(57)【要約】【課題】高温高湿の環境にさらされても回折の特性に影響を及ぼさないレベルに回折格子２を構成する材料の水分の吸収を抑制できる回折素子を提供することを目的とする。【解決手段】透明基板３と、透明基板３の表面に形成された回折格子２とを備えた回折素子１において、回折格子２を構成する所定の透明な凸部材４が表面に配置された透明基板３と、透明保護板６と、透明基板３と凸部材４とで構成される凹凸と透明保護板６との間に充填されて回折格子２を構成する透明な充填部材５と、透明基板３と透明保護板６とをつないで充填部材５の外側を環状に囲む封止部材８と、を備えたことを特徴とする回折素子１とした。【選択図】図１
2007052153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板の表面に形成された回折格子とを備えた回折素子において、前記回折格子を構成する所定の透明な凸部材が表面に配置された前記透明基板と、透明保護板と、前記透明基板と前記凸部材とで構成される凹凸と前記透明保護板との間に充填されて前記回折格子を構成する透明な充填部材と、前記透明基板と前記透明保護板とをつないで前記充填部材の外側を環状に囲む封止部材と、を備えたことを特徴とする回折素子。
【請求項２】
前記封止部材の吸水率が前記充填部材の吸水率以下であることを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項３】
所定の波長域に光吸収を持つ有機物を前記凸部材または前記充填部材のいずれか一方に含むことを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項４】
透明基板と、前記透明基板の表面に形成された回折格子とを備えた回折素子において、前記回折格子を構成する２つの屈折率を有する透明な回折格子部材と、前記回折格子部材の表面側に配置される透明保護板と、前記透明基板と前記透明保護板とをつないで前記回折格子部材の外側を環状に囲む封止部材と、を備えたことを特徴とする回折素子。
【請求項５】
前記封止部材の吸水率が前記回折格子部材の吸水率以下であることを特徴とする請求項４に記載の回折素子。
【請求項６】
所定の波長域に光吸収を持つ有機物を前記回折格子部材に含み、一方の前記屈折率の領域の前記有機物は前記光吸収を少なくとも一部失ったことを特徴とする請求項４に記載の回折素子。
【請求項７】
透明基板と、前記透明基板の表面に形成された回折格子とを備えた回折素子において、前記回折格子を構成する２つの屈折率を有する透明な回折格子部材と、前記回折格子部材を覆う透明な封止部材と、を備えたことを特徴とする回折素子。
【請求項８】
前記封止部材の吸水率が前記回折格子部材の吸水率以下であることを特徴とする請求項７に記載の回折素子。
【請求項９】
所定の波長域に光吸収を持つ有機物を前記回折格子部材に含み、一方の前記屈折率の領域の前記有機物は前記光吸収を少なくとも一部失ったことを特徴とする請求項７に記載の回折素子。
【請求項１０】
透明基板と、前記透明基板の表面に形成された回折格子とを備えた回折素子において、前記回折格子を構成する所定の凹凸が表面に形成された前記透明基板と、透明保護板と、前記透明基板の凹凸と前記透明保護板との間に充填されて前記回折格子を構成する透明な充填部材と、前記透明基板と前記透明保護板とをつないで前記充填部材の外側を環状に囲む封止部材と、を備えたことを特徴とする回折素子。
【請求項１１】
前記封止部材の吸水率が前記充填部材の吸水率以下であることを特徴とする請求項１０に記載の回折素子。
【請求項１２】
請求項１、請求項４、請求項７、請求項１０のうちのいずれか１項に記載の回折素子を備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回折素子とその回折素子を搭載した光ピックアップおよび光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回折素子は、複数の浅く細い溝を透明な基板の表面に形成した回折格子を備えた構成としてきた。このような構成の回折素子に光を透過させると、溝の底部の凹の部分と基板の表面の凸の部分との光路差によって光の干渉が発生した。光の干渉を防ぐために回折格子の表面を平坦にした回折素子が提案された。図１４（ａ）は回折格子の表面を平坦にした従来の例の回折素子の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。
【０００３】
透明基板１０１は光学ガラス、光学プラスチック等の基板である。通常表面、裏面とも平坦になるように磨かれる。凹凸部材１０２は所定の波長域に光吸収を有する有機物１０５を含む透明な樹脂である。凹凸部材１０２にはレジスト材料等がある。有機物１０５は所定の波長域に光吸収を有する。このうち、可視光領域に光吸収を有し、分子レベルで凹凸部材１０２に溶解するものを染料、可視光領域に光吸収を有し、粒子状態で凹凸部材１０２内に分散するものを顔料という。充填部材１０３は有機物１０５を含まない透明な樹脂であり、凹凸部材１０２の凹凸を充填するものである。充填部材１０３にはフォトポリマ等がある。透明保護板１０４は光学ガラスや光学プラスチック等の基板であり、充填部材１０３および凹凸部材１０２を保護するだけでなく、充填部材１０３と凹凸部材１０２を合わせた部材の厚さを一定にする役割も担う。すなわち回折格子１０６は透明基板１０１と透明保護板１０４の間に挟まれた、所定の波長域に光吸収を有する有機物１０５を含む透明な樹脂である凹凸部材１０２と凹凸部材１０２の凹凸を充填する充填部材１０３とを備えた構成である。回折格子１０６は透明基板１０１側も透明保護板１０４側も表面が平坦であり、その厚さである充填部材１０３と凹凸部材１０２を合わせた厚さは一定である。回折素子１０７は透明基板１０１上に表面が平坦な回折格子１０６を備えており、本従来例では回折格子１０６は透明基板１０１と透明保護板１０４とに挟まれる。
【０００４】
有機物１０５が持つ光吸収の所定の波長域が回折格子１０６として使う波長λ１、λ２（λ１＜λ２）の波長λ１よりわずかに短い場合、凹凸部材１０２の波長λ１と波長λ２における屈折率ｎ１（λ１）、ｎ１（λ２）が、有機物１０５を含まない場合に対して変化する。その変化量は波長λ１の方が波長λ２よりも大きい。凹凸部材１０２、有機物１０５、充填部材１０３の材料をうまく選定することにより、波長λ１において凹凸部材１０２の屈折率ｎ１（λ１）と充填部材１０３の屈折率ｎ２（λ１）をほぼ同じにし、波長λ２において凹凸部材１０２の屈折率ｎ１（λ２）と充填部材１０３の屈折率ｎ２（λ２）に差をつけることができる。その結果、波長λ１において回折格子１０６は回折格子として働かないが、波長λ２においては回折格子として働かせ、０次光に加え、±１次光、・・・に分離させることができる。すなわち波長選択回折格子を得ることができる。このような構成の回折素子１０７については（特許文献１）、（特許文献２）を参照のこと。
【特許文献１】特開２００２−３１８３０６号公報
【特許文献２】特開２００２−３５０６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の構成の回折素子では高温高湿の環境にさらされると、初期状態に対し、回折の効率が変化することがある。透明基板と透明保護板の隙間から湿気が浸入した結果、回折格子の凹凸部材または充填部材の少なくとも一方が水分を吸収し、その屈折率が変化したためである。
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決し、高温高湿の環境にさらされても回折の特性に影響を及ぼさないレベルに回折格子を構成する材料の水分の吸収を抑制できる回折素子、光ピックアップおよび光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、透明基板と、前記透明基板の表面に形成された回折格子とを備えた回折素子において、前記回折格子を構成する所定の透明な凸部材が表面に配置された前記透明基板と、透明保護板と、前記透明基板と前記凸部材とで構成される凹凸と前記透明保護板との間に充填されて前記回折格子を構成する透明な充填部材と、前記透明基板と前記透明保護板とをつないで前記充填部材の外側を環状に囲む封止部材と、を備えたことを特徴とする回折素子とした。
【０００８】
回折格子を構成する凸部材と充填部材とが透明基板と透明保護板と封止部材とに囲まれるため外部から遮断される。したがって、凸部材と充填部材が空気中の水分を吸収する量を極小に抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の回折素子は回折格子を構成する材料が空気中の水分を吸収する量を回折の特性に影響を及ぼさないレベルに抑制できる結果、高温高湿の環境にさらされても回折の特性が安定している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１の発明は、透明基板と、透明基板の表面に形成された回折格子とを備えた回折素子において、回折格子を構成する所定の透明な凸部材が表面に配置された透明基板と、透明保護板と、透明基板と凸部材とで構成される凹凸と透明保護板との間に充填されて回折格子を構成する透明な充填部材と、透明基板と透明保護板とをつないで充填部材の外側を環状に囲む封止部材と、を備えたことを特徴とする回折素子である。
【００１１】
回折格子を構成する凸部材と充填部材とが透明基板と透明保護板と封止部材とに囲まれるため外部から遮断される。したがって、凸部材と充填部材が空気中の水分を吸収する量を極小に抑制することができる。回折格子を構成する材料が空気中の水分を吸収する量を回折の特性に影響を及ぼさないレベルに抑制できる結果、高温高湿の環境にさらされても回折の特性が安定している。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、封止部材の吸水率が充填部材の吸水率以下であることを特徴とする回折素子である。
【００１３】
充填部材の選択の範囲が広がる。
【００１４】
第３の発明は、第１の発明において、所定の波長域に光吸収を持つ有機物を凸部材または充填部材のいずれか一方に含むことを特徴とする回折素子である。
【００１５】
波長選択回折格子を有する回折素子とすることができる。
【００１６】
第４の発明は、透明基板と、透明基板の表面に形成された回折格子とを備えた回折素子において、回折格子を構成する２つの屈折率を有する透明な回折格子部材と、回折格子部材の表面側に配置される透明保護板と、透明基板と透明保護板とをつないで回折格子部材の外側を環状に囲む封止部材と、を備えたことを特徴とする回折素子である。
【００１７】
物理的に凹凸形状を作らなくても良いので、製造が容易である。また、透明保護板により回折格子が保護される。
【００１８】
第５の発明は、第４の発明において、封止部材の吸水率が回折格子部材の吸水率以下であることを特徴とする回折素子である。
【００１９】
回折格子部材の選択の範囲が広がる。
【００２０】
第６の発明は、第４の発明において、所定の波長域に光吸収を持つ有機物を回折格子部材に含み、一方の屈折率の領域の有機物は光吸収を少なくとも一部失ったことを特徴とする回折素子である。
【００２１】
凹凸を作製することなく、屈折率が異なる領域を作ることができるので製造が容易であるとともに安価に製造することができる。
【００２２】
第７の発明は、透明基板と、透明基板の表面に形成された回折格子とを備えた回折素子において、回折格子を構成する２つの屈折率を有する透明な回折格子部材と、回折格子部材を覆う透明な封止部材と、を備えたことを特徴とする回折素子である。
【００２３】
回折格子自体の表面が平坦であり、透明保護板を不要とすることができるため、その分製造コストを抑制できる。
【００２４】
第８の発明は、第７の発明において、封止部材の吸水率が回折格子部材の吸水率以下であることを特徴とする回折素子である。
【００２５】
回折格子部材の選択の範囲が広がる。
【００２６】
第９の発明は、第７の発明において、所定の波長域に光吸収を持つ有機物を回折格子部材に含み、一方の屈折率の領域の有機物は光吸収を少なくとも一部失ったことを特徴とする回折素子である。
【００２７】
凹凸を作製することなく、屈折率が異なる領域を作ることができるので製造が容易であるとともに安価に製造することができる。
【００２８】
第１０の発明は、透明基板と、透明基板の表面に形成された回折格子とを備えた回折素子において、回折格子を構成する所定の凹凸が表面に形成された透明基板と、透明保護板と、透明基板の凹凸と透明保護板との間に充填されて回折格子を構成する透明な充填部材と、透明基板と透明保護板とをつないで充填部材の外側を環状に囲む封止部材と、を備えたことを特徴とする回折素子である。
【００２９】
透明基板自身で凹凸形状を形成するのでとり安定した凹凸形状とすることができる。また、単一の波長に対して最適な回折格子を設計できる。
【００３０】
第１１の発明は、第１０の発明において、封止部材の吸水率が充填部材の吸水率以下であることを特徴とする回折素子である。
【００３１】
充填部材の選択の範囲が広がる。
【００３２】
第１２の発明は、第１の発明、第４の発明、第７の発明、第１０の発明のうちのいずれか１つの発明の回折素子を備えたことを特徴とする光ピックアップである。
【００３３】
搭載する回折素子は回折格子を構成する材料が空気中の水分を吸収する量を回折の特性に影響を及ぼさないレベルに水分の吸収を抑制できる結果、高温高湿の環境にさらされても回折の特性が安定している。そのため、本発明の光ピックアップも光ディスクに対する情報の記録や再生の特性が変化しにくく、安定している。
【００３４】
第１３の発明は、第１２の発明の光ピックアップを備えたことを特徴とする光ディスク装置である。
【００３５】
搭載する光ピックアップの光ディスクに対する情報の記録や再生の特性が変化しにくい。そのため、本発明の光ディスク装置も光ディスクに対する情報の記録や再生の特性が変化しにくく、安定している。
【００３６】
（実施の形態１）
本実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は実施の形態１の回折素子の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。
【００３７】
透明基板３は光学ガラス、光学プラスチック等の基板である。本発明において透明とは回折素子が使用される波長域の光がほぼ透過するという意味である。透明基板３は通常表面、裏面とも平坦になるように磨かれる。透明基板３は円柱や直方体の形状であるが、設計により楕円柱、角丸四角柱、Ｃ面取りやＲ面取りした形状等のその他の形状としても良い。
【００３８】
凸部材４は所定の波長域に光吸収を有する有機物７を含む透明な樹脂である。凸部材４にはＥｐｏ−Ｔｅｋ３１０、３２０、３３０等のエポキシ系の熱硬化型接着剤、ＯＧ１１４等のアクリル系紫外線硬化型接着剤、ＰＩＭＥＬ７６４０等の感光性ポリイミド、ＡＺ６１３０等のレジスト等がある。
【００３９】
有機物７は所定の波長域に光吸収を有する。このうち、可視光領域に光吸収を有し、分子レベルで凸部材４に溶解するものを染料、可視光領域に光吸収を有し、粒子状態で凸部材４内に分散しているものを顔料という。有機物７には可視光領域以外に光吸収を有するものも含む。有機物７が持つ光吸収の所定の波長域が回折格子２として使う波長λ１、λ２（λ１＜λ２）の波長λ１よりわずかに短い場合、凸部材４の波長λ１と波長λ２における屈折率ｎ１（λ１）、ｎ１（λ２）が、有機物７を含まない場合に対して変化する。その変化量は波長λ１の方が波長λ２よりも大きい。凸部材４、有機物７、充填部材５の材料をうまく選定することにより、波長λ１において凸部材４の屈折率ｎ１（λ１）と充填部材５の屈折率ｎ２（λ１）をほぼ同じにし、波長λ２において凸部材４の屈折率ｎ１（λ２）と充填部材５の屈折率ｎ２（λ２）に差をつけることができる。その結果、波長λ１において回折格子２は回折格子として働かず、０次光のみを通過させるが、波長λ２においては回折格子として働かせ、０次光に加え、±１次光、・・・に分離させることができる。すなわち波長選択回折格子を得ることができる。
【００４０】
したがって有機物７は回折素子が使われる波長域に合わせて選定される。使用する波長をλ１、λ２（λ１＜λ２）とすると、有機物７として波長λ１より短い波長域に光吸収を持ち波長λ１が約６５０ｎｍの場合として赤色１０２号や赤色２号等を用いることができる。また波長λ１より短い波長域に光吸収を持ちλ１が約４０５ｎｍの場合として銅クロロフィリンナトリウム等でも良い。さらには波長λ２より長い波長域に光吸収を持ち波長λ２が約７８０ｎｍの場合として株式会社林原生物化学研究所製のＮＫ−４４３２、ＮＫ−４４８９、ＮＫ−２９１１等としても良い。以上は分子レベルで凸部材４に溶解するものであるが、ピグメントレッド２５４やピグメントレッド１７７等の顔料としても良い。なお、有機物７は、所定の波長域に光吸収を持たせるために、複数種類の有機物を混ぜたものとしても構わない。凸部材４は染料や顔料を含んだ場合、着色して見えるが、波長λ１およびλ２の光は透過するので透明である。
【００４１】
充填部材５は有機物７を含まない透明な樹脂であり、凸部材４によって形成された凸部と透明基板３の表面である凹部からなる凹凸を充填するものである。充填部材５にはＥｐｏ−Ｔｅｋ３１０、３２０、３３０等のエポキシ系の熱硬化型接着剤、ＯＧ１１４等のアクリル系紫外線硬化型接着剤、ＰＩＭＥＬ７６４０等の感光性ポリイミド、ＡＺ６１３０等のレジスト等がある。
【００４２】
透明保護板６は光学ガラスや光学プラスチック等の基板であり、充填部材５および凸部材４を保護するだけでなく、充填部材５と凸部材４を合わせた部材の厚さを一定にする役割も担う。すなわち回折格子２は透明基板３と透明保護板６の間に挟まれた、所定の波長域に光吸収を有する有機物７を含む透明な樹脂である凸部材４と凸部材４の凹凸を充填する充填部材５とを備えた構成である。回折格子２は透明基板３側も透明保護板６側も表面が平坦であり、その厚さである充填部材５と凸部材４を合わせた厚さは一定である。回折素子１は透明基板３上に表面が平坦な回折格子２を備えており、本実施の形態１では回折格子２は透明基板３と透明保護板６とに挟まれる。
【００４３】
封止部材８は透明基板３および透明保護板６と合わせて回折格子２の周囲を囲み、回折格子２を構成する材料が周囲の空気に対して非露出となるようにするものである。したがって封止部材８の吸水率は小さい方が好ましい。特に充填部材５の吸水率以下の材料とすることが望ましい。しかし封止部材８の材料は充填部材５と同じものでも構わない。したがって、Ｅｐｏ−Ｔｅｋ３１０、３２０、３３０等のエポキシ系の熱硬化型接着剤、ＯＧ１１４等のアクリル系紫外線硬化型接着剤、ＰＩＭＥＬ７６４０等の感光性ポリイミド、ＡＺ６１３０等のレジスト等が用いられる。例えば、光学的な特性から上記の材料の中から充填部材５としてある材料を選択したらその充填部材５の吸水率以下の吸水率の材料から封止部材８を選択すると良い。そうすることで充填部材５の吸水率を考慮する必要がなくなるため、充填部材５の選択の範囲が広がる。さらに封止部材８の吸水率が凸部材４の吸水率以下であるようにすればさらに好ましい。これは凸部材４が充填部材５に覆われているとはいえ回折格子２を構成しているためであり、より確実に屈折率の変化を抑制できる。ここで吸水率は１００℃の純水中に２時間放置した前後の質量変化率である。
【００４４】
なお、封止部材８は波長λ１の光も波長λ２の光も入射しない場所なので上記のような透明な材料である必要はない。
【００４５】
次に製造方法について説明する。まず有機物７を含んだ凸部材４をスピンコート法等で透明基板３に所定の均一な厚さで塗布する。次に加熱保持して、硬化する。次に凸部材４に所定の凸形状パターンを形成する。凸形状パターンの作製方法として、例えば、凸部材４としてレジストを塗布し、所定のパターンとなるようにマスクパターンを介して紫外線を照射し、現像後、ドライエッチングを行う方法がある。あるいは、凸部材４として感光性材料を使い、所定の均一な厚さに塗布し、所定のパターンとなるようにマスクパターンを介して紫外線を照射し、現像を行っても良い。この凸部材４による凸形状の高さが回折格子２の深さとなる。次に充填部材５を凸部材４による凸形状と凸形状の間に充填するように塗布する。この際充填部材５が不必要な箇所まで塗布されないように塗布する量と位置を制御する。また、封止部材８を同様に量と位置を制御して塗布する。このような充填部材５や封止部材８の塗布にはスクリーン印刷法等がある。透明保護板６をその上に重ね合わせて全体を加熱保持する。充填部材５および封止部材８は透明基板３、凸部材４、透明保護板６を強く接着する。最後に所定の寸法に切断し、完成とする。
【００４６】
また、封止部材８の硬化前の粘度が低い場合、次のような製造方法とすることもできる。凸部材４による所定の凸形状を透明基板３の表面に形成した後、充填部材５のみを塗布し、透明保護板６をその上に重ね合わせて、全体を加熱保持する。次に透明基板３と透明保護板６の隙間から毛細管現象を利用して、常圧あるいは減圧下で封止部材８を全周に渡って注入し、全体を加熱保持して硬化する。その後、所定の寸法に切断して完成とする。
【００４７】
なお、一般的に染料を始めとする分子レベルで凸部材４に溶解する有機物７は紫外線により構造が一部破壊されて所定の光吸収の性質を失いやすい。そのため、紫外線照射、現像した際、紫外線が当たらない部分が残るような凸部材４を用いることで、所定の光吸収の性質を残した有機物７を含む凸部材４を形成することができる。
【００４８】
なお、図１において充填部材５と封止部材８との間には間隔があるように記載しているが、間隔を設ける必要はない。充填部材５の外側全体に封止部材８が接しても良いし、充填部材５と封止部材８とは接しなくても良い。ただし充填部材５と封止部材８の材料が混合することは好ましくない。充填部材５の屈折率を含めた光学的な特性に封止部材８が悪影響を及ぼす可能性があるからである。
【００４９】
また、封止部材８は回折格子２の外側を全周に渡って覆う必要がある。わずかでも隙間があれば、そこから周りの空気とともに水分が回折格子２まで浸入し充填部材５または凸部材４の少なくとも一方の屈折率が変化する恐れがあるためである。
【００５０】
なお、本実施の形態１において凸部材４が有機物７を含んだ。しかし、それに限るものではなく、充填部材５が有機物７を含んでも良い。また、凸部材４も充填部材５も有機物７を含まなくても良い。充填部材５が有機物７を含む場合、凸部材４にマスクパターンを介して紫外線を照射しても、有機物７を含んでいないので、光吸収の性質を失うことがない。そのため凸部材４や有機物７の材料の選択の幅が広がる。また有機物７を含む充填部材５はそもそも紫外線を使用しないで硬化するため、不都合は生じない。一方、凸部材４も充填部材５も有機物７を含まない場合、凸部材４の屈折率ｎ１と充填部材の屈折率ｎ２に差を設けることで少なくとも単波長の回折素子１として機能させることができる。そのため回折素子設計の自由度が大きい。また、有機物７をそもそも含まないので紫外線照射による有機物７の構造の一部破壊による所定の光吸収の性質の劣化の心配をする必要がない。
【００５１】
なお、回折格子２の平面形状は略四角形であるように示しているが、それに限るものではなく、円形状、楕円形状、多角形状等でも良い。また回折格子２の凸部材４の１つ１つが縞状に並んでいるように配置したが、それに限るものではなく、設計により配置、形状を変えることができる。また、凸部材４の段差は１段で直角に切れているが、階段状に切れても良いし、斜面状に切れても良い。
【００５２】
以上のように本実施の形態１の回折素子１は回折格子２を構成する凸部材４および充填部材５が透明基板１、透明保護板６、封止部材８に囲まれ、周囲の空気には触れていない。そのため回折の特性に影響を及ぼさないレベルに回折格子２を構成する充填部材５や凸部材４の水分の吸収を抑制できる。
【００５３】
（実施の形態２）
実施の形態２について図面を参照しながら説明する。図２（ａ）は本実施の形態２の回折素子の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。本実施の形態２の回折素子１は実施の形態１の回折素子１とは封止部材の設け方が異なる。すなわち本実施の形態２の回折素子１は実施の形態１と同じ透明基板３、透明保護板６、凸部材４、充填部材５、有機物７で構成した回折素子１の透明基板３と透明保護板６に渡してその外周部に環状に封止部材８を設ける構成としたものである。
【００５４】
したがって透明基板３、透明保護板６、凸部材４、充填部材５、有機物７は実施の形態１と同じであり、その説明を援用する。封止部材８は実施の形態１と同じで良いが、本実施の形態２では硬化前の粘度が高い場合により好適である。
【００５５】
次に製造方法について説明する。まず実施の形態１と同様にして透明基板３と透明保護板６との間に凸部材４、充填部材５、有機物７で構成される回折格子２を形成する。その際、封止部材８は用いない。次に所定の寸法に切断する。最後に封止部材８を透明基板３と透明保護板６との隙間に渡してその外周部に環状に塗布し、硬化して完成とする。
【００５６】
封止部材８を塗布する際、透明基板３と透明保護板６の隙間は完全に封止しなければならない。わずかでも隙間があればそこから周りの空気とともに水分が回折格子２まで浸入し充填部材５または凸部材４の少なくとも一方の屈折率が変化する恐れがあるためである。これは実施の形態１においても同じである。逆に透明基板３と透明保護板６の隙間の内部に封止部材８が入り込むのは構わない。
【００５７】
以上のように、本実施の形態２の回折素子１は実施の形態１の回折素子１と同様に回折格子２を構成する凸部材４および充填部材５が透明基板１、透明保護板６、封止部材８に囲まれ、周囲の空気には触れていない。そのため回折の特性に影響を及ぼさないレベルに回折格子２を構成する充填部材５や凸部材４の水分の吸収を抑制できる。
【００５８】
（実施の形態３）
実施の形態３について図面を参照しながら説明する。図３（ａ）は本実施の形態３の回折素子の１形状の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。また図４（ａ）は本実施の形態３の回折素子の他の形状の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。
本実施の形態３は透明基板３の表面の回折格子部分を凹凸とした回折素子であり、実施の形態１、２で説明した封止部材８が設けられた構成である。
【００５９】
透明基板３は実施の形態１で説明した透明基板３と同じであるが、さらに表面に凹凸９を形成している。図３、図４では凹凸９は凹形状であるが、凸形状としても凹凸形状としても良い。凹凸９は例えば、透明基板３の表面を所定の形状にエッチングすることで作製することができる。また、金型にあらかじめ所定の形状と凹凸が逆の形状を形成しておき、そこに透明基板３の原料を供給して転写させることで作製することもできる。
【００６０】
充填部材５、透明保護板６は実施の形態１と同じでありその説明を援用する。回折格子２としての働きを確保するため、使用する波長において透明基板３の屈折率と充填部材５の屈折率とが異なるようにする。
【００６１】
図３に示す形状の回折素子１の製造方法は以下の通りである。表面に凹凸９を形成した透明基板３の表面に充填部材５を塗布する。その際、凹凸９による凹形状と凹形状の間に充填するように充填部材５を塗布する。また、充填部材５が不必要な箇所まで塗布されないように塗布する量と位置を制御する。また、封止部材８を同様に量と位置を制御して塗布する。このような充填部材５や封止部材８の塗布にはスクリーン印刷法等がある。透明保護板６をその上に重ね合わせて、全体を加熱保持後、所定の寸法に切断して完成とする。充填部材５および封止部材８は透明基板３と透明保護板６を強く接着する。
【００６２】
また、実施の形態１と同様、封止部材８の硬化前の粘度が低い場合には、次のようにしても良い。すなわち、まず凹凸９を形成した透明基板３の表面に充填部材５のみを塗布し、透明保護板６をその上に重ね合わせて、全体を加熱保持する。次に透明基板３と透明保護板６の隙間から毛細管現象を利用して、常圧あるいは減圧下で封止部材８を全周に渡って注入し、全体を加熱保持して硬化する。その後、所定の寸法に切断して完成とする。
【００６３】
図４に示す形状の回折素子１の作製方法は以下の通りである。凹凸９を形成した透明基板３の表面に充填部材５を塗布し、透明保護板６を重ね合わせて、全体を加熱保持する。以降は、実施の形態２で説明したのと同様に、所定の寸法に切断し、封止部材８を透明基板３と透明保護板６との隙間に渡してその外周部に環状に塗布し、硬化して完成とする。
【００６４】
使用する波長において回折格子２が少なくとも所定の単一の波長に対する回折格子としての働きをもつように透明基板３の屈折率と充填部材５の屈折率とを異ならせる。また、その際、回折格子２の表面は平坦であるので光路長差により生じる干渉は生じにくい。
【００６５】
なお、実施の形態１と同様に所定の波長域に光吸収を有する有機物７を充填部材５に含ませ、波長選択回折素子としても良い。その際、透明基板３の波長λ１および波長λ２における屈折率と有機物７を含有した充填部材５の波長λ１および波長λ２における屈折率とが所定の値になるように透明基板３、充填部材５、有機物７を選定しなければならない。
【００６６】
また、光学的な特性から上記の材料の中から充填部材５としてある材料を選択したらその充填部材５の吸水率以下の吸水率の材料から封止部材８を選択すると良い。そうすることで充填部材５の吸水率を考慮する必要がなくなるため、充填部材５の選択の範囲が広がる。
【００６７】
以上のように、本実施の形態３の回折素子１も実施の形態１、２の回折素子１と同様に、透明基板３とともに回折格子２を構成する充填部材５が透明基板１、透明保護板６、封止部材８に囲まれ、周囲の空気には触れていない。そのため回折の特性に影響を及ぼさないレベルに回折格子２を構成する充填部材５の水分の吸収を抑制できる。
【００６８】
（実施の形態４）
実施の形態４について図面を参照しながら説明する。図５（ａ）は本実施の形態４の回折素子の１形状の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。図６（ａ）は本実施の形態４の回折素子の他の形状の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。実施の形態４は凹凸を作らない回折格子２を有する回折素子であり、実施の形態１、２で説明した封止部材８が設けられた構成である。
【００６９】
透明基板３、透明保護板６、封止部材８は実施の形態１と同じであり、その説明を援用する。回折格子部材１０は所定の波長域に光吸収を有する有機物７を含む樹脂である。回折格子部材１０はＥｐｏ−Ｔｅｋ３１０、３２０、３３０等のエポキシ系の熱硬化型接着剤、ＯＧ１１４等のアクリル系紫外線硬化型接着剤、ＰＩＭＥＬ７６４０等の感光性ポリイミド、ＡＺ６１３０等のレジスト等である。有機物７は実施の形態１で説明したものと同じである。しかし後述するように紫外線を選択的に照射し、紫外線が照射された領域１２の光吸収の性質を失わせることが必要である。そのため紫外線で構造の一部が破壊されやすい、分子レベルで回折格子部材１０に溶解するものの方が、粒子状態で回折格子部材１０内に分散しているものよりも望ましい。紫外線が照射された領域１２は有機物７の光吸収の性質が失われてしまうため、紫外線が照射された領域１２の屈折率と紫外線が非照射の領域１１の屈折率とは回折格子２を透過するレーザ光の波長に依存して差が生じる。このため回折素子１は波長選択回折素子とすることができる。
【００７０】
次に図５に示す形状の回折素子１の作製方法について説明する。あらかじめ有機物７を含有させておいた回折格子部材１０を透明基板３に塗布する。この際回折格子部材１０が不必要な箇所まで塗布されないように塗布する量と位置を制御する。また、封止部材８を同様に量と位置を制御して塗布する。このような回折格子部材１０や封止部材８の塗布にはスクリーン印刷法等がある。透明保護板６をその上に重ね合わせて全体を加熱保持する。回折格子部材１０および封止部材８は透明基板３、凸部材４、透明保護板６を強く接着する。次に透明基板３の下面側または透明保護板６の上面側から所定のパターンになるようなマスクパターンを介して紫外線を照射する。紫外線が非照射の領域１１と紫外線が照射された領域１２とのパターンを生成する。紫外線が非照射の領域１１は何の影響も受けないが、紫外線が照射された領域１２の有機物７は構造の一部が分解されて光吸収の性質を失う。最後に所定の寸法に切断し、完成とする。
【００７１】
また、実施の形態１と同様、封止部材８の硬化前の粘度が低い場合には、次のようにしても良い。すなわち、まず透明基板３に回折格子部材１０を塗布し、透明保護板６をその上に重ね合わせて、全体を加熱保持する。次に透明基板３と透明保護板６の隙間から毛細管現象を利用して、常圧あるいは減圧下で封止部材８を全周に渡って注入し、全体を加熱保持して硬化する。次に透明基板３の下面側または透明保護板６の上面側から所定のパターンになるようなマスクパターンを介して紫外線を照射する。紫外線が非照射の領域１１と紫外線が照射された領域１２とのパターンを生成する。最後に所定の寸法に切断して完成とする。この場合、封止部材８を注入する前に回折格子部材１０に所定のパターンを生成しても良い。
【００７２】
また、図６に示す形状の回折素子１の作製方法は以下の通りである。あらかじめ有機物７を含有させておいた回折格子部材１０を透明基板３に塗布する。この際回折格子部材１０が不必要な箇所まで塗布されないように塗布する量と位置を制御する。透明保護板６をその上に重ね合わせて全体を加熱保持する。次に所定のパターンになるようなマスクパターンを介して紫外線を照射する。次に所定の寸法に切断し、封止部材８を透明基板３と透明保護板６との隙間に渡してその外周部に環状に塗布し、硬化して完成とする。
【００７３】
本実施の形態４の回折素子１は凹凸形状を作らずに回折格子２を構成するため、簡略な工程で波長選択回折素子を作製できる。
【００７４】
また、光学的な特性から上記の材料の中から回折格子部材１０としてある材料を選択したらその回折格子部材１０の吸水率以下の吸水率の材料から封止部材８を選択すると良い。そうすることで回折格子部材１０の吸水率を考慮する必要がなくなるため、回折格子部材１０の選択の範囲が広がる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態４の回折素子１も実施の形態１、２の回折素子１と同様に、回折格子２を構成する回折格子部材１０が透明基板１、透明保護板６、封止部材８に囲まれ、周囲の空気には触れていない。そのため回折の特性に影響を及ぼさないレベルに回折格子２を構成する回折格子部材１０の水分の吸収を抑制できる。
【００７６】
（実施の形態５）
実施の形態５について図面を参照しながら説明する。図７（ａ）は本実施の形態５の回折素子の１形状の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。図８（ａ）は本実施の形態５の回折素子の他の形状の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図である。実施の形態４では凹凸を作らない回折格子２を作製する際、透明保護板６を重ね合わせて全体を加熱したが、本実施の形態５では透明保護板６を重ね合わせないで全体を加熱した場合である。構成材料は実施の形態４と同じである。
【００７７】
次に図７に示す形状の回折素子１の作製方法について説明する。あらかじめ有機物７を含有させておいた回折格子部材１０を透明基板３に塗布する。塗布はスピンコート法等で良い。加熱保持して回折格子部材１０を硬化させる。次に所定のパターンになるようなマスクパターンを介して紫外線を照射する。紫外線が非照射の領域１１は何の影響も受けないが、紫外線が照射された領域１２の有機物７は構造の一部が分解されて光吸収の性質を失う。次に不要な部分をエッチング等で除去する。または、回折格子部材１０の塗布をスクリーン印刷法等で塗布位置を限定して行う。次に封止部材８を全体に塗布し、透明保護板６を重ね合わせて、全体を加熱保持する。最後に所定の寸法に切断し、完成とする。封止部材８は透明基板３、回折格子部材１０、透明保護板６を強く接着する。封止部材８にも光が照射されるため使用する波長の光に対して透明な材料を選択する。
【００７８】
封止部材８を塗布する際、全体にではなくスクリーン印刷法等で回折格子部材１０の周囲に塗布しても良い。その場合の形状は図５と同様となる。
【００７９】
また、図８に示すように透明保護板６を設けずに、封止部材８で回折格子部材１０を上面から覆っても良い。この場合、回折格子２を形成後、スピンコート法等の方法で回折格子２の表面を覆うように、回折格子２の部分の表面が平坦になるように、封止部材８を塗布して硬化する。その後、所定の寸法に切断する。
【００８０】
このように透明保護板６を重ね合わせないで全体を加熱し、マスクパターンを介して紫外線を照射すると、マスクパターンから回折格子部材１０までの距離が小さいため、パターンを明瞭に作ることができる。一方、実施の形態４のように透明保護板６を重ね合わせてから作製するとマスクパターンから回折格子部材１０までの距離が大きいためパターンが若干不明瞭になるが、回折格子部材１０の硬化と透明保護板６の固定が同時にできるため、工程が簡略になり製造コストを抑えることができる。
【００８１】
また、図８のように透明保護板６を設けない構成にすると、構成も作製方法も簡単になり、製造コストを抑えることができる。逆にその他の構成のように透明保護板６を設けると、若干のコストは上げることになるが、回折格子２を保護する機能を飛躍的に向上できる。
【００８２】
なお、光学的な特性から上記の材料の中から回折格子部材１０としてある材料を選択したらその回折格子部材１０の吸水率以下の吸水率の材料から封止部材８を選択すると良い。そうすることで回折格子部材１０の吸水率を考慮する必要がなくなるため、回折格子部材１０の選択の範囲が広がる。
【００８３】
以上のように、本実施の形態５の回折素子１も回折格子２を構成する回折格子部材１０が透明基板１、封止部材８、透明保護板６に囲まれ、周囲の空気には触れていない。そのため回折の特性に影響を及ぼさないレベルに回折格子２を構成する回折格子部材１０の水分の吸収を抑制できる。
【００８４】
（実施の形態６）
実施の形態６について図面を参照しながら説明する。本実施の形態６は実施の形態１〜実施の形態５で説明した波長選択回折素子を備えた光ピックアップである。図９は本実施の形態６の光ピックアップの光学系の構成図、図１０は本実施の形態６の光ピックアップの構成図である。
【００８５】
レーザ光源２１はＤＶＤ用の波長λ１（約６５０ｎｍ）のレーザ光を出射する発光点とＣＤ用の波長λ２（約７８０ｎｍ）のレーザ光を出射する発光点を１つのパッケージ内に搭載した２波長半導体レーザ光源とした。２つの発光点の距離は約１１０μｍと近接している。２波長半導体レーザ光源には２種類ある。１つは２つの発光点を１つの半導体レーザ素子に集積したいわゆるモノリシック型２波長半導体レーザであり、もう１つは１つの発光点を備えた半導体レーザ素子を２つ隣接して備えたいわゆるハイブリッド型２波長半導体レーザである。本実施の形態６におけるレーザ光源２１はどちらの種類でも構わない。
【００８６】
回折素子１は前述の通り波長選択回折素子である。波長λ１のレーザ光は回折素子１を素通りし、波長λ２のレーザ光はトラッキングサーボ信号に用いられる３本の光線に変換される。有機物７は波長λ１よりもわずかに短い波長域に光吸収を有する。波長λ１において凸部材４の屈折率と充填部材５の屈折率または紫外線が非照射の領域１１の屈折率と紫外線が照射された領域１２の屈折率が略等しくなるようにする。そして、波長λ２において凸部材４の屈折率と充填部材５の屈折率または紫外線が非照射の領域１１の屈折率と紫外線が照射された領域１２の屈折率が異なるようにする。回折格子２のパターンは２つの領域が縞状に交互に並べられるように形成されている。この平行な配列の向きは３本の光線の集光スポットが光ディスク２８の円周の接線方向と所定の微小角で並ぶように決められる。回折格子２のピッチは５〜２０μｍ程度で、回折格子２の深さは約１〜１０μｍ程度である。
【００８７】
集積光学部材２２は内部に複数の傾斜面が設けられた光学ガラスで作製され、傾斜面には偏光分離膜、ホログラム等が形成されている。コリメートレンズ２３は往路光においてはレーザ光を略平行光にするレンズで、光学ガラスまたは光学プラスチック等で作製されている。ビームスプリッタ２４は光学ガラス等で作製されており、表面に偏光分離膜が形成されており、レーザ光を一部のみ透過させ大半は反射させる。立ち上げプリズム２５はそれまで光ディスク２８の面に略平行な面内にあった光軸を、光ディスク２８に対し略垂直に立ち上げるものである。本実施の形態６では立ち上げプリズムとしているが、立ち上げミラーとしても構わない。ホログラム素子２６は偏光ホログラム２６ａと１／４波長板２６ｂで構成されている。偏光ホログラム２６ａはＤＶＤの波長の光にのみ作用するよう波長選択性のある材料で作製されている。また、１／４波長板２６ｂはＤＶＤとＣＤの両方の波長に作用するよう屈折率、厚みが設定されている。対物レンズ２７は２焦点対物レンズで、波長λ１の光、波長λ２の光に対してそれぞれ焦点を結ぶように構成されている。２焦点対物レンズとしては、集光レンズおよびフレネルレンズまたはホログラムレンズの組み合わせ、ＤＶＤ用集光レンズにＣＤ再生時に開口制限手段を設ける組み合わせ等を用いることができる。光ディスク２８はＣＤ用がＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ用がＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどであり、ＣＤ用もＤＶＤ用も再生専用の媒体を除いて全て記録も再生も可能なものである。また、本実施の形態６ではＣＤ用とＤＶＤ用としているが、その組み合わせだけでなく、いわゆる次世代ＤＶＤであるＢＤ（ブルーレイ  ディスク）やＨＤ  ＤＶＤ（ハイ  デフィニション  ＤＶＤ）等との組み合わせでも一般性を失わない。
【００８８】
光ディスク２８からの反射光を受光して電気信号を発生させる受光センサ２９は光ディスク２８からの反射光を受光し、ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号等を生成する電気信号を出力する受光素子である。受光センサ２９はいくつかの受光部に分かれている。ＣＤとＤＶＤとでトラッキングエラー信号が異なる。ＣＤでは回折素子１で分離した３本の光線の全てを使う３ビーム法を用いるのに対し、ＤＶＤは中央の１本の光線のみを使う１ビーム法を用いるためである。
【００８９】
前光モニタ３０は光学センサであり、レーザ光源２１からのレーザ光の一部の光量を電気信号に変換し、その結果を制御回路（図示せず）を通してレーザ光源２１にフィードバックすることで、レーザ光源２１の光量を一定に保つ働きをする。
【００９０】
結合ベース３１は回折素子１、集積光学素子２２、レーザ光源２１、受光センサ２９を所定の位置に固定し、キャリッジ３２に固定される。結合ベース３１を形成する材料は、比較的軽量で高精度なできあがり寸法を実現できる形状加工性、良好な放熱性等を兼ね備えることが求められる。そのためＺｎ、Ｚｎ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金などが好適に用いられる。本実施の形態６ではコスト面などを考慮し、Ｚｎダイキャストで作製した。キャリッジ３２は光ピックアップ２０の骨格を成すもので、キャリッジ３２に各種光学部品を始めとする光ピックアップ２０を構成する部品が直接あるいは他の部品を介して取り付けられる。キャリッジ３２はＺｎ合金、Ｍｇ合金などの合金材料あるいは硬質樹脂材料などで形成される。
【００９１】
コリメートレンズ２３、ビームスプリッタ２４、立ち上げプリズム２５、前光モニタ３０は直接または取付部材を介してキャリッジ３２に固定される。
【００９２】
ホログラム素子２６と対物レンズ２７はコイルを備えたレンズホルダ３４に固定される。レンズホルダ３４はサスペンションワイヤ３５を介して固定部３６に可動状態で支持される。固定部３６は磁石を備えたヨーク３７に固定される。その際レンズホルダ３４はサスペンションワイヤ３５以外には触れないようにする。アクチュエータ３３は対物レンズ２７、コイル、磁石を備える。アクチュエータ３３はキャリッジ３２に接着剤で固定される。アクチュエータ３３は接着剤を介してのみキャリッジ３２と接触する。アクチュエータ３３はフォーカスサーボ、トラッキングサーボにより光ディスク２８の記録面のトラック上に集光スポットが合焦するように対物レンズ２７を駆動する。
【００９３】
次に光路について説明する。ＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光は回折素子１、集積光学部材２２を通過してコリメートレンズ２３に入射する。回折素子１において波長λ１の光は上述の通りそのまま透過する。コリメートレンズ２３では略平行光に変換されてビームスプリッタ２４に入射する。一部の光はビームスプリッタ２４を透過し、前光モニタ３０に入射する。前光モニタ３０に入射した光は電気信号に変換されて波長λ１のレーザ光の光量制御に使われる。ビームスプリッタ２４に入射した残りの大半の光は反射して立ち上げプリズム２５に入射する。立ち上げプリズム２５に入射した光はホログラム素子２６、対物レンズ２７を通過して光ディスク２８の記録面に焦点を結ぶ。
【００９４】
ホログラム素子２６を透過する際、偏光ホログラム２６ａの影響を受けずにそのまま透過するよう光の偏光方向を設定してあり、１／４波長板２６ｂで直線偏光（Ｐ偏光）から円偏光に変換される。
【００９５】
光ディスク２８で反射された光は対物レンズ２７、ホログラム素子２６、立ち上げプリズム２５、ビームスプリッタ２４、コリメートレンズ２３を通り、集積光学部材２２に入射する。ホログラム素子２６を再度透過する際、１／４波長板２６ｂで円偏光からＰ偏光である往きの直線偏光とは垂直な直線偏光、すなわちＳ偏光に変換される。偏光ホログラム２６ａによりＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号等に対応する信号光成分に分離される。ビームスプリッタ２４では全反射する。
【００９６】
集積光学部材２２内の傾斜面２２ａに設けられた偏光分離膜はレーザ光源２１から出射されたＰ偏光のレーザ光は透過し、光ディスク２８で反射されてきたＳ偏光は反射するような偏光分離膜構成を採用している。そのため、集積光学部材２２に入射した光は傾斜面２２ａに設けられた偏光分離膜で反射して受光センサ２９に入射する。偏光ホログラム２６ａで分離され受光センサ２９に入射した各信号光成分は受光センサ２９で各種電気信号に変換される。
【００９７】
ＣＤ用の波長λ２のレーザ光は回折素子１、集積光学部材２２を通過してコリメートレンズ２３に入射される。回折素子１において波長λ２の光は上述の通り３本の光線に分離される。コリメートレンズ２３で略平行光に変換されてビームスプリッタ２４に入射する。一部の光はビームスプリッタ２４を透過し、前光モニタ３０に入射される。前光モニタ３０に入射した光は電気信号に変換されて波長λ２のレーザ光の光量制御に使われる。ビームスプリッタ２４に入射した残りの大半の光は反射して立ち上げプリズム２５に入射する。立ち上げプリズム２５に入射した光はホログラム素子２６、対物レンズ２７を通過して光ディスク２８の記録面に焦点を結ぶ。ホログラム素子２６を透過する際、この波長λ２では偏光ホログラム２６ａの影響を受けないのでそのまま透過し、１／４波長板２６ｂで直線偏光（Ｐ偏光）から円偏光に変換される。
【００９８】
光ディスク２８で反射された光は対物レンズ２７、ホログラム素子２６、立ち上げプリズム２５、ビームスプリッタ２４、コリメートレンズ２３を通り、集積光学部材２２に入射する。ホログラム素子２６を再度透過する際、１／４波長板２６ｂで円偏光からＰ偏光である往きの直線偏光とは垂直な直線偏光、すなわちＳ偏光に変換される。そしてこの波長λ２では偏光ホログラム２６ａの影響を受けないため偏光ホログラム２６ａをそのまま透過する。ビームスプリッタ２４では全反射する。
【００９９】
集積光学部材２２内の傾斜面２２ｂに設けられた偏光分離膜はレーザ光源２１から出射された光を透過し、光ディスク２８で反射されてきた波長λ２のレーザ光を反射し、波長λ１のレーザ光を透過するような膜構成を採用している。そのため集積光学部材２２に入射した光は傾斜面２２ｂに設けられた偏光分離膜で反射され、傾斜面２２ｃに設けられたホログラムに入射し、ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号等に対応する信号光成分に分離される。その分離された光はそれぞれ受光センサ２９に入射し、各種電気信号に変換される。
【０１００】
本実施の形態６において回折素子１は波長選択性を有し、ＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光を素通りさせ、ＣＤ用の波長λ２のレーザ光のみをトラッキングサーボに使用する３本の光線に分離する。また、吸水率が５％を超える回折格子２を構成する材料は空気に対して非露出であるため、回折素子１は回折の特性が安定している。したがって、この回折素子１を搭載した光ピックアップ２０はトラッキングサーボが安定し、安定した記録や再生の特性が得られる。
【０１０１】
（実施の形態７）
本実施の形態７について図面を参照しながら説明する。本実施の形態７は実施の形態３で説明した単波長用の回折素子を備えた光ピックアップである。図１１は本実施の形態７の光ピックアップの光学系の構成図である。レーザ光源２１ａはＤＶＤ用の波長λ１（約６５０ｎｍ）のレーザ光を出射する。レーザ光源２１ｂはＣＤ用の波長λ２（約７８０ｎｍ）のレーザ光を出射する。
【０１０２】
回折素子１は波長λ２のレーザ光のみを通過させるため、有機物７を含有させて波長選択性の機能を持たせる必要はない。そのため本実施の形態７の回折素子１は波長λ２のレーザ光に対して最適の回折の特性を持たせることができる。吸水率が５％を超える回折格子２を構成する材料は空気に対し非露出であるため、回折素子１は回折の特性が安定している。波長λ２のレーザ光はトラッキングサーボ信号に用いられる３本の光線に分離される。回折格子２のパターンは透明基板３の領域と充填部材５の領域の２つの領域が縞状に交互に並べられるように形成されている。この平行な配列の向きは３本の光線の集光スポットが光ディスク２８の円周の接線方向と所定の微小角で並ぶように決められる。回折格子２のピッチは５〜２０μｍ程度で、回折格子２の深さは約１〜１０μｍ程度である。
【０１０３】
集積光学部材２２はレーザ光源２１ａから出射された波長λ１のレーザ光に対する機能が不要な以外は実施の形態６の集積光学部材２２と同じ機能、構成であり、その説明を援用する。反射鏡３８は波長λ１のレーザ光の進行方向を光ディスク２８の方向に変換する。反射鏡３８は表面に全反射膜を有する。コリメートレンズ２３ａはレーザ光源２１ａから出射された発散光のレーザ光を略平行光に変換する。コリメートレンズ２３ｂはレーザ光源２１ｂから出射された発散光のレーザ光を略平行光に変換する。コリメートレンズ２３ａ、２３ｂは光学ガラス、光学プラスチックで作製される。
【０１０４】
ビームスプリッタ２４は内部に波長選択偏光分離膜を備えた斜面を有する。波長選択偏光分離膜はレーザ光源２１ａから出射された波長λ１のレーザ光の大半を透過させ、一部を反射させる。また、レーザ光源２１ｂから出射された波長λ２のレーザ光の大半を反射させ、一部を透過させる。さらに光ディスク２８の記録面で反射した波長λ１および波長λ２のレーザ光をほぼ全反射させる。
【０１０５】
立ち上げプリズム２５、ホログラム素子２６、対物レンズ２７、光ディスク２８、受光センサ２９、前光モニタ３０は実施の形態６と同じであり、その説明を援用する。結合ベース３１は実施の形態６の結合ベース３１が搭載するレーザ光源２１の替わりにレーザ光源２１ｂをする。実施の形態６のキャリッジ３２の分に加え、本実施の形態７のキャリッジ３２はレーザ光源２１ａ、反射鏡３８、コリメートレンズ２３ａをも直接または取付部材を介して固定する。アクチュエータ３３は実施の形態６と同じであり、その説明を援用する。
【０１０６】
光路について、波長λ２のレーザ光に関しては実施の形態６と同じであり、その説明を援用する。レーザ光源２１ａから出射された波長λ１のレーザ光は反射鏡３８にて反射され、コリメートレンズ２３ａに入射する。コリメートレンズ２３ａで略平行光に変換され、ビームスプリッタ２４に入射する。ビームスプリッタ２４で反射されたレーザ光は前光モニタ３０に入射し、レーザ光源２１ａの出力の制御に用いられる。ビームスプリッタ２４を透過した大半のレーザ光は立ち上げプリズム２５に入射する。波長λ１のレーザ光の光路もこれ以降は実施の形態６と同じであり、その説明を援用する。
【０１０７】
以上のように本実施の形態７の光ピックアップ２０は回折素子１の回折の特性が安定しているため、トラッキングサーボが安定する。その結果記録や再生の特性が安定する。
【０１０８】
（実施の形態８）
実施の形態８について図面を参照しながら説明する。実施の形態８は実施の形態６または実施の形態７の光ピックアップを備えた光ディスク装置である。図１２は本実施の形態８の光ピックアップモジュールの構成図、図１３は本実施の形態８の光ディスク装置の構成図である。
【０１０９】
光ディスク装置５０のうち、光ディスク２８や光ピックアップ２０を駆動する駆動機構を光ピックアップモジュール４０という。ベース４１は光ピックアップモジュール４０の骨組みを成すもので、このベース４１に直接的、間接的に各構成部品を固定する。
【０１１０】
光ディスク２８を載置するターンテーブルを備えたスピンドルモータ４２はベース４１に固定される。スピンドルモータ４２は光ディスク２８を回転させる回転駆動力を生成する。
【０１１１】
フィードモータ４３はベース４１に固定される。フィードモータ４３は光ピックアップ２０が光ディスク２８の内周と外周の間を移動するために必要な回転駆動力を生成する。フィードモータ４３としてステッピングモータ、ＤＣモータなどが使用される。スクリューシャフト４４はらせん状に溝が掘られており、直接または数段のギアを介してフィードモータ４３に接続される。本実施の形態８では直接フィードモータ４３と接続される。ガイドシャフト４５、４６はそれぞれ両端で支持部材を介してベース４１に固定される。ガイドシャフト４５、４６は光ピックアップ２０を移動自在に支持する。光ピックアップ２０はスクリューシャフト４４の溝と噛み合うガイド歯を有するラックを備える。ラックがスクリューシャフト４４に伝達されたフィードモータ４３の回転駆動力を直線駆動力に変換するために光ピックアップ２０は光ディスク２８の内周と外周の間を移動することができる。
【０１１２】
光ピックアップ２０は実施の形態６または実施の形態７で説明したものである。光ピックアップ２０は光ディスク２８に対し情報の記録または再生の少なくとも一方を行い、そのためにレーザ光を光ディスク２８に向けて出射する。光ピックアップ２０から出射されるレーザ光が光ディスク２８に対し直角に入射するように、支持部材を構成する調整機構でガイドシャフト４５、４６の傾きを調整する。
【０１１３】
上部筐体５１ａと下部筐体５１ｂを組み合わせてネジなどを用いて互いに固定して筐体５１とする。トレイ５２は筐体５１に出没自在に設けられる。トレイ５２はカバー５３を取り付けた光ピックアップモジュール４０を下面側から配置する。カバー５３は開口を有し、光ピックアップ２０の対物レンズ２７を含む一部とスピンドルモータ４２のターンテーブルを露出させる。本実施の形態８の場合、フィードモータ４３も露出させる。ベゼル５４をトレイ５２の前端面に設け、トレイ５２が筐体５１内に収納された時に、トレイ５２の出没口を塞ぐようにする。
【０１１４】
ベゼル５４にはイジェクトスイッチ５５が設けられ、イジェクトスイッチ５５を押すことで、筐体５１とトレイ５２との係合が解除され、トレイ５２は筐体５１に対し出没が可能な状態となる。レール５６はそれぞれトレイ５２の両側部および筐体５１の双方に摺動自在に取り付けられる。
【０１１５】
筐体５１の内部やトレイ５２の内部には図示していない回路基板があり、信号処理系のＩＣや電源回路などが搭載されている。図示していない外部コネクタ５７はコンピュータ等の電子機器に設けられた電源／信号ラインと接続される。そして、外部コネクタ５７を介して光ディスク装置５０内に電力を供給したり、外部からの電気信号を光ディスク装置５０内に導いたり、あるいは光ディスク装置５０で生成された電気信号を外部の電子機器などに送出したりする。
【０１１６】
このように本実施の形態８の光ディスク装置５０は実施の形態６または実施の形態７で説明した光ピックアップ２０を備えている。実施の形態６または実施の形態７の光ピックアップ２０はトラッキングサーボが安定しており、そのため記録や再生の特性が安定している。したがって、本実施の形態８の光ディスク装置５０は安定したトラッキングサーボにより安定した記録および再生をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
以上のように本発明の回折素子は回折格子２を構成する材料が空気中の水分を吸収する量を回折の特性に影響を及ぼさないレベルに水分の吸収を抑制できる結果、高温高湿の環境にさらされても回折の特性が安定している。したがって、本発明の回折素子は光ピックアップや光ピックアップを搭載した光ディスク装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】（ａ）本実施の形態１の回折素子の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図
【図２】（ａ）本実施の形態２の回折素子の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図
【図３】（ａ）本実施の形態３の回折素子の１形状の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図
【図４】（ａ）本実施の形態３の回折素子の他の形状の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図
【図５】（ａ）本実施の形態４の回折素子の１形状の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図
【図６】（ａ）本実施の形態４の回折素子の他の形状の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図
【図７】（ａ）本実施の形態５の回折素子の１形状の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図
【図８】（ａ）本実施の形態５の回折素子の他の形状の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図
【図９】本実施の形態６の光ピックアップの光学系の構成図
【図１０】本実施の形態６の光ピックアップの構成図
【図１１】本実施の形態７の光ピックアップの光学系の構成図
【図１２】本実施の形態８の光ピックアップモジュールの構成図
【図１３】本実施の形態８の光ディスク装置の構成図
【図１４】（ａ）回折格子の表面を平坦にした従来の例の回折素子の正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面の平面図
【符号の説明】
【０１１９】
１    回折素子
２    回折格子
３    透明基板
４    凸部材
５    充填部材
６    透明保護板
７    有機物
８    封止部材
９    凹凸
１０    回折格子部材
１１    紫外線が非照射の領域
１２    紫外線が照射された領域
２０    光ピックアップ
２１    レーザ光源
２２    集積光学部材
２３    コリメートレンズ
２４    ビームスプリッタ
２５    立ち上げプリズム
２６    ホログラム素子
２６ａ    偏光ホログラム
２６ｂ    １／４波長板
２７    対物レンズ
２８    光ディスク
２９    受光センサ
３０    前光モニタ
３１    結合ベース
３２    キャリッジ
３３    アクチュエータ
３４    レンズホルダ
３５    サスペンションワイヤ
３６    固定部
３７    ヨーク
３８    反射鏡
４０    光ピックアップモジュール
４１    ベース
４２    スピンドルモータ
４３    フィードモータ
４４    スクリューシャフト
４５、４６    ガイドシャフト
５１    筐体
５１ａ    上部筐体
５１ｂ    下部筐体
５２    トレイ
５３    カバー
５４    ベゼル
５５    イジェクトボタン
５６    レール
５７    外部コネクタ
【図１】
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【図２】
2007052153.tif 000004
【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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