(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することが可能となり、その回折素子を用いた光ヘッド装置および光ディスク装置を提供する。【解決手段】第１の波長に対する回折素子１０５を構成する第１の部材４０１と第２の部材４０２との屈折率の差と、第２の波長に対する回折素子１０５を構成する第１の部材４０１と第２の部材４０２との屈折率の差に、△ｎ1−△ｎ2≧０．０５ｄ-1.07が成り立つこと、または、回折素子を構成する第１の部材または第２の部材に等方性材料または複屈折材料のいずれかを用い、前記等方性材料または前記複屈折材料の少なくとも一方に色素を添加したことの、少なくとも一方を特徴とする。【選択図】図２
2006079656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部材で構成された回折素子であって、第１の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差と、第２の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差に、以下の関係式が成り立つことを特徴とする回折素子。
△ｎ1−△ｎ2≧０．０５ｄ-1.07
ｄ：回折素子の格子深さ
△ｎ1：第１の波長に対する第１の部材と第２の部材との屈折率の差
△ｎ2：第２の波長に対する第１の部材と第２の部材との屈折率の差
【請求項２】
前記第１の波長がＤＶＤ波長であり、前記第２の波長がＣＤ波長であることを特徴とする請求項１に記載する回折格子。
【請求項３】
複数の部材で構成された回折素子であって、前記回折素子を構成する前記第１の部材または前記第２の部材に等方性材料または複屈折材料のいずれかを用い、前記等方性材料または前記複屈折材料の少なくとも一方に色素を添加したことを特徴とする回折素子。
【請求項４】
前記回折素子は、前記回折素子を構成する前記第１の部材と前記第２の部材の双方に複屈折材料を用い、前記複屈折材料に色素を添加したことを特徴とする請求項３に記載の回折素子。
【請求項５】
前記回折素子に用いられる前記色素は、二色性色素であることを特徴とする請求項３、４のいずれか１項に記載の回折素子。
【請求項６】
前記回折素子は、前記回折素子を構成する前記第１の部材と前記第２の部材が同一方向に遅延軸を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の回折素子。
【請求項７】
前記回折素子は、前記回折素子を構成する前記第１の部材と前記第２の部材にそれぞれ異なる可視光吸収を持った色素または二色性色素を添加することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の回折素子。
【請求項８】
前記回折素子を構成する前記第１の部材と前記第２の部材に添加されるそれぞれ異なる可視光吸収を持った前記色素または前記二色性色素は、前記第１の部材と前記第２の部材で添加率が異なっていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の回折素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の回折素子を用いて、情報記録媒体に記録または再生の少なくとも一方を行うことを特徴とした光ヘッド装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の回折素子を用いて、情報記録媒体に記録または再生の少なくとも一方を行うことを特徴とした光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを用いて情報記録媒体に記録または再生の少なくとも一方を行う光ヘッド装置に好適に用いられる回折素子、及びその回折素子を用いた光ヘッド装置および光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学記録媒体として、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ−Ｒ（書き込み可能なコンパクトディスク）、ＣＤ−ＲＷ（書き換え可能なコンパクトディスク）等の種々の光ディスクが開発されている。ＤＶＤにおいては、波長約６６０ｎｍのレーザ光により情報の記録または再生が行われる。一方、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷにおいては、波長約７８５ｎｍのレーザー光により情報の記録または再生が行われる。このような複数種類の光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光ディスク装置が提案されている。
【０００３】
また、このような複数種類の光ディスクに対して情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置において、光ディスク装置に搭載される光ヘッド装置の光源としては、複数の異なる波長の光束を出射するレーザー素子を１つのパッケージに隣接して配置したもの（いわゆるハイブリッド型２波長半導体レーザー）や１つの半導体基板に複数の波長の光源を集積化したもの（いわゆるモノリシック型２波長半導体レーザー）などが用いられている。
【０００４】
これらのユニットと回折素子を組み合わせることにより、光ディスク装置のＤＶＤ系の往路（集光系）つまり光学経路としての光源から光ディスクまでと、復路（検出系）つまり光学経路としての光ディスクから受光素子までを共通化するとともに、ＣＤ系とＤＶＤ系とでコリメートレンズ、対物レンズを共有して部品点数を削減し、小型な光ヘッド装置を提供できる。
【０００５】
図６は従来の光ヘッド装置の外観の一部を示す図である。図６において、１０１はＤＶＤ用レーザ、１０２はダイクロイックプリズム、１０３はコリメートレンズ、１０４は立上げミラー、１０５は回折素子、１０６は波長板、１０７は対物レンズ、１０８は光ディスク、１０９はＣＤ用レーザ、１１０はガラスホログラムである。
【０００６】
ＤＶＤ用レーザ１０１から発せられた光は、ダイクロイックプリズム１０２表面で反射され、コリメートレンズ１０３により平行光となり、立上げミラー１０４を経て、回折素子１０５を全透過するのが理想的であり、ＤＶＤ波長である約６６０ｎｍの波長とＣＤ波長である約７８５ｎｍの波長のほぼ平均の波長に対して１／４波長の位相差を与える波長板１０６で円偏光に変換され、対物レンズ１０７により、光ディスク１０８の面に集光される。光ディスク１０８がＤＶＤ用ディスクの場合、基材厚が０．６ｍｍであり、光ディスク１０８を反射した光は波長板１０６で往路と直交する直線偏光となり、回折素子１０５でほぼ全光量回折されるのが理想的である。回折光は光源に隣接して設けられたフォトディテクタ（図示せず）に入射し、信号検出される。一方、ＣＤ用レーザ１０９から発せられた光は、集積ユニットと一体化したガラスホログラム１１０、ダイクロイックプリズム１０２を透過し、コリメートレンズ１０３、立上げミラー１０４を経て、回折素子１０５、波長板１０６を透過する。波長板１０６はＤＶＤ波長である約６６０ｎｍの波長とＣＤ波長である約７８５ｎｍの波長のほぼ平均の波長に対して１／４波長の位相差を与えるものであり、波長板１０６を透過する事で円偏光になる。透過光は、対物レンズ１０７により、光ディスク１０８の面に集光される。光ディスク１０８がＣＤ用光ディスクの場合、基材厚が１．２ｍｍであり、光ディスク１０８を反射した光は、波長板１０６を経て、
往路と直交する直線偏光になり、回折素子１０５で回折されずに全透過するのが理想的である。透過光は往路と逆の光路をたどってガラスホログラム１１０で回折分岐され、フォトディテクタ（図示せず）により信号検出される。この光ヘッド装置においては、一対の対物レンズ１０７、コリメートレンズ１０３で２つの波長の光、異なる基材厚の光ディスク１０８に対応できる。
【０００７】
先行例としては、（特許文献１）等がある。
【特許文献１】特開平１０−２４１１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した回折素子においては、光ヘッド装置の光学経路としての往路において、ＣＤ波長とＤＶＤ波長ともに透過させ、光ヘッド装置の光学経路としての復路において、ＣＤ波長とＤＶＤ波長を分離し、それぞれの受光素子に集光させる必要がある。一般的な光ヘッド装置の復路においては、ＣＤ波長を透過させ、ＤＶＤ波長を回折させ、それぞれの受光素子に集光させるのであるが、それぞれの透過率、回折率ともに理想であるＣＤ波長の透過率１００％、ＤＶＤ波長の回折率１００％には至っていない。つまり光学経路としての光ディスクから受光素子までの情報伝達時の信号ロスにつながっている。
【０００９】
また、ＤＶＤ波長の回折効率及びＣＤ波長の透過率が下がると、受光センサーに集光される光量が下がって、その結果媒体の情報信号が低下し、Ｓ／Ｎ比の低下につながる。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００１１】
また、本発明の回折素子を光ヘッド装置や光ドライブ装置に用いることにより、光効率のよい光ヘッド装置および光ディスク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】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、第１の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差と、第２の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差に、△ｎ1−△ｎ2≧０．０５ｄ-1.07（ｄ：回折素子の格子深さ、△ｎ1：第１の波長に対する第１の部材と第２の部材との屈折率の差、△ｎ2：第２の波長に対する第１の部材４０１と第２の部材４０２との屈折率の差）が成り立つこと、または、前記回折素子を構成する第１の部材または第２の部材に等方性材料または複屈折材料のいずれかを用い、前記等方性材料または前記複屈折材料の少なくとも一方に色素を添加したことの、少なくとも一方を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記構成により、第１の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差と、第２の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差に、△ｎ1−△ｎ2≧０．０５ｄ-1.07（ｄ：回折素子の格子深さ、△ｎ1：第１の波長に対する第１の部材と第２の部材との屈折率の差、△ｎ2：第２の波長に対する第１の部材と第２の部材との屈折率の差）が成り立つことによって、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができる。前記回折素子を光ヘッド装置や光ディスク装置に用いると、ＣＤ用波長の透過率とＤＶＤ用波長の回折効率を向上させることが可能となり、光ディスク装置の復路（検出系）つまり光学経路としての光ディスクから受光素子までの情報伝達時の信号ロスを低減することができる。そのため、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現
することができる。
【００１４】
また、本発明の回折素子を光ヘッド装置や光ドライブ装置に用いることにより、光効率のよい光ヘッド装置および光ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
請求項１記載の発明は、複数の部材で構成された回折素子であって、第１の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差と、第２の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差に、以下の関係式が成り立つことを特徴とするものである。
【００１６】
△ｎ1−△ｎ2≧０．０５ｄ-1.07
ｄ：回折素子の格子深さ
△ｎ1：第１の波長に対する第１の部材と第２の部材との屈折率の差
△ｎ2：第２の波長に対する第１の部材と第２の部材との屈折率の差
第１の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差と、第２の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差に、△ｎ1−△ｎ2≧０．０５ｄ-1.07（ｄ：回折素子の格子深さ、△ｎ1：第１の波長に対する第１の部材と第２の部材との屈折率の差、△ｎ2：第２の波長に対する第１の部材と第２の部材との屈折率の差）が成り立つことによって、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができるため、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、前記第１の波長がＤＶＤ波長であり、前記第２の波長がＣＤ波長であることを特徴とするものである。前記第１の波長がＤＶＤ波長であり、前記第２の波長がＣＤ波長であることよって、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができ、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、複数の部材で構成された回折素子であって、前記回折素子を構成する前記第１の部材または前記第２の部材に等方性材料または複屈折材料のいずれかを用い、前記等方性材料または前記複屈折材料の少なくとも一方に色素を添加したことを特徴とするものである。回折素子を構成する第１の部材または第２の部材に等方性材料または複屈折材料のいずれかを用い、等方性材料または複屈折材料の少なくとも一方に色素を添加したことによって、色素の可視光吸収による異常分散により、回折素子内の分散を変えることができるため、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができ、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、前記回折素子は、前記回折素子を構成する前記第１の部材と前記第２の部材の双方に複屈折材料を用い、前記複屈折材料に色素を添加したことを特徴とするものである。回折素子が、回折素子を構成する第１の部材と第２の部材の双方に複屈折材料を用い、複屈折材料に色素を添加したことによって、色素の可視光吸収による異常分散により、回折素子内の分散を変えることができるため、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができ、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、前記回折素子に用いられる前記色素が、二色性色素であることを特徴とするものである。回折素子に用いられる色素が二色性色素であることによって、色素の可視光吸収による異常分散を更に大きくすることができ、回折素子内の分散を大幅
に変えることができるため、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を更に最適化することができ、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、前記回折素子が、前記回折素子を構成する前記第１の部材と前記第２の部材が同一方向に遅延軸を有することを特徴とするものである。回折素子が、回折素子を構成する第１の部材と第２の部材が同一方向に遅延軸を有することによって、常光の屈折率を同じにすることができるため、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができ、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、前記回折素子が、前記回折素子を構成する前記第１の部材と前記第２の部材にそれぞれ異なる可視光吸収を持った色素または二色性色素を添加することを特徴とするものである。回折素子が、回折素子を構成する第１の部材と第２の部材にそれぞれ異なる可視光吸収を持った色素または二色性色素を添加することによって、色素の可視光吸収による異常分散を、第１の部材と第２の部材で独立してコントロールすることができるため、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができ、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００２３】
請求項８記載の発明は、前記回折素子を構成する前記第１の部材と前記第２の部材に添加されるそれぞれ異なる可視光吸収を持った前記色素または前記二色性色素は、前記第１の部材と前記第２の部材で添加率が異なっていることを特徴とするものである。回折素子を構成する第１の部材と第２の部材に添加されるそれぞれ異なる可視光吸収を持った色素または二色性色素が、第１の部材と第２の部材で添加率が異なっていることによって、色素の可視光吸収による異常分散を、第１の部材と第２の部材で独立して、しかも効果的にコントロールすることができるため、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができ、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回折素子を用いて、情報記録媒体に記録または再生の少なくとも一方を行うことを特徴とした光ヘッド装置である。光ヘッド装置に請求項１〜８のいずれか１項に記載の回折素子を用いることによって、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができる。前記回折素子を光ヘッド装置に用いることで、ＣＤ波長の透過率とＤＶＤ波長の回折効率を向上させることが可能となり、光ディスク装置の復路（検出系）つまり光学経路としての光ディスクから受光素子までの情報伝達時の信号ロスを低減することができる。そのため、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。このことにより、本発明の回折素子を光ヘッド装置に用いることにより、光効率のよい光ヘッド装置を提供することができる。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の回折素子を用いて、情報記録媒体に記録または再生の少なくとも一方を行うことを特徴とした光ディスク装置である。光ディスク装置に請求項１〜９のいずれか１項に記載の回折素子を用いることによって、回折素子における第１の波長と第２の波長のでの第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができる。前記回折素子を光ディスク装置に用いるとＣＤ波長の透過率とＤＶＤ波長の回折効率を向上させることが可能となり、光ディスク装置の復路（検出系）つまり光学経路としての光ディスクから受光素子までの情報伝達時の信号ロスを低減することができる。そのため、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。このことにより、本発明の回折素子を光ドライブ装置に用いることにより
、光効率のよい光ドライブ装置を提供することができる。
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施の形態における光ヘッド装置の外観の一部を示す図である。図１において、１０１はＤＶＤ用レーザ、１０２はダイクロイックプリズム、１０３はコリメートレンズ、１０４は立上げミラー、１０５は回折素子、１０６は波長板、１０７は対物レンズ、１０８は光ディスク、１０９はＣＤ用レーザ、１１０はガラスホログラムである。
【００２８】
ＤＶＤ用レーザ１０１から発せられた光は、ダイクロイックプリズム１０２表面で反射され、コリメートレンズ１０３により平行光となり、立上げミラー１０４を経て、回折素子１０５を全透過するのが理想的であり、ＤＶＤ波長である約６６０ｎｍの波長とＣＤ波長である約７８５ｎｍの波長のほぼ平均の波長に対して１／４波長の位相差を与える波長板１０６で円偏光に変換され、対物レンズ１０７により、光ディスク１０８の面に集光される。光ディスク１０８がＤＶＤ用ディスクの場合、基材厚が０．６ｍｍであり、光ディスク１０８を反射した光は波長板１０６で往路と直交する直線偏光となり、回折素子１０５でほぼ全光量回折されるのが理想的である。回折光は光源に隣接して設けられたフォトディテクタ（図示せず）に入射し、信号検出される。一方、ＣＤ用レーザ１０９から発せられた光は、集積ユニットと一体化したガラスホログラム１１０、ダイクロイックプリズム１０２を透過し、コリメートレンズ１０３、立上げミラー１０４を経て、回折素子１０５、波長板１０６を透過する。波長板１０６はＤＶＤ波長である約６６０ｎｍの波長とＣＤ波長である約７８５ｎｍの波長のほぼ平均の波長に対して１／４波長の位相差を与えるものであり、波長板１０６を透過する事で円偏光になる。透過光は、対物レンズ１０７により、光ディスク１０８の面に集光される。光ディスク１０８がＣＤ用光ディスクの場合、基材厚が１．２ｍｍであり、光ディスク１０８を反射した光は、波長板１０６を経て、往路と直交する直線偏光になり、回折素子１０５で回折されずに全透過するのが理想的である。透過光は往路と逆の光路をたどってガラスホログラム１１０で回折分岐され、フォトディテクタ（図示せず）により信号検出される。この光ヘッド装置においては、一対の対物レンズ１０７、コリメートレンズ１０３で２つの波長の光、異なる基材厚の光ディスク１０８に対応できる。
【００２９】
図２は本発明の一実施の形態における開口ホログラム波長板の断面図であり、回折素子１０５と１／４波長板２０１と開口フィルタ４０４を組み合わせた開口ホログラム波長板４００を示す。図２において、１０５は回折素子、２０１は１／４波長板、３０１は基板、３０２は配向膜、３０３は透明基板、４００は開口ホログラム波長板、４０１は第１の部材、４０２は第２の部材、４０３はＡＲ膜（反射防止膜）、４０４は開口フィルタである。
【００３０】
基板３０１表面に設けられた等方性材料または複屈折材料のいずれかを用いた第１の部材４０１と第２の部材４０２とで少なくとも形成された回折素子１０５には、前記等方性材料または前記複屈折材料の少なくとも一方に色素を添加する。添加する色素は、６６０〜７８０ｎｍの波長に全く吸収のない材料で６６０ｎｍ以下で吸収端を持つ材料などを用いる。例えば、補色として黄緑、黄、橙、赤、紫を示す材料となる。その中で好ましくは、棒状の分子構造をもって液晶の配向方向に分子がならぶ性質をもった、例えば、アゾベンゼンのトランス異性体のような二色性色素である。こうして得られた回折素子１０５に１／４波長板２０１を貼り合わせ、さらに開口フィルタ４０４を配置し、チップ両面をＡＲ膜（反射防止膜）４０３で形成された構成としている。開口フィルタ４０４は、一般的にＴｉＯ2／ＳｉＯ2との多層膜で構成され、１／４波長板は、一般的にポリカーボネート
、水晶、雲母等で構成される。複屈折材料には、ニオブ酸リチウム、液晶、水晶等が用いられ、等方性材料には、一般的に貼り合わせの役目も持たせるために接着剤等が用いられており、ＡＲ膜の材料には、ＴｉＯ2／ＳｉＯ2の多層膜、ＭｇＦ2／Ａｌ2Ｏ3の多層膜、ＴｉＯ2／ＭｇＦ2／Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の多層膜が用いられる。
【００３１】
図７は従来の回折素子における波長と屈折率の関係を示す図であり、一般的な材料を用いた回折素子の屈折率を示す。一般的な材料とは、回折素子１０５を構成する部材に等方性材料と複屈折材料を用い、等方性材料や複屈折材料のいずれにも色素を添加しないものである。図１に示す光学経路において、ＤＶＤ用レーザ１０１やＣＤ用レーザ１０９から発せられた光が光ディスク１０８へ向かう往路の場合、ＤＶＤ波長もＣＤ．波長も透過優先なので、第１の部材と第２の部材の屈折率差がほとんどないように材料を選択する（理想は△ｎ1＝０、△ｎ2＝０）。一方、図１に示す光学経路において、光ディスク１０８からフォトディテクタへ向かう復路の場合、ＤＶＤ用波長では回折優先なので、第１の部材と第２の部材の屈折率差が発生するように（△ｎ1＞０）、またＣＤ用波長では透過優先なので、できるだけ第１の部材と第２の部材の屈折率差がゼロになるような（△ｎ2≒０）材料選択を行う事が理想である。一般には、通常、回折素子１０５を構成する第１の部材と第２の部材の一方を複屈折材料に、他方を等方性材料にすれば良い。更に、上記特性を満足するためには、複屈折材料の異常光または、常光のどちらかの屈折率とほぼ同じ屈折率をもった等方性材料で一方の部材を構成すればよいが、通常の材料では、ＤＶＤ波長である約６６０ｎｍの波長とＣＤ用波長である約７８５ｎｍの波長での屈折率の傾きつまり、分散はほとんど同じである。そのため、図７に示すようにＤＶＤ用波長での屈折率差（△ｎ1）とＣＤ用波長（△ｎ2）での屈折率差がほぼ同じになってしまい、図１に示す光学経路における復路での、ＤＶＤ用波長の回折優先、ＣＤ用波長の透過優先の特性を得る事ができず、ともにＤＶＤ用波長の回折優先、ＣＤ用波長の回折優先になってしまう。
【００３２】
図３は、本発明の一実施の形態における波長と屈折率の関係を示す図であり、ＤＶＤ用波長の回折優先、ＣＤ用波長の透過優先の特性を得るための屈折率の関係を一例として示したものである。図３に示す関係を得るためには、例えば複屈折材料の常光の分散は従来のままで、異常光の分散のみを変える事ができれば、その関係を得る事ができる。これによって、ＤＶＤ用波長の屈折率差（△ｎ1）とＣＤ用波長の屈折率差（△ｎ2）とで差を付ける事が可能となる。このような複屈折材料で常光の分散は従来のままで、異常光の分散のみを変える（異常光の分散は従来のままで、常光の分散のみを変えても構わない）ための方策として、色素を複屈折材料に添加することで達成ができる。添加する色素は、６６０〜７８０ｎｍの波長に全く吸収のない材料で６６０ｎｍ以下で吸収端を持つ材料などを用いる。例えば、補色として黄緑、黄、橙、赤、紫を示す材料となる。複屈折材料の光軸方向に色素分子を並べることにより、複屈折材料の光軸と同じ方向に入射された直線偏光（異常光）については、色素の可視光吸収の影響を受けて、通常の分散と異なる特性を示す。一方、複屈折材料の光軸と垂直方向に入射される直線偏光（常光）については、色素の可視光吸収の効果は弱く、ほとんど色素がないときと同じ特性しか得られない。更に、通常の色素の代わりに二色性色素を添加することで、その効果は更に顕著になる。二色性色素とは、棒状の分子構造をもって液晶の配向方向に分子がならぶ性質をもった、例えば、アゾベンゼンのトランス異性体のようなものである。分子の長軸方向と短軸方向で可視光の吸収に異方性を持つ二色性色素を一定配列の液晶に溶解すると、一般の棒状の形状をしている二色性色素は液晶分子と並行に配列する。この効果を利用する事で、複屈折材料の異常光のみの分散を変える事が可能となる。この分散を変える事で、図３に示す△ｎ1−△ｎ2に差が発生し、所定の特性を満足する事が容易となる。
【００３３】
また、等方性材料または複屈折材料のいずれかを用いた第１の部材４０１と第２の部材４０２とで少なくとも形成された回折素子１０５は、第１の部材４０１と第２の部材４０２の双方に複屈折材料を用いても良い。この場合も、第１の部材４０１と第２の部材４０
２のいずれか一方に色素を添加することが必要となる。
【００３４】
このように、回折素子１０５を構成する第１の部材４０１または第２の部材４０２の少なくとも一方に色素を添加することにより、色素の可視光吸収の異常分散によって、通常の分散を変えることができ、第１の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差と、第２の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差を大きくすることが可能となる。
【００３５】
また、添加する色素を二色性色素とすることで、可視光吸収による異常分散を更に大きくすることができ、第１の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差と、第２の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差を大きくすることが可能となる。
【００３６】
さらに、第１の部材４０１と第２の部材４０２の遅延軸を同一方向にすることで、常光の屈折率が同じになり、より光学特性の優れた回折素子１０５を得ることが可能となる。
【００３７】
さらにまた、回折素子１０５を構成する第１の部材４０１と第２の部材４０２にそれぞれ異なる可視光吸収をもった色素または二色性色素を添加するか、あるいは回折素子１０５を構成する第１の部材４０１と第２の部材４０２に添加されるそれぞれ異なる可視光吸収を持った色素または二色性色素を第１の部材４０１と第２の部材４０２で添加率を変えることにより、色素の可視光吸収による異常分散を、第１の部材と第２の部材で独立してコントロールすることができるため、第１の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差と、第２の波長に対する前記回折素子を構成する第１の部材と第２の部材との屈折率の差を大きくすることが可能となる。
【００３８】
図４は回折素子の格子深さとＤＶＤ用波長／ＣＤ用波長の屈折率差を示す図である。回折素子の格子深さｄは図２に示したものであり、ＤＶＤ用波長／ＣＤ用波長の屈折率差は△ｎ1−△ｎ2である。縦軸に回折素子深さ、横軸に△ｎ1−△ｎ2を取ると、図４に示すようにＤＶＤ波長とＣＤ波長を分離する光学特性を満足する領域と光学特性を満足しない領域があり、この特性を満足する領域は、以下の（式１）で表される。
【００３９】
△ｎ1−△ｎ2≧０．０５ｄ-1.07      ・・・（式１）
この時ｄは、回折素子の格子深さ（μｍ）であり、△ｎ1は、ＤＶＤ波長である約６６０ｎｍの波長における光学経路としての復路での回折素子の格子間の屈折率差であり、例えば、異常光の屈折率と等方性材料との屈折率差である。△ｎ2は、ＣＤ波長である約７８５ｎｍの波長における復路での回折素子の格子間の屈折率差であり、例えば、異常光の屈折率と等方性材料との屈折率差である。
【００４０】
ここで、（表１）、（表２）は、本実施の形態における各種パラメータと屈折率を示す比較表であり、（表１）は回折素子における第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができる場合を示し、（表２）は回折素子における第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができる場合を示している。
【００４１】
表中の復路光学特性／判定の項は現状からのレベルアップ目標値に対する評価であり、最低到達目標値に対するものではない。また、複屈折材料Ａ〜Ｃは複屈折性（常光、異常光の屈折率差）及び屈折率が異なる材料であり、その複屈折率性は（常光、異常光の屈折率差）は複屈折材料Ａ、複屈折材料Ｂ、複屈折材料Ｃの順に大きくなる。接着剤Ａ〜Ｃは屈折率がそれぞれ異なる接着剤であり、その屈折率は、接着剤Ａ、接着剤Ｂ、接着剤Ｃの順に大きくなる。配向方向の基準は異常光の直線偏光方向を基準とし、同一方向とは異常光の直線偏光方向と同じ方向に複屈折材料の光軸があるものであり、５度ずれとは異常光
の直線偏光方向に対して５度傾いた方向に複屈折材料の光軸があるものであり、１０度ずれとは異常光の直線偏光方向に対して１０度傾いた方向に複屈折材料の光軸があるものである。
【００４２】
格子のパターンは、１６μｍピッチの格子形状で、評価は＋１次回折光及び０次の透過光をパワーメーターにて測定し、入射光量と比をとって、回折効率及び透過率とした。（表１）に示すように、等方性材料または複屈折材料の少なくとも一方に色素を添加することによって、前記（式１）が成り立つ範囲で良好な回折素子１０５の特性を得ることができる。特に、複屈折材料に二色性色素を添加したときが、その効果が顕著であった。
【００４３】
【表１】
2006079656.tif 000003
【００４４】
【表２】
2006079656.tif 000004
【００４５】
そのため、第１の波長に対する回折素子１０５を構成する第１の部材４０１と第２の部材４０２との屈折率の差と、第２の波長に対する回折素子１０５を構成する第１の部材４０１と第２の部材４０２との屈折率の差に、△ｎ1−△ｎ2≧０．０５ｄ-1.07（ｄ：回折素子の格子深さ、△ｎ1：第１の波長に対する第１の部材４０１と第２の部材４０２との屈折率の差、△ｎ2：第２の波長に対する第１の部材４０１と第２の部材４０２との屈折率の差）が成り立つこと、または、前記回折素子を構成する前記第１の部材または前記第
２の部材に等方性材料または複屈折材料のいずれかを用い、前記等方性材料または前記複屈折材料の少なくとも一方に色素を添加したことの、少なくとも一方によって、回折素子における第１の波長と第２の波長での第１の部材と第２の部材との屈折率の差を最適化することができる。前記回折素子を光ヘッド装置や光ディスク装置に用いるとＣＤ用波長の透過率とＤＶＤ用波長の回折効率を向上させることが可能となり、光ディスク装置の復路（検出系）つまり光学経路としての光ディスクから受光素子までの情報伝達時の信号ロスを低減することができる。そのため、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することができる。
【００４６】
また、本発明の回折素子を光ヘッド装置や光ドライブ装置に用いることにより、光効率のよい光ヘッド装置および光ドライブ装置を提供することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、第１の波長をＤＶＤ波長である約６６０ｎｍの波長とし、第２の波長をＣＤ波長である約７８５ｎｍの波長としたが、第１の波長と第２の波長はこれらの周波数に限定されるものでは無く、また、第１の波長、第２の波長に加え、第３の波長、第４の波長とを有しても良い。
【００４８】
また、本実施の形態では、複屈折材料に、ニオブ酸リチウム、液晶、水晶等を用い、等方性材料に、接着剤等が用いることとしたが、複屈折材料や等方性材料はこれらに限定されるものでは無い。本発明の効果を最大限に発揮しようと思えば、複屈折材料はニオブ酸リチウム、液晶、水晶等を用い、等方性材料は接着剤等が用いることが好ましい。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、添加する色素は、６６０〜７８０ｎｍの波長に全く吸収のない材料で６６０ｎｍ以下で吸収端を持つ材料を用いることとしたが、第１の部材と第２の部材に用いられる材料によっては、最適な色素が異なるため、６６０ｎｍ以下で吸収端をもった色素に限定されるものではなく、７８０ｎｍ以上の吸収端をもつ赤外吸収材料でもかまわない。
【００５０】
図５は本発明の一実施の形態における回折素子を用いた光ディスク装置の外観図である。図５において、５０１は光ディスク装置、５０２は筐体、５０３はトレイ、５０４はピックアップモジュール、５０４ａはスピンドルモータ、５０４ｂはディスク装着部、５０５はベゼル、５０６はレールガイド、５０７はレール、５０８は光ヘッド装置である。
【００５１】
光ディスク装置５０１には筐体５０２及びトレイ５０３があり、トレイ５０３にはピックアップモジュール５０４及びベゼル５０５が構成されている。図５は筐体５０２からトレイ５０３を引き出した状態を示している。トレイ５０３の両側部にはレール部５０６があり、両側部共にレール５０７とディスク引き出し方向に摺動自在に嵌合している。また、レール５０７は筐体５０２の両側部内面に設けられたレールガイド５０６とともにディスク引き出し方向に摺動自在に嵌合しており、トレイ５０３は筐体５０２からディスクが着脱出来るよう引き出すことが出来る。ピックアップモジュール５０４には光学系を構成した光ヘッド装置５０８とディスクを回転させるスピンドルモータ５０４ａが設けられている。スピンドルモータ５０４ａにはディスク装着部５０４ｂがあり、ディスクを装着し回転駆動させる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、従来得られなかった光効率のよい回折素子を実現することが可能となり、また、本発明の回折素子を光ヘッド装置や光ドライブ装置に用いることにより、光ビームを用いて情報記録媒体に記録または再生の少なくとも一方を行う光ヘッド装置に好適に用いられる回折素子、及びその回折素子を用いた光ヘッド装置および光ディスク装置などに適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施の形態における光ヘッド装置の外観の一部を示す図
【図２】本発明の一実施の形態における開口ホログラム波長板の断面図
【図３】本発明の一実施の形態における波長と屈折率の関係を示す図
【図４】回折素子の格子深さとＤＶＤ用波長／ＣＤ用波長の屈折率差を示す図
【図５】本発明の一実施の形態における回折素子を用いた光ディスク装置の外観図
【図６】従来の光ヘッド装置の外観の一部を示す図
【図７】従来の回折素子における波長と屈折率の関係を示す図
【符号の説明】
【００５４】
１０１    ＤＶＤ用レーザ
１０２    ダイクロイックプリズム
１０３    コリメートレンズ
１０４    立上げミラー
１０５    回折素子
１０６    波長板
１０７    対物レンズ
１０８    光ディスク
１０９    ＣＤ用レーザ
１１０    ガラスホログラム
２０１    １／４波長板
３０１    基板
３０２    配向膜
３０３    透明基板
４００    開口ホログラム波長板
４０１    第１の部材
４０２    第２の部材
４０３    ＡＲ膜（反射防止膜）
４０４    開口フィルタ
５０１    光ディスク装置
５０２    筐体
５０３    トレイ
５０４    ピックアップモジュール
５０４ａ    スピンドルモータ
５０４ｂ    ディスク装着部
５０５    ベゼル
５０６    レールガイド
５０７    レール
５０８    光ヘッド装置
【図１】
2006079656.tif 000005
【図２】
2006079656.tif 000006
【図３】
2006079656.tif 000007
【図４】
2006079656.tif 000008
【図５】
2006079656.tif 000009
【図６】
2006079656.tif 000010
【図７】
2006079656.tif 000011