回折素子、光ピックアップ装置及び光ディスク装置
【課題】生産に要する時間が短い回折素子、光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【解決手段】回折素子１０は、光源２０から波長λ１、λ２の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子１１を構成する第１部材１３と第２部材１４とを備え、波長λ１の光は透過させ波長λ２の光は分離して光ディスク２１に出射する。第１部材１３は第１樹脂１５を備え、波長λ１、λ２で所定の屈折率を持つ。第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えて所定の波長域Δλａに光吸収を持つ。第２部材１４は波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ波長λ２で第１部材とは異なる屈折率を持つ。第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは波長λ１、λ２の外側とし且つ一方の吸収端波長λａ＋は波長λ１、λ２の間とした。
【解決手段】回折素子１０は、光源２０から波長λ１、λ２の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子１１を構成する第１部材１３と第２部材１４とを備え、波長λ１の光は透過させ波長λ２の光は分離して光ディスク２１に出射する。第１部材１３は第１樹脂１５を備え、波長λ１、λ２で所定の屈折率を持つ。第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えて所定の波長域Δλａに光吸収を持つ。第２部材１４は波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ波長λ２で第１部材とは異なる屈折率を持つ。第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは波長λ１、λ２の外側とし且つ一方の吸収端波長λａ＋は波長λ１、λ２の間とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器に搭載される回折素子、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ピックアップ装置は低コスト化のため、２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源を用いてきた。それに対処するため、光源から２つの波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離する回折格子を用いてきた。
【０００３】
図１２は従来の回折素子の断面図である。回折素子２００は、基板２０２上に形成された回折格子２０１を備える。回折素子２００は光源２１０から２つの波長λ１、λ２の光を入射する。回折素子２００は光の入射面内で交互に配列されて回折格子２０１を構成する第１部材２０３と第２部材２０４とを備える。回折素子２００は、一方の波長λ１の光は透過させ他方の波長λ２の光は分離して光ディスク２２０に出射する。
【０００４】
第１部材２０３は第１樹脂２０５を備える。第２部材２０４は染料２０７を分子レベルで溶解させた第２樹脂２０６を備える。回折格子２０１の表面は基板２０８が接着剤２０９で接着されて外部環境から保護される。
【０００５】
図１３は異常分散効果の説明図、図１４は従来の第１部材と第２部材の波長と屈折率との関係を示す図である。図１３において、一般に染料を分子レベルで溶解した材料はある波長域において光吸収を持ち、その波長域では染料を溶解しない場合よりも光吸収率が大きい。また、光吸収を持つ波長域に近いほど染料を溶解した材料の屈折率は染料を溶解しない場合よりも大きい。この現象を異常分散効果と呼ぶ。
【０００６】
この異常分散効果を利用し、染料２０７を溶解した第２部材２０４の屈折率の波長依存性を第１部材２０３の屈折率の波長依存性よりも大きくする。そのため、図１４において、第２部材２０４は一方の波長λ１で第１部材２０３と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長λ２で第１部材２０３とは異なる屈折率を持つことができる。ここで、光吸収を持つ波長域を波長λ１と波長λ２の外側になるように設定することで波長λ１及び波長λ２における光吸収を極力抑制している。
【０００７】
図１２において、波長λ１で回折格子２０１を構成する第１部材２０３と第２部材２０４の屈折率が等しい。そのため、回折格子２０１に入射した波長λ１の光はそのまま透過する。波長λ２で第１部材２０３と第２部材２０４の屈折率が異なる。そのため、回折格子２０１に入射した波長λ２の光は回折されて分離する。
【０００８】
（特許文献１）、（特許文献２）には、回折素子２００の構成が示されている。
【特許文献１】特開２００２−３１８３０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２４４６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、第２樹脂に染料を分子レベルで完全に溶解するには長時間を要する。溶解に要する時間は染料の濃度が濃ければ濃いほど長い。また、染料が硬化の妨げとなって、第２樹脂が硬化するには長時間を要する。硬化に要する時間は染料の濃度が濃ければ濃いほど長い。ところが、短時間で染料を溶解し、第２樹脂を硬化させるために染料の濃度を薄くしようとすると、所定の屈折率を得ることができなかった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、生産に要する時間が短い回折素子、光ピックアップ装置及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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、光源から２つの波長の光を入射し、前記光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、前記第１部材は第１樹脂を備え前記２つの波長で所定の屈折率を持ち、前記第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、前記一方の波長で前記第１部材と同一の屈折率を持ち且つ前記他方の波長で前記第１部材とは異なる屈折率を持ち、前記第２部材が持つ前記光吸収における最大吸収波長は前記２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は前記２つの波長の間としたことを特徴とする回折素子とした。
【００１２】
染料を溶解した材料の屈折率と染料を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることにより、最大吸収波長は２つの波長に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることによって、２つの波長におけるこの屈折率の差を変えずに染料の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の回折素子は、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができるために、生産に要する時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の請求項１の発明は、光源から２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、第１部材は第１樹脂を備え２つの波長で所定の屈折率を持ち、第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、一方の波長で第１部材と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長で第１部材とは異なる屈折率を持ち、第２部材が持つ光吸収における最大吸収波長は２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は２つの波長の間とした回折素子である。
【００１５】
染料を溶解した材料の屈折率と染料を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることにより、最大吸収波長は２つの波長に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることによって、２つの波長におけるこの屈折率の差を変えずに染料の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、一方の吸収端波長は、２つの波長のうち最大吸収波長と一方の吸収端波長との間にある方の波長の近傍とした回折素子である。
【００１７】
吸収端波長では、光吸収がなくなる。したがって、２つの波長のうち光吸収が大きい方である最大吸収波長と一方の吸収端波長との間にある方の波長でも光吸収が小さく、回折格子で吸収される光量が少ないため、光源から出射された光量が効率良く光ディスクに出射される。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、２つの波長のうち最大吸収波長と一方の吸収端波長との間にある方の波長における第２部材の光吸収率は、第２樹脂の光吸収率よりもわずかに大きい回折素子である。
【００１９】
２つの波長のうち光吸収が大きい方である最大吸収波長と一方の吸収端波長との間にある方の波長でも染料による光吸収が小さく、回折格子で吸収される光量が少ないため、光源から出射された光量が効率良く光ディスクに出射される。
【００２０】
請求項４の発明は、２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源と、光源から２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子と、を備え、第１部材は第１樹脂を備え２つの波長で所定の屈折率を持ち、第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、一方の波長で第１部材と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長で第１部材とは異なる屈折率を持ち、２つの波長のうち所定の波長は、光吸収が最大である波長と所定の波長域の端の波長との間とした光ピックアップ装置である。
【００２１】
染料を溶解した材料の屈折率と染料を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることにより、最大吸収波長は２つの波長に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることによって、２つの波長におけるこの屈折率の差を変えずに染料の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００２２】
請求項５の発明は、２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源と、光源から２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子と、を備え、第１部材は第１樹脂を備え２つの波長で所定の屈折率を持ち、第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、一方の波長で第１部材と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長で第１部材とは異なる屈折率を持ち、２つの波長のうち所定の波長は、光吸収が最大である波長と所定の波長域の端の波長との間とした光ディスク装置である。
【００２３】
染料を溶解した材料の屈折率と染料を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることにより、最大吸収波長は２つの波長に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることによって、２つの波長におけるこの屈折率の差を変えずに染料の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００２４】
（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。まず、本実施の形態１の回折素子の概要を説明する。図１（ａ）は本実施の形態１の回折素子の断面図、図１（ｂ）は光吸収率と屈折率の波長特性を示す図である。本実施の形態１の回折素子１０は、光源２０から２つの波長λ１、λ２の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子１１を構成する第１部材１３と第２部材１４とを備えている。回折素子１０は一方の波長λ１の光は透過させ他方の波長λ２の光は分離して光ディスク２１に出射する。第１部材１３は第１樹脂１５を備え２つの波長λ１、λ２で所定の屈折率を持ち、第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えて所定の波長域Δλａに光吸収を持つ。第２部材１４は一方の波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長λ２で第１部材１３とは異なる屈折率を持つ。本実施の形態１の回折素子１０は、第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ一方の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。
【００２５】
染料１７を溶解した材料の屈折率と染料１７を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料１７の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることにより、最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料１７の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることによって、２つの波長λ１、λ２におけるこの屈折率の差を変えずに染料１７の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂１６に染料１７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂１６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００２６】
本実施の形態１の回折素子１０についてさらに詳細に説明する。
【００２７】
図１において、光源２０は近接した位置から短い波長λ１の光と長い波長λ２の光とを出射する。波長λ１の光と波長λ２の光はレーザ光である。本実施の形態１において波長λ１の光はＤＶＤ用でλ１＝約６５０ｎｍ、波長λ２の光はＣＤ用でλ２＝約７８０ｎｍである。本実施の形態１において、光源２０から出射される光はＤＶＤ用とＣＤ用としたが、例えばＢＤ（ブルーレイディスク）用である波長が約４０５ｎｍの光のような他の波長の光との組合せでも構わない。透明基板１２、１８は波長λ１及び波長λ２において透明な基板であり、例えば、ＢＫ７のような光学ガラス等で構成される。接着剤１９は熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、エポキシ接着剤、嫌気性接着剤等の通常の接着剤が用いられる。回折素子１０は、回折格子１１を形成した透明基板１２と透明基板１８とを接着剤１９で回折格子１１を挟んで接着した構成である。光ディスク２１は上述のようにＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等である。
【００２８】
光源２０からの光の入射面内で回折格子１１は第１部材１３を所定の凹凸形状に形成し、第２部材１４がその凹凸形状を充填するように構成している。回折格子１１において、波長λ１では第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率とが等しく、波長λ２では第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率とは異なるように構成した。そのため、波長λ１では第１部材１３と第２部材１４との間で回折は起こらず、波長λ１の光はそのまま透過することになる。波長λ２では第１部材１３と第２部材１４との間で屈折率の差の分だけ回折が起こり、波長λ２の光は０次光、±１次光、・・・に分離される。分離された光が所定の分光比で所定の方向に向かうように、波長λ２での第１部材１３と第２部材１４との間の屈折率の差に応じた凹凸形状の凹凸深さ、間隔、凹凸形状の入射面内の方向等が決定される。すなわち、回折素子１０はＣＤ用の回折格子１１を備える。
【００２９】
上記第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率を実現するために、第１部材１３は第１樹脂１５を備え、第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えるようにした。第１樹脂１５や第２樹脂１６は通常、屈折率の波長依存性が大きくないような材料が選定される。第１樹脂１５や第２樹脂１６は、波長λ１及び波長λ２で透明である。第１樹脂１５や第２樹脂１６は、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる。例えばＥｐｏ−ｔｅｋの３１０や３２０、３３０等が用いられ、これらの樹脂は熱硬化性樹脂である。
【００３０】
染料１７を分子レベルで溶解した第２樹脂１６を備えた第２部材１４は所定の波長域Δλａに光吸収を持つ。光吸収を持つ波長域Δλａの最長波長を吸収端波長λａ＋、最短波長を吸収端波長λａ−とする。また、光吸収が最大となる最大吸収波長λａｍａｘは波長域Δλａの中心付近である。
【００３１】
第２部材１４の屈折率は染料１７による異常分散効果により第２樹脂１６単体の屈折率よりも大きく且つ第２部材１４と第２樹脂１６単体との屈折率の差は最大吸収波長λａｍａｘに近いほど大きい。すなわち、第２部材１４は屈折率の波長依存性が第２樹脂１６単体よりも大きい。したがって、第１樹脂１５と第２樹脂１６と染料１７とを組合せることにより、波長λ１では第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率とが等しく、波長λ２では第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率とは異なるようにすることができる。
【００３２】
本実施の形態１では、第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは波長λ１よりも短波長側とし且つ吸収端波長λａ＋は波長λ１とλ２との間とした。すなわち、使用波長の一方である波長λ１は第２部材１４が光吸収を持つ波長域Δλａの中にある。
【００３３】
図２（ａ）は吸収端波長が波長λ１と波長λ２との間にある場合とない場合の屈折率の比較を示す図、図２（ｂ）は染料濃度による光吸収率と屈折率の関係を示す図である。
【００３４】
図２（ａ）において、破線で示す第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にない場合、波長λ１が最大吸収波長λａｍａｘから遠いため、波長λ１における破線で示す第２部材１４と点線で示す第２樹脂１６単体との屈折率の差は小さい。一方、実線で示す第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にある場合、波長λ１が最大吸収波長λａｍａｘに近いため、波長λ１における実線で示す第２部材１４と点線で示す第２樹脂１６単体との屈折率の差は大きい。そのため、波長λ１における第２部材１４の屈折率は第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にある場合の方が大きい。
【００３５】
次に図２（ｂ）において、同じ染料１７を用いた場合、実線で示す染料１７の濃度が低い場合よりも破線で示す高い場合の方が同じ波長における光吸収率と屈折率は大きい。したがって、第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にない場合の波長λ１における屈折率ｎ１を、第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にある場合にも、染料１７の濃度を低くすることで実現することができる。
【００３６】
染料１７の濃度を低くして第２部材１４を構成した結果、染料１７を分子レベルで溶解して第２樹脂１６を硬化する際に、第２樹脂１６に染料１７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂１６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。また、染料１７を分子レベルで溶解して第２樹脂１６を硬化する際に、妨げとなる染料１７が少なく、第２樹脂１６の硬化反応が完全に終了しやすくなるという効果も得られる。その場合、第２樹脂１６に未硬化で物性的に不安定な部分が残らないので、長期間に渡りレーザ光が照射されて使用が繰り返されても、回折格子１１は体積変化を起こしにくい。その結果、回折素子１０は長期間に渡り安定した特性を有する。
【００３７】
ここで、吸収端波長λａ＋は、２つの波長λ１、λ２のうち最大吸収波長λａｍａｘと吸収端波長λａ＋との間にある方の波長である波長λ１の近傍とすることが望ましい。すなわち、吸収端波長λａ＋では、光吸収がなくなることから、吸収端波長λａ＋が波長λ１の近傍であれば波長λ１でも光吸収が小さいためである。そのため、回折格子１１で吸収される光量が少ないため、光源２０から出射された光量が効率良く光ディスク２１に出射される。また、本実施の形態１においては、染料１７の濃度が低いため、波長λ１における光吸収率はさらに小さくすることができる。
【００３８】
また、２つの波長λ１、λ２のうち最大吸収波長λａｍａｘと一方の吸収端波長λａ＋との間にある方の波長である波長λ１における第２部材１４の光吸収率は、第２樹脂１６の光吸収率よりもわずかに大きくすることが望ましい。すなわち、波長λ１でも染料１７による光吸収が小さいためである。回折格子１１で吸収される光量が少ないため、光源２０から出射された光量が効率良く光ディスク２１に出射される。
【００３９】
波長λ１における第２部材１４の光吸収率は５％以下とすることが好ましい。光吸収率が５％を越えると光源２０から出射された光量が光ディスク２１に出射される割合が減り、光ディスク２１に出射される光量を一定にするために光源２０から出射される光量を大きくする必要があるためである。また、波長λ１における第２部材１４の光吸収率は１％以上とすることが好ましい。光吸収率が１％未満であると染料１７の濃度があまり低くならず、第２樹脂１６の硬化反応が完全に終了しにくいためである。
【００４０】
第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは波長λ１よりも短波長側とし且つ吸収端波長λａ＋は波長λ１とλ２との間とすることができる染料１７として、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ９１、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ１２２等がある。
【００４１】
なお、本発明において、染料１７は色が付いて見えるものばかりでなく、紫外線や赤外線の波長域で光吸収の性質を持ち、無色透明のものも含む。染料１７は第２樹脂１６に分子レベルで溶解するものであり、粒子が樹脂中に分散し浮遊するものである顔料とは区別される。
【００４２】
また、本実施の形態１において、第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは波長λ１よりも短波長側とし且つ吸収端波長λａ＋は波長λ１とλ２との間とした。しかし、最大吸収波長λａｍａｘは波長λ２よりも長波長側とし且つ吸収端波長λａ−は波長λ１とλ２との間としても良い。その際、吸収端波長λａ−は、波長λ２の近傍とすることが好ましい。また、波長λ２における第２部材１４の光吸収率は、第２樹脂１６の光吸収率よりもわずかに大きいことが好ましい。
【００４３】
また、本実施の形態１において、第２部材１４は波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ波長λ２で第１部材１３とは異なる屈折率を持つこととした。しかし、第２部材１４は波長λ２で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ波長λ１で第１部材１３とは異なる屈折率を持つこととしても構わない。その場合、回折素子１０はＤＶＤ用の回折格子１１を備えることとなる。
【００４４】
次に、本実施の形態１の回折素子１０の製造方法について説明する。まず透明基板１２上に第１樹脂１５を均一の厚さに塗布する。塗布する方法にはスピンコート法やスプレー法等がある。次に、第１樹脂１５の硬化方法にしたがって第１樹脂１５を硬化する。
【００４５】
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第１樹脂１５の表面に紫外線を照射、現像して第１部材１３による所定の凹凸形状を形成する。具体的な凹凸形状の製造方法として、例えば以下のような方法がある。１つは、第１樹脂１５の上にレジストを塗布し、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である。もう１つは、第１樹脂１５として感光性材料を使い、所定の均一な厚さに塗布し、所定の凹凸形状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。
【００４６】
別途、第２樹脂１６に染料１７を分子レベルで溶解させて十分に撹拌しておき、第１部材１３の所定の凹凸形状に充填するように塗布する。塗布する方法は第１樹脂１５の場合と同様にスピンコート法やスプレー法等である。次に溶剤１７を分子レベルで溶解させたまま第２樹脂１６の硬化方法にしたがって第２樹脂１６を硬化して第２部材１４を得るとともに回折格子１１を得る。
【００４７】
最後に透明基板１８を接着剤１９で回折格子１１と接着する。回折格子１１は透明基板１２と透明基板１８とに挟まれて、傷付きの防止や外部からの湿気やガスの浸入の防止といった外部環境からの保護がなされる。
【００４８】
図３は本実施の形態１における別構成の回折素子の断面図である。図３に示す回折素子２４のような構成としても良い。図３における回折格子２５は回折格子１１とは逆に、第２部材１４を所定の凹凸形状に形成し、第１部材１３がその凹凸形状を充填するように構成している。回折格子１１と回折格子２５との違いは上記のみであり、回折素子１０と回折素子２４との違いは回折格子１１と回折格子２５との違いのみである。よって、回折素子２４、回折格子２５についての説明は、回折素子１０、回折格子１１についての説明を援用する。
【００４９】
図４は本実施の形態１の回折素子を応用した回折素子の断面図である。図４において、回折素子３０は光源２０から出射された光の進行方向に対して直列に配置された第１回折格子３１と第２回折格子３８とを備える。第１回折格子３１は光源２０から波長λ１と波長λ２の２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて第１回折格子３１を構成する第１部材３３と第２部材３４とを備える。第１回折格子３１は波長λ１の光は透過させ波長λ２の光は分離して第２回折格子３８へ出射する。第２回折格子３８は第１回折格子３１から２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて第２回折格子３８を構成する第３部材４０と第４部材４１とを備える。第２回折格子３８は波長λ１の光は分離し波長λ２の光は透過させて光ディスク２１へ出射する。
【００５０】
第１回折格子３１は透明基板３２に形成される。また、第２回折格子３８は透明基板３９に形成される。そして第１回折格子３１と第２回折格子３８とは接着剤４５で接着される。
【００５１】
第１部材３３は第１樹脂３５を備え２つの波長λ１とλ２で所定の屈折率を持つ。第２部材３４は染料３７を分子レベルで溶解させた第２樹脂３６を備えて所定の波長域に光吸収を持つ。第２部材３４は波長λ１で第１部材３３と同一の屈折率を持ち且つ波長λ２で第１部材３３とは異なる屈折率を持つ。
【００５２】
一方、第３部材４０は第３樹脂４２を備え２つの波長λ１とλ２で所定の屈折率を持つ。第４部材４１は染料４４を分子レベルで溶解させた第４樹脂４３を備えて所定の波長域に光吸収を持つ。第４部材４１は波長λ１で第３部材４０と異なる屈折率を持ち且つ波長λ２で第３部材４０とは同一の屈折率を持つ。
【００５３】
ここで第１部材３３、第３部材４０は第１部材１３と同様であるのでその説明を援用する。また、第２部材３４、第４部材４１は第２部材１４と同様であるのでその説明を援用する。このようにして、波長λ１の光と波長λ２の光をそれぞれ独立して回折することができる回折素子３０を構成することができる。
【００５４】
そして、第２部材３４が持つ光吸収における第２部材３４の最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ第２部材３４の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。また、第４部材４１が持つ光吸収における第４部材４１の最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ第４部材４１の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。第２部材３４は染料３７の濃度を薄くすることができる。そのため、第２樹脂３６に染料３７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂３６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。また第４部材４１も染料４４の濃度を薄くすることができる。そのため、第４樹脂４３に染料４４を溶解するのに要する時間と、第４樹脂４３を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。したがって、生産に要する時間を短くすることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
本実施の形態２について図面を参照しながら説明する。まず、本実施の形態２の光ピックアップ装置の概要を説明する。図５は本実施の形態２における光ピックアップ装置の光学系を示す図、図６（ａ）は本実施の形態２における光ピックアップ装置のカバーを外した上面図、図６（ｂ）は光ピックアップ装置の下面図である。
【００５６】
本実施の形態２の光ピックアップ装置５０は光源２０と実施の形態１で説明した回折素子１０とを備える。光源２０は実施の形態１で説明した通り、２つの波長λ１、λ２の光を光ディスク２１に向けて出射する。回折素子１０は、実施の形態１で説明した通り、光源２０から２つの波長λ１、λ２の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子１１を構成する第１部材１３と第２部材１４とを備える。回折素子１０は、一方の波長λ１の光は透過させ他方の波長λ２の光は分離して光ディスク２１に出射する。第１部材１３は第１樹脂１５を備え２つの波長λ１、λ２で所定の屈折率を持つ。第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えて所定の波長域Δλａに光吸収を持ち、一方の波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長λ２で第１部材１３とは異なる屈折率を持つ。そして第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ一方の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。
【００５７】
染料１７を溶解した材料の屈折率と染料１７を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料１７の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることにより、最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料１７の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることによって、２つの波長λ１、λ２におけるこの屈折率の差を変えずに染料１７の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂１６に染料１７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂１６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００５８】
次に本実施の形態２の光ピックアップ装置５０の光学系について図５を用いて詳細に説明する。光源２０と回折素子１０は実施の形態１で説明した通りであり、その説明を援用する。回折素子１０はＣＤのトラッキング制御に用いられる光を生成する。
【００５９】
集積プリズム５１はＢＫ７等の光学ガラスで構成され、内部に回折素子１０に近い方から順に３つの斜面５１ａ、５１ｂ、５１ｃを有する。斜面５１ａには偏光分離膜５１ｄが形成されている。偏光分離膜５１ｄは、誘電体膜で構成され、Ｐ偏光である光源２０からの出射光を透過し、Ｓ偏光である光ディスク２１からの反射光を反射する。斜面５１ｂには波長選択偏光分離膜５１ｅが形成されている。波長選択偏光分離膜５１ｅは、誘電体膜で構成され、Ｐ偏光である出射光を透過し、Ｓ偏光である反射光のうち、波長λ１の光を透過し、波長λ２の光を反射する。斜面５１ｃにはホログラム５１ｆが形成されている。ホログラム５１ｆには光ディスク２１で反射された波長λ２の光が入射する。ホログラム５１ｆには回折格子が形成されており、ホログラム５１ｆは、光ディスク２１からの波長λ２の反射光をホログラム５１ｆに入射する領域に応じてフォーカス制御に用いられる光とトラッキング制御に用いられる光とに分離する。
【００６０】
コリメートレンズ５２は、拡散光である光源２０からの出射光をほぼ平行光にし、平行光である光ディスク２１からの反射光を集束光にする。反射ミラー５３は光ピックアップ装置５０の大きさをコンパクトにするように光路を反射して折り曲げる。反射ミラー５３は光源２０からの光の一部を透過する。反射ミラー５３を透過した光は受光器５８に入射し、光源２０を出射する光の光量の制御に用いられる。立上プリズム５４は光ディスク２１に対してほぼ平行であった光源２１からの出射光を光ディスク２１に対してほぼ直角な方向に立上げるためのプリズムである。立上プリズム５４は立上ミラーとしても良い。
【００６１】
ホログラム素子５５は、偏光ホログラム５５ａと波長板５５ｂとを備える。偏光ホログラム５５ａは光ディスク２１からの反射光のうち波長λ１の光にのみ作用するよう波長選択性のある材料で構成されている。偏光ホログラム５５ａには回折格子が形成されており、偏光ホログラム５５ａは、光ディスク２１からの波長λ１の反射光を偏光ホログラム５５ａに入射する領域に応じてフォーカス制御に用いられる光とトラッキング制御に用いられる光とに分離する。波長板５５ｂはＰ偏光である光源２０からの出射光を円偏光に変換し、円偏光である光ディスク２１からの反射光をＳ偏光に変換する。波長板５５ｂは波長λ１と波長λ２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。ホログラム素子５５は対物レンズ５６とともに対物レンズ駆動装置６２に搭載され、対物レンズ５６と一緒に光ディスク２１に対してフォーカス方向、トラッキング方向に動く。
【００６２】
対物レンズ５６は２焦点対物レンズで、光源２０から出射された波長λ１の光、波長λ２の光がそれぞれ光ディスク２１の記録面で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、集光レンズ及びフレネルレンズまたはホログラムレンズの組合せ、ＤＶＤ用集光レンズにＣＤ再生時に開口制限手段を設ける組合せ等を用いることができる。
【００６３】
受光器５７は光ディスク２１からの反射光を受光して、再生用の電気信号、フォーカス制御用の電気信号、トラッキング制御用の電気信号等に変換して出力する。受光器５８は光源２０からの出射光を受光して、出射光の出力制御用の電気信号に変換して出力する。
【００６４】
光源２０から出射された波長λ１の光は、回折素子１０の回折格子１１をそのまま透過して集積プリズム５１に入射しそのまま透過してコリメートレンズ５２に入射する。コリメートレンズ５２を透過した出射光は、反射ミラー５３、立上プリズム５４、ホログラム素子５５、対物レンズ５６を経由して光ディスク２１であるＤＶＤに入射する。光ディスク２１で反射された反射光は対物レンズ５６を経由してホログラム素子５５に入射する。偏光ホログラム５５ａでフォーカス制御用の光とトラッキング制御用の光に分離された光ディスク２１からの反射光は、立上プリズム５４、反射ミラー５３、コリメートレンズ５２を経由して集積プリズム５１に入射する。反射光は波長選択偏光分離膜５１ｅを透過し、偏光分離膜５１ｄで反射して、受光器５７に入射する。
【００６５】
一方、光源２０から出射された波長λ２の光は、回折素子１０の回折格子１１でトラッキング制御用の光に分離されて透過し、集積プリズム５１に入射しそのまま透過してコリメートレンズ５２に入射する。コリメートレンズ５２を透過した出射光は、反射ミラー５３、立上プリズム５４、ホログラム素子５５、対物レンズ５６を経由して光ディスク２１であるＣＤに入射する。光ディスク２１で反射された反射光は対物レンズ５６を経由してホログラム素子５５に入射して分離されずに透過し、立上プリズム５４、反射ミラー５３、コリメートレンズ５２を経由して集積プリズム５１に入射する。反射光は波長選択偏光分離膜５１ｅで反射し、ホログラム５１ｆでフォーカス制御用の光とトラッキング制御用の光に分離して、受光器５７に入射する。
【００６６】
次に光ピックアップ装置５０の構成について説明する。図６において、基台５９は光ピックアップ装置５０の骨格をなすもので、基台５９に各種光学部品を始めとする光ピックアップ装置５０を構成する部品が直接または取り付け部材を介して取付けられる。基台５９はＺｎ合金、Ｍｇ合金等の合金材料あるいは硬質樹脂材料等で形成される。
【００６７】
光源２０、回折素子１０、集積プリズム５１、受光器５７は１つの結合部材６０上に取付けられて光源モジュール６１を構成する。光源モジュール６１は結合部材６０を介して基台５９に取付けられる。また、対物レンズ５６とホログラム素子５５は対物レンズ駆動装置６２に搭載され、対物レンズ駆動装置６２が基台５９に取付けられる。コリメートレンズ５２、反射ミラー５３、立上プリズム５４、受光器５８は、直接または他の部材を介して基台５９に取付けられる。
【００６８】
このような構成の光ピックアップ装置５０は、トラッキング制御用の光を分離する回折素子１０が長期間に渡り安定した特性を有するため、この回折素子１０を搭載する光ピックアップ装置５０も長期間に渡り安定した特性を有する。なお、回折素子１０は回折素子２４としても構わない。
【００６９】
図７は本実施の形態２における光ピックアップ装置の別構成の光学系を示す図である。図７における光学系は実施の形態１で説明した回折素子３０を備えている。回折素子３０と光源２０は実施の形態１の説明を援用する。回折素子３０は波長λ１の光、波長λ２の光をそれぞれ独立にトラッキング制御に用いられる光に分離する。
【００７０】
集積プリズム７１はＢＫ７等の光学ガラスで構成され、回折素子３０に近い方から順に内部に斜面７１ａ、７１ｂを備える。斜面７１ａには偏光分離膜７１ｃが形成される。偏光分離膜７１ｃはＰ偏光である光源２０からの出射光を透過し、Ｓ偏光である光ディスク２１からの反射光を反射する。斜面７１ｂには非点収差生成素子７１ｄが形成される。非点収差生成素子７１ｄは、光ディスク２１からの反射光の光軸を含んで互いに直交する２つの断面における焦点位置をそれぞれ受光器７６の前側と後側となるようにする。この光はフォーカス制御に用いられる。
【００７１】
波長板７２は波長板５５ｂ、コリメートレンズ７３はコリメートレンズ５２、立上ミラー７４は立上プリズム５４、対物レンズ７５は対物レンズ５６、受光器７６は受光器５７、受光器７７は受光器５８とほぼ対応するのでそれらの説明を援用する。但し、反射ミラー５３を廃止し、立上ミラー７４を透過した出射光が受光器７７に入射するようにした。また、光源２０、回折素子３０、集積プリズム７１、受光器７６は１つの結合部材７８に取付けられ光源モジュール７９を構成する。また、対物レンズ７５は対物レンズ駆動装置８０に搭載される。
【００７２】
光源２０からの波長λ１及び波長λ２の出射光は回折素子３０に入射し、波長λ１の光は第２回折格子３８でトラッキング制御用に分離され、波長λ２の光は第１回折格子３１でトラッキング制御用に分離されて光ディスク２１に向けて出射される。出射光は波長板７２、コリメートレンズ７３、立上ミラー７４、対物レンズ７５を経由して光ディスク２１に集束して入射する。光ディスク２１で反射された反射光は、対物レンズ７５、立上ミラー７４、コリメートレンズ７３、波長板７２を経由して集積プリズム７１に入射する。反射光は偏光分離膜７１ｃで反射し、非点収差生成素子７１ｄでフォーカス制御用の光を生成して受光器７６に入射する。受光器７６、７７に入射した光は電気信号に変換されて出力される。
【００７３】
回折素子３０において、第２部材３４は染料３７の濃度を薄くすることができる。そのため、第２樹脂３６に染料３７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂３６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。また第４部材４１も染料４４の濃度を薄くすることができる。そのため、第４樹脂４３に染料４４を溶解するのに要する時間と、第４樹脂４３を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。したがって、回折素子３０の生産に要する時間を短くすることができる。よって、この回折素子３０を備える光ピックアップ装置の生産に要する時間も短くすることができる。
【００７４】
図８は本実施の形態２における光ピックアップ装置のさらに別構成の光学系を示す図である。この光学系は図７に示した光学系に別の光源８１を含む構成が追加された構成である。
【００７５】
この図８の構成において、光源２０が出射する光は波長λ１＝約６５０ｎｍのＤＶＤ用の光と波長λ２＝約７８０ｎｍのＣＤ用の光とする。また、光源８１が出射する光は波長λ３＝約４０５ｎｍのＢＤ用の光とする。
【００７６】
集積プリズム８２は、光源８１から出射された光を光ディスク２１に向かわせ、光ディスク２１で反射された反射光を光源８１ではなく、受光器８４に向かわせるようにビームスプリッタとして働く。非点収差生成素子８３は、光ディスク２１からの反射光の光軸を含んで互いに直交する２つの断面における焦点位置をそれぞれ受光器８４の前側と後側となるようにする。この光はフォーカス制御に用いられる。受光器８４は、光ディスク２１からの反射光を受光し、ＢＤの再生信号用の電気信号、フォーカス制御用の電気信号、トラッキング制御用の電気信号等に変換して出力する。光源８１、集積プリズム８２、非点収差生成素子８３、受光器８４は、結合部材８５に取付けられ、光源モジュール８６とされる。
【００７７】
ホログラム８７は、光源８１から出射された光はそのまま透過する。また、ホログラム８７は光ディスク２１からの反射光を回折してホログラム８７に入射した位置によりトラッキング制御に用いられる光とフォーカス制御に用いられる光とに分離する。
【００７８】
ビームスプリッタ８８は、内部に斜面を有し、斜面において波長λ１の光と波長λ２の光は光源２０からの出射光も光ディスク２１からの反射光もそのまま透過する。また、ビームスプリッタ８８は、斜面において波長λ３の光は光源８１からの出射光も光ディスク２１からの反射光も反射する。このようにして、ビームスプリッタ８８は、光源２０からの出射光と光源８１からの出射光とをほぼ１つの光路上に合わせ、光ディスク２１からの反射光を受光器７６へ向かう光と受光器８４へ向かう光とに分離する。
【００７９】
波長板８９は３つの波長に対応する反射板である。コリメートレンズ９０は３つの波長の光をほぼ平行光にする。
【００８０】
立上ミラー９１は、それまで光ディスク２１にほぼ平行であった波長λ１の光と波長λ２の光とを反射して光ディスク２１にほぼ直角な方向に立上げ、波長λ３の光を透過する。対物レンズ９５は、立上ミラー９１が立上げた光を集束光に変換して光ディスク２１の所定の記録面に集束させる。
【００８１】
立上ミラー９２は、それまで光ディスク２１にほぼ平行であった波長λ３の光を反射して光ディスク２１にほぼ直角な方向に立上げる。対物レンズ９４は、立上ミラー９２が立上げた光を集束光に変換して光ディスク２１の所定の記録面に集束させる。立上ミラー９２は波長λ１の光と波長λ２の光とを透過させる。また、立上ミラー９２は波長λ３の光の一部を透過させる。
【００８２】
立上ミラー９２を透過した光は受光器９３に入射する。受光器９３に入射した光は光源２０からの出射光と光源８１からの出射光の出力を制御するのに用いられるように電気信号に変換されて出力される。
【００８３】
対物レンズ駆動装置９６は対物レンズ９４と対物レンズ９５とを１つのホルダ上に配置して対物レンズ９４と対物レンズ９５とをそれぞれフォーカス方向、トラッキング方向に移動させる。
【００８４】
この図８の構成においても、回折素子３０は、回折素子３０の生産に要する時間を短くすることができる。よって、この回折素子３０を備える光ピックアップ装置の生産に要する時間も短くすることができる。
【００８５】
（実施の形態３）
本実施の形態３について図面を参照しながら説明する。図９は本実施の形態３における光ピックアップモジュールの構成図、図１０は本実施の形態３における光ディスク装置の構成図、図１１は本実施の形態３における光ディスク装置のサーボの流れを示す図である。本実施の形態３において、光ディスク装置１１０は回折素子１０、光ピックアップ装置５０を搭載しているものとして説明するが、図３で説明した回折素子２４、図４で説明した回折素子３０、図７、図８で説明した光学系を有する光ピックアップ装置を搭載しているものとしても構わない。
【００８６】
図９において、光ディスク２１を回転駆動する回転駆動部及び光ピックアップ装置５０を回転駆動部に対して近づけたり離したりする移動部を備える光ディスク装置１１０の駆動機構を光ピックアップモジュール１００という。ベース１０１は光ピックアップモジュール１００の骨組みをなすもので、光ピックアップモジュール１００はベース１０１に直接または間接に各構成部品が配置されて構成される。
【００８７】
回転駆動部は光ディスク２１を載置するターンテーブル１０２ａを有するスピンドルモータ１０２を備えている。スピンドルモータ１０２はベース１０１に固定される。スピンドルモータ１０２は光ディスク２１を回転させる回転駆動力を生成する。
【００８８】
移動部はフィードモータ１０３、スクリューシャフト１０４、メインシャフト１０５、サブシャフト１０６を備えている。フィードモータ１０３はベース１０１に固定される。フィードモータ１０３は光ピックアップ装置５０が光ディスク２１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１０３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１０４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１０３に接続される。本実施の形態３では直接フィードモータ１０３と接続される。メインシャフト１０５、サブシャフト１０６はそれぞれ両端で保持部材を介してベース１０１に固定される。メインシャフト１０５、サブシャフト１０６は光ピックアップ装置５０を光ディスク２１の半径方向に移動自在に支持する。光ピックアップ装置５０はスクリューシャフト１０４の溝と噛み合うガイド歯を有するラック１０７を備える。ラック１０７がスクリューシャフト１０４に伝達されたフィードモータ１０３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装置５０は光ディスク２１の内周と外周の間を移動することができる。
【００８９】
なお、回転駆動部は光ディスク２１を所定の回転速度で回転させることができる構成であれば、本実施の形態３で説明した構成に限るものではない。また移動部は光ピックアップ装置５０を光ディスク２１の内周と外周の間の所定の位置に移動させることができる構成であれば、本実施の形態３で説明した構成に限るものではない。
【００９０】
光ピックアップ装置５０は実施の形態２で説明したもので、図６の構成にカバー６３を取付けたものである。本実施の形態３の光ディスク装置１１０に搭載される光ピックアップ装置５０は光源２０と実施の形態１で説明した回折素子１０とを備える。光源２０は実施の形態１で説明した通り、２つの波長λ１、λ２の光を光ディスク２１に向けて出射する。回折素子１０は、実施の形態１で説明した通り、光源２０から２つの波長λ１、λ２の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子１１を構成する第１部材１３と第２部材１４とを備える。回折素子１０は、一方の波長λ１の光は透過させ他方の波長λ２の光は分離して光ディスク２１に出射する。第１部材１３は第１樹脂１５を備え２つの波長λ１、λ２で所定の屈折率を持つ。第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えて所定の波長域Δλａに光吸収を持ち、一方の波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長λ２で第１部材１３とは異なる屈折率を持つ。そして第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ一方の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。
【００９１】
染料１７を溶解した材料の屈折率と染料１７を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料１７の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることにより、最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料１７の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることによって、２つの波長λ１、λ２におけるこの屈折率の差を変えずに染料１７の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂１６に染料１７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂１６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。その結果、この回折素子１０を備える光ディスク装置１１０も生産に要する時間を短くすることができる。
【００９２】
光ピックアップ装置５０の対物レンズ５６から出射されるレーザ光が光ディスク２１に対し直角に入射するように、保持部材を構成する調整機構でメインシャフト１０５、サブシャフト１０６の傾きを調整する。
【００９３】
図１０において、光ディスク装置１１０の筐体１１１は上部筐体１１１ａと下部筐体１１１ｂとを組合せてネジなどを用いて互いに固定して構成されている。トレイ１１２は筐体１１１に出没自在に設けられている。トレイ１１２はカバー１０８を設けた光ピックアップモジュール１００を下面側から配置する。カバー１０８は開口を有し、光ピックアップ装置５０の対物レンズ５６及びスピンドルモータ１０２のターンテーブル１０２ａを露出させる。さらに本実施の形態３の場合、フィードモータ１０３も露出させて、光ピックアップモジュール１００の厚さが薄くなるようにしている。トレイ１１２は開口を有し、対物レンズ５６及びターンテーブル１０２ａ、カバー１０８の少なくとも一部を露出させる。ベゼル１１３はトレイ１１２の前端面に設けられて、トレイ１１２が筐体１１１内に収納された時にトレイ１１２の出没口を塞ぐように構成されている。ベゼル１１３にはイジェクトスイッチ１１４が設けられ、イジェクトスイッチ１１４を押すことで、筐体１１１とトレイ１１２との係合が解除され、トレイ１１２は筐体１１１に対し出没が可能な状態となる。レール１１５はそれぞれトレイ１１２の両側部及び筐体１１１の双方に摺動自在に取付けられる。筐体１１１内部やトレイ１１２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。外部コネクタ１１６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１１６を介して光ディスク装置１１０内に電力を供給したり、あるいは外部からの電気信号を光ディスク装置１１０内に導いたり、あるいは光ディスク装置１１０で生成された電気信号を電子機器などに送出する。
【００９４】
光ピックアップ装置５０のフォーカス制御とトラッキング制御の流れを説明する。図１１において、光源２０から出射されたＤＶＤ用の波長λ１の出射光は、回折素子１０の回折格子１１でそのまま透過して光ディスク２１に入射する。光ディスク２１で反射した反射光はホログラム素子５５の偏光ホログラム５５ａでフォーカス制御用の光とトラッキング制御用の光とに分離されて受光器５７に入射する。光源２０から出射されたＣＤ用の波長λ２の出射光は、回折素子１０の回折格子１１でトラッキング制御に用いられる光に分離され、光ディスク２１に入射する。光ディスク２１で反射された反射光は集積プリズム５１のホログラム５１ｆでフォーカス制御用の光とトラッキング制御用の光とに分離されて受光器５７に入射する。
【００９５】
受光器５７に入射した波長λ１の光及び波長λ２の光は電気信号に変換され、光ディスク装置１１０本体の前記図示していない回路基板にあるアナログ信号処理部１１０ａに送られる。
【００９６】
アナログ信号処理部１１０ａは入力された信号に演算・帯域処理を行い、サーボ処理部１１０ｂに出力する。サーボ処理部１１０ｂはアナログ信号処理部１１０ａからの信号を基にフォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラッキングエラー信号ＴＥＳを生成してモータ駆動部１１０ｃに出力する。モータ駆動部１１０ｃは入力されたフォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラッキングエラー信号ＴＥＳを基に対物レンズ５６を搭載する対物レンズ駆動部６２を駆動する電流を生成する。これにより光ディスク２１に集光した光束の焦点のずれ及びトラックに対するずれが極小になるように制御される。
【００９７】
また、コントローラ１１０ｄにはアナログ信号処理部１１０ａ、サーボ処理部１１０ｂ、モータ駆動部１１０ｃの各部から送られる信号が入力される。コントローラ１１０ｄはこれらの信号の演算処理等を行い、この演算処理の結果（信号）を各部に送出し、各部にて駆動、処理を実行させることで各部の制御を行う。
【００９８】
以上のように、本実施の形態３の光ディスク装置１１０は実施の形態１の回折素子１０を備えている。長期間に渡り回折素子１０に光が照射されて使用が繰り返されても、回折格子１１は体積変化を起こしにくい。その結果、回折素子１０は、長期間に渡り安定した特性を有するため、この回折素子１０を搭載する光ディスク装置１１０も長期間に渡り安定した特性を有する。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上のように本発明の回折素子、光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、長期間に渡り安定した特性を有するため、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器に好んで搭載される。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】（ａ）本実施の形態１の回折素子の断面図、（ｂ）光吸収率と屈折率の波長特性を示す図
【図２】（ａ）吸収端波長が波長λ１と波長λ２との間にある場合とない場合の屈折率の比較を示す図、（ｂ）染料濃度による光吸収率と屈折率の関係を示す図
【図３】本実施の形態１における別構成の回折素子の断面図
【図４】本実施の形態１の回折素子を応用した回折素子の断面図
【図５】本実施の形態２における光ピックアップ装置の光学系を示す図
【図６】（ａ）本実施の形態２における光ピックアップ装置のカバーを外した上面図、（ｂ）光ピックアップ装置の下面図
【図７】本実施の形態２における光ピックアップ装置の別構成の光学系を示す図
【図８】本実施の形態２における光ピックアップ装置のさらに別構成の光学系を示す図
【図９】本実施の形態３における光ピックアップモジュールの構成図
【図１０】本実施の形態３における光ディスク装置の構成図
【図１１】本実施の形態３における光ディスク装置のサーボの流れを示す図
【図１２】従来の回折素子の断面図
【図１３】異常分散効果の説明図
【図１４】従来の第１部材と第２部材の波長と屈折率との関係を示す図
【符号の説明】
【０１０１】
１０、２４ 回折素子
１１、２５ 回折格子
１２ 透明基板
１３ 第１部材
１４ 第２部材
１５ 第１樹脂
１６ 第２樹脂
１７ 染料
１８ 透明基板
１９ 接着剤
２０ 光源
２１ 光ディスク
２２ 溶剤
２３ 溶液
３０ 回折素子
３１ 第１回折格子
３２ 透明基板
３３ 第１部材
３４ 第２部材
３５ 第１樹脂
３６ 第２樹脂
３７ 染料
３８ 第２回折格子
３９ 透明基板
４０ 第３部材
４１ 第４部材
４２ 第３樹脂
４３ 第４樹脂
４４ 染料
４５ 接着剤
５０ 光ピックアップ装置
５１ 集積プリズム
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 斜面
５１ｄ 偏光分離膜
５１ｅ 波長選択偏光分離膜
５１ｆ ホログラム
５２ コリメートレンズ
５３ 反射ミラー
５４ 立上プリズム
５５ ホログラム素子
５５ａ 偏光ホログラム
５５ｂ 波長板
５６ 対物レンズ
５７、５８ 受光器
５９ 基台
６０ 結合部材
６１ 光源モジュール
６２ 対物レンズ駆動装置
６３ カバー
７１ 集積プリズム
７１ａ、７１ｂ 斜面
７１ｃ 偏光分離膜
７１ｄ 非点収差生成素子
７２ 波長板
７３ コリメートレンズ
７４ 立上ミラー
７５ 対物レンズ
７６、７７ 受光器
７８ 結合部材
７９ 光源モジュール
８０ 対物レンズ駆動装置
８１ 光源
８２ 集積プリズム
８３ 非点収差生成素子
８４、９３ 受光器
８５ 結合部材
８６ 光源モジュール
８７ ホログラム
８８ ビームスプリッタ
８９ 波長板
９０ コリメートレンズ
９１、９２ 立上ミラー
９４、９５ 対物レンズ
９６ 対物レンズ駆動装置
１００ 光ピックアップモジュール
１０１ ベース
１０２ スピンドルモータ
１０２ａ ターンテーブル
１０３ フィードモータ
１０４ スクリューシャフト
１０５ メインシャフト
１０６ サブシャフト
１０７ ラック
１０８ カバー
１１０ 光ディスク装置
１１０ａ アナログ信号処理部
１１０ｂ サーボ処理部
１１０ｃ モータ駆動部
１１０ｄ コントローラ
１１１ 筐体
１１１ａ 上部筐体
１１１ｂ 下部筐体
１１２ トレイ
１１３ ベゼル
１１４ イジェクトスイッチ
１１５ レール
１１６ 外部コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器に搭載される回折素子、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ピックアップ装置は低コスト化のため、２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源を用いてきた。それに対処するため、光源から２つの波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離する回折格子を用いてきた。
【０００３】
図１２は従来の回折素子の断面図である。回折素子２００は、基板２０２上に形成された回折格子２０１を備える。回折素子２００は光源２１０から２つの波長λ１、λ２の光を入射する。回折素子２００は光の入射面内で交互に配列されて回折格子２０１を構成する第１部材２０３と第２部材２０４とを備える。回折素子２００は、一方の波長λ１の光は透過させ他方の波長λ２の光は分離して光ディスク２２０に出射する。
【０００４】
第１部材２０３は第１樹脂２０５を備える。第２部材２０４は染料２０７を分子レベルで溶解させた第２樹脂２０６を備える。回折格子２０１の表面は基板２０８が接着剤２０９で接着されて外部環境から保護される。
【０００５】
図１３は異常分散効果の説明図、図１４は従来の第１部材と第２部材の波長と屈折率との関係を示す図である。図１３において、一般に染料を分子レベルで溶解した材料はある波長域において光吸収を持ち、その波長域では染料を溶解しない場合よりも光吸収率が大きい。また、光吸収を持つ波長域に近いほど染料を溶解した材料の屈折率は染料を溶解しない場合よりも大きい。この現象を異常分散効果と呼ぶ。
【０００６】
この異常分散効果を利用し、染料２０７を溶解した第２部材２０４の屈折率の波長依存性を第１部材２０３の屈折率の波長依存性よりも大きくする。そのため、図１４において、第２部材２０４は一方の波長λ１で第１部材２０３と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長λ２で第１部材２０３とは異なる屈折率を持つことができる。ここで、光吸収を持つ波長域を波長λ１と波長λ２の外側になるように設定することで波長λ１及び波長λ２における光吸収を極力抑制している。
【０００７】
図１２において、波長λ１で回折格子２０１を構成する第１部材２０３と第２部材２０４の屈折率が等しい。そのため、回折格子２０１に入射した波長λ１の光はそのまま透過する。波長λ２で第１部材２０３と第２部材２０４の屈折率が異なる。そのため、回折格子２０１に入射した波長λ２の光は回折されて分離する。
【０００８】
（特許文献１）、（特許文献２）には、回折素子２００の構成が示されている。
【特許文献１】特開２００２−３１８３０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２４４６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、第２樹脂に染料を分子レベルで完全に溶解するには長時間を要する。溶解に要する時間は染料の濃度が濃ければ濃いほど長い。また、染料が硬化の妨げとなって、第２樹脂が硬化するには長時間を要する。硬化に要する時間は染料の濃度が濃ければ濃いほど長い。ところが、短時間で染料を溶解し、第２樹脂を硬化させるために染料の濃度を薄くしようとすると、所定の屈折率を得ることができなかった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、生産に要する時間が短い回折素子、光ピックアップ装置及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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、光源から２つの波長の光を入射し、前記光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、前記第１部材は第１樹脂を備え前記２つの波長で所定の屈折率を持ち、前記第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、前記一方の波長で前記第１部材と同一の屈折率を持ち且つ前記他方の波長で前記第１部材とは異なる屈折率を持ち、前記第２部材が持つ前記光吸収における最大吸収波長は前記２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は前記２つの波長の間としたことを特徴とする回折素子とした。
【００１２】
染料を溶解した材料の屈折率と染料を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることにより、最大吸収波長は２つの波長に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることによって、２つの波長におけるこの屈折率の差を変えずに染料の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の回折素子は、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができるために、生産に要する時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の請求項１の発明は、光源から２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、第１部材は第１樹脂を備え２つの波長で所定の屈折率を持ち、第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、一方の波長で第１部材と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長で第１部材とは異なる屈折率を持ち、第２部材が持つ光吸収における最大吸収波長は２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は２つの波長の間とした回折素子である。
【００１５】
染料を溶解した材料の屈折率と染料を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることにより、最大吸収波長は２つの波長に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることによって、２つの波長におけるこの屈折率の差を変えずに染料の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、一方の吸収端波長は、２つの波長のうち最大吸収波長と一方の吸収端波長との間にある方の波長の近傍とした回折素子である。
【００１７】
吸収端波長では、光吸収がなくなる。したがって、２つの波長のうち光吸収が大きい方である最大吸収波長と一方の吸収端波長との間にある方の波長でも光吸収が小さく、回折格子で吸収される光量が少ないため、光源から出射された光量が効率良く光ディスクに出射される。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、２つの波長のうち最大吸収波長と一方の吸収端波長との間にある方の波長における第２部材の光吸収率は、第２樹脂の光吸収率よりもわずかに大きい回折素子である。
【００１９】
２つの波長のうち光吸収が大きい方である最大吸収波長と一方の吸収端波長との間にある方の波長でも染料による光吸収が小さく、回折格子で吸収される光量が少ないため、光源から出射された光量が効率良く光ディスクに出射される。
【００２０】
請求項４の発明は、２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源と、光源から２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子と、を備え、第１部材は第１樹脂を備え２つの波長で所定の屈折率を持ち、第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、一方の波長で第１部材と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長で第１部材とは異なる屈折率を持ち、２つの波長のうち所定の波長は、光吸収が最大である波長と所定の波長域の端の波長との間とした光ピックアップ装置である。
【００２１】
染料を溶解した材料の屈折率と染料を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることにより、最大吸収波長は２つの波長に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることによって、２つの波長におけるこの屈折率の差を変えずに染料の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００２２】
請求項５の発明は、２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源と、光源から２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子と、を備え、第１部材は第１樹脂を備え２つの波長で所定の屈折率を持ち、第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、一方の波長で第１部材と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長で第１部材とは異なる屈折率を持ち、２つの波長のうち所定の波長は、光吸収が最大である波長と所定の波長域の端の波長との間とした光ディスク装置である。
【００２３】
染料を溶解した材料の屈折率と染料を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることにより、最大吸収波長は２つの波長に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長を２つの波長の間とした染料を用いることによって、２つの波長におけるこの屈折率の差を変えずに染料の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂に染料を溶解するのに要する時間と、第２樹脂を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００２４】
（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。まず、本実施の形態１の回折素子の概要を説明する。図１（ａ）は本実施の形態１の回折素子の断面図、図１（ｂ）は光吸収率と屈折率の波長特性を示す図である。本実施の形態１の回折素子１０は、光源２０から２つの波長λ１、λ２の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子１１を構成する第１部材１３と第２部材１４とを備えている。回折素子１０は一方の波長λ１の光は透過させ他方の波長λ２の光は分離して光ディスク２１に出射する。第１部材１３は第１樹脂１５を備え２つの波長λ１、λ２で所定の屈折率を持ち、第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えて所定の波長域Δλａに光吸収を持つ。第２部材１４は一方の波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長λ２で第１部材１３とは異なる屈折率を持つ。本実施の形態１の回折素子１０は、第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ一方の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。
【００２５】
染料１７を溶解した材料の屈折率と染料１７を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料１７の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることにより、最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料１７の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることによって、２つの波長λ１、λ２におけるこの屈折率の差を変えずに染料１７の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂１６に染料１７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂１６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００２６】
本実施の形態１の回折素子１０についてさらに詳細に説明する。
【００２７】
図１において、光源２０は近接した位置から短い波長λ１の光と長い波長λ２の光とを出射する。波長λ１の光と波長λ２の光はレーザ光である。本実施の形態１において波長λ１の光はＤＶＤ用でλ１＝約６５０ｎｍ、波長λ２の光はＣＤ用でλ２＝約７８０ｎｍである。本実施の形態１において、光源２０から出射される光はＤＶＤ用とＣＤ用としたが、例えばＢＤ（ブルーレイディスク）用である波長が約４０５ｎｍの光のような他の波長の光との組合せでも構わない。透明基板１２、１８は波長λ１及び波長λ２において透明な基板であり、例えば、ＢＫ７のような光学ガラス等で構成される。接着剤１９は熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、エポキシ接着剤、嫌気性接着剤等の通常の接着剤が用いられる。回折素子１０は、回折格子１１を形成した透明基板１２と透明基板１８とを接着剤１９で回折格子１１を挟んで接着した構成である。光ディスク２１は上述のようにＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等である。
【００２８】
光源２０からの光の入射面内で回折格子１１は第１部材１３を所定の凹凸形状に形成し、第２部材１４がその凹凸形状を充填するように構成している。回折格子１１において、波長λ１では第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率とが等しく、波長λ２では第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率とは異なるように構成した。そのため、波長λ１では第１部材１３と第２部材１４との間で回折は起こらず、波長λ１の光はそのまま透過することになる。波長λ２では第１部材１３と第２部材１４との間で屈折率の差の分だけ回折が起こり、波長λ２の光は０次光、±１次光、・・・に分離される。分離された光が所定の分光比で所定の方向に向かうように、波長λ２での第１部材１３と第２部材１４との間の屈折率の差に応じた凹凸形状の凹凸深さ、間隔、凹凸形状の入射面内の方向等が決定される。すなわち、回折素子１０はＣＤ用の回折格子１１を備える。
【００２９】
上記第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率を実現するために、第１部材１３は第１樹脂１５を備え、第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えるようにした。第１樹脂１５や第２樹脂１６は通常、屈折率の波長依存性が大きくないような材料が選定される。第１樹脂１５や第２樹脂１６は、波長λ１及び波長λ２で透明である。第１樹脂１５や第２樹脂１６は、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる。例えばＥｐｏ−ｔｅｋの３１０や３２０、３３０等が用いられ、これらの樹脂は熱硬化性樹脂である。
【００３０】
染料１７を分子レベルで溶解した第２樹脂１６を備えた第２部材１４は所定の波長域Δλａに光吸収を持つ。光吸収を持つ波長域Δλａの最長波長を吸収端波長λａ＋、最短波長を吸収端波長λａ−とする。また、光吸収が最大となる最大吸収波長λａｍａｘは波長域Δλａの中心付近である。
【００３１】
第２部材１４の屈折率は染料１７による異常分散効果により第２樹脂１６単体の屈折率よりも大きく且つ第２部材１４と第２樹脂１６単体との屈折率の差は最大吸収波長λａｍａｘに近いほど大きい。すなわち、第２部材１４は屈折率の波長依存性が第２樹脂１６単体よりも大きい。したがって、第１樹脂１５と第２樹脂１６と染料１７とを組合せることにより、波長λ１では第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率とが等しく、波長λ２では第１部材１３の屈折率と第２部材１４の屈折率とは異なるようにすることができる。
【００３２】
本実施の形態１では、第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは波長λ１よりも短波長側とし且つ吸収端波長λａ＋は波長λ１とλ２との間とした。すなわち、使用波長の一方である波長λ１は第２部材１４が光吸収を持つ波長域Δλａの中にある。
【００３３】
図２（ａ）は吸収端波長が波長λ１と波長λ２との間にある場合とない場合の屈折率の比較を示す図、図２（ｂ）は染料濃度による光吸収率と屈折率の関係を示す図である。
【００３４】
図２（ａ）において、破線で示す第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にない場合、波長λ１が最大吸収波長λａｍａｘから遠いため、波長λ１における破線で示す第２部材１４と点線で示す第２樹脂１６単体との屈折率の差は小さい。一方、実線で示す第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にある場合、波長λ１が最大吸収波長λａｍａｘに近いため、波長λ１における実線で示す第２部材１４と点線で示す第２樹脂１６単体との屈折率の差は大きい。そのため、波長λ１における第２部材１４の屈折率は第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にある場合の方が大きい。
【００３５】
次に図２（ｂ）において、同じ染料１７を用いた場合、実線で示す染料１７の濃度が低い場合よりも破線で示す高い場合の方が同じ波長における光吸収率と屈折率は大きい。したがって、第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にない場合の波長λ１における屈折率ｎ１を、第２部材１４の吸収端波長λａ＋が波長λ１と波長λ２との間にある場合にも、染料１７の濃度を低くすることで実現することができる。
【００３６】
染料１７の濃度を低くして第２部材１４を構成した結果、染料１７を分子レベルで溶解して第２樹脂１６を硬化する際に、第２樹脂１６に染料１７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂１６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。また、染料１７を分子レベルで溶解して第２樹脂１６を硬化する際に、妨げとなる染料１７が少なく、第２樹脂１６の硬化反応が完全に終了しやすくなるという効果も得られる。その場合、第２樹脂１６に未硬化で物性的に不安定な部分が残らないので、長期間に渡りレーザ光が照射されて使用が繰り返されても、回折格子１１は体積変化を起こしにくい。その結果、回折素子１０は長期間に渡り安定した特性を有する。
【００３７】
ここで、吸収端波長λａ＋は、２つの波長λ１、λ２のうち最大吸収波長λａｍａｘと吸収端波長λａ＋との間にある方の波長である波長λ１の近傍とすることが望ましい。すなわち、吸収端波長λａ＋では、光吸収がなくなることから、吸収端波長λａ＋が波長λ１の近傍であれば波長λ１でも光吸収が小さいためである。そのため、回折格子１１で吸収される光量が少ないため、光源２０から出射された光量が効率良く光ディスク２１に出射される。また、本実施の形態１においては、染料１７の濃度が低いため、波長λ１における光吸収率はさらに小さくすることができる。
【００３８】
また、２つの波長λ１、λ２のうち最大吸収波長λａｍａｘと一方の吸収端波長λａ＋との間にある方の波長である波長λ１における第２部材１４の光吸収率は、第２樹脂１６の光吸収率よりもわずかに大きくすることが望ましい。すなわち、波長λ１でも染料１７による光吸収が小さいためである。回折格子１１で吸収される光量が少ないため、光源２０から出射された光量が効率良く光ディスク２１に出射される。
【００３９】
波長λ１における第２部材１４の光吸収率は５％以下とすることが好ましい。光吸収率が５％を越えると光源２０から出射された光量が光ディスク２１に出射される割合が減り、光ディスク２１に出射される光量を一定にするために光源２０から出射される光量を大きくする必要があるためである。また、波長λ１における第２部材１４の光吸収率は１％以上とすることが好ましい。光吸収率が１％未満であると染料１７の濃度があまり低くならず、第２樹脂１６の硬化反応が完全に終了しにくいためである。
【００４０】
第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは波長λ１よりも短波長側とし且つ吸収端波長λａ＋は波長λ１とλ２との間とすることができる染料１７として、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ９１、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ１２２等がある。
【００４１】
なお、本発明において、染料１７は色が付いて見えるものばかりでなく、紫外線や赤外線の波長域で光吸収の性質を持ち、無色透明のものも含む。染料１７は第２樹脂１６に分子レベルで溶解するものであり、粒子が樹脂中に分散し浮遊するものである顔料とは区別される。
【００４２】
また、本実施の形態１において、第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは波長λ１よりも短波長側とし且つ吸収端波長λａ＋は波長λ１とλ２との間とした。しかし、最大吸収波長λａｍａｘは波長λ２よりも長波長側とし且つ吸収端波長λａ−は波長λ１とλ２との間としても良い。その際、吸収端波長λａ−は、波長λ２の近傍とすることが好ましい。また、波長λ２における第２部材１４の光吸収率は、第２樹脂１６の光吸収率よりもわずかに大きいことが好ましい。
【００４３】
また、本実施の形態１において、第２部材１４は波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ波長λ２で第１部材１３とは異なる屈折率を持つこととした。しかし、第２部材１４は波長λ２で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ波長λ１で第１部材１３とは異なる屈折率を持つこととしても構わない。その場合、回折素子１０はＤＶＤ用の回折格子１１を備えることとなる。
【００４４】
次に、本実施の形態１の回折素子１０の製造方法について説明する。まず透明基板１２上に第１樹脂１５を均一の厚さに塗布する。塗布する方法にはスピンコート法やスプレー法等がある。次に、第１樹脂１５の硬化方法にしたがって第１樹脂１５を硬化する。
【００４５】
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第１樹脂１５の表面に紫外線を照射、現像して第１部材１３による所定の凹凸形状を形成する。具体的な凹凸形状の製造方法として、例えば以下のような方法がある。１つは、第１樹脂１５の上にレジストを塗布し、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である。もう１つは、第１樹脂１５として感光性材料を使い、所定の均一な厚さに塗布し、所定の凹凸形状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。
【００４６】
別途、第２樹脂１６に染料１７を分子レベルで溶解させて十分に撹拌しておき、第１部材１３の所定の凹凸形状に充填するように塗布する。塗布する方法は第１樹脂１５の場合と同様にスピンコート法やスプレー法等である。次に溶剤１７を分子レベルで溶解させたまま第２樹脂１６の硬化方法にしたがって第２樹脂１６を硬化して第２部材１４を得るとともに回折格子１１を得る。
【００４７】
最後に透明基板１８を接着剤１９で回折格子１１と接着する。回折格子１１は透明基板１２と透明基板１８とに挟まれて、傷付きの防止や外部からの湿気やガスの浸入の防止といった外部環境からの保護がなされる。
【００４８】
図３は本実施の形態１における別構成の回折素子の断面図である。図３に示す回折素子２４のような構成としても良い。図３における回折格子２５は回折格子１１とは逆に、第２部材１４を所定の凹凸形状に形成し、第１部材１３がその凹凸形状を充填するように構成している。回折格子１１と回折格子２５との違いは上記のみであり、回折素子１０と回折素子２４との違いは回折格子１１と回折格子２５との違いのみである。よって、回折素子２４、回折格子２５についての説明は、回折素子１０、回折格子１１についての説明を援用する。
【００４９】
図４は本実施の形態１の回折素子を応用した回折素子の断面図である。図４において、回折素子３０は光源２０から出射された光の進行方向に対して直列に配置された第１回折格子３１と第２回折格子３８とを備える。第１回折格子３１は光源２０から波長λ１と波長λ２の２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて第１回折格子３１を構成する第１部材３３と第２部材３４とを備える。第１回折格子３１は波長λ１の光は透過させ波長λ２の光は分離して第２回折格子３８へ出射する。第２回折格子３８は第１回折格子３１から２つの波長の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて第２回折格子３８を構成する第３部材４０と第４部材４１とを備える。第２回折格子３８は波長λ１の光は分離し波長λ２の光は透過させて光ディスク２１へ出射する。
【００５０】
第１回折格子３１は透明基板３２に形成される。また、第２回折格子３８は透明基板３９に形成される。そして第１回折格子３１と第２回折格子３８とは接着剤４５で接着される。
【００５１】
第１部材３３は第１樹脂３５を備え２つの波長λ１とλ２で所定の屈折率を持つ。第２部材３４は染料３７を分子レベルで溶解させた第２樹脂３６を備えて所定の波長域に光吸収を持つ。第２部材３４は波長λ１で第１部材３３と同一の屈折率を持ち且つ波長λ２で第１部材３３とは異なる屈折率を持つ。
【００５２】
一方、第３部材４０は第３樹脂４２を備え２つの波長λ１とλ２で所定の屈折率を持つ。第４部材４１は染料４４を分子レベルで溶解させた第４樹脂４３を備えて所定の波長域に光吸収を持つ。第４部材４１は波長λ１で第３部材４０と異なる屈折率を持ち且つ波長λ２で第３部材４０とは同一の屈折率を持つ。
【００５３】
ここで第１部材３３、第３部材４０は第１部材１３と同様であるのでその説明を援用する。また、第２部材３４、第４部材４１は第２部材１４と同様であるのでその説明を援用する。このようにして、波長λ１の光と波長λ２の光をそれぞれ独立して回折することができる回折素子３０を構成することができる。
【００５４】
そして、第２部材３４が持つ光吸収における第２部材３４の最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ第２部材３４の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。また、第４部材４１が持つ光吸収における第４部材４１の最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ第４部材４１の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。第２部材３４は染料３７の濃度を薄くすることができる。そのため、第２樹脂３６に染料３７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂３６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。また第４部材４１も染料４４の濃度を薄くすることができる。そのため、第４樹脂４３に染料４４を溶解するのに要する時間と、第４樹脂４３を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。したがって、生産に要する時間を短くすることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
本実施の形態２について図面を参照しながら説明する。まず、本実施の形態２の光ピックアップ装置の概要を説明する。図５は本実施の形態２における光ピックアップ装置の光学系を示す図、図６（ａ）は本実施の形態２における光ピックアップ装置のカバーを外した上面図、図６（ｂ）は光ピックアップ装置の下面図である。
【００５６】
本実施の形態２の光ピックアップ装置５０は光源２０と実施の形態１で説明した回折素子１０とを備える。光源２０は実施の形態１で説明した通り、２つの波長λ１、λ２の光を光ディスク２１に向けて出射する。回折素子１０は、実施の形態１で説明した通り、光源２０から２つの波長λ１、λ２の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子１１を構成する第１部材１３と第２部材１４とを備える。回折素子１０は、一方の波長λ１の光は透過させ他方の波長λ２の光は分離して光ディスク２１に出射する。第１部材１３は第１樹脂１５を備え２つの波長λ１、λ２で所定の屈折率を持つ。第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えて所定の波長域Δλａに光吸収を持ち、一方の波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長λ２で第１部材１３とは異なる屈折率を持つ。そして第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ一方の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。
【００５７】
染料１７を溶解した材料の屈折率と染料１７を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料１７の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることにより、最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料１７の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることによって、２つの波長λ１、λ２におけるこの屈折率の差を変えずに染料１７の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂１６に染料１７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂１６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。
【００５８】
次に本実施の形態２の光ピックアップ装置５０の光学系について図５を用いて詳細に説明する。光源２０と回折素子１０は実施の形態１で説明した通りであり、その説明を援用する。回折素子１０はＣＤのトラッキング制御に用いられる光を生成する。
【００５９】
集積プリズム５１はＢＫ７等の光学ガラスで構成され、内部に回折素子１０に近い方から順に３つの斜面５１ａ、５１ｂ、５１ｃを有する。斜面５１ａには偏光分離膜５１ｄが形成されている。偏光分離膜５１ｄは、誘電体膜で構成され、Ｐ偏光である光源２０からの出射光を透過し、Ｓ偏光である光ディスク２１からの反射光を反射する。斜面５１ｂには波長選択偏光分離膜５１ｅが形成されている。波長選択偏光分離膜５１ｅは、誘電体膜で構成され、Ｐ偏光である出射光を透過し、Ｓ偏光である反射光のうち、波長λ１の光を透過し、波長λ２の光を反射する。斜面５１ｃにはホログラム５１ｆが形成されている。ホログラム５１ｆには光ディスク２１で反射された波長λ２の光が入射する。ホログラム５１ｆには回折格子が形成されており、ホログラム５１ｆは、光ディスク２１からの波長λ２の反射光をホログラム５１ｆに入射する領域に応じてフォーカス制御に用いられる光とトラッキング制御に用いられる光とに分離する。
【００６０】
コリメートレンズ５２は、拡散光である光源２０からの出射光をほぼ平行光にし、平行光である光ディスク２１からの反射光を集束光にする。反射ミラー５３は光ピックアップ装置５０の大きさをコンパクトにするように光路を反射して折り曲げる。反射ミラー５３は光源２０からの光の一部を透過する。反射ミラー５３を透過した光は受光器５８に入射し、光源２０を出射する光の光量の制御に用いられる。立上プリズム５４は光ディスク２１に対してほぼ平行であった光源２１からの出射光を光ディスク２１に対してほぼ直角な方向に立上げるためのプリズムである。立上プリズム５４は立上ミラーとしても良い。
【００６１】
ホログラム素子５５は、偏光ホログラム５５ａと波長板５５ｂとを備える。偏光ホログラム５５ａは光ディスク２１からの反射光のうち波長λ１の光にのみ作用するよう波長選択性のある材料で構成されている。偏光ホログラム５５ａには回折格子が形成されており、偏光ホログラム５５ａは、光ディスク２１からの波長λ１の反射光を偏光ホログラム５５ａに入射する領域に応じてフォーカス制御に用いられる光とトラッキング制御に用いられる光とに分離する。波長板５５ｂはＰ偏光である光源２０からの出射光を円偏光に変換し、円偏光である光ディスク２１からの反射光をＳ偏光に変換する。波長板５５ｂは波長λ１と波長λ２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。ホログラム素子５５は対物レンズ５６とともに対物レンズ駆動装置６２に搭載され、対物レンズ５６と一緒に光ディスク２１に対してフォーカス方向、トラッキング方向に動く。
【００６２】
対物レンズ５６は２焦点対物レンズで、光源２０から出射された波長λ１の光、波長λ２の光がそれぞれ光ディスク２１の記録面で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、集光レンズ及びフレネルレンズまたはホログラムレンズの組合せ、ＤＶＤ用集光レンズにＣＤ再生時に開口制限手段を設ける組合せ等を用いることができる。
【００６３】
受光器５７は光ディスク２１からの反射光を受光して、再生用の電気信号、フォーカス制御用の電気信号、トラッキング制御用の電気信号等に変換して出力する。受光器５８は光源２０からの出射光を受光して、出射光の出力制御用の電気信号に変換して出力する。
【００６４】
光源２０から出射された波長λ１の光は、回折素子１０の回折格子１１をそのまま透過して集積プリズム５１に入射しそのまま透過してコリメートレンズ５２に入射する。コリメートレンズ５２を透過した出射光は、反射ミラー５３、立上プリズム５４、ホログラム素子５５、対物レンズ５６を経由して光ディスク２１であるＤＶＤに入射する。光ディスク２１で反射された反射光は対物レンズ５６を経由してホログラム素子５５に入射する。偏光ホログラム５５ａでフォーカス制御用の光とトラッキング制御用の光に分離された光ディスク２１からの反射光は、立上プリズム５４、反射ミラー５３、コリメートレンズ５２を経由して集積プリズム５１に入射する。反射光は波長選択偏光分離膜５１ｅを透過し、偏光分離膜５１ｄで反射して、受光器５７に入射する。
【００６５】
一方、光源２０から出射された波長λ２の光は、回折素子１０の回折格子１１でトラッキング制御用の光に分離されて透過し、集積プリズム５１に入射しそのまま透過してコリメートレンズ５２に入射する。コリメートレンズ５２を透過した出射光は、反射ミラー５３、立上プリズム５４、ホログラム素子５５、対物レンズ５６を経由して光ディスク２１であるＣＤに入射する。光ディスク２１で反射された反射光は対物レンズ５６を経由してホログラム素子５５に入射して分離されずに透過し、立上プリズム５４、反射ミラー５３、コリメートレンズ５２を経由して集積プリズム５１に入射する。反射光は波長選択偏光分離膜５１ｅで反射し、ホログラム５１ｆでフォーカス制御用の光とトラッキング制御用の光に分離して、受光器５７に入射する。
【００６６】
次に光ピックアップ装置５０の構成について説明する。図６において、基台５９は光ピックアップ装置５０の骨格をなすもので、基台５９に各種光学部品を始めとする光ピックアップ装置５０を構成する部品が直接または取り付け部材を介して取付けられる。基台５９はＺｎ合金、Ｍｇ合金等の合金材料あるいは硬質樹脂材料等で形成される。
【００６７】
光源２０、回折素子１０、集積プリズム５１、受光器５７は１つの結合部材６０上に取付けられて光源モジュール６１を構成する。光源モジュール６１は結合部材６０を介して基台５９に取付けられる。また、対物レンズ５６とホログラム素子５５は対物レンズ駆動装置６２に搭載され、対物レンズ駆動装置６２が基台５９に取付けられる。コリメートレンズ５２、反射ミラー５３、立上プリズム５４、受光器５８は、直接または他の部材を介して基台５９に取付けられる。
【００６８】
このような構成の光ピックアップ装置５０は、トラッキング制御用の光を分離する回折素子１０が長期間に渡り安定した特性を有するため、この回折素子１０を搭載する光ピックアップ装置５０も長期間に渡り安定した特性を有する。なお、回折素子１０は回折素子２４としても構わない。
【００６９】
図７は本実施の形態２における光ピックアップ装置の別構成の光学系を示す図である。図７における光学系は実施の形態１で説明した回折素子３０を備えている。回折素子３０と光源２０は実施の形態１の説明を援用する。回折素子３０は波長λ１の光、波長λ２の光をそれぞれ独立にトラッキング制御に用いられる光に分離する。
【００７０】
集積プリズム７１はＢＫ７等の光学ガラスで構成され、回折素子３０に近い方から順に内部に斜面７１ａ、７１ｂを備える。斜面７１ａには偏光分離膜７１ｃが形成される。偏光分離膜７１ｃはＰ偏光である光源２０からの出射光を透過し、Ｓ偏光である光ディスク２１からの反射光を反射する。斜面７１ｂには非点収差生成素子７１ｄが形成される。非点収差生成素子７１ｄは、光ディスク２１からの反射光の光軸を含んで互いに直交する２つの断面における焦点位置をそれぞれ受光器７６の前側と後側となるようにする。この光はフォーカス制御に用いられる。
【００７１】
波長板７２は波長板５５ｂ、コリメートレンズ７３はコリメートレンズ５２、立上ミラー７４は立上プリズム５４、対物レンズ７５は対物レンズ５６、受光器７６は受光器５７、受光器７７は受光器５８とほぼ対応するのでそれらの説明を援用する。但し、反射ミラー５３を廃止し、立上ミラー７４を透過した出射光が受光器７７に入射するようにした。また、光源２０、回折素子３０、集積プリズム７１、受光器７６は１つの結合部材７８に取付けられ光源モジュール７９を構成する。また、対物レンズ７５は対物レンズ駆動装置８０に搭載される。
【００７２】
光源２０からの波長λ１及び波長λ２の出射光は回折素子３０に入射し、波長λ１の光は第２回折格子３８でトラッキング制御用に分離され、波長λ２の光は第１回折格子３１でトラッキング制御用に分離されて光ディスク２１に向けて出射される。出射光は波長板７２、コリメートレンズ７３、立上ミラー７４、対物レンズ７５を経由して光ディスク２１に集束して入射する。光ディスク２１で反射された反射光は、対物レンズ７５、立上ミラー７４、コリメートレンズ７３、波長板７２を経由して集積プリズム７１に入射する。反射光は偏光分離膜７１ｃで反射し、非点収差生成素子７１ｄでフォーカス制御用の光を生成して受光器７６に入射する。受光器７６、７７に入射した光は電気信号に変換されて出力される。
【００７３】
回折素子３０において、第２部材３４は染料３７の濃度を薄くすることができる。そのため、第２樹脂３６に染料３７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂３６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。また第４部材４１も染料４４の濃度を薄くすることができる。そのため、第４樹脂４３に染料４４を溶解するのに要する時間と、第４樹脂４３を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。したがって、回折素子３０の生産に要する時間を短くすることができる。よって、この回折素子３０を備える光ピックアップ装置の生産に要する時間も短くすることができる。
【００７４】
図８は本実施の形態２における光ピックアップ装置のさらに別構成の光学系を示す図である。この光学系は図７に示した光学系に別の光源８１を含む構成が追加された構成である。
【００７５】
この図８の構成において、光源２０が出射する光は波長λ１＝約６５０ｎｍのＤＶＤ用の光と波長λ２＝約７８０ｎｍのＣＤ用の光とする。また、光源８１が出射する光は波長λ３＝約４０５ｎｍのＢＤ用の光とする。
【００７６】
集積プリズム８２は、光源８１から出射された光を光ディスク２１に向かわせ、光ディスク２１で反射された反射光を光源８１ではなく、受光器８４に向かわせるようにビームスプリッタとして働く。非点収差生成素子８３は、光ディスク２１からの反射光の光軸を含んで互いに直交する２つの断面における焦点位置をそれぞれ受光器８４の前側と後側となるようにする。この光はフォーカス制御に用いられる。受光器８４は、光ディスク２１からの反射光を受光し、ＢＤの再生信号用の電気信号、フォーカス制御用の電気信号、トラッキング制御用の電気信号等に変換して出力する。光源８１、集積プリズム８２、非点収差生成素子８３、受光器８４は、結合部材８５に取付けられ、光源モジュール８６とされる。
【００７７】
ホログラム８７は、光源８１から出射された光はそのまま透過する。また、ホログラム８７は光ディスク２１からの反射光を回折してホログラム８７に入射した位置によりトラッキング制御に用いられる光とフォーカス制御に用いられる光とに分離する。
【００７８】
ビームスプリッタ８８は、内部に斜面を有し、斜面において波長λ１の光と波長λ２の光は光源２０からの出射光も光ディスク２１からの反射光もそのまま透過する。また、ビームスプリッタ８８は、斜面において波長λ３の光は光源８１からの出射光も光ディスク２１からの反射光も反射する。このようにして、ビームスプリッタ８８は、光源２０からの出射光と光源８１からの出射光とをほぼ１つの光路上に合わせ、光ディスク２１からの反射光を受光器７６へ向かう光と受光器８４へ向かう光とに分離する。
【００７９】
波長板８９は３つの波長に対応する反射板である。コリメートレンズ９０は３つの波長の光をほぼ平行光にする。
【００８０】
立上ミラー９１は、それまで光ディスク２１にほぼ平行であった波長λ１の光と波長λ２の光とを反射して光ディスク２１にほぼ直角な方向に立上げ、波長λ３の光を透過する。対物レンズ９５は、立上ミラー９１が立上げた光を集束光に変換して光ディスク２１の所定の記録面に集束させる。
【００８１】
立上ミラー９２は、それまで光ディスク２１にほぼ平行であった波長λ３の光を反射して光ディスク２１にほぼ直角な方向に立上げる。対物レンズ９４は、立上ミラー９２が立上げた光を集束光に変換して光ディスク２１の所定の記録面に集束させる。立上ミラー９２は波長λ１の光と波長λ２の光とを透過させる。また、立上ミラー９２は波長λ３の光の一部を透過させる。
【００８２】
立上ミラー９２を透過した光は受光器９３に入射する。受光器９３に入射した光は光源２０からの出射光と光源８１からの出射光の出力を制御するのに用いられるように電気信号に変換されて出力される。
【００８３】
対物レンズ駆動装置９６は対物レンズ９４と対物レンズ９５とを１つのホルダ上に配置して対物レンズ９４と対物レンズ９５とをそれぞれフォーカス方向、トラッキング方向に移動させる。
【００８４】
この図８の構成においても、回折素子３０は、回折素子３０の生産に要する時間を短くすることができる。よって、この回折素子３０を備える光ピックアップ装置の生産に要する時間も短くすることができる。
【００８５】
（実施の形態３）
本実施の形態３について図面を参照しながら説明する。図９は本実施の形態３における光ピックアップモジュールの構成図、図１０は本実施の形態３における光ディスク装置の構成図、図１１は本実施の形態３における光ディスク装置のサーボの流れを示す図である。本実施の形態３において、光ディスク装置１１０は回折素子１０、光ピックアップ装置５０を搭載しているものとして説明するが、図３で説明した回折素子２４、図４で説明した回折素子３０、図７、図８で説明した光学系を有する光ピックアップ装置を搭載しているものとしても構わない。
【００８６】
図９において、光ディスク２１を回転駆動する回転駆動部及び光ピックアップ装置５０を回転駆動部に対して近づけたり離したりする移動部を備える光ディスク装置１１０の駆動機構を光ピックアップモジュール１００という。ベース１０１は光ピックアップモジュール１００の骨組みをなすもので、光ピックアップモジュール１００はベース１０１に直接または間接に各構成部品が配置されて構成される。
【００８７】
回転駆動部は光ディスク２１を載置するターンテーブル１０２ａを有するスピンドルモータ１０２を備えている。スピンドルモータ１０２はベース１０１に固定される。スピンドルモータ１０２は光ディスク２１を回転させる回転駆動力を生成する。
【００８８】
移動部はフィードモータ１０３、スクリューシャフト１０４、メインシャフト１０５、サブシャフト１０６を備えている。フィードモータ１０３はベース１０１に固定される。フィードモータ１０３は光ピックアップ装置５０が光ディスク２１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１０３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１０４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１０３に接続される。本実施の形態３では直接フィードモータ１０３と接続される。メインシャフト１０５、サブシャフト１０６はそれぞれ両端で保持部材を介してベース１０１に固定される。メインシャフト１０５、サブシャフト１０６は光ピックアップ装置５０を光ディスク２１の半径方向に移動自在に支持する。光ピックアップ装置５０はスクリューシャフト１０４の溝と噛み合うガイド歯を有するラック１０７を備える。ラック１０７がスクリューシャフト１０４に伝達されたフィードモータ１０３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装置５０は光ディスク２１の内周と外周の間を移動することができる。
【００８９】
なお、回転駆動部は光ディスク２１を所定の回転速度で回転させることができる構成であれば、本実施の形態３で説明した構成に限るものではない。また移動部は光ピックアップ装置５０を光ディスク２１の内周と外周の間の所定の位置に移動させることができる構成であれば、本実施の形態３で説明した構成に限るものではない。
【００９０】
光ピックアップ装置５０は実施の形態２で説明したもので、図６の構成にカバー６３を取付けたものである。本実施の形態３の光ディスク装置１１０に搭載される光ピックアップ装置５０は光源２０と実施の形態１で説明した回折素子１０とを備える。光源２０は実施の形態１で説明した通り、２つの波長λ１、λ２の光を光ディスク２１に向けて出射する。回折素子１０は、実施の形態１で説明した通り、光源２０から２つの波長λ１、λ２の光を入射し、光の入射面内で交互に配列されて回折格子１１を構成する第１部材１３と第２部材１４とを備える。回折素子１０は、一方の波長λ１の光は透過させ他方の波長λ２の光は分離して光ディスク２１に出射する。第１部材１３は第１樹脂１５を備え２つの波長λ１、λ２で所定の屈折率を持つ。第２部材１４は染料１７を分子レベルで溶解させた第２樹脂１６を備えて所定の波長域Δλａに光吸収を持ち、一方の波長λ１で第１部材１３と同一の屈折率を持ち且つ他方の波長λ２で第１部材１３とは異なる屈折率を持つ。そして第２部材１４が持つ光吸収における最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２の外側とし且つ一方の吸収端波長λａ＋は２つの波長λ１、λ２の間としたことを特徴とする。
【００９１】
染料１７を溶解した材料の屈折率と染料１７を溶解していない材料の屈折率の差は、最大吸収波長に近い波長ほど大きく、また染料１７の濃度が薄い方が小さい。吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることにより、最大吸収波長λａｍａｘは２つの波長λ１、λ２に近づく。よって、この屈折率の差は大きくなる。一方、染料１７の濃度を薄くすることにより、この屈折率の差を小さくすることができる。そのため、吸収端波長λａ＋を２つの波長λ１、λ２の間とした染料１７を用いることによって、２つの波長λ１、λ２におけるこの屈折率の差を変えずに染料１７の濃度を薄くすることができる。したがって、第２樹脂１６に染料１７を溶解するのに要する時間と、第２樹脂１６を硬化するのに要する時間とを短くすることができる。そのため生産に要する時間を短くすることができる。その結果、この回折素子１０を備える光ディスク装置１１０も生産に要する時間を短くすることができる。
【００９２】
光ピックアップ装置５０の対物レンズ５６から出射されるレーザ光が光ディスク２１に対し直角に入射するように、保持部材を構成する調整機構でメインシャフト１０５、サブシャフト１０６の傾きを調整する。
【００９３】
図１０において、光ディスク装置１１０の筐体１１１は上部筐体１１１ａと下部筐体１１１ｂとを組合せてネジなどを用いて互いに固定して構成されている。トレイ１１２は筐体１１１に出没自在に設けられている。トレイ１１２はカバー１０８を設けた光ピックアップモジュール１００を下面側から配置する。カバー１０８は開口を有し、光ピックアップ装置５０の対物レンズ５６及びスピンドルモータ１０２のターンテーブル１０２ａを露出させる。さらに本実施の形態３の場合、フィードモータ１０３も露出させて、光ピックアップモジュール１００の厚さが薄くなるようにしている。トレイ１１２は開口を有し、対物レンズ５６及びターンテーブル１０２ａ、カバー１０８の少なくとも一部を露出させる。ベゼル１１３はトレイ１１２の前端面に設けられて、トレイ１１２が筐体１１１内に収納された時にトレイ１１２の出没口を塞ぐように構成されている。ベゼル１１３にはイジェクトスイッチ１１４が設けられ、イジェクトスイッチ１１４を押すことで、筐体１１１とトレイ１１２との係合が解除され、トレイ１１２は筐体１１１に対し出没が可能な状態となる。レール１１５はそれぞれトレイ１１２の両側部及び筐体１１１の双方に摺動自在に取付けられる。筐体１１１内部やトレイ１１２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。外部コネクタ１１６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１１６を介して光ディスク装置１１０内に電力を供給したり、あるいは外部からの電気信号を光ディスク装置１１０内に導いたり、あるいは光ディスク装置１１０で生成された電気信号を電子機器などに送出する。
【００９４】
光ピックアップ装置５０のフォーカス制御とトラッキング制御の流れを説明する。図１１において、光源２０から出射されたＤＶＤ用の波長λ１の出射光は、回折素子１０の回折格子１１でそのまま透過して光ディスク２１に入射する。光ディスク２１で反射した反射光はホログラム素子５５の偏光ホログラム５５ａでフォーカス制御用の光とトラッキング制御用の光とに分離されて受光器５７に入射する。光源２０から出射されたＣＤ用の波長λ２の出射光は、回折素子１０の回折格子１１でトラッキング制御に用いられる光に分離され、光ディスク２１に入射する。光ディスク２１で反射された反射光は集積プリズム５１のホログラム５１ｆでフォーカス制御用の光とトラッキング制御用の光とに分離されて受光器５７に入射する。
【００９５】
受光器５７に入射した波長λ１の光及び波長λ２の光は電気信号に変換され、光ディスク装置１１０本体の前記図示していない回路基板にあるアナログ信号処理部１１０ａに送られる。
【００９６】
アナログ信号処理部１１０ａは入力された信号に演算・帯域処理を行い、サーボ処理部１１０ｂに出力する。サーボ処理部１１０ｂはアナログ信号処理部１１０ａからの信号を基にフォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラッキングエラー信号ＴＥＳを生成してモータ駆動部１１０ｃに出力する。モータ駆動部１１０ｃは入力されたフォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラッキングエラー信号ＴＥＳを基に対物レンズ５６を搭載する対物レンズ駆動部６２を駆動する電流を生成する。これにより光ディスク２１に集光した光束の焦点のずれ及びトラックに対するずれが極小になるように制御される。
【００９７】
また、コントローラ１１０ｄにはアナログ信号処理部１１０ａ、サーボ処理部１１０ｂ、モータ駆動部１１０ｃの各部から送られる信号が入力される。コントローラ１１０ｄはこれらの信号の演算処理等を行い、この演算処理の結果（信号）を各部に送出し、各部にて駆動、処理を実行させることで各部の制御を行う。
【００９８】
以上のように、本実施の形態３の光ディスク装置１１０は実施の形態１の回折素子１０を備えている。長期間に渡り回折素子１０に光が照射されて使用が繰り返されても、回折格子１１は体積変化を起こしにくい。その結果、回折素子１０は、長期間に渡り安定した特性を有するため、この回折素子１０を搭載する光ディスク装置１１０も長期間に渡り安定した特性を有する。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上のように本発明の回折素子、光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、長期間に渡り安定した特性を有するため、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器に好んで搭載される。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】（ａ）本実施の形態１の回折素子の断面図、（ｂ）光吸収率と屈折率の波長特性を示す図
【図２】（ａ）吸収端波長が波長λ１と波長λ２との間にある場合とない場合の屈折率の比較を示す図、（ｂ）染料濃度による光吸収率と屈折率の関係を示す図
【図３】本実施の形態１における別構成の回折素子の断面図
【図４】本実施の形態１の回折素子を応用した回折素子の断面図
【図５】本実施の形態２における光ピックアップ装置の光学系を示す図
【図６】（ａ）本実施の形態２における光ピックアップ装置のカバーを外した上面図、（ｂ）光ピックアップ装置の下面図
【図７】本実施の形態２における光ピックアップ装置の別構成の光学系を示す図
【図８】本実施の形態２における光ピックアップ装置のさらに別構成の光学系を示す図
【図９】本実施の形態３における光ピックアップモジュールの構成図
【図１０】本実施の形態３における光ディスク装置の構成図
【図１１】本実施の形態３における光ディスク装置のサーボの流れを示す図
【図１２】従来の回折素子の断面図
【図１３】異常分散効果の説明図
【図１４】従来の第１部材と第２部材の波長と屈折率との関係を示す図
【符号の説明】
【０１０１】
１０、２４ 回折素子
１１、２５ 回折格子
１２ 透明基板
１３ 第１部材
１４ 第２部材
１５ 第１樹脂
１６ 第２樹脂
１７ 染料
１８ 透明基板
１９ 接着剤
２０ 光源
２１ 光ディスク
２２ 溶剤
２３ 溶液
３０ 回折素子
３１ 第１回折格子
３２ 透明基板
３３ 第１部材
３４ 第２部材
３５ 第１樹脂
３６ 第２樹脂
３７ 染料
３８ 第２回折格子
３９ 透明基板
４０ 第３部材
４１ 第４部材
４２ 第３樹脂
４３ 第４樹脂
４４ 染料
４５ 接着剤
５０ 光ピックアップ装置
５１ 集積プリズム
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 斜面
５１ｄ 偏光分離膜
５１ｅ 波長選択偏光分離膜
５１ｆ ホログラム
５２ コリメートレンズ
５３ 反射ミラー
５４ 立上プリズム
５５ ホログラム素子
５５ａ 偏光ホログラム
５５ｂ 波長板
５６ 対物レンズ
５７、５８ 受光器
５９ 基台
６０ 結合部材
６１ 光源モジュール
６２ 対物レンズ駆動装置
６３ カバー
７１ 集積プリズム
７１ａ、７１ｂ 斜面
７１ｃ 偏光分離膜
７１ｄ 非点収差生成素子
７２ 波長板
７３ コリメートレンズ
７４ 立上ミラー
７５ 対物レンズ
７６、７７ 受光器
７８ 結合部材
７９ 光源モジュール
８０ 対物レンズ駆動装置
８１ 光源
８２ 集積プリズム
８３ 非点収差生成素子
８４、９３ 受光器
８５ 結合部材
８６ 光源モジュール
８７ ホログラム
８８ ビームスプリッタ
８９ 波長板
９０ コリメートレンズ
９１、９２ 立上ミラー
９４、９５ 対物レンズ
９６ 対物レンズ駆動装置
１００ 光ピックアップモジュール
１０１ ベース
１０２ スピンドルモータ
１０２ａ ターンテーブル
１０３ フィードモータ
１０４ スクリューシャフト
１０５ メインシャフト
１０６ サブシャフト
１０７ ラック
１０８ カバー
１１０ 光ディスク装置
１１０ａ アナログ信号処理部
１１０ｂ サーボ処理部
１１０ｃ モータ駆動部
１１０ｄ コントローラ
１１１ 筐体
１１１ａ 上部筐体
１１１ｂ 下部筐体
１１２ トレイ
１１３ ベゼル
１１４ イジェクトスイッチ
１１５ レール
１１６ 外部コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から２つの波長の光を入射し、前記光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、
前記第１部材は第１樹脂を備え前記２つの波長で所定の屈折率を持ち、
前記第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、前記一方の波長で前記第１部材と同一の屈折率を持ち且つ前記他方の波長で前記第１部材とは異なる屈折率を持ち、
前記第２部材が持つ前記光吸収における最大吸収波長は前記２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は前記２つの波長の間としたことを特徴とする回折素子。
【請求項２】
前記一方の吸収端波長は、前記２つの波長のうち前記最大吸収波長と前記一方の吸収端波長との間にある方の波長の近傍としたことを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項３】
前記２つの波長のうち前記最大吸収波長と前記一方の吸収端波長との間にある方の波長における前記第２部材の光吸収率は、前記第２樹脂の光吸収率よりもわずかに大きいことを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項４】
２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源と、
前記光源から前記２つの波長の光を入射し、前記光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子と、を備え、
前記第１部材は第１樹脂を備え前記２つの波長で所定の屈折率を持ち、
前記第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、前記一方の波長で前記第１部材と同一の屈折率を持ち且つ前記他方の波長で前記第１部材とは異なる屈折率を持ち、
前記第２部材が持つ前記光吸収における最大吸収波長は前記２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は前記２つの波長の間としたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源と、
前記光源から前記２つの波長の光を入射し、前記光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子と、を備え、
前記第１部材は第１樹脂を備え前記２つの波長で所定の屈折率を持ち、
前記第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、前記一方の波長で前記第１部材と同一の屈折率を持ち且つ前記他方の波長で前記第１部材とは異なる屈折率を持ち、
前記第２部材が持つ前記光吸収における最大吸収波長は前記２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は前記２つの波長の間としたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１】
光源から２つの波長の光を入射し、前記光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、
前記第１部材は第１樹脂を備え前記２つの波長で所定の屈折率を持ち、
前記第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、前記一方の波長で前記第１部材と同一の屈折率を持ち且つ前記他方の波長で前記第１部材とは異なる屈折率を持ち、
前記第２部材が持つ前記光吸収における最大吸収波長は前記２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は前記２つの波長の間としたことを特徴とする回折素子。
【請求項２】
前記一方の吸収端波長は、前記２つの波長のうち前記最大吸収波長と前記一方の吸収端波長との間にある方の波長の近傍としたことを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項３】
前記２つの波長のうち前記最大吸収波長と前記一方の吸収端波長との間にある方の波長における前記第２部材の光吸収率は、前記第２樹脂の光吸収率よりもわずかに大きいことを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項４】
２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源と、
前記光源から前記２つの波長の光を入射し、前記光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子と、を備え、
前記第１部材は第１樹脂を備え前記２つの波長で所定の屈折率を持ち、
前記第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、前記一方の波長で前記第１部材と同一の屈折率を持ち且つ前記他方の波長で前記第１部材とは異なる屈折率を持ち、
前記第２部材が持つ前記光吸収における最大吸収波長は前記２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は前記２つの波長の間としたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
２つの波長の光を光ディスクに向けて出射する光源と、
前記光源から前記２つの波長の光を入射し、前記光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成する第１部材と第２部材とを備え一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子と、を備え、
前記第１部材は第１樹脂を備え前記２つの波長で所定の屈折率を持ち、
前記第２部材は染料を分子レベルで溶解させた第２樹脂を備えて所定の波長域に光吸収を持ち、前記一方の波長で前記第１部材と同一の屈折率を持ち且つ前記他方の波長で前記第１部材とは異なる屈折率を持ち、
前記第２部材が持つ前記光吸収における最大吸収波長は前記２つの波長の外側とし且つ一方の吸収端波長は前記２つの波長の間としたことを特徴とする光ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−５４６５８（Ｐ２０１０−５４６５８Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１７７０６（Ｐ２００８−２１７７０６）
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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