(57)【要約】【課題】光干渉露光により作製される回折光学素子において、トラック信号のオフセットや、ナイフエッジ法によるフォーカス信号の劣化を有効に回避する【解決手段】光ピックアップに於いて、光記録媒体の記録面により反射された戻り光束を回折させて光検出手段に導光する回折光学素子５１’であって、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じるマスタ回折光学素子原版５１を用いる光干渉露光により作製され、フォーカス信号検出用の回折領域５１ａ’と、トラック信号検出用の回折領域５１ｂ’、５１ｃ’とを含む３以上の回折領域を有し、これら回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域５２ａ、５２ｂ、５２ｃに向けて回折させるように格子ベクトルＶ５０’、Ｖ５１’、Ｖ５２’が設定され、且つ、各回折領域同士が互いに重なり合わない。【選択図】                  図１
2005293815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を光記録媒体の記録面に照射し、上記記録面により反射された戻り光束を回折光学素子に導光し、上記回折光学素子による回折光を光検出手段に導光して各種信号を得る光ピックアップ装置において、
戻り光束を回折させる回折光学素子は、フォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含み、各回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させるように格子ベクトルが設定され、且つ、
実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じるマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光により、上記各回折領域同士が互いに重なり合わないように作製されたものであることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップ装置において、
回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域は、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する格子ベクトルを持ち、
トラック信号検出用の２つの回折領域は、上記トラックに直交する方向の格子ベクトル成分が互いに異なり、トラック方向に平行な成分が等しく、
光検出手段におけるトラック信号検出用の２組の受光領域が、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応して、同列に配列されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項２記載の光ピックアップ装置において、
光検出手段におけるトラック信号検出用の２組の受光領域が、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する方向において、フォーカス信号検出用の受光領域に関して対称的に配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、
回折光学素子の回折領域相互が実質的に互いに接するように形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
光源からの光を光記録媒体の記録面に照射し、上記記録面により反射された戻り光束を回折光学素子に導光し、上記回折光学素子による回折光を光検出手段に導光して各種信号を得る光ピックアップ装置に用いられる回折光学素子であって、
実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じるマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光により作製され、
フォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含み、各回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させるように格子ベクトルが設定され、且つ、上記回折領域同士が互いに重なり合わないことを特徴とする光ピックアップ装置の回折光学素子。
【請求項６】
請求項５記載の光ピックアップ装置の回折光学素子において、
回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域は、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する格子ベクトルを持ち、
トラック信号検出用の２つの回折領域は、上記トラックに平行な方向の格子ベクトル成分が同じで、上記トラックに直交する方向の成分が互いに異なり、
光記録媒体のトラックに直交する方向に対応して同列に配列されたトラック信号検出用の２組の受光領域へ向けて戻り光束を回折させるように、上記２つの回折領域の格子ベクトルが設定されていることを特徴とする光ピックアップ装置の回折光学素子。
【請求項７】
請求項６記載の光ピックアップ装置の回折光学素子において、
光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する方向において、フォーカス信号検出用の受光領域に関して対称的に配置されているトラック信号検出用の２組の受光領域と、上記フォーカス信号検出用の受光領域へ向けて戻り光束を回折させるように、トラック信号検出用の２つの回折領域とフォーカス信号検出用の回折領域の各格子ベクトルが設定されたことを特徴とする光ピックアップ装置の回折光学素子。
【請求項８】
請求項５〜７の任意の１に記載の光ピックアップ装置の回折光学素子において、
回折領域相互が実質的に互いに接するように形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置の回折光学素子。
【請求項９】
請求項５〜８の任意の１に記載の回折光学素子を作製する方法であって、
作製するべき回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む回折領域の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部を有するマスタ回折光学素子原版を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層に所定の間隔を隔して近接させて配置し、
上記マスタ回折光学素子原版の側から、光ピックアップ装置の使用波長の露光光束を、上記光ピックアップ装置の光源の発光点と等価な点に集光する集束光束として照射し、上記マスタ回折光学素子原版の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により上記記録材料層の露光を行うようにし、
上記マスタ回折光学素子原版として、各回折格子部の位置関係が、上記露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わないように設定されたものを用いることを特徴とする回折光学素子の作製方法。
【請求項１０】
請求項５〜８の任意の１に記載の回折光学素子を作製する方法であって、
作製するべき回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む回折領域の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部を有するマスタ回折光学素子原版を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層に所定の間隔を隔して近接させて配置し、
上記マスタ回折光学素子原版の側から、光ピックアップ装置の使用波長と異なる波長の露光光束を、上記光ピックアップ装置の光源の発光点に対応して上記使用波長との波長差に応じた位置に集光する集束光束として照射し、上記マスタ回折光学素子原版の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により上記記録材料層の露光を行うようにし、
上記マスタ回折光学素子原版として、各回折格子部の位置関係が、上記露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わないように設定されたものを用いることを特徴とする回折光学素子の作製方法。
【請求項１１】
請求項５〜８の任意の１に記載の回折光学素子を作製する方法であって、
作製するべき回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む回折領域の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部を有するマスタ回折光学素子原版を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層に所定の間隔を隔して近接させて配置し、
上記マスタ回折光学素子原版の側から、光ピックアップ装置の使用波長の露光光束を、上記光ピックアップ装置の光源の発光点と等価な点から発散する発散光束として照射し、上記マスタ回折光学素子原版の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により上記記録材料層の露光を行うようにし、
上記マスタ回折光学素子原版として、各回折格子部の位置関係が、上記露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わないように設定されたものを用いることを特徴とする回折光学素子の作製方法。
【請求項１２】
請求項５〜８の任意の１に記載の回折光学素子を作製する方法であって、
作製するべき回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む回折領域の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部を有するマスタ回折光学素子原版を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層に所定の間隔を隔して近接させて配置し、
上記マスタ回折光学素子原版の側から、光ピックアップ装置の使用波長と異なる波長の露光光束を、上記光ピックアップ装置の光源の発光点に対応して上記使用波長との波長差に応じた位置から発散する発散光束として照射し、上記マスタ回折光学素子原版の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により上記記録材料層の露光を行うようにし、
上記マスタ回折光学素子原版として、各回折格子部の位置関係が、上記露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わないように設定されたものを用いることを特徴とする回折光学素子の作製方法。
【請求項１３】
請求項９〜１２の任意の１に記載の回折光学素子の作製方法において、
マスタ回折光学素子原版における各回折格子部の位置関係が、露光条件に応じて、記録材料層の露光の際に、各回折格子部に対応する干渉縞が互いに実質的に隣接しあうように設定されたマスタ回折光学素子原版を用いることを特徴とする回折光学素子の作製方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３の任意の１に記載の回折光学素子の作製方法において、
マスタ回折光学素子原版として、各回折格子部を、計算機発生ホログラム（ＣＧＨ）として形成された原版、もしくは、上記原版を第１原版として複製した第２原版を用いることを特徴とする回折光学素子の作製方法。
【請求項１５】
請求項９〜１４の任意の１に記載の回折光学素子の作製方法において、
露光される記録材料層として、露光量に対して回折効率の飽和特性を持つ材料を用いることを特徴とする回折光学素子の作製方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の回折光学素子の作製方法において、
露光される記録材料層として用いられる回折効率の飽和特性を持つ材料が、液晶層とポリマー層が交互に形成されたポリマー分散型液晶素子であることを特徴とする回折光学素子の作製方法。
【請求項１７】
光源からの光を光記録媒体の記録面に照射し、上記記録面により反射された戻り光束を回折光学素子に導光し、上記回折光学素子による回折光を光検出手段に導光して各種信号を得る光ピックアップ装置において、
戻り光束を回折させる回折光学素子は、フォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含み、各回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させるように格子ベクトルが設定され、且つ、
主として０次回折光と＋１次回折光を生じる階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光により、上記各回折領域同士が互いに重なり合わないように作製されたものであり、
上記回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域において２配列以上かからないように、上記回折光学素子における各回折領域における格子ベクトルの向き及び大きさと、上記光検出手段における各受光領域の配置とが定められていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の光ピックアップ装置において、
回折光学素子の作製の際に光干渉露光に用いられる、主として０次回折光と＋１次回折光を生じる階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版が、計算機発生ホログラム（ＣＧＨ）として形成された原版、もしくは、上記原版を第１原版として複製した第２原版であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１９】
請求項１７または１８記載の光ピックアップ装置において、
回折光学素子の回折領域相互が実質的に互いに接するように形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２０】
請求項１７〜１９の任意の１に記載の光ピックアップ装置に用いられる回折光学素子であって、
フォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含み、各回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させるように格子ベクトルが設定され、且つ、
主として０次回折光と＋１次回折光を生じる階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光により、上記各回折領域同士が互いに重なり合わないように作製され、
上記回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域において２配列以上かからないように、上記回折光学素子における各回折領域における格子ベクトルの向き及び大きさが、上記光検出手段における各受光領域の配置に応じて定められていることを特徴とする光ピックアップ装置の回折光学素子。
【請求項２１】
請求項２０記載の光ピックアップ装置の回折光学素子において、
回折領域相互が実質的に互いに接するように形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置の回折光学素子。
【請求項２２】
請求項２０または２１記載の光ピックアップ装置の回折光学素子において、
光干渉露光により露光される記録材料層として、露光量に対して回折効率の飽和特性を持つ材料を用いることを特徴とする光ピックアップ装置の回折光学素子。
【請求項２３】
請求項２２記載の光ピックアップ装置の回折光学素子において、
光干渉露光により露光される記録材料層として用いられる回折効率の飽和特性を持つ材料が、液晶層とポリマー層が交互に形成されたポリマー分散型液晶素子であることを特徴とする光ピックアップ装置の回折光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ピックアップ装置・回折光学素子および回折光学素子の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置の大容量化に伴い、光ピックアップ装置用の光源の短波長化が進みつつあり、ノート型パソコンなどの普及で光ピックアップ装置の薄型化も要請されている。赤色レーザ光源を用い「薄型化のために、回折光学素子を用いた光ピックアップ装置」は既に製品化されている。
【０００３】
回折光学素子は、例えば、特許文献１の図２等に関連して説明されているように、円形の領域を「中心を含む分割線」により２等分し、分割された領域の一方を「上記中心を通る別の分割線」で２等分することにより、「半円形の第１領域」と「１／４円形の第２、第３領域」に分け、第１領域には光ディスクからの戻り光を「フォーカス信号用の受光領域」に向けて回折させるように回折格子を形成し、第２、第３領域には「トラック信号用の２つの受光領域」に向けて戻り光束を別個に回折させるように回折格子を形成したものである。
【０００４】
上述の赤色レーザ光源を用いる「ＤＶＤ用の光ピックアップ装置」に用いる回折光学素子の場合、回折光学素子の回折角は２０〜２５度程度に設定され、赤色レーザ光源のレーザ波長を６６０ｎｍとすると、回折格子のピッチは１．６〜１．９μｍ程度になる。この程度のピッチであればフォトリソグラフィ技術により作製可能であるが、使用波長が短くなると、フォトリソグラフィ技術による回折格子の作製は極めて困難になる。
【０００５】
１例として、レーザ光源が波長：４０５ｎｍの青色光源である場合に上記２０〜２５度の回折角を実現するには、回折格子のピッチが０.９６〜１．１８μｍ程度となり、このような微細なピッチをもち、回折効率：５０％以上、特に８０％以上の高回折効率の回折光学素子をフォトリソグラフィ技術によって作製することは極めて困難である。
【０００６】
一方、フォトリソグラフィ技術に依らずに回折格子を作製する方法として「２光束を干渉させ、その干渉縞により回折格子パターンを露光する方法（この明細書において「光干渉露光」という。）」が特許文献２により知られている。
【０００７】
しかし、この方法を利用して光ピックアップ装置用の回折光学素子を作製しようとすると、以下に説明するような問題が生じる。  
図１１（ａ）は、マスタ回折光学素子原版１０を説明図的に示している。  
マスタ回折光学素子原版１０は、３つの回折格子部１０Ｆ、１０Ｔ１、１０Ｔ２を有している。図の如く、これらの回折格子部は「全体として円形状」をなし、その２等分された１つの領域が回折格子部１０Ｆをなし、残りの領域を２等分した各領域が回折格子部１０Ｔ１、１０Ｔ２となっている。回折格子部１０Ｆ、１０Ｔ１、１０Ｔ２は、これに光を入射させたとき、実質的に０次回折光（回折の影響を受けずに透過する光）と＋１次回折光のみを生じるように「体積格子」として形成されている。
【０００８】
回折格子部１０Ｆ、１０Ｔ１、１０Ｔ２中に描かれた矢印Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２は「格子ベクトル」を表している。  
「格子ベクトル」は、各回折格子部の回折主光線に相当する格子の「ピッチと方向」を表示し、矢印の長さは「格子ピッチをΛとして、２π／Λ」を表し、矢印の方向は、回折格子が形成された面内で「格子溝に直交する方向」を示し、矢印の向きは「＋１次回折光が向かう方向」を表している。格子ベクトルは、その長さが長いほど格子ピッチが細かい。即ち、格子ベクトルの長さが長いほど「回折角」が大きい。
【０００９】
図１１（ｄ）は、マスタ回折光学素子原版１０を用いて、実際に光ピックアップ装置に用いられる回折光学素子を光干渉露光により作製する場合を説明図的に示している。  
図１１（ｄ）において符号１０Ａはマスタ回折光学素子原版１０の「回折格子部」を簡単化して示している。符号３１０は「回折光学素子となるべき記録部材」を示している。記録部材３１０は透明な基板４２ａ上に感光性の記録材料層４２ｂが形成され、その上に
透明な保護層４２ｃが形成されている。
【００１０】
マスタ回折光学素子原版１０と記録部材３１０を図の如く互いに平行に近接させ、回折格子部１０Ａと記録材料層４２ｂとが所定の間隔を持って対向するようにし、図の左方から露光用の光束ＬＡを照射する。
【００１１】
光束ＬＡは、マスタ回折光学素子原版１０の回折格子部１０Ａにより、０次回折光Ｌ０と＋１次回折光Ｌ１とを発生させる。これら０次回折光Ｌ０と＋１次回折光Ｌ１とは、符号４３ａで示す領域において干渉し合い、記録材料層４２ｂは、この干渉による干渉縞により感光されて干渉縞のパターンを記録する。このようにしてマスタ回折光学素子原版１０の持つ回折格子部１０Ａが記録材料層４２ｂに回折領域として複製されて「回折光学素子」が得られる。
【００１２】
図１１（ｂ）は上記の如くして作製（複製）された回折光学素子３１の回折領域の状態を示している。符号３１ａ、３１ｂ、３１ｃはそれぞれ、マスタ回折光学素子原版１０における回折格子部１０Ｆ、１０Ｔ１、１０Ｔ２を複製された回折領域を示し、矢印Ｖ１０、Ｖ１１、Ｖ１２はこれら回折領域における「格子ベクトル」を示す。回折領域３１ａは「フォーカス信号検出用の回折領域」であり、回折領域３１ｂ、３１ｃは「トラック信号検出用の回折領域」である。
【００１３】
このような回折光学素子３１を「光記録媒体からの戻り光束が集束状態にある位置」に配置すると、各回折領域による回折光を、例えば、図１１（ｃ）に示したような光検出手段３２の受光領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃに集光させることができる。なお、光ピックアップ装置内において、光記録媒体である光ディスクのトラック方向に対応する方向（図にトラック方向と表示する。他の図に於いても同様である。）は、図の如く図面の上下方向に平行である。
【００１４】
戻り光束が集束しつつ回折光学素子３１に入射すると、回折領域３１ａに入射した光束部分は、図の右方（格子ベクトルＶ１０の矢印の向き）へ向けて回折され、光検出手段３２におけるフォーカス信号検出用の受光領域である２分割受光素子３２ａ上に結像し「ナイフエッジ法によるフォーカス信号」の発生に供される。
【００１５】
また、回折領域３１ｂ、３１ｃに入射した戻り光束部分は、これらの回折格子部により回折されるが、回折領域３１ｂ、３１ｃの格子ベクトルＶ１１、Ｖ１２の「トラック方向の成分」が互いに逆向きで、「図の左右方向に平行な成分」も互いに異なるので、回折領域３１ｂ、３１ｃによる回折光は、互いに図の上下方向へ分離し、回折領域３１ｂによる回折光はトラック信号検出用の受光領域３２ｂに結像し、回折領域３１ｃによる回折光はトラック信号検出用の受光領域３２ｃに結像する。これら受光領域３２ｂ、３２ｃの出力を用いて「トラック信号」を生成することができる。なお、この例はトラック制御に「３ビーム法」を用いる場合を示している。
【００１６】
上記の如き光干渉露光により得られた回折光学素子３１には以下の如き問題がある。  
即ち、図１１（ｂ）に示すように、回折領域３１ｂ、３１ｃが光ディスクのトラック方向（図の上下方向）にずれ、回折領域３１ｃの一部がフォーカス信号検出用の回折領域３１ａと重なってしまっている。このため、回折領域３１ｂと３１ｃとの間で「光利用効率
の差」を生じ、トラック信号にオフセットが生じる。
【００１７】
また、フォーカス信号検出用の回折領域３１ａの「上端部の右半分」が回折領域３１ｃと重なり、ナイフエッジ法によるフォーカス信号の検出のためのナイフエッジ部が直線状にならず、フォーカス信号を劣化させる原因となる。
【００１８】
【特許文献１】特許第３４３５０６７号公報
【特許文献２】特開平１０−５５１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
この発明は、光干渉露光により作製される回折光学素子において、トラック信号のオフセットや、ナイフエッジ法によるフォーカス信号の劣化を有効に回避することを課題とする。
この発明はまた、光干渉露光による回折光学素子の作製の際にマスタ回折光学素子原版として用いられる「計算機発生ホログラムとして形成されたバイナリブレーズ格子やその複製」に起因する「ノイズ的回折光の影響」を有効に軽減回避することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１記載の光ピックアップ装置は「光源からの光を光記録媒体の記録面に照射し、記録面により反射された戻り光束を回折光学素子に導光し、回折光学素子による回折光を光検出手段に導光して各種信号を得る光ピックアップ装置」であって、以下のごとき特徴を有する。
【００２１】
即ち、戻り光束を回折させる回折光学素子は、フォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含み、これら回折領域は「戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させる」ように格子ベクトルが設定されている。
【００２２】
回折光学素子は「実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じるマスタ回折光学素子原版」を用いる光干渉露光により、各回折領域同士が互いに重なり合わないように作製されたものである。  
なお、マスタ回折光学素子原版が「実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる」とは、光干渉露光の際に、マスタ回折光学素子原版で発生する「０次回折光や＋１次回折光とは異なる次数の回折光」の強度が、０次回折光・＋１次回折光の強度に比して十分に小さく、回折光学素子に対する上記各回折領域の形成に影響を与えないことを意味する。
【００２３】
請求項１記載の光ピックアップ装置において、回折光学素子のフォーカス信号検出用の回折領域が「光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する格子ベクトル」を持ち、トラック信号検出用の２つの回折領域が「トラックに直交する方向の格子ベクトル成分」が互いに異なり、「トラックに平行な方向の格子ベクトル成分」が等しく、光検出手段におけるトラック信号検出用の２組の受光領域が「光記録媒体のトラックに直交する方向に対応して、同列に配列されている」構成とすることができる（請求項２）。
【００２４】
この請求項２記載の光ピックアップ装置は「光検出手段におけるトラック信号検出用の２組の受光領域が、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する方向において、フォーカス信号検出用の受光領域に関して対称的に配置されている」構成とすることができる（請求項３）。上記請求項１〜３の任意の１に記載の光ピックアップ装置は「回折光学素子の回折領域相互が実質的に互いに接するように形成されている」構成であることが好ましい（請求項４）。
【００２５】
請求項５記載の回折光学素子は「光源からの光を光記録媒体の記録面に照射し、記録面により反射された戻り光束を回折光学素子に導光し、回折光学素子による回折光を光検出手段に導光して各種信号を得る光ピックアップ装置に用いられる回折光学素子」であって以下のごとき特徴を有する。
【００２６】
即ち、この回折光学素子は「実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じるマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光」により作製され、フォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む。これら回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させるように格子ベクトルが設定されているが、各回折領域同士が互いに重なり合わない。
【００２７】
請求項５記載の光ピックアップ装置の回折光学素子はまた、回折光学素子のフォーカス信号検出用の回折領域が「光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する格子ベクトル」を持ち、トラック信号検出用の２つの回折領域が「トラックに平行する方向の格子ベクトル成分が同じで、トラックに直交する方向の成分が互いに異なり、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応して同列に配列されたトラック信号検出用の２組の受光領域へ向けて戻り光束を回折させるように、２つの回折領域の格子ベクトルが設定されている」構成とすることができる（請求項６）。
【００２８】
この請求項６記載の光ピックアップ装置の回折光学素子において、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する方向において「フォーカス信号検出用の受光領域に関して対称的に配置されているトラック信号検出用の２組の受光領域」と、「フォーカス信号検出用の受光領域」へ向けて戻り光束を回折させるように、「トラック信号検出用の２つの回折領域とフォーカス信号検出用の回折領域の各格子ベクトル」が設定された構成とすることができる（請求項７）。
【００２９】
上記請求項５〜７の任意の１に記載の光ピックアップ装置の回折光学素子は「回折領域相互が実質的に互いに接するように形成されている」ことが好ましい（請求項８）。
【００３０】
請求項９記載の回折光学素子の作製方法は、上記請求項５〜８の任意の１に記載の回折光学素子を作製する方法であって、以下のごとき特徴を有する。  
即ち「作製するべき回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む回折領域の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部」を有するマスタ回折光学素子原版を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層に所定の間隔を隔して近接させて配置する。
【００３１】
そして、マスタ回折光学素子原版の側から「光ピックアップ装置の使用波長の露光光束（この明細書中において「光ピックアップ装置の使用波長と略同じ波長の露光光束」を言う。）」を、「光ピックアップ装置の光源の発光点と等価な点に集光する集束光束」として照射し、マスタ回折光学素子原版の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により記録材料層の露光を行う。  
このとき、マスタ回折光学素子原版として「各回折格子部の位置関係が、露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わないように設定されたもの」を用いる。
【００３２】
請求項１０記載の回折光学素子の作製方法は、請求項５〜８の任意の１に記載の回折光学素子を作製する方法であって、以下のごとき特徴を有する。  
即ち「作製するべき回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む回折領域の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部」を有するマスタ回折光学素子原版を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層に所定の間隔を隔して近接させて配置する。
【００３３】
そして、マスタ回折光学素子原版の側から「光ピックアップ装置の使用波長と異なる波長の露光光束」を、「光ピックアップ装置の光源の発光点に対応して使用波長との波長差に応じた位置に集光する集束光束」として照射し、マスタ回折光学素子原版の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により記録材料層の露光を行う。  
このとき、マスタ回折光学素子原版として「各回折格子部の位置関係が、露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わないように設定されたもの」を用いる。
【００３４】
請求項１１記載の回折光学素子の作製方法は、請求項５〜８の任意の１に記載の回折光学素子を作製する方法であって、以下のごとき特徴を有する。  
即ち「作製するべき回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む回折領域の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部」を有するマスタ回折光学素子原版を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層に所定の間隔を隔して近接させて配置する。
【００３５】
そして、マスタ回折光学素子原版の側から「光ピックアップ装置の使用波長の露光光束（光ピックアップ装置の使用波長と略同じ波長の露光光束）」を、「光ピックアップ装置の光源の発光点と等価な点から発散する発散光束」として照射し、マスタ回折光学素子原版の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により記録材料層の露光を行うようにする。  
このとき、マスタ回折光学素子原版として「各回折格子部の位置関係が、露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わないように設定されたもの」を用いる。
【００３６】
請求項１２記載の回折光学素子の作製方法は、請求項５〜８の任意の１に記載の回折光学素子を作製する方法であって、以下のごとき特徴を有する。  
即ち「作製するべき回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む回折領域の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部」を有するマスタ回折光学素子原版を、回折光学
素子の記録層となるべき記録材料層に所定の間隔を隔して近接させて配置する。
【００３７】
そして、マスタ回折光学素子原版の側から「光ピックアップ装置の使用波長と異なる波長の露光光束を、光ピックアップ装置の光源の発光点に対応して使用波長との波長差に応じた位置から発散する発散光束」として照射し、マスタ回折光学素子原版の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により上記記録材料層の露光を行う。  
このとき、マスタ回折光学素子原版として「各回折格子部の位置関係が、露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わないように設定されたもの」を用いる。
【００３８】
上記請求項９〜１２の任意の１に記載の回折光学素子の作製方法においては「マスタ回折光学素子原版における各回折格子部の位置関係」が、露光条件に応じて、記録材料層の露光の際に「各回折格子部に対応する干渉縞が互いに実質的に隣接しあう」ように設定されたマスタ回折光学素子原版を用いることができる（請求項１３）。「露光条件」は、光干渉露光を行うときの露光光束の（平行光束、発散光束、集束光束等の）光束形態や、回折格子部と記録材料層の位置関係等である。
【００３９】
上記請求項９〜１３の任意の１に記載の回折光学素子の作製方法において用いられるマスタ回折光学素子原版は「各回折格子部を、計算機発生ホログラム（ＣＧＨ）として形成された原版」もしくは「このＣＧＨとして形成された原版を第１原版として干渉露光により複製した第２原版」を用いることができる（請求項１４）。
【００４０】
請求項９〜１４の任意の１に記載の回折光学素子の作製方法において、露光される記録材料層として「露光量に対して回折効率の飽和特性を持つ材料」を用いることが好ましい（請求項１５）。この場合、露光量に対して回折効率の飽和特性を持つ材料としては「液晶層とポリマー層が交互に形成されたポリマー分散型液晶素子」が好適である（請求項１６）。なお、光干渉露光を行う際に、マスタ回折光学素子原版の側から照射する露光光束は平行光束とすることも可能である。
【００４１】
請求項１７記載の光ピックアップ装置は「光源からの光を光記録媒体の記録面に照射し、記録面により反射された戻り光束を回折光学素子に導光し、回折光学素子による回折光を光検出手段に導光して各種信号を得る光ピックアップ装置」であって、以下のごとき特徴を有する。
即ち、戻り光束を回折させる回折光学素子は、フォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含み、各回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させるように格子ベクトルが設定され、且つ、「主として０次回折光と＋１次回折光を生じる階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光により、各回折領域同士が互いに重なり合わない」ように作製されたものである。
【００４２】
そして、「回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域において２配列以上かからない」ように、回折光学素子における各回折領域における格子ベクトルの向き及び大きさと、光検出手段における各受光領域の配置とが定められている。
【００４３】
請求項１７記載の光ピックアップ装置において、回折光学素子の作製の際に光干渉露光に用いられる「主として０次回折光と＋１次回折光を生じる階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版」は、計算機発生ホログラム（ＣＧＨ）として形成された原版、もしくは「上記原版を第１原版として複製した第２原版」であることができる（請求項１８）。
【００４４】
周知の如く「ブレーズ型の回折格子」は、回折に際して実質的に「０次回折光と＋１次回折光のみ」を発生するように作製できるが、作製に時間を要し、低コストでの量産を実現するのは必ずしも容易でない。
【００４５】
このようなブレーズ型の回折格子の格子形状を「階段的に近似するバイナリブレーズ型の回折光学素子」は低コストで量産性良く作製できるが、格子形状を階段状に近似する副作用として、回折に際しては「０次回折光と＋１次回折光」のほかに「種々の回折角をもった１群の回折光」が発生する。  
請求項１７において、階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版が「主として０次回折光と＋１次回折光を生じる」とは、これら０次回折光と＋１次回折光の他に上記「種々の回折角をもった１群の回折光」をも発生させることを意味する。  
すると、階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版（上記「ＣＧＨとして形成された原版もしくは第２原版」を用いる光干渉露光で作製された回折光学素子には、上記「種々の回折角をもった１群の回折光」による干渉縞も記録されることになる。
【００４６】
従って、このように作製された回折光学素子はマスタ回折光学素子原版と同様「０次回折光と＋１次回折光」を主として発生させるが、それと同時に「種々の回折角をもった１群の回折光」をも発生させる。  
請求項１７における「回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光」とは、各回折領域での戻り光束の回折により発生する「種々の回折角をもった１群の回折光」を言う。即ち、回折領域ごとに「種々の回折角を持った１群の回折光」がノイズ的回折光として発生することになる。
【００４７】
各回折領域で発生するノイズ的回折光は「当該回折領域の格子ベクトル」の向きに沿って発生する。そして戻り光束は回折領域で回折されたのち、光検出手段の受光面（受光領域が配置されている面）上に集光像を形成するので、各回折領域で発生した＋１次光とノイズ的回折光とは、上記受光面上に「当該回折領域における格子ベクトルの方向に対応する１群の集光像の配列」を形成することになる。即ち、回折領域の各々に対応して「集光像群の配列」が形成される。集光像群の配列方向は、対応する回折領域における格子ベクトルの方向と対応する。
請求項１７の光ピクアップ装置では上記の如く「回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域において２配列以上かからない」ように、回折光学素子における各回折領域における格子ベクトルの向き及び大きさと、光検出手段における各受光領域の配置とが定められているのである。
【００４８】
請求項１７または１８記載の光ピックアップ装置において、回折光学素子の回折領域相互は「実質的に互いに接するように形成されている」ことが好ましい（請求項１９）。
【００４９】
請求項２０記載の「光ピックアップ装置の回折光学素子」は、請求項１７〜１９の任意の１に記載の光ピックアップ装置に用いられる回折光学素子であって以下のごとき特徴を有する。
即ち、回折光学素子は「フォーカス信号検出用の回折領域」と「トラック信号検出用の２つの回折領域」とを含み、各回折領域は「戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させる」ように格子ベクトルが設定され、且つ、「主として０次回折光と＋１次回折光を生じる階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版」を用いる光干渉露光により、各回折領域同士が互いに重なり合わないように作製されたものである。
【００５０】
そして、回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域において２配列以上かからないように、回折光学素子における各回折領域における格子ベクトルの向き及び大きさが「光検出手段における各受光領域の配置に応じて定められ」ている。
【００５１】
請求項２０記載の光ピックアップ装置の回折光学素子は「回折領域相互が実質的に互いに接するように形成されている」ことが好ましい（請求項２１）。
また、請求項２０または２１記載の光ピックアップ装置の回折光学素子において、光干渉露光により露光される記録材料層として「露光量に対して回折効率の飽和特性を持つ材料」を用いることができ（請求項２２）、この場合において、「光干渉露光により露光される記録材料層として用いられる回折効率の飽和特性を持つ材料」は、液晶層とポリマー層が交互に形成されたポリマー分散型液晶素子であることができる（請求項２３）。
【発明の効果】
【００５２】
上に説明したように、請求項５〜８の任意の１に記載の回折光学素子は「マスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光」を利用して、請求項９〜１６の任意の１に記載の作製方法により作製されるが、作製された回折光学素子においては「各回折領域同士が互いに重なり合わない」ので、これを用いる光ピックアップ装置において、前述したトラック信号のオフセット、ナイフエッジ法によるフォーカス信号の劣化の問題が有効に回避される。従って、この回折光学素子を用いる光ピックアップ装置は良好な性能を発揮できる。
【００５３】
また、この発明の回折光学素子は「マスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光」を利用して作製されるので、フォトリソグラフィ技術を利用する場合のような「波長に対する制限」が緩やかであり、フォトリソグラフィ技術を用いる場合には作製が極めて困難であるとされている「青色波長（例えば４０５ｎｍ）」で使用する回折光学素子も容易に実現可能である。
【００５４】
また、請求項１７記載の光ピックアップ装置では、「回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域において２配列以上かからない」ように、回折光学素子における各回折領域における格子ベクトルの向き及び大きさと、光検出手段における各受光領域の配置とが定められているので、ノイズ的回折光の影響を有効に軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、発明の実施の形態を説明する。  
図１（ａ）における符号５１は「マスタ回折光学素子原版」を示し、（ｂ）における符号５１’は「マスタ回折光学素子原版５１を用いて作製された回折光学素子」を示している。図１（ｃ）は、光検出手段における受光領域の配列状態を示している。
【００５６】
回折光学素子５１’は「光源からの光を光記録媒体の記録面に照射し、記録面により反射された戻り光束を回折光学素子に導光し、回折光学素子による回折光を光検出手段に導光して各種信号を得る光ピックアップ装置に用いられる回折光学素子」である。  
回折光学素子５１’は「マスタ回折光学素子原版５１を用いる光干渉露光」を利用して作製されるが、図１（ｂ）に示すように、フォーカス信号検出用の回折領域５１ａ’と、トラック信号検出用の２つの回折領域５１ｂ’、５１ｃ’とを含み、これら回折領域５１ａ’、５１ｂ’、５１ｃ’は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させるように格子ベクトルＶ５０’、Ｖ５１’、Ｖ５２’が設定され、回折領域５１ａ’、５１ｂ’、５１ｃ’は相互に分離し、互いに重なり合わない（請求項５）。
【００５７】
回折領域５１ａ’は「フォーカス信号検出用の回折領域」であり、２つの回折領域５１ｂ’と５１ｃ’は「トラック信号検出用の回折領域」である。これらの回折領域の格子ベクトルＶ５０’、Ｖ５１’、Ｖ５２’はそれぞれ「戻り光束を光検出手段の所定の受光領域５２ａ、５２ｂ、５２ｃに向けて回折させる」ように設定されている。
【００５８】
回折光学素子のフォーカス信号検出用の回折領域５１ａ’は、光記録媒体のトラックに直交する方向（図の左右方向）に対応する格子ベクトルＶ５０’を持ち、トラック信号検出用の２つの回折領域５１ｂ’と５１ｃ’は「トラック方向に平行な格子ベクトル成分」が互いに同じで、「トラックに直交する方向の格子ベクトル成分」が互いに異なる。
【００５９】
このため、戻り光束の「回折領域５１ｂ’と５１ｃ’による回折光束」は、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応して「同列に配列」されたトラック信号検出用の２組の受光領域５２ｂ、５２ｃへ向けて回折される（請求項６）。
【００６０】
また、トラック信号検出用の２組の受光領域５２ｂ、５２ｃは、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する方向（図１（ｃ）において左右方向）において、フォーカス信号検出用の受光領域５２ａに関して対称的に配置されている。トラック信号検出用の２つの回折領域５１ｂ’と５１ｃ’とフォーカス信号検出用の回折領域５１ａ’の各格子ベクトルＶ５０’、Ｖ５１’、Ｖ５２’は、上記の如き配列の受光領域５２ａ、５２ｂ、５２ｃに回折光束が向かうように設定されているのである（請求項７）。
【００６１】
上に説明した回折光学素子５１’を、マスタ回折光学素子原版５１を用いて光干渉露光により作製する方法を、図２を参照して説明する。符号５１Ａはマスタ回折光学素子原版５１の「回折格子部（図１（ａ）に示す回折格子部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ）」を簡単化して示している。即ち、マスタ回折光学素子原版５１の回折格子部５１Ａは、回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の領域（図１における回折領域５１ａ’と、トラック信号検出用の２つの回折領域５１ｂ’、５１ｃ’の個々に対応して「実質的に０次回折光と＋１次回折光のみ」を生じる回折格子部である。
【００６２】
図２において、符号５１０は回折光学素子５１’となるべき記録部材を示す。  
記録部材５１０は透明な基板５１１上に感光性の記録材料層５１３が形成され、その上に透明な保護層５１２が形成されている。マスタ回折光学素子原版５１は、記録部材５１０における「回折光学素子の記録層」となるべき記録材料層５１３に対して所定の間隔を隔して近接させて配置される。
【００６３】
そして、マスタ回折光学素子原版５１の側（図２の右側）から、光ピックアップ装置の使用波長と略同じ波長を持つ露光光束ＬＢを、光ピックアップ装置の光源の発光点と等価な点Ｐ１（回折光学素子として光ピックアップ装置に組み込まれたとき、光ピックアップ装置の光源の発光点が点Ｐ１に位置する。）に集光する集束光束として照射する。
【００６４】
この集束光束ＬＢはマスタ回折光学素子原版５１を透過すると、回折格子部５１Ａにより０次回折光ＬＢ０と＋１次回折光ＬＢ１とに分離する。０次回折光ＬＢ０は点Ｐ１に向かって集束する。＋１次回折光ＬＢ１は点Ｐ２に向かって集束するが、点Ｐ２は「回折光学素子が光ピックアップ装置に組み込まれたときに光検出部の受光領域が位置するべき位置」である。０次回折光ＬＢ０と＋１次回折光ＬＢ１とは、符号５１３ａで示す領域において互いに干渉し、その干渉縞が記録材料層５１３に記録される。
【００６５】
図２に示されたように、回折格子部５１Ａと記録材料層５１３とが所定の間隔を隔し、露光光束ＬＢが集束光束であるため、０次回折光ＬＢ０、＋１次回折光ＬＢ１ともに集束光束であり、これらが干渉する領域５１３ａは回折格子部５１Ａよりも小さくなり、またこの干渉領域５１３ａは、回折格子部５１Ａよりも「＋１次回折光ＬＢ１が回折する方向（図２において図の下方へ向かう方向）」へずれることになる。このずれ量は「回折格子部５１Ａと記録材料層５１３との所定の間隔」、露光光束の波長と集束の程度、回折格子部の格子ベクトルにより定まる。
【００６６】
ここで再度図１を参照すると、マスタ回折光学素子原版５１の回折格子部５１ａ、５１ｂ、５１ｃは互いに密接しているが、これらの回折格子部の格子ベクトルＶ５０、Ｖ５１、Ｖ５２は互いに異なる。このため、図２に即して説明した光干渉露光で記録材料層５１３の露光が行われるとき、マスタ回折光学素子原版５１における「回折格子部５１ａからの０次回折光と＋１次回折光とが干渉する領域」は、格子ベクトルＶ５０の向きに従って、マスタ回折光学素子原版５１に対して若干右方へずれる。
【００６７】
同様に、回折格子部５１ｂ、５１ｃによる「０次回折光と＋１次回折光の回折領域」は、これら回折格子部の格子ベクトルＶ５１、Ｖ５２の向きに従い、それぞれ、図の斜め右上へ向かってずれる。
【００６８】
従って、結局、得られる回折光学素子５１’における回折領域５１ａ’、５１ｂ’、５１ｃ’は、図１（ｂ）に示すように、互いに分離して相互に重なり合うことがない。このため「ナイフエッジ法によるフォーカス信号検出」をおこなうとき、ナイフエッジ端が回折領域５１ａ’の上端のように「明瞭な一直線」となる。
【００６９】
また、トラック信号検出用の回折領域５１ｂ’，５１ｃ’は光ディスクのトラック方向に関して同位置にあるので「トラック信号であるプッシュプル信号」にオフセットを生じさせない。
【００７０】
上に図１、図２に即して説明した回折光学素子５１’の作製方法は、作製するべき回折光学素子５１’におけるフォーカス信号検出用の回折領域５１ａ’と、トラック信号検出用の２つの回折領域５１ｂ’、５１ｃ’の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを有するマスタ回折光学素子原版５１を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層５１３に所定の間隔を隔して近接させて配置し、マスタ回折光学素子原版５１の側から、光ピックアップ装置の使用波長の露光光束ＬＢを、光ピックアップ装置の光源の発光点と等価な点Ｐ１に集光する集束光束として照射し、マスタ回折光学素子原版５１の各回折格子部による＋１次回折光ＬＢ１と０次回折光ＬＢ０との干渉縞により記録材料層５１３の露光を行うようにし、マスタ回折光学素子原版５１として、各回折格子部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの位置関係が「露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わない」ように設定されたものを用いる作製方法（請求項９）である。
【００７１】
なお、図１に示す実施の形態では、トラック信号検出用の受光領域５２ｂ、５２ｃが各々３分割されているが、これは前述の「３ビーム法」を用いた差動プッシュプル検出を行うためである。通常の「１ビームによるプッシュプル検出」をおこなう場合は、受光領域
５２ｂ，５２ｃは各々「単一受光領域」とすることができる。
【００７２】
また、図１（ｂ）に示すように回折領域５１ｂ’、５１ｃ’から受光領域５２ｂ、５２ｃへ向けて回折・集光される光束の光スポット位置は、光記録媒体のトラック方向と直交する方向に関して、フォーカス信号検出用の光スポットを基準に「左右対称の位置」に集光するので、図２の配置で複製露光した回折光学素子５１’は、図１（ｂ）に示すように回折光学素子の中心に対して「トラック方向と直交する方向に関して左右対称」に回折領域５１ｂ’、５１ｃ’を配置でき、回折領域５１ｂ’、５１ｃ’がトラックと垂直方向に平行に配置されていることと相まって、トラック信号であるプッシュプル信号に「左右アンバランスによるオフセット」を生じない。
【００７３】
上に説明した回折光学素子の作製方法では、光干渉露光の露光光束として、光ピックアップ装置の使用波長の露光光束を集束光束として照射したが、露光光束は「光ピックアップ装置の使用波長と異なる波長の光」でもよい。
【００７４】
この場合の露光の様子を、図３を参照して説明する。繁雑を避けるため、混同の恐れがないと思われるものについては、図２におけると同一の符号を用いる。  
マスタ回折光学素子原版５１と記録部材５１０の記録材料層５１３が近接して配置され、マスタ回折光学素子原版５１側から露光光束ＬＣを集束光束として照射するとき、露光光束ＬＣの集光点Ｐ１’は「光ピックアップ装置使用時の光源発光点Ｐ１」ではなく「露光光束ＬＣの波長と光ピックアップ装置の使用波長との違いに応じた点Ｐ１’」へ集束させるようにする。マスタ回折光学素子原版５１から点Ｐ１’へ集光する０次回折光ＬＣ０と点Ｐ２’へ集光する＋１次回折光ＬＣ１が発生して、記録材料層５１３に２光束干渉露光がおこなわれる。点Ｐ２’は「光ピックアップ装置の受光領域に対応する点Ｐ２」の上記波長の違いに対応した位置である。
【００７５】
このような方法でも、図１（ｂ）に示す回折光学素子５１’を作製できる。
【００７６】
即ち、この方法では、作製されるべき回折光学素子におけるフォーカス信号検出用の回折領域５１ａ’と、トラック信号検出用の回折領域５１ｂ’、５１ｃ’の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部を有するマスタ回折光学素子原版５１を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層５１３に所定の間隔を隔して近接させて配置し、マスタ回折光学素子原版５１の側から「光ピックアップ装置の使用波長と異なる波長」の露光光束ＬＣを、光ピックアップ装置の光源の発光点Ｐ１に対応して使用波長との波長差に応じた位置Ｐ１’に集光する集束光束として照射し、マスタ回折光学素子原版５１の各回折格子部による＋１次回折光ＬＣ１と０次回折光ＬＣ０との干渉縞により記録材料層の露光を行うようにし、マスタ回折光学素子原版５１として、各回折格子部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの位置関係が「露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わない」ように設定されたものを用いる作製方法（請求項１０）である。
【００７７】
図４は、上に図３を参照して説明した光干渉露光の場合における記録材料層５１３内における干渉の様子を説明するための図である。  
露光光束ＬＣ（図中に「干渉光」として示す。）の波長をλ１とし、０次回折光と＋１次回折光との２光束が、図の如く、入射角：α１、β１で入射して「干渉縞」を形成するものとし、生じた干渉縞のピッチをｄ、記録材料層５１３内での傾斜角をγとする。この
とき、入射角：α１、β１、傾斜角：γの関係は以下のようになる。
【００７８】
ｄ＝λ１／｛ｎ１・（ｓｉｎα１＋ｓｉｎβ１）｝        （１）
（ｎ１は、波長：λ１における記録材料層５１３の屈折率）  
γ＝（α１＋β１）／２                              （２）
この光干渉露光により記録された「ホログラム格子」に、波長：λ０（光ピックアップ装置の使用波長）の再生照明光（戻り光束）を、図の如く、入射角：α０（記録材料層５１３の内側）で入射させると、回折角：β０は
ｓｉｎα０＋ｓｉｎβ０＝λ０／（ｎ０・ｄ）          （３）
（ｎ０は、波長：λ０における記録材料層５１３の屈折率）  
であり、回折がブラッグ回折をおこす条件は
（α０＋β０）／２＝γ                              （４）
である。
【００７９】
上記（１）〜（４）式から、波長：λ１で形成した干渉縞から波長：λ０でブラッグ回折を起こさせる条件は、
ｎ０・（ｓｉｎα０＋ｓｉｎβ０）／λ０
＝ｎ１・（ｓｉｎα１＋ｓｉｎβ１）／λ１              （５）
α０＋β０＝α１＋β１                             （６）
であり、これら（５）、（６）式を満足するように入射角・回折角を設定すれば良い。
【００８０】
波長：λ０の光源を持つ光ピックアップ装置を使用する場合、光記録媒体である光ディスクからの戻り光束が回折光学素子５１’に入射するとき、戻り光束の主光線は垂直入射となる。このため主光線に対しては上記入射角：α０＝０となり、（５）、（６）式は
ｎ０・ｓｉｎβ０／λ０＝ｎ１・（ｓｉｎα１＋ｓｉｎβ１）／λ１      （７）
β０＝α１＋β１                                                   （８）  
となるので、これら（７）、（８）式の条件を満足させることにより、光ピックアップ装置の使用波長と光干渉露光に用いる露光光束の波長が異なっている場合も、光ピックアップ装置に適用させたとき、回折光学素子全面でブラッグ条件を満足させられるため高効率で収差のない回折光を発生させることができる。
【００８１】
図５は実施の別の形態を説明するための図である。この実施の形態では、図５（ａ）に示す如きマスタ回折光学素子原版７１を用いて回折光学素子７１’を作製する。
【００８２】
マスタ回折光学素子原版７１は、図５（ａ）に示すように、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部７１ａ、７１ｂ、７１ｃを有するが、これらの回折格子部は相互に間隔を持って分離している。回折格子部７１ａ、７１ｂ、７１ｃはそれぞれ、作製するべき回折光学素子７１’におけるフォーカス信号検出用の回折領域７１ａ’と、トラック信号検出用の回折領域７１ｂ’、７１ｃ’の個々に対応する。
【００８３】
マスタ回折光学素子原版７１における各回折格子部７１ａ、７１ｂ、７１ｃは、図示の如く、格子ベクトルＶ７０、Ｖ７１、Ｖ７２を有する。格子ベクトルＶ７０はトラック方向と直交する方向であり、格子ベクトルＶ７１、Ｖ７２は、トラック方向に対して傾き、
トラック方向と、トラックに直交する方向とに対して成分を持っている。
【００８４】
回折光学素子７１’は、図５（ｂ）に示すように、実質的に互いに接しあう回折領域７１ａ’、７１ｂ’、７１ｃ’を有し（請求項８）、これら回折領域における格子ベクトルＶ７０’、Ｖ７１’、Ｖ７２’は、戻り光束をそれぞれ、光検出手段の所定の受光領域７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（図５（ｃ）参照）に向けて回折させるように設定される。
【００８５】
光検出手段におけるトラック信号検出用の２組の受光領域７２ｂ、７２ｃは、トラックに直交する方向へ同列に、且つ、フォーカス信号検出用の受光領域７２ａに関して対称的に配置されている。即ち、トラック信号検出用の２つの回折領域７１ｂ’と７１ｃ’とフォーカス信号検出用の領域７１ａ’の各格子ベクトルＶ７０’、Ｖ７１’、Ｖ７２’は、上記の如き配列の受光領域７２ａ、７２ｂ、７２ｃに回折光束が向かうように設定されているのである（請求項７）。
【００８６】
図６に示すように、マスタ回折光学素子原版７１（符号７１Ａは、マスタ回折光学素子原版７１の「回折格子部（図５参照）」を簡単化して示している。）と、回折光学素子７１’となるべき記録部材７１０（透明な基板７１２上に感光性の記録材料層７１３が形成され、その上に透明な保護層７１１が形成されている。）とを「マスタ回折光学素子原版７１の回折格子部７１Ａが、記録部材７１０における「回折光学素子の記録層」となるべき記録材料層７１３に対して所定の間隔を隔して近接」するようにして配置する。
【００８７】
そして、マスタ回折光学素子原版７１の側（図２の左側）から、光ピックアップ装置の使用波長と略同じ波長を持つ露光光束ＬＢ１０を、光ピックアップ装置の光源の発光点と等価な点Ｐ１（回折光学素子として光ピックアップ装置に組み込まれたとき、光ピックアップ装置の光源の発光点が点Ｐ１に位置する。）から発散する発散光束として照射する。
【００８８】
この発散光束ＬＢ１０はマスタ回折光学素子原版７１を透過すると、回折格子部７１Ａにより０次回折光ＬＢ０１と＋１次回折光ＬＢ１１とに分離する。０次回折光ＬＢ０１は点Ｐ１からの発散性を保つ。＋１次回折光ＬＢ１１は「あたかも点Ｐ２から発散する」ように伝播する。０次回折光ＬＢ０１と＋１次回折光ＬＢ１１とは互いに干渉し、干渉領域７１３Ａにおけるその干渉縞が記録材料層７１３に記録される。
【００８９】
図６に示されたように、回折格子部７１Ａと記録材料層７１３とが所定の間隔を隔し、露光光束ＬＢ１０が発散光束であるため、０次回折光ＬＢ０１、＋１次回折光ＬＢ１１ともに発散光束で、これらが干渉する領域７１３Ａは回折格子部７１Ａよりも一回り大きくなり、またこの干渉領域７１３Ａは、回折格子部７１Ａよりも「＋１次回折光ＬＢ１１が回折する方向（図６において図の右上方へ向かう方向）」へずれる。このずれ量は「回折格子部７１Ａと記録材料層７１３とが所定の間隔」、露光光束の波長と集束の程度、回折格子部の格子ベクトルにより定まる。
【００９０】
図５に示すように、回折格子部７１ａの格子ベクトルＶ７０はトラック方向に直交する方向であるから、回折格子部７１ａによる０次回折光と＋１次回折光の干渉領域は、トラック方向に直交する方向へずれる。これに対し、回折格子部７１ｂ、７１ｃの格子ベクトルＶ７１、Ｖ７２は、「トラック方向に直交する成分」と「トラック方向に平行な成分」とを有するから、これらの回折格子部７１ｂ、７１ｃによる０次回折光と＋１次回折光との干渉領域はトラック方向に直交する方向にずれるとともに、トラック方向に平行な方向へもずれる。
【００９１】
格子ベクトルＶ７１、Ｖ７２のトラック方向に平行な成分は、回折格子部７１ａの側へ向かうので、回折格子部７１ｂ、７１ｃに対応する干渉領域は、回折格子部７１ｂ、７１ｃよりも一回り大きくなると共に、回折格子部７１ａに対応する干渉領域に近づく方向へずれる。従って、マスタ回折光学素子原版７１における回折格子部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ相互の間隔の大きさ、各格子ベクトルの関係等を、回折格子部７１Ａと記録材料層７１３の間隔や、露光光束ＬＢ１０の発散状態に応じて適宜に設定すれば、各干渉領域が互いに重なり合うことなく密接して隣接し合い、図５（ｂ）に示すように、回折領域７１ａ’、７１ｂ’、７１ｃ’を実質的に互いに接するように形成できる。
【００９２】
従って、図５（ｂ）に示されたように、回折光学素子７１’における回折領域７１ａ’、７１ｂ’、７１ｃ’は相互に重なり合うことがない。このため「ナイフエッジ法によるフォーカス信号検出」を行うとき、ナイフエッジ端が回折領域７１ａ’の上端は「明瞭な一直線」となる。また、トラック信号検出用の回折領域７１ｂ’、７１ｃ’は光ディスクのトラック方向に関して同位置にあるので、トラック信号であるプッシュプル信号にオフセットを生じさせない。
【００９３】
さらに、回折領域７１ａ’、７１ｂ’、７１ｃ’の間に隙間がない。図１（ｂ）に示した回折光学素子５１’は、回折領域７１ａ’、７１ｂ’、７１ｃ’の間に隙間があり、戻り光束がこの「隙間」を通って光源側へ戻るが、回折光学素子７１’ではこのような「光源への戻り光束の入射」が有効に防止される。
【００９４】
回折光学素子７１’の格子ベクトルＶ７０’、Ｖ７１’、Ｖ７２’はマスタ回折光学素子原版７１における格子ベクトルＶ７０、Ｖ７１、Ｖ７２に対応して図５（ｂ）の如き向きを有している。
【００９５】
このような回折光学素子７１’に「光記録媒体からの戻り光束」が集光状態で入射すると、この戻り光束は「あたかも光源の発光部（図６における点Ｐ１）へ向かって集束するかのよう」にして回折光学素子７１’に入射するが、このときの戻り光束の形態は、回折光学素子７１’を作製するときに用いた発散性の露光光束ＬＢ１０（図６参照）に対して「共役な光束」である。このように戻り光束が露光光束に対して共役な光束であると、図５（ｂ）における各回折領域７１ａ’、７１ｂ’、７１ｃ’は、格子ベクトルが（その向きを反転させた）、図５（ｄ）に示すような格子ベクトルＶ７０Ａ、Ｖ７１Ａ、Ｖ７２Ａを持った回折領域としてブラッグ回折を生じる。
【００９６】
従って、回折領域７１ａ’、７１ｂ’、７１ｃ’で回折された戻り光束は、それぞれ、図５（ｃ）に示す如き位置関係の受光領域７２ａ、７２ｂ、７２ｃに集光する。
【００９７】
図５、図６に即して説明した実施の形態において、回折光学素子７１’は、フォーカス信号検出用の回折領域７１ａ’と、トラック信号検出用の２つの回折領域７１ｂ’、７１ｃ’の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部７１ａ、７１ｂ、７１ｃを有するマスタ回折光学素子原版７１を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層７１３に所定の間隔を隔して近接させて配置し、マスタ回折光学素子原版７１の側から、光ピックアップ装置の使用波長の露光光束ＬＢ１０を、光ピックアップ装置の光源の発光点と等価な点Ｐ１から発散する発散光束として照射し、マスタ回折光学素子原版７１の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により記録材料層７１３の露光を行うようにし、マスタ回折光学素子原版７１として、各回折格子部７１ａ、７１ｂ、７１ｃの位置関係が、露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わないように設定されたものを用いる作製方法（請求項１１）で作製される。
【００９８】
別の作製方法として、図７に示すように、フォーカス信号検出用の回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域とを含む回折領域の個々に対応して、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じる回折格子部を有するマスタ回折光学素子原版７１を、回折光学素子の記録層となるべき記録材料層７１３に所定の間隔を隔して近接させて配置し、マスタ回折光学素子原版７１の側から、光ピックアップ装置の使用波長と異なる波長の露光光束ＬＢ３０を、光ピックアップ装置の光源の発光点（と等価な）点Ｐ１に対応して「使用波長との波長差」に応じた位置Ｐ１’から発散する発散光束として照射し、マスタ回折光学素子原版７１の各回折格子部による＋１次回折光と０次回折光との干渉縞により記録材料層７１３の露光を行うようにし、マスタ回折光学素子原版７１として、各回折格子部の位置関係が「露光の際に各回折格子部に対応する干渉縞が互いに重なり合わない」ように設定されたものを用いる作製方法（請求項１２）も可能である。
【００９９】
勿論、この請求項１２の回折光学素子の作製方法によっても、図５（ｂ）に示すような「回折領域相互が実質的に互いに接するように形成された回折光学素子」を作製することができる。  
図５に示す実施の形態では、トラック信号検出用の受光領域７２ｂ、７２ｃが各々３分割されているが、これは前述の「３ビーム法を用いた差動プッシュプル検出」を行うためである。通常の「１ビームによるプッシュプル検出」を行う場合は、受光領域７２ｂ、７２ｃは各々「単一受光領域」とすることができる。
【０１００】
図５に示す実施の形態の場合も、図１に示す実施の形態の場合と同様、トラック信号であるプッシュプル信号に「左右アンバランスによるオフセット」を生じない。
【０１０１】
上に説明した回折光学素子の作製方法で用いられているマスタ回折光学素子原版５１、７１は、これら自体「光干渉露光」によって作製することができるが、マスタ回折光学素子原版の各回折格子部を、計算機発生ホログラム（ＣＧＨ）として形成することができる（請求項１４）。即ち、光干渉露光により生じる干渉縞をコンピュータで演算算出し、そのデータを元に「露光用のマスク」を作製し、このマスクを「マスタ回折光学素子原版」として用いて上に説明した如き光干渉露光により回折光学素子を作製する。
【０１０２】
あるいは、光干渉露光と等価な波面による干渉縞をコンピュータ上で演算し、電子ビームリソグラフィあるいはフォトリソグラフィ手法により「複数に分割された回折格子部を有するマスタ回折光学素子原版」を形成することもできる。
【０１０３】
このように、マスタ回折光学素子原版の作製にＣＧＨの手法を用いると、干渉縞の演算を行うときに、実際の光ピックアップ装置での使用波長を用いることができるので、回折格子部の配置関係を自由に且つ容易に設定でき、マスタ回折光学素子原版により回折光学素子を光干渉露光で複製するときの露光光束の波長と、作製された回折光学素子を光ピックアップに搭載したときの使用波長との違いによる収差発生の問題が生じない等のメリットがある。
【０１０４】
勿論、ＣＧＨとして回折格子部を形成されたマスタ回折光学素子原版を第１原版とし、これを体積型記録材料に密着して複製露光し、これを第２原版として光干渉露光を行って回折光学素子を作製することもできる（請求項１４）。上記第２原版は、第１原版を用いて光干渉露光で作製しても良い。
【０１０５】
回折光学素子はマスタ回折光学素子原版の回折格子部による０次回折光と＋１次回折光の干渉を感光性の記録材料層に記録することにより作製されるが、「露光される記録材料層」として「露光量に対して回折効率の飽和特性を持つ材料」を用いることができる（請求項１５）。
【０１０６】
「回折効率に飽和特性がある」とは、図８に示すように「記録材料層に光干渉露光を行うとき、露光量の増加に伴う回折効率の増加が、ある露光量：Ｅ１以上で飽和し、露光量：Ｅ１以上の露光量では回折効率が略一定になる特性を持つ」ことを意味する。このような回折効率の飽和特性を持つ材料を用いた記録材料層を用い、上に説明した光干渉露光による回折光学素子の作製を行うと２つの大きな利点が生じる。
【０１０７】
大きな利点の１つは「光干渉露光を実行するときの露光光束」の光強度分布が一様でなくても、露光強度と露光時間の積である露光量の最小値が、図８のグラフにおける露光量：Ｅ１であるようにすれば、光干渉露光で作製された回折光学素子の各回折領域の回折効率分布を略一様とすることができ、回折光学素子の均一な回折効率分布を実現できる。
【０１０８】
大きな利点の第２は、マスタ回折光学素子原版として、図５に示すような各回折格子部の間に隙間を持つものを用いる場合、各回折格子部に入射した露光光束は０次回折光と＋１次回折光を生じさせ、例えば入射する露光光束に対して０次回折光：４０％、＋１次回折光：４０％の割合で記録材料層を露光する。即ち、光干渉露光において干渉する２光束（０次回折光と＋１次回折光）の強度比が略１：１となる。一方、各回折格子部の間隙を透過した光は回折を受けることなく略全透過し、回折格子部から回折してきた＋１次回折光と干渉する。このときの強度比は約１：０．４である。
【０１０９】
このときの光干渉露光の露光量は「回折格子部で発生した０次回折光と＋１次回折光による干渉露光の露光量」の１４０／８０＝１．７５倍となる。このように回折格子部を透過した０次回折光による干渉露光領域と上記間隙を透過した光による干渉露光領域では露光量が大きく異なり、光干渉露光で作製された回折光学素子に回折効率が異なる領域が発
生して、回折領域の回折効率分布が不均一になる恐れがある。
【０１１０】
このとき、図８に示す如き「回折効率の飽和特性」を持つ記録材料層を用いれば、光干渉露光の露光量としてある値以上与えれば、回折効率が略一定になるので、マスタ回折光学素子原版の回折格子部を透過した０次回折光による光干渉露光領域の露光量を図８における露光量：Ｅ１に設定し、隙間を透過した光による光干渉露光領域における露光量を露光量：Ｅ２に設定すれば「回折効率の飽和特性」により、上記両光干渉領域とも略同じ回折効率になり、作製された回折光学素子の回折領域の効率分布を略一様にできる。
【０１１１】
上記の如き「露光される記録材料層として用いられる、露光量に対して回折効率の飽和特性を持つ材料」としては「液晶層とポリマー層が交互に形成されたポリマー分散型液晶素子」を用いることができる（請求項１６）。
ポリマー分散型液晶素子は記録材料層として、例えば記録部材５１０における「透光性基板５１１、保護層５１２に挟まれた「非重合性液晶と重合性モノマー（もしくはプレポリマー）の混合液」を用いるものである。例えば、図２において、マスタ回折光学素子原版５１で回折された０次回折光と＋１次回折光の干渉縞において、「光強度の強い部分」では重合性モノマーが硬化しポリマー層となるが、このとき非重合性液晶分子は硬化したポリマー層から分離される。
【０１１２】
その結果、ポリマー層と液晶層が「干渉縞と同ピッチの周期構造」として形成される。液晶の常光屈折率または異常光屈折率とポリマー層の屈折率を合わせることにより、再生時に「特定の偏光」に対して効率良く回折し、これに直交する偏光は回折しない「偏光依存性回折光学素子」を作製できる。
【０１１３】
かかる記録材料は「光干渉露光の露光量に対する回折効率の特性」が図８に示すような「ある露光量以上の露光に対しては回折効率が略一定になる特性」となっている。これは干渉縞の露光により非重合性液晶分子とポリマー層が分離され、ある値以上の露光量に対してはポリマーが重合完了し、それ以上重合が進まないため、ある値以上の露光量を与えても回折効率がそれ以上増大しないためである。
【０１１４】
かかる記録材料層の材料成分のうち、非重合性液晶としては、ネマチック、コレステリック、スメクチックのいずれのタイプでも良く、従来公知のビフェニル、ターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、安息香酸フェニルエステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、フェニルピリミジン、フェニルジオキサン、トラン、１−フェニル−２−シクロヘキシルエタン、１−フェニル−２−ビフェニルエタン、１−シクロヘキシル−２−ビフェニルエタン、ビフェニルカルボン酸フェニルエステル、４−シクロヘキシル安息香酸フェニルエステルなどを骨格とし、アルキル基、アルコキシ基や誘電異方性を付与するための極性付与基としてのシアノ基、ハロゲン基などを置換基として有する液晶などを用いることができる。
【０１１５】
また、非重合性液晶材料は「重合性モノマーあるいはプレポリマーの合計量１００重量部に対して２０重量部〜５００重量部の割合で使用される」ことが好ましい。
【０１１６】
重合性モノマーまたはそのプレポリマーとしては、重合による硬化収縮が大きいものを用いることが好ましく、このような重合性モノマーとしては、エチレン性不飽和結合を有する光重合可能な化合物であって、１分子中に少なくともエチレン性不飽和二重結合を１個有する光重合、光架橋可能なモノマー、オリゴマー、プレポリマー及びそれらの混合物を挙げることができ、モノマー及びその共重合体の例としては、不飽和カルボン酸及びその塩、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド等を挙げることができるが、特に２官能以上の多官能性モノマーは硬化収縮が大きく、好適に使用できる。
【０１１７】
不飽和カルボン酸のモノマーとしてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、及びそれらのハロゲン置換不飽和カルボン酸、例えば塩素化不飽和カルボン酸、臭素化不飽和カルボン酸、弗素化不飽和カルボン酸等を挙げることができる。不飽和カルボン酸の塩としては前述の酸のナトリウム塩及びカリウム塩等を挙げることができる。また、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸等の多官能性のアクリレートやメタクリレートを挙げることができる。上記の他、熱重合禁止剤、可塑剤等が添加されても良い。
【０１１８】
光重合反応のために光重合開始剤を「液晶とモノマーの混合用液」に添加することが望ましい。光重合開始剤としては、ビアセチル、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、メチルベンゾイルフォーメート、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、α−アミノアルキルフェノン、ビスアシルフォスフィンオキサイド、メタロセンなどを例示することができ、特にビスアシルフォスフィンオキサイド系のものは好適である。
【０１１９】
ポリマー分散型回折光学素子は偏光依存性を有するので「偏光性の回折光学素子」として作製できる。このような偏光性の回折光学素子を用いる光ピックアップ装置では、往路のビームは高透過率で光記録媒体（光ディスク）を照射し、光記録媒体からの戻り光束のみを効率良く回折させることができ往路・復路とも光利用効率を高くできる。
【０１２０】
図９に、光ピックアップ装置１００の実施の１形態を略示する。  
図９において、符号１０２は光源（半導体レーザ）、符号１０５は「回折光学素子」、符号１０６はコリメートレンズ、符号１０７は１／４波長板、符号１０８は対物レンズ、符号１０９は「光記録媒体」である光ディスク、符号１０３は「光検出手段」である光検出器をそれぞれ示す。光源１０２と光検出器１０３とは同一の容器内に設けられて光源ユニット１０１を構成している。  
回折光学素子１０５は、先に説明した図１（ｂ）の回折光学素子５１’や、図５（ｂ）の回折光学素子７１’等であるが、直上に説明した「偏光性の回折光学素子」として構成されている。
【０１２１】
光源１０２から射出された発散性の光束１１０は偏光性の回折光学素子１０５を実質的に全て透過するような偏光方向をもって配置され、コリメートレンズ１０６でコリメートされたのち、１／４波長板１０７を透過して円偏光となり、対物レンズ１０８により光ディスク１０９の記録面上に集光される。
【０１２２】
記録面により反射された光束は戻り光束となって１／４波長板１０７により「往路とは直交する偏光方向」に偏光面を旋回され、コリメートレンズ１０６により集束光束とされて回折光学格子１０５に入射する。このとき戻り光束は「往路とは直交する偏光」であるため回折光学素子１０５の各回折領域により殆どが回折され、＋１次回折光１１１が光検出器１０３に入射して信号検出される。このとき、光ディスク１０９におけるトラック方向（光ピックアップ装置により光照射されている部分）は図の面に対して直交する方向である。
【０１２３】
トラック信号としての「プッシュ−プル信号」は回折光学格子１０５への戻り光束について「光軸を中心に左側と右側の光量」を比較し、その差信号から得られる。回折光学素子１０５が偏光性であるので、光の往路・復路とも高光利用効率で、光ディスク１０９の高速記録および高速再生が可能である。
【０１２４】
即ち、図９に示す光ピックアップ装置は、光源１０２からの光を光記録媒体１０９の記録面に照射し、記録面により反射された戻り光束を回折光学素子１０５に導光し、回折光学素子１０５による回折光を光検出手段１０３に導光して各種信号を得る光ピックアップ装置において、戻り光束を回折させる回折光学素子１０５は、フォーカス信号検出用の領域と、トラック信号検出用の領域とを含む３以上の回折領域を有し、これら回折領域は、戻り光束を光検出手段１０３の所定の受光領域に向けて回折させるように格子ベクトルが設定され、且つ、実質的に０次回折光と＋１次回折光のみを生じるマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光により、各回折領域同士が互いに重なり合わないように作製されたものである（請求項１）。
【０１２５】
回折光学素子１０５として用いられる図１（ｂ）の回折光学素子５１’や図５（ｂ）の回折光学素子７１’は、そのフォーカス信号検出用の領域５１ａ’や７１ａ’が「光記録媒体のトラックに直交する方向」に対応する格子ベクトルＶ５０’やＶ７０’を持ち、トラック信号検出用の２つの領域５１ｂ’、５１ｃ’や７１ｂ’、７１ｃ’の格子ベクトルＶ５１’、Ｖ５２’やＶ７１’、Ｖ７２’は「トラックに直交する方向の成分」が互いに異なり、「トラック方向の成分」が互いに等しく、光検出手段１０３におけるトラック信号検出用の２組の受光領域（図１（ｃ）、図５（ｃ）の５２ｂ、５２ｃや、７２ｂ、７２ｃ）が、光記録媒体１０９のトラックに直交する方向に対応して同列に配列され（請求項２）、光検出手段１０３におけるトラック信号検出用の２組の受光領域（図１（ｃ）、図５（ｃ）の５２ｂ、５２ｃや７２ｂ、７２ｃ）が、光記録媒体のトラックに直交する方向に対応する方向において、フォーカス信号検出用の受光領域（図１（ｃ）の５２ａや図５（ｃ）の７２ａ）に関して対称的に配置されている（請求項３）。
【０１２６】
また、回折光学素子１０５として使用可能な図５（ｂ）に示す回折光学素子７１’は、回折領域７１ａ’、７１ｂ’、７１ｃ’の相互が実質的に互いに接するように形成されている（請求項４）。
【０１２７】
また、回折光学素子１０５の記録材料層として前述の「ポリマー分散液晶」を用いたものは、回折効率が垂直入射で８０％以上あり、従来の垂直矩形格子（回折効率：約４０％）よりも回折効率が大幅にアップしているので高速の信号再生が可能である。
【０１２８】
図９の実施の形態は「偏光性の回折光学素子」を用いた光ピックアップ装置に関するものであるが、この発明の光ピックアップ装置はこれに限らず「偏光性のない偏光無依存の回折光学素子」を用いる光ピックアップ装置として実施することもできる。その場合には、図９における１／４波長板１０７は不要となる。偏光無依存の回折光学素子を用いた場合も光ピックアップ光学系の小型化、部品点数低減に大きく寄与できる点は、偏光性の回折光学素子を用いる場合と同様である。
【０１２９】
上の説明において参照した図１、図５等において、回折光学素子やマスタ回折光学素子原版の形状を円形状として画いたが、図の円形状はこれらに入射する光束の断面形状が円形状であることに対応させたものであり、実際の回折光学素子やマスタ回折光学素子原版における回折格子部や回折領域は、露光光束や回折光束、戻り光束を受光できる面積を有すれば特に形状上の制約は無く、例えば、図１０に示すように矩形形状でもよいことは言うまでもない。また、回折領域の数も、上に説明したフォーカス信号検出用の１つの回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域との合計３個に限らず、４個以上の回折領域を有していても良い。
【０１３０】
また、光ピックアップ装置における回折光学素子の配置位置は、図９におけるコリメートレンズ１０６よりも光記録媒体側でもよく、その場合には、光干渉露光における露光光束を平行光束とすればよい。
【０１３１】
図１２（ａ）は、マスタ回折光学素子原版として使用可能な「ブレーズ型の回折格子」を説明図的に示している。従来から良く知られているように、ブレーズ型の回折格子２００は「これに入射光を入射させたとき、０次回折光と＋１次回折光とが略等しい強度で発生し、−１次光はせいぜい１％程度以下という低い発生率を実現する」ように作製することができる。このようなブレーズ型の回折格子を「回折格子部」として有するマスタ回折光学素子原版で発生する回折光は「実質的に０次回折光と＋１次回折光のみ」である。
【０１３２】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のブレーズ型の回折格子を近似した「階段状のバイナリブレーズ型」の回折格子２００Ｂを示している。この回折格子２００Ｂに入射光を入射させたときには、主として０次回折光と＋１次回折光を生じ、−１次光の発生率はブレーズ型の回折格子２００の場合と同様、１％程度以下に抑えることができる。
しかしながら、正確なブレーズ格子を階段状のバイナリブレーズ格子で近似したことに伴い、主として発生する「０次回折光および＋１次回折光」のほかに、「種々の回折角をもった１群の回折光」も発生してしまう。
【０１３３】
このように「階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版（計算機発生ホログラム（ＣＧＨ）として形成された原版、もしくは、該原版を第１原版として複製した第２原版）を用いる光干渉露光（請求項１８）」により作製した「戻り光束を回折させる回折光学素子」の１例を図１３（ａ）に示す。
光干渉露光による露光方法は、先に実施の各形態に即して説明した方法で実施することができ、光干渉露光により露光される記録材料層として、具体的な材料名を先に挙げた、露光量に対して回折効率の飽和特性を持つ材料を用いることができ（請求項２２）、この「回折効率の飽和特性を持つ材料」として、液晶層とポリマー層が交互に形成されたポリマー分散型液晶素子であることができる（請求項２３）。
【０１３４】
図１３（ａ）において、符号３００が上記の如く作製された回折光学素子を説明図的に示している。回折光学素子３００は、図示の如く、フォーカス信号検出用の回折領域３００ａと、トラック信号検出用の２つの回折領域３００ｂ、３００ｃとを含み、各回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域に向けて回折させるように格子ベクトルＶ３００、Ｖ３０１、Ｖ３０２が設定され、且つ、上記の如く「主として０次回折光と＋１次回折光を生じる階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版（例えば、図５（ａ）の原版７１において回折格子部７１ａ、７１ｂ、７１ｃの部分をバイナリブレーズ型の回折格子にしたもの）」を用いる光干渉露光により、各回折領域３００ａ、３００ｂ、３００ｃが互いに重なり合わないように作製されている。また、回折光学素子３００の各回折領域３００ａ、３００ｂ、３００ｃ相互は「実質的に互いに接する」ように形成されている（請求項１９）
【０１３５】
図１３（ａ）において、符号ＲＦＸは回折光学素子３００に入射する「戻り光束」を示す。戻り光束ＲＦＸは理想的には回折光学素子３００の中心部に主光線が合致するように入射するが、トラックずれ等により回折光学素子３００に対してずれたとしても、このずれ量は極めて小さい。
光ピックアップ装置の光学系として例えば図９に示す如きものを想定すると、戻り光束ＲＦＸは、コリメートレンズにより集束状態とされて回折光学素子３００に入射する。
そして発生する＋１次回折光は、回折光学素子３００の回折領域３００ａ、３００ｂ、３００ｃのそれぞれにより、格子ベクトルＶ３００、Ｖ３０１、Ｖ３０２の向きに従って分離され、光検出手段の対応する受光領域に集光像を形成する。
【０１３６】
しかしながら、回折光学素子３００は「階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光」により作製されたものであるため、戻り光束ＲＦＸが回折光学素子３００に入射すると０次回折光と＋１次回折光」を主として発生させるが、それと同時に「種々の回折角をもった１群の回折光」をも「ノイズ的回折光」として発生させてしまう。  
これらノイズ的回折光を構成する１群の回折光の個々もまた光検出手段の受光面上に集光像を形成する。ノイズ的回折光は「各回折領域の格子ベクトルの向きに沿って発生」するため、これら１群の回折光の集光像は、上記受光面上において１列に配列する。
【０１３７】
図１３（ａ）の右側の図において、符号３１０ａＧは「回折領域３００ａで発生した＋１次光の集光像とノイズ的回折光とによる集光像群」を示す。符号３１０ａで示す集光像が＋１次回折光による集光像であり、他の集光像はノイズ的回折光による集光像である。これら集光像は、格子ベクトルＶ３００と平行に配列する。
【０１３８】
同様に、符号３１０ｂＧは「回折領域３００ｂで発生した＋１次光の集光像とノイズ的回折光とによる集光像群」を示す。符号３１０ｂで示す集光像が＋１次回折光による集光像であり、他の集光像はノイズ的回折光による集光像である。これら集光像は、格子ベクトルＶ３０１と平行に配列する。また、符号３１０ｃＧは「回折領域３００ｃで発生した＋１次光の集光像とノイズ的回折光とによる集光像群」を示す。符号３１０ｃで示す集光像が＋１次回折光による集光像であり、他の集光像はノイズ的回折光による集光像である。これら集光像群は、格子ベクトルＶ３０２と平行に配列する。図３（ａ）は説明図であるから「ノイズ的回折光による集光像の数」等は実際のものと正確に同じであるという訳ではない。
【０１３９】
このように、回折光学素子３００の各回折領域３００ａ、３００ｂ、３００ｃから＋１次回折光のみならずノイズ的回折光が発生すると、これらがフォーカス信号やトラック信号に対するノイズとして悪影響を及ぼす場合がある。例えば、図１３（ｂ）に示す如き場合である。  
図１３（ｂ）において、符号３２０ａは光検出手段における「フォーカス信号検出用の受光領域」を示し。符号３２０ｂ、３２０ｃは「トラック信号検出用の２組の受光領域」を示している。この図の場合において、フォーカス信号検出用の受光領域３２０ａには、回折領域３００ａによる＋１次回折光の集光像３１０ａが位置しており、従って、フォーカス信号は適正なものを得ることができる。
【０１４０】
これに対して、トラック信号検出用の受光領域３２０ｂには回折領域３００ｂによる＋１次回折光の集光像３１０ｂが位置するが、それとともに回折領域３００ｃで発生したノイズ的回折光による集光像群３１０ｃＧの一部の集光像が入射している。また、トラック信号検出用の受光領域３２０ｃには回折領域３００ｃによる＋１次回折光の集光像３１０ｃが位置するが、それとともに回折領域３００ｂで発生したノイズ的回折光による集光像群３１０ｂＧの一部の集光像が入射している。
【０１４１】
このように、図１３（ｂ）の例では、回折光学素子３００の回折領域３００ｂ、３００ｃによる戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群３１０ｂＧの配列と、集光像群３１０ｃＧの配列が「２つの受光領域３２０ｂと３２０ｃにかかって」いる。このため、受光領域３２０ｂ、３２０ｃで発生する「トラッキング信号生成用の受光信号」にはノイズ的回折光がノイズとして作用し、トラッキング信号の精度が低下し、トラッキング制御を劣化させてしまう。
【０１４２】
このような問題を回避するため請求項１７記載の発明では「回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域において２配列以上かからないように、回折光学素子における各回折領域における格子ベクトルの向き及び大きさと、光検出手段における各受光領域の配置とを定める」のである。
【０１４３】
図１３の（ｃ）と（ｄ）に、このような場合の２例を示す。  
図１３（ｃ）の例は、光検出手段の受光領域３２０ｂと３２０ｃとを「トラック方向にずらす」とともに、回折領域３００ｂ、３００ｃの格子ベクトルＶ３０１、Ｖ３０２の大きさ・向きを調整し、受光領域３２０ｂには「集光像群３１０ｃＧの配列」がかからず、受光領域３２０ｃには「集光像群３１０ｂＧの配列」がかからないようにした例である。
【０１４４】
また、図１３（ｄ）の例は、光検出手段の受光領域３２０ｂと３２０ｃとの「トラック直交方向（図の左右方向）」の間隔を大きく設定するとともに、回折領域３００ｂ、３００ｃの格子ベクトルＶ３０１、Ｖ３０２の大きさ・向きを調整して、受光領域３２０ｂには「集光像群３１０ｃＧの配列」がかからず、受光領域３２０ｃには「集光像群３１０ｂＧの配列」がかからないようにした例である。
【０１４５】
勿論、各受光領域と格子ベクトルとの調整の例は、上記２例に限らず種々の場合が可能である。また、図１３の例は「３ビーム法によるトラック信号検出」を行う場合ではないが、３ビーム法によるトラック信号検出を行う場合にも、各受光領域の位置関係と格子ベクトルの向き・大きさの調整により「回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域において２配列以上かからない」ようにすることができることは言うまでもない。
【０１４６】
光ピックアップ装置の光学配置として、例えば図９の如きものを想定し、図９における回折光学素子１０５として、図１３（ａ）の回折光学素子３００を用いたものは、光１０２源からの光を光記録媒体１００の記録面に照射し、記録面により反射された戻り光束ＲＦＸを回折光学素子３００に導光し、回折光学素子３００による回折光を光検出手段に導光して各種信号を得る光ピックアップ装置において、戻り光束を回折させる回折光学素子３００は、フォーカス信号検出用の回折領域３００ａと、トラック信号検出用の２つの回折領域３００ｂ、３００ｃとを含み、各回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃに向けて回折させるように格子ベクトルＶ３００、Ｖ３０１、Ｖ３０２が設定され、且つ、主として０次回折光と＋１次回折光を生じる階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光により、各回折領域同士が互いに重なり合わないように作製されたものであり、回折光学素子３００の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域において２配列以上かからないように、回折光学素子３００における各回折領域における格子ベクトルＶ３００、Ｖ３０１、Ｖ３０２の向き及び大きさと、光検出手段における各受光領域３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃの配置とが定められているもの（請求項１７）である。
【０１４７】
また、図１３に示す回折光学素子３００は、フォーカス信号検出用の回折領域３００ａと、トラック信号検出用の２つの回折領域３００ｂ、３００ｃとを含み、各回折領域は、戻り光束を光検出手段の所定の受光領域３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃに向けて回折させるように格子ベクトルＶ３００、Ｖ３０１、Ｖ３０２が設定され、且つ、主として０次回折光と＋１次回折光を生じる階段状のバイナリブレーズ型のマスタ回折光学素子原版を用いる光干渉露光により、各回折領域同士が互いに重なり合わないように作製され、回折光学素子の各回折領域による戻り光束の回折の際に発生するノイズ的回折光の集光像群の配列が、各受光領域３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃにおいて２配列以上かからないように、回折光学素子における各回折領域における格子ベクトルＶ３００、Ｖ３０１、Ｖ３０２の向き及び大きさが、光検出手段における各受光領域３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃの配置に応じて定められているもの（請求項２０）である。
【０１４８】
なお、請求項１７記載の光ピックアップ装置の光学配置は図９のものに限らず、「偏光性のない偏光無依存の回折光学素子」を用いる光ピックアップ装置として実施することもでき、その場合には、図９における１／４波長板１０７は不要となる。偏光無依存の回折光学素子を用いた場合も光ピックアップ光学系の小型化、部品点数低減に大きく寄与できる点は、偏光性の回折光学素子を用いる場合と同様である。
【０１４９】
また図１３においても、回折光学素子３００を円形状として画いたが、図の円形状はこれらに入射する光束の断面形状が円形状であることに対応させたものであり、実際の回折光学素子やマスタ回折光学素子原版における回折格子部や回折領域は、露光光束や回折光束、戻り光束を受光できる面積を有すれば特に形状上の制約は無く、図１０に示すように矩形形状でもよいことは言うまでもない。また、回折領域の数も、上に説明したフォーカス信号検出用の１つの回折領域と、トラック信号検出用の２つの回折領域との合計３個に限らず、４個以上の回折領域を有していても良い。
【０１５０】
また、光ピックアップ装置における回折光学素子３００の配置位置は、図９におけるコリメートレンズ１０６よりも光記録媒体側でもよく、その場合には、光干渉露光における露光光束を平行光束とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】回折光学素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】図１の回折光学素子の作製方法を説明するための図である。
【図３】図１の回折光学素子の別の作製方法を説明するための図である。
【図４】図３を参照して説明した光干渉露光の場合における記録材料層内における干渉の様子を説明するための図である。
【図５】回折光学素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図６】図５の回折光学素子の作製方法を説明するための図である。
【図７】図５の回折光学素子の別の作製方法を説明するための図である。
【図８】請求項１５における「露光量に対して回折効率の飽和特性を持つ材料」を説明するための図である。
【図９】光ピックアップ装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図１０】回折光学素子の形態の１例を示す図である。
【図１１】回折光学素子を光干渉露光で作製する方法とその問題点を説明するための図である。
【図１２】ブレーズ型の回折格子とその格子形状を階段状に近似したバイナリブレーズ型の回折格子を説明するための図である。
【図１３】請求項１７記載の発明の実施の１形態を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５２】
５１’      回折光学素子  
５１ａ’      フォーカス信号検出用の回折領域
５１ｂ’、５１ｃ’      トラック信号検出用の回折領域
Ｖ５０’、Ｖ５１’、Ｖ５２’      格子ベクトル
【図１】
2005293815.tif 000003
【図２】
2005293815.tif 000004
【図３】
2005293815.tif 000005
【図４】
2005293815.tif 000006
【図５】
2005293815.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005293815.tif 000009
【図８】
2005293815.tif 000010
【図９】
2005293815.tif 000011
【図１０】
2005293815.tif 000012
【図１１】
2005293815.tif 000013
【図１２】
2005293815.tif 000014
【図１３】
2005293815.tif 000015