(57)【要約】【課題】複数波長に対応する光ピックアップ装置において、球面収差の発生を低減でき、安価で装置サイズの小型化が可能な光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置１は、単一の対物レンズ７を有し、３波長（λ１＞λ２＞λ３）に対応する。波長λ１及びλ２のレーザ光は対物レンズ７に有限系入射し、波長λ３のレーザ光は対物レンズ７に無限系入射する。波長λ１及びλ２のレーザ光は共通の光路で光記録媒体１０に集光し、光記録媒体１０で反射された後、光検出器９に集光する。光記録媒体１０からの反射光は、各波長の場合で、共通の光路を通って光検出器９に至る。反射光のみが通過する位置であって光検出器９の手前には、波長λ３の光ビームについてのみ回折光を生じて光軸方向の焦点位置を補正するホログラム素子が配置される。【選択図】図１
2008052826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１、λ２、λ３（λ１＞λ２＞λ３）の光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録面に集光する単一の対物レンズと、
前記記録面で反射された反射光を受光する光検出器と、
を備える光ピックアップ装置において、
波長λ１及びλ２の光ビームについては、前記光源から出射された光ビームは前記対物レンズに有限系入射し、且つ前記光源から出射された光ビームは共通の光路を通って前記光検出器へと至るように設けられ、
波長λ３の光ビームについては、前記光源から出射された光ビームが前記対物レンズに無限系入射するように設けられ、
波長λ１、λ２、λ３の各波長の前記反射光が前記光検出器へと至る光路は共通に設けられ、
前記反射光のみが通過する位置であって前記光検出器の手前には、透明部材に、外周側に向かって回折溝のピッチが狭くなる同心円状の干渉パターンが形成されることにより、波長λ３の光ビームについてのみ回折光を生じて光軸方向の焦点位置を補正するホログラム素子が配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
それぞれ波長の異なる光ビームを出射する複数の光源と、
前記光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、
前記記録面で反射された反射光を受光する光検出器と、
を備える光ピックアップ装置において、
前記光源から出射される光ビームの中には波長が異なる第１光ビームと第２光ビームが含まれて、前記第１光ビームは前記対物レンズに有限系入射し、前記第２光ビームは前記対物レンズに無限系入射するように設けられ、
少なくとも前記第１光ビームと第２光ビームの前記反射光が前記光検出器へと至る光路は共通に設けられ、
前記反射光のみが通過する位置であって前記光検出器の手前には、前記第１光ビームと前記第２光ビームとのうち一方について所定の回折光を生じ、光軸方向の焦点位置を補正するホログラム素子が配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記ホログラム素子は、透明部材に外周側に向かって回折溝のピッチが狭くなる同心状の干渉パターンを設けて成ることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記ホログラム素子は、液晶と該液晶を挟む２つの透明電極を有する液晶素子であって、前記透明電極の少なくとも一方の電極パターンは、外周側に向かってピッチが狭くなる同心状の干渉パターンであることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記ホログラム素子は、液晶の粒と、該液晶の粒を所定のパターンで分散する高分子樹脂と、を備えるホログラフィック高分子分散型液晶であることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記ホログラム素子は、非点収差を与える機能を有することを特徴とする請求項２に記載の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、光記録媒体に光ビームを照射して情報の読取りや書込みを可能とする光ピックアップ装置に関し、特に、複数波長に対応する光ピックアップ装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンパクトディスク（以下、ＣＤという。）やデジタル多用途ディスク（以下、ＤＶＤという。）といった光記録媒体が普及し、一般的に用いられるようになっている。そして、光記録媒体の情報量を増やすために、光記録媒体の高密度化に関する研究が進められ、例えば、ブルーレイディスク（以下、ＢＤという。）やＨＤ−ＤＶＤといった高密度化された光記録媒体も実用化されてきている。
【０００３】
このような光記録媒体の記録再生を行うにあたっては、光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録や情報の読取りを可能とする光ピックアップ装置が用いられるが、光記録媒体の種類によって、光ピックアップ装置に用いられる対物レンズの開口数（ＮＡ）や光源の波長が異なってくる。これは、光記録媒体の記録密度を大きくしようとすると、光記録媒体上に集光される光ビームのスポット径を小さくする必要があることと関係する。
【０００４】
高密度化に対応して光ビームのスポット径を小さくしようとすると、ＮＡを大きくして波長を短くする必要がある。このＮＡと光源の波長についてそれぞれ記録密度が異なるＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤを例にして示すと、例えば、ＣＤに対しては、対物レンズのＮＡが０．５０、光源の波長が７８０ｎｍ、ＤＶＤに対しては、対物レンズのＮＡが０．６５、光源の波長が６５０ｎｍ、ＢＤに対しては、対物レンズのＮＡが０．８５、光源の波長が４０５ｎｍ、が用いられる。
【０００５】
このように光記録媒体の種類によって、用いられる対物レンズのＮＡや光源の波長が異なるために、光記録媒体毎に異なる光ピックアップ装置を用いることも考えられるが、１つの光ピックアップ装置で複数種類の光記録媒体について情報の読取り等が行える方が便利であり、複数種類の光記録媒体を互換する光ピックアップ装置が多く開発されている。そして、このような光ピックアップ装置の中には、組立て性や装置の小型化等を考慮して、光源から出射された光ビームを光記録媒体に集光する対物レンズを１つのみとする光ピックアップ装置もある。
【０００６】
ところで、光ピックアップ装置に配置する対物レンズを１つとして、複数種類の光記録媒体に対応しようとすると、光記録媒体の種類によって記録層を保護する透明カバー層の厚みが異なる（例えば、ＣＤでは１．２ｍｍ、ＤＶＤでは０．６ｍｍ、ＢＤでは０．１ｍｍ）ために、光ピックアップ装置の光学系において球面収差が発生し、情報の読取りや記録の品質が劣化するという問題が発生する。
【０００７】
この点、従来、光ピックアップ装置の光学系中に、例えば入射する光ビームの位相分布を変化させて収差補正を行う収差補正素子を配置する構成が多数提案されている。しかし、収差補正素子を配置する構成の場合には、部品点数の増加やコストアップといった問題がある。
【０００８】
このため、例えば特許文献１に示されるように、対物レンズに所定の発散状態を有する発散光を入射する有限系の構成を採用して光学系に発生する球面収差の補正を行う技術が従来存在する。この場合、所定の発散状態を有する発散光は、例えば光学系中に配置されるコリメートレンズの位置を調整することで得られるために、部品点数を減らして球面収差の補正を行う技術として有用である。
【特許文献１】特開２００５−３３９７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、複数種類の光記録媒体に対応し、光源からの光ビームを集光する対物レンズを１つのみ配置する構成の光ピックアップ装置においては、例えば特許文献１でもそうであるように、全ての光記録媒体について波面収差を適切に補正できること等を考慮して、無限系（対物レンズに平行光を入射する光学系）と有限系とを併用する構成が用いられる。そして、この場合、光記録媒体で反射されて光検出器へと至る光ビームの光路長が、少なくとも無限系と有限系とでは異なる（複数の有限系の間で異なることもある）ために、異なる前記光路長の数だけ光検出器を配置する必要が生じ、光ピックアップ装置の製造コストが高くなるといった問題や、装置が大型化するといった問題が発生していた。
【００１０】
以上の問題点を鑑みて、本発明の目的は、複数波長に対応する光ピックアップ装置において、球面収差の発生を低減でき、安価で装置サイズの小型化が可能な光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、波長λ１、λ２、λ３（λ１＞λ２＞λ３）の光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録面に集光する単一の対物レンズと、前記記録面で反射された反射光を受光する光検出器と、を備える光ピックアップ装置において、波長λ１及びλ２の光ビームについては、前記光源から出射された光ビームは前記対物レンズに有限系入射し、且つ前記光源から出射された光ビームは共通の光路を通って前記光検出器へと至るように設けられ、波長λ３の光ビームについては、前記光源から出射された光ビームが前記対物レンズに無限系入射するように設けられ、波長λ１、λ２、λ３の各波長の前記反射光が前記光検出器へと至る光路は共通に設けられ、前記反射光のみが通過する位置であって前記光検出器の手前には、透明部材に、外周側に向かって回折溝のピッチが狭くなる同心円状の干渉パターンが形成されることにより、波長λ３の光ビームについてのみ回折光を生じて光軸方向の焦点位置を補正するホログラム素子が配置されることを特徴としている。
【００１２】
また、上記目的を達成するために本発明は、それぞれ波長の異なる光ビームを出射する複数の光源と、前記光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記記録面で反射された反射光を受光する光検出器と、を備える光ピックアップ装置において、前記光源から出射される光ビームの中には波長が異なる第１光ビームと第２光ビームが含まれて、前記第１光ビームは前記対物レンズに有限系入射し、前記第２光ビームは前記対物レンズに無限系入射するように設けられ、少なくとも前記第１光ビームと第２光ビームの前記反射光が前記光検出器へと至る光路は共通に設けられ、前記反射光のみが通過する位置であって前記光検出器の手前には、前記第１光ビームと前記第２光ビームとのうち一方について所定の回折光を生じ、光軸方向の焦点位置を補正するホログラム素子が配置されることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記ホログラム素子は、透明部材に外周側に向かって回折溝のピッチが狭くなる同心状の干渉パターンを設けて成ることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記ホログラム素子は、液晶と該液晶を挟む２つの透明電極を有する液晶素子であって、前記透明電極の少なくとも一方の電極パターンは、外周側に向かってピッチが狭くなる同心状の干渉パターンであることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記ホログラム素子は、液晶の粒と、該液晶の粒を所定のパターンで分散する高分子樹脂と、を備えるホログラフィック高分子分散型液晶であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記ホログラム素子は、非点収差を与える機能を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の構成によれば、３波長に対応し、単一の対物レンズのみを使用する光ピックアップ装置において、有限系と無限系とを併用することにより、各波長の光ビームについて発生する球面収差を低減できる。そして、ホログラム素子によって、有限系の光ビームと無限系の光ビームを一つの光検出器上に集光させることが可能であるために、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。また、ホログラム素子には透明部材が用いられ、この透明部材に同心状の干渉パターンを設けてレンズ機能を持たせる構成であるために、ホログラム素子の製造及び使用コストを安価とすることが可能である。
【００１８】
また、本発明の第２の構成によれば、有限系と無限系との併用により、球面収差を低減できる。そして、ホログラム素子の光軸方向の焦点位置補正機能を利用して、光路長が異なる有限系の第１光ビームと無限系の第２光ビームとを、同一の光検出器上に集光するように構成することが可能となり、光検出器の数を低減できる。従って、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の光ピックアップ装置において、ホログラム素子を透明部材で構成し、この透明部材に同心状の干渉パターンを設けてレンズ機能を持たせる構成であるために、ホログラム素子の製造及び使用コストを安価とすることが可能である。
【００２０】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第２の構成の光ピックアップ装置において、ホログラム素子を液晶素子とする構成であるために、ホログラム素子の光軸方向の焦点位置補正機能を電気的にオンオフ制御でき、焦点位置の調整が不要な光ビームがホログラム素子を通過する際における光ビームの透過率の低減を極力抑えることが可能となる。このため、光ピックアップ装置の光伝達効率を向上できる。
【００２１】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第２の構成の光ピックアップ装置において、ホログラフィック高分子分散型液晶（Holographic Polymer Dispersed Liquid Crystal,以下、ＨＰＤＬＣと省略することがある。）によって波長選択性と角度選択性を有する構成を実現できるために、迷光を減らして光伝達効率を向上することも可能である。
【００２２】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第２の構成の光ピックアップ装置において、焦点位置補正機能を有するホログラム素子が非点収差を与える機能も有する構成であるために、従来、配置していたシリンドリカルレンズ等のレンズを光検出器の前に配置することを省略することも可能となり、部品点数の削減を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の内容について図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は本発明の光ピックアップ装置の第１実施形態の光学系を示した概略図である。本実施形態の光ピックアップ装置１は、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ（光記録媒体）を互換可能に設けられている。光ピックアップ装置１は、第１光源２と、第２光源３と、ダイクロプリズム４と、ビームスプリッタ５と、コリメートレンズ６と、対物レンズ７と、ホログラム素子８と、光検出器９と、を備える。
【００２５】
第１光源２は、２種類の波長のレーザ光を出射できるように２つの発光点を有する２波長一体型のレーザダイオードで、ＣＤ用に用いられる波長７８０ｎｍ帯のレーザ光と、ＤＶＤ用に用いられる波長６５０ｎｍ帯のレーザ光と、を出射する。第２光源３は、単一の波長を出射するレーザダイオードで、ＢＤ用に用いられる波長４０５ｎｍ帯のレーザ光を出射する。第１光源２及び第２光源３を出射したレーザ光は、ダイクロプリズム４に送られる。
【００２６】
なお、本実施形態においては、ＣＤ用及びＤＶＤ用のレーザ光を２波長一体型のレーザダイオードを用いて出射する構成であるが、それぞれ単一の波長を有する２つのレーザダイオードを用いて出射する構成としても構わない。
【００２７】
ダイクロプリズム４は、第１光源２から出射されたレーザを反射し、第２光源３から出射されたレーザ光を透過する。なお、第１光源２と第２光源３とは、ダイクロプリズム４を通過した後のレーザ光の光軸が略同一となるように配置されている。ダイクロプリズム４を通過したレーザ光は、ビームスプリッタ５に送られる。
【００２８】
ビームスプリッタ５は、第１光源２及び第２光源３から出射されたレーザ光を透過して光記録媒体１０側に導くとともに、光記録媒体１０の記録面１０ａからの反射光を反射して光検出器９側へと導く。光源２、３から出射され、ビームスプリッタ５を透過したレーザ光はコリメートレンズ６へと送られる。
【００２９】
コリメートレンズ６は、第１光源２から出射されたレーザ光については、所定の発散角を有する発散光に変換し、第２光源３から出射されたレーザ光については、光軸と略平行な平行光へと変換するように、その配置を調整されている。コリメートレンズ６を透過したレーザ光は対物レンズ７へと送られる。すなわち、第１光源２から出射されるＣＤ用及びＤＶＤ用のレーザ光は、対物レンズ７に発散光の状態で入射する有限系入射となり、第２光源３から出射されるＢＤ用のレーザ光は、光軸と平行な平行光の状態で入射する無限系入射となる。なお、対物レンズ７に入射する各波長のレーザ光は図示しない開口制限フィルタによって、レーザ光の有効径が調整される。
【００３０】
対物レンズ７は、入射したレーザ光を光記録媒体１０の記録面１０ａに集光する。本実施形態においては、対物レンズ７は、ＢＤの情報の読取りや情報の記録を行う場合に球面収差の値がほぼ０となるように設計されている。このため、ＢＤと透明カバー層１０ｂの厚さが異なるＣＤ及びＤＶＤにおいては、情報の読取り等を行う際に球面収差の発生が問題となるが、上述のようにコリメートレンズ６の位置を調整することにより、ＣＤ用及びＤＶＤ用のレーザ光は対物レンズ７に対して所定の発散角を有する発散光として入射するために、情報の読取り等に対して問題とならない程度に球面収差が打ち消されるようになっている。なお、透明カバー層１０ｂの厚みは、ＢＤが０．１ｍｍ、ＤＶＤが０．６ｍｍ、ＣＤが１．２ｍｍである。
【００３１】
なお、対物レンズ７は図示しないアクチュエータに搭載されており、このアクチュエータによって、少なくとも対物レンズ７の光軸と平行な方向であるフォーカス方向と、光記録媒体１０の半径方向と平行な方向であるトラッキング方向と、に移動可能となっており、これにより対物レンズ７のフォーカス位置が常に記録面１０ａに合うように、また、対物レンズ７によって集光されるレーザ光のスポット位置が光記録媒体１０に形成されるトラックに追従するようにされている。
【００３２】
光記録媒体１０で反射された反射光は、対物レンズ７、コリメートレンズ６の順に透過し、ビームスプリッタ５によって反射され、ホログラム素子８へと送られる。第１光源２から出射されるＣＤ用及びＤＶＤ用のレーザ光については、ホログラム素子８をそのまま透過して、光検出器９の受光領域（図示しない）に集光する。一方、第２光源３から出射されるＢＤ用のレーザ光については、ホログラム素子８によって回折されて、その光軸方向の焦点位置を補正されて光検出器９の受光領域に集光する。ホログラム素子８を設ける理由及びその構成については後述する。
【００３３】
光検出器９は、図示しない受光領域で受光した光信号を電気信号へと変換する役割を果たす。そして、光検出器９からの電気信号は、情報を再生するための再生信号や、対物レンズ７のフォーカス調整やトラッキング調整を行うためのフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等として利用される。
【００３４】
次にホログラム素子８の詳細について説明する。まず、光ピックアップ装置１においてホログラム素子８を配置する理由について、図２を参照しながら説明する。なお、図２は、ホログラム素子８を配置しない場合に、光源２、３から出射されて光記録媒体１０の記録面１０ａで反射された反射光が集光するまでの様子を示した図であり、図において、実線は第２光源３から出射されたＢＤ用のレーザ光に関するもので、破線は第１光源２から出射されたＣＤ用のレーザ光に関するものである。
【００３５】
光ピックアップ装置１においては、ＢＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光とでは反射光が対物レンズ７を通過して光検出器９へと至るまでの光路は共通であるが、ＢＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光とでは、それぞれ対物レンズ７への入射が無限系入射と有限系入射と異なる。このため、図２に示すように、ＣＤ用のレーザ光に比べてＢＤ用のレーザ光の方が、反射光が集光するまでの距離が長くなる。この場合、ホログラム素子８を配置しない場合には、光検出器をＣＤ用とＢＤ用で分ける必要が生じて不都合である。従って、光検出器を増加せずに済むようにホログラム素子８が配置されている。
【００３６】
なお、図２においては、ＤＶＤ用のレーザ光については図示していないが、本実施形態においては、ＤＶＤ用のレーザ光はＣＤ用のレーザ光と共通の光路を通って光記録媒体１０に至り、光記録媒体１０からの反射光も共通の光路を通って光検出器９へと至る構成であるために、ＤＶＤ用のレーザ光はＣＤ用のレーザ光と同一の位置に集光する。このため、本実施形態では、ＢＤ用のレーザ光の集光位置を補正して、ＣＤ及びＤＶＤ用のレーザ光の集光位置に合わせるようにホログラム素子８を構成し、配置している。
【００３７】
光ピックアップ装置１が備えるホログラム素子８は、例えばガラスやプラスチックのような透明部材から構成されて、ＢＤ用のレーザ光に対して所望の回折光が得られるように、その表面８ａにパターンが形成されている。図３は、ホログラム素子８の表面８ａに形成されるパターンの構成を示す模式図である。図３に示すように、ホログラム素子８の表面８ａには、外周側に向かって回折溝のピッチが狭くなる同心状の干渉パターンが形成されている。このような干渉パターンを形成することにより、ホログラム素子８をレンズとして機能させることが可能となり、本実施形態においては、ホログラム素子８を通過するＢＤ用のレーザ光の＋１次光が光検出器９上を集光するように干渉パターンは形成されている。
【００３８】
なお、ホログラム素子８の表面８ａに形成される干渉パターンは、第２光源３から出射されて光記録媒体１０で反射され、ビームスプリッタ５で更に反射されたレーザ光と、光検出器９に回折されて所定の収束角を有する収束光となって集光するレーザ光をその集光位置で反射して得られるレーザ光と、がホログラム素子８の表面８ａで干渉して形成するパターンと同じである。
【００３９】
また、本実施形態においては、ホログラム素子８の表面に形成される干渉パターンは、図４（ａ）に示すように矩形状の溝を複数形成する構成とし、溝の深さ等の調整により波長選択性を持たせ、ＢＤ用のレーザ光のみについて所定の回折光を生じる構成としている。ただし、図４（ｂ）に示すように鋸歯状の溝を複数形成する構成（いわゆるブレーズ化された構成）とする方が回折効率を高めることができるので、図４（ｂ）に示すようなブレーズ化された構成としても、もちろん構わない。
【００４０】
また、本実施形態のホログラム素子８は、ＢＤ用のレーザ光について光軸方向の焦点位置を補正する機能のみを有する構成としているが、例えば、ＢＤ用の光ビームの焦点位置を補正する機能に加えて、非点収差を与える機能も有するようにホログラム素子を構成しても構わない。これにより、非点収差法によるフォーカスエラー信号の生成のために従来用いられていたシリンドリカルレンズ等のレンズを削除することも可能となる。
【００４１】
図５は、焦点位置補正機能と非点収差を与える機能とを同時に達成する場合に、ホログラム素子の表面に形成するパターンを模式的に示した図である。図５に示すように、外周側に向かって回折溝のピッチが狭くなる同心状の楕円から成るパターンをホログラム素子の表面に形成することにより、焦点位置の補正を行うレーザ光（本実施形態においてはＢＤ用のレーザ光）について、非点収差を与えることも可能となる。なお、この場合、他の波長のレーザ光については、ホログラム素子の反対側に別途非点収差を与えるパターン（例えば、複数の帯状の回折溝を有して外周側に向かって回折溝のピッチが狭くなるパターン）のみを設ける構成とすれば良い。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の光ピックアップ装置について説明する。第２実施形態の光ピックアップ装置は、ホログラム素子８の構成以外については第１実施形態の光ピックアップ装置と同様である。従って、以下ではホログラム素子８の構成についてのみ説明する。また、第１実施形態と重複する部分については同一の符号を付し、特に説明の必要がない場合はその説明を省略する。
【００４３】
図６は第２実施形態の光ピックアップ装置が備えるホログラム素子８の構成を示す模式図で、図６（ａ）はホログラム素子８の断面を示す模式図、図６（ｂ）はホログラム素子８に備えられる第２透明電極２２ｂの電極パターンを示す模式図である。図６（ａ）に示すように、ホログラム素子８は液晶素子であって、液晶２１と、液晶２１を挟む第１透明電極２２ａ及び第２透明電極２２ｂと、透明電極２２ａ、２２ｂを支持する２枚の透明基板２３と、を備える。
【００４４】
液晶２１は、第１透明電極２２ａと第２透明電極２２ｂとの間に電圧が印加されていない時には、全ての領域で一様な屈折率（ｎ0）を有し、且つ通過する光ビームに対して作用しないように配向されている。このため、第１透明電極２２ａと第２透明電極２２ｂとの間に電圧が印加されていない場合は、ホログラム素子８を通過する光ビームは、特に作用を受けることなく透過する。一方、第１透明電極２２ａと第２透明電極２２ｂとの間に電圧が印加されると、透明電極２２ａ、２２ｂに形成される電極パターンに随って、液晶２１はその配向方向を変化する。
【００４５】
第１透明電極２２ａは、特にパターン形成されることなく１枚の電極から成っている。一方、第２透明電極２２ｂには電極パターンが形成されており、この電極パターンは、図６（ｂ）に示すように、外周側に向かって回折溝のピッチが狭くなる同心状の干渉パターンとなっている。
【００４６】
この干渉パターンは、第２光源（ＢＤ用の光源）３から出射されて光記録媒体１０で反射され、ビームスプリッタ５で更に反射されたレーザ光と、光検出器９に回折されて所定の収束角を有する収束光となって集光するレーザ光をその集光位置で反射して得られるレーザ光と、が透明基板２３の第２透明電極２２ｂが形成される面上で干渉して作るパターンと同じである。
【００４７】
従って、ホログラム素子８をＢＤ用のレーザ光が通過する際に、第１透明電極２２ａと第２透明電極２２ｂとの間に所定の電圧を印加すると、第１透明電極２２ａと第２透明電極２２ｂとの間の液晶２１は配向方向が変化して、その位置における屈折率が変化し（ｎ0→ｎ1）、ホログラム素子８を通過するＢＤ用のレーザ光は回折されて回折光を生じる。そして、生じた回折光（例えば±１次光）のうち、光軸方向の焦点までの距離が短くなる回折光（例えば＋１次光）を用いることにより、ＣＤ及びＤＶＤ用のレーザ光に用いられる光検出器と同一の光検出器（光検出器９）上に集光する。
【００４８】
一方、ＣＤ及びＤＶＤ用のレーザ光がホログラム素子８を通過する際には、第１透明電極２２ａと第２透明電極２２ｂとの間に電圧を印加しないようにすることにより、ホログラム素子８はＣＤ及びＤＶＤ用のレーザ光に対して特に作用しない。これにより、ＣＤ及びＤＶＤ用のレーザ光は、ホログラム素子８によって透過率をほとんど低下させられることなく、光検出器９上に集光する。
【００４９】
なお、その詳細な構成は図示しないが、第２透明電極２２ｂは全て等電位となっており、ホログラム素子８用の駆動回路（図示せず）に一本の配線で接続されている。また、第１透明電極２２ａも１本の配線によって、前述の駆動回路と接続されている。
【００５０】
また、本実施形態では、第１透明電極２２ａには電極パターンを形成しない構成としているが、第１透明電極２２ａに第２透明電極２２ｂと同一の電極パターンを形成する構成としても構わない。この場合においても、上記と同様の効果を得ることが可能である。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の光ピックアップ装置について説明する。第３実施形態の光ピックアップ装置は、ホログラム素子８の構成以外については第１実施形態の光ピックアップ装置と同様である。従って、以下ではホログラム素子８の構成についてのみ説明する。また、第１実施形態と重複する部分については同一の符号を付し、特に説明の必要がない場合はその説明を省略する。
【００５２】
図７は第３実施形態の光ピックアップ装置が備えるホログラム素子８の構成を示す模式図である。本実施形態のホログラム素子８も、第２実施形態と同様に液晶を用いた素子であるが、ホログラフィック高分子分散型液晶（ＨＰＤＬＣ）であり、その構成は第２実施形態の液晶素子と異なる。
【００５３】
本実施形態のホログラム素子８は、ネマティック液晶の粒３１（直径１００ｎｍ以下）と、液晶の粒３１を分散させる高分子樹脂３２（厚さ数μｍ〜数十μｍ）と、液晶の粒３１が分散された高分子樹脂３２を挟む２枚の透明電極３３と、透明電極３３を支持する２枚の透明基板３４と、を備える。なお、高分子樹脂３２には、液晶の粒３１を構成する液晶と略同一の屈折率を有する材料が使用されている。
【００５４】
ＨＰＤＬＣにおいては、高分子樹脂に分散される液晶の粒の分散パターンによって、ＨＰＤＬＣがホログラムとして機能する波長、及びＨＰＤＬＣがホログラムとして機能する場合におけるＨＰＤＬＣから出射されるレーザ光の方向が決定される。本実施形態のホログラム素子（ＨＰＤＬＣ）８においては、液晶の粒３１は、ＢＤ用の４０５ｎｍのレーザ光が収束角α（図８参照）よりも所定量大きな収束角β（図８参照）の収束光となって出射するように、ホログラム素子８の中心軸３５に対して左右対称の所定の分散パターン（図７参照）で分散されている。なお、図８はＢＤ用のレーザ光がホログラム素子８を通過する場合における、入射光と出射光の収束角の違いを説明する模式図である。
【００５５】
ＢＤ用のレーザ光は、ホログラム素子８を通過することによって光軸方向の焦点距離が本来より短くなり、ＣＤ及びＤＶＤ用のレーザ光に用いられる光検出器と同一の光検出器（光検出器９）上に集光する。一方、ＣＤ及びＤＶＤ用のレーザ光がホログラム素子８を通過する場合には、透明電極３３に電圧が印加される。これにより、液晶の粒３１中の液晶の配向が電界と平行になり、液晶の粒３１と高分子樹脂３２とで屈折率が一致して、ＣＤ及びＤＶＤ用の光ビームは特に作用を受けることなく光検出器９へと集光する。
【００５６】
以上に示すような液晶の粒３１の分散パターンは、例えば、第２光源（ＢＤ用の光源）３から出射されて光記録媒体１０で反射され、ビームスプリッタ５で更に反射されたレーザ光と、ホログラム素子８によって進行方向を所定の角度だけ曲げられて光検出器９に集光するレーザ光と重なり、その進行方向が反対となるように光検出器９の位置から出射されるレーザ光と、を用いて形成できる。
【００５７】
すなわち、透明電極３３を設けた２枚の透明基板３４で、液晶と光硬化性樹脂を互いに溶け合わせた混合液を挟み、先の２つのレーザ光がこの混合液の位置で干渉して干渉縞を形成するようにレーザ光を照射すると、干渉縞の光強度が強い腹の部分では高分子が光重合して高分子樹脂の相を形成し、高分子が重合することにより析出した液晶は干渉縞の光強度が弱い節の部分に液晶の粒を形成する。これにより、図７に示すような液晶の粒３１の分散パターンが形成できる。
【００５８】
なお、本実施形態では、透明電極３３を設けて、ＣＤ用及びＤＶＤ用のレーザ光が通過する場合には電圧を印加する構成としているが、透明電極３３を設けない構成としても構わない。この場合でも、ＣＤ及びＤＶＤ用のレーザ光は透過して、光検出器９上に集光すする。ただし、集光するレーザ光の減衰を抑制するために、本実施形態のように透明電極３３を設ける構成とするのが好ましい。
【００５９】
（その他）
なお、以上に示した実施形態では、ホログラム素子８は、ＢＤ用のレーザ光について光軸方向の焦点位置を補正する構成としたが、これに限らず、ホログラム素子８によってＣＤ及びＤＶＤ用のレーザ光の光軸方向の焦点位置を補正する（すなわち、焦点までの距離を長くする）構成としても構わない。この場合、例えば透明部材の一方にＤＶＤ用のレーザ光の焦点位置のみを調整するパターンを形成し、他方にＣＤ用のレーザ光の焦点位置のみを調整するパターンを形成すると、ホログラム素子８の数を１つとできる。
【００６０】
また、以上に示した実施形態では、光ピックアップ装置は、特に球面収差を補正する素子を有しない構成としたが、これに限定される趣旨ではく、無限系と有限系を併用しても十分に球面収差を補正できない場合には、もちろん球面収差を補正する素子を別途配置して球面収差を補正する構成等としても構わない。すなわち、本発明は、球面収差を低減する目的で無限系と有限系を併用する構成を有し、光記録媒体からの反射光の集光位置が複数となる光ピックアップ装置に広く適用できるものである。
【００６１】
また、以上に示した実施形態では、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤを互換する光ピックアップ装置として示したが、この３種類の光記録媒体を互換する光ピックアップ装置に限定されず、他の３種類の光記録媒体、２種類又は４種類以上の光記録媒体を互換可能な光ピックアップ装置等にも、本発明は広く適用できるのは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の光ピックアップ装置は、無限系と有限系とを併用する光ピックアップ装置において、光検出器の数を低減できる。したがって、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を図れ、本発明の光ピックアップ装置は有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】は、第１実施形態の光ピックアップ装置の光学系の構成を示す概略図である。
【図２】は、ホログラム素子を配置しない場合に、光源から出射されて光記録媒体の記録面で反射された反射光が集光するまでの様子を示した図である。
【図３】は、第１実施形態の光ピックアップ装置が備えるホログラム素子の表面に形成されるパターンの構成を示す模式図である。
【図４】は、第１実施形態の光ピックアップ装置が備えるホログラム素子の断面の構成を示す模式図である。
【図５】は、第１実施形態の光ピックアップ装置が備えるホログラム素子の変形例を示す模式図である。
【図６】は、第２実施形態の光ピックアップ装置が備えるホログラム素子の構成を示す模式図である。
【図７】は、第３実施形態の光ピックアップ装置が備えるホログラム素子の構成を示す模式図である。
【図８】は、ＢＤ用のレーザ光がホログラム素子を通過する場合における、入射光と出射光の収束角の違いを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１              光ピックアップ装置
２              第１光源
３              第２光源
７              対物レンズ
８              ホログラム素子
９              光検出器
１０            光記録媒体
１０ａ          記録面
２１            液晶
２２ａ、２２ｂ  透明電極
３１            液晶の粒
３２            高分子樹脂
【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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【図８】
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