(57)【要約】【課題】ＤＶＤとＣＤの光ディスクを１つの装置で再生する場合、ＤＶＤ用の光とＣＤ用の光の２波長を出射する光源を用い、２つの光束を共通の光路で用いることが行われる。トラック調整のため、それぞれの光束は回折光を利用して３ビームで用いるが、異なる波長の光を同一の回折格子に通すと、一方の波長に所望の回折を生じさせた場合、他方の波長にも都合の良い回折が生じるとは限らないので、この問題を解決する。【解決手段】回折素子は、波長より広いピッチの回折格子に、波長より短いピッチのサブ波長構造１３が重畳された構成とすることにより、構造性複屈折が生ずる。この構造性複屈折を利用することで、１枚の回折部材の両面に、対応する波長が異なる回折素子を設け、それぞれの光の偏光方向を直交させることによって、互いに一方の波長に対しては回折を生じさせ、他方の波長には回折を生じさせないようにすることができる。【選択図】図３
2008257771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１を出射する出射手段１と、波長λ２を出射する出射手段２と、出射手段１からの出射光と、出射手段２からの出射光を光記録媒体上に集光させるための光学系と、前記光記録媒体上からの反射光を受光する受光手段と、出射手段１および出射手段２と前記光学系との間に設けられ、波長λ２の光を回折せず、波長λ１の光を回折する第１の回折格子を有する第１の回折素子を備えた光ピックアップにおいて、第１の回折素子は、屈折率ｎの基板上に、光の波長よりも大きいピッチを有する表面凹凸型の周期状の回折格子を有し、該回折格子の凸部は、光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第１のサブ波長構造が重畳された回折格子であって、波長λ２の光の偏光方向に対する第１のサブ波長構造の有効屈折率と、回折格子の凸部の厚さ：ｄ１との積が波長λ２の概ね整数倍であり、波長λ１の光の偏光方向は、第１のサブ波長構造の溝方向と溝垂直方向との間にあることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップにおいて、該光ピックアップは、第１の回折素子と、波長λ１光を回折せず波長λ２の光を回折する第２の回折素子とを備え、第２の回折素子は、屈折率ｎの基板上に、光の波長よりも大きいピッチを有する表面凹凸型の周期状の第２の回折格子を有し、第２の回折格子の凸部は、光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第２のサブ波長構造が重畳された回折格子であって、波長λ１の光の偏光方向に対する第２のサブ波長構造の有効屈折率と、第２の回折格子の凸部の厚さ：ｄ２との積が波長λ１の概ね整数倍であり、波長λ２の光の偏光方向は、第２のサブ波長構造の溝方向と溝垂直方向との間にあることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
請求項２に記載の光ピックアップにおいて、第１の回折格子と第２の回折格子とが１つの回折素子として一体化されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光ピックアップにおいて、第１の回折格子或いは第２の回折格子の溝方向と、それぞれに対応するサブ波長構造の溝方向が、光軸垂直面内で所定角度を有することを特徴とする光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を回折する回折素子を用いて、光ディスクなどの光記録媒体への記録または光記録媒体からの再生を行う光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤとＣＤの光ディスクを１つの装置で再生できるようにした装置が知られている。この装置の場合、ＤＶＤ用の光と、それとは波長の異なるＣＤ用の光とをそれぞれ出射する光源が必要になる。この装置は、両者の兼用を達成するため、これらの光を、ほぼ同じ位置に設置される光ディスクのほぼ同じ位置に集光する必要がある。
光ディスクの読み取りには、焦点調節や、トラック調整などの各種調整が必要であり、この目的のために、光路中に回折格子を配置している。波長の異なる２つの光束を同じ光路で照射するいわゆるツインビーム方式の光源を用いる場合、回折格子として一般的な周期的な位相段差を有する回折素子を用いて回折させようとすると、その位相段差と入射する光の波長により回折効率が異なるため、どれか１つの波長で最適な回折効率を発生するように位相段差を設定すると、他の波長では必ずしも所望の回折効率を得ることができないという問題がある。例えば、回折素子を、ＤＶＤ用の光に対して回折せず、ＣＤ用の光に対して所望の回折効率で回折するように設定した場合に、設計によりＣＤ用の光に対しては回折効率が低すぎたり高すぎたりして実用上の困難が伴うことがある。
【０００３】
等方性媒質と異方性媒質の２種類を用い、異方性媒質として、高分子液晶や複屈折を有する有機膜を用いることによって、上記問題を解決する提案がある（例えば、特許文献１  参照。）。しかし、この提案によれば、材質として２種類用いなければならず、有機膜を用いるため、高パワーの光や、短波長の光が入射させて使用するとき、透過率が低下するという耐光性の問題が生ずる。また異方性媒質として、水晶などの結晶を用いた場合、通常のガラスに比べ高コストであり、更に、回折構造の両面を保持するためのガラス基板を必要とするなどの問題点が残る。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４１８４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガラスや樹脂などの、容易に、しかも安価に入手できる１種類の材質のみで上記の機能を発揮させ、高パワーの光や短波長の光に強く、透過率が低下するなどの問題が生じにくい回折格子を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、波長λ１を出射する出射手段１と、波長λ２を出射する出射手段２と、出射手段１からの出射光と、出射手段２からの出射光を光記録媒体上に集光させるための光学系と、前記光記録媒体上からの反射光を受光する受光手段と、出射手段１および出射手段２と前記光学系との間に設けられ、波長λ２の光を回折せず、波長λ１の光を回折する第１の回折格子を有する第１の回折素子を備えた光ピックアップにおいて、第１の回折素子は、屈折率ｎの基板上に、光の波長よりも大きいピッチを有する表面凹凸型の周期状の回折格子を有し、該回折格子の凸部は、光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第１のサブ波長構造が重畳された回折格子であって、波長λ２の光の偏光方向に対する第１のサブ波長構造の有効屈折率と、回折格子の凸部の厚さ：ｄ１との積が波長λ２の概ね整数倍であり、波長λ１の光の偏光方向は、第１のサブ波長構造の溝方向と溝垂直方向との間にあることを特徴とすることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光ピックアップにおいて、該光ピックアップは、第１の回折素子と、波長λ１光を回折せず波長λ２の光を回折する第２の回折素子とを備え、第２の回折素子は、屈折率ｎの基板上に、光の波長よりも大きいピッチを有する表面凹凸型の周期状の第２の回折格子を有し、第２の回折格子の凸部は、光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第２のサブ波長構造が重畳された回折格子であって、波長λ１の光の偏光方向に対する第２のサブ波長構造の有効屈折率と、第２の回折格子の凸部の厚さ：ｄ２との積が波長λ１の概ね整数倍であり、波長λ２の光の偏光方向は、第２のサブ波長構造の溝方向と溝垂直方向との間にあることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の光ピックアップにおいて、第１の回折格子と第２の回折格子とが１つの回折素子として一体化されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光ピックアップにおいて、第１の回折格子或いは第２の回折格子の溝方向と、それぞれに対応するサブ波長構造の溝方向が、光軸垂直面内で所定角度を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複屈折性結晶を必要とせず、上記回折特性を１種類の材質へのダイレクト加工で発現でき、フォトリソグラフィの手法で簡単に多数個同時に製作でき、しかも回折格子を保持するガラス基板の貼り合せ工程を必要としない。
これらにより、異なる波長の複数の光源を用いる場合でも、各波長の光線に対して適切な回折効率を確保することが可能な光ピックアップ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】
【００１１】
図１は本発明の光ピックアップの光学系の１例を示す概略構成図である。
同図において符号１は光ピックアップ、２は回折素子、３はビームスプリッタ、４はコリメートレンズ、５は対物レンズ、６は光記録媒体、７は光軸調整素子、８は共通受光素子、１０は２波長光源、１１は第１のレーザダイオード、１２は第２のレーザダイオード、２０は透明な基板、２１は第１の回折格子面、２２は第２の回折格子面、Ｌはレーザ光、Ｌｒは戻り光をそれぞれ示す。
【００１２】
本例の光ピックアップ１は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなど、基板厚さや記録密度が異なる複数種類の光記録媒体６に対して情報の再生等を行うものであり、波長が７８５ｎｍ帯域の第１のレーザ光Ｌ１を出射する第１のレーザダイオード１１と、波長が６６０ｎｍ帯域の第２のレーザ光Ｌ２を出射する第２のレーザダイオード１２とが共通パッケージに収納された２波長光源１０と、共通の光学系Ｌｏを備えている。
２波長光源１０としては、同一半導体基板上に２波長光源が形成されたモノリッシックタイプ、または、個別チップを組み込んだハイブリットタイプを採用することができる。
【００１３】
共通光学系Ｌｏには、２波長光源１０から出射された第１のレーザ光Ｌ１（例えばＣＤ―Ｒ用）および第２のレーザ光Ｌ２（例えばＤＶＤ用）を回折してそれぞれ３ビームを生成する回折素子２と、出射レーザ光Ｌ１、Ｌ２とこれらの戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ２とを分離する平板状のビームスプリッタ３と、このビームスプリッタ３によって導かれたレーザ光Ｌ１、Ｌ２を平行光化するコリメートレンズ４と、コリメートレンズ４から出射されたレーザ光Ｌ１、Ｌ２を光記録媒体６の記録面６ａに収束させる対物レンズ５とが配置されている。
【００１４】
また、共通光学系Ｌｏには、光記録媒体６の記録面６ａで反射された後に、ビームスプリッタ３を通過した第１のレーザ光Ｌ１および第２のレーザ光の戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ２の光軸のずれを補正する光軸調整素子７と、戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ２を受光するための共通受光素子８が配置されている。この共通受光素子８は、戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ２の３ビームに対してメインビーム用のメイン受光部と２つのサブビーム用のサブ受光部からなる分割型受光面を備えた差動プッシュプル式のものである（図５参照）。
【００１５】
この構成の光ピックアップ１において、光記録媒体６としてＣＤ−Ｒから情報を再生等するときは、第１のレーザ光源１１から、波長が７８５ｎｍの第１のレーザ光Ｌ１を出射する。この第１のレーザ光Ｌ１は、回折素子２を介して共通光学系Ｌｏに導かれ、対物レンズ５によって、ＣＤ−Ｒの記録面に光スポットとして収束し、ＣＤ−Ｒの記録面で反射した第１のレーザ光Ｌ１の戻り光Ｌｒ１が、ビームスプリッタ３を介して共通受光素子８に集光し、共通受光素子８で検出された信号によりＣＤ−Ｒの情報再生が行われる。
【００１６】
これに対して、光記録媒体６としてＤＶＤに情報を再生等するときは、第２のレーザ光源１２から、波長が６６０ｎｍの第２のレーザ光Ｌ２を出射する。この第２のレーザ光Ｌ２も、回折素子２を介して共通光学系Ｌｏに導かれ、対物レンズ５によって、ＤＶＤの記録面に光スポットとして収束し、ＤＶＤの記録面で反射した第２のレーザ光Ｌ２の戻り光Ｌｒ２は、ビームスプリッタ３を介して共通受光素子８に集光する。共通受光素子８で検出された信号によりＤＶＤの情報再生等が行われる。
【００１７】
図２は回折素子のマクロ構造を示す図である。同図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、回折素子２の左側面図、断面図、および右側面図である。
同図においてｄは溝深さ、θは表と裏の格子方向のなす相対角度をそれぞれ示している。
これらの図に示すように、回折素子２は、使用波長に対して透明な基板２０と、この基板２０の一方の面に形成した第１の回折格子として機能する第１の回折格子面２１と、他方の面に形成した第２の回折格子として機能する第２の回折格子面２２とを備えている。
第１の回折格子面２１は、長波長側の７８５ｎｍのレーザ光を回折し、短波長側の６６０ｎｍのレーザ光を回折せずにそのまま透過させる格子面である。第２の回折格子面２２は、逆に、長波長側の７８５ｎｍのレーザ光を回折せずにそのまま透過させ、短波長側の６６０ｎｍのレーザ光を回折する格子面である。同図では、この構成の回折素子２は、第１の回折格子面２１が２波長光源１０の側に向く状態で、各レーザ光Ｌ１、Ｌ２の共通光学経路上に配置された状態で説明している。
また、第１の回折格子面２１に形成されている周期格子２１ａの方向と、第１の回折格子面２２に形成されている周期格子２２ａの方向とは、予め定めた所定の角度θをなしている。
【００１８】
図３は本発明の第１の実施形態を説明するための模式図である。同図（ａ）は回折素子の片面の拡大図、同図（ｂ）は各部の名称を説明するための図である。
同図において符号１３はサブ波長構造、ａは凸部（ランド部という）の幅、ｂは２つのランド部の間の隙間（溝という）の幅、ｄは溝の深さ、Ｐは繰り返しピッチをそれぞれ示す。なお、ピッチＰはａ＋ｂに等しい。また、ａ／Ｐをフィリングファクタと呼んでおり後述の屈折率の演算などに用いる。
本発明の回折素子は後述するとおり、波長より広いピッチの回折格子に、波長より短いピッチのサブ波長構造が重畳されたものとなっている。同図では片面しか示していないが、図２で示したように格子面は素子の両面に形成されている。回折素子２は、３ビーム法（３スポット法）によりトラッキングエラー検出を行なうために、２波長光源１０から出射された長波長７８５ｎｍの第１のレーザ光Ｌ１、および短波長６６０ｎｍの第２のレーザ光Ｌ２の双方を回折してそれぞれ３ビームを生成するためのものである。
【００１９】
各回折格子面に形成されている周期格子２１ａ、２２ａのランド部（凸部）には、図３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１３が構成されている。ここで、構造性複屈折とは、屈折率の異なる２種類の媒質を光の波長よりも短い周期でストライプ状に配置したとき、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）とで屈折率が異なり、複屈折作用が生じることをいう。
回折素子２は、本実施形態では、面方向のサイズが数ｍｍ角程度の大きさを有し、回折格子の各格子周期は波長よりも十分に長い周期、２０μｍ〜１００μｍに対し、各格子のサブ波長構造は、波長よりも短い周期、例えば、４００ｎｍ以下の周期で微細構造である。なお回折格子の格子方向とサブ波長構造の格子方向は本実施例では平行であるが、実施例２に示すように平行からずらしてもよい。
【００２０】
図４は異なる種類の光記録媒体を再生するためのレーザ光のスポット位置を示す説明図である。
第１の回折格子面２１の周期格子２１ａの方向に対する第２の回折格子面２２の周期格子２２ａの方向は、前述のように光軸周りに角度θ傾いている。この結果、第１の回折格子面２１による長波長側のレーザ光Ｌ１の回折方向に対して、第２の回折格子面２２による短波長側のレーザ光Ｌ２の回折方向は、角度θだけ傾いた方向になる。
この角度θは、異なる種類の光記録媒体におけるビームのスポット位置に合わせて設定される。同図を参照して角度θの設定方法を説明する。
光記録媒体６を再生するのに必要な記録面６ａにおける長波長のレーザ光Ｌ１の３ビームのスポット位置が、メインスポットＬ１Ｍと、メインスポットＬ１Ｍにおける右上および左下に第１のサブスポットＬ１Ａおよび第２のサブスポットＬ１Ｂとすると、短波長側のレーザ光Ｌ２の３ビームのスポット位置は、メインスポットＬ２Ｍと、メインスポットＬ２Ｍにおける右上および左下に第１のサブスポットＬ２Ａおよび第２のサブスポットＬ２Ｂとすることができる。
【００２１】
長波長のレーザ光Ｌ１と短波長側のレーザ光Ｌ２は、それぞれのメインスポットＬ１Ｍ、Ｌ２Ｍの中心を合わせると、トラックピッチの違いにより対応するサブスポットは同じ位置にならず、第１のレーザ光Ｌ１のサブスポットＬ１Ａ、Ｌ１Ｂに対して、第２のレーザ光Ｌ２のサブスポットＬ２Ａ、Ｌ２Ｂはずれており、これを光軸周りの角度で表すとθ傾いた位置となっている。
この角度θに合わせて、回折素子２における第１の回折格子面２１の周期格子２１ａの方向と、第２の回折格子面２２の周期格子２２ａの方向との相対角度を光軸周りに角度θ傾けて設定しているので、回折素子２を透過した各レーザ光Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ光記録媒体６の適切な位置に光スポットを形成することができる。この結果、回折素子２の第１あるいは第２の回折格子面２１、２２いずれかの回転調整を行なうのみで、双方の回折格子面２１、２２の調整を同時に行なうことができる。
【００２２】
図５は異なる種類の光記録媒体からの戻り光を受光する共通受光素子８を示す説明図である。
同図において符号８１は４分割型のメイン受光部、８２、８３は２分割型のサブ受光部をそれぞれ示す。
上記と同様に、共通受光素子８の受光面に形成される３ビームのスポット形成位置の調整を行なうことができる。同図に示すように、差動プッシュプル式の共通受光素子８は、戻り光の３ビームのメインビームを受光する４分割型のメイン受光部８１と、２つのサブビームを受光する２分割型のサブ受光部８２、８３を備えている。メイン受光部８１には、第１の戻り光Ｌｒ１および第２の戻り光Ｌｒ２における第１および第２のメイン戻りスポットＲ１ＭおよびＲ２Ｍが集光し、サブ受光部８２、８３には、それぞれ第１のサブ戻りスポットＲ１Ａ、Ｒ１Ｂおよび第２のサブ戻りスポットＲ２Ａ、Ｒ２Ｂが集光する。
【００２３】
第１および第２の戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ２は、レーザ光のメイン戻りスポットＲ１Ｍ、Ｒ２Ｍの中心を合わせると、光記録媒体６のトラックピッチの違いにより、第１のレーザ光Ｌｒ１のサブ戻りスポットＲ１Ａ、Ｒ１Ｂに対して、第２のレーザ光のサブスポットＲ２Ａ、Ｒ２Ｂは、光軸周りに角度θ傾いた位置で共通受光素子８に受光する。この角度θは、回折素子２の第１の回折格子面２１の格子方向と第２の回折格子面２２の格子方向の角度と同一である。従って、回折素子２により、戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ２を共通受光素子８に集光させることができる。
【００２４】
図６は本発明に用いる回折格子の回折角を説明するための図である。
同図において符号αは第１の回折格子面によるレーザ光の回折角、βは第２の回折格子面によるレーザ光の回折角をそれぞれ示す。
同図に示すように、回折格子２は、２波長光源１０から出射されたレーザ光Ｌ１、Ｌ２のうち、長波長側のレーザ光Ｌ１を回折角度αで回折し、短波長側のレーザ光Ｌ２を回折角度βで回折する。
これらの回折角度α、βは、第１の回折格子面２１の格子ピッチをＰ１とし、第２の回折格子面２２の格子ピッチをＰ２とすると、下式を満足する値として求められる。
ｓｉｎ（α）＝λ１／Ｐ１
ｓｉｎ（β）＝λ２／Ｐ２
光記録媒体６の所定の位置にサブビームが配されるように、各格子のＰ１，Ｐ２を選択すればよい。
【００２５】
一般に、光ピックアップ１に用いる回折素子２では、０次透過効率と１次回折効率の比（±１次回折光効率／０次光透過率）が０．０５〜０．３０程度の範囲の値をとるようになっている。
ここでＣＤとＤＶＤに用いる回折素子２の回折効率が各光で大きく異なると、共通受光素子８のゲイン調整が難しいこと、サブビームの光量が少なすぎてノイズが多くなり記録・再生特性が劣化することなどが起こる。
また、サブビーム強度が高すぎると、メインビーム強度が低下して記録するためのパワーが低下してしまうため、より高出力の半導体レーザが必要となる。またサブビームでディスクに記録してしまうことも生じ、記録特性が劣化することにもなる。
【００２６】
使用波長よりも短い周期をもつ凹凸構造は回折光を生じず、複屈折特性を示すことが知られており、構造複屈折とも呼ばれる。本発明ではこのような特性を有する周期構造をサブ波長構造と呼んでいる。このサブ波長構造の周期よりも２倍以上の波長をもつレーザ光が垂直入射したと仮定する。このときの入射光の偏光方向がサブ波長構造の溝に平行であるか垂直であるかによってサブ波長構造の屈折率ｎは各々次式で与えられる。入射光の偏光方向がサブ波長構造の溝に平行である場合をｎ〔平行〕、垂直である場合をｎ〔垂直〕と表す。式（１）の左辺の符号はｎ〔平行〕を表し、式（２）の左辺の符号はｎ〔垂直〕を表す。また、式中の符号ｔは前述のフィリングファクタ（ａ／Ｐ）を表す。
【００２７】
【数１】
2008257771.tif 000003
【００２８】
【数２】
2008257771.tif 000004
【００２９】
図７は凸部と凹部の比であるフィリングファクタに対する偏光方向別の屈折率を示す図である。
同図はそれぞれの屈折率の計算結果の例を示している。実線がｎ〔平行〕（ＴＥ方向の有効屈折率）、破線がｎ〔垂直〕（ＴＭ方向の有効屈折率）を表している。また計算にはｎ＝１．４５６（石英相当）、波長６６０ｎｍを用いた。またこのときの位相差は、式（３）のようになる。
【００３０】
【数３】
2008257771.tif 000005
【００３１】
ここで、λは使用波長、ｄはサブ波長構造の溝深さである。これからフィリングファクタ、および溝深さｄを適当に選択することで位相差を任意に調整可能である。
また、入射光の偏光方向をサブ波長構造の格子方向から格子垂直方向に変化させると式（１）から式（２）の範囲で有効屈折率が変化することとなる。有効屈折率とは、任意の偏光方向の光が該サブ波長構造を通過するときに感じる屈折率と定義する。
【００３２】
ＤＶＤ用光を透過し、ＣＤ用光を回折する第１の回折格子２１を例にとり、説明する。ＤＶＤ用光を透過させるには、光路長ｎ×ｄが波長λの整数倍であることが必要である。本例の場合でいえば、サブ波長構造の格子方向の屈折率：ｎ〔平行〕および厚さｄ１の積
ｎ〔平行〕×ｄ１
が、概ね波長λ２（ＤＶＤ用光の波長：６６０ｎｍ）の整数倍であることが好ましい。ここで概ね整数倍とは、その整数から±０．０５のずれの範囲内であることをいう。
【００３３】
図８はサブ波長構造を有する回折格子に波長の異なる光を入射させた場合の０次透過率および１次回折効率を示す図である。
同図は、石英基板にフィリングファクタ０．５、ピッチ０．４μｍのサブ波長構造を形成された回折素子に、波長λ２（＝６６０ｎｍ）、波長λ１（=７８５ｎｍ）、入射偏光方向はともにサブ波長構造の格子方向と等しい光が入射したときの、０次透過率および１次回折効率を示した。
石英基板（波長６６０ｎｍでの屈折率ｎ＝１．４５６）にフィリングファクタ０．５、ピッチ０．４μｍが形成された場合の有効屈折率は、式（１）、式（２）に従い、ｎ〔平行〕＝１．２４９、ｎ〔垂直〕＝１．１６５である。ここでは、格子方向と同一方向の偏光の光を入射させているため、波長６６０ｎｍの光が感じる屈折率はｎ〔平行〕となる。
【００３４】
同図から明らかなように、溝深さ２．６４９μｍのとき、
Δｎ〔平行〕＝（ｎ〔平行〕−１）×ｄ１
は波長６６０ｎｍにほぼ等しくなり、波長λ２の光の回折効率は小さくほとんど透過する。
これに対して波長７８５ｎｍの光は回折する。溝深さ２．６４９μｍでは、波長λ１の回折効率が０．１０程度で、波長λ１の回折比（±１次回折効率／０次透過率）が０．１３の一意に定まってしまい、それ以外の回折比へのコントロールは行えず、使いにくい。
【００３５】
図９はサブ波長構造に対する入射光の偏光面を変化させる場合を説明するための図である。
同図において符号γはサブ波長構造の溝方向と入射光偏光面がなす角度を示す。
本発明の回折素子は、上記の入射偏光方向がサブ波長構造の格子方向となす角度γを調節することによって、所望の回折比を得るものである。角度γは光軸垂直面内で回転させることによる偏光方向の回転、あるいは後述する波長板などの偏光方向調整手段を光源と回折素子の間に設けてやればよい。
【００３６】
図１０は角度γを変えた場合の状況を説明するための図である。同図（ａ）は波長７８５ｎｍの光の入射偏光方向が格子方向となす角度γを変えた場合の透過率のグラフを示す図、同図（ｂ）は回折比を示す図である。
ｎ〔平行〕（λ＝λ１）×ｄ１／λ２＝１
ただし、ｎ〔平行〕（λ＝λ１）は波長λ１のサブ波長構造格子方向の屈折率
の関係が成り立つ場合について示した。ここで、波長λ２の光に対して、１次回折効率がほぼ０であり、０次透過率が高いため、同図には、これらのグラフを省略して表した。このように波長λ２の光はほぼ透過し、波長λ１（７８５ｎｍ）の光に対しては角γを０度から大きくすることにより、１次回折効率を大きくすることができるため、角度γを適切な値に設定することによって所望の回折比を得ることができる。例えば、角度γが３０度付近で、１次回折効率が約０．１８、回折比（±１次回折効率／０次透過率）が０．３となる。このように、入射偏光方向の調整によって、光ピックアップ用の３ビーム回折素子として好ましい回折効率を得ることができる。
【００３７】
同様にＤＶＤ用回折格子面については、
ｎ〔平行〕（λ＝λ２）×ｄ２／λ１＝１
ただし、ｎ〔平行〕（λ＝λ２）は波長λ２のサブ波長構造格子方向の屈折率
λ１はＣＤ用光の波長７８５ｎｍ
となる溝深さを選択し、波長λ２の光の入射偏光方向がサブ波長構造の格子方向となす角度を調節することによって、所望の回折比を得るものである。なお、
１）第一の回折格子面に入射する波長λ１、λ２の光の偏光方向、
２）或いは第一の回折格子面から第二の回折格子面に入射する光の偏光方向、
３）第二の回折格子面から対物レンズへ向かう光の偏光方向
は、偏光状態を変化させる波長板（例えば１／２波長板）により調整してもよい。
１）については、回折素子２と２波長光源１０の間に波長板を設置すればよい。
２）については、波長板の両面を基板２０相当の部材で挟持した構成となる。
３）については、回折素子２とビームスプリッタ３の間に波長板を設置すればよい。
また該波長板はリタデーションが使用波長に応じて異なる波長選択性の波長板でもよい。
このような波長板を挿入することにより調整の自由度が増す。
【００３８】
ここで本実施形態による回折素子の作製手順を説明する。
素子の作製の説明に先立って型の作成方法を説明する。
図１１は石英を基材とした型の作成方法を説明するための図である。
同図（ａ）において、石英材料を基板とし、その表面に電子線描画用のレジストを所定の厚さに塗布し、プリベークする。予め設計されたプログラムにより、回折格子の諸元に対応したピッチ・線幅に描画する。
同図（ｂ）において、レジストに対し、現像およびリンスを行うことにより、レジスト上にサブ波長構造が形成される。溝の底は石英基材が露出している。
同図（ｃ）において、サブ波長構造のレジストパターンをマスクとして石英のドライエッチングを行う。エッチングには、ＲＩＥＮＬＤ、ＴＣＰ等のエッチング装置にて、ＣＦ４、ＣＦ３ガスを用いる。基板にバイアスをかけることで、面に垂直にエッチングを進行させる。
同図（ｄ）において、レジストを剥離する。剥離の方法はドライエッチング装置内で、酸素ガスを導入し、酸素ガスプラズマ中でレジスト除去を行う方法と、基板を装置から取り出してＣＡＲＯＳ洗浄で除去する方法とがある。
完成したものを石英型として用いる。
【００３９】
図１２はシリコンを基材とした型の作成方法を説明するための図である。
同図（ａ）において、シリコン（１１０）を基板とし、その表面に電子線描画用のレジストを所定の厚さに塗布し、プリベークする。予め設計されたプログラムにより、回折格子の諸元に対応したピッチ・線幅に描画する。
同図（ｂ）において、レジストに対し、現像およびリンスを行うことにより、レジスト上にサブ波長構造が形成される。溝の底はシリコン基材が露出している。
同図（ｃ）において、サブ波長構造のレジストパターンをマスクとしてシリコンのアルカリウェットエッチング（ＫＯＨ溶液使用）を行う。シリコン基板は｛１１１｝面の壁として、ピッチを維持したまま深さ方向にエッチングされる。
なお、ボッシュプロセス用いたドライエッチングでも同様の構造を制作できる。
同図（ｄ）において、レジストを剥離する。
完成したものをシリコン型として用いる。
このようにして作られた石英型、あるいはシリコン型を便宜上、金型と呼ぶことがある。
【００４０】
図１３はシリコン膜とモールド型を利用してガラス基板に回折素子を形成する手順を示す図である。
同図（ａ）において、ガラス基板表面にシリコン膜（Ｓｉ膜）を形成する。
形成方法としては、スパッタリング法を次のような条件で用いる。
１．基板温度  ：７０〜１００℃
２．製膜時圧力：７〜８×１０―４Ｔｏｒｒ
３．成膜速度  ：０．５〜１．０Å／ｓｅｃ
４．ＲＦパワー：１００〜２００Ｗ
同図（ｂ）において、Ｓｉ膜上にＵＶ硬化樹脂を塗布し、上からモールドで押圧する。
モールド型としてはシリコン型、石英型ともに使用しうるが、微細構造を形成するナノインプリントにおいては、石英金型の方が光透過性なので適している。
ＵＶ硬化樹脂はグランディックＲＣ８７９０（大日本インキ製）を用いる。
同図（ｃ）において、モールド背面からＵＶ（紫外線）を照射し、樹脂を固める。
モールド型としてシリコン金型を用いる場合は、ＵＶをガラス基板側から与える。
【００４１】
同図（ｄ）において、モールド型を離型する。
ＵＶ硬化樹脂に凸状の微細構造が形成されている。
同図（ｅ）において、ドライエッチングで、Ｓｉが露出するまで樹脂を除去する。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：酸素ガス（Ｏ２）
２．ガス流入量        ：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．４Ｐａ
４．樹脂エッチング速度：３０ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：６０Ｗ
【００４２】
同図（ｆ）において、ガラスが露出するまでＳｉと樹脂をドライエッチングする。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：ＳＦ６、ＣＨＦ３
２．ガス流入量
ＳＦ６  ：２０ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：  ５ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．３Ｐａ
４．樹脂エッチング速度：  ５ｎｍ／ｓｅｃ
Ｓｉエッチング速度：３０ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：５０Ｗ
【００４３】
同図（ｇ）において、ガラス溝が所望の深さになるまでドライエッチングする。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：ＣＨＦ３、Ａｒ
２．ガス流入量
Ａｒ    ：  ５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．３Ｐａ
４．Ｓｉエッチング速度：  ４ｎｍ／ｓｅｃ
ガラスエッチング速度：１２ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：４００Ｗ
【００４４】
同図（ｈ）において、最上部に残ったＳｉ膜を剥離処理により除去する。
シリコンマスクはアルカリ（ＫＯＨ）液でウェット剥離する。
同図（ｉ）の状態になって回折素子完成。ガラス基板自身の片面が回折素子になっている。
【００４５】
図１４はガラス基板にＴａ２Ｏ５を成膜し、Ｔａ２Ｏ５に回折素子を形成する手順を示す図である。
同図（ａ）において、ガラス基板表面にＴａ２Ｏ５膜（５酸化タンタル膜）を形成する。
形成方法としては、スパッタリング法を次のような条件で用いる。
１．基板温度  ：７０〜１００℃
２．製膜時圧力：５〜８×１０―４Ｔｏｒｒ
３．成膜速度  ：０．７〜１．０Å／ｓｅｃ
４．ＲＦパワー：３００〜５００Ｗ
同図（ｂ）において、Ｔａ２Ｏ５膜上にＵＶ硬化樹脂を塗布し、上からモールド型で押圧する。
モールド型としてはシリコン型、石英型ともに使用しうるが、微細構造を形成するナノインプリントにおいては、石英金型の方が光透過性なので適している。
ＵＶ硬化樹脂はグランディックＲＣ８７９０（大日本インキ製）を用いる。
同図（ｃ）において、モールド背面からＵＶ（紫外線）を照射し、樹脂を固める。
モールド型としてシリコン金型を用いる場合は、ＵＶをガラス基板側から与える。
【００４６】
同図（ｄ）において、モールド型を離型する。
ＵＶ硬化樹脂に凸状の微細構造が形成されている。
同図（ｅ）において、Ｔａ２Ｏ５が露出するまで樹脂をドライエッチングする。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：酸素ガス（Ｏ２）
２．ガス流入量        ：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．４Ｐａ
４．樹脂エッチング速度：３０ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：６０Ｗ
【００４７】
同図（ｆ）において、Ｔａ２Ｏ５溝が所望の深さになるまでドライエッチングする。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：ＣＨＦ３、Ａｒ
２．ガス流入量
Ａｒ    ：  ５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．３Ｐａ
４．Ｔａ２Ｏ５エッチング速度：  ８ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：４００Ｗ
最後に、最上部に残った樹脂マスクを酸素ガス（プラズマ）中でドライエッチングによる剥離処理により除去する。
同図（ｇ）の状態になって回折素子完成。ガラス基板上の５酸化タンタルが回折素子を形成している。
【００４８】
図１５は金型を使用しない回折素子の製法を説明するための図である。
同図（ａ）において、ガラス基板表面にシリコン膜（Ｓｉ膜）を形成する。
形成方法としては、スパッタリング法を次のような条件で用いる。
１．基板温度  ：７０〜１００℃
２．製膜時圧力：７〜８×１０―４Ｔｏｒｒ
３．成膜速度  ：０．５〜１．０Å／ｓｅｃ
４．ＲＦパワー：１００〜２００Ｗ
同図（ｂ）において、Ｓｉ膜上に電子線用レジストを塗布する。
同図（ｃ）において、「高精度微細幅露光装置」によって、Ｉ線ステッパを使用する。
露光後、現像工程を経て部分的にレジストを除去し、Ｓｉを露出させる。残っているレジストは、以後のエッチング用マスクパターンとなる。
【００４９】
同図（ｄ）において、ガラスが露出するまでＳｉをドライエッチングする。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：ＳＦ６、ＣＨＦ３
２．ガス流入量
ＳＦ６  ：２０ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：  ５ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．４Ｐａ
４．Ｓｉエッチング速度：３０ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：５０Ｗ
【００５０】
同図（ｅ）において、ガラス溝が所望の深さになるまでドライエッチングする。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：ＣＨＦ３、Ａｒ
２．ガス流入量
Ａｒ    ：  ５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．３Ｐａ
４．ガラスエッチング速度：１２ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：４００Ｗ
【００５１】
同図（ｆ）において、最上部に残ったＳｉ膜を剥離処理により除去する。
シリコンマスクはアルカリ（ＫＯＨ）液でウェット剥離する。
同図（ｇ）の状態になって回折素子完成。ガラス基板自身の片面が回折素子になっている。
【００５２】
図１６は本発明の第２の実施形態を説明するための図である。
同図においてξ１は回折格子の形成方向と、サブ波長構造１３の格子形成方向とのなす角度を示す。
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、ＣＤ用回折格子面或いはＤＶＤ用回折格子面上に重畳形成されたサブ波長構造の格子方向と、回折格子の格子方向が角度ξ１を有している点である
例えば、第１の実施形態のＣＤ用回折格子では、サブ波長構造の格子方向を回折格子の方向と同一にし、所定の回折比を得るようにＣＤ光の入射偏光方向を調整した。これに対し、本実施形態ではＣＤ用光の入射偏光方向を回転させる代わりにサブ波長構造の格子方向を角度ξ１だけ回転させてある。
同様にＤＶＤ用回折格子についても、所定の回折比を得るようにサブ波長構造の格子方向を回折格子から角度ξ２だけ傾けてなる。
以上のように、入射する偏光方向に応じてサブ波長構造の格子方向を角度ξ１あるいはξ２だけ回転させることにより所望の回折比を得られる。
このような構成によれば、第１の実施形態で説明したような波長板を設ける必要はなく、１枚の石英基板の両面に回折格子とサブ波長構造を加工すればよく、低コスト化、薄型化が可能となる。
【００５３】
図１７は第２の実施形態による回折素子の作製手順を説明するための図である。
本実施形態に用いるモールド型は、基本的には図１１に示した方法を用いるが、サブ波長構造用としては、格子方向に対して角度ξ１（もしくはξ２）の方向に斜めに電子線を描画して、斜め構造のサブ波長構造用の型を形成しておく。
同図（ａ）において、ガラス基板表面にＴａ２Ｏ５膜（５酸化タンタル膜）を形成する。
形成方法としては、スパッタリング法を次のような条件で用いる。
１．基板温度  ：７０〜１００℃
２．製膜時圧力：５〜８×１０―４Ｔｏｒｒ
３．成膜速度  ：０．７〜１．０Å／ｓｅｃ
４．ＲＦパワー：３００〜５００Ｗ
５．基板バイアス：１００Ｗ
同図（ｂ）はモールド型を背面から見た図である。
同図（ｃ）において、Ｔａ２Ｏ５膜上にＵＶ硬化樹脂を塗布し、上からモールド型で押圧する。
モールド型としてはここでは石英型を使用する例で説明する。
ＵＶ硬化樹脂はグランディックＲＣ８７９０（大日本インキ製）を用いる。
同図（ｄ）において、モールド背面からＵＶ（紫外線）を照射し、樹脂を固める。
モールド型としてシリコン金型を用いる場合は、ＵＶをガラス基板側から与える。
【００５４】
同図（ｅ）において、モールド型を離型する。
ＵＶ硬化樹脂に凸状の微細構造が形成されている。
同図（ｆ）において、Ｔａ２Ｏ５が露出するまで樹脂をドライエッチングする。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：酸素ガス（Ｏ２）
２．ガス流入量        ：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．４Ｐａ
４．樹脂エッチング速度：３０ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：６０Ｗ
【００５５】
同図（ｇ）において、Ｔａ２Ｏ５溝が所望の深さになるまでドライエッチングする。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：ＣＨＦ３、Ａｒ
２．ガス流入量
Ａｒ    ：  ５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．３Ｐａ
４．Ｔａ２Ｏ５エッチング速度：  ８ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：４００Ｗ
最後に、最上部に残った樹脂マスクを酸素ガス（プラズマ）中でドライエッチングによる剥離処理により除去する。
同図（ｇ）の状態になって回折素子完成。ガラス基板上の５酸化タンタルが回折素子を形成している。
【００５６】
図１８は本実施形態を作製する他の方法の手順を示す図である。
同図はガラス基板に直接回折素子を形成する方法を示している。
同図（ａ）は本手順に用いるモールド型を示す図である。
この手順の場合、電子線描画によってシリコン基板の全面にサブ波長構造を形成しておく。サブ波長構造は基板の１つの辺に対して角度ξ１（またはξ２）だけ傾けて形成する。型の形成工程は図１２に示した工程に準ずる。
同図（ｂ）はガラス基板の全面にサブ波長構造を形成した状態を示す図である。モールド型を用いてこの状態のガラス基板を得る工程は図１３に準ずるので、重複を避けるため中間を省略した。
【００５７】
同図（ｃ）において、ガラス基板のサブ波長構造が形成された面に、レジストコートを塗布し、プリベークを行う。
レジストは、東京応化製のＯＦＰＲレジストを、サブ波長構造のパターンを覆い隠す程度として上面約１μｍ塗布した。ポストベークは１２０℃にて３０分実施した。
同図（ｄ）において、東京応化製の別のＯＦＰＲレジストを、上記レジストの上に重ね塗布した。
同図（ｅ）は予め用意しておいた露光用マスクを示す図である。
同図（ｆ）において、上記マスクで露光した後、現像およびリンスを行って上側のレジストによりエッチング用のパターンを形成する。
【００５８】
同図（ｇ）において、両方のレジストおよびガラスをドライエッチングする。
ドライエッチングは以下の条件で行う。
１．ガス種            ：ＣＨＦ３、Ａｒ
２．ガス流入量
Ａｒ    ：  ５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．３Ｐａ
４．ガラスエッチング速度：１２ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：４００Ｗ
最後に、最上部に残ったレジストマスクをＣＡＲＯＳ洗浄により除去する。
同図（ｇ）の状態になって回折素子完成。ガラス基板自身の片面が回折素子になっている。
【００５９】
図１９は第３の実施形態を説明するための模式図である。
同図は図３に示した回折素子に多層膜を付加した例を示している。図示は省略するが、図１６に示した回折素子に多層膜を付加しても良いことは勿論である。
とくに、特開２００１−５１１２２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合せたプロセスにより、作製できる。
【００６０】
以下に本発明の各種変形例を説明する。
ここまで、本発明の説明には、波長が７８５ｎｍ帯域の第１のレーザ光Ｌ１を出射する第１のレーザダイオード１１と、波長が６６０ｎｍ帯域の第２のレーザ光Ｌ２を出射する第２のレーザダイオード１２とが共通パッケージに収納された２波長光源１０として説明したが、共通パッケージに限定されるものでなく、別々にパッケージされたものであってもよい。この場合、本回折素子と各光源パッケージの間に２つの光路を合成する手段を設けてやればよい。光路を合成する手段としては、ダイクロイックプリズムや偏光ビームスプリッタなどの公知の手段を用いればよい。
特に別々のパッケージにすることで、図９における角度γの調整が容易となる。すなわち、光源パッケージの回転により、偏光方向は回転できる。また一方の光源と光路合成手段の間に波長板を配置することも可能である。
【００６１】
また、これまでの例では、回折素子２は、基板２０の両面に第１および第２の回折格子面２１、２２を形成した構成となっているが、第１の回折格子面２１のみを備えた第１の回折素子と、第２の回折格子面２２のみを備えた第２の回折素子に分離させることもできる。この場合には、調整を容易にするために、双方の回折素子を共通のホルダ等によって支持することにより、光軸回りに一体回転可能にすることが望ましい。また各回折格子面を対向配置させる構成であってもよい。
【００６２】
更に、これまでの説明では、ＤＶＤとＣＤの２波長に対応した光ピックアップで説明してきたが、波長４０５ｎｍ帯の青紫レーザ光を用いたＢｌｕ−ｒａｙやＨＤ  ＤＶＤと、ＤＶＤの２波長に対応した光ピックアップであってもよい。
また、これまでの例では、光源として２つのレーザ光源を備えたものとしているが、本発明は３つ以上のレーザ光源を備えている多光源型の光ピックアップ装置に対しても適用可能である。
【００６３】
また、ＣＤ、ＤＶＤのそれぞれに専用の回折格子を備えた場合の例で説明してきたが、例えば、ＣＤについては３ビーム方式ではなく１ビーム方式を用いる場合には、第２の回折格子（ＤＶＤ回折効率）のみでもよい。
また、回折格子のデューティ（格子の１周期に占める凸部の割合。本発明ではサブ波長構造が形成されている領域：サブ波長領域におけるフィリングファクタに対応する）を変えることでも透過率調整が可能であり、デューティ調整と偏光方向の調整を併用することにより自由度はより広がる。
【００６４】
図２０は回折格子の格子溝を領域毎に変えた例を示す図である。
例えば、特開２００４−１４５９１５に開示されているように、回折格子の格子溝をＡ１、Ａ２、Ａ３のように領域ごとにずらした構成であってもよい。
また各実施形態の説明では、回折格子への入射光は、回折格子へ垂直入射する図で説明してきたが、垂直入射に限定されるものでなく、斜め入射する構成であっても対応可能である。
またサブ波長構造の格子の断面形状は、矩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。
【００６５】
図２１は光情報処理装置の実施例を略示するブロック図である。
以下に構成を説明する。
光学記録媒体１０６に対して、情報信号の記録および再生を行う装置であり、上述した光ピックアップ１に相当する１０１を備えて構成されている。そして光記録媒体１０６を回転操作するスピンドルモータ１０８と、情報信号の記録再生を行うにあたって使用される光ピックアップ１０１と、光ピックアップ１０１を光記録媒体１０６の内外周に移動操作するための送りモータ１０２と、所定の変調及び復調処理を行う変復調回路１０４と、光ピックアップ１０１のサーボ制御などを行うサーボ制御回路１０３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１０７とを備えている。
【００６６】
次にその動作を説明する。
スピンドルモータ１０８は、サーボ制御回路１０３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１０６は、スピンドルモータ１０８の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路１０３により駆動制御されるスピンドルモータ１０８によって、所定の回転数で回転走査される。
【００６７】
光ピックアップ１０１は、光記録媒体に対する情報信号の記録および再生を行うとき、上述したように、回転駆動される光記録媒体１０６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１０１は、変復調回路１０４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１０５から入力され変復調回路１０４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１０１に供給される。光ピックアップ１０１は、変復調回路１０４から供給される信号に基づいて、光記録媒体１０６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１０１は、回転駆動される光記録媒体１０６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、当該再生信号が変復調回路１０４に供給される。
【００６８】
また、この光ピックアップ１０１は、サーボ制御回路１０３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１０６によって反射されて戻ってきた戻り光から、上述したように、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１０３に供給される。
【００６９】
変復調回路１０４は、システムコントローラ１０７及び外部回路１０５に接続されている。この変復調回路１０４は、情報信号を光記録媒体１０６に記録するときには、システムコントローラ１０７による制御のもとで、光記録媒体１０６に記録する信号を外部回路１０５から受け取り、当該信号に対して所定の変調処理を施す。変復調回路１０４によって変調された信号は、光ピックアップ１０１に供給される。また、この変復調回路１０４は、情報信号を光記録媒体１０６から再生するときには、システムコントローラ１０７による制御のもとで、光記録媒体１０６から再生された再生信号を光ピックアップ１０１から受け取り、当該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１０４によって復調された信号は、変復調回路１０４から外部回路１０５へ出力される。
【００７０】
送りモータ１０２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１０１を光記録媒体１０６の径方向の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１０３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１０２は、サーボ制御回路１０３に接続されており、サーボ制御回路１０３により制御される。
【００７１】
サーボ制御回路１０３は、システムコントローラ１０７による制御のもとで、光ピックアップ１０１が光記録媒体１０６に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ１０２を制御する。また、サーボ制御回路１０３は、スピンドルモータ１０８にも接続されており、システムコントローラ１０７による制御のもとで、スピンドルモータ１０８の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路１０３は、光記録媒体１０６に対する情報信号の記録および再生時に、該光記録媒体１０６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１０８を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の光ピックアップの光学系の１例を示す概略構成図である。
【図２】回折素子のマクロ構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を説明するための模式図である。
【図４】異なる種類の光記録媒体を再生するためのレーザ光のスポット位置を示す説明図である。
【図５】異なる種類の光記録媒体からの戻り光を受光する共通受光素子８を示す説明図である。
【図６】本発明に用いる回折格子の回折角を説明するための図である。
【図７】凸部と凹部の比であるフィリングファクタに対する偏光方向別の屈折率を示す図である。
【図８】サブ波長構造を有する回折格子に波長の異なる光を入射させた場合の０次透過率および１次回折効率を示す図である。
【図９】サブ波長構造に対する入射光の偏光面を変化させる場合を説明するための図である。
【図１０】角度γを変えた場合の状況を説明するための図である。
【図１１】石英を基材とした型の作成方法を説明するための図である。
【図１２】シリコンを基材とした型の作成方法を説明するための図である。
【図１３】シリコン膜とモールド型を利用してガラス基板に回折素子を形成する手順を示す図である。
【図１４】ガラス基板にＴａ２Ｏ５を成膜し、Ｔａ２Ｏ５に回折素子を形成する手順を示す図である。
【図１５】金型を使用しない回折素子の製法を説明するための図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態を説明するための図である。
【図１７】第２の実施形態による回折素子の作製手順を説明するための図である。
【図１８】本実施形態を作製する他の方法の手順を示す図である。
【図１９】第３の実施形態を説明するための模式図である。
【図２０】回折格子の格子溝を領域毎に変えた例を示す図である。
【図２１】光情報処理装置の実施例を略示するブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１      光ピックアップ
２      回折素子
６      光記録媒体
１０      ２波長光源
１３      サブ波長構造
２１      第１の回折格子面
２２      第２の回折格子面
【図１】
2008257771.tif 000006
【図２】
2008257771.tif 000007
【図３】
2008257771.tif 000008
【図４】
2008257771.tif 000009
【図５】
2008257771.tif 000010
【図６】
2008257771.tif 000011
【図７】
2008257771.tif 000012
【図８】
2008257771.tif 000013
【図９】
2008257771.tif 000014
【図１０】
2008257771.tif 000015
【図１１】
2008257771.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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