(57)【要約】【課題】複数種類の光ディスクに対して良好な特性を呈し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を実現する。【解決手段】対物レンズユニット９に対して斜め入射する第１の波長の光ビームＬｄを回折させる第１の回折パターンＰＴｄを、当該第１の回折パターンＰＴｄで回折され対物レンズ２１で集光された第１の波長の光ビームＬｄの収差が最小になるよう、対物レンズユニット９の光軸に対して位置決めしたことにより、対物レンズユニット９に対して斜め入射することで発生する収差を、第１の回折パターンＰＴｄを光軸からずらして配置することにより補正する。【選択図】図７
2007293956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長の光ビーム、第２の波長の光ビーム及び第３の波長の光ビームを出射する光源と、
上記第１の波長の光ビームを回折させるとともに上記第２及び第３の波長の光ビームを透過させる第１の回折パターンが形成された一面と、上記第２の波長の光ビームを回折させるとともに上記第１及び第３の波長の光ビームを透過させる第２の回折パターンが形成された他面とを有する回折素子と、当該回折素子から入射した上記第１、第２及び第３の波長の光ビームを集光する対物レンズとが一体となった対物レンズユニットと
を具える光ピックアップであって、
上記対物レンズユニットには、上記第２及び第３の波長の光ビームが当該対物レンズユニットの光軸上で入射するとともに、上記第１波長の光ビームが当該対物レンズユニットの光軸に対して角度を持って入射し、
上記第１の回折パターンは、当該第１の回折パターンで回折され上記対物レンズで集光された上記第１の波長の光ビームの収差が最小になるよう、上記対物レンズユニットの光軸に対して位置決めされている
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
上記第１及び第２の回折パターンの一方又は双方は、上記回折素子のベース部材が有する平面上に塗布した紫外線硬化樹脂に対し、当該第１及び第２の回折パターンを反転した型形状を有する金型を押圧するとともに、紫外線を照射して硬化させることにより形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
第１の波長の光ビーム、第２の波長の光ビーム及び第３の波長の光ビームを出射する光源と、上記第１の波長の光ビームを回折させるとともに上記第２及び第３の波長の光ビームを透過させる第１の回折パターンが形成された一面と、上記第２の波長の光ビームを回折させるとともに上記第１及び第３の波長の光ビームを透過させる第２の回折パターンが形成された他面とを有する回折素子と、当該回折素子から入射した上記第１、第２及び第３の波長の光ビームを集光する対物レンズとが一体となった対物レンズユニットとを有する光ピックアップにより、光ディスクに対して上記第１、第２又は第３の波長の光ビームを照射する光ディスク装置であって、
上記対物レンズユニットには、上記第２及び第３の波長の光ビームが当該対物レンズユニットの光軸上で入射するとともに、上記第１波長の光ビームが当該対物レンズユニットの光軸に対して角度を持って入射し、
上記第１の回折パターンは、当該第１の回折パターンで回折され上記対物レンズで集光された上記第１の波長の光ビームの収差が最小になるよう、上記対物レンズユニットの光軸に対して位置決めされている
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】
本発明は光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、例えば複数種類の光ディスクに対応した光ピックアップに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク装置においては、広く普及しているＣＤ（Compact Disc）方式、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式に加え、ＢＤ（Blu-ray Disc、登録商標）方式にも対応したものが開発されている。
【０００３】
かかる光ディスク装置では、装填された光ディスクの種類、すなわちＣＤ方式の光ディスク、ＤＶＤ方式の光ディスク又はＢＤ方式の光ディスクのいずれかが装填されると、その種類に応じて、当該光ディスクに照射する光ビームの波長を、ＣＤ方式に対応する約７８０［ｎｍ］、ＤＶＤ方式に対応する約６５０［ｎｍ］又はＢＤ方式に対応する約４０５［ｎｍ］に切り換えるようになされている。
【０００４】
ところで、光ディスク装置では、構成の簡素化や小型化といった要求に応じるべく、光ディスクに対して光ビームを照射する光ピックアップにおいて、３種類の波長に対応した１個の対物レンズを用いることが望ましい。
【０００５】
しかしながら、ＣＤ方式の光ディスク、ＤＶＤ方式の光ディスク及びＢＤ方式の光ディスクでは、照射すべき光ビームの波長がそれぞれ異なる他、各光ディスクにおける下面から信号記録面までの間隔、すなわち保護層の厚さがそれぞれ異なっており、また光ビームを照射する対物レンズに要求される開口数もそれぞれ異なっている。
【０００６】
このため、かかる光ディスク装置において用いられるような３種類の波長に対応した対物レンズを設計するには様々な困難が伴い、また各光ビームの透過効率の低下や収差の発生等により必ずしも良好な特性が得られていなかった。
【０００７】
そこで、所定の波長を選択的に回折させる回折素子を対物レンズの前段に組み合わせて設けることにより、各光ビームの収差をそれぞれ適切に補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
かかる回折素子では、その一面及び他面に、それぞれＣＤ用光ビーム及びＤＶＤ用光ビームを回折させる回折格子を光学的中心が一致するように形成し、当該回折格子によってＣＤ用光ビーム及びＤＶＤ用光ビームに適切な補正用収差を発生させて対物レンズに入射させることにより、ＢＤ用光ビームに最適化された対物レンズを用いて、ＣＤ用光ビーム及びＤＶＤ用光ビームに対しても良好な特性を発揮させ得るようになされている。
【特許文献１】特開２００５−３０２２７０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した複数種類対応の光ピックアップでは、構成の簡素化や小型化といった要求に応じるべく、２又は３種類の波長のレーザ光を発する複数波長対応のレーザダイオードを用いることが多い。
【００１０】
かかる複数波長対応のレーザダイオードは、それぞれ異なる波長のレーザ光を発する複数のダイオード素子がパッケージ内に近接して内蔵されている。そして、これら複数のダイオード素子それぞれの発光点は異なることから、当該複数波長対応のレーザダイオードから出射されるレーザ光の光軸の位置も、波長によって異なる。
【００１１】
このため、上述した両面に回折格子を有する回折素子に対し一方のレーザ光の光軸を合致させた場合、他方のレーザ光の光軸は、コリメータレンズによって収束されることによって、回折素子に対して斜めに入射してしまい、これにより対物レンズで発生する収差を十分に補正し得なくなるという問題があった。
【００１２】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、複数種類の光ディスクに対して良好な特性を呈し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる課題を解決するため本発明の光ピックアップにおいては、第１の波長の光ビーム、第２の波長の光ビーム及び第３の波長の光ビームを出射する光源と、第１の波長の光ビームを回折させるとともに第２及び第３の波長の光ビームを透過させる第１の回折パターンが形成された一面と、第２の波長の光ビームを回折させるとともに第１及び第３の波長の光ビームを透過させる第２の回折パターンが形成された他面とを有する回折素子と、当該回折素子から入射した第１、第２及び第３の波長の光ビームを集光する対物レンズとが一体となった対物レンズユニットとを具える光ピックアップであって、対物レンズユニットには第２及び第３の波長の光ビームが当該対物レンズユニットの光軸上で入射するとともに、第１波長の光ビームが当該対物レンズユニットの光軸に対して角度を持って入射し、第１の回折パターンは、当該第１の回折パターンで回折され対物レンズで集光された第１の波長の光ビームの収差が最小になるよう、対物レンズユニットの光軸に対して位置決めした。
【００１４】
対物レンズユニットに対して斜め入射する第１の波長の光ビームを回折させる第１の回折パターンを、当該第１の回折パターンで回折され対物レンズで集光された第１の波長の光ビームの収差が最小になるよう、対物レンズユニットの光軸に対して位置決めしたことにより、対物レンズユニットに対して斜め入射することで発生する収差を、第１の回折パターンを光軸からずらして配置することにより補正して、複数種類の光ディスクに対して良好な特性を呈し得る光ピックアップを得ることができる。
【００１５】
また本発明の光ディスク装置においては、第１の波長の光ビーム、第２の波長の光ビーム及び第３の波長の光ビームを出射する光源と、第１の波長の光ビームを回折させるとともに第２及び第３の波長の光ビームを透過させる第１の回折パターンが形成された一面と、第２の波長の光ビームを回折させるとともに第１及び第３の波長の光ビームを透過させる第２の回折パターンが形成された他面とを有する回折素子と、当該回折素子から入射した第１、第２及び第３の波長の光ビームを集光する対物レンズとが一体となった対物レンズユニットとを有する光ピックアップにより、光ディスクに対して第１、第２又は第３の波長の光ビームを照射する光ディスク装置であって、対物レンズユニットには、第２及び第３の波長の光ビームが当該対物レンズユニットの光軸上で入射するとともに、第１波長の光ビームが当該対物レンズユニットの光軸に対して角度を持って入射し、第１の回折パターンは、当該第１の回折パターンで回折され対物レンズで集光された第１の波長の光ビームの収差が最小になるよう、対物レンズユニットの光軸に対して位置決めした。
【００１６】
対物レンズユニットに対して斜め入射する第１の波長の光ビームを回折させる第１の回折パターンを、当該第１の回折パターンで回折され対物レンズで集光された第１の波長の光ビームの収差が最小になるよう、対物レンズユニットの光軸に対して位置決めしたことにより、対物レンズユニットに対して斜め入射することで発生する収差を、第１の回折パターンを光軸からずらして配置することにより補正して、複数種類の光ディスクに対して良好な特性を呈し得る光ディスク装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、対物レンズユニットに対して斜め入射する第１の波長の光ビームを回折させる第１の回折パターンを、当該第１の回折パターンで回折され対物レンズで集光された第１の波長の光ビームの収差が最小になるよう、対物レンズユニットの光軸に対して位置決めしたことにより、対物レンズユニットに対して斜め入射することで発生する収差を、第１の回折パターンを光軸からずらして配置することにより補正して、複数種類の光ディスクに対して良好な特性を呈し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１９】
（１）光ディスク装置の構成
（１−１）光ディスク装置の全体構成
図１において、１は本発明による回折素子を用いた光ディスク装置を示し、ＣＤ（Compact Disc）方式、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式又はＢＤ（Blu-ray Disc、登録商標）方式といった３方式のいずれかでなる光ディスク１００を再生し得るようになされている。
【００２０】
この光ディスク装置１は、制御部２によって全体を統括制御するようになされており、光ディスク１００が装填された状態で、図示しない外部機器からの再生指示等を受け付けると、当該制御部２から駆動部３及び信号処理部４を制御することにより当該光ディスク１００に記録された情報を読み出すようになされている。
【００２１】
実際上、駆動部３は、制御部２の制御に基づき、スピンドルモータ５により光ディスク１００を所望の回転速度で回転させ、スレッドモータ６により光ピックアップ７を光ディスク１００の径方向であるトラッキング方向へ大きく移動させ、さらに２軸アクチュエータ８により対物レンズユニット９を光ディスク１００に対して近接又は離隔させる方向であるフォーカス方向及びトラッキング方向の２方向へそれぞれ細かく移動させる。
【００２２】
これと並行して信号処理部４は、光ピックアップ７により対物レンズユニット９から所定の光ビームを光ディスク１００の所望トラックに対して照射させ、その反射光の検出結果を基に再生信号を生成し、制御部２を介してこの再生信号を図示しない外部機器へ送出させる。
【００２３】
光ピックアップ７はいわゆる３波長対応型であり、対物レンズユニット９から、ＣＤ方式でなる光ディスク１００（以下、これをＣＤ方式ディスク１００ｃと呼ぶ）に対して波長約７８０［ｎｍ］の光ビームを照射し、またＤＶＤ方式でなる光ディスク１００（以下、これをＤＶＤ方式ディスク１００ｄと呼ぶ）に対して波長約６５０［ｎｍ］の光ビームを照射し、さらにＢＤ方式でなる光ディスク１００（以下、これをＢＤ方式ディスク１００ｂと呼ぶ）に対して波長約４０５［ｎｍ］の光ビームを照射するようになされている。
【００２４】
このように光ディスク装置１は、ＣＤ方式、ＤＶＤ方式、又はＢＤ方式でなる光ディスク１００に対してそれぞれの方式に適した光ビームを照射することにより、当該光ディスク１００を再生し得るようになされている。
【００２５】
（１−２）光ピックアップの構成
図２に示すように、光ピックアップ７は、光ビームの光源として、ＣＤ方式用の波長約７８０［ｎｍ］でなる光ビーム（以下、これをＣＤ用光ビームＬｃと呼ぶ）及びＤＶＤ方式用の波長約６５０［ｎｍ］でなる光ビーム（以下、これをＤＶＤ用光ビームＬｄと呼ぶ）を出射し得る２波長対応のレーザダイオード１１と、ＢＤ方式用の波長約４０５［ｎｍ］でなる光ビーム（以下、これをＢＤ用光ビームＬｂと呼ぶ）を出射し得るレーザダイオード１２とを有している。
【００２６】
カップリングレンズ１３は、レーザダイオード１１から出射された光ビームの光学倍率を変換するようになされている。
【００２７】
ビームスプリッタ１４は、反射透過面１４Ａにおいて、光ビームをその波長に応じて反射又は透過させるようになされており、当該反射透過面１４Ａにおいて、波長約７８０［ｎｍ］でなるＣＤ用光ビームＬｃ及び波長約６５０［ｎｍ］でなるＤＶＤ用光ビームＬｄを反射させ、また波長約４０５［ｎｍ］でなるＢＤ用光ビームＬｂを透過させるようになされている。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ１５は、偏光面１５Ａにおいて、光ビームをその偏光方向により反射又は透過させるようになされており、ビームスプリッタ１４側から入射された光ビームを透過させ、また偏光方向が調整された上でコリメータレンズ１６側から入射された光ビームを反射させるようになされている。
【００２９】
コリメータレンズ１６は、偏光ビームスプリッタ１５から入射され発散光でなる光ビームを平行光に変換し、また立ち上げミラー１７から入射され平行光でなる光ビームを収束光に変換するようになされている。
【００３０】
立ち上げミラー１７は、コリメータレンズ１６から入射される水平方向の光ビームを反射して垂直方向、すなわち光ディスク１００に対してほぼ垂直に入射させる方向に立ち上げ、また１／４波長板１８からほぼ垂直に入射された光ビームを水平方向に反射するようになされている。
【００３１】
１／４波長板１８は、光ビームにおける一部成分の位相を１／４波長分遅延させることにより、立ち上げミラー１７から入射される光ビームを直線偏光から円偏光へ変換し、或いは対物レンズユニット９から入射される光ビームを円偏光から直線偏光に変換するようになされている。
【００３２】
対物レンズユニット９は、図３に斜視図を示すように、略筒状でなる鏡筒部１９（図３では一部切断面を示す）の下部に扁平な円盤状でなる回折素子２０が取り付けられていると共に、当該鏡筒部１９の上部から中央部にかけて、当該回折素子２０とほぼ同様の大きさでなる扁平な円盤状部の下面に当該円盤よりも若干小径の紡錘形部が一体に形成されたような形状でなる対物レンズ２１が取り付けられている。
【００３３】
対物レンズユニット９は、１／４波長板１８から入射され平行光でなる光ビームを回折素子２０及び対物レンズ２１により収束光に変換し、これを光ディスク１００の信号記録面に合焦させるようになされている。
【００３４】
また光ピックアップ７は、光ディスク１００の信号記録面において反射され発散光となった光ビームを、対物レンズユニット９の対物レンズ２１及び回折素子２０により平行光に変換し、１／４波長板１８により円偏光から直線偏光に変換し、立ち上げミラー１７により水平方向、すなわち偏光ビームスプリッタ１５が設けられている方向へ反射し、コリメータレンズ１６により平行光から収束光に変換した後、偏光ビームスプリッタ１５へ入射させる。
【００３５】
この場合、偏光ビームスプリッタ１５は、光ビームの偏光方向に応じて偏光面１５Ａにおいて当該光ビームを反射し、これをコンバージョンレンズ２２へ入射させる。
【００３６】
コンバージョンレンズ２２は、ＣＤ用光ビームＬｃ及びＤＶＤ用光ビームＬｄとＢＤ用光ビームＬｂとの光学倍率の変換を行うようになされている。また光軸合成素子２３は、レーザダイオード１１から出射されたＣＤ用光ビームＬｃ及びＤＶＤ用光ビームＬｄの光軸とレーザダイオード１２から出射されたＢＤ用光ビームＬｂの光軸とを略一致させるようになされている。
【００３７】
フォトディテクタ２４は、その上面（すなわちコンバージョンレンズ２２及び光軸合成素子２３を通過した光ビームが照射される面）においてそれぞれ所定形状でなる複数の検出領域がそれぞれ所定の位置に形成されており、照射された光ビームの光量をそれぞれ検出して光電変換することにより複数の検出信号を生成し、これを信号処理部４（図１）へ供給するようになされている。
【００３８】
これに応じて信号処理部４は、フォトディテクタ２４（図２）からの検出信号を用いた所定の演算処理等を行うことにより再生ＲＦ信号を生成し、当該再生ＲＦ信号を基に所定の復号化処理や復調処理等を経て再生信号を生成するようになされている。
【００３９】
また信号処理部４（図１）は、フォトディテクタ２４（図２）からの検出信号を用いた所定の演算処理等を行うことにより、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成し、これらを制御部２へ供給するようになされている。これに応じて制御部２は、駆動部３を介してトラッキング制御やフォーカス制御等を行い、光ディスク１００に対する光ビームの照射状態を調整して再生信号を正常に生成し得るようになされている。
【００４０】
（１−２−１）ＣＤ方式ディスクの場合
実際上、制御部２（図１）は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク１００がＣＤ方式ディスク１００ｃであることを認識した場合、光ピックアップ７（図２）におけるレーザダイオード１１の発光点１１Ａから発散光でなるＣＤ用光ビームＬｃを発射させ、カップリングレンズ１３を介してビームスプリッタ１４へ入射させる。
【００４１】
光ピックアップ７は、ビームスプリッタ１４によりＣＤ用光ビームＬｃを反射透過面１４Ａにおいて反射させ、偏光ビームスプリッタ１５を透過させて、コリメータレンズ１６により発散光から平行光に変換し、立ち上げミラー１７により水平方向から垂直方向に立ち上げ、１／４波長板１８により直線偏光から円偏光に変換した後、当該ＣＤ用光ビームＬｃを対物レンズユニット９へ入射させる。
【００４２】
対物レンズユニット９は、１／４波長板１８から入射されたＣＤ用光ビームＬｃを回折素子２０及び対物レンズ２１により収束光に変換し、これをＣＤ方式ディスク１００ｃの信号記録面に合焦させる。
【００４３】
また対物レンズユニット９は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの信号記録面において反射され発散光となったＣＤ用光ビームＬｃを、対物レンズ２１及び回折素子２０により平行光に変換し、１／４波長板１８へ入射させる。
【００４４】
その後光ピックアップ７は、１／４波長板１８に入射されたＣＤ用光ビームＬｃを円偏光から直線偏光に変換させ、立ち上げミラー１８により水平方向へ反射し、コリメータレンズ１６により平行光から収束光に変換させた後、偏光ビームスプリッタ１５により偏光面１５Ａにおいて反射させ、コンバージョンレンズ２２及び光軸合成素子２３を順次通過させてフォトディテクタ２４へ照射させる。
【００４５】
フォトディテクタ２４は、照射されたＣＤ用光ビームＬｃの光量を複数の検出領域によりそれぞれ検出して複数の検出信号を生成し、これを信号処理部４（図１）へ供給する。
【００４６】
これに応じて信号処理部４は、複数の検出信号を基に再生ＲＦ信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。
【００４７】
（１−２−２）ＤＶＤ方式ディスクの場合
制御部２（図１）は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク１００がＤＶＤ方式ディスク１００ｄであることを認識した場合、光ピックアップ７（図２）におけるレーザダイオード１１の発光点１１Ｂから発散光でなるＤＶＤ用光ビームＬｄを発射させ、カップリングレンズ１３を介してビームスプリッタ１４へ入射させる。
【００４８】
その後、光ピックアップ７は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、ＤＶＤ用光ビームＬｄをカップリングレンズ１３、ビームスプリッタ１４、偏光ビームスプリッタ１５、コリメータレンズ１６、立ち上げミラー１７及び１／４波長板１８の順に通過又は反射させ、対物レンズユニット９において当該ＤＶＤ用光ビームＬｄを回折素子２０及び対物レンズ２１により収束光に変換し、これをＤＶＤ方式ディスク１００ｄの信号記録面に合焦させる。
【００４９】
また対物レンズユニット９は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄの信号記録面において反射され発散光となったＤＶＤ用光ビームＬｄを、対物レンズ２１、回折素子２０により平行光に変換した後、１／４波長板１８、立ち上げミラー１７、コリメータレンズ１６、偏光ビームスプリッタ１５、コンバージョンレンズ２２及び光軸合成素子２３の順に通過又は反射させ、フォトディテクタ２４へ照射させる。
【００５０】
フォトディテクタ２４は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、照射されたＤＶＤ用光ビームＬｄの光量を複数の検出領域によって検出することにより複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部４（図１）へ供給する。
【００５１】
これに応じて信号処理部４は、再生ＲＦ信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。
【００５２】
（１−２−３）ＢＤ方式ディスクの場合
制御部２（図１）は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク１００がＢＤ方式ディスク１００ｂであることを認識した場合、光ピックアップ７（図２）におけるレーザダイオード１２の発光点１２Ａから発散光でなるＢＤ用光ビームＬｂを発射させ、ビームスプリッタ１４へ入射させる。
【００５３】
この場合、ビームスプリッタ１４は、ＢＤ用光ビームＬｂを反射透過面１３Ａにおいて透過させ、これを偏光ビームスプリッタ１５へ入射させる。
【００５４】
その後光ピックアップ７は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、ＢＤ用光ビームＬｂを偏光ビームスプリッタ１５、コリメータレンズ１６、立ち上げミラー１７及び１／４波長板１８の順に通過又は反射させ、対物レンズユニット９において当該ＢＤ用光ビームＬｂを対物レンズ２１により収束光に変換し、これをＢＤ方式ディスク１００ｂの信号記録面に合焦させる。
【００５５】
因みに対物レンズユニット９の回折素子２０は、ＢＤ用光ビームＬｂを回折せずそのまま透過させるようになされている（詳しくは後述する）。
【００５６】
また対物レンズユニット９は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、ＢＤ方式ディスク１００ｂの信号記録面において反射され発散光となったＢＤ用光ビームＬｂを、対物レンズ２１により平行光に変換した後、１／４波長板１８、立ち上げミラー１７、コリメータレンズ１６、偏光ビームスプリッタ１５、コンバージョンレンズ２２及び光軸合成素子２３の順に通過又は反射させ、フォトディテクタ２４へ照射させる。
【００５７】
フォトディテクタ２４は、ＣＤ方式ディスク１００ｃの場合と同様、照射されたＢＤ用光ビームＬｂの光量を複数の検出領域によって検出することにより複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部４（図１）へ供給する。
【００５８】
これに応じて信号処理部４は、再生ＲＦ信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。
【００５９】
このように光ピックアップ７は、光ディスク１００がＣＤ方式ディスク１００ｃ、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄ或いはＢＤ方式ディスク１００ｂのいずれであっても、対物レンズユニット９により、ＣＤ用光ビームＬｃ、ＤＶＤ用光ビームＬｄ又はＢＤ用光ビームＬｂを当該光ディスク１００の信号記録面に合焦させ得ると共に、その反射光をフォトディテクタ２４により検出し得るようになされている。
【００６０】
（１−３）対物レンズユニットの構成
次に、ＣＤ方式ディスク１００ｃ、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄ及びＢＤ方式ディスク１００ｂと、対物レンズユニット９との拡大断面図を図４に示す。
【００６１】
因みに、対物レンズユニット９には２軸アクチュエータ８（図１）が取り付けられているものの、図４では省略している。
【００６２】
一般に、ＣＤ方式、ＤＶＤ方式及びＢＤ方式では、互換性等の観点から、情報を読み出すための光ビームの波長、当該光ビームを集光する際の開口数、及び各光ディスク１００における下面から信号記録面までの部分（いわゆるカバー層）の厚みがそれぞれ規格により規定されている。
【００６３】
具体的にＣＤ方式では、波長が約７８０［ｎｍ］、開口数が約０．４５、カバー層の厚みが１．２［ｍｍ］と規定されており、またＤＶＤ方式では、波長が約６５０［ｎｍ］、開口数が約０．６、カバー層の厚みが０．６［ｍｍ］と規定されており、さらにＢＤ方式では、波長が約４０５［ｎｍ］、開口数が約０．８５、カバー層の厚みが０．１［ｍｍ］と規定されている。
【００６４】
また対物レンズユニット９では、対物レンズ２１の特性上、当該対物レンズ２１からＣＤ用光ビームＬｃ、ＤＶＤ用光ビームＬｄ及びＢＤ用光ビームＬｂがそれぞれ照射される場合の焦点距離がそれぞれ異なっている。
【００６５】
このため光ディスク装置１では、実際には光ディスク１００の高さを固定したまま２軸アクチュエータ８（図１）を介して対物レンズユニット９の高さ（すなわち光ディスク１００との間隔）を調整することにより、各光ビームを各光ディスクの信号記録面に合焦させるようになされている。
【００６６】
因みに図４では、説明の都合上、対物レンズユニット９を固定し光ディスク１００の高さを変化させている。この結果、図４では、各光ディスクの下面の高さが異なっている。また図４では、ＣＤ方式ディスク１００ｃ、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄ及びＢＤ方式ディスク１００ｂについて、いずれもカバー層のみを表している。
【００６７】
ところで対物レンズ２１は、ＢＤ用光ビームＬｂの相対的な強度やＢＤ方式で規定されている開口数等の観点から、ＣＤ用光ビームＬｃやＤＶＤ用光ビームＬｄよりも優先して当該ＢＤ用光ビームＬｂに最適化された設計となっている。
【００６８】
このため対物レンズユニット９の対物レンズ２１は、当該対物レンズ２１の下側からＢＤ用光ビームＬｂが平行光として入射されると、当該ＢＤ用光ビームＬｂを収束光に変換し、ＢＤ方式ディスク１００ｂの信号記録面に合焦させることができる。
【００６９】
しかしながら対物レンズ２１は、ＢＤ用光ビームＬｂに最適化されているため、仮にＣＤ用光ビームＬｃ又はＤＶＤ用光ビームＬｄが対物レンズ２１の下側から平行光として入射された場合、収束光に変換することはできるものの、収差が発生してしまうため光ディスク１００の信号記録層に正しく合焦させることができない。
【００７０】
そこで対物レンズユニット９は、回折素子２０によりＣＤ用光ビームＬｃ又はＤＶＤ用光ビームＬｄのみを選択的に回折させ非平行光として対物レンズ２１に入射させると共に、ＢＤ用光ビームＬｂを平行光のまま当該対物レンズ２１に入射させるようになされている。
【００７１】
具体的に回折素子２０は、ＣＤ用光ビームＬｃを回折すると共にＤＶＤ用光ビームＬｄ及びＢＤ用光ビームＬｂを回折しないようなホログラムでなる、ＣＤ用回折格子ＤＧｃが上層部２０Ａに形成されており、図４に示したように、当該ＣＤ用回折格子ＤＧｃによってＣＤ用光ビームＬｃをやや外方へ回折させるようになされている。
【００７２】
すなわち回折素子２０の上層部２０Ａは、ＤＶＤ用光ビームＬｄ及びＢＤ用光ビームＬｂをそのまま透過させてＣＤ用光ビームＬｃのみを選択的に回折させることができ、換言すれば、ＣＤ用光ビームＬｃの収差のみを補正するレンズとして機能することになる。
【００７３】
これに応じて対物レンズ２１は、図４に示したように、回折素子２０から入射されるＣＤ用光ビームＬｃをその下面及び上面においてそれぞれ屈折させ、収束光に変換する。この結果、対物レンズユニット９は、ＣＤ用光ビームＬｃの収差を補正することができ、対物レンズ２１から照射するＣＤ用光ビームＬｃをＣＤ方式ディスク１００ｃの信号記録面に合焦させることができる。
【００７４】
また回折素子２０は、ＤＶＤ用光ビームＬｄを回折すると共にＣＤ用光ビームＬｃ及びＢＤ用光ビームＬｂを回折しないようなホログラムでなるＤＶＤ用回折格子ＤＧｄが下層部２０Ｂに形成されており、図４に示したように、当該ＤＶＤ用回折格子ＤＧｄによってＤＶＤ用光ビームＬｄをわずかに外方へ回折させるようになされている。
【００７５】
すなわち回折素子２０の下層部２０Ｂは、ＣＤ用光ビームＬｃ及びＢＤ用光ビームＬｂをそのまま透過させ、ＤＶＤ用光ビームＬｄのみを選択的に回折させることができ、換言すれば、ＤＶＤ用光ビームＬｄの収差のみを補正するレンズとして機能することになる。
【００７６】
これに応じて対物レンズ２１は、図４に示したように、回折素子２０から入射されるＤＶＤ用光ビームＬｄをその下面及び上面においてそれぞれ屈折させ、収束光に変換する。この結果、対物レンズユニット９は、ＤＶＤ用光ビームＬｄの収差を補正することができ、対物レンズ２１から照射するＤＶＤ用光ビームＬｄをＤＶＤ方式ディスク１００ｄの信号記録面に合焦させることができる。
【００７７】
このように対物レンズユニット９は、回折素子２０の上層部２０ＡによりＣＤ用光ビームＬｃのみを回折させて収差を補正し、また回折素子２０の下層部２０ＢによりＤＶＤ用光ビームＬｄのみを回折させて収差を補正することにより、ＢＤ用光ビームＬｂに最適化された対物レンズ２１から照射するＣＤ用光ビームＬｃ、ＤＶＤ用光ビームＬｄ及びＢＤ用光ビームＬｂを、ＣＤ方式ディスク１００ｃ、ＤＶＤ方式ディスク１００ｄ、及びＢＤ方式ディスク１００ｂの信号記録面にそれぞれ合焦させ得るようになされている。
【００７８】
（１−４）回折素子の構成
回折素子２０は、図５（Ａ）に示すように、全体的に扁平な円盤状に形成されたベース層２０Ｃを中心に構成されており、上述したように上層部２０ＡにＣＤ用回折格子ＤＧｃが形成され、また下層部２０ＢにＤＶＤ用回折格子ＤＧｄが形成されている。
【００７９】
ベース層２０Ｃは、所定の屈折率を有する透明な合成樹脂でなり、屈折率の異なる他の物質や空気との境界面において、光ビームを屈折させるようになされている。
【００８０】
一方上層部２０Ａは、図５（Ｂ）に部分拡大断面図を示すように、ベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに階段状でなるＣＤ用回折パターンＰＴｃが周期的に形成されており、その上側に透明な樹脂でなるカバー層２０Ｄが接合されている。
【００８１】
第１の回折パターンとしてのＣＤ用回折パターンＰＴｃは、３段の階段状に形成されており、全体の高さ、すなわち１段目と３段目との距離は１２［μｍ］とされ、またＣＤ用回折パターンＰＴｃごとの周期は最短１８［μｍ］とされている。またＣＤ用回折パターンＰＴｃは、図３に示したように、回折素子２０の上面における、中心から外径の半分程度までの範囲に同心円状に形成されている。
【００８２】
第３の部材としてのカバー層２０Ｄは、第１の部材としてのベース層２０Ｃと異なる屈折率を有する材料によって構成されており、その下面が第１の回折パターンとしてのＣＤ用回折パターンＰＴｃと隙間無く接合するように形成されると共に、その上面が平面状に形成されている。
【００８３】
このように回折素子２０の上層部２０Ａは、ベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに階段状でなるＣＤ用回折パターンＰＴｃが周期的に形成され、その上側に当該ベース層２０Ｃと異なる屈折率を有するカバー層２０Ｄが接合されており、これにより光ビームをその波長に応じて回折又は透過させ、結果的に、第１の波長の光ビームとしてのＣＤ用光ビームＬｃのみを回折させるＣＤ用回折格子ＤＧｃとして機能するようになされている。
【００８４】
一方、下層部２０Ｂは、図５（Ｃ）に部分拡大断面図を示すように、平面状に形成されたベース層２０Ｃの下面２０Ｃｂに、ＤＶＤ用回折格子ＤＧｄが形成された回折パターン層２０Ｄが接合されて形成されている。
【００８５】
第２の部材としての回折パターン層２０Ｄは、第１の部材としてのベース層２０Ｃと略同等の屈折率を有する透明な樹脂でなり、階段状でなるＤＶＤ用回折パターンＰＴｄが下面側に周期的に形成されている。なお回折パターン層２０Ｅの下面は、他の物質に覆われていないため、直接空気に触れるようになされている。
【００８６】
第２の回折パターンとしてのＤＶＤ用回折パターンＰＴｄは、５段の階段状に形成されており、全体の高さ、すなわち１段目と５段目との距離は６［μｍ］となされ、またＤＶＤ用回折パターンＰＴｄごとの周期は１７０［μｍ］となされている。またＤＶＤ用回折パターンＰＴｄは、図３に示したように、回折素子２０の下面における、中心から外径の２／３程度までの範囲に同心円状に形成されている。
【００８７】
このように回折素子２０の下層部２０Ｂは、ベース層２０Ｃの下側に接合された回折パターン層２０Ｄに階段状でなる第２の回折パターンとしてのＤＶＤ用回折パターンＰＴｄが周期的に形成されており、これにより光ビームをその波長に応じて回折又は透過させ、結果的に、第２の波長の光ビームとしてのＤＶＤ用光ビームＬｄのみを回折させるＤＶＤ用回折格子ＤＧｄとして機能するようになされている。
【００８８】
（２）回折素子の製造方法
次に、回折素子２０の製造方法について説明する。上述したように回折素子２０は、ベース層２０Ｃの下側に、回折パターン層２０Ｄが接合されて構成されている。
【００８９】
このベース層２０Ｃは、所定の屈折率を有する透明な樹脂（例えばポリオレフィン系樹脂）を金型に充填することにより製造される射出成型品である。そして図５（Ｂ）に示したように、ベース層２０Ｃの上面２０ＣａにはＣＤ用回折パターンＰＴｃが形成されている。
【００９０】
回折素子２０を製造する際には、まず図６（Ａ）に示すように、射出成型によるベース層２０Ｃの下面２０Ｃｂに、当該ベース層２０Ｃを形成する射出成型樹脂とほぼ同等の屈折率を有する第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを塗布する。
【００９１】
続いて図６（Ｂ）に示すように、ＤＶＤ用回折パターンＰＴｄ（図５（Ｃ））を反転した型形状を有するＤＶＤ回折格子用金型１０１Ａを、下面２０Ｃｂに塗布された第1のＵＶ硬化樹脂１００Ａに対して押圧するとともに、図示しない紫外線光源を用いてベース層２０Ｃの上面側から樹脂硬化用の紫外線を照射することにより、当該ＤＶＤ回折格子用金型１０１Ａの型形状を転写した状態で第１のＵＶ硬化樹脂１００Ａを硬化させ、かくして図６（Ｃ）に示すように、ＤＶＤ用回折パターンＰＴｄを正確に再現した回折パターン層２０Ｅをベース層２０Ｃの下面２０Ｃｂに密着して形成する。
【００９２】
このようにして回折パターン層２０Ｅを形成した後、図６（Ｄ）に示すように、ベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに、当該ベース層２０Ｃを形成する射出成型樹脂とは異なる屈折率を有する第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを塗布する（例えば、射出成型樹脂の屈折率がｎBASE＝１．５に対して、第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂの屈折率がｎUV2＝１．６）。
【００９３】
続いて図６（Ｅ）に示すように、平坦な型面を有する平板金型１０１Ｂを第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂに対して押圧することにより、当該第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂをベース層２０Ｃの上面２０Ｃａに形成されているＣＤ用回折パターンＰＴｃ（図５（Ｃ））に密着させ、さらに、ベース層２０Ｃの下面側から紫外線を照射して第２のＵＶ硬化樹脂１００Ｂを硬化させることにより、当該ＣＤ用回折パターンＰＴｃを平坦に覆うカバー層２０Ｅを形成する（図６（Ｆ））。
【００９４】
（３）光ビームの光軸ずれに応じた回折パターンのシフト配置
上述したように光ピックアップ７は、ＣＤ用光ビームＬｃ及びＤＶＤ用光ビームＬｄを２波長対応のレーザダイオード１１から出射するようになされている。そしてＣＤ用光ビームＬｃの発光点１１ＡとＤＶＤ用光ビームＬｄの発光点１１Ｂとは異なる位置にあることから、ＣＤ用光ビームＬｃの光軸とＤＶＤ用光ビームＬｄの光軸とにもわずかなずれが生じる。
【００９５】
このため、ＣＤ用光ビームＬｃ及びＤＶＤ用光ビームＬｄの一方の光軸を、ビームスプリッタ１４から対物レンズユニット９に至る光ピックアップ７の光軸に一致させると、他方の光軸は光ピックアップ７の光軸からずれてしまう。
【００９６】
例えば、ＣＤ用光ビームＬｃの光軸を光ピックアップ７の光軸に一致させた場合、他方のＤＶＤ用光ビームＬｄは、その光軸がコリメータレンズ１６の中心からずれた状態で当該コリメータレンズ１６に入射する。そして、ＤＶＤ用光ビームＬｄがコリメータレンズ１６によって収束光に変換されて対物レンズユニット９に入射する際には、図７に示すように、その光軸ＣＬｄが、対物レンズユニット９の光軸ＣＬ（さらには、ＣＤ用光ビームＬｃの光軸ＣＬｃ及びＢＤ用光ビームＬｂの光軸ＣＬｂ）に対して光軸ずれ量に応じた入射角θを持って入射することになる。
【００９７】
そして、この対物レンズユニット９に対する斜め入射の影響によって、当該対物レンズユニット９で集光されたＤＶＤ用光ビームＬｄにはコマ収差が発生してしまうという問題がある。ちなみに、ＣＤ用光ビームＬｃ及びＢＤ用光ビームＬｄは対物レンズユニット９に対して垂直に入射するため、斜め入射の影響によるコマ収差は発生しない。
【００９８】
このような光軸ずれ光ビームに対するコマ収差を削減するため、本発明の対物レンズユニット９においては、回折パターンで回折されて対物レンズ２１で集光された光軸ずれ光ビームのコマ収差が最小になるよう、当該回折パターンの光学中心を、対物レンズユニット９の光軸からシフトして形成するようにした。
【００９９】
例えば図７に示すように、対物レンズユニット９の光軸ＣＬの方向をＺ、当該光軸ＣＬ及び斜め入射するＤＶＤ用光ビームＬｄの光軸ＣＬｄを含む平面上でＺ方向に直交する方向をＹ、当該Ｚ方向及びＹ方向の双方に直交する方向をＸとしたときの、対物レンズユニット９の光軸ＣＬに対するＤＶＤ用回折パターンＰＴｄの中心のＹ軸方向へのシフト量（ずらし量）をΔＹｄとする。
【０１００】
そして、対物レンズユニット９で集光されたＤＶＤ用光ビームＬｄのコマ収差が最小になるようにΔＹｄを実験あるいはシミュレーションによって求め、ベース層２０Ｃの下側に回折パターン層２０Ｄを形成する際（図６）、ベース層２０Ｃの中心に対してＤＶＤ用回折パターンＰＴｄの中心がΔＹｄだけずれるように、ＤＶＤ回折格子用金型１０１を位置決めして回折パターン層２０Ｄを形成することにより、光軸のずれたＤＶＤ用光ビームＬｄについてもコマ収差を最小に抑え得る回折素子２０を得ることができる。
【０１０１】
（４）動作及び効果
以上の構成において、この光ピックアップ７では、装着された光ディスク１００の種別に応じて、ＢＤ用光ビームＬｂを出射するレーザダイオード１２か、ＤＶＤ用光ビームＬｄ及びＣＤ用光ビームＬｃを出射する２波長対応のレーザダイオード１１を選択して使用する。
【０１０２】
そして、２波長対応のレーザダイオード１１から出射される２つの光ビームのうち、発光点のずれに起因して対物レンズユニット９に斜め入射するＤＶＤ用光ビームＬｄを回折させるＤＶＤ用回折パターンＰＴｄを、対物レンズユニット９で集光されたＤＶＤ用光ビームＬｄのコマ収差が最小になるように、対物レンズユニット９の光軸ＣＬすなわち回折格子２０の中心からシフトして設けるようにした。
【０１０３】
これにより光ピックアップ７は、その光軸が光ピックアップの光軸と一致しているＣＤ用光ビームＬｃ及びＢＤ用光ビームＬｂのみならず、光軸のずれによって対物レンズユニット９に斜め入射するＤＶＤ用光ビームＬｄについても良好な集光特性を発揮して、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの何れに対しても、良好な特性を呈し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を実現することができる。
【０１０４】
（５）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、２波長対応のレーザダイオード１１から出射される２つの光ビームのうち、ＣＤ用光ビームＬｃが光ピックアップ７の光軸と一致するよう構成し、光軸のずれによって対物レンズユニット９に斜め入射するＤＶＤ用光ビームＬｄを回折させるＤＶＤ用回折パターンＰＴｄを、コマ収差が最小になるように回折格子２０の中心からシフトして設けるようにしたが、本発明はこれに限らず、２波長対応のレーザダイオード１１から出射される２つの光ビームのうち、ＤＶＤ用光ビームＬｄが光ピックアップ７の光軸と一致するよう構成し、光軸のずれによって対物レンズユニット９に斜め入射するＣＤ用光ビームＬｃを回折させるＣＤ用回折パターンＰＴｃを、コマ収差が最小になるように回折格子２０の中心からシフトして設けるようにしてもよい。
【０１０５】
また上述した実施の形態においては、射出成型品でなりＣＤ用回折パターンＰＴｃを有するベース層２０Ｃに対してＵＶ硬化樹脂でなる回折パターン層２０Ｄを形成する際に、ＤＶＤ用光ビームＬｄのコマ収差が最小になるよう、ＣＤ用回折パターンＰＴｃに対してＤＶＤ用回折パターンＰＴｄの光学中心をずらして形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、射出成型品でなるベース層２０Ｃに、ＣＤ用回折パターンＰＴｃ及びＤＶＤ用回折パターンＰＴｄを形成したり、あるいは、上下面とも平面状なベース層２０Ｃに対して、ＣＤ用光ビームＬｃ及びＤＶＤ用光ビームＬｄの双方をＵＶ硬化樹脂で形成するなど、要は、ＤＶＤ用光ビームＬｄの双方のコマ収差が最小になるような位置にＤＶＤ用回折パターンＰＴｄを形成できれば、この他種々の構成で回折素子２０を形成することができる。
【０１０６】
また上述した実施の形態においては、３種類の波長としてＢＤ方式、ＤＶＤ方式及びＣＤ方式の４０５ｎｍ、６５０ｎｍ及び７８０ｎｍとするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、それぞれ他の波長であっても良い。また、ＢＤ方式、ＤＶＤ方式又はＣＤ方式に限らず、他の方式であっても良い。
【０１０７】
さらに上述した実施の形態においては、回折素子２０の上面でＣＤ用光ビームＬｃを回折させるとともに、当該回折素子２０の下面でＤＶＤ用光ビームＬｄを回折させるようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば回折素子２０の下面でＣＤ用光ビームＬｃを回折させるとともに、当該回折素子２０の上面でＤＶＤ用光ビームＬｄを回折させるなど、この他種々の組み合わせで光ビームを回折させるようにしてもよい。
【０１０８】
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク装置１の光ピックアップ７における対物レンズユニット９に組み込む回折素子２０に本発明を適用した場合について述べたが、これに限らず、他の種々の回折素子に本発明を適用しても良い。すなわち、回折素子２０は対物レンズユニット９に組み込まれるもの以外でも良く、対物レンズユニット９は光ピックアップ７に組み込まれるもの以外でも良く、光ピックアップ７は光ディスク装置１に組み込まれるもの以外でも良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、複数の波長でなる光ビームを利用する種々の光学素子でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】光ディスク装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図３】対物レンズユニットの構成を示す略線的斜視図である。
【図４】対物レンズユニット内の光路を示す略線図である。
【図５】回折素子の構成を示す略線図である。
【図６】回折素子の製造方法の説明に供する略線図である。
【図７】回折格子のシフト配置の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１……光ディスク装置、７……光ピックアップ、９……対物レンズユニット、１９……鏡筒部、２０……回折素子、２０Ａ……上面、２０Ｂ……下層部、２０Ｃ……ベース層、２０Ｄ……回折パターン層、２１……対物レンズ、ＤＧｃ……ＣＤ用回折格子、ＤＧｄ……ＤＶＤ用回折格子、ＤＧ……回折格子、ＰＴｃ……ＣＤ用回折パターン、ＰＴｄ……ＤＶＤ用回折パターン。
【図１】
2007293956.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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