(57)【要約】【課題】異なる基板厚さの光記録媒体の記録面に、良好なスポットを形成するとともに、光記録媒体からの反射光の回折光を抑制し受光素子の光束を向上する。【解決手段】光記録媒体からの反射光の回折光を抑制するため、収差補正素子１０５の基板上の光軸垂直面内に、光束の波長よりも大きいピッチの同心円状の回折格子を有し、回折格子の凸部に光束の波長よりも小さいピッチの周期状のサブ波長構造を重畳する。サブ波長構造が重畳された回折格子では、入射光の偏光方向によって回折効率が異なり、収差補正素子１０５と光記録媒体の間に１／４波長板があるため、光源から光記録媒体へ向かう入射光束と、光記録媒体から反射して回折素子に入射する反射光束の偏光方向は直交する。サブ波長構造の溝方向に平行な偏光方向の入射光束は０次透過光と＋１次回折光が生じ、溝方向と直交する偏光方向の反射光束は０次透過光が主たる光束となり、受光素子の光束が向上する。【選択図】図８
2008276823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束の入射面と記録面との間隔である基板厚が互いに異なる第１の光記録媒体と第２の光記録媒体とを含む複数種類の光記録媒体のいずれかにアクセスし、情報の記録、再生および消去のうち少なくとも１つを行う光ピックアップにおいて、
光源と、
前記第１の光記録媒体に対して最適化され、前記光源から出射された光束をアクセス対象の光記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、前記対物レンズを介した戻り光束を分岐する偏光分岐素子と、
前記偏光分岐素子と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、光束を０次透過光と＋１次回折光の２つの回折光に配分する回折構造を有し、
前記０次透過光が第１の光記録媒体への集光に用いられ、
前記＋１次回折光が第２の光記録媒体への集光に用いられ、
前記回折構造は、前記光束が前記第２の光記録媒体の基板を透過する際に生じる収差を相殺する収差を付与し、前記対物レンズを介して前記第２の光記録媒体の記録面に集光させる回折素子と、
前記回折素子と前記光記録媒体との間の光路上に配置され、入射する光束に１／４波長の光学的位相差を付与する１／４波長板と、
前記偏光分岐素子で分岐された戻り光束を所定の受光位置で受光する受光素子とを備え、
前記回折素子は、基板上の光軸垂直面内に、光束の波長よりも大きいピッチを有する表面凹凸型の同心円状の回折格子を有し、前記回折格子の凸部は、光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造が重畳されてなり、
前記光源から前記回折素子に入射する光束の偏光方向は、前記サブ波長構造の溝方向と略同一であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記回折素子と前記１／４波長板が一体化されてなり、
前記１／４波長板は光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造によって形成されたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記対物レンズの一方の面に光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造が形成されてなり、
前記一方の面のサブ波長構造は回折素子の機能として作用することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記対物レンズの一方の面に光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造が形成されてなり、
前記一方の面のサブ波長構造は１／４波長板の機能として作用することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記対物レンズの光源側の面および光記録媒体側の面に光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造が形成されてなり、
前記光源側の面のサブ波長構造は回折素子の機能として作用し、
前記光記録媒体側の面のサブ波長構造は１／４波長板の機能として作用することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項６】
光記録媒体の記録面に光束を照射して情報の記録、再生および消去のうち少なくとも１つを行う光情報処理装置において、
前記光情報処理装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報処理装置と、これに用いられる光ピックアップに係り、特に、透明基板厚が異なることで、記録密度が異なる２種類以上の光記録媒体に記録、再生を良好に行うための互換性を有する光ピックアップおよび光情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像情報、音声情報、またはコンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量０．６５ＧＢのＣＤ、記録容量４．７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。
【０００３】
このような光記録媒体の記録密度を向上させる手段としては、光記録媒体に情報の書き込みまたは読み出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（以下、ＮＡという）を大きくすること、あるいは、光源の波長を短くすることにより、この対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットを小径化することが有効である。
【０００４】
そこで、例えば「ＣＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０．５０、光源の波長が７８０ｎｍとされているのに対して、「ＣＤ系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「ＤＶＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０．６５、光源の波長が６６０ｎｍとされている。そして、光記録媒体は、前述したように、さらなる記録密度の向上および大容量化が望まれており、そのためには、対物レンズのＮＡを０．６５よりもさらに大きく、あるいは、光源の波長を６６０ｎｍよりもさらに短くすることが望まれている。
【０００５】
このような大容量の光記録媒体および光情報処理装置として、特許文献１に記載されているような、２つの規格が提案されている。１つは、青色の波長領域の光源とＮＡ０．８５の対物レンズを用いて、２２ＧＢ相当の容量確保を満足する「Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ」の規格（以下、ＢＤという）である。もう１つは、青色波長は同じであるが、ＮＡ０．６５の対物レンズを用いて、２０ＧＢ相当の容量確保を満足する「ＨＤ−ＤＶＤ」の規格（以下、ＨＤという）である。
【０００６】
前者はＤＶＤ系に比べ短波長化、高ＮＡ化の変更により大容量化を行い、後者は高ＮＡ化を行わない代わりに信号処理の工夫により線記録密度の向上を可能とし、ランド・グルーブ記録の採用により大容量化を行っている。
【０００７】
また、ＢＤとＨＤは、光源の発振波長が４０５ｎｍ程度の青紫色半導体レーザ光源を用いる点で共通しているが、光記録媒体は基板厚さがそれぞれ０．１ｍｍ、０．６ｍｍと異なる。
【０００８】
そして、２つの異なる光記録媒体を１つの光ピックアップ装置を用いて記録あるいは再生するものとしては、球面収差補正用のホログラムを併設し、２重焦点を有する光ピックアップの構成が提案されている（特許文献１参照）。すなわち、０次透過光で基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体に集光し、＋１次回折光で基板１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体に集光する。
【０００９】
また、ＢＤに対して最適化された対物レンズと光源との間の光路上に、光記録媒体（ＨＤ）に光源から出射の光束の偏光方向を９０度回転させる液晶素子と、偏光方向が回転された光束を選択的に回折して、ＢＤとＨＤとの基板厚の違いで生じる収差を相殺する収差を付与する偏光ホログラム素子を配置して、ＢＤ，ＨＤのいずれにも光スポットを記録面に形成可能な光ピックアップが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−０５０６４８号公報
【特許文献２】特開２００６−３０９８０７号公報
【特許文献３】特開２００１−０５１１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記手段のような構成とすることにより、基板厚の異なる２種類の光記録媒体への集光が可能となる。しかしながら、光記録媒体からの反射光がホログラム素子を通過する際にも回折してしまい光量が小さくなる。光記録媒体からの反射光量が小さくなると、受光素子で受光する信号光そのものが小さくなり、再生信号が劣化するという問題があった。
【００１１】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、単一の対物レンズで、異なる基板厚さを有する２種類の光記録媒体（具体的にはＢＤ、ＨＤ）の記録面に、良好なスポットを形成するとともに、光記録媒体からの反射光の回折光を抑制し受光素子で受光する信号光を向上させた光ピックアップおよび光情報処理装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した光ピックアップは、光束の入射面と記録面との間隔である基板厚が互いに異なる第１の光記録媒体と第２の光記録媒体とを含む複数種類の光記録媒体のいずれかにアクセスし、情報の記録、再生および消去のうち少なくとも１つを行う光ピックアップにおいて、光源と、第１の光記録媒体に対して最適化され、光源から出射された光束をアクセス対象の光記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、光源と対物レンズとの間の光路上に配置され、対物レンズを介した戻り光束を分岐する偏光分岐素子と、偏光分岐素子と対物レンズとの間の光路上に配置され、光束を０次透過光と＋１次回折光の２つの回折光に配分する回折構造を有し、０次透過光が第１の光記録媒体への集光に用いられ、＋１次回折光が第２の光記録媒体への集光に用いられ、回折構造は、光束が第２の光記録媒体の基板を透過する際に生じる収差を相殺する収差を付与し、対物レンズを介して第２の光記録媒体の記録面に集光させる回折素子と、回折素子と光記録媒体との間の光路上に配置され、入射する光束に１／４波長の光学的位相差を付与する１／４波長板と、偏光分岐素子で分岐された戻り光束を所定の受光位置で受光する受光素子とを備え、回折素子は、基板上の光軸垂直面内に、光束の波長よりも大きいピッチを有する表面凹凸型の同心円状の回折格子を有し、回折格子の凸部は、光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造が重畳されてなり、光源から回折素子に入射する光束の偏光方向は、サブ波長構造の溝方向と略同一であることを特徴とする。
【００１３】
以上の構成により、サブ波長構造が重畳された回折格子では、その入射光偏光方向によって、回折効率が異なり、回折素子と光記録媒体の間に１／４波長板を介在しているため、光源から光記録媒体へ向かう回折素子入射光束と、光記録媒体から反射して回折素子に入射する光束の偏光方向は直交してなるため、サブ波長構造が重畳された回折素子ではサブ波長構造の溝方向に平行な偏光方向の光が入射した場合は０次透過光と＋１次回折光が生じ、溝方向と直交する偏光方向の光束が入射した場合は０次透過光が主たる光束となる。
【００１４】
よって、往路では０次透過光と＋１次回折光が生じ、復路では０次透過光が主たる光束となり、良好な信号光が検出できる。
【００１５】
また、請求項２に記載した光ピックアップは、請求項１の光ピックアップにおいて、回折素子と１／４波長板が一体化されてなり、１／４波長板は光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造によって形成されたことを特徴とする。
【００１６】
以上の回折素子と１／４波長板の一体化によって、部品点数および組付工数の削減が可能となり、光ピックアップの薄型化ができる。また、１／４波長板もサブ波長構造によって形成することにより、両面ともに同じ加工プロセスが採用でき、成型のような工法を選択した場合に、１回のプロセスにより作製することができる。
【００１７】
また、請求項３〜５に記載した光ピックアップは、請求項１の光ピックアップにおいて、対物レンズの一方の面に光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造が形成されてなり、一方の面のサブ波長構造は回折素子の機能として作用すること、または、一方の面のサブ波長構造は１／４波長板の機能として作用すること、あるいは、対物レンズの光源側の面および光記録媒体側の面に光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造が形成されてなり、光源側の面のサブ波長構造は回折素子の機能として作用し、光記録媒体側の面のサブ波長構造は１／４波長板の機能として作用することを特徴とする。
【００１８】
以上の構成により、回折素子，１／４波長板，対物レンズの３つの素子の一体化等によって、部品点数および組付工数を削減することが可能となり、光ピックアップの薄型化が可能となる。
【００１９】
また、請求項６に記載した光情報処理装置は、光記録媒体の記録面に光束を照射して情報の記録、再生および消去のうち少なくとも１つを行う光情報処理装置において、光情報処理装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする。
【００２０】
以上のような光ピックアップを具備する光情報処理装置によれば、異なる基板厚さを有する２種類の光記録媒体の記録面に、良好なスポットを形成するとともに、光記録媒体からの反射光の回折光を抑制し受光素子で受光する信号光を向上させ、安定した信号検出が可能な装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、単一の対物レンズで、異なる基板厚さを有する２種類の光記録媒体の記録面に、良好なスポットを形成するとともに、光記録媒体からの反射光の回折光を抑制し受光素子で受光する信号光を向上させ、安定した信号検出ができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１における光ピックアップの全体構成を示す概略図である。単一の対物レンズ１０７により、２種類の光記録媒体を異なるＮＡ（開口数）で記録または再生を行う互換型の光ピックアップである。
【００２４】
ここで、２種類の光記録媒体は、基板厚がそれぞれ０．１ｍｍ，０．６ｍｍであり、開口数がそれぞれＮＡ０．８５，ＮＡ０．６５であり、使用波長がλ１＝３９５〜４１５ｎｍであり、それぞれの光記録媒体がＢＤ系（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、ＨＤ系（ＨＤ−ＤＶＤ）の各光記録媒体に対応する。
【００２５】
図１に示すように、ＢＤ系光記録媒体１０８ａ、ＨＤ系光記録媒体１０８ｂに対して、光ピックアップは、半導体レーザ１０１，コリメートレンズ１０２，偏光ビームスプリッタ１０３，プリズム１０４，収差補正素子１０５，１／４波長板１０６，対物レンズ１０７，検出レンズ１０９，受光素子１１０より構成される。光源である半導体レーザ１０１の中心波長は４０５ｎｍであり、対物レンズ１０７のＮＡは０．８５である。またＨＤ系光記録媒体１０８ｂに対してＮＡは０．６５で集光させる。ＮＡの切り替えは収差補正素子１０５により制限される。ＢＤ系光記録媒体１０８ａの基板厚は０．１ｍｍ、ＨＤ系光記録媒体１０８ｂの基板厚は０．６ｍｍである。
【００２６】
半導体レーザ１０１からの出射光は、コリメートレンズ１０２により略平行光にされる。コリメートレンズ１０２を通過した光束は偏光ビームスプリッタ１０３に入射し、プリズム１０４より偏向される。収差補正素子１０５を通過して、１／４波長板１０６で円偏光に変換され、対物レンズ１０７を介して集光されることにより、情報の記録、再生がされる。そして、ＢＤ系光記録媒体１０８ａ，ＨＤ系光記録媒体１０８ｂからの反射光は、１／４波長板１０６を通過した後、往路の光束の偏光方向とは直交する直線偏光に変換され、偏光分岐素子の偏光ビームスプリッタ１０３により反射、入射光と分離して偏向され、検出レンズ１０９により受光素子１１０上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。
【００２７】
本実施形態１において、対物レンズ１０７は厚さ０．１ｍｍのＢＤ系光記録媒体１０８ａを高精度に記録，再生できるように最適に設計されている。設計波長は４０５ｎｍであり、波長４０５ｎｍでは波面収差０．０１λｒｍｓ以下と十分小さくなるよう設計されている。
【００２８】
これは対物レンズが、高ＮＡ化、短波長化に伴い製造誤差の影響を受けやすく、言い方をかえると製造マージンが狭いため、本実施形態１では対物レンズ１０７は２種類の光記録媒体のうちのＢＤ系光記録媒体１０８ａに対応した設計としている。なお、本実施形態１の対物レンズ１０７は、厚さ０．１ｍｍのＢＤ系光記録媒体１０８ａに最適に設計されているが、これに限定されるものではない。
【００２９】
例えば、情報記録面を２層有する２層ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）の光記録媒体では、情報記録面として光束の入射側から０．０７５ｍｍと０．１００ｍｍの位置に情報記録面を有するため、その中間値の厚さ０．０８７５ｍｍを設計中央値とした対物レンズであってもよい。
【００３０】
図２に対物レンズの具体的な構成例を示す。本実施形態１の対物レンズ１０７は両面非球面形状であり、面の頂点を原点とし、光軸方向をＸ軸とした直交座標系において、ｒを近軸曲率半径、κを円錐形数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｊ，…を非球面係数とするとき、面の光軸方向の距離ｘと半径Ｒの関係より、非球面形状は、（数１）
【００３１】
【数１】
2008276823.tif 000003
で表される。各面および各領域の面データを（表１）に示す。
【００３２】
【表１】
2008276823.tif 000004
対物レンズに用いるガラスの硝材は住田光学製のＫＶＣ８１であり、対物レンズの有効瞳半径は２．１５ｍｍである。なお、対物レンズの材料としては、ガラスに限らず、樹脂を用いてもよい。
【００３３】
使用波長がλ＝４０５ｎｍ、基板厚が０．1ｍｍのＢＤ系光記録媒体１０８ａに対して良好な収差特性となるよう設計されたＮＡ＝０．８５で用いる対物レンズ１０８を、使用波長は同一のλ＝４０５ｎｍで基板厚さが０.６ｍｍのＨＤ系光記録媒体１０８ｂにＮＡ＝０．６５で用いたときに発生する波面収差を図３に示す。図３は横軸に入射瞳径をとり、縦軸に波面収差を表す。図３は位相差分布の２次元的な断面形状を表しているが、実際には縦軸（ＮＡ＝０）に関して回転対称な３次元的な分布となっている。このような発生収差を補正するために、回折機能を利用すればよい。
【００３４】
図４は、一般的な対物レンズの基板厚みと発散度の関係を示したグラフである。図４において、横軸は基板厚、縦軸は対物レンズに入射する光束の発散度の関数である使用状態における対物レンズの倍率である。対物レンズより基板側へ出射する光束は常に収斂光であるので、対物レンズに収斂光が入射するときの符号を「＋」、発散光が入射するときの符号は「−」とする。また、この倍率が「０」のときは、対物レンズへは平行光が入射する。
【００３５】
図４の中の曲線は各基板厚に対し、波面収差を最小とする倍率を結んだものであり、例えば基板厚０．１ｍｍで平行光入射が最良の場合、基板厚が厚くなるほど「−」すなわち発散光、薄くなるほど「＋」すなわち収斂光を入射させてやると収差が小さくなるということが一般に知られる。よって、本実施形態１においては、対物レンズ１０７は基板厚０．１ｍｍのＢＤ系光記録媒体１０８ａで最適化されたレンズであるため、基板厚０．６ｍｍのＨＤ系光記録媒体１０８ｂに集光するときは発散光を入射させることにより収差を抑制することが可能となる。このような発散光を作り出す手段として本発明では回折を利用する。
【００３６】
回折素子である収差補正素子１０５の回折面は、図５に示すように光束が通過する範囲内に、同心円状に分割された２つの領域１０５ａ，１０５ｂを有する。第１の領域１０５ａはＨＤ系光記録媒体に対するＮＡ０．６５の領域に相当し、本実施形態１では半径１．６ｍｍと設定する。第１の領域１０５ａには、回折構造が形成されてなり、波長４０５ｎｍの光束が入射すると、その光量の大半は、０次透過光と＋１次回折光に振り分けられる。
【００３７】
また、第２の領域１０５ｂは、ＨＤ系光記録媒体に対するＮＡ０．６５からＢＤ系光記録媒体に対するＮＡ０．８５の領域に相当し、本実施形態１では半径１．６ｍｍから２．１５ｍｍに設定する。領域１０５ｂは回折構造が形成されない平坦な構造となっている。
【００３８】
回折面の領域１０５ａは、光軸垂直面内で光軸中心に同心円状のパターンからなる回折構造が形成されていて、＋１次回折光と同時に０次透過光を生成する。つまり入射光の一部を０次透過光、一部を＋１次以上の回折光として出射するため、対物レンズ１０７と組み合わせた２焦点レンズの構成となる。同じ波長で、異なる基板厚を有するＢＤ，ＨＤ系光記録媒体上にそれぞれ回折限界まで集光するスポットを形成する。この回折面により、回折された光束と回折されない光束は、光軸上の異なる焦点位置に集光され、それぞれの光記録媒体にスポットを形成する。
【００３９】
また、本実施形態１では対物レンズ１０７が基板厚０．１ｍｍのＢＤ系光記録媒体で最適設計されているため、基板厚０．６ｍｍのＨＤ系光記録媒体を収差補正素子なしで集光させた場合、無視できない球面収差が発生する。これに対して、収差補正素子１０５の第１の領域１０５ａで＋１次回折された波長４０５ｎｍの光束は、収差補正素子１０５を配置せずに対物レンズ１０７で波長４０５ｎｍの光束をＨＤ系光記録媒体の情報記録面に集光させた際に発生する球面収差を補正するような回折構造が形成されてなる。
【００４０】
また、第２の領域１０５ｂは回折構造が形成されない平坦部であり、波長４０５ｎｍの光束をそのまま透過させる。ＢＤ系光記録媒体に対しては対物レンズ１０７により集光され、ＨＤ系光記録媒体に対しては集光されず、図６（ｂ）に示すような散乱光となり集光には作用せず、記録，再生に影響しない。すなわち、特別な構造やコートを行わずにＨＤ系光記録媒体１０８に対するＮＡ０．６５の制限を行う。図６（ａ）は光線図を示し、図６（ｂ）は集光点での様子を示す。なお、図６（ａ）では説明の意図を明確にするために、対物レンズ１０７と収差補正素子１０５の間に配置する１／４波長板の記載を省略してある。
【００４１】
図７は図５のＡ−Ａ’線の断面図であり回折面（領域１０５ａ）の実形状を示す図である。この回折面と対物レンズの組み合わせにより、２焦点レンズを実現し、ＢＤ，ＨＤ系光記録媒体に良好な集光スポットを形成する。
【００４２】
収差補正素子１０５で回折面の領域１０５ａの断面は図７に示されるような断面形状をもつ同心円状に形成された複数の輪帯状凹凸部からなる。輪帯状凹凸部のピッチは、回折構造がレンズ効果を有するように内側から外側に向かって徐々に変化している。そして、輪帯状凹凸部のピッチは、ＨＤ系光記録媒体に対しては、＋１次回折光で収差を補正するよう設定される。
【００４３】
この回折面の光路差関数は（数２）
【００４４】
【数２】
2008276823.tif 000005
と定義される。
【００４５】
ただし、光軸垂直面の光軸と交わる点を原点とし、光軸方向をＸ軸とした直交座標系において、φは光路差関数、Ｒは半径（光軸からの距離）、Ｃ１，Ｃ２，…は光路差係数である。
【００４６】
回折面の領域１０５ａの光路差係数を（表２）に示す。
【００４７】
【表２】
2008276823.tif 000006
２つの異なる光記録媒体を１つの光ピックアップを用いて記録あるいは再生するものとして、特許文献１に球面収差補正用のホログラムを併設し、２重焦点を有する光ピックアップの構成が提案されていることは前述のとおりである。これにより、基板厚の異なる２種類の光記録媒体への集光が可能となるが、光記録媒体からの反射光がこのホログラム素子を通過する際にも回折してしまい、光量が小さくなり、例えば往路回折効率として、０次透過光４０％，＋１次回折光２０％とした場合、復路でも同様の回折効率となる。このように、光記録媒体からの反射光量が小さくなると、受光素子で受光する信号光そのものが小さくなり、再生信号が劣化することになる。
【００４８】
そこで本実施形態１では、光記録媒体からの反射光の回折光を抑制した光ピックアップを提案することを目的とし、回折素子（収差補正素子１０５）は、基板上の光軸垂直面内に、光束の波長よりも大きいピッチを有する表面凹凸型の同心円状の回折格子を有し、この回折格子の凸部は、光束の波長よりも小さいピッチを有する表面凹凸型の周期状のサブ波長構造（ＳｕｂＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：ＳＷＳ）が重畳され、光源から回折素子に入射する光束の偏光方向は、サブ波長構造の溝方向と略同一の光ピックアップ構成とした。この構成により、往路では０次透過光と＋１次回折光が生じ、復路では０次透過光が主たる光束となる光ピックアップを実現している。
【００４９】
サブ波長構造が重畳された回折格子では、後述するとおり、その入射光の偏光方向によって回折効率が異なる。本実施形態１では、回折素子（収差補正素子１０５）と光記録媒体１０８の間に１／４波長板１０６を介在しているため（図１参照）、光源から光記録媒体へ向かう回折素子の入射光束と、光記録媒体から反射して回折素子に入射する光束の偏光方向は直交してなる。
【００５０】
サブ波長構造が重畳された回折素子ではサブ波長構造の溝方向に平行な偏光方向の光束が入射した場合は０次透過光と＋１次回折光が生じ、溝方向と直交する偏光方向の光が入射した場合は０次透過光が主たる光束となる。
【００５１】
以下に、サブ波長構造に関して説明する。収差補正素子１０５（回折素子）の各回折格子面のランド部（凸部）には、図８に示すような構造性複屈折を呈する（発現する）サブ波長構造が構成されている。ここで、構造性複屈折とは、光束の波長よりも短い周期でストライプ状構造に、ストライプに平行な偏光成分（ＴＥ波）とストライプに垂直な偏光成分（ＴＭ波）とで感じる屈折率が異なり、複屈折作用が生じることをいう。
【００５２】
ここで、以下の説明のため、図９を参照して用語について説明する。図９は形成された「断面矩形波形状の微細凹凸構造」を説明図的に示している。微細凹凸構造の凹凸は断面が「矩形波形状」であり、このような矩形波形状の凹凸が、図面に直交する方向へ均一な断面形状で形成されている。したがって、微細凹凸構造における凸部は図面に直交する方向に長い「凸状」をなし、凹部は図面に直交する方向に長い「凹状」をなす。凸状をなす凸部を「ランド」と呼び、凹状をなす凹部を「スペース」と呼ぶ。
【００５３】
また、断面矩形波形状の微細凹凸構造のピッチ：Ｐは、図９に示すように、ランド・スペースの１対をなすランドとスペースのランド幅：ａとスペース幅：ｂの和（ａ＋ｂ）である。また、スペース底部に対するランドの高さを「溝深さ：ｄ」、フィリングファクタ：ｆは「ａ／Ｐ」とする。
【００５４】
微細凹凸構造がサブ波長構造であると、そのピッチよりも大きい波長の光は回折せず「０次透過光」としてそのまま透過する（このときの透過率を「０次透過率」という）が、入射光に対して複屈折性を示す。
【００５５】
すなわち、図９に示すように、微細凹凸構造へ「空気領域から入射」する入射光において、微細凹凸構造の周期方向（図面の左右方向）に平行に振動する偏光成分：ＴＭ、ランド長手方向（図面に直交する方向）に平行に振動する偏光成分ＴＥに対し、微細凹凸構造は「屈折率が異なる媒質」のように作用する。
【００５６】
微細凹凸構造の部分における有効屈折率を、偏光成分：ＴＭにつきｎ（ＴＭ）、偏光成分：ＴＥについてｎ（ＴＥ）とすると、これらの有効屈折率は、微細凹凸構造が形成された材料の屈折率：ｎ、微細凹凸構造のフィリングファクタ：ｆを用いて（数３），（数４）
【００５７】
【数３】
2008276823.tif 000007
【００５８】
【数４】
2008276823.tif 000008
のように表される。
【００５９】
また、図１０は屈折率ｎ（横軸）の媒質に、フィリングファクタがｆ＝０．５でサブ波長構造（ＳＷＳ）を形成したときの有効屈折率（縦軸）である。破線が「ｎ／／」（ＴＥ方向の有効屈折率）、実線が「ｎ⊥」（ＴＭ方向の有効屈折率）を表している。なお、波長は４０５ｎｍである。「ｎ／／」が「ｎ⊥」に比して大きい。
【００６０】
図１１は、屈折率ｎ＝２．５の材料にフィリングファクタｆ＝０．５、ピッチＰ＝０．４μｍのサブ波長構造を重畳形成された回折素子に、波長４０５ｎｍの光束が入射したときの、０次透過率および＋１次回折効率の溝深さ依存性を示す図である。
【００６１】
図１１において、溝深さｄ＝０．１２μｍのところでは、ＴＥ方向の回折効率は０次透過光が４０％、＋１次回折光は２０％、一方、ＴＭ方向の回折効率は０次透過光が９０％、＋１次回折光は５％以下である。
【００６２】
図１１に示すように、溝深さｄが０から増すにつれある深さ（ＴＥ方向の０次透過光の場合、０．２μｍ）までは、０次透過光は減少し、＋１次回折光は増える。また、その変化は屈折率が大きいほど顕著となることが公知である。本実施形態１では回折格子にサブ波長構造を重畳させることにより、屈折率の偏光方向依存性をもたせている。このため、図１１においてはＴＥ方向のほうが、溝深さ依存性が顕著に表れている。
【００６３】
このような特性を利用すれば、往路では０次透過光と＋１次回折光が生じ、復路では０次透過光を主たる光束とすることが可能である。すなわち、往路ではＴＥ方向とサブ波長構造の溝方向を一致させればよい。復路では、１／４波長板により往路と直交する偏光方向の光束（ＴＭ方向の光束）が収差補正素子１０５に入射する。
【００６４】
図１２はサブ波長構造のピッチと透過率の関係を示す図である。図１２（ａ）はＴＥ方向、図１２（ｂ）はＴＭ方向の透過率に相当する。図１２の各線は、サブ波長構造を形成するための材料屈折率に相当する。なお、図１２の計算条件としては、フィリングファクタｆ＝０．５μｍ、溝深さｄ＝０．１２μｍ、波長４０５ｎｍである。また、ピッチＰ＝０．２５μｍ以上では透過率が減少している。これは回折光の発生によるものである。Ｐ＝０．２５μｍ（波長よりも１／２）以下であれば、０次透過光のみのサブ波長機能が発現することがわかる。よって、本願のサブ波長構造としては、波長の１／２以下のピッチが望ましい。
【００６５】
光記録媒体１０８を記録，再生するときに、対物レンズ１０７はトラッキング制御により、光軸に対して垂直方向に±０．５ｍｍ程度の範囲内で移動する。ところが、ＨＤ系光記録媒体１０８ｂに対しては、収差補正素子１０５により回折を受けるため、収差補正素子１０５が移動せずに、対物レンズ１０７だけが移動すると、収差が発生して集光スポットが劣化してしまう。そこで、収差補正素子１０５と対物レンズ１０７を一体化させ、トラッキング制御時に一体で移動させることにより、良好な集光スポットを得る構成とするのが望ましい。
【００６６】
収差補正素子１０５と対物レンズ１０７を一体化する方法としては、対物レンズ１０７と１／４波長板１０６と収差補正素子１０５を１つの鏡筒に固定したものを、対物レンズ１０７を稼動させるアクチュエータ（図示しない）に搭載する方法、あるいはアクチュエータに直接、対物レンズ１０７，１／４波長板１０６，収差補正素子１０５を固定してもよい。
【００６７】
次に、１／４波長板の構成として、前述した収差補正素子と同様に構造性複屈折を用いてもよい。１／４波長板に形成する微細凹凸構造がサブ波長構造であると、前述したように、そのピッチよりも大きい波長の光は回折せず「０次透過光」としてそのまま透過する（このときの透過率を「０次透過率」という）が、入射光に対して複屈折性を示す。
【００６８】
すなわち、図１３に示すように、微細凹凸構造へ「空気領域から入射」する入射光において、微細凹凸構造の周期方向（図面の進相軸方向）に平行に振動する偏光成分：ＴＭ、ランド長手方向（図面の遅相軸方向）に平行に振動する偏光成分ＴＥに対し、微細凹凸構造は「屈折率が異なる媒質」のように作用する。
【００６９】
また、微細凹凸構造の部分における有効屈折率として、偏光成分：ＴＭをｎ（ＴＭ）、偏光成分：ＴＥをｎ（ＴＥ）とし、微細凹凸構造が形成された材料の屈折率：ｎ、微細凹凸構造のフィリングファクタ：ｆを用いて表すと、前述の（数３），（数４）となる。
【００７０】
このため、透過光における偏光成分：ＴＭに対し、偏光成分：ＴＥは位相が「δ」だけ遅れることになる。すなわち、溝深さ：ｄを用いると、微細凹凸構造の「光学的厚さ」は、偏光成分：ＴＭに対して「ｄ×ｎ（ＴＭ）」、偏光成分：ＴＥに対して「ｄ×ｎ（ＴＥ）」であるので、これら光学的厚さの差：ｄ｛ｎ（ＴＥ）−ｎ（ＴＭ）｝に応じて「位相遅れ：δ」が生ずる。この「位相遅れ：δ」が「リタデーション」である。
【００７１】
ｎ（ＴＥ）、ｎ（ＴＭ）は、材料の屈折率：ｎと、フィリングファクタ：ｆにより決定され、リタデーション：δは、屈折率：ｎ、フィリングファクタ：ｆ、溝深さ：ｄにより定まるから、結局、リタデーションδは材料（屈折率ｎが定まる）と微細凹凸構造の形態（フィリングファクタ：ｆと溝深さ：ｄが定まる）を調整することにより所望のものを得ることができる。なお、１／４波長板のサブ波長構造の溝方向は入射光の偏光方向に対して４５度の方向で設定されてなる。
【００７２】
次に、回折素子の作製方法について簡単に説明する。材料として光透過性で熱可塑性の樹脂を用いれば樹脂成形金型に形成された微細形状を転写すればよい。すなわち、蒸着のような長時間を要するプロセスを用いないため大量生産が可能である。図１４（ａ）〜（ｅ）に金型作製工程の断面図を示す。すなわち、金型は電子銃による電子線を金型基板上のレジストの一部領域に照射する電子線露光技術によりパターニングし、現像した後（図１４（ａ），（ｂ））、反応性イオンエッチングなどにより金型基板を掘り込み（図１４（ｃ），（ｄ））、その後に転写工程で金型を容易に引き離せるように剥離材料を塗布する工程からなる（図１４（ｅ））。
【００７３】
また、図１５（ａ）〜（ｃ）に樹脂に回折構造を転写する工程断面図を示す。基板４５の上に、樹脂４６を配置し（図１５（ａ））、樹脂４６に金型４０を押し当て、金型４０の表面を樹脂４６のＴｇ温度（融点）より僅かに高い温度に加熱し、樹脂４６に金型４０を押し当てる（図１５（ｂ））。樹脂４６が金型４０にならって変形した後、徐々に樹脂を除冷し形状を転写して、樹脂４６と金型４０を剥離する（図１５（ｃ））。
【００７４】
以上のように作製される偏光選択性機能を発現させるサブ波長構造は、１種類の材質へのダイレクト加工でよく、材質の制約もない。そのため、高パワーや短波長の光を用いる場合は、ガラスを用いればよく、選択できる材質の範囲は多数存在する。さらに、複屈折性結晶を必要とせず、ガラスや樹脂などの容易に、しかも安価に入手できる材料で作製でき、フォトリソグラフィの手法やナノインプリントの手法で簡単に多数個同時に製作することができる。
【００７５】
また、前述の図１に示した実施形態１の変形例として、収差補正素子１０５と波長板１０６を別体に備えた構成とは異なり、この２素子を一体化したものであってもよい。すなわち、平面基板の光源側の面に、収差補正素子１０５の機能を、平面基板の対物レンズ側の面に、１／４波長板１０６の機能を設けたものである。これにより、部品点数を少なくでき、組付工数を減らせるとともに、光ピックアップの薄型化が図れる。
【００７６】
サブ波長構造の格子（微細凹凸構造）の断面形状は、矩形波形状に限られるものでなく、台形形状もしくは三角形形状もしくは部分円形状または部分楕円形状であってもよい。
【００７７】
さらに、１／４波長板として図１６に示すように、回折構造（回折格子、サブ波長構造）の面上に、多層膜を形成したものであってもよい。特に、特許文献３で開示されているように高屈折率材料（例えば、Ｓｉ）と低屈折率材料（例えば、ＳｉＯ２）をある所定条件で積層することにより、入射する偏光方向に応じて位相差を付与できる。電子ビームリソグラフィおよびドライエッチング技術で加工された凹凸パターン上に、スパッタデポジションとスパッタエッチングを組み合わせたプロセスにより作製できる。
【００７８】
また、本実施形態１の別の変形例として、収差補正素子１０５、１／４波長板１０６の機能を対物レンズ１０７に備えてもよい。例えば、図１７（ｂ），（ｃ）に収差補正素子１０５の領域１０５ａの機能を対物レンズ１０６と一体化した構成図を示す。図１７（ｂ），（ｃ）のように対物レンズ１０７面に回折面が形成されていると、対物レンズ１０７と収差補正素子１０５との軸ずれによる波面劣化が低減できるだけでなく、組み付け工程も低減し、低コスト化を実現できる。同様に、図１７（ａ），（ｂ）に、１／４波長板１０６の機能を対物レンズ１０７と一体化した構成図を示す。
【００７９】
なお、対物レンズ１０７の面へ形成する回折面は、収差補正素子１０５、１／４波長板１０６の回折面どちらか一方でもよい。その場合、対物レンズ１０７の入射側の面、出射側の面どちらに形成してもよい。
【００８０】
また、回折面の形成は、対物レンズ１０７と一体に成形してもよいし、対物レンズ１０７面上に樹脂層を上塗りして、この樹脂上に回折構造を形成してもよい。その場合、回折構造の材料としては、紫外線硬化樹脂が製造上適している。
【００８１】
以上のような光ピックアップの構成により、単一の対物レンズで、異なる基板厚さを有する２種類の光記録媒体の記録面に、良好なスポットを形成でき、光記録媒体からの反射光の回折光を抑制し受光素子で受光する信号光を向上させて、安定した信号を検出することができる。
【００８２】
（実施形態２）
図１８は本発明の実施形態２における光ピックアップの全体構成を示す概略図である。本実施形態２では４種類の光記録媒体を記録再生するものであって、前述の図１に示した光ピックアップにおいては、半導体レーザ１０１から出射した波長４０５ｎｍの光束でＢＤ，ＨＤ系の２つの光記録媒体に集光するものであったが、光ピックアップ構成としてはこれに限定されるものではなく、図１８のような構成であってもよい。
【００８３】
図１８に示す４種類の光記録媒体は、基板厚がそれぞれ０．１ｍｍ，０．６ｍｍ，０．６ｍｍ，１．２ｍｍであり、開口数がそれぞれＮＡ０．８５，ＮＡ０．６５，ＮＡ０．６５，ＮＡ０．４５であり、使用波長がそれぞれλ１＝３９５〜４１５ｎｍ，λ２＝６５０〜６７０ｎｍ，λ３＝７７０〜８０５ｎｍであり、それぞれがＢＤ系，ＨＤ系，ＤＶＤ系，ＣＤ系の各光記録媒体に対応する。
【００８４】
図１８に示す左側のＢＤ，ＨＤの光学系は、図１と同じ構成であるため右側のＤＶＤ，ＣＤの光学系について説明する。
【００８５】
ＤＶＤ系光記録媒体１０８ｃ、ＣＤ系光記録媒体１０８ｄに対して、光ピックアップは、中心波長が６６０ｎｍの半導体レーザ２０１ａ，中心波長７８５ｎｍの半導体レーザ２０１ｂを１つにパッケージ化された２波長レーザ２００，コリメートレンズ２０２，偏光ビームスプリッタ２０３，プリズム２０４，１／４波長板２０６，対物レンズ２０７，検出レンズ２０９，受光素子２１０より構成される。対物レンズ２０７はＤＶＤ系，ＣＤ系の２つの基板に集光可能な公知の回折レンズであり、ＤＶＤ系に対してＮＡは０．６５、ＣＤ系に対してＮＡは０．５０である。
【００８６】
まず、ＤＶＤ系光記録媒体１０８ｃに対して、中心波長が６６０ｎｍの半導体レーザ２０１ａから出射した光束は、コリメートレンズ２０２，偏光ビームスプリッタ２０３を経て、プリズム２０４より偏向される。そして、１／４波長板２０６，対物レンズ２０７を介して、ＤＶＤ系光記録媒体１０８ｃに集光される。ＤＶＤ系光記録媒体１０８ｃの基板厚は０．６ｍｍであり、対物レンズ２０７のＮＡは０．６５である。開口数（ＮＡ）の切り替えは、対物レンズ２０７により制限される。ＤＶＤ系光記録媒体１０８ｃからの反射光は対物レンズ２０７，１／４波長板２０６を通過した後、偏光ビームスプリッタ２０３により偏向され、検出レンズ２０９を介して受光素子２１０上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。
【００８７】
次に、ＣＤ系光記録媒体１０８ｄに対して、中心波長が７８５ｎｍの半導体レーザ２０１ｂから出射した光束は、コリメートレンズ２０２，偏光ビームスプリッタ２０３を経て、プリズム２０４より偏向される。そして、１／４波長板２０６，対物レンズ２０７を介して、ＣＤ系光記録媒体１０８ｄに集光される。ＣＤ系光記録媒体１０８ｄの基板厚は１．２ｍｍであり、対物レンズ２０７のＮＡは０．５０である。開口数（ＮＡ）の切り替えは、対物レンズ２０７により制限される。ＣＤ系光記録媒体１０８ｄからの反射光は対物レンズ２０７，１／４波長板２０６を通過した後、偏光ビームスプリッタ２０３により偏向され、検出レンズ２０９を介して受光素子２１０上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。
【００８８】
光記録媒体の透明基板厚、記録密度が異なるＢＤ系，ＨＤ系，ＤＶＤ系，ＣＤ系光記録媒体に記録、再生を良好に行うことができる互換性を有する光ピックアップが構成できる。
【００８９】
また、本実施形態２の変形例として、前述した図１８に示した４種類の光記録媒体に対応する光ピックアップの構成に限定されるものでなく、図１９のような構成であってもよい。図１９の構成ではプリズム１０４の代わりに波長選択ビームスプリッタ２１１を配置し、ＢＤ，ＨＤの光学系のコリメートレンズ１０２と偏光ビームスプリッタ１０３の間に波長選択ビームスプリッタ２１２を介してＤＶＤ，ＣＤの光学系の光路を設ける構成とした。
【００９０】
波長選択ビームスプリッタ２１１は波長４０５ｎｍの光束は反射し、波長６６０ｎｍ，波長７８５ｎｍの光束は透過する多層膜プリズムであり、波長選択ビームスプリッタ２１２は波長４０５ｎｍの光束は透過し、波長６６０ｎｍ，波長７８５ｎｍの光は反射する多層膜プリズムである。このような多層膜プリズムを用いることによりＢＤ，ＨＤの光学系とＤＶＤ，ＣＤの光学系の光路を共有することが可能となり、結果、光学系の小型化が可能となる。
【００９１】
（実施形態３）
図２０は本発明の実施形態３における光情報処理装置の概略構成を示すブロック図である。実施形態１，２の光記録媒体に対して、情報信号の記録および再生を行う装置であり、前述した光ピックアップに相当する９１を備えて構成されている。そして光記録媒体１０８を回転操作するスピンドルモータ９８と、情報信号の記録，再生を行うに当たって使用される光ピックアップ９１と、光ピックアップ９１を光記録媒体１０８の内外周に移動操作するための送りモータ９２と、所定の変調および復調処理を行う変復調回路９４と、光ピックアップ９１のサーボ制御などを行うサーボ制御回路９３と、光情報処理装置の全体の制御を行うシステムコントローラ９６とを備えている。
【００９２】
以下に、本実施形態３の光情報処理装置の動作について説明する。スピンドルモータ９８は、サーボ制御回路９３により駆動制御され、所定の回転数で回転駆動される。すなわち、記録，再生の対象となる光記録媒体１０８は、スピンドルモータ９８の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路９３により駆動制御されるスピンドルモータ９８によって、所定の回転数で回転操作される。
【００９３】
光ピックアップ９１は、光記録媒体１０８に対する情報信号の記録および再生を行うとき、前述したように、回転駆動される光記録媒体１０８に対してレーザ光を照射し、その戻り光を検出する。この光ピックアップ９１は、変復調回路９４に接続されている。そして、情報信号の記録を行う際には、外部回路９５から入力され変復調回路９４によって所定の変調処理が施された信号が光ピックアップ９１に供給される。光ピックアップ９１は、変復調回路９４から供給される信号に基づいて、光記録媒体１０８に対して、光強度変調が施されたレーザ光を照射する。また、情報信号の再生を行う際には、光ピックアップ９１は、回転駆動される光記録媒体１０８に対して、一定の出力のレーザ光を照射し、その戻り光から再生信号が生成され、この再生信号が変復調回路９４に供給される。
【００９４】
また、この光ピックアップ９１は、サーボ制御回路９３にも接続されている。そして、情報信号の記録再生時に、回転駆動される光記録媒体１０８によって反射されて戻ってきた戻り光から、前述したように、フォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号が生成され、それらのサーボ信号がサーボ制御回路９３に供給される。
【００９５】
変復調回路９４は、システムコントローラ９６および外部回路９５に接続されている。この変復調回路９４は、情報信号を光記録媒体１０８に記録するときには、システムコントローラ９６による制御のもとで、光記録媒体１０８に記録する信号を外部回路９５から受け取り、この信号に対して所定の変調処理を施す。変復調回路９４によって変調された信号は、光ピックアップ１０８に供給される。また、この変復調回路９４は、情報信号を光記録媒体１０８から再生するときには、システムコントローラ９６による制御のもとで、光記録媒体１０８から再生された再生信号を光ピックアップ９１から受け取り、この再生信号に対して所定の復調処理を施す。そして、変復調回路９４によって復調された信号は、変復調回路９４から外部回路９５へ出力される。
【００９６】
送りモータ９２は、情報信号の記録および再生を行うとき、光ピックアップ９１を光記録媒体１０８の径方向で所定の位置に移動させるためのものであり、サーボ制御回路９３からの制御信号に基づいて駆動される。すなわち、この送りモータ９２は、サーボ制御回路９３に接続されており、サーボ制御回路９３により制御される。
【００９７】
サーボ制御回路９３は、システムコントローラ９６による制御のもとで、光ピックアップ９１が光記録媒体１０８に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ９２を制御する。また、サーボ制御回路９３は、スピンドルモータ９８にも接続されており、システムコントローラ９６による制御のもとで、スピンドルモータ９８の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路９３は、光記録媒体１０８に対する情報信号の記録および再生時に、光記録媒体１０８が所定の回転数で回転駆動されるように、スピンドルモータ９８を制御する。
【００９８】
光情報処理装置に本発明の光ピックアップを具備していれば、異なる基板厚さを有する光記録媒体の記録面に、良好なスポットを形成するとともに、光記録媒体からの反射光の回折光を抑制し受光素子で受光する信号光を向上させ、安定した信号検出ができ、情報の記録、再生品質の精度を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明に係る光ピックアップおよび光情報処理装置は、単一の対物レンズで、異なる基板厚さを有する２種類の光記録媒体の記録面に、良好なスポットを形成するとともに、光記録媒体からの反射光の回折光を抑制し受光素子で受光する信号光を向上させ、安定した信号検出ができ、透明基板厚が異なることで、記録密度が異なる２種類以上の光記録媒体に記録、再生を良好に行うものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態１における光ピックアップの全体構成を示す概略図
【図２】対物レンズの具体的な構成例を示す図
【図３】基板厚さの異なる系光記録媒体に発生する波面収差を示す図
【図４】対物レンズの基板厚みと発散度の関係を示したグラフ
【図５】収差補正素子の回折面を示す図
【図６】収差補正素子の（ａ）は光線図、（ｂ）は集光点での様子を示す図
【図７】収差補正素子を示す図５のＡ−Ａ’線の断面図
【図８】収差補正素子の回折格子とサブ波長構造の構成を示す図
【図９】サブ波長構造である微細凹凸の構造を示す断面図
【図１０】屈折率ｎの媒質にサブ波長構造を形成したときの有効屈折率を示す図
【図１１】０次透過率および１，２次回折効率の溝深さ依存性を示す図
【図１２】サブ波長構造のピッチと透過率の関係の（ａ）ＴＥ方向、（ｂ）ＴＭ方向を示す図
【図１３】微細凹凸構造へ入射光と偏光成分：ＴＥと偏光成分：ＴＭを示す図
【図１４】金型作製工程（ａ）〜（ｅ）を示す工程断面図
【図１５】樹脂に回折構造を転写する工程（ａ）〜（ｃ）を示す工程断面図
【図１６】回折構造（回折格子、サブ波長構造）上に、多層膜を形成した１／４波長板を示す斜視図
【図１７】収差補正素子、１／４波長板の機能を対物レンズに備えた（ａ）は上面、（ｂ）は断面、（ｃ）は下面を示す図
【図１８】本発明の実施形態２における光ピックアップの全体構成を示す概略図
【図１９】本実施形態２における変形例の光ピックアップの全体構成を示す概略図
【図２０】本発明の実施形態３における光情報処理装置の概略構成を示す図
【符号の説明】
【０１０１】
４０  金型
４５  基板
４６  樹脂
９１  光ピックアップ
９２  送りモータ
９３  サーボ制御回路
９４  変復調回路
９５  外部回路
９６  システムコントローラ
９８  スピンドルモータ
１０１，２０１ａ，２０１ｂ  半導体レーザ
１０２，２０２  コリメートレンズ
１０３，２０３  偏光ビームスプリッタ
１０４，２０４  プリズム
１０５  収差補正素子
１０６，２０６  １／４波長板
１０７，２０７  対物レンズ
１０８  光記録媒体
１０８ａ  ＢＤ系光記録媒体
１０８ｂ  ＨＤ系光記録媒体
１０８ｃ  ＤＶＤ系光記録媒体
１０８ｄ  ＣＤ系光記録媒体
１０９，２０９  検出レンズ
１１０，２１０  受光素子
２００  ２波長レーザ
２１１，２１２  波長選択ビームスプリッタ
【図１】
2008276823.tif 000009
【図２】
2008276823.tif 000010
【図３】
2008276823.tif 000011
【図４】
2008276823.tif 000012
【図５】
2008276823.tif 000013
【図６】
2008276823.tif 000014
【図７】
2008276823.tif 000015
【図８】
2008276823.tif 000016
【図９】
2008276823.tif 000017
【図１０】
2008276823.tif 000018
【図１１】
2008276823.tif 000019
【図１２】
2008276823.tif 000020
【図１３】
2008276823.tif 000021
【図１４】
2008276823.tif 000022
【図１５】
2008276823.tif 000023
【図１６】
2008276823.tif 000024
【図１７】
2008276823.tif 000025
【図１８】
2008276823.tif 000026
【図１９】
2008276823.tif 000027
【図２０】
2008276823.tif 000028