(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸上の発光点から発光される光が透過する，第１グレーティングが形成された第１面と，
前記第１面を通過した光が透過する，第２グレーティングが形成された第２面とを備え，
前記第１グレーティングと前記第２グレーティングとは，前記発光される光の波長が変化した場合における，（１）前記光軸を含む第１子午面における，前記第１面および前記第２面を通過した光の第１仮想発光点の変位量と，（２）前記光軸を含む前記第１子午面に直交する第２子午面における，前記第１面および前記第２面を通過した光の第２仮想発光点の変位量とが所定の関係を有するように設計されており，
前記第１グレーティングの断面形状は，前記第１子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側を向き，前記第２子午面においてはその鋭角が前記光軸に背く側を向いた鋸歯形状であり，
前記第２グレーティングの断面形状は，前記第１子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側または背く側を向き，前記第２子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側を向いた鋸歯形状であるビーム整形素子。
【請求項２】
光軸上の発光点から発光される光が透過する，第１グレーティングが形成された第１面と，
前記第１面を通過した光が透過する，第２グレーティングが形成された第２面とを備え，
前記第１グレーティングと前記第２グレーティングとは，前記発光される光の波長が変化した場合における，（１）前記光軸を含む第１子午面における，前記第１面および前記第２面を通過した光の第１仮想発光点の変位量と，（２）前記光軸を含む前記第１子午面に直交する第２子午面における，前記第１面および前記第２面を通過した光の第２仮想発光点の変位量とが所定の関係を有するように設計されており，
前記第１グレーティングの断面形状は，前記第１子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側を向き，前記第２子午面においてはその鋭角が前記光軸に背く側を向いた鋸歯形状に内接する階段形状であり，
前記第２グレーティングの断面形状は，前記第１子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側または背く側を向き，前記第２子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側を向いた鋸歯形状に内接する階段形状であるビーム整形素子。
【請求項３】
前記所定の関係とは，前記第１仮想発光点の変位量と前記第２仮想発光点の変位量とを実質的に一致させるような関係である請求項１または２記載のビーム整形素子。
【請求項４】
前記第１仮想発光点と前記第２仮想発光点とは，実質的に一致する請求３記載のビーム整形素子。
【請求項５】
前記所定の関係とは，前記第１仮想発光点の変位量と前記第２仮想発光点の変位量との比を実質的に一定とするような関係である請求項１または２記載のビーム整形素子。
【請求項６】
前記所定の関係とは，前記第１仮想発光点と前記第２仮想発光点との間隔を実質的に一定とするような関係である請求項１または２記載のビーム整形素子。
【請求項７】
請求項１または２記載のビーム整形素子と，
前記ビーム整形素子によって整形された光を集光するためのレンズとを備え，
前記所定の関係は，前記発光される光の波長が変化した場合における，前記光の集光される点の変位および／または収差を減少させるような関係である光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，たとえば，半導体レーザー等の光源から出射する楕円状強度分布の光を円形状強度分布に整形するためのビーム整形素子，および光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば特許文献１を例にとって，従来の技術を説明する。
【０００３】
（１）特許文献１におけるビーム整形素子の断面構成を示している図７において，半導体レーザー等の光源１を出射するレーザー光は，回折面２により非点収差が与えられる。このようなレーザー光は，一組の焦線４，５から発生した光線(すなわち，ｘｚ面では焦線４を仮想発光点とし，ｙｚ面では焦線５を仮想発光点とする光線)と等価になる。ここに，焦線４はｙ軸方向に沿った焦線であり，焦線５はｘ軸方向に沿った焦線である。
【０００４】
焦線４は光源１に比べ回折面２に近いので，回折面２により曲げられたレーザー光はｘ軸に沿った方向に拡大される。一方，焦線５は光源１に比べ回折面２から遠いので，回折面２により曲げられたレーザー光はｙ軸に沿った方向に縮小される。
【０００５】
さらに，このレーザー光は，回折面３により光路を曲げられ，非点収差がうち消されて仮想発光点６から発生した光線と等価になる。２個の回折面２，３を通過することでレーザー光の広がりが整形され，そのビーム整形率ｍはｍ=((L1+L3)/L1)×(L2/(L2+L3))で与えられる。ただし，L0は光源１と回折面２の光路長，L1は仮想焦線４と回折面２の光路長，L2は仮想焦線５と回折面２の光路長，L3は回折面２，３の間の光路長，L4は仮想発光点６と回折面２の光路長である。
【０００６】
回折面２，３を例えば図８（ａ）に示すような断面形状を持つグレーティング (ホログラム)によって構成した場合には，光源の波長変化によって収差が発生するが，L2/L0=1.1〜2.0とすることで，収差発生を比較的小さく抑えることができる。
【０００７】
（２）前述のグレーティングの断面形状は，図８（ａ）に示すように８レベル，７段の階段形状をなし，この階段形状が周期的に形成されている(図では１周期部分のみを表示)。このような階段形状は，回折面２(または３)を形成する基板２Ｓ(または３Ｓ)の表面のエッチングを，１回目のエッチング工程（すなわち，部分７ａをエッチングで除去する工程），２回目のエッチング工程（すなわち，部分７ｂをエッチングで除去する工程），３回目のエッチング工程（すなわち，部分７ｃをエッチングで除去する工程）を経て行うことで，形成される。
【０００８】
断面形状を階段形状とすることで，回折面２(または３)の形成された基材２Ｓ(または３Ｓ)を透過する光８は，回折して回折光９となる。その理論的な回折効率は，１段の段差が光路長換算でｄ=λ/ｎ（ただしλは光源の波長，ｎはレベル数，ここではn=8）のときに最大値94.96％をとる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−２３２６８５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，このような従来のビーム整形素子やその製造方法（グレーティング形成法）には，つぎのような課題があった。
【００１１】
（１）光源の波長変化によって発生する収差をキャンセルする前述の条件(L2/L0=1.1〜2.0)は，限られた設計条件にしか適応できない不正確なものであった。より具体的に述べると，光源の波長変化によって発生する収差は，L2/L0=1.1〜2.0の条件でキャンセルしない場合がある一方，L2/L0=1.1〜2.0以外の条件でキャンセルする場合もある。
【００１２】
本発明者は，このような考察により，従来のビーム整形素子では，光源の波長変化によって発生する収差を十分に抑えることができないことに気付いた。
【００１３】
（２）従来のグレーティング形成法では，各エッチング工程でのマスク位置決め精度の誤差により，段差部に踊り場が形成される。たとえば，最も深い段差部Ａの中間には，このような踊り場が形成される。踊り場の幅Δ（図８（ｂ）参照）と回折効率との関係は図９に示す通りであり(ただし一段の幅ｗ=1μmで計算)，Δの増大に伴い回折効率が急激に低下することが分かる。
【００１４】
ただし，踊り場が段差部Ａ以外の全ての段差部の中間に形成される場合には，その幅をω=0.1μmとすると（図８（ｃ）参照），回折効率は96.03%である。すなわち，段差部Ａ以外の段差部に踊り場が発生することの影響は，むしろ効率改善の方向に働いている。また，踊り場が全くなく段差部の深さが全て5%増しの場合には，d=λ/8×1.05，ω=0.0μm，Δ=0.0μmであって，回折効率は94.20%である。このように，段差の深さが最適条件からずれると，回折効率が低下する。
【００１５】
本発明者は，このような考察により，従来のグレーティング形成法では最も深い段差部Ａに３回のエッチング工程が加わってしまうために，最も深い段差部Ａに発生する踊り場の幅が広くなってしまうことが，回折効率低下の主な要因となっていることに気付いた。
【００１６】
本発明は，上記従来のこのような課題を考慮し，ビーム整形素子の光源の波長変化によって発生する収差をより抑制することができるビーム整形素子，および光ディスク装置を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、光軸上の発光点から発光される光が透過する，第１グレーティングが形成された第１面と，
前記第１面を通過した光が透過する，第２グレーティングが形成された第２面とを備え，
前記第１グレーティングと前記第２グレーティングとは，前記発光される光の波長が変化した場合における，（１）前記光軸を含む第１子午面における，前記第１面および前記第２面を通過した光の第１仮想発光点の変位量と，（２）前記光軸を含む前記第１子午面に直交する第２子午面における，前記第１面および前記第２面を通過した光の第２仮想発光点の変位量とが所定の関係を有するように設計されており，
前記第１グレーティングの断面形状は，前記第１子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側を向き，前記第２子午面においてはその鋭角が前記光軸に背く側を向いた鋸歯形状であり，
前記第２グレーティングの断面形状は，前記第１子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側または背く側を向き，前記第２子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側を向いた鋸歯形状であるビーム整形素子である。
第２の本発明は、光軸上の発光点から発光される光が透過する，第１グレーティングが形成された第１面と，
前記第１面を通過した光が透過する，第２グレーティングが形成された第２面とを備え，
前記第１グレーティングと前記第２グレーティングとは，前記発光される光の波長が変化した場合における，（１）前記光軸を含む第１子午面における，前記第１面および前記第２面を通過した光の第１仮想発光点の変位量と，（２）前記光軸を含む前記第１子午面に直交する第２子午面における，前記第１面および前記第２面を通過した光の第２仮想発光点の変位量とが所定の関係を有するように設計されており，
前記第１グレーティングの断面形状は，前記第１子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側を向き，前記第２子午面においてはその鋭角が前記光軸に背く側を向いた鋸歯形状に内接する階段形状であり，
前記第２グレーティングの断面形状は，前記第１子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側または背く側を向き，前記第２子午面においてはその鋭角が前記光軸に向かう側を向いた鋸歯形状に内接する階段形状であるビーム整形素子である。
第３の本発明は、前記所定の関係とは，前記第１仮想発光点の変位量と前記第２仮想発光点の変位量とを実質的に一致させるような関係である第１または第２の本発明のビーム整形素子である。
第４の本発明は、前記第１仮想発光点と前記第２仮想発光点とは，実質的に一致する第３の本発明のビーム整形素子である。
第５の本発明は、前記所定の関係とは，前記第１仮想発光点の変位量と前記第２仮想発光点の変位量との比を実質的に一定とするような関係である第１または第２の本発明のビーム整形素子である。
第６の本発明は、前記所定の関係とは，前記第１仮想発光点と前記第２仮想発光点との間隔を実質的に一定とするような関係である第１または第２の本発明のビーム整形素子である。
第７の本発明は、第１または第２の本発明のビーム整形素子と，
前記ビーム整形素子によって整形された光を集光するためのレンズとを備え，
前記所定の関係は，前記発光される光の波長が変化した場合における，前記光の集光される点の変位および／または収差を減少させるような関係である光ディスク装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明にかかる実施の形態について，図面を参照しつつ説明を行う。なお従来例と共通の要素については，同一の番号を振って説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
はじめに，図１〜２を参照しながら，ビーム整形素子１０の構成および動作について説明する。なお，図１は本発明の第１実施の形態におけるビーム整形素子を含む光ディスク装置の断面構成を示しており，図２はビーム整形素子の断面構成および原理を示している。
【００２９】
図１〜２において，半導体レーザー等の光源（発光点）１を出射するレーザー光は，ビーム整形素子１０に入射し，その第１面（回折面）１０ａと第２面（回折面）１０ｂとでそれぞれ回折して，レーザー光（ビーム）の広がりが整形された状態で出射する。
【００３０】
なお，第１面１０ａは本発明の第１面に対応し，第２面１０ｂは本発明の第２面に対応する。
【００３１】
ビーム整形素子１０を出射後のレーザー光は，ビームスプリッタ１１を透過して，コリメートレンズ１２により平行光１８に変換され，反射ミラー１３で反射されて，対物レンズ１４を透過し，対物レンズ１４により集光されて，光ディスク基材１５の信号面１５ａ上に収束する。
【００３２】
信号面１５ａで反射された光は，対物レンズ１４，反射ミラー１３，コリメートレンズ１２を経て，ビームスプリッタ１１のスプリット面１１ａで反射され，光検出器１６により受光される。
【００３３】
図２において，Ｓは発光点， Ｐはビーム整形素子１０の第１面への入射点， Ｑは第２面からの出射点，Ｒは仮想発光点であり，aは発光点Ｓと第１面１０ａとの間の物理長，ｂは仮想発光点Ｒと第２面１０ｂとの間の物理長，ｔはビーム整形素子１０の基板の厚さ， θは発光角，φは第１面での屈折角，ψは第２面での屈折角，r2は点Ｑの高さ(光軸Ｌからの距離)である。
【００３４】
ここで，ビーム整形素子基板の屈折率をｎ，光源の波長をλ，第1面でのグレーティングピッチ (面内方向)をΛ1， 第2面でのグレーティングピッチ(面内方向)をΛ2，第１面での回折次数をｑ1， 第２面での回折次数をｑ2とし，δ，εを次式で定義する。
【００３５】
【数１】
δ=b-(a+t/n)
【００３６】
【数２】
ε=∂δ/∂λ=∂b/∂λ
ここに，δは仮想発光点の位置（mm単位で表示）であり，εは波長の変位に対するδの変位（波長1nmの変位量に対するδの変位量をμm単位で表示），すなわち仮想発光点の変位量である。
【００３７】
第１面１０ａ，第２面１０ｂでの回折においては，次式が成立する。
【００３８】
【数３】
n・sinφ=sinθ-q1λ/Λ1
【００３９】
【数４】
sinψ=n・sinφ-q2λ/Λ2
また，幾何的な関係から次式が成立する。
【００４０】
【数５】
a・tanθ+t・tanφ=b・tanψ
【００４１】
【数６】
b=r2/tanψ
【００４２】
【数７】
r2=a・tanθ+t・tanφ
以上の関係式より次式が成り立つ。
【００４３】
【数８】
∂λ/∂r2=-nΛ1cos3φ/(q1t)
【００４４】
【数９】
∂b/∂λ
=｛b(sinθ-sinψ)/(sinψcos2ψ)-t(sinθ-n・sinφ)/(n・tanψcos3φ)｝/λ
-q1q2tb/(nΛ1sinψcos2ψcos3φ)・∂(λ/Λ2)/∂ｒ2
この内，∂(λ/Λ2)/∂ｒ2はλ/Λ2ｒ2に近似できる。
【００４５】
ψ，b，∂b/∂λは，何れもq1，q2の関数である。q1，q2は，±１の値を独立に選択でき(+1は光軸Ｌ側に傾く側の回折，-1はその反対側の回折)，組合せには，4通りのパターンがある。n=1.50，θ=5.0度，a=1.2mm，t=2.0mm，λ=0.66μmのときに，各q1，q2に対して（ε，δ）−座標上でsinψ/sinθの値をプロットしたのが図３〜５であり，図３はq1=1，q2=-1，図４はq1=-1，q2=1，図５はq1=1，q2=1の場合である。q1=-1，q2=-1では解が存在しなかったので，この場合は図示していない。
【００４６】
図３においては，曲線ｌ（エル、以下同じ）１とｍ１の間の領域に解が存在するが，その外の領域には解が存在しない。図４においては，曲線ｌ２とｍ２の間の領域に解が存在するが，その外の領域には解が存在しない。図５においては，曲線ｌ３とｍ３の間の領域に解が存在するが，その外の領域には解が存在しない。
【００４７】
初期収差なし条件は，初期状態でメリディオナル面(例えば，図２の紙面表面)とサジタル面(光軸Ｌを含みメリディオナル面に直交する面)で仮想発光点が一致することである。色収差なし条件は，メリディオナル面とサジタル面とで波長変動に伴う仮想発光点の変位量が等しいことである(図２は一般的な表現なので紙面表面はメリディオナル面であってもサジタル面であってもよい)。
【００４８】
なお，これらの条件は，ウェッジプリズム１７などが利用されない場合の条件である。
【００４９】
したがって，メリディオナル面の添字をＭ，サジタル面での添字をＳとすると，初期収差なし条件はbM=bS(すなわちδM=δS)，色収差なし条件は∂bM/∂λ=∂bS/∂λ (すなわちεM=εS)である。そして，このときのビーム整形率は，ｍ=sinψM/sinψSと記述できる。
【００５０】
なお，本実施の形態のメリディオナル面は本発明の第１子午面に対応し，本実施の形態のサジタル面は本発明の第２子午面に対応する。
【００５１】
本実施の形態では，サジタル面が半導体レーザーの偏光面(すなわち発光角の小さい側の面)に一致している。そして，ビーム整形素子１０は，メリディオナル面のグレーティングが図３での点Ｂ(3.5，1.0)に対応し，サジタル面のグレーティングが図４での点Ｃ(3.5，1.0) に対応するように設計されている。
【００５２】
したがって，メリディオナル面では，光軸Ｌ側に傾く側の回折の後，その反対側の回折が行われる。また，サジタル面では，光軸Ｌ側から離れる側の回折の後，その反対側の回折が行われる。
【００５３】
点Ｂにおけるε，δと点Ｃにおけるε，δとがそれぞれ一致しているので，初期収差なし条件と色収差なし条件とがともに満たされている。
【００５４】
また，点Ｂ(3.5，1.0)ではsinψS/sinθ=0.4996であり，点Ｃ(3.5，1.0)ではsinψM/sinθ=1.244であるので，メリディオナル面では広がり角の縮小が実現され，サジタル面では広がり角の拡大が実現される。結局，全体として，ｍ=1.244/0.4996=2.50倍のビーム整形率が達成されている。
【００５５】
なお，一般に，波長が長くなると，コリメートレンズ１２や対物レンズ１４を構成している硝材の屈折率は小さくなる(いわゆる分散の効果)。その結果，光源の発光点位置が変わらないとすると，光ディスク信号面１５ａ上の集光点位置は，対物レンズ１４から離れる側に変位する(一例として，波長が1nmだけ長くなると，集光点位置は0.2μm程度変位する)。
【００５６】
本実施の形態のビーム整形素子１０ではε=1.0(μm/nm)なので，波長が1nmだけ長くなると，仮想発光点は1.0μmだけコリメートレンズ１２から遠ざかる。これは，コリメートレンズ１２や対物レンズ１４の分散による影響を緩和する方向であり，光学系全体として，光ディスク信号面１５ａ上の集光点位置の変位をキャンセルすることができる。
【００５７】
もちろん，メリディオナル面とサジタル面とにおけるεとδとがそれぞれ等しくなるようにできれば，点Ｂ，Ｃ以外の組合せでも初期収差なし条件と色収差なし条件とがともに満たされるようにすることができる。
【００５８】
例えば，図３の曲線ｎ１と図４の曲線ｎ２の上であれば，整形率ｍ=2.5の関係を維持した整形が可能である。
【００５９】
なお，図５と図４との組合せでも，εとδとがそれぞれ等しくなるようにできれば，同様の効果が得られる。このときメリディオナル面では，光軸Ｌ側に傾く側の回折の後，再び同じ側の回折が行われ，サジタル面では，光軸Ｌ側から離れる側の回折の後，その反対側の回折が行われる。
【００６０】
図６は，本実施の形態でのビーム整形素子における，鋸歯形状７Ｓ（図８（ａ）参照）に内接する階段形状を有するグレーティングの断面形状を示している。このような階段形状を利用することにより，入射する光８を，鋭角７ｔ（図８（ａ）参照）が光軸に向かう側を向いた鋸歯形状７Ｓの図面上右側に存する光軸（図示省略）に向かう側の鋭角７ｔの方向に回折された光９とすることができる。
【００６１】
要するに，光の回折の方向は，（１）グレーティングの断面形状の鋸歯形状において，その鋭角が光軸に向かう側を向いている場合には，光軸に向かう方向であり，（２）グレーティングの断面形状の鋸歯形状において，その鋭角が光軸に背く側を向いている場合には，光軸に背く方向である。
【００６２】
図６では，９レベル，８段の階段形状が，周期的に形成されている(同図では１周期部分のみを表示)。この階段形状は，ビーム整形素子１０を形成する基板１０Ｓの表面のエッチングを，１回目のエッチング工程（すなわち，部分７ａをエッチングで除去する工程），２回目のエッチング工程（すなわち，部分７ｂをエッチングで除去する工程），３回目のエッチング工程（すなわち，部分７ｃをエッチングで除去する工程），４回目のエッチング工程（すなわち，部分７ｄをエッチングで除去する工程）を経て行うことで，形成される。なお，エッチングを行う順序は任意でよい。
【００６３】
断面を階段形状とすることで，ビーム整形素子１０の基材１０Ｓを透過する光８は，回折して回折光９となる。その理論的な回折効率は，１段の段差が光路長換算でｄ=λ/ｎ（ただしλは光源の波長，ｎはレベル数，ここではn=9）のときに，最大値96.00％をとる。
【００６４】
本実施の形態においては，最も深い段差部Ａ'が１回のエッチング工程７ｄだけで形成される。このため，従来例で見られた各エッチング工程でのマスク位置決め精度の誤差による踊り場の形成はなく，前述の従来例で見られたような回折効率の低下はない。
【００６５】
なお，図６では，８＋１＝９レベルの例(従来の８レベル工程に最も深い段差部をエッチングする工程を加えた例)を示したが，最も深い段差部を１回のエッチング工程で処理する他のグレーティング形成法による例（例えば４＋１＝５レベルや１６＋１＝１７レベルの例）でも，同様の効果が得られる。
【００６６】
もちろん，グレーティングの断面形状は，鋸歯形状７Ｓに内接する階段形状ではなく，鋸歯形状７Ｓ（いわゆるブレーズドグレーティング）そのものであってもよい。
【００６７】
以上においては，実施の形態１に関して詳細に説明した。
【００６８】
なお，上述した実施の形態１では，メリディオナル面でのε，δをサジタル面でのε，δにそれぞれ等しくなるようにとったが，必ずしも，メリディオナル面でのε，δをサジタル面でのε，δにそれぞれ等しくなるようにとる必要はない。
【００６９】
（Ａ）例えば，図１において，コリメートレンズ１２と反射ミラー１３との間に，ウェッジプリズム１７が挿入された場合を考えてみる。
【００７０】
波長変動によって発生する仮想発光点の変位は，コリメートレンズ１２を透過後の光を，無限系(平行光)から有限系(発散光または収束光)に変化させる。そして，有限系の光がウェッジプリズム１７を透過することで，非点収差が発生する(このような非点収差を以下では収差１と呼ぶ)。
【００７１】
一方，メリディオナル面でのε(=εM)を，サジタル面でのε(=εS)から乖離させると，波長変動によって非点収差が発生する(このような非点収差を以下では収差２と呼ぶ)。
【００７２】
収差１の大きさは，メリディオナル面とサジタル面でのεの平均値(εM＋εS)／２に比例し，収差２の大きさは，両者のεの差分εM−εSに比例する。
【００７３】
したがって，収差１の大きさをα，収差２の大きさをβとすると次式が成り立つ。
【００７４】
【数１０】
α∝εM＋εS
【００７５】
【数１１】
β∝εM−εS
したがって，収差１を収差２でキャンセルさせるためには，α＝βすなわち次式が成り立つ必要がある。
【００７６】
【数１２】
(εM−εS)／(εM＋εS)＝γ
ただし，γはα，βで決まる定数値である。
【００７７】
(数１２)を書き換えると，
【００７８】
【数１３】
εM／εS＝(1+γ)/(1-γ)
を得る。よって，εMとεSとの比を適切に設定することで，収差１を収差２でキャンセルさせることができることが分かる。
【００７９】
要するに，メリディオナル面における仮想発光点の変位量とサジタル面における仮想発光点の変位量との比が実質的に一定となるように設定されていてもよいわけである。
【００８０】
（Ｂ）また，初期においてコリメートレンズ１２透過後の光が有限系である場合には，ウェッジプリズム１７を透過することで，初期的に非点収差が発生している。この収差は，メリディオナル面でのδ(=δM)をサジタル面でのδ(=δS)から乖離させる設計で発生する非点収差でキャンセルできる。
【００８１】
要するに，メリディオナル面における仮想発光点とサジタル面における仮想発光点との間隔が実質的に一定とするように設定されていてもよいわけである。
【００８２】
もちろん，（Ａ）メリディオナル面でのεとサジタル面でのεとを異ならせる場合と，（Ｂ）メリディオナル面でのδとサジタル面でのδとを異ならせる場合とについて別々に述べたが，これらが同時に成立してもよい。つまり，δを異ならせることで光学系全体として発生する初期収差をキャンセルしつつ，εを異ならせることで光学系全体として発生する波長変動時の収差をキャンセルしてもよい。
【００８３】
また，上述したウェッジプリズムを利用する以外に，仮想発光点の変位で収差が発生する構成(例えば，アナモリフィックな曲面とシリンドリカルな曲面とを組み合わせたコリメートレンズを使用した構成や， ウェッジプリズムとホログラムとを組み合わせた構成等)を利用する場合にも，同様なことが言える。
【００８４】
上述のような構成により，光源の波長変化によって発生する，第１子午面における第１仮想発光点の変位量と第２子午面における第２仮想発光点の変位量とが実質上一致することで，ビーム整形素子で発生する収差をキャンセルさせることができる。また，第１仮想発光点の変位量と第２仮想発光点の変位量との比が実質上一定の値をなすことで，ビーム整形素子を用いた光ディスク装置で発生する収差をキャンセルさせることができる。さらに，第１の子午線面における第１仮想発光点の位置と第２の子午線面での第２仮想発光点の位置が実質上一致することでビーム整形素子の初期収差を少なくすることができる。また，第１仮想発光点の位置と第２仮想発光点の位置とが実質上一定の間隔をなすことで，ビーム整形素子を用いた光ディスク装置の初期収差を少なくすることができる。更に，第１仮想発光点と第２仮想発光点とが変位することで光ディスク装置の他の光学部品で発生する色収差を補正し，波長が変化する場合の集光点位置の変位を小さくすることができる。更に深い階段部に踊り場ができないので，グレーティングによる回折効率の劣化を小さく抑えることが出来る。
【００８５】
かくして，回折により光の広がり分布を整形しながら，光源の波長変化によって発生するビーム整形素子の収差，更には光ディスク装置全体の収差の発生をキャンセルさせることができる。また，回折により光の広がり分布を整形しながら，ビーム整形素子の初期収差，更には光ディスク装置全体の初期収差をキャンセルさせることができる。また，光ディスク装置の他の光学部品で発生する色収差を補正して，波長が変化する場合の集光点位置の変位を小さくすることができる。さらに，グレーティングの作製誤差による回折効率の劣化を小さく抑えることが出来る。
【００８６】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように，本発明は，ビーム整形素子の光源の波長変化によって発生する収差をより抑制することができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるビーム整形素子を含む光ディスク装置の断面構成の説明図
【図２】本発明の実施の形態１におけるビーム整形素子の断面構成および原理の説明図
【図３】本発明の実施の形態１におけるq1=1，q2=-1に対する（ε，δ）−座標上でのsinψ/sinθの値のプロット図
【図４】本発明の実施の形態１におけるq1=-1，q2=1に対する（ε，δ）−座標上でのsinψ/sinθの値のプロット図
【図５】本発明の実施の形態１におけるq1=1，q2=1に対する（ε，δ）−座標上でのsinψ/sinθの値のプロット図
【図６】本発明の実施の形態１におけるビーム整形素子のグレーティングの断面形状の説明図
【図７】従来例におけるビーム整形素子の断面構成の説明図
【図８】（ａ）従来例におけるビーム整形素子のグレーティングの断面形状の説明図（その１）
（ｂ）従来例におけるビーム整形素子のグレーティングの断面形状の説明図（その２）
（ｃ）従来例におけるビーム整形素子のグレーティングの断面形状の説明図（その３）
【図９】従来例のグレーティング形成法による段差ｄ，踊り場の幅Δと回折効率との関係の説明図
【符号の説明】
１  半導体レーザー
１０  ビーム整形素子
１０ａ，１０ｂ  回折面
１１  ビームスプリッタ
１２  コリメートレンズ
１３  反射ミラー
１４  対物レンズ
１５  光ディスク基材
１５ａ  信号面
【図１】
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【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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