(57)【要約】【課題】波長毎に所望の回折効率および回折方向を設定することが可能であり、かつ３波長以上の多波長にも対応可能な低コストの複数波長用反射型回折格子を得る。【解決手段】波長が異なる第１乃至第３光ビームのうち、第１光ビームは反射回折せしめ他の光ビームは透過せしめる第１反射回折層１２と透過せしめた第２光ビームおよび第３光ビームのうち少なくとも第２光ビームの波面の位相を整える第１位相調整層１３とを有する第１反射型回折格子１０、第２光ビームは反射回折せしめ第３光ビームは透過せしめる第２反射回折層２２と透過せしめた第３光ビームの波面の位相を整える第２位相調整層２３とを有する第２反射型回折格子２０、および第３光ビームを反射回折せしめる第３反射回折層３２を有する第３反射型回折格子３０を、基板３上にこの順に積層する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１から第ＮまでのＮ個（Ｎは２以上の整数）の互いに異なる波長帯域にそれぞれ属する第１から第ＮまでのＮ個の光ビームが、選択的に出力される光路上に配設される複数波長用反射型回折格子であって、
第１から第ＮまでのＮ個の反射型回折格子が、前記Ｎ個の光ビームの入射側からこの順に積層され、
第ｊ反射型回折格子（ｊは１からＮ−１までの任意の整数）は、該第ｊ反射型回折格子に入射した第ｊ光ビームから第Ｎ光ビームまでのうち該第ｊ光ビームは反射回折せしめ他の光ビームは透過せしめる第ｊ反射回折層を有してなり、
第Ｎ反射型回折格子は、該第Ｎ反射型回折格子に入射した前記第Ｎ光ビームを反射回折せしめる第Ｎ反射回折層を有してなり、
前記第ｊ反射型回折格子は、該第ｊ反射型回折格子を透過する第（ｊ＋１）光ビームから前記第Ｎ光ビームまでのうち少なくとも該第（ｊ＋１）光ビームの波面の位相を整える第ｊ位相調整層を有してなる、ことを特徴とする複数波長用反射型回折格子。
【請求項２】
前記第ｊ反射回折層は、第ｊ波長帯域の光から第Ｎ波長帯域の光までのうち該第ｊ波長帯域の光は反射せしめ他の波長帯域の光は透過せしめる特性を有する第ｊダイクロイック膜を、周期的な凹凸状に配設してなるものであり、
前記第Ｎ反射回折層は、前記第Ｎ波長帯域の光を反射せしめる特性を有する第Ｎダイクロイック膜または全反射膜を、周期的な凹凸状に配設してなるものである、ことを特徴とする請求項１記載の複数波長用反射型回折格子。
【請求項３】
前記第ｊ反射型回折格子と第（ｊ＋１）反射型回折格子との間に、第（ｊ＋１）反射回折層により反射回折せしめられた第（ｊ＋１）光ビームの０次回折光の軸の位置を、前記第ｊ反射回折層により反射回折せしめられた前記第ｊ光ビームの０次回折光の軸の位置に一致させる第ｊ軸位置調整層が設けられている、ことを特徴とする請求項１または２記載の複数波長用反射型回折格子。
【請求項４】
第１波長帯域に属する第１光ビームと、該第１波長帯域とは異なる第２波長帯域に属する第２光ビームと、該第１波長帯域および該第２波長帯域とは異なる第３波長帯域に属する第３光ビームとが、選択的に出力される光路上に配設される複数波長用反射型回折格子であって、
第１反射型回折格子と第２反射型回折格子と第３反射型回折格子とが、前記第１光ビーム、前記第２光ビームおよび前記第３光ビームの入射側からこの順に積層され、
前記第１反射型回折格子は、該第１反射型回折格子に入射した前記第１光ビームから前記第３光ビームまでのうち該第１光ビームは反射回折せしめ他の光ビームは透過せしめる第１反射回折層と、透過せしめた前記第２光ビームおよび前記第３光ビームのうち少なくとも該第２光ビームの波面の位相を整える第１位相調整層とを有してなり、
前記第２反射型回折格子は、該第２反射型回折格子に入射した前記第２光ビームと前記第３光ビームのうち該第２光ビームは反射回折せしめ該第３光ビームは透過せしめる第２反射回折層と、透過せしめた該第３光ビームの波面の位相を整える第２位相調整層とを有してなり、
前記第３反射型回折格子は、該第３反射型回折格子に入射した前記第３光ビームを反射回折せしめる第３反射回折層を有してなり、
前記第１反射回折層は、前記第１波長帯域の光は反射せしめ前記第２波長帯域の光および前記第３波長帯域の光は透過せしめる特性を有する第１ダイクロイック膜を、周期的な凹凸状に配設してなるものであり、
前記第２反射回折層は、前記第２波長帯域の光は反射せしめ前記第３波長帯域の光は透過せしめる特性を有する第２ダイクロイック膜を、周期的な凹凸状に配設してなるものであり、
前記第３反射回折層は、前記第３波長帯域の光を反射せしめる特性を有する第３ダイクロイック膜または全反射膜を周期的な凹凸状に配設してなるものである、ことを特徴とする複数波長用反射型回折格子。
【請求項５】
前記第１反射型回折格子と前記第２反射型回折格子との間に、前記第２反射回折層により反射回折せしめられた前記第２光ビームの０次回折光の軸の位置を、前記第１反射回折層により反射回折せしめられた前記第１光ビームの０次回折光の軸の位置に一致させる第１軸位置調整層が設けられ、
前記第２反射型回折格子と前記第３反射型回折格子との間に、前記第３反射回折層により反射回折せしめられた前記第３光ビームの０次回折光の軸の位置を、前記第２反射回折層により反射回折せしめられた前記第２光ビームの０次回折光の軸の位置に一致させる第２軸位置調整層が設けられていることを特徴とする請求項４記載の複数波長用反射型回折格子。
【請求項６】
請求項１〜５までのいずれか１項記載の複数波長用反射型回折格子を備えてなることを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる波長帯域に属する複数個の光ビームが選択的に出力される光路上において、各々の光ビームを所定の方向に反射回折せしめるために配設される複数波長用反射型回折格子およびこれを備えた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＤやＤＶＤ等の光記録媒体に対するデータの記録および／または再生用の光ピックアップ装置において、トラッキング制御や出力光のパワー制御等を行うために回折格子が用いられている。
このような回折格子として、ＣＤ用およびＤＶＤ用等の互いに異なる波長帯域に属する２つの光ビームに対し共用される２波長対応型のものが知られている（下記特許文献１〜４参照）。
【０００３】
下記特許文献１、２に記載された回折格子は、透明な基板の両面に互いに異なる回折格子を形成したものであり（以下「両面タイプ」と称する）、基板の一方の面に形成された回折格子は、２つの光ビームのうちの一方のみを回折し、基板の他方の面に形成された回折格子は、２つの光ビームのうちの他方のみを回折するように構成されている。
【０００４】
下記特許文献３に記載された回折格子は、透明基板の片面領域を２群に分け、各群の領域に互いに異なる回折格子をそれぞれ形成したものであり（以下「片面タイプ」と称する）、２群の領域のうちの一方の群の領域に形成された回折格子は、２つの光ビームのうちの一方のみを回折し、他方の群の領域に形成された回折格子は、２つの光ビームのうちの他方のみを回折するように構成されている。
【０００５】
下記特許文献４に記載された回折格子は、光ビームの波長および偏光状態に応じて回折作用が異なるようにするために、複屈折材料を用いて形成されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−６８９１号公報
【特許文献２】特開２００７−３３４９７５号公報
【特許文献３】特開２００４−３２７００５号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２００４／０９７８１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の両面タイプの回折格子は、回折効率の波長依存性が大きく、波長毎に所望の回折効率を得ることが困難である。また、近年、青色光域の光ビームを用いるブルーレイディスク（ＢＤ）が実用化されており、これに伴い３波長対応型の回折格子の実用化も望まれているが、両面タイプの回折格子によりこれを実現することは困難である。
【０００８】
また、上述の片面タイプの回折格子では、３波長対応型のものも提案されているが、不要な回折光が生じ易く、また波長毎に所望の回折方向を設定することが困難である。
また、複屈折材料を用いる回折格子は高価であるため、製造コストが嵩むという問題がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、波長毎に所望の回折効率および回折方向を設定することが可能であり、かつ３波長以上の多波長にも対応可能な低コストの複数波長用反射型回折格子およびこれを備えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る複数波長用反射型回折格子は、第１から第ＮまでのＮ個（Ｎは２以上の整数）の互いに異なる波長帯域にそれぞれ属する第１から第ＮまでのＮ個の光ビームが、選択的に出力される光路上に配設される複数波長用反射型回折格子であって、
第１から第ＮまでのＮ個の反射型回折格子が、前記Ｎ個の光ビームの入射側からこの順に積層され、
第ｊ反射型回折格子（ｊは１からＮ−１までの任意の整数）は、該第ｊ反射型回折格子に入射した第ｊ光ビームから第Ｎ光ビームまでのうち該第ｊ光ビームは反射回折せしめ他の光ビームは透過せしめる第ｊ反射回折層を有してなり、
第Ｎ反射型回折格子は、該第Ｎ反射型回折格子に入射した前記第Ｎ光ビームを反射回折せしめる第Ｎ反射回折層を有してなり、
前記第ｊ反射型回折格子は、該第ｊ反射型回折格子を透過する第（ｊ＋１）光ビームから前記第Ｎ光ビームまでのうち少なくとも該第（ｊ＋１）光ビームの波面の位相を整える第ｊ位相調整層を有してなる、ことを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記第ｊ反射回折層は、第ｊ波長帯域の光から第Ｎ波長帯域の光までのうち該第ｊ波長帯域の光は反射せしめ他の波長帯域の光は透過せしめる特性を有する第ｊダイクロイック膜を、周期的な凹凸状に配設してなるものであり、
前記第Ｎ反射回折層は、前記第Ｎ波長帯域の光を反射せしめる特性を有する第Ｎダイクロイック膜または全反射膜を、周期的な凹凸状に配設してなるものである、とすることができる。
【００１２】
また、前記第ｊ反射型回折格子と第（ｊ＋１）反射型回折格子との間に、第（ｊ＋１）反射回折層により反射回折せしめられた第（ｊ＋１）光ビームの０次回折光の軸の位置を、前記第ｊ反射回折層により反射回折せしめられた前記第ｊ光ビームの０次回折光の軸の位置に一致させる第ｊ軸位置調整層が設けられている、とすることができる。
【００１３】
また、特に３波長対応型としての、本発明に係る複数波長用反射型回折格子は、第１波長帯域に属する第１光ビームと、該第１波長帯域とは異なる第２波長帯域に属する第２光ビームと、該第１波長帯域および該第２波長帯域とは異なる第３波長帯域に属する第３光ビームとが、選択的に出力される光路上に配設される複数波長用反射型回折格子であって、
第１反射型回折格子と第２反射型回折格子と第３反射型回折格子とが、前記第１光ビーム、前記第２光ビームおよび前記第３光ビームの入射側からこの順に積層され、
前記第１反射型回折格子は、該第１反射型回折格子に入射した前記第１光ビームから前記第３光ビームまでのうち該第１光ビームは反射回折せしめ他の光ビームは透過せしめる第１反射回折層と、透過せしめた前記第２光ビームおよび前記第３光ビームのうち少なくとも該第２光ビームの波面の位相を整える第１位相調整層とを有してなり、
前記第２反射型回折格子は、該第２反射型回折格子に入射した前記第２光ビームと前記第３光ビームのうち該第２光ビームは反射回折せしめ該第３光ビームは透過せしめる第２反射回折層と、透過せしめた該第３光ビームの波面の位相を整える第２位相調整層とを有してなり、
前記第３反射型回折格子は、該第３反射型回折格子に入射した前記第３光ビームを反射回折せしめる第３反射回折層を有してなり、
前記第１反射回折層は、前記第１波長帯域の光は反射せしめ前記第２波長帯域の光および前記第３波長帯域の光は透過せしめる特性を有する第１ダイクロイック膜を、周期的な凹凸状に配設してなるものであり、
前記第２反射回折層は、前記第２波長帯域の光は反射せしめ前記第３波長帯域の光は透過せしめる特性を有する第２ダイクロイック膜を、周期的な凹凸状に配設してなるものであり、
前記第３反射回折層は、前記第３波長帯域の光を反射せしめる特性を有する第３ダイクロイック膜または全反射膜を周期的な凹凸状に配設してなるものである、ことを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、前記第１反射型回折格子と前記第２反射型回折格子との間に、前記第２反射回折層により反射回折せしめられた前記第２光ビームの０次回折光の軸の位置を、前記第１反射回折層により反射回折せしめられた前記第１光ビームの０次回折光の軸の位置に一致させる第１軸位置調整層が設けられ、
前記第２反射型回折格子と前記第３反射型回折格子との間に、前記第３反射回折層により反射回折せしめられた前記第３光ビームの０次回折光の軸の位置を、前記第２反射回折層により反射回折せしめられた前記第２光ビームの０次回折光の軸の位置に一致させる第２軸位置調整層が設けられている、とすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、上述の本発明に係る複数波長用反射型回折格子を備えてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る複数波長用反射型回折格子は、属する波長帯域が互いに異なるＮ個の光ビームにそれぞれ対応するＮ個の反射型回折格子を積層してなるものであり、各々の光ビームは、対応する所定の反射型回折格子において反射回折され、その反射型回折格子よりも入射側の位置に配設された他の反射型回折格子は透過するように構成されている。また、第ｊ反射型回折格子を透過する第（ｊ＋１）光ビームから第Ｎ光ビームまでのうち少なくとも該第（ｊ＋１）光ビームは、第ｊ反射型回折格子が有する第ｊ位相調整層により波面の位相を整えられて、次の第（ｊ＋１）反射型回折格子に入射するようになっている。
【００１７】
このように、Ｎ個の反射型回折格子を積層するとともに、各々の反射型回折格子において反射回折層および位相調整層を設けてなる本発明に係る複数波長用反射型回折格子によれば、各反射型回折格子における反射回折層と位相調整層を適宜形成することにより、各々の光ビームに対する回折効率および回折方向を所望の値に設定することが可能となる。
【００１８】
また、各々の反射型回折格子における反射回折層と位相調整層は、汎用性のある一般的な膜材料を用いて形成することができるので、複屈折材料を用いた回折格子と比較して本発明に係る複数波長用反射型回折格子は、低コストで作製することが可能となる。
【００１９】
また、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、互いに異なる複数（特に３以上の）波長帯域の光ビームを用いて、各光ビームに対応した光記録媒体へのデータの記録や再生を行う際のトラッキング制御等を、本発明に係る複数波長用反射型回折格子を用いて高精度に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る複数波長用反射型回折格子の概略構成を示す断面図である。
【００２１】
図１に示す第１実施形態の複数波長用反射型回折格子１は、第１波長帯域（例えば、青色光帯域）に属する第１光ビーム（例えば、波長４０５ｎｍ）と、第２波長帯域（例えば、緑色光帯域）に属する第２光ビーム（例えば、波長６５５ｎｍ）と、第３波長帯域（例えば、赤色光帯域または近赤外光帯域）に属する第３光ビーム（例えば、波長７８５ｎｍ）とが、選択的に出力される光路上に配設される３波長対応型のものであり、光学硝材等により形成される透明な基板３上に、第１反射型回折格子１０、第２反射型回折格子２０および第３反射型回折格子３０が上記各光ビームの入射側（基板３側）からこの順に積層されてなる。
【００２２】
上記第１反射型回折格子１０は、上記基板３上に形成された第１ベース層１１（具体的には例えば、厚さ５０〜１００ｎｍ程度のＳｉＯ２の単一層からなる）を介して、図中左右方向に周期的な凹凸を形成するように設けられた第１反射回折層１２と、該第１反射回折層１２上に形成された第１位相調整層１３とを備えてなる。なお、第１ベース層１１、第１反射回折層１２および第１位相調整層１３は、図中左右方向に周期的な構成を有しており、番号はそれらの一部のみに付している。
【００２３】
上記第１反射回折層１２は、第１反射型回折格子１０に入射した上記各光ビームのうち第１光ビームは所定方向に反射回折せしめ他の光ビームは透過せしめるように形成されたものであり、具体的にはＴｉＯ２とＳｉＯ２との交互層からなる第１ダイクロイック膜から構成されている。
【００２４】
上記第１位相調整層１３は、第１反射型回折格子１０に入射した上記各光ビームのうち該第１反射型回折格子１０を透過する第２光ビームおよび第３光ビームのうち少なくとも第２光ビームの波面の位相を整える（第２反射型回折格子２０に入射する時点での第２光ビームの波面の位相を揃える）ように形成されたものであり（第３光ビームも波面の位相調整を受けるが、第２反射型回折格子２０に入射する時点では波面の位相は揃っていない）、具体的にはＳｉＯ２の単一層から構成されている。なお、図１では、第１位相調整層１３が第１反射回折層１２の段差部分（凹んだ部分）のみに設けられているが、この段差部分だけではなく、第１反射型回折格子１０と第２反射型回折格子２０との間全体に亘って第１位相調整層１３を設けるようにしてもよい。
【００２５】
上記第２反射型回折格子２０は、上記第１反射型回折格子１０上に形成された第２ベース層２１（上記第１ベース層１１と同様に構成される）を介して、図中左右方向に周期的な凹凸を形成するように設けられた第２反射回折層２２と、該第２反射回折層２２上に形成された第２位相調整層２３とを備えてなる。なお、第２ベース層２１、第２反射回折層２２および第２位相調整層２３は、図中左右方向に周期的な構成を有しており、番号はそれらの一部のみに付している。
【００２６】
上記第２反射回折層２２は、第２反射型回折格子２０に入射した上記第２光ビームおよび上記第３光ビームのうち第２光ビームは反射回折せしめ第３光ビームは透過せしめるように形成されたものであり、具体的にはＮｂ２Ｏ５とＳｉＯ２との交互層からなる第２ダイクロイック膜から構成されている。
【００２７】
上記第２位相調整層２３は、第２反射型回折格子２０に入射した上記２光ビームおよび上記第３光ビームのうち該第２反射型回折格子２０を透過する第３光ビームの波面の位相を整える（第３反射型回折格子３０に入射する時点での第３光ビームの波面の位相を揃える）ように形成されたものであり、具体的にはＳｉＯ２の単一層から構成されている。なお、図１では、第２位相調整層２３が第２反射回折層１２の段差部分（凹んだ部分）のみに設けられているが、この段差部分だけではなく、第２反射型回折格子２０と第３反射型回折格子３０との間全体に亘って第２位相調整層２３を設けるようにしてもよい。
【００２８】
また、上記第３反射型回折格子３０は、上記第２反射型回折格子２０上に形成された第３ベース層３１（第１ベース層１１および第２ベース層２１と同様に構成される）を介して、図中左右方向に周期的な凹凸を形成するように設けられた第３反射回折層３２を備えてなる。なお、第３ベース層３１および第３反射回折層３２は、図中左右方向に周期的な構成を有しており、番号はそれらの一部のみに付している。
【００２９】
上記第３反射回折層３２は、第３反射型回折格子３０に入射した上記第３光ビームを所定方向に反射回折せしめるように形成されたものであり、具体的にはＴｉＯ２とＳｉＯ２との交互層からなる第３ダイクロイック膜から構成されている。
【００３０】
なお、上述の第１ダイクロイック膜、第２ダイクロイック膜および第３ダイクロイック膜は、いずれも１０から２０層（厚さ１０００〜２０００ｎｍ）程度の多層膜とされている。
【００３１】
ここで、上述の第１ダイクロイック膜、第２ダイクロイック膜および第３ダイクロイック膜の反射特性について図３〜図５を用いて説明する。図３は第１ダイクロイック膜の反射特性を示す図であり、図４は第２ダイクロイック膜の反射特性を示す図であり、図５は第３ダイクロイック膜の反射特性を示す図である。なお、各図の反射特性は入射角度が２３度の場合であり、Ｓ偏光に対する特性が実線で示され、Ｐ偏光に対する特性が１点鎖線で示されている。
【００３２】
図３に示すように上記第１ダイクロイック膜は、上記第１波長帯域の光は反射せしめ上記第２波長帯域の光および上記第３波長帯域の光は透過せしめる特性を有しており、上記第１光ビームに対する反射率はＳ偏光およびＰ偏光共に１００％に近い高反射率となっている。
【００３３】
一方、図４に示すように上記第２ダイクロイック膜は、上記第２波長帯域の光は反射せしめ上記第３波長帯域の光は透過せしめる特性を有しており、上記第２光ビームに対する反射率はＳ偏光およびＰ偏光共に略１００％となっている。
【００３４】
また、図５に示すように上記第３ダイクロイック膜は、上記第３波長帯域の光を反射せしめる特性を有しており、上記第３光ビームに対する反射率はＳ偏光およびＰ偏光共に略１００％となっている。
【００３５】
このように構成された複数波長用反射型回折格子１は、低コストで作製することが可能であり、かつ第１光ビーム、第２光ビームおよび第３光ビーム毎に所望の回折効率および回折方向を設定することが可能である。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態に係る複数波長用反射型回折格子について説明する。図２は本発明の第２実施形態に係る複数波長用反射型回折格子の概略構成を示す断面図である。
【００３７】
図２に示す第２実施形態の複数波長用反射型回折格子２は、上述の第１光ビーム、第２光ビームおよび第３光ビームが選択的に出力される光路上に配設される３波長対応型のものであり、光学硝材等により形成される透明な基板３Ａ上に、第１反射型回折格子１０Ａ、第１軸位置調整層５、第２反射型回折格子２０Ａ、第２軸位置調整層７および第３反射型回折格子３０Ａが、上記各光ビームの入射側（基板３Ａ側）からこの順に積層されてなる。なお、図１と同様に、周期的な構成を有するものには番号の一部を省略している。
【００３８】
上記第１反射型回折格子１０Ａは、上記基板３Ａ上に形成された第１ベース層１１Ａ（上記第１ベース層１１と同様に構成される）を介して、図中左右方向に周期的な凹凸を形成するように設けられた第１反射回折層１２Ａと、該第１反射回折層１２Ａ上に形成された第１位相調整層１３Ａとを備えてなる。なお、図２では、第１位相調整層１３Ａが第１反射回折層１２Ａの段差部分（凹んだ部分）のみに設けられているが、この段差部分だけではなく、第１反射型回折格子１０Ａと後述する第１軸位置調整層５との間全体に亘って第１位相調整層１３Ａを設けるようにしてもよい。
【００３９】
上記第１反射回折層１２Ａは、第１反射型回折格子１０Ａに入射した上記各光ビームのうち第１光ビームは所定方向に反射回折せしめ他の光ビームは透過せしめるように形成されたものであり、具体的にはＴｉＯ２とＳｉＯ２との交互層からなる上記第１ダイクロイック膜から構成されている。
【００４０】
上記第１位相調整層１３Ａは、第１反射型回折格子１０Ａに入射した上記各光ビームのうち該第１反射型回折格子１０Ａを透過する第２光ビームの波面の位相を整える（第１軸位置調整層５に入射する時点での第２光ビームの波面の位相を揃える）ように形成されたものであり、具体的にはＳｉＯ２の単一層から構成されている。
【００４１】
上記第２反射型回折格子２０Ａは、第１反射型回折格子１０上に形成された第２ベース層２１Ａ（上記第２ベース層２１と同様に構成される）を介して、図中左右方向に周期的な凹凸を形成するように設けられた第２反射回折層２２Ａと、該第２反射回折層２２Ａ上に形成された第２位相調整層２３Ａとを備えてなる。なお、図２では、第２位相調整層２３Ａが第２反射回折層２２Ａの段差部分（凹んだ部分）のみに設けられているが、この段差部分だけではなく、第２反射型回折格子２０Ａと後述する第２軸位置調整層７との間全体に亘って第２位相調整層２３Ａを設けるようにしてもよい。
【００４２】
上記第２反射回折層２２Ａは、第２反射型回折格子２０Ａに入射した上記第２光ビームおよび上記第３光ビームのうち第２光ビームは反射回折せしめ第３光ビームは透過せしめるように形成されたものであり、具体的にはＮｂ２Ｏ５とＳｉＯ２との交互層からなる上記第２ダイクロイック膜から構成されている。
【００４３】
上記第２位相調整層２３Ａは、第２反射型回折格子２０Ａに入射した上記第２光ビームおよび上記第３光ビームのうち該第２反射型回折格子２０Ａを透過する第３光ビームの波面の位相を整える（第２軸位置調整層７に入射する時点での第３光ビームの波面の位相を揃える）ように形成されたものであり、具体的にはＳｉＯ２の単一層から構成されている。
【００４４】
また、この第２実施形態の特徴として複数波長用反射型回折格子２は、第１反射型回折格子１０Ａと第２反射型回折格子２０Ａとの間に第１軸位置調整層５を備え、第２反射型回折格子２０Ａと第３反射型回折格子３０Ａとの間に第２軸位置調整層７を備えている。
【００４５】
これら第１軸位置調整層５および第２軸位置調整層７は、複数波長用反射型回折格子２に選択的に入射される第１光ビーム、第２光ビームおよび第３光ビームの入射時の軸の位置が互いに異なる（入射角度は互いに一致する）場合に有用なもので、次のような機能を有している。
【００４６】
すなわち、第１軸位置調整層５は、第２反射回折層２２Ａにより反射回折せしめられた第２光ビームの０次回折光の出射時の軸の位置を、第１反射回折層１２Ａにより反射回折せしめられた第１光ビームの０次回折光の軸の位置に一致させ、第２軸位置調整層７は、第３反射回折層３２Ａにより反射回折せしめられた第３光ビームの０次回折光の軸の位置を、第２反射回折層２２Ａにより反射回折せしめられた第２光ビームの０次回折光の軸の位置に一致させる機能をそれぞれ有している。
【００４７】
これにより、第２実施形態に係る複数波長用反射型回折格子２においては、選択的に入射される第１光ビーム、第２光ビームおよび第３光ビームの入射時の軸の位置が互いに異なる場合でも、反射回折せしめた時点では各光ビームの０次回折光の軸の位置を互いに一致させることが可能となる。
【００４８】
なお、上述の第１軸位置調整層５および第２軸位置調整層７は、上記基板３Ａ（３）と同様の光学硝材等からなる厚さ０．１ｍｍ程度の薄板により構成することができるが、これらをＳｉＯ２の単一層により構成することも可能である。ＳｉＯ２の単一層により構成する場合には、第１軸位置調整層５を上記第１位相調整層１３Ａと一体に構成し、第２軸位置調整層７を上記第２位相調整層２３Ａと一体に構成することも可能である。
【００４９】
次に、本発明に係る光ピックアップ装置の実施形態について説明する。図７は本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成図である。
【００５０】
図７に示す光ピックアップ装置５０は、上記第１光ビーム用の光記録媒体Ｄ１（ＢＤ）、上記第２光ビーム用の光記録媒体Ｄ２（ＤＶＤ）および上記第３光ビーム用の光記録媒体Ｄ３（ＣＤ）のデータ再生を行うものであり、上述の複数波長用反射型回折格子２を用いることにより、上記各光ビームに対応させた３ビーム法による信号読取りおよびトラッキング制御を行うように構成されている。
【００５１】
この光ピックアップ装置５０は、３波長レーザ光源５１と、該３波長レーザ光源５１からの各光ビームの光路上に配された第１プリズム５２と、該第１プリズム５２と接合された第２プリズム５３と、コリメータ５５ａや対物レンズ５５ｂ等からなるピックアップレンズ系５５と、３波長用ホログラム素子５６と、信号読取りおよびトラッキング制御用の３波長用受光装置５７と、３波長レーザ光源５１からの出力を制御するためのＡＰＣ用受光装置５８とを備えてなる。
【００５２】
上記３波長レーザ光源５１は、上述の第１光ビーム、第２光ビームおよび第３光ビームを、図中上方に向けて選択的に出力し得るように構成されている。この３波長レーザ光源５１から出力される各光ビームの軸は互いに平行となるが、各光ビームの発光点の位置が互いに異なっているため、各光ビームの軸の位置は図中左右方向に少しずつ（例えば０．１ｍｍ程度）ずれている。
【００５３】
上記第１プリズム５２と上記第２プリズム５３との接合面５４にはビームスプリッタ膜（以下「ＢＳ膜」と略称する）が設けられている。また、この接合面と平行に配された、上記第１プリズム５２の第２面５２ｂには、上述の複数波長用反射型回折格子２が設置されている。なお、この第１プリズム５２の第２面５２ｂは、上記３波長レーザ光源５１から選択的に出力された各光ビームの該第２面５２ｂへの入射角度（上記複数波長用反射型回折格子２への入射角度も同じとなる）が所定の角度（例えば２３°）となるように設定されている。
【００５４】
ここで、上記ＢＳ膜の反射特性について図６を用いて説明する。図６はＢＳ膜の反射特性を示す図である。なお、図６の反射特性は入射角度が２３度の場合であり、Ｓ偏光に対する特性が実線で示され、Ｐ偏光に対する特性が１点鎖線で示されている。
【００５５】
図６に示すように上記ＢＳ膜は、上述の第１光ビーム、第２光ビームおよび第３光ビームにそれぞれ対応する波長の光については、いずれもその大部分を反射せしめ、その余の部分を透過せしめるように構成されている。
【００５６】
以下、この光ピックアップ装置５０の作用について図７を用いて説明する。
光記録媒体Ｄ１の再生を行う場合には、３波長レーザ光源５１から第１光ビームが出力される。この出力された第１光ビームは、第１プリズム５２の第１面５２ａから該第１プリズム５２内に入射し、第２面５２ｂに設置された複数波長用反射型回折格子２に入射する。
【００５７】
複数波長用反射型回折格子２に入射した第１光ビームは、基板３Ａを透過して第１反射型回折格子１０Ａに入射し、第１反射回折層１２Ａにおいて反射回折せしめられ（図２参照）、０次回折光からなるメインビームと±１次回折光からなる２つのサブビームの３ビームに分岐されて（図７において３ビームの図示は省略している）、該複数波長用反射型回折格子２から出射される。
【００５８】
複数波長用反射型回折格子２から出射された第１光ビームは上記接合面５４に入射し、上記ＢＳ膜においてその大部分が図中上方に反射され、その余の部分がＢＳ膜を透過して第２プリズム５３内に入射する。第２プリズム５３内に入射した第１光ビームは、第２プリズム５３の第１面５３ａで全反射され、第２面５３ｂから出射されて上記ＡＰＣ用受光装置５８内に入射する。入射された第１光ビームの光量が、ＡＰＣ用受光装置５８により検出され、その検出光量に基づき、３波長レーザ光源５１からの第１光ビームの出力が自動調整されるようになっている。
【００５９】
一方、接合面５４のＢＳ膜から図中上方に反射された第１光ビームは、第１プリズム５２の第３面５２ｃから出射され、ピックアップレンズ系５５を介して光記録媒体Ｄ１のデータ記録面に３ビーム状態で集光照射される。照射された第１光ビームは光記録媒体Ｄ１のデータ記録面において反射され、この際にデータ情報を担持されて、概ね元の光路を辿り第２プリズム５３内に再び入射する。
【００６０】
第２プリズム５３内に再び入射した第１光ビームの一部は、接合面５４のＢＳ膜を透過して第２プリズム５３の第１面５３ａから図中下方に向けて出射される。この出射された第１光ビームは、３波長用ホログラム素子５６において図中左方に反射され、３波長用受光装置５７に３ビーム状態で入射する。
【００６１】
３波長用受光装置５７は、メインビーム検出用の検出部と２つのサブビーム検出用の検出部とを備えており、メインビームの検出に基づき光記録媒体Ｄ１のデータの再生が行われ、サブビームの検出に基づき光記録媒体Ｄ１のトラッキング制御が行われるようになっている。
【００６２】
一方、光記録媒体Ｄ２の再生を行う場合には、３波長レーザ光源５１から第２光ビームが出力される。この出力された第２光ビームは、第１プリズム５２の第１面５２ａから該第１プリズム５２内に入射し、第２面５２ｂに設置された複数波長用反射型回折格子２に入射する。
【００６３】
複数波長用反射型回折格子２に入射した第２光ビームは、基板３Ａ、第１反射型回折格子１０Ａおよび第１軸位置調整層５を透過して第２反射型回折格子２０Ａに入射し、第２反射回折層２２Ａにおいて反射回折せしめられ（図２参照）、０次回折光からなるメインビームと±１次回折光からなる２つのサブビームの３ビームに分岐されて、該複数波長用反射型回折格子２から出射される。なお、第２反射回折層２２Ａにおいて反射回折せしめられた第２光ビームの０次回折光の軸の位置は、上述の光記録媒体Ｄ１の再生を行う場合における、第１反射型回折格子１０Ａの第１反射回折層１２Ａにおいて反射回折せしめられた第１光ビームの０次回折光の軸の位置と一致するようになっている。
【００６４】
また、光記録媒体Ｄ３の再生を行う場合には、３波長レーザ光源５１から第３光ビームが出力される。この出力された第３光ビームは、第１プリズム５２の第１面５２ａから該第１プリズム５２内に入射し、第２面５２ｂに設置された複数波長用反射型回折格子２に入射する。
【００６５】
複数波長用反射型回折格子２に入射した第３光ビームは、基板３Ａ、第１反射型回折格子１０Ａ、第１軸位置調整層５、第２反射型回折格子２０Ａおよび第２軸位置調整層７を透過して第３反射型回折格子３０Ａに入射し、第３反射回折層３２Ａにおいて反射回折せしめられ（図２参照）、０次回折光からなるメインビームと±１次回折光からなる２つのサブビームの３ビームに分岐されて、該複数波長用反射型回折格子２から出射される。なお、第３反射回折層３２Ａにおいて反射回折せしめられた第３光ビームの０次回折光の軸の位置は、上述の光記録媒体Ｄ２の再生を行う場合における、第２反射型回折格子２０Ａの第２反射回折層２２Ａにおいて反射回折せしめられた第２光ビームの０次回折光の軸の位置と一致するようになっている。
【００６６】
複数波長用反射型回折格子２から出射された後の第２光ビームおよび第３光ビームの作用は、第１光ビームの場合と同様である。なお、上記３波長用受光装置５７は、第１光ビーム用の検出部（メインビーム用および２つのサブビーム用。以下同じ）と第２光ビーム用の検出部の検出部と第３光ビーム用の検出部とを別個に備えている。また、上記３波長用ホログラム素子５６は、３波長用受光装置５７に向かう各光ビームが、それぞれに対応した各検出部に入射するように、各光ビームの反射角度を調整し得るように構成されている。
【００６７】
なお、この光ピックアップ装置５０において、波長レーザ光源５１から出力され複数波長用反射型回折格子２を介して第１プリズム５２に入射する第１乃至第３光ビームがＳ偏光となるように構成するとともに、光記録媒体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３からピックアップレンズ系５５を介して第２プリズム５３に戻る第１乃至第３光ビームがＰ偏光となるように構成することができる（例えば、第２プリズム５３と光記録媒体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３との間の光路上に１／４波長板を配置する）。この場合、図６に示すようにＢＳ膜が、Ｐ偏光よりもＳ偏光の方が１０％程度高い反射特性を有していることで、光記録媒体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３からのＰ偏光からなる戻り光を、Ｓ偏光からなる場合に比べてより多くＢＳ膜を透過させることができるので、信号読取りおよびトラッキング制御に用いる光の利用効率を高めることが可能となる。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に態様が限定されるものではなく、種々に態様を変更することができる。
【００６９】
例えば、上述の複数波長用反射型回折格子１，２は３波長用のものであるが、本発明は２波長用のものや４波長以上のより多波長用のものとして構成することも可能である。
【００７０】
また、上記実施形態において例示した波長以外の各光ビームに対応するように構成することも可能であり、その際の膜構成についても適宜変更することが可能である。
【００７１】
また、上記実施形態においては、第３反射回折層２２，２２Ａが第３ダイクロイック膜から構成されているが、これを全反射膜で構成することも可能である。
【００７２】
また、上記実施形態においては、光ピックアップ装置５０をデータ再生用のものとしているが、本発明はデータ記録用やデータの記録および再生を共に行う光ピックアップ装置にも適用することができる。
【００７３】
また、本発明に係る複数波長用反射型回折格子は、光ピックアップ装置以外の光学機器等に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】第１実施形態に係る複数波長用反射型回折格子の概略構成を示す断面図
【図２】第２実施形態に係る複数波長用反射型回折格子の概略構成を示す断面図
【図３】第１ダイクロイック膜の反射特性を示す図
【図４】第２ダイクロイック膜の反射特性を示す図
【図５】第３ダイクロイック膜の反射特性を示す図
【図６】ＢＳ膜の反射特性を示す図
【図７】一実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成図
【符号の説明】
【００７５】
１              複数波長用反射型回折格子（第１実施形態）
２              複数波長用反射型回折格子（第２実施形態）
３，３Ａ        基板
５              第１軸位置調整層
７              第２軸位置調整層
１０，１０Ａ    第１反射型回折格子
１１，１１Ａ    第１ベース層
１２，１２Ａ    第１反射回折層
１３，１３Ａ    第１位相調整層
２０，２０Ａ    第２反射型回折格子
２１，２１Ａ    第２ベース層
２２，２２Ａ    第２反射回折層
２３，２３Ａ    第２位相調整層
３０，３０Ａ    第３反射型回折格子
３１，３１Ａ    第３ベース層
３２，３２Ａ    第３反射回折層
５１            ３波長レーザ光源
５２            第１プリズム
５２ａ          （第１プリズムの）第１面
５２ｂ          （第１プリズムの）第２面
５２ｃ          （第１プリズムの）第３面
５３            第２プリズム
５３ａ          （第２プリズムの）第１面
５３ｂ          （第２プリズムの）第２面
５４            接合面
５５            ピックアップレンズ系
５５ａ          コリメータ
５５ｂ          対物レンズ
５６            ３波長用ホログラム素子
５７            ３波長用受光装置
５８            ＡＰＣ用受光装置
【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】
2010020855.tif 000008
【図７】
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