polarization beam splitter (PBS) as a polarization separation element, and the like. .
図6は、このような光学素子によって構成された従来の光ピックアップ装置の一例を示したものである。 FIG. 6 shows an example of a conventional optical pickup device constituted by such an optical element.
この光ピックアップ装置1は、レーザダイオード等の光源2から出射した光を、それぞれ別体に配設された回折格子3、偏光ビームスプリッタ4、1/4波長板5、コリメータレンズ6および対物レンズ7を順次透過させて光記録媒体9に照射し、その反射光を、前記対物レンズ7、前記1/4波長板5を透過させた後、前記偏光ビームスプリッタ4において透過方向に対し直交する方向に反射させるようになっている。 The optical pickup device 1 includes a diffraction grating 3, a polarization beam splitter 4, a quarter wavelength plate 5, a collimator lens 6, and an objective lens 7, which are arranged separately from light emitted from a light source 2 such as a laser diode. Are sequentially transmitted to irradiate the optical recording medium 9, and the reflected light is transmitted through the objective lens 7 and the quarter-wave plate 5, and then in the direction orthogonal to the transmission direction in the polarization beam splitter 4. It is designed to reflect.
偏光ビームスプリッタ4において光が反射するのは、光の偏光が1/4波長板5を2回透過する際に変化したためである。例えば、光源2の光がs偏光であれば、1/4波長板5を2回透過した光はp偏光となる。 The reason why the light is reflected by the polarization beam splitter 4 is that the polarization of the light changes when it passes through the quarter-wave plate 5 twice. For example, if the light from the light source 2 is s-polarized light, the light transmitted through the quarter-wave plate 5 twice is p-polarized light.
偏光ビームスプリッタ4において反射した光は、シリンドカルレンズ10によって集光された後に、フォトディテクタ11によって受光されて、読み出しデータ等として用いられるようになっている。 The light reflected by the polarization beam splitter 4 is collected by the cylindrical lens 10 and then received by the photodetector 11 to be used as read data or the like.
ところで、近年、このような光学素子およびこれを用いた光ピックアップ装置に対する小型化、低コスト化の要求がさらに強まりつつあるが、このような要求を満足するには、部品点数を削減し、組み立て工程を簡略化することが有効である。 By the way, in recent years, demands for downsizing and cost reduction of such optical elements and optical pickup devices using the optical elements are increasing. In order to satisfy such demands, the number of parts is reduced and assembly is performed. It is effective to simplify the process.
しかしながら、ガラス製の光学素子として用いられていた1/4波長板5は、2枚のガラス基板の間に位相フィルムと称される液晶シートを挟持した構造であったため、部品点数が多くなり、その上、光学性能においても、透過波面収差が発生し易いといった欠点を有していた。 However, the quarter-wave plate 5 used as a glass optical element has a structure in which a liquid crystal sheet called a phase film is sandwiched between two glass substrates, so the number of parts increases. In addition, the optical performance has a drawback that transmitted wavefront aberrations are likely to occur.
さらに、もう一つのガラス製の光学素子としての偏光ビームスプリッタ4は、ブロック状のガラスを接合した構造であったため、接合時に高精度の接合を要求され、この結果、組み立て工程が複雑になることによってコスト上昇の要因となっていた。 Furthermore, since the polarizing beam splitter 4 as another glass optical element has a structure in which block-shaped glass is bonded, high-precision bonding is required at the time of bonding, resulting in a complicated assembly process. As a result, the cost increased.
そこで、本発明者は鋭意研究した結果、近年のナノ加工技術等の微細加工技術を用いて1/4波長板と偏光分離素子とが統合された光学素子を実現することによって、部品点数の削減および組み立て工程の簡略化ならびに光学性能の向上を実現すべく本発明をなすに至った。 Therefore, as a result of diligent research, the present inventor has achieved a reduction in the number of parts by realizing an optical element in which a quarter-wave plate and a polarization separation element are integrated using a recent micro-processing technique such as a nano-processing technique. In addition, the present invention has been made to realize the simplification of the assembly process and the improvement of the optical performance.
本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、小型化および低コスト化の要求を満足することができ、あわせて光学性能を向上することができる光学素子およびこれを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and can satisfy the demands for miniaturization and cost reduction, and at the same time, an optical element capable of improving optical performance, and an optical pickup using the same. The object is to provide an apparatus.
前述した目的を達成するため、本発明の請求項1に係る光学素子の特徴は、光透過性基板に、少なくとも、微細周期構造からなる1/4波長板相当の機能を有する面と、微細周期構造からなる偏光分離素子相当の機能を有する面とを備えた点にある。 In order to achieve the above-described object, the optical element according to claim 1 of the present invention is characterized in that a light-transmitting substrate has at least a surface having a function equivalent to a quarter-wave plate made of a fine periodic structure, and a fine periodicity. And a surface having a function equivalent to a polarization separation element having a structure.
そして、このような構成によれば、1/4波長板と偏光分離素子とが一体化された光学素子を実現することができ、この結果、部品点数を削減し、組み立て工程を簡略化し、さらに、光学素子の光の透過に寄与する光透過界面の面数を削減することによって透過波面収差を低減することが可能となる。 According to such a configuration, an optical element in which the quarter-wave plate and the polarization separation element are integrated can be realized. As a result, the number of parts is reduced, the assembly process is simplified, The transmitted wavefront aberration can be reduced by reducing the number of light transmission interfaces that contribute to the light transmission of the optical element.
請求項2に係る光学素子の特徴は、請求項1において、前記1/4波長板相当の機能を有する面と、前記偏光分離素子相当の機能を有する面とが、前記光透過性基板の互いに異なる面に配設されている点にある。 The optical element according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, a surface having a function corresponding to the ¼ wavelength plate and a surface having a function corresponding to the polarization separating element are mutually connected to each other on the light transmitting substrate. It exists in the point arrange | positioned on a different surface.
そして、このような構成によれば、1/4波長板相当の機能を有する面と、偏光分離素子相当の機能を有する面とをさらに簡便に形成することによって、より製造工程が簡略化された光学素子を実現することが可能となる。 And according to such a structure, the manufacturing process was further simplified by forming the surface which has a function equivalent to a quarter wavelength plate, and the surface which has a function equivalent to a polarization separation element more simply. An optical element can be realized.
請求項3に係る光ピックアップ装置の特徴は、光透過性基板に、少なくとも、微細周期構造からなる1/4波長板相当の機能を有する面と、微細周期構造からなる偏光分離素子相当の機能を有する面とを備えた光学素子を用いた点にある。 The optical pickup device according to claim 3 has at least a surface having a function equivalent to a quarter-wave plate made of a fine periodic structure and a function equivalent to a polarization separation element made of a fine periodic structure on a light-transmitting substrate. And an optical element provided with a surface having the same.
そして、このような構成によれば、1/4波長板と偏光分離素子とが一体化された光学素子を用いた光ピックアップ装置を実現することができ、この結果、部品点数を削減し、組み立て工程を簡略化し、さらに、光学素子の光透過界面の面数を削減することによって透過波面収差を低減することが可能となる。 And according to such a structure, the optical pick-up apparatus using the optical element with which the quarter wavelength plate and the polarization separation element were integrated can be implement | achieved, As a result, a number of parts can be reduced and it can assemble It is possible to reduce the transmitted wavefront aberration by simplifying the process and further reducing the number of light transmission interfaces of the optical element.
請求項4に係る光ピックアップ装置の特徴は、請求項3において、前記光学素子の前記1/4波長板相当の機能を有する面と、前記偏光分離素子相当の機能を有する面とが、前記光透過性基板の互いに異なる面に配設されている点にある。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical pickup device according to the third aspect, wherein the surface of the optical element having a function corresponding to the quarter-wave plate and the surface having a function corresponding to the polarization separation element are the light. It exists in the point arrange | positioned on the mutually different surface of a transparent substrate.
そして、このような構成によれば、1/4波長板相当の機能を有する面と、偏光分離素子相当の機能を有する面とをさらに簡便に形成することによって、より製造工程が簡略化された光学素子を用いた光ピックアップ装置を実現することが可能となる。 And according to such a structure, the manufacturing process was further simplified by forming the surface which has a function equivalent to a quarter wavelength plate, and the surface which has a function equivalent to a polarization separation element more simply. An optical pickup device using an optical element can be realized.
請求項1に係る光学素子によれば、小型化および低コスト化の要求を満足することができ、あわせて透過波面収差を低減して光学性能を向上することのできる光学素子を実現することができる。 According to the optical element of the first aspect, it is possible to satisfy the demands for miniaturization and cost reduction, and to realize an optical element capable of improving the optical performance by reducing the transmitted wavefront aberration. it can.
請求項2に係る光学素子によれば、請求項1に係る光学素子の効果に加えて、さらに安価な光学素子を実現することができる。 According to the optical element according to the second aspect, in addition to the effect of the optical element according to the first aspect, a further inexpensive optical element can be realized.
請求項3に係る光学装置によれば、小型化および低コスト化の要求を満足することができ、あわせて透過波面収差を低減して光学性能を向上することのできる光ピックアップ装置を実現することができる。 According to the optical device of the third aspect of the present invention, it is possible to realize an optical pickup device that can satisfy the demands for miniaturization and cost reduction, and can reduce the transmitted wavefront aberration and improve the optical performance. Can do.
請求項4に係る光学装置によれば、請求項3に係る光ピックアップ装置の効果に加えて、さらに安価な光ピックアップ装置を実現することができる。 According to the optical device of the fourth aspect, in addition to the effect of the optical pickup device according to the third aspect, a further inexpensive optical pickup device can be realized.
以下、本発明に係る光学素子およびこれを備えた光ピックアップ装置の実施形態について、図1を参照して説明する。 Hereinafter, an optical element according to an embodiment of the present invention and an optical pickup apparatus including the optical element will be described with reference to FIG.
なお、従来と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。 Note that the same reference numerals are used for the same or similar parts in the basic configuration as in the prior art.
図1に示すように、本実施形態における光学素子15は、ガラス等からなる光透過性基板16の一方の面(図1における下面)に、微細周期構造としてのサブ波長構造体17からなる1/4波長板相当の機能を有する面18を備えている。 As shown in FIG. 1, the optical element 15 in this embodiment includes a subwavelength structure 17 as a fine periodic structure on one surface (a lower surface in FIG. 1) of a light-transmitting substrate 16 made of glass or the like. A surface 18 having a function equivalent to a / 4 wavelength plate is provided.
この面18を構成するサブ波長構造体17は、ナノ加工技術等の微細加工技術を用いて形成ピッチ(凹凸ピッチ)が使用する光の波長よりも小さい大きさに形成された構造体である。なお、図1に示す構造体は、断面矩形の格子状に形成されているが、これ以外の断面形状を選択することも可能である。 The sub-wavelength structure 17 constituting the surface 18 is a structure formed using a fine processing technique such as a nano processing technique so that the formation pitch (uneven pitch) is smaller than the wavelength of light used. The structure shown in FIG. 1 is formed in a lattice shape having a rectangular cross section, but other cross sectional shapes can also be selected.
また、サブ波長構造体17を構成する材料としては、SiNX やSi(好ましくは、屈折率が2.0以上のもの)等の材料を適宜選択することができる。 Moreover, as a material constituting the sub-wavelength structure 17, a material such as SiN X or Si (preferably having a refractive index of 2.0 or more) can be appropriately selected.
さらに、本実施形態における光学素子15は、光透過性基板16の他方の面(図1における上面)に、微細周期構造としてのサブ波長構造体20からなる偏光分離素子(偏光ビームスプリッタ)相当の機能を有する面21を備えている。 Furthermore, the optical element 15 in the present embodiment corresponds to a polarization separation element (polarization beam splitter) composed of a sub-wavelength structure 20 as a fine periodic structure on the other surface (upper surface in FIG. 1) of the light transmissive substrate 16. A surface 21 having a function is provided.
このサブ波長構造体20も、前述したサブ波長構造体17と同様にナノ加工技術等の微細加工技術を用いて形成ピッチが使用する光の波長よりも小さい大きさに形成された構造体である。 This sub-wavelength structure 20 is also a structure formed in a size smaller than the wavelength of light used for forming pitch by using a fine processing technique such as a nano-processing technique like the sub-wavelength structure 17 described above. .
また、図1において、面21を構成するサブ波長構造体20は、Au等の金属を格子状に整列させたいわゆるワイヤグリッド型のサブ波長構造体である。 In FIG. 1, a sub-wavelength structure 20 constituting the surface 21 is a so-called wire grid type sub-wavelength structure in which metals such as Au are arranged in a lattice pattern.
このサブ波長構造体20の構成材料としては、Auの他にも、Ag、CuまたはAl等の材料を選択することができる。 As a constituent material of the sub-wavelength structure 20, a material such as Ag, Cu, or Al can be selected in addition to Au.
なお、ワイヤグリッドに限らず、例えば、SiやSiO2 からなる多層構造を光透過性基板16の表面に配設するようにしてもよい。 For example, a multilayer structure made of Si or SiO 2 may be disposed on the surface of the light transmissive substrate 16 without being limited to the wire grid.
このように、本実施形態においては、サブ波長構造体17からなる1/4波長板相当の機能を有する面18と、サブ波長構造体20からなる偏光分離素子相当の機能を有する面21とを同一の光透過性基板16に備えたことによって、1/4波長板と偏光分離素子とが一体化された光学素子15を実現することができる。 Thus, in the present embodiment, the surface 18 having a function equivalent to a quarter-wave plate made of the sub-wavelength structure 17 and the surface 21 having a function equivalent to a polarization separation element made of the sub-wavelength structure 20 are provided. By providing the same light-transmitting substrate 16, it is possible to realize the optical element 15 in which the quarter-wave plate and the polarization separation element are integrated.
この結果、光学素子15の部品点数を削減し、組み立て工程を簡略化し、さらに、光学素子15の光透過界面の面数を削減することによって、透過波面収差を低減することができる(図2参照)。 As a result, the number of parts of the optical element 15 can be reduced, the assembly process can be simplified, and the number of light transmission interfaces of the optical element 15 can be reduced to reduce transmitted wavefront aberration (see FIG. 2). ).
また、現状と同程度の透過波面収差が許容されるのであれば、透過波面精度の公差を緩くすることが可能となり、歩留まり向上により更なる低コスト化を実現することができる。 Further, if the transmitted wavefront aberration of the same level as that of the present situation is allowed, the tolerance of the transmitted wavefront accuracy can be relaxed, and further cost reduction can be realized by improving the yield.
また、図1のように、1/4波長板相当の機能を有する面18(以下、「1/4波長板側機能面18」と称する)と、偏光分離素子相当の機能を有する面21(以下、「偏光分離素子側機能面21」と称する)とを、光透過性基板16の異なる面に配設すれば、各機能面18,21をさらに簡便に形成することができ、この結果、より製造工程が簡略化された光学素子15を実現することができる。 Further, as shown in FIG. 1, a surface 18 having a function equivalent to a ¼ wavelength plate (hereinafter referred to as “¼ wavelength plate-side functional surface 18”) and a surface 21 having a function corresponding to a polarization separation element ( (Hereinafter referred to as “polarized light separating element-side functional surface 21”) can be formed on the different surfaces of the light-transmitting substrate 16 to form the functional surfaces 18 and 21 more simply. The optical element 15 with a simplified manufacturing process can be realized.
なお、1/4波長板側機能面18と偏光分離素子側機能面21とを光透過性基板16の一方の面側に積層形成してもよい。この場合であっても、双方の機能面18,21によってそれぞれ1/4波長板相当の機能と偏光分離素子相当の機能を確保することができ、前述した光学素子15と同様に、部品点数の削減および組み立て工程の簡略化ならびに透過波面収差の低減を図ることができる。 The quarter-wave plate side functional surface 18 and the polarization separation element side functional surface 21 may be laminated on one surface side of the light transmissive substrate 16. Even in this case, both the functional surfaces 18 and 21 can ensure a function corresponding to a quarter wavelength plate and a function equivalent to a polarization separation element, respectively. Reduction, simplification of the assembly process, and reduction of transmitted wavefront aberration can be achieved.
さらに、上記の構成に加えて、偏光分離素子側機能面21の外側表面あるいは、光透過性基板16と偏光分離素子側機能面21との間に反射防止膜としてのAR膜を配設するようにしてもよい。これによって、さらに光学性能の向上された光学素子を実現することができる。 Further, in addition to the above configuration, an AR film as an antireflection film is disposed between the outer surface of the polarization separation element side functional surface 21 or between the light transmitting substrate 16 and the polarization separation element side functional surface 21. It may be. Thereby, an optical element with further improved optical performance can be realized.
以上のような構成を有する光学素子は、図2に示すように、他の光学素子とともに光ピックアップ装置23を構成することができる。 As shown in FIG. 2, the optical element having the above configuration can constitute an optical pickup device 23 together with other optical elements.
この光ピックアップ装置23は、レーザダイオード等の光源2から出射される光源光の進行方向に、光源光の光軸に対して直交配置された回折格子3を有している。回折格子3の光の透過方向には、本発明の光学素子15が、回折格子3側に偏光分離素子側機能面18を向けるようにして光源光の光軸に対して所定の傾斜角度(例えば45°)を有した状態に配置されている。 The optical pickup device 23 has a diffraction grating 3 that is arranged orthogonal to the optical axis of the light source light in the traveling direction of the light source light emitted from the light source 2 such as a laser diode. In the light transmission direction of the diffraction grating 3, the optical element 15 of the present invention has a predetermined inclination angle (for example, with respect to the optical axis of the light source light so that the polarization separation element side functional surface 18 faces the diffraction grating 3 side. 45 °).
また、光学素子15の光の透過方向には、コリメータレンズ6および対物レンズ7ならびに光記録媒体9が、光源光の光軸に対して直交するように順次配置されており、これらの光学素子6,7,9に対しては、1/4波長板側機能面18が所定の傾斜角度(例えば45°)を有した状態で臨んでいる。 Further, in the light transmission direction of the optical element 15, the collimator lens 6, the objective lens 7, and the optical recording medium 9 are sequentially disposed so as to be orthogonal to the optical axis of the light source light. , 7 and 9 are faced with the quarter-wave plate-side functional surface 18 having a predetermined inclination angle (for example, 45 °).
さらに、光学素子15における光記録媒体9から反射された光の反射方向には、シリンドリカルレンズ10および受光素子としてのフォトディテクタ11が、光学素子15からの反射光の光軸に直交するように順次配置されている。 Furthermore, in the reflection direction of the light reflected from the optical recording medium 9 in the optical element 15, the cylindrical lens 10 and the photodetector 11 as the light receiving element are sequentially arranged so as to be orthogonal to the optical axis of the reflected light from the optical element 15. Has been.
この光ピックアップ装置23は、1/4波長板と偏光ビームスプリッタとを別体に配設していた従来のものと異なり、1/4波長板と偏光ビームスプリッタとの機能が1個の光学素子15に統合されている。これによって、光ピックアップ装置23の部品点数(光学素子数)が削減され、これにともなって、光ピックアップ装置23の小型化、低コスト化が実現されている。さらに、光学素子の光透過界面の面数が削減されて透過波面収差が低減されていることによって、エラーレートが低減され、光ピックアップ装置23自体の性能も向上されている。このような光ピックアップ装置23であれば、DVDや青色レーザ等のように、さらに短波長の光を用いる場合においても、良好な性能を得ることが期待される。 Unlike the conventional optical pickup device 23 in which the quarter-wave plate and the polarizing beam splitter are separately provided, the function of the quarter-wave plate and the polarizing beam splitter is one optical element. 15 is integrated. As a result, the number of parts (the number of optical elements) of the optical pickup device 23 is reduced, and accordingly, downsizing and cost reduction of the optical pickup device 23 are realized. Further, the number of surfaces of the light transmission interface of the optical element is reduced and the transmitted wavefront aberration is reduced, so that the error rate is reduced and the performance of the optical pickup device 23 itself is improved. With such an optical pickup device 23, good performance is expected even when using light with a shorter wavelength, such as a DVD or a blue laser.
そして、このような光ピックアップ装置23によって光記録媒体9のデータを読み出すには、まず、光源2から出射された光源光が、回折格子を経て光学素子を透過する。このとき、光源光の透過界面は、偏光分離素子側機能面21の空気との界面、光透過性基板16の空気との界面(2面)、1/4波長板側機能面18の空気との界面の計4面であり、従来の構成よりも光透過界面の面数が低減されている。なお、従来の構成においては、1/4波長板5の透過界面だけでも4面を要し、これに偏光ビームスプリッタ4の透過界面を加えれば、本発明のものよりも多くの透過界面を要していた。 And in order to read the data of the optical recording medium 9 by such an optical pick-up apparatus 23, first, the light source light radiate | emitted from the light source 2 permeate | transmits an optical element through a diffraction grating. At this time, the transmission interface of the light source light is an interface with the air of the polarization separation element side functional surface 21, an interface with the air of the light transmissive substrate 16 (two surfaces), and the air of the quarter wavelength plate side functional surface 18. There are a total of four interfaces, and the number of light transmission interfaces is reduced as compared with the conventional configuration. In the conventional configuration, only the transmission interface of the quarter wavelength plate 5 requires four surfaces, and if the transmission interface of the polarizing beam splitter 4 is added to this, more transmission interfaces are required than those of the present invention. Was.
光学素子15を透過した透過光は、コリメータレンズ6を経た後、対物レンズ7によって光記録媒体9の記録面に集光照射される。 The transmitted light that has passed through the optical element 15 passes through the collimator lens 6 and is then focused and irradiated on the recording surface of the optical recording medium 9 by the objective lens 7.
そして、光記録媒体9に照射した照射光は、記録面によって反射されるとともに、この反射された反射光は、照射光の進行方向と逆方向に進行し、対物レンズ7、コリメータレンズ6を経て光学素子15の1/4波長板側機能面18に入射し、この1/4波長板側機能面18によって反射される。 The irradiation light applied to the optical recording medium 9 is reflected by the recording surface, and the reflected light travels in the direction opposite to the traveling direction of the irradiation light and passes through the objective lens 7 and the collimator lens 6. The light enters the quarter-wave plate-side functional surface 18 of the optical element 15 and is reflected by the quarter-wave plate-side functional surface 18.
次いで、1/4波長板側機能面18によって反射された反射光は、シリンドリカルレンズを経た後にフォトディテクタによって受光される。これによって、反射光に含まれる光記録媒体の記録データの読み出しが行われる。 Next, the reflected light reflected by the quarter-wave plate-side functional surface 18 is received by the photodetector after passing through the cylindrical lens. Thereby, the recording data of the optical recording medium contained in the reflected light is read out.
なお、光ピックアップ装置としては、図2に示したもの以外にも、例えば、図3に示すような光学素子の配置構成のものを採用してもよい。 In addition to the optical pickup apparatus shown in FIG. 2, for example, an optical pickup apparatus having an arrangement configuration of optical elements as shown in FIG. 3 may be adopted.
図3に示す光ピックアップ装置24は、図2に示したものとは異なり、光学素子15が、光源2側に1/4波長板側機能面18を向けた状態で配置されており、この1/4波長板側機能面18によって反射した光源光を反射ミラー25を介して光記録媒体9側に反射させることによって、光源光を光記録媒体9の記録面に入射させるようになっている。 The optical pickup device 24 shown in FIG. 3 is different from that shown in FIG. 2 in that the optical element 15 is arranged with the quarter-wave plate-side functional surface 18 facing the light source 2 side. The light source light reflected by the / 4 wavelength plate-side functional surface 18 is reflected to the optical recording medium 9 side via the reflection mirror 25 so that the light source light is incident on the recording surface of the optical recording medium 9.
そして、光記録媒体9に入射して反射された反射光は、反射ミラー25を介して光学素子15側に反射された後、光学素子15を透過することによってフォトディテクタ11に受光されるようになっている。なお、図3において、光学素子15の1/4波長板側機能面18は、反射ミラー25からの反射光が光源2側に反射しないように機能するようになっている。 Then, the reflected light incident on and reflected by the optical recording medium 9 is reflected to the optical element 15 side through the reflecting mirror 25 and then transmitted through the optical element 15 to be received by the photodetector 11. ing. In FIG. 3, the quarter-wave plate-side functional surface 18 of the optical element 15 functions so that the reflected light from the reflection mirror 25 is not reflected to the light source 2 side.
このような光ピックアップ装置24においても、図2に示したものと同様に光ピックアップ装置24の小型化、低コスト化および光学性能の向上を実現することができる。 In such an optical pickup device 24 as well, as in the case shown in FIG. 2, the optical pickup device 24 can be reduced in size, cost, and optical performance.
本実施例においては、具体的に図4に示すような寸法に構成された偏光分離素子側機能面21を備えた試料と、図5に示すような寸法に構成された1/4波長板側機能面18を備えた試料について、RCWA法を用いて光学特性を試験した。 In the present embodiment, a sample having a polarization separating element side functional surface 21 specifically configured to have a size as shown in FIG. 4 and a quarter wavelength plate side having a size as shown in FIG. The optical characteristics of the sample provided with the functional surface 18 were tested using the RCWA method.
その結果を以下の表1および表2に示す。
表1は、ガラス基板(BK7)に設置した光量比(消光比、反射比)を求めたものであり、この表1は、図4に示した偏光分離素子側機能面の偏光分離素子(偏光ビームスプリッタ)としての性能を示す指標となる。 Table 1 shows the light quantity ratio (extinction ratio, reflection ratio) set on the glass substrate (BK7). This Table 1 shows the polarization separation element (polarization light) of the polarization separation element side functional surface shown in FIG. It becomes an index indicating the performance as a beam splitter.
表1に示すように、CDの使用波長である785nmでの反射比が−20dBとなり、十分使用可能な値となった。
表2は、1/4波長板側機能面の特性を示すレタデーション(位相遅れ量δφ)のデータである。 Table 2 shows retardation (phase delay amount δφ) data indicating the characteristics of the quarter-wave plate-side functional surface.
表2に示すように、1/4波長板で必要とされる90°に対して使用波長785nmではレタデーションの値はδφ=87.6°となった。 As shown in Table 2, the retardation value was δφ = 87.6 ° at the operating wavelength of 785 nm with respect to 90 ° required for the quarter-wave plate.
この値は、現状の1/4波長板の公差が90±4°程度であることに鑑みて、十分使用可能な値である。 This value is a sufficiently usable value in view of the fact that the tolerance of the current quarter wavelength plate is about 90 ± 4 °.
このように、本発明における光学素子は、従来別体とされていた1/4波長板と偏光分離素子とを十分に代替しうる光学性能を発揮できることが分かる。 Thus, it can be seen that the optical element in the present invention can exhibit optical performance that can sufficiently replace the quarter-wave plate and the polarization separation element, which have been conventionally separated.
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible as needed.
15 光学素子
16 光透過性基板
17 サブ波長構造体
18 1/4波長板側機能面
20 サブ波長構造体
21 偏光分離素子側機能面
23,24 光ピックアップ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Optical element 16 Light transmissive board | substrate 17 Subwavelength structure 18 1/4 wavelength plate side functional surface 20 Subwavelength structure 21 Polarization separation element side functional surface 23,24 Optical pick-up apparatus
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007226047A (en) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Ricoh Co Ltd | Optical element and image projection device |
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JP2009210750A (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Sony Corp | Optical element and liquid crystal display device |
JP2012242356A (en) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Denso Corp | Radar apparatus |
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- 2003-08-29 JP JP2003307077A patent/JP2005077659A/en active Pending
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