(57)【要約】【課題】  メインビームのスポット形状や回折効率を所望の条件に設定可能とすることにより、開口度の自由度や光学倍率の自由度を高めることのできる回折素子および光ディスク装置を提供すること。【解決手段】  光ディスク装置１において、３ビームを生成するための回折素子８は、溝部８１の長さ方向における中央領域８６では、±１次回折効率が高く、両端領域８７、８８では、±１次回折効率が低い。このため、中央領域８６から出射される０次光は光強度が大きく低下するのに対して、両端領域８７、８８からから出射される０次光は光強度がわずか低下するので、０次光のピーク形状は裾野部分が底上げされた形状になり、ＮＡを大きくしたのと同様な効果を得ることができる。それ故、光記録ディスク１０にメインビームを集光させると、メインスポットについてはそのスポット径を小さくできる。また、無駄な高次回折光が発生しないので、サブスポットを大きくできる。【選択図】    図３
2006268979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝部および突条部が交互に複数、配列された回折素子であって、
前記溝部を挟む両側の突条部の上面から当該溝部の底部に到る深さ寸法が位置によって変化していることを特徴とする回折素子。
【請求項２】
請求項１において、前記深さ寸法は、前記溝部の長さ方向において段階的に変化していることを特徴とする回折素子。
【請求項３】
請求項１において、前記深さ寸法は、前記溝部の長さ方向において連続的に変化していることを特徴とする回折素子。
【請求項４】
請求項１において、前記深さ寸法は、前記複数の溝部同士の間で相違していることを特徴とする回折素子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記溝部の深さ方向における中心位置は、当該溝部の長さ方向で同一の高さ位置にあることを特徴とする回折素子。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記溝部の深さ方向における中心位置は、当該溝部の長さ方向で変化していることを特徴とする回折素子。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記溝部の深さ方向における中心位置は、溝部同士の間で同一の高さ位置にあることを特徴とする回折素子。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記溝部の深さ方向における中心位置は、溝部同士の間で相違していることを特徴とする回折素子。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに規定する回折素子を備えた光ディスク装置であって、
レーザ光源と、光検出器と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録ディスクに導く往路および前記光記録ディスクで反射した戻り光を光検出器に導く復路を構成する光学系とを有し、
前記光学系は、前記回折素子を前記往路の途中位置で前記レーザ光源から出射されたレーザ光から０次光からなるメインビーム、および回折光からなる２つのサブビームを形成する３ビーム生成用素子として備えていることを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝部および突条部が交互に配列された回折素子、およびこの回折素子を備えた光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光記録ディスクに対して情報の記録あるいは再生を行うための構成としては様々な構成が提案されているが、いずれの構成を採用した場合でも、光ディスク装置も、基本的には、レーザ光源と、光検出器と、レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録ディスクに導く往路および光記録ディスクで反射した戻り光を光検出器に導く復路を構成する光学系とを有している。また、光ディスク装置では、様々な回折素子が用いられている。
【０００３】
例えば、ＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）などによりトラッキングエラー信号を得るには、回折素子によって、レーザ光源から出射された光から０次光からなるメインビーム、および回折光からなるサブビームを生成しており、このような回折素子として、光ビームの光束の断面積よりも小さい領域内に溝部を形成した回折素子を用い、回折光と、回折されない光ビームとを用いてトラッキングのオフセットをキャンセルする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、光ディスク上の光スポットサイズを十分に小さく絞ることを目的に中心領域付近では溝幅を格子周期の半分の長さに近づけ、外縁部付近では格子溝幅を格子周期の半分の長さから遠ざけた回折素子が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１６２３８３号公報
【特許文献２】特開２００４−２９５９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の回折素子の場合、メインビームの位相が、溝部を備えた領域と、溝部を形成していない平坦部との間で大きな差異が生じるため、収差の発生を防止できないという問題点がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載の回折素子の場合、格子のデューティ比を変えているため、デューティ比が５０：５０からずれた領域では、３次回折光、５次回折光、７次回折光などといった高次の回折効率が高くなってしまう結果、記録用の光ディスク装置のようにレーザ光の利用効率をわずかでも上げたい場合には、逆効果になってしまうという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、スポット形状や回折効率を所望の条件に設定可能とすることにより、ＮＡの自由度や光学倍率の自由度を高めることのできる回折素子、およびこの回折素子を用いた記録ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、溝部および突条部が交互に配列された回折素子において、前記溝部を挟む両側の突条部の上面から当該溝部の底部に到る深さ寸法が位置によって変化していることを特徴とする。
【０００９】
本発明を適用した回折素子は、光記録ディスクに対して情報の記録、再生あるいは双方を行うための光ディスク装置に用いることができる。このような光ディスク装置は、レーザ光源と、光検出器と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録ディスクに導く往路および前記光記録ディスクで反射した戻り光を光検出器に導く復路を構成する光学系とを有しており、前記光学系は、前記回折素子を前記往路の途中位置で前記レーザ光源から出射されたレーザ光から０次光からなるメインビーム、および回折光からなる２つのサブビームを形成する３ビーム生成用素子として備えている。
【００１０】
本発明を適用した回折素子は、溝部の深さ寸法が位置によって変化しているため、スポット形状や回折効率を所望の条件に設定することができ、開口度の自由度や光学倍率の自由度を高めることのできる。例えば、本発明を適用した回折素子を光ディスク装置において３ビーム生成用成素子として用いた場合、レーザ光源から出射されたレーザ光から０次光からなるメインビーム、および回折光からなるサブビームを形成する際、回折素子の溝部は、該溝部を挟む両側の突条部の上面から当該溝部の底部に到る深さ寸法が位置によって変化しているため、回折素子を通過すると、通過する前と比較して、一部が回折された分だけ、０次光のピーク形状は、例えば、中央領域が低下した分、裾野が底上げされた形状になる。このため、対物レンズに入射する０次光については、ＮＡを大きくしたのと同様な効果を得ることができるので、光記録ディスクのトラック上にメインビームを集光させた際、スポット径を小さくすることができる。このように、スポット形状や回折効率を所望の条件に設定することができるので、開口度の自由度や光学倍率の自由度を高めることのできる。また、回折素子における格子のデューティ比については５０：５０のままでよいので、高次の回折光の発生を抑えることができ、光記録ディスクのトラック上に集光させたサブビームについては、スポット径が拡大される。従って、トラックとサブビームとの位置精度の公差が広くなるので、光ディスク装置を製造する際、作業効率の向上を図ることができる。また、トラックピッチが相違する光記録ディスクであっても、トラッキングエラー信号を適正に得ることができる。
【００１１】
本発明において、前記深さ寸法が前記溝部の長さ方向において段階的に変化している構成、あるいは前記深さ寸法が前記溝部の長さ方向において連続的に変化している構成を採用することができる。
【００１２】
本発明において、前記深さ寸法は、前記複数の溝部同士の間で相違している構成を採用してもよい。
【００１３】
本発明において、前記溝部の深さ方向における中心位置は、当該溝部の長さ方向で同一の高さ位置にあることが好ましい。このように構成すると、回折素子に起因する非点収差の発生を防止できる。
【００１４】
本発明において、前記溝部の深さ方向における中心位置は、当該溝部の長さ方向で変化している構成を採用してもよい。
【００１５】
本発明において、前記溝部の深さ方向における中心位置は、溝部同士の間で同一の高さ位置にあることが好ましい。このように構成すると、回折素子に起因する非点収差の発生を防止できる。
【００１６】
本発明において、前記溝部の深さ方向における中心位置は、溝部同士の間で相違している構成を採用してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、回折素子によって、スポット形状や回折効率を所望の条件に設定することができ、開口度の自由度や光学倍率の自由度を高めることのできる。例えば、本発明を適用した回折素子を光ディスク装置において３ビーム生成用成素子として用いた場合、レーザ光源から出射されたレーザ光から０次光からなるメインビーム、および回折光からなるサブビームを形成する際、回折素子の溝部は、該溝部を挟む両側の突条部の上面から当該溝部の底部に到る深さ寸法が位置によって変化しているため、回折素子を通過すると、通過する前と比較して、一部が回折された分だけ、０次光のピーク形状は、例えば、中央領域が低下した分、裾野が底上げされた形状になる。このため、対物レンズに入射する０次光については、ＮＡを大きくしたのと同様な効果を得ることができるので、光記録ディスクのトラック上にメインビームを集光させた際、スポット径を小さくすることができる。それ故、低いパワーで光記録ディスクへの記録を行うことができるので、パワーの節約や低コスト化を図ることができ、かつ、発熱対策が容易となる。また、回折素子における格子のデューティ比については５０：５０のままでよいので、高次の回折光の発生を抑えることができ、光記録ディスクのトラック上に集光させたサブビームについては、スポット径が拡大される。従って、トラックとサブビームとの位置精度の公差が広くなるので、光ディスク装置を製造する際、作業効率の向上を図ることができる。また、トラックピッチが相違する光記録ディスクであっても、トラッキングエラー信号を適正に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。
【００１９】
図１において、本形態の光ディスク装置１は、例えば波長６５０ｎｍのレーザ光束を発する半導体レーザ２と、光検出器３とを有している。また、光ディスク装置１は、半導体レーザ２から光記録ディスク１０に向けて、ビームスプリッタ４１、コリメートレンズ４２、立ち上げミラー４３、および対物レンズ４４を備えた光学系４０を有しており、これらの光学素子によって、半導体レーザ２から出射されたレーザ光を光記録ディスク１０に導く往路が構成されている。また、光学系４０は、ビームスプリッタ４１と光検出器３との間にセンサレンズ４５を備えており、対物レンズ４４、立ち上げミラー４３、コリメートレンズ４２、ビームスプリッタ４１、およびセンサレンズ４５によって、光記録ディスク１０で反射した戻り光を光検出器３に導く復路が構成されている。なお、光検出器３からみてビームスプリッタ４１の背後には、半導体レーザ２から光記録ディスク１０に向かうレーザ光のうち、ビームスプリッタ４１で反射された光を検出するフロントモニタ５（モニター用光検出器）が配置されている。
【００２０】
光検出器３は、光記録ディスク１０で反射した戻り光を検出して情報を記録する際、あるいは情報の再生を行う際、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を生成するのに用いられ、これらの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は、対物レンズ駆動装置７にフィードバックされるようになっている。
【００２１】
光記録ディスク１０は、例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などであり、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、図示を省略するが、ウォブル（うねり）が付されたランドとグルーブが同心円状に交互に形成され、ランドおよびグルーブのいずれもが、ピットが形成されるトラックとして用いられる。ここで、ウォブルから得られる信号は、クロックの引き込みに用いられる。
【００２２】
本形態の光ディスク装置１において、半導体レーザ２とビームスプリッタ４１との間には、半導体レーザ２から出射されたレーザ光から、−１次回折光からなるサブビーム、０次光からなるメインビーム、および＋１次回折光からなるサブビームを生成するためのグレーティングあるいはホログラム素子からなる回折素子８を備えている。このため、対物レンズ４４によって０次光からなるメインビームを光記録ディスク１０のトラック上に集光させ、その戻り光を光検出器３で検出することにより情報の再生を行うことができる。また、対物レンズ４４によって０次光からなるメインビームを光記録ディスク１０のトラック上に集光させて情報の記録を行うことができる。さらに、対物レンズ４４によって−１次回折光からなるサブビーム、および＋１次回折光からなるサブビームを、光記録ディスク１０のトラックの接線方向でメインビームのスポットを挟む位置に集光させ、その戻り光を光検出器３で検出することにより、ＤＰＰ法などによりトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００２３】
（回折素子８の構成）
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１で用いた回折素子の平面図、溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図、および斜視図である。
【００２４】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態の光ディスク装置１において、回折素子８の溝部８１はいずれも、溝部８１を挟む両側の突条部８２の上面８２０から溝部８１の底部８１０に到る深さ寸法ｄが位置によって変化しており、本形態において、深さ寸法ｄは、いずれの溝部８１においても溝部８１の長さ方向（矢印Ｌで示す）において段階的に変化している。すなわち、いずれの溝部８１においても、長さ方向の中央領域８６は、その両端領域８７、８８と比較して、溝部８１の底部８１０が一段低く、かつ、突条部８２の上面８２０が一段高くなっており、この中央領域８６における深さ寸法ｄは大である。従って、中央領域８６では、±１次回折効率が高い。これに対して、溝部８１の長さ方向の両端領域８７、８８では、中央領域８６と比較して、溝部８１の底部８１０が一段高く、かつ、突条部８２の上面８２０が一段低くなっており、この両端領域８７、８８での深さ寸法ｄは小である。それ故、両端領域８７、８８では、±１次回折効率が低い。但し、溝部８１の深さ方向における中心位置（図２（ｂ）に一点鎖線Ｃで示す）は、溝部８１の長さ方向で同一の高さ位置にあり、かつ、溝部８１の深さ方向における中心位置は、隣接する溝部８１同士の間で同一の高さ位置にある。ここで、回折素子８では、いずれの領域でも、溝部８１の幅寸法と突条部８２の幅寸法が等しく、格子のデューティ比は全て５０：５０である。
【００２５】
このように構成した回折素子８において、溝部８１が深い中央領域８６は、長さ方向と直交する方向にストライプ状に形成され、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、溝部８１が深い中央領域８６と、溝部８１が浅い両端領域８７、８８に跨るように回折素子８に入射する。ここで、半導体レーザ２から出射されたレーザ光のファーフィールドパターンは楕円であり、その長軸方向が溝部８１の長さ方向と直交する方向に対応し、短軸方向が溝部８１の長さ方向に対応する。また、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、図２（ａ）に円ＬＬで示す領域が光記録ディスク１０への集光に利用される。
【００２６】
（本形態の作用、効果）
図３は、本発明の実施の形態１で用いた回折素子を透過前後における０次光の光強度分布の変化を示す説明図であり、回折素子８の平面図を図３（ａ）に示すとともに、この回折素子８への入射光の光強度分布を、図３（ａ）に示す回折素子８の方向に対応させて図３（ｂ）、（ｃ）に示すとともに、回折素子８からの出射光の光強度分布を、図３（ａ）に示す回折素子８の方向に対応させて図３（ｄ）、（ｅ）に示す。図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した光ディスク装置において光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図、および従来の光ディスク装置において光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図である。
【００２７】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、本形態の光ディスク装置１において、レーザ光束を回折素子８の溝部８１と直交する方向に回折素子を切断したときの光量分布は、回折素子８の透過前後で大きな変化がないのに対して、図３（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に示すようにレーザ光束を回折素子８の溝部８１と平行な方向に回折素子を切断したときの光量分布は、回折素子８の透過前後で大きな変化がある。すなわち、回折素子８においては、溝部８１の長さ方向における中央領域８６は、±１次回折効率が高いのに対して、両端領域８７、８８では、±１次回折効率が低いため、中央領域８６から出射される０次光は光強度が大きく低下するのに対して、両端領域８７、８８からから出射される０次光は光強度がわずか低下する。従って、０次光のピーク形状は、中央領域で光量が大きく低下した分、図３（ｅ）に矢印Ｂで示すように、裾野部分が底上げされた形状になる。従って、対物レンズ４４に入射する０次光については、ＮＡを大きくしたのと同様な効果を得ることができる。
【００２８】
それ故、光記録ディスク１０にメインビームを集光させると、図４（ａ）に本発明を適用した場合を示し、図４（ｂ）に従来例を示すように、本形態によれば、光記録ディスク１０に集光させたメインスポットについてはそのスポット径を小さくできる。それ故、半導体レーザ２から出射されるレーザ光については、パワーが低くても光記録ディスク１０への記録を行うことができるので、パワーの節約や低コスト化を図ることができ、かつ、発熱対策が容易となる。
【００２９】
また、本形態では、回折素子８における格子のデューティ比については全て５０：５０でよいので、高次の回折光の発生を抑えることができる。このため、光記録ディスク１０にサブビームを集光させると、本形態では、従来例と比較して、＋１次のサブスポットおよび−１次のサブスポットのいずれについてもスポット径が拡大される。従って、トラックとサブビームとの位置精度の公差が広くなるので、光ディスク装置１を製造する際、作業効率の向上を図ることができる。しかも、トラックピッチが相違する光記録ディスク１０であっても、トラッキングエラー信号を適正に得ることができる。
【００３０】
さらに本形態では、溝部８１の深さ方向における中心位置（図２（ｂ）に一点鎖線Ｃで示す）は、溝部８１の長さ方向で同一の高さ位置にあり、かつ、溝部８１の深さ方向における中心位置は、隣接する溝部８１同士の間で同一の高さ位置にあるため、非点収差が発生しないという利点もある。
【００３１】
［実施の形態２］
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２で用いた回折素子の平面図、溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図、および斜視図である。なお、以下に説明する実施の形態２、３、４は、基本的な構成が実施の形態１と共通しているので、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
【００３２】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態の光ディスク装置１においても、実施の形態１と同様、回折素子８の溝部８１はいずれも、溝部８１を挟む両側の突条部８２の上面８２０から溝部８１の底部８１０に到る深さ寸法ｄが位置によって変化している。
【００３３】
但し、本形態では、実施の形態１と同様、深さ寸法ｄは、いずれの溝部８１においても溝部８１の長さ方向（矢印Ｌで示す）において連続的に変化している。すなわち、いずれの溝部８１において、底部８１０は、長さ方向の中央で凹む湾曲形状になっている一方、いずれの突条部８２においても、上面８２０は、長さ方向の中央で膨らむ湾曲形状になっている。このため、いずれの溝部８１においても、長さ方向の中央領域８６は、その両端領域８７、８８と比較して、溝部８１の底部８１０が低く、かつ、突条部８２の上面８２０が高くなっており、この中央領域８６における深さ寸法ｄは大である。従って、中央領域８６では、±１次回折効率が高い。これに対して、溝部８１の長さ方向の両端領域８７、８８では、中央領域８６と比較して、溝部８１の底部８１０が高く、かつ、突条部８２の上面８２０が低くなっており、この両端領域８７、８８での深さ寸法ｄは小である。それ故、両端領域８７、８８では、±１次回折効率が低い。但し、溝部８１の深さ方向における中心位置（図５（ｂ）に一点鎖線Ｃで示す）は、溝部８１の長さ方向で同一の高さ位置にあり、かつ、溝部８１の深さ方向における中心位置は、隣接する溝部８１同士の間で同一の高さ位置にある。ここで、回折素子８では、いずれの領域でも、溝部８１の幅寸法と突条部８２の幅寸法が等しく、格子のデューティ比は全て５０：５０である。
【００３４】
このように構成した回折素子８において、溝部８１が深い中央領域８６と溝部８１が浅い両端領域８７、８８は明確な境界線を有していないが、中央領域８６は、長さ方向と直交する方向に連続ストライプ状に形成され、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、溝部８１が深い中央領域８６と、溝部８１が浅い両端領域８７、８８に跨るように回折素子８に入射する。ここで、半導体レーザ２から出射されたレーザ光のファーフィールドパターンは楕円であり、その長軸方向が溝部８１の長さ方向と直交する方向に対応し、短軸方向が溝部８１の長さ方向に対応する。また、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、図５（ａ）に円ＬＬで示す領域が光記録ディスク１０への集光に利用される。
【００３５】
このように構成した光ディスク装置１においても、実施の形態１において図３を参照して説明したように、回折素子８においては、溝部８１の長さ方向における中央領域８６は、±１次回折効率が高いのに対して、両端領域８７、８８では、±１次回折効率が低いため、中央領域８６から出射される０次光は光強度が大きく低下するのに対して、両端領域８７、８８からから出射される０次光は光強度がわずか低下するだけである。従って、０次光のピーク形状は、中央領域で光量が大きく低下した分、裾野部分が底上げされた形状になるため、対物レンズ４４に入射する０次光については、ＮＡを大きくしたのと同様な効果を得ることができる。それ故、光記録ディスク１０にメインビームを集光させると、実施の形態１で図４（ａ）を参照して説明したように、光記録ディスク１０に集光させたメインスポットについてはそのスポット径を小さくできるので、半導体レーザ２から出射されるレーザ光については、パワーが低くても光記録ディスク１０への記録を行うことができるので、パワーの節約や低コスト化を図ることができ、かつ、発熱対策が容易となる。
【００３６】
また、本形態では、回折素子８における格子のデューティ比については全て５０：５０でよいので、高次の回折光の発生を抑えることができるため、光記録ディスク１０にサブビームを集光させると、従来例と比較して、＋１次のサブスポットおよび−１次のサブスポットのいずれについてもスポット径が拡大される。従って、トラックとサブビームとの位置精度の公差が広くなるので、光ディスク装置１を製造する際、作業効率の向上を図ることができる。しかも、トラックピッチが相違する光記録ディスク１０であっても、トラッキングエラー信号を適正に得ることができる。
【００３７】
さらに本形態では、溝部８１の深さ方向における中心位置（図５（ｂ）に一点鎖線Ｃで示す）は、溝部８１の長さ方向で同一の高さ位置にあり、かつ、溝部８１の深さ方向における中心位置は、隣接する溝部８１同士の間で同一の高さ位置にあるため、非点収差が発生しないという利点もある。
【００３８】
［実施の形態３］
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態３で用いた回折素子の平面図、溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図、および斜視図である。
【００３９】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態の光ディスク装置１においても、実施の形態１と同様、回折素子８の溝部８１はいずれも、溝部８１を挟む両側の突条部８２の上面８２０から溝部８１の底部８１０に到る深さ寸法ｄが位置によって変化している。すなわち、いずれの溝部８１において、底部８１０は、長さ方向の中央で凹む湾曲形状になっている一方、いずれの突条部８２においても、上面８２０は平面になっている。このため、いずれの溝部８１においても、長さ方向の中央領域８６は、その両端領域８７、８８と比較して、溝部８１の底部８１０が低く、かつ、突条部８２の上面８２０が高くなっており、この中央領域８６における深さ寸法ｄは大である。従って、中央領域８６では、±１次回折効率が高い。これに対して、溝部８１の長さ方向の両端領域８７、８８では、中央領域８６と比較して、溝部８１の底部８１０が高く、かつ、突条部８２の上面８２０が低くなっており、この両端領域８７、８８での深さ寸法ｄは小である。それ故、両端領域８７、８８では、±１次回折効率が低い。また、回折素子８は、実施の形態１、２と同様、いずれの領域でも、溝部８１の幅寸法と突条部８２の幅寸法が等しく、格子のデューティ比は全て５０：５０である。
【００４０】
但し、本形態では、実施の形態１、２と違って、溝部８１の深さ方向における中心位置（図５（ｂ）に一点鎖線Ｃで示す）は、溝部８１の長さ方向で変化しており、本形態では、溝部８１の深さ方向における中心位置は、中央領域８６で凹んでいる。
【００４１】
このように構成した回折素子８において、溝部８１が深い中央領域８６と溝部８１が浅い両端領域８７、８８は明確な境界線を有していないが、中央領域８６は、長さ方向と直交する方向に連続ストライプ状に形成され、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、溝部８１が深い中央領域８６と、溝部８１が浅い両端領域８７、８８に跨るように回折素子８に入射する。ここで、半導体レーザ２から出射されたレーザ光のファーフィールドパターンは楕円であり、その長軸方向が溝部８１の長さ方向と直交する方向に対応し、短軸方向が溝部８１の長さ方向に対応する。また、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、図５（ａ）に円ＬＬで示す領域が光記録ディスク１０への集光に利用される。
【００４２】
このように構成した光ディスク装置１においても、０次光のピーク形状は、中央領域で光量が大きく低下した分、裾野部分が底上げされた形状になるため、光記録ディスク１０に集光させたメインスポットについてはそのスポット径を小さくできるので、半導体レーザ２から出射されるレーザ光については、パワーが低くても光記録ディスク１０への記録を行うことができるなどの効果を奏する。また、回折素子８における格子のデューティ比については全て５０：５０であるため、高次の回折光の発生を抑えることができ、＋１次のサブスポットおよび−１次のサブスポットのいずれについてもスポット径が拡大される。従って、トラックとサブビームとの位置精度の公差が広くなるので、光ディスク装置１を製造する際、作業効率の向上を図ることができる。
【００４３】
また、本形態では、溝部８１の深さ方向における中心位置（図５（ｂ）に一点鎖線Ｃで示す）は、隣接する溝部８１同士の間で同一の高さ位置にあるが、溝部８１の長さ方向で変化しており、このようなパターンは、光ディスク装置１に用いた他の光学系に起因する非点収差に対応している。それ故、本形態によれば、光ディスク装置１に用いた光学系に起因する非点収差を回折素子８で吸収することができる。
【００４４】
［実施の形態４］
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、本発明の実施の形態４で用いた回折素子の平面図、溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図、溝部の長さ方向と直交する方向に回折素子を切断したときの断面図、および斜視図である。
【００４５】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、本形態の光ディスク装置１においては、回折素子８の溝部８１の底部８１０および突条部８２の上面８２０はいずれも平面であり、溝部８１の長さ方向（矢印Ｌで示す）においては、溝部８１を挟む両側の突条部８２の上面８２０から溝部８１の底部８１０に到る深さ寸法ｄが位置にかかわらず一定である。
【００４６】
但し、本形態では、溝部８１の長さ方向と直交する方向において、隣接する凸状部８２の上面部８２０は同一の高さ位置にあるが、図７（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、溝部８１の底面部８１０は、溝部８１の長さ方向と直交する方向の中央領域８３は、その両端領域８４、８５と比較して低くなっている。このため、回折素子８の溝部８１はいずれも、溝部８１を挟む両側の突条部８２の上面８２０から溝部８１の底部８１０に到る深さ寸法ｄが位置によって変化している。従って、溝部８１が深い中央領域８３では、±１次回折効率が高く、溝部８１が浅い両端領域８７、８８では、±１次回折効率が低い。また、回折素子８は、実施の形態１、２、３と同様、いずれの領域でも、溝部８１の幅寸法と突条部８２の幅寸法が等しく、格子のデューティ比は全て５０：５０である。
【００４７】
また、本形態では、実施の形態１、２と違って、溝部８１の深さ方向における中心位置（図５（ｂ）に一点鎖線Ｃで示す）は、溝部８１の長さ方向で一定であるが、溝部８１の長さ方向と直交する方向では、両端領域８４、８５と比較して中央領域８３で凹んでいる。
【００４８】
このように構成した回折素子８において、溝部８１が深い中央領域８３と溝部８１が浅い両端領域８４、８５は明確な境界線を有していないが、中央領域８３は、溝部８１の長さ方向に連続ストライプ状に形成され、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、溝部８１が深い中央領域８３と、溝部８１が浅い両端領域８４、８５に跨るように回折素子８に入射する。ここで、半導体レーザ２から出射されたレーザ光のファーフィールドパターンは楕円であり、その長軸方向が溝部８１の長さ方向と直交する方向に対応し、短軸方向が溝部８１の長さ方向に対応する。また、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、図７（ａ）に円ＬＬで示す領域が光記録ディスク１０への集光に利用される。
【００４９】
このように構成した光ディスク装置１においても、中央領域８６から出射される０次光は光強度が大きく低下するのに対して、両端領域８７、８８からから出射される０次光は光強度がわずか低下するだけであるため、０次光のピーク形状は、中央領域で光量が大きく低下した分、裾野部分が底上げされた形状になる。従って、光記録ディスク１０に集光させたメインスポットについてはそのスポット径を小さくできるので、半導体レーザ２から出射されるレーザ光については、パワーが低くても光記録ディスク１０への記録を行うことができるなどの効果を奏する。また、回折素子８における格子のデューティ比については全て５０：５０であるため、高次の回折光の発生を抑えることができ、＋１次のサブスポットおよび−１次のサブスポットのいずれについてもスポット径が拡大される。従って、トラックとサブビームとの位置精度の公差が広くなるので、光ディスク装置１を製造する際、作業効率の向上を図ることができる。
【００５０】
また、本形態では、溝部８１の深さ方向における中心位置（図５（ｂ）に一点鎖線Ｃで示す）は、溝部８１の長さ方向で同一の高さ位置にあるが、溝部８１同士の間では変化しており、このようなパターンは、光ディスク装置１に用いた他の光学系に起因する非点収差に対応している。それ故、本形態によれば、光ディスク装置１に用いた光学系に起因する非点収差を回折素子８で吸収することができる。
【００５１】
なお、光ディスク装置１に用いた他の光学系に起因する非点収差を考慮しない場合には、溝部８１の深さ方向における中心位置を溝部８１の長さ方向で同一の高さ位置に設定し、かつ、溝部８１同士の間でも同一の高さ位置にあるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１で用いた回折素子の平面図、溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図、および斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１で用いた回折素子を透過前後における０次光の光強度分布の変化を示す説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した光ディスク装置において光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図、および従来の光ディスク装置において光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２で用いた回折素子の平面図、溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図、および斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態３で用いた回折素子の平面図、溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図、および斜視図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、本発明の実施の形態４で用いた回折素子の平面図、溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図、溝部の長さ方向と直交する方向に回折素子を切断したときの断面図、および斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  光ディスク装置
２  レーザ光源
３  光検出器
１０  光記録ディスク
２０  光学系
８  回折素子
８１  溝部
８２  突条部
８１０  溝部の底部
８２  突条部の上面
【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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