(57)【要約】【課題】光利用効率に優れた小型で安価な偏光光学素子を提供する。【解決手段】その１側の面に第１の凹凸が形成された光学的異方性を有する第１光学部材５０ｂと、第１の凹凸と対向して第２の凹凸が形成され、第１光学部材の光学的異方性と異なる光学的異方性を有する第２光学部材５０ｃとを、第１光学部材の光学的異方性及び前記第２光学部材の光学的異方性とそれぞれ所定の関係にある光学的異方性を有する充填部材５０ｅを介して積層し一体化する。これにより、安価で入手が容易な汎用光学部材を第１光学部材及び第２光学部材として用いることが可能となる。また、第１光学部材の光学的異方性及び第２光学部材の光学的異方性に応じた充填部材を用いることにより、ほぼ設計通りの光利用効率を得ることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置に用いられる偏光光学素子であって、
光学的異方性を有し、その一側の面に第１の凹凸が形成された第１光学部材と；
前記第１の凹凸に対向して第２の凹凸が形成され、前記第１光学部材の光学的異方性とは異なる光学的異方性を有する第２光学部材と；
前記第１光学部材と前記第２光学部材との間に充填され、前記第１光学部材の光学的異方性及び前記第２光学部材の光学的異方性とそれぞれ所定の関係にある光学的異方性を有する充填部材と；を備える偏光光学素子。
【請求項２】
前記第１の凹凸及び前記第２の凹凸は、それぞれのピッチが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の偏光光学素子。
【請求項３】
前記第１の凹凸のピッチは、前記第２の凹凸のピッチよりも大きく、前記第１の凹凸が形成された領域の面積は、前記第２の凹凸が形成された領域の面積よりも広いことを特徴とする請求項２に記載の偏光光学素子。
【請求項４】
前記充填部材の常光屈折率及び異常光屈折率のうち大きいほうの屈折率は、前記第１光学部材及び前記第２光学部材のうち凹凸のピッチが小さいほうの光学部材における常光屈折率及び異常光屈折率のうち小さいほうの屈折率とほぼ等しいことを特徴とする請求項２又は３に記載の偏光光学素子。
【請求項５】
前記充填部材の常光屈折率及び異常光屈折率のうち小さいほうの屈折率は、前記第１光学部材及び前記第２光学部材のうち凹凸のピッチが大きいほうの光学部材における常光屈折率及び異常光屈折率のうち小さいほうの屈折率とほぼ等しいことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項６】
前記充填部材は、液晶であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項７】
前記第１光学部材はグレーティングであり、前記第２光学部材はホログラムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項８】
前記第１光学部材の他側に配置され、前記第１光学部材を保持する第１基板と；
前記第２光学部材の前記第２の凹凸が形成された面とは反対側に配置され、前記第２光学部材を保持する第２基板と；を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項９】
前記第１基板と前記第２基板とは、互いに板厚が異なることを特徴とする請求項８に記載の偏光光学素子。
【請求項１０】
前記第１基板は、前記第１光学部材の常光屈折率及び異常光屈折率のいずれかとほぼ等しい屈折率を有する接着剤を介して前記第１光学部材と貼り合わされていることを特徴とする請求項８又は９に記載の偏光光学素子。
【請求項１１】
前記第２基板は、前記第２光学部材の常光屈折率及び異常光屈折率のいずれかとほぼ等しい屈折率を有する接着剤を介して前記第２光学部材と貼り合わされていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項１２】
前記第１基板と前記第２基板とは互いにほぼ同一の材質であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項１３】
前記第１基板及び前記第２基板の素材は、それぞれ光学ガラス又は透明樹脂であることを特徴とする請求項１２に記載の偏光光学素子。
【請求項１４】
前記第１光学部材及び前記第２光学部材の少なくとも一方は、有機延伸膜から成ることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項１５】
前記第１基板における前記第１光学部材側とは反対側の面に第３の凹凸が形成されていることを特徴とする請求項８〜１４のいずれか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項１６】
前記第２基板における前記第２光学部材側とは反対側の面に第４の凹凸が形成されていることを特徴とする請求項８〜１５のいずれか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項１７】
光ピックアップ装置に用いられる偏光光学素子の製造方法であって、
光学的異方性を有する第１部材の一方の面に第１の凹凸を形成する第１工程と；
前記第１部材の光学的異方性とは異なる光学的異方性を有する第２部材の一方の面に第２の凹凸を形成する第２工程と；
前記第１の凹凸と第２の凹凸とが対向するように、前記第１部材の光学的異方性及び前記第２部材の光学的異方性と所定の関係にある光学的異方性を有する充填部材を介して前記第１部材と前記第２部材とを貼り合わせる第３工程と；を含む偏光光学素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１工程に先立って、
前記第１部材を保持するための第１基板と前記第１部材とを貼り合わせる第４工程と；
前記第２部材を保持するための第２基板と前記第２部材とを貼り合わせる第５工程と；を更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の偏光光学素子の製造方法。
【請求項１９】
前記第３工程に先立って、前記第１基板における前記第１部材側と反対側の面に第３の凹凸を形成する第６工程を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の偏光光学素子の製造方法。
【請求項２０】
前記第３工程に先立って、前記第２基板における前記第２部材側と反対側の面に第４の凹凸を形成する第７工程を更に含むことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の偏光光学素子の製造方法。
【請求項２１】
情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、
光源と；
前記光源から出射される光束を前記記録面に集光する対物レンズと、前記光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置された請求項１〜１４のいずれか一項に記載の偏光光学素子とを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と；
前記受光位置に配置された光検出器と；を備える光ピックアップ装置。
【請求項２２】
複数種類の情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、
前記複数の情報記録媒体に個別に対応して設けられ、波長の異なる光束を択一的に出射する複数の光源と；
前記複数の光源から出射される各光束を前記記録面に集光する対物レンズと、前記複数の光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置された請求項１５又は１６に記載の偏光光学素子とを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と；
前記受光位置に配置された光検出器と；を備える光ピックアップ装置。
【請求項２３】
前記対物レンズと前記偏光光学素子とは一体化されていることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、
請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；
前記光ピックアップ装置からの出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光光学素子、偏光光学素子の製造方法、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、光ピックアップ装置に用いられる偏光光学素子、該偏光光学素子の製造方法、前記偏光光学素子を用いた光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置では、スパイラル状又は同心円状のトラックが形成された光ディスクなどの情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射して情報の記録又は消去を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置は、情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射して光スポットを形成するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として、光ピックアップ装置を備えている。
【０００３】
一般的に光ピックアップ装置は、対物レンズを含み、光源から出射される光束を情報記録媒体の記録面に導くとともに、記録面で反射された光束（戻り光束）を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された受光素子などを備えている。この受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報（サーボ情報）などを含む信号が出力される。
【０００４】
記録面の所定位置にデータを正しく記録したり、記録面の所定位置に記録されているデータを正しく再生するためには、光スポットが記録面の所定位置に正確に形成されなければならない。そのためには、光スポットの形成位置を正確に検出する必要がある。記録面における光スポットの形成位置を検出する方法としては、記録面に形成された１つの光スポットの戻り光束を利用する方法（１ビーム方式）と、記録面に形成された３つの光スポットの各戻り光束を利用する方法（３ビーム方式）とに大別できる。３ビーム方式を用いる場合には、記録面に３つの光スポットを形成するために、光源から出射される光束を３つに分割（３ビーム化）する必要がある。そこで、この場合には、光源から出射される光束を３ビーム化するための光学素子としてグレーティングが一般的に用いられている。
【０００５】
３ビーム方式に対応した光ピックアップ装置として、上記グレーティングと、記録面で反射された戻り光束を往路と復路の共通光路から分岐して前記受光位置に導くためのホログラムとを集積化した光ピックアップ装置が提案されている（非特許文献１参照。）。この光ピックアップ装置では、図２０（Ａ）に示されるように、ガラス基板ＧＰの一方の面上にピッチが１〜２μｍの凹凸がホログラムＨＭ用に形成され、他方の面上にピッチが１０〜２０μｍの凹凸がグレーティングＧＴ用に形成されている。なお、ホログラムＨＭで分岐され受光素子ＰＤの受光面に向かう戻り光束（以下、便宜上「分岐戻り光束」ともいう）がグレーティングＧＴに入射すると、その分岐戻り光束はグレーティングＧＴで回折されるため、受光素子ＰＤでの受光量が減少することとなる。そこで、分岐戻り光束がグレーティングＧＴに入射しないようにするために、ホログラムＨＭとグレーティングＧＴとの間隔Ｌは２ｍｍ程度に設定されている。さらに、図２０（Ｂ）に示されるように、グレーティングＧＴの面積をホログラムＨＭの面積よりも小さくすることで、分岐戻り光束がグレーティングＧＴに入射するのを防止している。これにより、光ピックアップ装置の小型化が図られた。
【０００６】
さらに、入射する光束の偏光状態によってその回折効率が異なる偏光光学素子を用いた光ヘッド装置が考案された（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている光ヘッド装置では、図２１に示されるように、ホログラム用の凹凸が形成された等方性のガラス基板ＧＨと、グレーティング用の凹凸が形成された等方性のガラス基板ＧＧとを、光学的異方性を有する充填材（例えば液晶）ＦＭを介して各凹凸面が対向するように一体化した偏光光学素子が用いられている。ここでは、２つのガラス基板のうち一方は充填材ＦＭの常光屈折率（例えば１．５）とほぼ等しい屈折率を有し、他方は充填材ＦＭの異常光屈折率（例えば１．８）とほぼ等しい屈折率を有している。これにより、光源から出射された光束はホログラムにてほとんどホログラム作用を受けないため、記録面に集光される光束の光量（照射光量）の低下を抑制することが可能となった。また、ホログラムでは、偏光性がないときに比べて多くの戻り光束が分岐されるため、受光素子での受光量が増加し、受光素子の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を高くすることが可能となった。すなわち、光利用効率を向上させることが可能となった。さらに、分岐戻り光束はグレーティングに入射しても、グレーティングではほとんど回折されないため、ホログラムとグレーティングとの間隔を近づけることが可能となった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−６８８２０号公報  （第２−７頁、第１図）
【非特許文献１】
倉田幸夫、他８名、「３ビーム法を用いたＣＤ用ホログラムピックアップ」、シャープ技報、シャープ株式会社、１９８９年９月、通巻第４２号、ｐ．４５−５２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記非特許文献１に記載された光ピックアップ装置では、光源ＬＤから出射された光束もホログラムＨＭでホログラム作用を受けるため、照射光量が低下する。この光ピックアップ装置が再生専用として用いられる場合には、１ｍＷ程度の照射光量があれば良いので問題ないが、記録用として用いられる場合には、１０〜２０ｍＷの照射光量を必要とするため、特に記録速度が大きい場合には対応が困難であるという不都合があった。また、書き換え可能な光ディスクでは反射率が低いため、照射光量が少ないと受光素子で受光される戻り光束の光量が不足し、受光素子の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比が低いという不都合もあった。すなわち、光利用効率が低かった。
【００１０】
また、上記特許文献１に開示されている光ヘッド装置では、偏光光学素子を構成するガラス基板ＧＨ及びガラス基板ＧＧの屈折率がそれぞれ限定されているため、安価な汎用ガラス基板を用いることが困難（特に屈折率１．８の汎用ガラス基板は一般的に入手困難）であり、その結果偏光光学素子が高価になるという不都合があった。また、ガラス基板ＧＨ及びガラス基板ＧＧの材質（特に硬度）がそれぞれ異なるために、例えば偏光光学素子の製造工程において、ガラス基板ＧＨ、液晶ＦＭ及びガラス基板ＧＧを一体化した後に行われる、所定の形状及び寸法の偏光光学素子を切り出す切断作業では、作業の途中で加工工具（例えばダイシングソー）を取り替えたり、あるいは加工条件（例えば送り速度）を変更するなどの必要が生じ、結果的に生産性が低下してコストアップを招くという不都合があった。
【００１１】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、光利用効率に優れた小型で安価な偏光光学素子を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、光利用効率に優れた小型の偏光光学素子を低コストで製造する製造方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第３の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第４の目的は、情報記録媒体への高速度でのアクセスを精度良く安定して行うことができる光ディスク装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光ピックアップ装置に用いられる偏光光学素子であって、光学的異方性を有し、その一側の面に第１の凹凸が形成された第１光学部材と；前記第１の凹凸に対向して第２の凹凸が形成され、前記第１光学部材の光学的異方性とは異なる光学的異方性を有する第２光学部材と；前記第１光学部材と前記第２光学部材との間に充填され、前記第１光学部材の光学的異方性及び前記第２光学部材の光学的異方性とそれぞれ所定の関係にある光学的異方性を有する充填部材と；を備える偏光光学素子である。
【００１６】
これによれば、光学的異方性を有し、その１側の面に第１の凹凸が形成された第１光学部材と、第１の凹凸に対向して第２の凹凸が形成され、第１光学部材の光学的異方性とは異なる光学的異方性を有する第２光学部材とが、第１光学部材の光学的異方性及び第２光学部材の光学的異方性とそれぞれ所定の関係にある光学的異方性を有する充填部材を介して積層され一体化されている。そこで、安価で入手が容易な汎用光学部材を第１光学部材及び第２光学部材として用い、例えば、充填部材の異常光屈折率が第１光学部材の異常光屈折率とほぼ等しく、充填部材の常光屈折率が第２光学部材の常光屈折率とほぼ等しくなるように設定することが可能である。この場合には、第１光学部材に入射した光束における常光成分は回折されるが、異常光成分はそのほとんどが回折されることなくそのまま透過し、第２光学部材に入射した光束における異常光成分は回折されるが、常光成分はそのほとんどが回折されることなくそのまま透過することとなる。従って、ほぼ設計通りの偏光特性を有することができ、光利用効率を低下させることなく、小型化及び低コスト化を促進することが可能となる。
【００１７】
この場合において、請求項２に記載の偏光光学素子の如く、前記第１の凹凸及び前記第２の凹凸は、それぞれのピッチが互いに異なることとすることができる。
【００１８】
この場合において、請求項３に記載の偏光光学素子の如く、前記第１の凹凸のピッチが前記第２の凹凸のピッチよりも大きい場合には、前記第１の凹凸が形成された領域の面積は、前記第２の凹凸が形成された領域の面積よりも広いこととしても良い。
【００１９】
上記請求項２及び３に記載の各偏光光学素子において、請求項４に記載の偏光光学素子の如く、前記充填部材の常光屈折率及び異常光屈折率のうち大きいほうの屈折率は、前記第１光学部材及び前記第２光学部材のうち凹凸のピッチが小さいほうの光学部材における常光屈折率及び異常光屈折率のうち小さいほうの屈折率とほぼ等しいこととすることができる。かかる場合には、例えば充填部材の常光屈折率と第２光学部材の常光屈折率とがほぼ等しいときには、第２光学部材に入射した光束における異常光成分は回折されるが、常光成分は回折されることなくそのほとんどがそのまま透過することとなる。
【００２０】
上記請求項２〜４に記載の各偏光光学素子において、請求項５に記載の偏光光学素子の如く、前記充填部材の常光屈折率及び異常光屈折率のうち小さいほうの屈折率は、前記第１光学部材及び前記第２光学部材のうち凹凸のピッチが大きいほうの光学部材における常光屈折率及び異常光屈折率のうち小さいほうの屈折率とほぼ等しいこととすることができる。かかる場合には、例えば充填部材の異常光屈折率と第１光学部材の異常光屈折率とがほぼ等しいときには、第１光学部材に入射した光束における常光成分は回折されるが、異常光成分は回折されることなくそのほとんどがそのまま透過することとなる。
【００２１】
上記請求項１〜５に記載の各偏光光学素子において、前記充填部材としては、種々の部材が考えられるが、請求項６に記載の偏光光学素子の如く、前記充填部材は液晶であることとしても良い。かかる場合には、汎用品を用いることができるため、充填部材の材料コストを低下させることが可能となる。
【００２２】
上記請求項１〜６に記載の各偏光光学素子において、請求項７に記載の偏光光学素子の如く、前記第１光学部材はグレーティングであり、前記第２光学部材はホログラムであることとすることができる。かかる場合には、例えば偏光光学素子が、光ピックアップ装置における光束の往路と復路の共通光路上に配置されても、グレーティングで３ビーム化された光束はホログラムをそのまま透過することが可能となり、その結果照射光量の低下を抑制することができる。また、この場合に、ホログラムで回折された戻り光束はグレーティングをそのまま透過することが可能となり、その結果受光素子での受光量の低下を抑制することができる。
【００２３】
上記請求項１〜７に記載の各偏光光学素子において、請求項８に記載の偏光光学素子の如く、前記第１光学部材の他側に配置され、前記第１光学部材を保持する第１基板と；前記第２光学部材の前記第２の凹凸が形成された面とは反対側に配置され、前記第２光学部材を保持する第２基板と；を更に備えることとすることができる。かかる場合には、取り扱いが容易となり、例えば油などが付着しても各光学部材に影響を与えることなく溶剤などで簡単に除去することができる。
【００２４】
この場合において、前記第１基板と前記第２基板とは同じ板厚であっても良いが、請求項９に記載の偏光光学素子の如く、前記第１基板と前記第２基板とは、互いに板厚が異なることとしても良い。
【００２５】
上記請求項８及び９に記載の各偏光光学素子において、請求項１０に記載の偏光光学素子の如く、前記第１基板は、前記第１光学部材の常光屈折率及び異常光屈折率のいずれかとほぼ等しい屈折率を有する接着剤を介して前記第１光学部材と貼り合わされていることとすることができる。
【００２６】
上記請求項８〜１０に記載の各偏光光学素子において、請求項１１に記載の偏光光学素子の如く、前記第２基板は、前記第２光学部材の常光屈折率及び異常光屈折率のいずれかとほぼ等しい屈折率を有する接着剤を介して前記第２光学部材と貼り合わされていることとすることができる。
【００２７】
上記請求項８〜１１に記載の各偏光光学素子において、請求項１２に記載の偏光光学素子の如く、前記第１基板と前記第２基板とは互いにほぼ同一の材質であることとすることができる。かかる場合は、第１基板と第２基板とが異なる材質の場合に比べて生産性が向上し、コスト低下を促進することができる。
【００２８】
この場合において、請求項１３に記載の偏光光学素子の如く、前記第１基板及び前記第２基板の素材は、それぞれ光学ガラス又は透明樹脂であることとすることができる。かかる場合には、安価な汎用品を用いることができ、光学部材の材料コストを低下させることが可能となる。
【００２９】
上記請求項１〜１３に記載の各偏光光学素子において、請求項１４に記載の偏光光学素子の如く、前記第１光学部材及び前記第２光学部材の少なくとも一方は、有機延伸膜から成ることとすることができる。かかる場合には、有機延伸膜の透明度が高いため、光利用効率の低下を抑制することができる。また、有機延伸膜は安価であるとともに、微細加工を正確にしかも容易に行うことができるため、歩留まりが向上し、その結果コスト低下を促進することが可能となる。さらに、有機延伸膜はシート状であるために、小型化を促進することが可能となる。
【００３０】
上記請求項８〜１４に記載の各偏光光学素子において、請求項１５に記載の偏光光学素子の如く、前記第１基板における前記第１光学部材側とは反対側の面に第３の凹凸が形成されていることとすることができる。
【００３１】
上記請求項８〜１５に記載の各偏光光学素子において、請求項１６に記載の偏光光学素子の如く、前記第２基板における前記第２光学部材側とは反対側の面に第４の凹凸が形成されていることとすることができる。
【００３２】
請求項１７に記載の発明は、光ピックアップ装置に用いられる偏光光学素子の製造方法であって、光学的異方性を有する第１部材の一方の面に第１の凹凸を形成する第１工程と；前記第１部材の光学的異方性とは異なる光学的異方性を有する第２部材の一方の面に第２の凹凸を形成する第２工程と；前記第１の凹凸と第２の凹凸とが対向するように、前記第１部材の光学的異方性及び前記第２部材の光学的異方性と所定の関係にある光学的異方性を有する充填部材を介して前記第１部材と前記第２部材とを貼り合わせる第３工程と；を含む偏光光学素子の製造方法である。
【００３３】
これによれば、光学的異方性を有する第１部材の一方の面に第１の凹凸が形成され（第１工程）、第１部材の光学的異方性とは異なる光学的異方性を有する第２部材の一方の面に第２の凹凸が形成される（第２工程）。そして、第１の凹凸と第２の凹凸とが対向するように、第１部材の光学的異方性及び第２部材の光学的異方性と所定の関係にある光学的異方性を有する充填部材を介して第１部材と第２部材とが貼り合わされる（第３工程）。すなわち、第１部材及び第２部材にそれぞれ所定の凹凸を予め個別に形成した後、各凹凸が対向するように充填部材を介して第１部材及び第２部材を貼り合わしているため、光利用効率に優れた小型の偏光光学素子を低コストで製造することが可能となる。
【００３４】
この場合において、請求項１８に記載の製造方法の如く、前記第１工程に先立って、前記第１部材を保持するための第１基板と前記第１部材とを貼り合わせる第４工程と；前記第２部材を保持するための第２基板と前記第２部材とを貼り合わせる第５工程と；を更に含むこととすることができる。かかる場合には、例えば第１部材及び第２部材が外力によって容易に変形する部材であっても、それぞれ第１基板及び第２基板によって保持されるため、以降の工程での作業性が低下することを抑制できる。
【００３５】
この場合において、請求項１９に記載の製造方法の如く、前記第３工程に先立って、前記第１基板における前記第１部材側と反対側の面に第３の凹凸を形成する第６工程を更に含むこととすることができる。かかる場合には、２波長光ピックアップ装置に用いられる光利用効率に優れた小型の偏光光学素子を低コストで製造することが可能となる。
【００３６】
上記請求項１８及び１９に記載の製造方法において、請求項２０に記載の製造方法の如く、前記第３工程に先立って、前記第２基板における前記第２部材側と反対側の面に第４の凹凸を形成する第７工程を更に含むこととすることができる。かかる場合には、２波長光ピックアップ装置に用いられる光利用効率に優れた小型の偏光光学素子を低コストで製造することが可能となる。
【００３７】
請求項２１に記載の発明は、情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、光源と；前記光源から出射される光束を前記記録面に集光する対物レンズと、前記光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置された請求項１〜１４のいずれか一項に記載の偏光光学素子とを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と；前記受光位置に配置された光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。
【００３８】
これによれば、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の偏光光学素子を備えていることから、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【００３９】
請求項２２に記載の発明は、複数種類の情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、前記複数の情報記録媒体に個別に対応して設けられ、波長の異なる光束を択一的に出射する複数の光源と；前記複数の光源から出射される各光束を前記記録面に集光する対物レンズと、前記複数の光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置された請求項１５又は１６に記載の偏光光学素子とを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と；前記受光位置に配置された光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。
【００４０】
これによれば、請求項１５又は１６に記載の偏光光学素子を備えていることから、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対して、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【００４１】
上記請求項２１及び２２に記載の各光ピックアップ装置において、請求項２３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記対物レンズと前記偏光光学素子とは一体化されていることとすることができる。かかる場合には、対物レンズのシフトに起因して光検出器の出力信号にオフセット成分が付加されることを防止できる。
【００４２】
請求項２４に記載の発明は、情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；前記光ピックアップ装置からの出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置である。
【００４３】
これによれば、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置からの出力信号に基づいて、ＲＦ信号及びサーボ信号などを精度良く安定して検出することができるため、結果として情報記録媒体への高速度での情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。
【００４５】
この図１に示される光ディスク装置２０は、光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、レーザコントロール回路２４、エンコーダ２５、モータドライバ２７、再生信号処理回路２８、サーボコントローラ３３、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、ＲＯＭ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、本第１の実施形態では、一例としてＤＶＤ系の規格に準拠した情報記録媒体が光ディスク１５に用いられるものとする。
【００４６】
前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置である。なお、この光ピックアップ装置２３の構成等については後に詳述する。
【００４７】
前記再生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３の出力信号に基づいてウォブル信号、ＲＦ信号及びサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）などを検出する。そして、再生信号処理回路２８はウォブル信号からＡＤＩＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｉｎ  Ｐｒｅｇｒｏｏｖｅ）情報及び同期信号などを抽出する。ここで抽出されたＡＤＩＰ情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５に出力される。さらに、再生信号処理回路２８はＲＦ信号に対して、復調処理及び誤り訂正処理などを行なった後、再生データとしてバッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。また、サーボ信号は再生信号処理回路２８からサーボコントローラ３３に出力される。なお、光ディスク１５に対するアクセス中は、ＡＤＩＰ情報及びサーボ信号は、それぞれ所定のタイミング毎に再生信号処理回路２８から出力される。
【００４８】
前記サーボコントローラ３３は、サーボ信号に基づいて光ピックアップ装置２３を制御するための各種制御信号を生成し、モータドライバ２７に出力する。
【００４９】
前記モータドライバ２７は、サーボコントローラ３３からの制御信号及びＣＰＵ４０の指示に基づいて光ピックアップ装置２３及びスピンドルモータ２２に駆動信号を出力する。
【００５０】
前記バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定量になるとＣＰＵ４０に通知する。
【００５１】
前記エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ３４に蓄積されているデータをバッファマネージャ３７を介して取り出し、データの変調及びエラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク１５への書き込み信号を生成するとともに、再生信号処理回路２８からの同期信号に同期して書き込み信号をレーザコントロール回路２４に出力する。
【００５２】
前記レーザコントロール回路２４は、エンコーダ２５からの書き込み信号及びＣＰＵ４０の指示に基づいて光ディスク１５に照射するレーザ光の出力を制御する。
【００５３】
前記インターフェース３８は、ホスト（例えばパソコン）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（ＡＴ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）及びＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの標準インターフェースに準拠している。
【００５４】
前記ＲＯＭ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ３９に格納されているプログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどを一時的に前記ＲＡＭ４１に保存する。
【００５５】
次に、前記光ピックアップ装置２３の構成等について図２（Ａ）に基づいて説明する。この光ピックアップ装置２３は、図２（Ａ）に示されるように、光源ユニット５１、偏光光学素子としての偏光回折素子５０、カップリングレンズ５２、λ／４板５５、光検出器としての受光器５９、対物レンズ６０及び駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ（いずれも図示省略））などを備えている。
【００５６】
上記光源ユニット５１は、波長が６６０ｎｍの光束を出射する光源としての半導体レーザ５１ａを含んで構成されている。なお、ここでは、半導体レーザ５１ａから出射される光束（以下、便宜上「出射光束」ともいう）の最大強度出射方向を＋Ｘ方向（図２（Ａ）における紙面右方向）とする。また、本第１の実施形態では、一例として出射光束はＰ偏光の光束であるものとする。
【００５７】
前記偏光回折素子５０は光源ユニット５１の＋Ｘ側に配置され、出射光束を３ビーム化するとともに、光ディスク１５の記録面からの戻り光束を往路と復路の共通光路上から分岐する。この偏光回折素子５０の構成等については後に詳述する。
【００５８】
前記カップリングレンズ５２は偏光回折素子５０の＋Ｘ側に配置され、偏光回折素子５０にて３ビーム化された各光束をそれぞれ略平行光とする。そして、前記λ／４板５５は、カップリングレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、入射した光束に１／４波長の光学的位相差を付加する。
【００５９】
前記対物レンズ６０はλ／４板５５の＋Ｘ側に配置され、λ／４板５５を透過した光束を集光し、光ディスク１５の記録面に光スポットを形成する。
【００６０】
前記受光器５９は光源ユニット５１の近傍に配置され、偏光回折素子５０で分岐された戻り光束を受光する。この受光器５９は３ビーム法に対応した複数の受光素子を含んで構成されている。
【００６１】
ここで、前記偏光回折素子５０の構成等について図２（Ｂ）を用いて説明する。偏光回折素子５０は、第１基板としての第１ガラス基板５０ａ、第１光学部材としてのグレーティング５０ｂ、充填部材としての充填材５０ｅ、第２光学部材としてのホログラム５０ｃ、第２基板としての第２ガラス基板５０ｄ、及びシール材ＳＥを含んで構成されている。
【００６２】
上記グレーティング５０ｂは、出射光束を０次光及び±１次回折光に分割する。このグレーティング５０ｂの材料には、光学的異方性を有する有機延伸膜（特開２０００−０７５１３０号公報参照）が用いられている。そして、その有機延伸膜（以下、便宜上「第１の有機延伸膜」という）の＋Ｘ側の面には所定の凹凸が形成されている。この凹凸が形成されている面（以下「第１の凹凸形成面」という）の反対側の面（−Ｘ側の面）は、前記第１ガラス基板５０ａと貼り合わされている。すなわち、グレーティング５０ｂは第１ガラス基板５０ａに保持されている。そこで、出射光束は第１ガラス基板５０ａを介してグレーティング５０ｂに入射することとなる。
【００６３】
前記ホログラム５０ｃは、光ディスク１５の記録面からの戻り光束を受光素子５９の受光面方向に分岐する。このホログラム５０ｃの材料には、前記第１の有機延伸膜の光学的異方性と異なる光学的異方性を有する有機延伸膜（以下、便宜上「第２の有機延伸膜」という）が用いられている。そして、上記第１の凹凸形成面に対向する第２の有機延伸膜の面（−Ｘ側の面）には所定の凹凸が形成されている。この凹凸が形成されている面（以下「第２の凹凸形成面」という）の反対側の面（＋Ｘ側の面）は、前記第２ガラス基板５０ｄと貼り合わされている。そこで、戻り光束は第２ガラス基板５０ｄを介してホログラム５０ｃに入射することとなる。
【００６４】
本第１の実施形態では、一例として図３に示されるように、第１の凹凸形成面における凹凸が形成されている領域（以下、便宜上「グレーティング領域」ともいう）ＡＧの面積は、第２の凹凸形成面における凹凸が形成されている領域（以下、便宜上「ホログラム領域」ともいう）ＡＨの面積よりも大きくなるように設定されている。
【００６５】
第１の有機延伸膜及び第２の有機延伸膜は、ポリエステル系、ポリイミド系、ポリエチレン系、ポリカーボネート系、ポリビニルアルコール系、ポリメタクリル酸メチル系、ポリスチレン系、ポリサルフォン系、ポリエーテルサルフォン系、及びポリエチレンテレフタレート系などの有機材料から作られている。
【００６６】
前記充填材５０ｅは光学的異方性を有し、グレーティング５０ｂとホログラム５０ｃとの間に充填されている。そして、ここでは、一例として充填材５０ｅの常光屈折率は１．８、異常光屈折率は１．６に設定されているものとする。この充填材５０ｅは、汎用的に用いられているネマチック液晶やスメクチック液晶等の表示用液晶や、高分子液晶、液晶モノマー、及び液晶組成物などを調整することにより、容易に作成可能である。なお、充填材５０ｅは、前記シール材ＳＥによってグレーティング５０ｂとホログラム５０ｃとの間に保持されている。
【００６７】
ここでは、出射光束がＰ偏光の光束（常光）であり、戻り光束がＳ偏光の光束（異常光）となるために、第１の有機延伸膜は、充填材５０ｅの常光屈折率と異なる常光屈折率を有し、充填材５０ｅの異常光屈折率とほぼ一致する異常光屈折率を有している。本第１の実施形態では、一例として第１の有機延伸膜の常光屈折率は１．７、異常光屈折率は１．６であるものとする。また、第２の有機延伸膜は、充填材５０ｅの常光屈折率とほぼ一致する常光屈折率を有し、充填材５０ｅの異常光屈折率と異なる異常光屈折率を有している。本第１の実施形態では、一例として第２の有機延伸膜の常光屈折率は１．８、異常光屈折率は１．９であるものとする。有機延伸膜に上記各光学的異方性をそれぞれ付与するのは極めて容易である。従って、図４（Ａ）に示されるように、出射光束ＬＢｐはグレーティング５０ｂでは回折されるが、ホログラム５０ｃではそのまま透過することとなる。一方、図４（Ｂ）に示されるように、戻り光束ＬＢｓはホログラム５０ｃでは回折されるが、グレーティング５０ｂではそのまま透過することとなる。
【００６８】
ホログラム５０ｃの回折効率は、充填材５０ｅの異常光屈折率と第２の有機延伸膜の異常光屈折率との差分Δｎと、凹凸の溝深さｄとの積で決定される。そして、その積が波長の１／２と等しくなるときに回折効率が最大となることが知られている。そこで、本第１の実施形態では、差分Δｎが０．３、波長が６６０ｎｍであることから、凹凸の溝深さｄを１．１μｍとした。なお、従来はΔｎが０．１程度であり、凹凸の溝深さは３μｍを超えていた。
【００６９】
前記第１ガラス基板５０ａと前記第２ガラス基板５０ｄとは同じ材質であり、光学ガラスの一種であるＢＳＣ７及び石英ガラスなどの安価なガラスが用いられている。なお、第１ガラス基板５０ａ及び第２ガラス基板５０ｄの代わりに、透明な樹脂製の基板を用いても良い。
【００７０】
ここで、偏光回折素子５０の製造方法の一例について図５〜図７を用いて説明する。なお、実際は複数個の偏光回折素子が同時に製造されるが、図５〜図７には便宜上１個の偏光回折素子に対応する部分のみが示されている。
【００７１】
１．第１ガラス基板５０ａとなるガラス円板Ｇ１と、第１の有機延伸膜となる有機延伸膜Ｍ１とを第１の接着剤ＡＤ１で貼り付ける（図５（Ａ）参照）。なお、ガラス円板Ｇ１及び有機延伸膜Ｍ１は、それぞれ通常のシリコンウェハと同程度の直径（例えば約１０ｃｍ）を有している。また、第１の接着剤ＡＤ１は有機延伸膜Ｍ１の常光屈折率とほぼ同じ屈折率（ここでは約１．７）を有している。
２．スピン塗布装置を用いて有機延伸膜Ｍ１の表面に感光性樹脂（以下、「フォトレジスト」と呼ぶ）Ｒを均一に塗布する（図５（Ｂ）参照）。
３．露光装置を用いて波長が６６０ｎｍの光束に対応したグレーティング用の格子パターンをフォトレジストＲに転写した後、現像装置を用いてフォトレジストＲを現像し、フォトレジストＲによる格子パターンを形成する（図５（Ｃ）参照）。この格子パターンのピッチは１０〜３０μｍである。なお、図５（Ｃ）には便宜上１つの格子パターンが示されているが、有機延伸膜Ｍ１の表面上には図５（Ｃ）に示される格子パターンと同じ格子パターンが複数個形成されている。
４．反応性イオンエッチング装置を用いてフォトレジストＲが残っていない部分の有機延伸膜Ｍ１をドライエッチングし、深さが約１．０μｍの溝を形成した後、洗浄装置を用いて溶剤あるいはガスなどによりフォトレジストＲを除去する。これにより、有機延伸膜Ｍ１の表面にピッチが１０〜３０μｍ、深さが約１．０μｍの凹凸が形成される（図５（Ｄ）参照）。
５．第２ガラス基板５０ｄとなるガラス円板Ｇ２と、第２の有機延伸膜となる有機延伸膜Ｍ２とを第２の接着剤ＡＤ２で貼り付ける（図６（Ａ）参照）。なお、ガラス円板Ｇ２及び有機延伸膜Ｍ２は、それぞれガラス円板Ｇ１及び有機延伸膜Ｍ１とほぼ同じ直径を有している。また、第２の接着剤ＡＤ２は有機延伸膜Ｍ２の常光屈折率とほぼ同じ屈折率（ここでは約１．８）を有している。
６．スピン塗布装置を用いて有機延伸膜Ｍ２の表面にフォトレジストＲを均一に塗布する（図６（Ｂ）参照）。
７．露光装置を用いて波長が６６０ｎｍの光束に対応したホログラム用の格子パターンをフォトレジストＲに転写した後、現像装置を用いてフォトレジストＲを現像し、フォトレジストＲによる格子パターンを形成する（図６（Ｃ）参照）。この格子パターンのピッチは１〜５μｍである。なお、図６（Ｃ）には便宜上１つの格子パターンが示されているが、有機延伸膜Ｍ２の表面上には図６（Ｃ）に示される格子パターンと同じ格子パターンが複数個形成されている。
８．反応性イオンエッチング装置を用いてフォトレジストが残っていない部分の有機延伸膜Ｍ２をドライエッチングし、深さが約１．１μｍの溝を形成した後、洗浄装置を用いて溶剤あるいはガスなどによりフォトレジストＲを除去する。これにより、有機延伸膜Ｍ２の表面にピッチが１〜５μｍ、深さが約１．１μｍの凹凸が形成される（図６（Ｄ）参照）。
９．有機延伸膜Ｍ１の凹凸が形成された面及び有機延伸膜Ｍ２の凹凸が形成された面に、それぞれスピン塗布装置を用いて配向剤（例えばポリイミド）を塗布した後、所定の熱処理を行う。
１０．有機延伸膜Ｍ１の凹凸が形成された面において、１個の偏光回折素子に対応する部分毎にシール材ＳＥで取り囲む（図７（Ａ）参照）。ここでは、シール材ＳＥとして紫外線硬化型接着剤が用いられる。なお、後工程で凹凸の溝に液晶を充填するために、シール材ＳＥの一部に液晶の注入口及び空気抜き（いずれも不図示）が設けられている。
１１．凹凸が形成された面同士がそれぞれ対向するように、有機延伸膜Ｍ１と有機延伸膜Ｍ２とを重ね合わせる（図７（Ｂ）参照）。
１２．紫外線照射装置を用いてシール材ＳＥに紫外線を照射し、シール材ＳＥを硬化させる。
１３．有機延伸膜Ｍ１と有機延伸膜Ｍ２との間の空間に光重合開始剤が添加された液晶ＵＰを充填する（図７（Ｃ）参照）。
１４．紫外線照射装置を用いて液晶ＵＰに紫外線を照射し、液晶ＵＰを重合する。これにより、ガラス円板Ｇ１、有機延伸膜Ｍ１、液晶ＵＰ、有機延伸膜Ｍ２及びガラス円板Ｇ２が積層され一体化した円板（以下、便宜上「第１の積層円板」という）ＨＰが作られる。
１５．第１の積層円板ＨＰを切断装置にセットし、所定の寸法に切断する。そして、仕上げ工程、洗浄・乾燥工程及び検査工程などを経て偏光回折素子５０となる。すなわち、１枚の第１の積層円板ＨＰから複数個の偏光回折素子５０を得ることができる。
【００７２】
上記のように構成される光ピックアップ装置２３の作用を説明すると、半導体レーザ５１ａから出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光束は、第１ガラス基板５０ａを介してグレーティング５０ｂに入射する。この光束はグレーティング５０ｂで０次光及び±１次回折光に分割される。そして、各光束はホログラム作用を受けることなくホログラム５０ｃを透過し、コリメートレンズ５２で略平行光となった後、λ／４板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとしてそれぞれ集光される。光ディスク１５の記録面にて反射した各反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、それぞれ戻り光束として対物レンズ６０で再び略平行光とされ、λ／４板５５で往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、各戻り光束は、コリメートレンズ５２を透過した後、ホログラム５０ｃで回折され、グレーティング５０ｂをそのまま透過して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００７３】
次に、前述の光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５にデータを記録する場合の処理動作について簡単に説明する。
【００７４】
ＣＰＵ４０はホストから記録要求のコマンドを受信すると、記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから記録要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。また、ＣＰＵ４０はホストから受信したデータ（以下、「ユーザデータ」という）をバッファＲＡＭ３４に蓄積するようにバッファマネージャ３７に指示する。
【００７５】
光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、再生信号処理回路２８は受光器５９の出力信号に基づいてサーボ信号（トラックエラー信号及びフォーカスエラー信号）を検出し、その検出結果をサーボコントローラ３３に出力する。
【００７６】
サーボコントローラ３３はトラックエラー信号に基づいてモータドライバ２７を介して光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータを制御し、トラックずれを補正する。また、サーボコントローラ３３はフォーカスエラー信号に基づいてモータドライバ２７を介して光ピックアップ装置２３のフォーカシングアクチュエータを制御し、フォーカスずれを補正する。このようにして、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。
【００７７】
また、再生信号処理回路２８は受光器５９の出力信号に基づいてウォブル信号を検出し、そのウォブル信号から抽出したＡＤＩＰ情報をＣＰＵ４０に通知する。そして、ＣＰＵ４０は再生信号処理回路２８からのＡＤＩＰ情報に基づいて、指定された書き込み開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するように光ピックアップ装置２３のシークモータを制御する信号をモータドライバ２７に出力する。なお、再生信号処理回路２８はＡＤＩＰ情報の抽出を所定のタイミング毎に行い、抽出したＡＤＩＰ情報をＣＰＵ４０に通知する。
【００７８】
ＣＰＵ４０はバッファマネージャ３７からバッファＲＡＭ３４に蓄積されたユーザデータのデータ量が所定の量を超えたとの通知を受けると、エンコーダ２５に書き込み信号の作成を指示する。
【００７９】
また、ＣＰＵ４０はＡＤＩＰ情報に基づいて光ピックアップ装置２３の位置が書き込み開始地点であると判断すると、エンコーダ２５に通知する。これにより、ユーザデータは、エンコーダ２５、レーザコントロール回路２４及び光ピックアップ装置２３を介して光ディスク１５に記録される。
【００８０】
次に、前述した光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５に記録されているユーザデータを再生する場合の処理動作について簡単に説明する。
【００８１】
ＣＰＵ４０はホストから再生要求のコマンドを受信すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから再生要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。そして、光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、上記記録処理の場合と同様に、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。また、再生信号処理回路２８は上記記録処理の場合と同様に、ＡＤＩＰ情報を抽出し、ＣＰＵ４０に通知する。
【００８２】
ＣＰＵ４０はＡＤＩＰ情報に基づいて、指定された読み込み開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するようにシークモータを制御する信号をモータドライバ２７に出力する。ＣＰＵ４０はＡＤＩＰ情報に基づいて、光ピックアップ装置２３の位置が読み込み開始地点であると判断すると、再生信号処理回路２８に通知する。
【００８３】
そして、再生信号処理回路２８は、受光器５９の出力信号に基づいてＲＦ信号を検出し、復調処理及び誤り訂正処理などを行った後、バッファＲＡＭ３４に蓄積する。バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４に蓄積された再生データがセクタデータとして揃ったときに、インターフェース３８を介してホストに転送する。
【００８４】
なお、記録処理及び再生処理が終了するまで、トラッキング制御及びフォーカス制御は所定のタイミング毎に行われる。
【００８５】
以上の説明から明らかなように、本第１の実施形態に係る光ディスク装置２０では、再生信号処理回路２８、ＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって、処理装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記第１の実施形態は一例に過ぎず、上記のＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現した構成各部の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全ての構成部分をハードウェアによって構成することとしても良い。
【００８６】
以上説明したように、本第１の実施形態に係る偏光回折素子５０によると、光学的異方性（常光屈折率１．７、異常光屈折率１．６）を有し、その対物レンズ側の面にグレーティング用の凹凸（第１の凹凸）が形成された第１の有機延伸膜と、グレーティング用の凹凸に対向してホログラム用の凹凸（第２の凹凸）が形成され、第１の有機延伸膜とは異なる光学的異方性（常光屈折率１．８、異常光屈折率１．９）を有する第２の有機延伸膜とが、各有機延伸膜の光学的異方性とそれぞれ所定の関係にある光学的異方性（常光屈折率１．８、異常光屈折率１．６）を有する液晶を介して一体化されている。そして、液晶の異常光屈折率が第１の有機延伸膜の異常光屈折率とほぼ等しく、液晶の常光屈折率が第２の有機延伸膜の常光屈折率とほぼ等しくなるように設定されているために、グレーティングに入射した光束における常光成分は回折されるが、異常光成分はそのほとんどが回折されることなくそのまま透過し、ホログラムに入射した光束における異常光成分は回折されるが、常光成分はそのほとんどが回折されることなくそのまま透過することとなる。従って、ほぼ設計通りの偏光特性を有することができ、光利用効率を低下させることなく、小型化及び低コスト化を促進することが可能となる。
【００８７】
また、本第１の実施形態によると、グレーティング及びホログラムの材料として有機延伸膜を用いている。有機延伸膜は透明度が高いため、偏光回折素子における光量のロスを抑制することができる。すなわち、光利用効率の低下を抑制することができる。また、有機延伸膜は安価であるため、部品コストを低減することが可能となる。さらに、有機延伸膜はシート状であるため、小型化を促進することが可能となる。また、波長が６６０ｎｍの光束に対する有機延伸膜の屈折率は１．６近傍であるため、汎用の光学的異方性材料を若干調整するのみで充填材として用いることが可能となる。
【００８８】
また、本第１の実施形態によると、充填材として安価な液晶を用いているため、部品コストを低減することができる。
【００８９】
また、本第１の実施形態によると、第２の有機延伸膜の異常光屈折率と液晶の異常光屈折率との差分Δｎが０．３となるように設定されているため、ホログラムにおける凹凸の溝深さを従来よりも大幅に浅くすることができる。これにより、体積ホログラムの程度を示すパラメータであるＱ値が小さくなり、回折効率の入射角依存性が小さくなる。従って、回折効率のばらつきが小さくなり、受光器５９から出力される信号の安定性を向上させることが可能となる。
【００９０】
また、本第１の実施形態によると、第１ガラス基板５０ａとグレーティング５０ｂとは、第１の有機延伸膜の常光屈折率（１．７）とほぼ同じ屈折率を有する接着剤によって接着されているために、一例として図８（Ａ）に示されるように、接着剤層の厚みが不均一な場合に、出射光束に対するグレーティング５０ｂと接着剤ＡＤ１との接合界面における平面性の乱れが補正され、記録面に形成される光スポットにおける波面収差の劣化を抑制することができる。同様に、第２ガラス基板５０ｄとホログラム５０ｃとは、第２の有機延伸膜の常光屈折率（１．８）とほぼ同じ屈折率を有する接着剤によって接着されているために、一例として図８（Ｂ）に示されるように、接着剤層の厚みが不均一な場合に、出射光束に対するホログラム５０ｃと接着剤ＡＤ２との接合界面における平面性の乱れが補正され、記録面に形成される光スポットにおける波面収差の劣化を抑制することができる。すなわち、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。
【００９１】
また、本第１の実施形態によると、グレーティング領域の面積が、ホログラム領域の面積よりも大きくなるように設定されているために、ホログラム５０ｃで回折された戻り光束は常にグレーティング領域を透過して受光器５９で受光されることとなる。これにより、ホログラム５０ｃで回折された戻り光束は、ほぼ一定の透過率でグレーティング５０ｂを透過するとともに、波面収差の乱れをほとんど生じることなく受光器５９で受光される。すなわち、受光器５９で受光される回折光の光量変動及び分布むらを低減することができる。従って、受光器５９から出力される信号の安定性及び信頼性を向上させることが可能となる。
【００９２】
また、本第１の実施形態に係る偏光回折素子の製造方法によると、グレーティング用の凹凸が形成された有機延伸膜Ｍ１及びホログラム用の凹凸が形成された有機延伸膜Ｍ２は、それぞれ同じ材質のガラス基板によって保持されているために、第１の積層円板ＨＰから偏光回折素子５０を切り出す際に、作業の途中で加工工具（例えばダイシングソー）を取り替えたり、あるいは加工条件（例えば送り速度）を変更する必要がない。従って、生産性が向上し、低コスト化を促進することが可能となる。
【００９３】
また、本第１の実施形態によると、有機延伸膜Ｍ２の表面に形成する凹凸の溝深さを従来に比べて１／３程度とすることが可能となるため、偏光回折素子の製造工程において、有機延伸膜Ｍ２の表面にホログラム用の凹凸を形成する作業時間を短縮することができるとともに、歩留まりが向上し、低コスト化を促進することが可能となる。
【００９４】
また、本第１の実施形態によると、グレーティング及びホログラムにおける光学的異方性を有する材料として有機延伸膜を用いているために、微細加工が容易であり、有機延伸膜Ｍ１及び有機延伸膜Ｍ２の表面に所定の凹凸を精度良く形成することができる。従って、歩留まりが向上し、低コスト化を促進することができるとともに、ほぼ設計通りの偏光特性を有することとなる。
【００９５】
また、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、光利用効率に優れた小型で安価な偏光回折素子を用いているために、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【００９６】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置によると、光ピックアップ装置の出力信号に基づいて光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置を精度良く制御することができるため、高速度での情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。さらに、光ピックアップ装置の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、更に長時間の使用が可能となる。
【００９７】
なお、上記第１の実施形態では、ガラス円板Ｇ１と有機延伸膜Ｍ１とを接着するための第１の接着剤ＡＤ１が有機延伸膜Ｍ１の常光屈折率とほぼ同じ屈折率を有する場合について説明したが、例えば接着剤層が極めて薄い場合や、接合面の平面性が担保されている場合には、必ずしも有機延伸膜Ｍ１の常光屈折率と同じ屈折率でなくても良い。同様に、ガラス円板Ｇ２と有機延伸膜Ｍ２とを接着するための第２の接着剤ＡＤ２についても、例えば接着剤層が極めて薄い場合や、接合面の平面性が担保されている場合には、必ずしも有機延伸膜Ｍ２の常光屈折率と同じ屈折率でなくても良い。
【００９８】
また、上記第１の実施形態では、グレーティング及びホログラムの材料として有機延伸膜を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。但し、例えば図９に示されるように、グレーティング及びホログラムの材料としてニオブ酸リチウムＬＮ１、ＬＮ２を用いた偏光回折素子５０Ｎの場合には、ガラス基板が不要であるため素子全体としては、偏光回折素子５０よりも薄くなる。しかしながら、光学的異方性を有する部材の合計の厚みが偏光回折素子５０の場合よりも大幅に厚くなるため、偏光回折素子５０Ｎは平行光路中にしか配置できないという制約がある。また、一例として図９に示されるように、グレーティング及びホログラムの材料として液晶ＬＣ１、ＬＣ２を用いた偏光回折素子５０Ｌの場合には、光学的異方性を有する部材の合計の厚みは偏光回折素子５０の場合よりも薄くなる。しかしながら、液晶はガラス板ＬＧで挟む必要があるため、素子全体としては偏光回折素子５０よりも厚くなる。
【００９９】
また、上記第１の実施形態では、第１ガラス基板５０ａと第２ガラス基板５０ｄとが同じ板厚の場合について説明したが、これに限らず、第１ガラス基板５０ａの板厚と第２ガラス基板５０ｄの板厚とが互いに異なっていても良い。例えば図１０に示されるように、第１ガラス基板５０ａの代わりに第１ガラス基板５０ａよりも板厚が厚い第１ガラス基板５０ａ’を用い、第２ガラス基板５０ｄの代わりに第２ガラス基板５０ｄよりも板厚が薄い第２ガラス基板５０ｄ’を用いた偏光回折素子５０’であっても、偏光回折素子５０と同様にして製造することができる。この場合には、第１ガラス基板５０ａ’の板厚は第２ガラス基板５０ｄ’の板厚よりも厚くなる。これにより、一例として図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、偏光回折素子５０’におけるホログラム（ホログラム５０ｃ’）と受光器５９とのＸ軸方向に関する距離が、偏光回折素子５０におけるホログラム（ホログラム５０ｃ）と受光器５９とのＸ軸方向に関する距離よりも長くなるため、偏光回折素子５０’におけるホログラムでの回折角を偏光回折素子５０の場合に比べて小さくすることができる。そこで、ホログラム５０ｃ’ではホログラム５０ｃに比べて凹凸のピッチを大きくすることが可能となる。すなわち、有機延伸膜Ｍ２の表面におけるホログラム用の凹凸の形成が容易となり、歩留まりを向上させることができる。
【０１００】
また、上記第１の実施形態では、光源として波長が６６０ｎｍの光束を出射する半導体レーザを用いる場合について説明したが、これに限られるものはなく、例えば波長が４０５ｎｍの光束を出射する光源及び波長が７８０ｎｍの光束を出射する光源のいずれかが用いられても良い。但し、その場合には、グレーティング用の凹凸及びホログラム用の凹凸は、使用される光源から出射される光束の波長に対応したものとなる。
【０１０１】
また、上記第１の実施形態では、光ディスク１５としてＤＶＤ系の規格に準拠した情報記録媒体を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、３ビーム法を用いて光スポットの形成位置を検出する情報記録媒体であれば良い。
【０１０２】
《第２の実施形態》
以下、本発明の第２の実施形態を図１２〜図１８に基づいて説明する。
【０１０３】
この第２の実施形態は、光ディスク装置がＣＤ系の規格に準拠した情報記録媒体（以下「ＣＤ系」と略述する）及びＤＶＤ系の規格に準拠した情報記録媒体（以下「ＤＶＤ系」と略述する）にそれぞれアクセス可能である点に特徴を有する。そこで、一例として図１２（Ａ）に示されるように、上記第１の実施形態における光ピックアップ装置２３の代わりに、２波長の光束に対応した光ピックアップ装置２３’が用いられる。この光ピックアップ装置２３’では、第１の実施形態における光源ユニット５１の代わりに、互いに波長が異なる２つの光束を択一的に出射する光源ユニット７１が用いられ、偏光回折素子５０の代わりに２波長の光束に対応した偏光回折素子７０が用いられる。なお、その他の光ピックアップ装置及び光ディスク装置の構成などは、第１の実施形態とほぼ同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１０４】
前記光源ユニット７１は、波長が６６０ｎｍの光束を出射する光源としての第１の半導体レーザ７１ａと、波長が７８０ｎｍの光束を出射する光源としての第２の半導体レーザ７１ｂとを含んで構成されている。
【０１０５】
前記偏光回折素子７０は、第１の実施形態における偏光回折素子５０に、波長が７８０ｎｍの光束を０次光及び±１次回折光に分割するグレーティング（以下、便宜上「ＣＤグレーティング」ともいう）と、波長が７８０ｎｍの戻り光束を受光素子５９の受光面方向に分岐するホログラム（以下、便宜上「ＣＤホログラム」ともいう）とを付加したものである。ここでは、一例として図１２（Ｂ）に示されるように、第１ガラス基板５０ａの光源ユニット７１側の面にＣＤグレーティング７０ａ用の凹凸が形成され、第２ガラス基板５０ｄのカップリングレンズ５２側の面にＣＤホログラム７０ｂ用の凹凸が形成されている。すなわち、偏光回折素子７０は、波長が６６０ｎｍの光束を０次光及び±１次回折光に分割するグレーティング（以下、便宜上「ＤＶＤグレーティング」ともいう）５０ｂと、波長が６６０ｎｍの戻り光束を受光素子５９の受光面方向に回折するホログラム（以下、便宜上「ＤＶＤホログラム」ともいう）５０ｃと、ＣＤグレーティング７０ａと、ＣＤホログラム７０ｂとを備えている。なお、ＣＤグレーティング７０ａ及びＣＤホログラム７０ｂは無偏光性である。そこで、ＣＤグレーティング７０ａの面積は、ＣＤホログラム７０ｂで分岐された戻り光束が入射しないようにＣＤホログラム７０ｂの面積よりも小さく設定されている。
【０１０６】
ここで、偏光回折素子７０の製造方法について図１３〜図１５を用いて説明する。なお、実際は複数個の偏光回折素子が同時に製造されるが、図１３〜図１５には便宜上１個の偏光回折素子に対応する部分のみが示されている。
【０１０７】
１．第１の実施形態における偏光回折素子５０の場合と同様にして、ガラス円板Ｇ１と有機延伸膜Ｍ１とを第１の接着剤ＡＤ１で接着した後、有機延伸膜Ｍ１の表面にピッチが１０〜３０μｍ、深さが約１．０μｍのＤＶＤグレーティング用の凹凸を形成する（図５（Ａ）〜図５（Ｄ）参照）。
２．ガラス円板Ｇ１が上側となるように反転する（図１３（Ａ）参照）。
３．スピン塗布装置を用いてガラス円板Ｇ１の上にフォトレジストＲを均一に塗布する（図１３（Ｂ）参照）。
４．露光装置を用いて波長が７８０ｎｍの光束に対応したグレーティング用の格子パターンをフォトレジストＲに転写した後、現像装置を用いてフォトレジストＲを現像し、フォトレジストＲによる格子パターンを形成する（図１３（Ｃ）参照）。なお、図１３（Ｃ）には便宜上１つの格子パターンが示されているが、ガラス円板Ｇ１の表面には図１３（Ｃ）に示される格子パターンと同じ格子パターンが複数個形成されている。
５．反応性イオンエッチング装置を用いてフォトレジストＲが残っていない部分のガラス円板Ｇ１をドライエッチングした後、洗浄装置を用いて溶剤あるいはガスなどによりフォトレジストＲを除去する。これにより、ガラス円板Ｇ１の表面にＣＤグレーティング用の凹凸が形成される（図１３（Ｄ）参照）。
６．第１の実施形態における偏光回折素子５０の場合と同様にして、ガラス円板Ｇ２と有機延伸膜Ｍ２とを第２の接着剤ＡＤ２で接着した後、有機延伸膜Ｍ２の表面にピッチが１〜５μｍ、深さが約１．１μｍのＤＶＤホログラム用の凹凸を形成する（図６（Ａ）〜図６（Ｄ）参照）。
７．ガラス円板Ｇ２が上側となるように反転する（図１４（Ａ）参照）。
８．スピン塗布装置を用いてガラス円板Ｇ２の上にフォトレジストＲを均一に塗布する（図１４（Ｂ）参照）。
９．露光装置を用いて波長が７８０ｎｍの光束に対応したホログラム用の格子パターンをフォトレジストＲに転写した後、現像装置を用いてフォトレジストＲを現像し、フォトレジストＲによる格子パターンを形成する（図１４（Ｃ）参照）。なお、図１４（Ｃ）には便宜上１つの格子パターンが示されているが、ガラス円板Ｇ２の表面には図１４（Ｃ）に示される格子パターンと同じ格子パターンが複数個形成されている。
１０．反応性イオンエッチング装置を用いてフォトレジストＲが残っていない部分のガラス円板Ｇ２をドライエッチングした後、洗浄装置を用いて溶剤あるいはガスなどによりフォトレジストＲを除去する。これにより、ガラス円板Ｇ２の表面にＣＤホログラム用の凹凸が形成される（図１４（Ｄ）参照）。
１１．有機延伸膜Ｍ１の凹凸が形成された面及び有機延伸膜Ｍ２の凹凸が形成された面に、それぞれスピン塗布装置を用いて配向剤（例えばポリイミド）を塗布した後、所定の熱処理を行う。
１２．有機延伸膜Ｍ１の凹凸が形成された面において、１個の偏光回折素子に対応する部分毎にシール材ＳＥで取り囲む（図１５（Ａ）参照）。ここでは、シール材ＳＥとして紫外線硬化型接着剤が用いられる。なお、後工程で凹凸の溝に液晶を充填するために、シール材ＳＥの一部に液晶の注入口及び空気抜き（いずれも不図示）が設けられている。
１３．凹凸が形成された面同士がそれぞれ対向するように、有機延伸膜Ｍ１と有機延伸膜Ｍ２とを重ね合わせる（図１５（Ｂ）参照）。
１４．紫外線照射装置を用いてシール材ＳＥに紫外線を照射し、シール材ＳＥを硬化させる。
１５．有機延伸膜Ｍ１と有機延伸膜Ｍ２との間の空間に光重合開始剤が添加された液晶ＵＰを充填する（図１５（Ｃ）参照）。
１６．紫外線照射装置を用いて液晶ＵＰに紫外線を照射し、液晶ＵＰを重合する。これにより、ガラス円板Ｇ１、有機延伸膜Ｍ１、液晶ＵＰ、有機延伸膜Ｍ２及びガラス円板Ｇ２が積層され一体化した円板（以下、便宜上「第２の積層円板」という）ＷＰが作られる。
１７．第２の積層円板ＷＰを切断装置にセットし、所定の寸法に切断する。そして、仕上げ工程、洗浄・乾燥工程及び検査工程などを経て偏光回折素子７０となる。すなわち、１枚の第２の積層円板ＷＰから複数個の偏光回折素子７０を得ることができる。
【０１０８】
上記のように構成される光ピックアップ装置２３’の作用を説明する。先ず、光ディスク１５がＤＶＤ系の場合について説明する。
【０１０９】
第１の半導体レーザ７１ａから出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光束は、ＣＤグレーティング７０ａに入射する。この光束は、図１６（Ａ）に示されるように、ＣＤグレーティング７０ａではほとんど分割されず、その大部分はＣＤグレーティング７０ａを透過する。ＣＤグレーティング７０ａを透過した光束は、第１ガラス基板５０ａを透過し、ＤＶＤグレーティング５０ｂで３ビーム化される。そして、各光束はＤＶＤホログラム５０ｃを透過し、ＣＤホログラム７０ｂに入射する。ＣＤホログラム７０ｂを透過した各光束は、それぞれコリメートレンズ５２で略平行光となった後、λ／４板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【０１１０】
光ディスク１５の記録面にて反射した各反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、それぞれ戻り光束として対物レンズ６０で再び略平行光とされ、λ／４板５５で往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。各戻り光束は、コリメートレンズ５２を透過した後、ＣＤホログラム７０ｂに入射する。図１６（Ｂ）に示されるように、ＣＤホログラム７０ｂを透過した各戻り光束は、ＤＶＤホログラム５０ｃで回折され、ＤＶＤグレーティング５０ｂをそのまま透過して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【０１１１】
次に、光ディスク１５がＣＤ系の場合について用いて説明する。
【０１１２】
第２の半導体レーザ７１ｂから出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光束は、図１７（Ａ）に示されるように、ＣＤグレーティング７０ａで３ビーム化され、第１ガラス基板５０ａを透過し、ＤＶＤグレーティング５０ｂに入射する。ＤＶＤグレーティング５０ｂを透過した各光束はＤＶＤホログラム５０ｃを透過し、ＣＤホログラム７０ｂに入射する。ＣＤホログラム７０ｂを透過した各光束は、それぞれコリメートレンズ５２で略平行光となった後、λ／４板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【０１１３】
光ディスク１５の記録面にて反射した各反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、それぞれ戻り光束として対物レンズ６０で再び略平行光とされ、λ／４板５５で往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。各戻り光束は、コリメートレンズ５２を透過した後、図１７（Ｂ）に示されるように、ＣＤホログラム７０ｂで回折され、ＤＶＤホログラム５０ｃ及びＤＶＤグレーティング５０ｂを介して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【０１１４】
なお、光ディスク１５がＣＤ系であるかＤＶＤ系であるかは、その記録面からの反射光の強度から判別することができる。通常、この判別は光ディスク１５が光ディスク装置の所定位置に挿入されたとき、すなわちローディング時に行われる。また、光ディスク１５に予め記録されているＴＯＣ（Ｔａｂｌｅ  Ｏｆ  Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）情報、ＰＭＡ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｒｅａ）情報及びウォブル信号などに基づいて光ディスク１５の種類を判別することも可能である。そして、その判別結果はレーザコントロール回路に通知され、レーザコントロール回路によって、第１の半導体レーザ７１ａ及び第２の半導体レーザ７１ｂのいずれか一方が選択される。また、判別結果は光ディスクの種類に応じた処理を行う他の回路等にも通知される。
【０１１５】
本第２の実施形態に係る光ディスク装置では、光ディスク１５がＤＶＤ系の場合には、第１の実施形態と同様にして、光ディスク１５へのデータの記録及び光ディスク１５に記録されているデータの再生が行われる。また、光ディスク１５がＣＤ系の場合には、ＤＶＤ系の場合と若干異なる処理もあるが、ＤＶＤ系とほぼ同様な手順で記録及び再生が行なわれる。
【０１１６】
以上の説明から明らかなように、本第２の実施形態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路２８、ＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって、処理装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記第２の実施形態は一例に過ぎず、上記のＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現した構成各部の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全ての構成部分をハードウェアによって構成することとしても良い。
【０１１７】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る偏光回折素子７０によると、第１の実施形態での偏光回折素子５０において、更に第１ガラス基板５０ａの光源側の面にＣＤグレーティング７０ａ用の凹凸（第３の凹凸）を形成し、第２ガラス基板５０ｄのカップリングレンズ側の面にＣＤホログラム７０ｂ用の凹凸（第４の凹凸）を形成しているために、一例として図１８に示されるように、従来の２波長対応の回折素子ＫＳに比べて小型化することができる。なお、回折素子ＫＳでは、ＣＤ用の光源から出射された光束はＣＤ用のグレーティングＧｃｄで３ビーム化され、ＤＶＤ用の光源から出射された光束はＤＶＤ用のグレーティングＧｄｖｄで３ビーム化される。また、ＣＤ系の光ディスクからの戻り光束はＣＤ用のホログラムＨｃｄで分岐され、ＤＶＤ系の光ディスクからの戻り光束はＤＶＤ用のホログラムＨｄｖｄで分岐される。すなわち、偏光回折素子７０は、ＣＤ用及びＤＶＤ用いずれに対してもグレーティングとホログラムとの間隔を従来よりも短縮することができる。
【０１１８】
また、本第２の実施形態に係る偏光回折素子の製造方法によると、ＤＶＤグレーティング、ＤＶＤホログラム、ＣＤグレーティング及びＣＤホログラムは、それぞれ同じ材質のガラス基板を介して配置されているために、第２の積層円板ＷＰから偏光回折素子７０を切り出す際に、作業の途中で加工工具（例えばダイシングソー）を取り替えたり、あるいは加工条件（例えば送り速度）を変更する必要がない。従って、生産性が向上し、光利用効率に優れた偏光回折素子の低コスト化を実現することが可能となる。
【０１１９】
また、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、光利用効率に優れた小型で安価な２波長対応の偏光回折素子を用いているために、アクセスの対象となる光ディスクがＣＤ系及びＤＶＤ系のいずれであっても、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【０１２０】
また、本第２の実施形態に係る光ディスク装置によると、アクセスの対象となる光ディスクがＣＤ系及びＤＶＤ系のいずれであっても、光ピックアップ装置の出力信号に基づいて光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置を精度良く制御することができるため、光ディスクに対して高速度での情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。
【０１２１】
なお、上記第２の実施形態では、第２ガラス基板５０ｄにＣＤホログラム７０ｂを形成し、ＤＶＤホログラム５０ｃと一体化させる場合について説明したが、これに限らず、例えばＤＶＤホログラムとＣＤホログラムとを個別に調整する必要がある場合には、一例として図１９に示されるように、新たなガラス基板７０ｃ上にＣＤホログラム７０ｂを形成しても良い。この場合には、ＤＶＤホログラムとＣＤホログラムとの位置調整を行った後に、第２ガラス基板５０ｄとガラス基板７０ｃとを接着することとなる。
【０１２２】
また、上記第２の実施形態では、光学的異方性を有する材料として有機延伸膜を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１２３】
また、上記第２の実施形態では、光源ユニットから出射される光束の波長が２種類の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１２４】
また、上記第２の実施形態では、波長が６６０ｎｍの光束を出射する光源と波長が７８０ｎｍの光束を出射する光源とを備える場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えばいずれかの光源の代わりに、波長が４０５ｎｍの光束を出射する光源を備えても良い。
【０１２５】
また、上記第２の実施形態では、光ディスク１５としてＣＤ系及びＤＶＤ系の情報記録媒体を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、３ビーム法を用いて光スポットの形成位置を検出する情報記録媒体であれば良い。
【０１２６】
なお、上記各実施形態では、充填材５０ｅとして液晶を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。同様な光学的異方性を有していれば良い。
【０１２７】
また、上記各実施形態では、第１光学部材及び第２光学部材が、それぞれ有機延伸膜から成る場合について説明したが、これに限らず、いずれかが有機延伸膜から成っても良い。
【０１２８】
また、上記各実施形態では、第１光学部材及び第２光学部材が、それぞれ同一の材質のガラス基板で保持される場合について説明したが、これに限らず、異なる材質のガラス基板で保持されても良い。例えば、各ガラス基板の材質がそれぞれ異なっていても機械的性質に大きな違いがなければ生産性を低下させるおそれはない。
【０１２９】
また、上記各実施形態では、第１光学部材及び第２光学部材が、それぞれガラス基板で保持される場合について説明したが、これに限らず、例えば変形のおそれがないときは、ガラス基板で保持されてなくても良い。
【０１３０】
また、上記各実施形態では、半導体レーザと受光器とが個別に実装された場合について説明したが、これに限らず、半導体レーザと受光器とが同一の筐体内に実装されても良い。
【０１３１】
また、上記各実施形態では、光源ユニットと偏光回折素子とが個別に実装された場合について説明したが、これに限らず、光源ユニットと偏光回折素子とが一体化されても良い。これらにより、光ピックアップ装置の小型化を促進することができるとともに、組み付け時の構成部品の数が減少し、組み付け作業及び調整作業を簡略化することができ、作業コストを削減することが可能となる。なお、対物レンズのシフトに起因して受光器からの出力信号にオフセットが付加されるおそれがある場合には、偏光回折素子と対物レンズとを一体化しても良い。このとき、偏光回折素子が従来よりも薄いため、大きな設計変更を必要としない。
【０１３２】
また、上記各実施形態では、情報の記録及び再生が可能な光ディスク装置について説明したが、これに限らず、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ディスク装置であれば良い。要するに、３ビーム法によって光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置を制御する光ディスク装置であれば良い。
【０１３３】
また、上記各実施形態では、光源として半導体レーザを用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１３４】
【発明の効果】
本発明に係る偏光光学素子によれば、光利用効率を低下させることなく、小型化及び低コスト化を促進することができるという効果がある。
【０１３５】
また、本発明に係る偏光光学素子の製造方法によれば、光利用効率に優れた小型の偏光光学素子を低コストで製造することができるという効果がある。
【０１３６】
また、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することができるという効果がある。
【０１３７】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、情報記録媒体への高速度でのアクセスを精度良く安定して行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１の光ピックアップ装置における光学系の概略構成を示す図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における偏光回折素子の詳細構成を説明するための図である。
【図３】第１の実施形態における偏光回折素子でのグレーティング領域の面積とホログラム領域の面積との関係を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ第１の実施形態における偏光回折素子の偏光特性を説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、それぞれ第１の実施形態における偏光回折素子の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、それぞれ第１の実施形態における偏光回折素子の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、それぞれ第１の実施形態における偏光回折素子の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれガラス基板と有機延伸膜とを接着する接着剤を説明するための図である。
【図９】偏光回折素子におけるグレーティング及びホログラムの材質と素子の大きさとの関係を説明するための図である。
【図１０】第１ガラス基板の板厚と第２ガラス基板の板厚とが異なる偏光回折素子の例を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ図１０の偏光回折素子の利点を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成を示す図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）における偏光回折素子の詳細構成を説明するための図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）は、それぞれ第２の実施形態における偏光回折素子の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は、それぞれ第２の実施形態における偏光回折素子の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、それぞれ第２の実施形態における偏光回折素子の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、それぞれ光ディスクがＤＶＤ系の場合における偏光回折素子の作用を説明するための図である。
【図１７】図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、それぞれ光ディスクがＣＤ系の場合における偏光回折素子の作用を説明するための図である。
【図１８】第２の実施形態における偏光回折素子と従来の２波長に対応した回折素子との厚みの違いを説明するための図である。
【図１９】第２の実施形態における偏光回折素子の変形例を説明するための図である。
【図２０】図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、それぞれ偏光性を有さない従来の回折素子の一例を説明するための図である。
【図２１】従来の偏光光学素子の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１５…光ディスク（情報記録媒体）、２０…光ディスク装置、２３，２３’…光ピックアップ装置、２８…再生信号処理回路（処理装置の一部）、４０…ＣＰＵ（処理装置の一部）、５０，５０’…偏光回折素子（偏光光学素子）、５０ａ…第１ガラス基板（第１基板）、５０ｂ…グレーティング（第１光学部材）、５０ｃ…ホログラム（第２光学部材）、５０ｄ…第２ガラス基板（第２基板）、５０ｅ…充填材（充填部材）、５１ａ…半導体レーザ（光源）、５９…受光器（光検出器）、６０…対物レンズ、７０…偏光回折素子（偏光光学素子）、７０ａ…ＣＤグレーティング、７０ｂ…ＣＤホログラム、７１ａ…第１の半導体レーザ（光源）、７１ｂ…第２の半導体レーザ（光源）、ＡＤ１…第１の接着剤（接着剤）、ＡＤ２…第２の接着剤（接着剤）、Ｇ１，Ｇ２…ガラス円板（第１部材）、Ｍ１，Ｍ２…有機延伸膜（第２部材）、ＵＰ…液晶（充填部材）。
【図１】
2004151454.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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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