JP2007172737A - Optical pickup - Google Patents

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政宏 齊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect a tracking error by making the diffracted light intensity ratio of a wavelength to be subjected to 3-beam division appropriate and increasing laser utilization efficiency in an optical pickup using optical beams of three different wavelengths. <P>SOLUTION: This pickup includes first to third light emitting parts for emitting optical beams of three different wavelengths, a first phase grating part 11a having a first phase height with respect to a reference surface, second phase grating parts 11b having second phase heights with respect to the reference surface on both sides of the first phase grating part thereby having 2-stage phase heights, a diffraction optical element 10 having a diffracted part 10a where optical beams emitted from the first to third light emitting parts are made incident while optical axes are aligned and the first to third optical beams are divided into 3 beams, an objective lens 7 for condensing the emitted optical beams on the signal recording surface of an optical disk 8, and a photodetector 10 for detecting return optical beams reflected on the optical disk 8. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数種類の光ディスク等の情報記録媒体に対して、異なる3波長の光ビームを用いて情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ及び光ディスク装置に関する。   The present invention relates to an optical pickup and an optical disc apparatus for recording and / or reproducing information on information recording media such as a plurality of types of optical discs using light beams having different three wavelengths.

従来より、波長785nm程度の光ビームを用いるCD(Compact Disc)、波長660nm程度の波長の光ビームを用いるDVD(Digital Versatile Disc)等の複数種類の光ディスクに対して情報信号の記録及び/又は再生を行う所謂2波長光ピックアップがある。   Conventionally, information signals are recorded and / or reproduced on a plurality of types of optical disks such as a CD (Compact Disc) using a light beam having a wavelength of about 785 nm and a DVD (Digital Versatile Disc) using a light beam having a wavelength of about 660 nm. There is a so-called two-wavelength optical pickup that performs the above.

近年、これに加えて、青紫色半導体レーザによる波長400〜415nm程度の光源を用いたさらに高密度記録が可能な高密度記録光ディスクが採用されている。これらの高密度記録光ディスクに対応する光ピックアップを提供するに際して、従来のCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等のフォーマットの異なる光ディスクとの互換性を有したものが望まれる。   In recent years, in addition to this, a high-density recording optical disk capable of higher density recording using a light source having a wavelength of about 400 to 415 nm with a blue-violet semiconductor laser has been adopted. In providing an optical pickup compatible with these high-density recording optical disks, it is desired to have compatibility with optical disks of different formats such as conventional CD (Compact Disc) and DVD (Digital Versatile Disc).

異なるフォーマットの光ディスク間の互換性を備える光ピックアップとしては、複数の光源部に設けられた発光部から出射される異なる波長の光ビームを各光ディスクの信号記録面に集光させる構成、又は、1つの光源部に設けられた複数の発光部から出射される異なる波長の光ビームを各光ディスクの信号記録面に集光させる構成を備えるものがあるが、いずれの場合にも、装置の小型化、軽量化のため、各波長の光学系を共通化して光学素子を共用することが必要とされる。   As an optical pickup having compatibility between optical discs of different formats, a configuration in which light beams of different wavelengths emitted from light emitting units provided in a plurality of light source units are condensed on a signal recording surface of each optical disc, or 1 There are those equipped with a configuration for condensing light beams of different wavelengths emitted from a plurality of light emitting units provided in one light source unit on the signal recording surface of each optical disc. In order to reduce the weight, it is necessary to share the optical elements by sharing the optical system of each wavelength.

また、一般的に、光ピックアップにおいてトラッキングエラー信号を得るための手法としては、回折格子を設けることで、光源部から出射された光ビームを3ビームに分割することでトラッキングエラー信号を得る3スポット方式、差動プッシュプル(DPP)方式等と、光ビームを分割することなく1ビームでトラッキングエラー信号を得る差分位相検出(DPD)方式等とがある。   In general, as a method for obtaining a tracking error signal in an optical pickup, a diffraction grating is provided to obtain a tracking error signal by dividing a light beam emitted from a light source unit into three beams. There are a method, a differential push-pull (DPP) method, and a differential phase detection (DPD) method that obtains a tracking error signal with one beam without dividing the light beam.

上述した互換性を備える光ピックアップにおいて、トラッキングエラー信号を得るために、回折格子を設け、ある波長の光ビームの3ビームを生成しようとすると、別の波長の光ビームがこの回折格子を通過する際の透過率が極端に低下してしまう等の問題が発生するおそれがあった。   In the optical pickup having the above-mentioned compatibility, in order to obtain a tracking error signal, a diffraction grating is provided, and when generating three beams of a light beam of a certain wavelength, a light beam of another wavelength passes through this diffraction grating. There is a possibility that problems such as extremely low transmittance may occur.

異なる波長の光ビームに対して、トラッキング信号を得るための3ビームを生成する光ピックアップとして、例えば、特開2003−6891号公報に示す光ピックアップが知られている(特許文献1参照)。   As an optical pickup that generates three beams for obtaining tracking signals with respect to light beams having different wavelengths, for example, an optical pickup disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-6891 is known (see Patent Document 1).

特許文献1に示す光ピックアップは、2波長用の回折格子を備えるものである。しかし、かかる光ピックアップは、3波長互換を実現する光ピックアップに対応できるものではなく、また、十分な回折効率が得られるものではなかった。   The optical pickup shown in Patent Document 1 includes a diffraction grating for two wavelengths. However, such an optical pickup is not compatible with an optical pickup that realizes three-wavelength compatibility, and a sufficient diffraction efficiency cannot be obtained.

さらに、上述した光ピックアップにおいて、3ビームを生成する波長の0次光と1次光との光量比である回折光強度比も所定の範囲にすること、及び、0次光、±1次光以外の高次の回折光の発生も抑えることも必要であるが、従来の光ピックアップでは対応できなかった。   Furthermore, in the above-described optical pickup, the diffracted light intensity ratio, which is the light amount ratio between the 0th order light and the 1st order light having a wavelength that generates three beams, is also set within a predetermined range, and the 0th order light and ± 1st order light Although it is necessary to suppress the generation of other high-order diffracted light, it has not been possible with conventional optical pickups.

特開2003−6891号公報JP 2003-6891 A

本発明の目的は、異なる3波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録及び/又は再生を行う光ピックアップにおいて、トラッキングエラー検出のための3ビーム分割を行う波長の1次光に対する0次光の回折光強度比を適正にするとともに、各発光部から出射される光ビームの利用効率を高めて複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる光ピックアップを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical pickup that performs recording and / or reproduction on a plurality of types of optical disks using light beams having three different wavelengths, and that is used for primary light having a wavelength for performing three-beam division for tracking error detection. Provided is an optical pickup that can appropriately detect the tracking error for a plurality of types of optical disks by making the ratio of the diffracted light intensity of the 0th order light appropriate and improving the utilization efficiency of the light beam emitted from each light emitting section. There is to do.

この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップは、第1の波長の光ビームを出射する第1の発光部と、第2の波長の光ビームを出射する第2の発光部と、第3の波長の光ビームを出射する第3の発光部と、基準面に対して第1の位相高さを有する第1の位相格子部と、上記第1の位相格子部の両側に上記基準面に対して第2の位相高さを有する第2の位相格子部とを備えることにより2段の位相高さを有し、上記第1乃至第3の発光部から出射された光ビームの光軸を一致して入射され、上記第1及び第3の光ビームを3ビームに分割する回折部を有する回折光学素子と、上記第1乃至第3の発光部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、上記光ディスクで反射された戻りの光ビームを検出する光検出器とを備え、上記第1の波長をλとし、上記回折光学素子の第1の波長λに対する屈折率をNとしたとき、上記第1及び第2の位相高さは、いずれも2×λ/(N−1)以下である。 To achieve this object, an optical pickup according to the present invention includes a first light emitting unit that emits a light beam having a first wavelength, a second light emitting unit that emits a light beam having a second wavelength, A third light emitting unit that emits a light beam having a wavelength of 3, a first phase grating unit having a first phase height with respect to the reference surface, and the reference surface on both sides of the first phase grating unit And a second phase grating portion having a second phase height, thereby having a two-stage phase height and the optical axis of the light beam emitted from the first to third light emitting portions. Diffractive optical elements having a diffractive portion that divides the first and third light beams into three beams, and the light beams emitted from the first to third light emitting portions are optical disc signals. An objective lens that focuses on the recording surface and a return light beam reflected by the optical disk are detected. And a light detector, the first wavelength is lambda 1, and the refractive index with respect to the first wavelength lambda 1 of the diffractive optical element and the N 1, the first and second phase height, Both are 2 × λ 1 / (N 1 −1) or less.

本発明に係る光ピックアップは、異なる3波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録及び/又は再生を行う際に、回折光学素子により、トラッキングエラー検出のための3ビーム分割を行う波長の光ビームに対して適正な回折効率で3ビームを発生させることができるので、各発光部から出射される光ビームの利用効率を高めて複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。   The optical pickup according to the present invention performs three-beam splitting for tracking error detection by a diffractive optical element when recording and / or reproducing with respect to a plurality of types of optical discs using light beams of three different wavelengths. Since three beams can be generated with an appropriate diffraction efficiency for a light beam of a wavelength, tracking error detection can be accurately performed for a plurality of types of optical disks by increasing the utilization efficiency of the light beam emitted from each light emitting unit. It can be carried out.

以下、本発明が適用された光ピックアップ1について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an optical pickup 1 to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

本発明が適用された光ピックアップ1は、光ディスクに対して情報記録再生を行うものであり、この光ディスクを回転操作する駆動手段としてのスピンドルモータ、この光ピックアップ1を光ディスクの径方向に移動させる送りモータ等とともに光ディスク装置を構成する。そして、光ピックアップ1は、スピンドルモータによって回転操作された光ディスクに対して情報の記録再生を行う。また、光ピックアップ1及びこれを用いた光ディスク装置は、フォーマットの異なる複数種類の光ディスク8に対して異なる3波長の光ビームを用いて記録及び/又は再生を行う3規格間互換性を実現した光ピックアップ及び光ディスク装置である。   An optical pickup 1 to which the present invention is applied performs information recording / reproduction with respect to an optical disc, a spindle motor as a driving means for rotating the optical disc, and a feed for moving the optical pickup 1 in the radial direction of the optical disc. An optical disk device is configured together with a motor and the like. The optical pickup 1 records and reproduces information with respect to the optical disc rotated by a spindle motor. In addition, the optical pickup 1 and the optical disk apparatus using the optical pickup 1 are optical signals that realize compatibility among three standards for performing recording and / or reproduction with respect to a plurality of types of optical disks 8 having different formats by using light beams of three different wavelengths. A pickup and an optical disk device.

ここで用いられる光ディスク8は、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、情報の追記が可能とされるCD−R(Recordable)及びDVD−R(Recordable)、情報の書換えが可能とされるCD−RW(ReWritable)、DVD−RW(ReWritable)、DVD+RW(ReWritable)等の光ディスクや、さらに発光波長が短い405nm程度(青紫色)の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な高密度記録光ディスクや、光磁気ディスク等である。   The optical disk 8 used here is, for example, a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a CD-R (Recordable) and a DVD-R (Recordable) that allow additional recording of information, and information can be rewritten. CD-RW (ReWritable), DVD-RW (ReWritable), DVD + RW (ReWritable), and other optical discs, and high-density recording using a semiconductor laser with a short emission wavelength of about 405 nm (blue-violet) It is a density recording optical disk, a magneto-optical disk, or the like.

特に、以下で光ディスク装置1により情報の再生又は記録を行う3種類の光ディスクとして、保護基板厚が0.1mmで波長405nm程度の光ビームを記録再生光として使用する高密度記録が可能な第1の光ディスクと、保護基板厚が0.6mmで波長660nm程度の光ビームを記録再生光として使用するDVD等の第2の光ディスクと、保護基板厚が1.2mmで波長785nm程度の光ビームを記録再生光として使用するCD等の第3の光ディスクとを用いるものとして説明する。   In particular, as the three types of optical discs in which information is reproduced or recorded by the optical disc apparatus 1 in the following, a high-density recording using a light beam having a protective substrate thickness of 0.1 mm and a wavelength of about 405 nm as recording / reproducing light is possible. A second optical disk such as a DVD that uses a light beam having a protective substrate thickness of 0.6 mm and a wavelength of about 660 nm as recording / reproducing light, and a light beam having a protective substrate thickness of 1.2 mm and a wavelength of about 785 nm. A description will be given on the assumption that a third optical disk such as a CD used as reproduction light is used.

また、一般的に、光ピックアップによるトラッキングエラー信号の生成には、3スポット方式、差動プッシュプル(DPP(defferential push-pull))方式等の3ビームに分割して検出を行う方式と、差分位相検出(DPD(differential phase detection))方式等の1ビームで検出を行う方式とが混在しているが、本発明を適用した光ピックアップ1においては、これらの検出方法を選択的に使用してトラッキングエラー信号の生成を行うものとして説明する。   Also, in general, the tracking error signal generated by the optical pickup is different from a method in which detection is performed by dividing into three beams such as a three-spot method and a differential push-pull (DPP) method. There are a mixture of detection methods using one beam such as a phase detection (DPD (differential phase detection)) method, but the optical pickup 1 to which the present invention is applied selectively uses these detection methods. A description will be given assuming that a tracking error signal is generated.

本発明を適用した光ピックアップ1は、図1に示すように、異なる3波長の光ビームを出射する光源部3と、光源部3から出射された光ビームを透過又は3ビームに分割する回折部を有する回折光学素子4と、回折光学素子4により分割又は透過された光ビーム及び光ディスク8からの反射光を反射又は透過するビームスプリッタ5と、コリメータレンズ6と、光源部3から出射された光ビームを光ディスク8の信号記録面に集光する3波長用の対物レンズ7と、光ディスク8から反射された各波長の光ビームの光軸を所定のフォトディテクタに導くように形成された板状光学素子9と、各波長の光ビームの共通受光素子であり信号検出用のフォトディテクタを有し光ディスクで反射された戻りの光ビームを検出する光検出器10とを備える。   As shown in FIG. 1, an optical pickup 1 to which the present invention is applied includes a light source unit 3 that emits light beams of three different wavelengths, and a diffraction unit that transmits or divides the light beam emitted from the light source unit 3 into three beams. Diffractive optical element 4, a beam splitter 5 that reflects or transmits a light beam split or transmitted by diffractive optical element 4 and reflected light from optical disk 8, collimator lens 6, and light emitted from light source unit 3 A three-wavelength objective lens 7 for condensing the beam on the signal recording surface of the optical disc 8 and a plate-like optical element formed so as to guide the optical axis of the light beam of each wavelength reflected from the optical disc 8 to a predetermined photodetector. 9 and a photodetector 10 which is a common light receiving element for light beams of respective wavelengths, has a photodetector for signal detection, and detects a returning light beam reflected by the optical disk.

光源部3は、波長405nm程度の第1の波長の光ビームを出射する第1の発光部と、波長660nm程度の第2の波長の光ビームを出射する第2の発光部と、波長785nm程度の第3の波長の光ビームを出射する第3の発光部とを有する。   The light source unit 3 includes a first light emitting unit that emits a light beam with a first wavelength of about 405 nm, a second light emitting unit that emits a light beam with a second wavelength of about 660 nm, and a wavelength of about 785 nm. And a third light emitting unit that emits a light beam of the third wavelength.

すなわち、光源部3は、高密度記録光ディスクである第1の光ディスクに対して405nm帯域のレーザ光を出射するレーザダイオードと、DVD等の第2の光ディスクに対して660nm帯域のレーザ光を出射するレーザダイオードと、CD等の第3の光ディスクに対して785nm帯域のレーザ光を出射するレーザダイオードとが1つのパッケージに内蔵された、所謂3波長半導体レーザ素子である。   That is, the light source unit 3 emits a laser diode of 405 nm band for a first optical disk that is a high-density recording optical disk and a laser beam of 660 nm band for a second optical disk such as a DVD. This is a so-called three-wavelength semiconductor laser element in which a laser diode and a laser diode that emits laser light in the 785 nm band to a third optical disk such as a CD are incorporated in one package.

そして、光源部3の第1乃至第3の発光部は、同方向に向けて光ビームを出射可能に配置されており、この第1乃至第3の発光部から出射されるそれぞれの光ビームは、略共通の光軸を有している。   And the 1st thru | or 3rd light emission part of the light source part 3 is arrange | positioned so that a light beam can be radiate | emitted toward the same direction, Each light beam radiate | emitted from this 1st thru | or 3rd light emission part is And have a substantially common optical axis.

尚、光ピックアップ1において、第1乃至第3の発光部は、一の光源部3に配置するように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、2以上の光源部に第1乃至第3の発光部を振り分けて配置し、これらの光源部に配置された第1乃至第3の発光部から出射されるそれぞれの光ビームを、光路合成手段としてのビームスプリッタ等の光学素子により光路が共通となるように合成し、各光ビームが共通の光軸を有するように構成してもよい。   In the optical pickup 1, the first to third light emitting units are configured to be disposed in the one light source unit 3. However, the present invention is not limited to this, and for example, the first to third light source units include the first to third light source units. The third light emitting units are arranged and arranged, and each light beam emitted from the first to third light emitting units arranged in these light source units is optically routed by an optical element such as a beam splitter as an optical path combining unit. May be combined so that each of the light beams has a common optical axis.

回折光学素子4は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部4aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 4 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5, and includes a diffractive unit 4a that selectively splits the light beams having the first to third wavelengths emitted from the light source unit 3 into three beams. This is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is a surface on the emission side.

回折光学素子4には、光源部3の第1乃至第3の発光部から出射された第1乃至第3の波長の光ビームの光軸が略一致されて入射され、回折光学素子4の回折部4aは、高密度記録光ディスク等の第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを0次光及び±1次光からなる3ビームに回折して出射させ、DVD等の第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過して出射させ、CD等の第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを0次光及び±1次光からなる3ビームに回折して出射させる。また、回折光学素子4は、第1及び第3の波長の光ビームを、0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲、すなわち、1次光に対する0次光の回折光強度比(以下、0次光/1次光回折光強度比ともいう。)が3〜10となるように3ビームに分割する。   The optical axes of the light beams having the first to third wavelengths emitted from the first to third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 4 so as to be substantially coincident with each other. The unit 4a diffracts and emits a light beam having a first wavelength for a first optical disk such as a high-density recording optical disk into three beams composed of zero-order light and ± first-order light, and a second optical disk such as a DVD. The second wavelength light beam for transmission is transmitted and emitted, and the third wavelength light beam for a third optical disk such as a CD is diffracted and emitted into three beams composed of zero-order light and ± first-order light. Let Further, the diffractive optical element 4 converts the light beams of the first and third wavelengths into a light intensity ratio between the 0th order light and the ± 1st order light, that is, the diffracted light of the 0th order light with respect to the first order light. The beam is divided into three beams so that the intensity ratio (hereinafter also referred to as 0th-order light / 1st-order light diffracted light intensity ratio) is 3-10.

回折光学素子4は、回折部4aにより、第1及び第3の波長の光ビームの0次光/1次光回折光強度比が3〜10となるように3ビームに分割することで、後述するように、この分割された3ビームによりトラッキングエラー信号を良好に検出することができるとともに、メインビームの回折効率も高く保持できるのでレーザ利用効率を高めることができる。   The diffractive optical element 4 is divided into three beams by the diffractive portion 4a so that the 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio of the light beams of the first and third wavelengths becomes 3 to 10 to be described later. As described above, the tracking error signal can be satisfactorily detected by the three divided beams, and the diffraction efficiency of the main beam can be kept high, so that the laser utilization efficiency can be increased.

尚、ここでは、回折光学素子4の出射側の面に回折部4aを設けるように構成したが、入射側の面、すなわち、光源部3側の面に回折部を設けるように構成してもよい。また、回折光学素子4の一方の面に回折部4aを設けるように構成したが、これに限られるものではなく、回折光学素子の両面にそれぞれ回折部を設けるように構成してもよい。すなわち、例えば、入射面側に設けられ、第1乃至第3の波長のうち少なくとも一の波長の光ビームを3ビームに回折する第1の回折部と、出射面側に設けられ、第1乃至第3の波長のうち少なくとも一の波長の光ビームを3ビームに回折する第2の回折部とを有するように構成してもよい。   Here, the diffractive portion 4a is provided on the exit side surface of the diffractive optical element 4. However, the diffractive portion may be provided on the incident side surface, ie, the light source unit 3 side surface. Good. In addition, the diffractive portion 4a is provided on one surface of the diffractive optical element 4. However, the present invention is not limited to this, and the diffractive portion may be provided on both sides of the diffractive optical element. That is, for example, a first diffractive portion that is provided on the incident surface side and diffracts a light beam having at least one of the first to third wavelengths into three beams, and is provided on the output surface side. You may comprise so that it may have a 2nd diffraction part which diffracts the light beam of at least 1 wavelength among 3rd wavelengths into 3 beams.

具体的に、光源部3の第1の発光部から出射された波長405nm程度の第1の波長の光ビームは、回折光学素子4に入射すると、回折部4aにて0次光(以下、メインビームともいう。)及び±1次光(以下、サブビームともいう。)からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された波長660nm程度の第2の波長の光ビームは、回折光学素子4の回折部4aを適正な透過率で略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第3の発光部から出射された波長785nm程度の第3の波長の光ビームは、第1の波長の光ビームの場合と同様に、回折光学素子4に入射すると、回折部4aにてメインビーム及び2つのサブビームからなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beam having the first wavelength of about 405 nm emitted from the first light emitting unit of the light source unit 3 is incident on the diffractive optical element 4, the diffractive unit 4 a causes zero-order light (hereinafter referred to as main light). And diffracted into three beams consisting of ± first-order light (hereinafter also referred to as sub-beams) and emitted to the beam splitter 5 side. Further, the light beam having the second wavelength of about 660 nm emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffractive unit 4a of the diffractive optical element 4 with an appropriate transmittance and is on the beam splitter 5 side. Is emitted. When the light beam having the third wavelength of about 785 nm emitted from the third light emitting unit of the light source unit 3 is incident on the diffractive optical element 4 as in the case of the light beam having the first wavelength, The beam is diffracted into three beams consisting of a main beam and two sub-beams at the section 4a and emitted to the beam splitter 5 side.

この回折部4aは、図2に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部11が複数繰り返し形成されてなる。各格子部11は、断面略階段状に形成され、基準面11cに対して第1の位相高さH11で、所定の幅W11を有する第1の位相格子部11aと、この第1の位相格子部11aの両側に階段状に形成され基準面11cに対して第2の位相高さH12で、所定の幅W12を有する第2の位相格子部11bとを有する。尚、図2中Pは各格子部11の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The diffractive portion 4a is formed by repeatedly forming a plurality of grating portions 11 having a fine grating pattern as shown in FIG. Each grid section 11 is formed in a substantially stepwise, in the first phase the height H 11 with respect to the reference plane 11c, and the first phase grating portion 11a having a predetermined width W 11, the first in the second phase height H 12 with respect to the reference plane 11c is formed stepwise on both sides of the phase grating portion 11a, and a second phase grating portions 11b having a predetermined width W 12. Incidentally, FIG. 2 in P 1 shows a grating pitch, i.e., one pitch of the grating portion 11.

第1及び第2の位相格子部11a,11bは、第1及び第2の位相高さH11,H12が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH11が、λ/(N−1)の0.01倍以上0.67倍以下、且つλ/(N−1)の0.005倍以上0.34倍以下であり、第2の位相高さH12が、λ/(N−1)の1.34倍以上2.00倍以下、且つλ/(N−1)の0.66倍以上1.00倍以下であり、第1の位相高さH11と第2の位相高さH12との差ΔHが、λ/(N−1)の1.18倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.59倍以上0.68倍以下であり、第2の位相高さH12が第1の位相高さH11よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first and second phase grating portions 11a and 11b, the first and second phase heights H 11 and H 12 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), Phase height H 11 is 0.01 times or more and 0.67 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.005 times or more and 0.34 times or less of λ 3 / (N 3 -1). And the second phase height H 12 is 1.34 times or more and 2.00 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.66 times or more of λ 3 / (N 3 -1). The difference ΔH 1 between the first phase height H 11 and the second phase height H 12 is 1.18 times or more and 1.36 times 1.36 times λ 1 / (N 1 −1). 2 times or less and 0.59 times or more and 0.68 times or less of λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 12 is higher than the first phase height H 11. Formed to meet the relationship It has been.

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子4を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子4を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relationship, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the diffractive optical element 4. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 4.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子4の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.470であり、783nmに対する屈折率Nが1.454であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチP=1.0とし、幅W11=0.804とし、幅W12=0.064とした場合に、第1の位相高さH11=370nm、第2の位相高さH12=1470nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 with respect to 405 nm is 1.470 as the material of the diffractive optical element 4. When a glass glass material having a refractive index N 3 with respect to 783 nm of 1.454 is used, the grating pitch P 1 = 1.0, the width W 11 = 0.804, and the width W 12 = 0.064. In this case, the first phase height H 11 = 370 nm and the second phase height H 12 = 1470 nm.

すなわち、第1の位相高さH11が、0.43×λ/(N−1)、且つ0.21×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH12が、1.70×λ/(N−1)、且つ0.85×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH11と第2の位相高さH12との差ΔHが、1.28×λ/(N−1)、且つ0.64×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH12が第1の位相高さH11よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 11 is 0.43 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.21 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 11 12 is 1.70 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.85 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 11 and the second phase height H The difference ΔH 1 from 12 is 1.28 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.64 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 12 is the first and has a higher relationship than the phase height H 11.

このような回折部4aを有する回折光学素子4は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適切な透過率で透過する。すなわち、回折部4aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光(メインビーム)の回折効率53.1%、±1次光(サブビーム)の回折効率7.7%となり、このサブビームに対するメインビームの回折光強度比である、0次光/1次光回折光強度比が6.9となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率56.8%、±1次光の回折効率8.4%となり、この0次/1次回折光強度比が6.8となる。また、回折部4aは、第2の波長に対する透過率、すなわち0次光の回折効率が69.7%であり、±1次光の回折効率が6.5%となり、70%近い十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 4 having such a diffractive portion 4a diffracts the light beams of the first and third wavelengths into the main beam and the two sub beams at an appropriate 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. That is, the diffraction unit 4a has a diffraction efficiency of 53.1% for the 0th order light (main beam) and a diffraction efficiency of 7.7% for the ± 1st order light (sub beam) with respect to the light beam of the first wavelength. The 0th-order light / 1st-order diffracted light intensity ratio, which is the diffracted light intensity ratio of the main beam to the sub-beam, is 6.9, and the 0th-order light diffraction efficiency 56. The diffraction efficiency of ± 1st order light is 8.4%, and the 0th / first order diffracted light intensity ratio is 6.8. Further, the diffraction portion 4a has a transmittance for the second wavelength, that is, the diffraction efficiency of the 0th-order light is 69.7%, the diffraction efficiency of the ± 1st-order light is 6.5%, and a sufficient transmission near 70%. Rate is obtained.

このように、回折光学素子4は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 4 has a high diffraction efficiency of the 0th order light and the 0th order light with respect to the light beams of the first and third wavelengths that are divided into three beams for tracking error detection. The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

以上のような回折光学素子4を備える光ピックアップ1によれば、異なる3波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して再生を行うときにトラッキングエラー信号を検出する際に、回折光学素子4の回折部4aが3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して最適な回折効率で3ビームを発生させることができるとともに、3ビーム分割を行わない波長の光ビームに対して適正な透過率で透過させることができるので、光源部3の第1乃至第3の発光部から出射される各波長の光ビームのレーザ利用効率を高めるとともに、各波長の光ビームを用いて精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。   According to the optical pickup 1 including the diffractive optical element 4 as described above, the diffractive optical element is used when detecting a tracking error signal when reproducing a plurality of types of optical disks using light beams having different three wavelengths. The four diffracting sections 4a can generate three beams with optimal diffraction efficiency for the first and third wavelength light beams that are divided into three beams, and the light beams with the wavelengths that are not subjected to the three beam division. Since the light can be transmitted with an appropriate transmittance, the laser utilization efficiency of the light beams of the respective wavelengths emitted from the first to third light emitting units of the light source unit 3 is increased, and the light beams of the respective wavelengths are used. Tracking error detection with high accuracy.

この回折光学素子4を用いたトラッキングエラー信号検出は、第1の波長を用いた場合は、差動プッシュプル(DPP)方式が採用され、第2の波長を用いた場合は、差分位相検出(DPD)方式が採用され、第3の波長を用いた場合は、3スポット方式が採用される。回折光学素子4は、図3(a)及び図3(b)に示すように、光ディスク8の信号記録面上において、メインビームのメインスポットを光ディスク8のトラック上に集光させ、差動プッシュプル(DPP)方式ではサブビームの両サブスポットがメインスポットを挟んで光ディスク8の半径方向にトラックピッチPの半分だけ(P/2)ずれるように集光させ、3スポット方式ではサブビームの両サブスポットがメインスポットを挟んで光ディスク8の半径方向にトラックピッチPの1/4だけ(P/4)ずれるように集光させる。そして、後述する光検出器10のフォトディテクタによってメインスポット及び両サブスポットを受光してトラッキングエラー信号を検出して、対物レンズ7をトラッキング方向に移動させる。尚、図3(a)及び図3(b)中、S10〜S12、S30〜S32は、各光ディスクの信号記録面上の各波長の光ビームの回折光のスポットを示すものであり、S10は、第1の波長の0次光、S11,S12は、第1の波長の±1次光、S30は、第3の波長の0次光、S31,S32は、第3の波長の±1次光を示すものである。 The tracking error signal detection using the diffractive optical element 4 employs a differential push-pull (DPP) method when the first wavelength is used, and differential phase detection (when the second wavelength is used). When a third wavelength is used, a three-spot method is adopted. As shown in FIGS. 3A and 3B, the diffractive optical element 4 condenses the main spot of the main beam on the track of the optical disk 8 on the signal recording surface of the optical disk 8 to perform differential push. pull (DPP) method is focused so as to be offset by a half of a track pitch P 1 in the radial direction of the optical disc 8 (P 1/2) across the two sub-spots main spot of the sub beam in both sub-beams in the three-spot method sub spots in the radial direction of the optical disc 8 across the main spot by 1/4 of the track pitch P 3 (P 3/4) is condensed so as to shift. Then, the main spot and both sub-spots are received by a photodetector of the photodetector 10 to be described later to detect a tracking error signal, and the objective lens 7 is moved in the tracking direction. In FIG. 3A and FIG. 3B, S 10 to S 12 and S 30 to S 32 indicate the spots of the diffracted light beams of the respective light beams on the signal recording surface of each optical disc. Yes, S 10 is the 0th-order light of the first wavelength, S 11 and S 12 are the ± 1st-order light of the first wavelength, S 30 is the 0th-order light of the third wavelength, S 31 and S 32 Indicates ± first order light of the third wavelength.

ここで、光検出器10は、第1乃至第3の波長の光ビームを受光する共通受光素子としてフォトディテクタを有し、すなわち、後述するように第2及び第3の波長のメインビームが照射される第1の受光面14と、第3の波長のサブビームが照射される第2及び第3の受光面15,16と、第1の波長のメインビームが照射される第4の受光面17と、第1の波長のサブビームが照射される第5及び第6の受光面18,19とを有し、第2及び第3の受光面15,16が第1の受光面14を挟んで配置され、第5及び第6の受光面18,19が第4の受光面17を挟んで配置されている(図4参照)。   Here, the photodetector 10 has a photodetector as a common light receiving element that receives the light beams of the first to third wavelengths, that is, the main beams of the second and third wavelengths are irradiated as will be described later. A first light receiving surface 14, second and third light receiving surfaces 15, 16 irradiated with a third wavelength sub beam, and a fourth light receiving surface 17 irradiated with a first wavelength main beam, And the fifth and sixth light receiving surfaces 18 and 19 irradiated with the sub-beam of the first wavelength, and the second and third light receiving surfaces 15 and 16 are arranged with the first light receiving surface 14 interposed therebetween. The fifth and sixth light receiving surfaces 18 and 19 are arranged with the fourth light receiving surface 17 interposed therebetween (see FIG. 4).

回折光学素子4により3分割又は透過されて出射された光ビームは、ビームスプリッタ5、コリメータレンズ6及び3波長用対物レンズ7を経て光ディスク8の信号記録面に照射され、その反射光が板状光学素子9を介して光検出器10のフォトディテクタで受光されて検出される。   The light beam emitted after being divided into three or transmitted by the diffractive optical element 4 is irradiated onto the signal recording surface of the optical disk 8 through the beam splitter 5, the collimator lens 6 and the objective lens 7 for three wavelengths, and the reflected light is plate-shaped. Light is received by the photodetector of the photodetector 10 through the optical element 9 and detected.

ビームスプリッタ5は、回折光学素子4とコリメータレンズ6との光路上に配置され、光源部3に近い側にハーフミラー面5aを有する。ビームスプリッタ5は、回折光学素子4により3分割又は透過されて出射された光ビームをハーフミラー面5aにより光ディスク8側へ反射する。また、ビームスプリッタ5は、光ディスク8に反射された戻りの光ビームを透過させ板状光学素子9に入射させる。すなわち、ビームスプリッタ5は、戻りの光ビームの光路を、往路の光ビームの光路から分岐する光学素子である。   The beam splitter 5 is disposed on the optical path between the diffractive optical element 4 and the collimator lens 6, and has a half mirror surface 5 a on the side close to the light source unit 3. The beam splitter 5 reflects the light beam divided and transmitted by the diffractive optical element 4 and emitted to the optical disc 8 side by the half mirror surface 5a. The beam splitter 5 transmits the return light beam reflected by the optical disc 8 and makes it incident on the plate-like optical element 9. That is, the beam splitter 5 is an optical element that branches the optical path of the return light beam from the optical path of the forward light beam.

コリメータレンズ6は、ビームスプリッタ5と対物レンズ7との間に配置され、ビームスプリッタ5に反射された光ビームを平行光にする。3波長用の対物レンズ7は、第1乃至第3の波長の光ビームを光ディスク8の信号記録面にそれぞれ集光させる。   The collimator lens 6 is disposed between the beam splitter 5 and the objective lens 7 and converts the light beam reflected by the beam splitter 5 into parallel light. The three-wavelength objective lens 7 focuses the light beams having the first to third wavelengths on the signal recording surface of the optical disc 8, respectively.

板状光学素子9は、ビームスプリッタ5と光検出器10との間に配置され、光ディスク8で反射されビームスプリッタ5を透過した戻りの第1乃至第3の波長の光ビームを、光検出器10のフォトディテクタの受光面に入射させる回折格子からなる。この板状光学素子9は、光ディスク8で反射した第1乃至第3の波長の光ビームの光軸が光検出器10の所望のフォトディテクタの受光面上に到達するように回折又は透過させる。すなわち、板状光学素子9は、光源部3の第1乃至第3の発光部から出射され上述した光学部品を経由して光ディスクで反射された戻りの第1乃至第3の波長の光ビームの微小な光路のズレを補正して光検出器10のフォトディテクタの所望の位置に導くものである。   The plate-like optical element 9 is disposed between the beam splitter 5 and the photodetector 10, and returns the light beams having the first to third wavelengths reflected by the optical disc 8 and transmitted through the beam splitter 5 to the photodetector. It consists of a diffraction grating that is incident on the light receiving surface of 10 photodetectors. The plate-like optical element 9 diffracts or transmits the optical axes of the first to third wavelength light beams reflected by the optical disc 8 so as to reach the light receiving surface of a desired photodetector of the photodetector 10. That is, the plate-like optical element 9 emits light beams having the first to third wavelengths returned from the first to third light emitting units of the light source unit 3 and reflected by the optical disc via the optical components described above. This corrects a slight deviation of the optical path and leads it to a desired position of the photodetector of the photodetector 10.

板状光学素子9により第1乃至第3の波長の光ビームが所望の位置に入射される光検出器10のフォトディテクタは、図4に示すように、3波長の戻り光の共通受光素子であり、第2及び第3の波長の0次光が入射する第1の受光面14と、第1の受光面14を挟んで設けられ、第3の波長の3分割された±1次光が入射する第2及び第3の受光面15,16と、第1の波長の0次光が入射する第4の受光面17と、第4の受光面17を挟んで設けられ、第1の波長の3分割された±1次光が入射する第5及び第6の受光面18,19とを有する。第1の受光面14及び第4の受光面17は、それぞれ4分割された受光部A1,B1,C1,D1、受光部A2,B2,C2,D2が形成され、デジタル信号を生成するためのRF信号やフォーカシングサーボ信号を生成するためのフォーカスエラー信号を検出する。また第2及び第3の受光面15,16並びに第5及び第6の受光面18,19は、それぞれ2分割された受光部E1,F1、受光部G1,H1、受光部E2,F2及び受光部G2,H2が形成され、トラッキングサーボ信号を生成するためのトラッキングエラー信号を検出する。尚、図4中、S13〜S15,S23,S33〜S35は、各受光面上の各波長の光ビームの各回折光のスポットを示すものであり、S13は、第1の波長の0次光、S14,S15は、第1の波長の±1次光、S23は、第2の波長の0次光、S33は、第3の波長の0次光、S34,S35は、第3の波長の±1次光を示すものである。 The photodetector of the photodetector 10 in which the light beam having the first to third wavelengths is incident on the desired position by the plate-like optical element 9 is a common light receiving element for returning light of three wavelengths as shown in FIG. The first light receiving surface 14 on which the second and third wavelength zero-order light is incident and the first light-receiving surface 14 are sandwiched, and the third wavelength ± first-order light having the third wavelength is incident. The second and third light receiving surfaces 15 and 16, the fourth light receiving surface 17 on which the 0th-order light of the first wavelength is incident, and the fourth light receiving surface 17 are sandwiched between the first and second light receiving surfaces 17 and 16. It has fifth and sixth light receiving surfaces 18 and 19 on which ± 1st order light divided into three is incident. The first light receiving surface 14 and the fourth light receiving surface 17 are formed with light receiving portions A1, B1, C1, and D1, and light receiving portions A2, B2, C2, and D2, which are divided into four parts, respectively, for generating digital signals. A focus error signal for generating an RF signal and a focusing servo signal is detected. The second and third light receiving surfaces 15, 16 and the fifth and sixth light receiving surfaces 18, 19 are divided into two light receiving portions E1, F1, light receiving portions G1, H1, light receiving portions E2, F2 and light receiving portions, respectively. Portions G2 and H2 are formed to detect a tracking error signal for generating a tracking servo signal. In FIG. 4, S 13 to S 15 , S 23 , and S 33 to S 35 indicate spots of diffracted light of light beams of respective wavelengths on the respective light receiving surfaces, and S 13 is the first S 14 and S 15 are ± first order light of the first wavelength, S 23 is the 0th order light of the second wavelength, S 33 is the 0th order light of the third wavelength, S 34 and S 35 indicate ± first-order light of the third wavelength.

かかる光検出器10によってトラッキングエラー信号を検出するには、第1〜第6の受光面14〜19の各受光部A1〜H1,A2〜H2からの出力をそれぞれSA1、SB1、SC1、SD1、SE1、SF1、SG1、SH1、SA2、SB2、SC2、SD2、SE2、SF2、SG2、SH2を用いて、上述した差動プッシュプル(DPP)方式、差分位相検出(DPD)方式、3ビーム方式により、適宜トラッキングエラー信号TEを得ることができる。具体的には、第1の波長を用いた差動プッシュプル(DPP)方式のトラッキングエラー信号は、TE=((SA2+SB2)−(SC2+SD2))−k×((SE2−SF2)−(SG2−SH2))により得ることができる。ここで、kは、TEのオフセットを取り除くように決定される値である。また、第2の波長を用いた差分位相検出(DPD)方式のトラッキングエラー信号は、TE=(SA1+SC1)−(SB1+SD1)により得ることができる。また、第3の波長を用いた3ビーム方式のトラッキングエラー信号は、TE=(SE1+SF1)−(SG1+SH1)により得ることができる。   In order to detect the tracking error signal by the photodetector 10, the outputs from the light receiving portions A1 to H1 and A2 to H2 of the first to sixth light receiving surfaces 14 to 19 are respectively SA1, SB1, SC1, SD1, SE1, SF1, SG1, SH1, SA2, SB2, SC2, SD2, SE2, SF2, SG2, SH2, and the above-described differential push-pull (DPP) method, differential phase detection (DPD) method, and three-beam method The tracking error signal TE can be obtained as appropriate. Specifically, the differential push-pull (DPP) tracking error signal using the first wavelength is TE = ((SA2 + SB2) − (SC2 + SD2)) − k × ((SE2−SF2) − (SG2−). SH2)). Here, k is a value determined so as to remove the offset of TE. Further, a tracking error signal of the differential phase detection (DPD) method using the second wavelength can be obtained by TE = (SA1 + SC1) − (SB1 + SD1). Further, a tracking error signal of the three beam system using the third wavelength can be obtained by TE = (SE1 + SF1) − (SG1 + SH1).

以下、光ピックアップ1の動作について説明する。光ピックアップ1は、光ディスク8として第1の光ディスクが装着されたときには、光源部3の第1の発光部から第1の波長の光ビームを出射する。この第1の波長の光ビームは、回折光学素子4の回折部4aにより、0次光/1次光回折光強度比が3〜10程度の適正な範囲で、0次光と、±1次光との3ビームとなるように回折される。このとき、高次の回折光の発生を悪影響を及ぼさない程度に低減することができる。   Hereinafter, the operation of the optical pickup 1 will be described. The optical pickup 1 emits a light beam having a first wavelength from the first light emitting unit of the light source unit 3 when the first optical disc is mounted as the optical disc 8. The light beam having the first wavelength is diffracted by the diffractive portion 4a of the diffractive optical element 4 so that the zero-order light and the ± first-order light are within the proper range of the 0th-order light / 1st-order light diffracted light intensity ratio of about 3-10. Diffracted into three beams with light. At this time, generation of high-order diffracted light can be reduced to an extent that does not adversely affect the generation.

また、光ピックアップ1は、光ディスク8として第2の光ディスクが装着されたときには、光源部3の第2の発光部から第2の波長の光ビームを出射する。この第2の波長の光ビームは、回折光学素子4の回折部4aにより、適正な透過率で透過される。このとき、高次の回折光の発生を悪影響を及ぼさない程度に低減することができる。   The optical pickup 1 emits a light beam having the second wavelength from the second light emitting unit of the light source unit 3 when a second optical disc is mounted as the optical disc 8. The light beam of the second wavelength is transmitted with an appropriate transmittance by the diffractive portion 4a of the diffractive optical element 4. At this time, generation of high-order diffracted light can be reduced to an extent that does not adversely affect the generation.

また、光ピックアップ1は、光ディスク8として第3の光ディスクが装着されたときには、光源部3の第3の発光部から第3の波長の光ビームを出射する。この第3の波長の光ビームは、回折光学素子4の回折部4aにより、0次光/1次光回折光強度比が3〜10程度の適正な範囲で、0次光と、±1次光との3ビームとなるように回折する。このとき、高次の回折光の発生を悪影響を及ぼさない程度に低減することができる。   The optical pickup 1 emits a light beam having a third wavelength from the third light emitting unit of the light source unit 3 when a third optical disc is mounted as the optical disc 8. This light beam of the third wavelength is combined with the 0th order light and the ± 1st order by the diffractive portion 4a of the diffractive optical element 4 within a proper range where the 0th order light / 1st order light diffracted light intensity ratio is about 3-10. Diffracted into 3 beams with light. At this time, generation of high-order diffracted light can be reduced to an extent that does not adversely affect the generation.

回折光学素子4より出射された第1乃至第3の波長の光ビームは、ビームスプリッタ5のハーフミラー面5aに照射されると光ディスク8側へ立ち上げられ、コリメータレンズ6によって平行光とされる。次いで、光ビームは、対物レンズ7によって光学ディスク8の信号記録面に集光され、図4に示すように、メインビーム及びサブビームによる光スポットが形成される。   When the light beams having the first to third wavelengths emitted from the diffractive optical element 4 are irradiated onto the half mirror surface 5 a of the beam splitter 5, the light beams are raised to the optical disk 8 side and are collimated by the collimator lens 6. . Next, the light beam is condensed on the signal recording surface of the optical disk 8 by the objective lens 7, and a light spot is formed by the main beam and the sub beam as shown in FIG.

このとき、0次光によるメインスポットはトラック上に形成され、±1次光によるサブスポットは、上述したように、差動プッシュプル(DPP)方式ではトラックピッチの半分だけ光ディスク8の半径方向にずれた位置に形成され、3スポット方式ではトラックピッチの1/4だけ光ディスク8の半径方向にずれた位置に形成される。   At this time, the main spot by the zero-order light is formed on the track, and the sub-spot by the ± first-order light is, as described above, in the radial direction of the optical disk 8 by half the track pitch in the differential push-pull (DPP) method. The three-spot method is formed at a position shifted in the radial direction of the optical disk 8 by 1/4 of the track pitch.

光ディスク8の信号記録面で反射された戻りの光ビームは、ビームスプリッタ5を透過して板状光学素子9に入射され、第2及び第3の波長のメインビームが第1の受光面14に集光し、又は第1の波長のメインビームが第4の受光面17に集光し、第3の波長のサブビームが第2及び第3の受光面15,16に集光し、又は第1の波長のサブビームが第5及び第6の受光面18,19に集光するよう回折又は透過される。このとき、板状光学素子9は、第1乃至第3の波長の光ビームの光軸を所望の位置に導くように回折又は透過させる。   The return light beam reflected by the signal recording surface of the optical disk 8 passes through the beam splitter 5 and enters the plate-like optical element 9, and the main beams of the second and third wavelengths are incident on the first light receiving surface 14. Condensed, or a main beam of the first wavelength is condensed on the fourth light receiving surface 17, and a sub beam of the third wavelength is condensed on the second and third light receiving surfaces 15, 16, or the first Are subtracted or transmitted so as to be focused on the fifth and sixth light receiving surfaces 18 and 19. At this time, the plate-like optical element 9 diffracts or transmits the optical axis of the light beam having the first to third wavelengths so as to guide it to a desired position.

光ピックアップ1は、フォトディテクタ10の第1〜第6の受光面14〜19に照射されたスポット光を検出することにより、情報信号の記録又は再生を行うRF信号や、トラッキング制御を行うトラッキングエラー信号を検出する。   The optical pickup 1 detects spot light irradiated on the first to sixth light receiving surfaces 14 to 19 of the photodetector 10 to thereby detect an RF signal for recording or reproducing an information signal and a tracking error signal for tracking control. Is detected.

このとき、光ピックアップ1は、高いパワーが必要な0次光の光量を高く維持するとともに、3ビーム分割を行う波長の光ビームの0次光/1次光回折光強度比を適正な範囲とし、光源部3から出射されるレーザの利用効率を高め、また精度よく3ビームによるトラッキングエラー信号を検出することができる。   At this time, the optical pickup 1 maintains a high amount of zero-order light that requires high power, and sets the ratio of the 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio of the light beam having the wavelength for performing the three-beam splitting to an appropriate range. In addition, the utilization efficiency of the laser emitted from the light source unit 3 can be improved, and the tracking error signal by three beams can be detected with high accuracy.

本発明が適用された光ピックアップ1は、異なる3波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録及び/又は再生を行う際に、回折光学素子により、トラッキングエラー検出のための3ビーム分割を行う波長の光ビームに対して適正な回折効率で3ビームを発生させることができるとともに、3ビーム分割を行わない波長の光ビームに対して適正な透過率で透過させることができるので、各発光部から出射される光ビームのレーザ利用効率を高めて、複数種類の光ディスクに対して精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。   The optical pickup 1 to which the present invention is applied has three beams for detecting a tracking error by a diffractive optical element when recording and / or reproducing with respect to a plurality of types of optical disks using light beams of three different wavelengths. Since three beams can be generated with an appropriate diffraction efficiency for a light beam having a wavelength to be split, and a light beam having a wavelength not to be split can be transmitted with an appropriate transmittance. The laser utilization efficiency of the light beam emitted from each light emitting unit can be increased, and tracking error detection can be accurately performed for a plurality of types of optical disks.

また、本発明が適用された光ピックアップ1は、光ディスク8のフォーマットの種類に応じて光源部3の第1乃至第3の発光部から選択的に出射される異なる3波長の光ビームの光路を共通にするとともに、異なるフォーマットとされた光ディスクに対して適切にトラッキングエラー検出を行うことができるので、複数種類の光ディスクに対して良好な信号の読み取り及び書き込みを可能とし、レーザの利用効率を可能とし、小型化を図るとともに複数種類の光ディスクに対する互換を実現する。   Further, the optical pickup 1 to which the present invention is applied has optical paths of light beams with different three wavelengths that are selectively emitted from the first to third light emitting units of the light source unit 3 according to the format type of the optical disc 8. Since tracking error detection can be performed appropriately for optical discs with different formats in common, it is possible to read and write good signals for multiple types of optical discs, and to improve the efficiency of laser use. As a result, downsizing and compatibility with a plurality of types of optical disks are realized.

また、本発明が適用された光ピックアップでは、回折光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ1と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the diffractive optical element may be formed as follows. In the following description, the configuration other than the diffractive optical element is the same as that of the optical pickup 1 described above, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

この回折光学素子20は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部20aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 20 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5 and selectively divides the light beams having the first to third wavelengths emitted from the light source unit 3 into three beams. Is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is a surface on the emission side.

回折光学素子20の回折部20aは、第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを3ビームに回折し、第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過し、第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを3ビームに回折する。   The diffractive portion 20a of the diffractive optical element 20 diffracts the light beam of the first wavelength for the first optical disk into three beams, transmits the light beam of the second wavelength for the second optical disk, and transmits the third light beam. A light beam having a third wavelength for an optical disk is diffracted into three beams.

具体的に、光源部3の第1及び第3の発光部から出射された第1又は第3の波長の光ビームは、回折光学素子20に入射すると、回折部20aにて0次光及び±1次光からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された第2の波長の光ビームは、回折光学素子20の回折部20aを略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beams of the first or third wavelength emitted from the first and third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 20, the diffractive unit 20a generates zero-order light and ± It is diffracted into three beams composed of primary light and emitted to the beam splitter 5 side. Further, the light beam of the second wavelength emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffractive unit 20a of the diffractive optical element 20 and is emitted to the beam splitter 5 side.

第1の回折格子20aは、図5に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部21が複数繰り返し形成されてなる。各格子部21は、断面略階段状に形成され、基準面21cに対して第1の位相高さH21で、所定の幅W21を有する第1の位相格子部21aと、この第1の位相格子部21aの両側に階段状に形成され基準面21cに対して第2の位相高さH22で、所定の幅W22を有する第2の位相格子部21bとを有する。尚、図5中Pは、各格子部21の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The first diffraction grating 20a includes a plurality of grating portions 21 each having a fine grating pattern as shown in FIG. Each grid section 21 is formed in a substantially stepwise, in the first phase the height H 21 with respect to the reference plane 21c, and the first phase grating portion 21a having a predetermined width W 21, the first in the second phase height H 22 against stepwise formed reference plane 21c on both sides of the phase grating portion 21a, and a second phase grating portions 21b having a predetermined width W 22. Incidentally, in FIG. 5 P 2 is a grating pitch of each grating portion 21, that is, shows one pitch.

第1の位相格子部21a,21bは、第1及び第2の位相高さH21,H22が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH21が、λ/(N−1)の0.99倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.49倍以上0.68倍以下であり、第2の位相高さH22が、λ/(N−1)の1.55倍以上2.00倍以下、且つλ/(N−1)の0.77倍以上1.00倍以下であり、第1の位相高さH21と第2の位相高さH22との差ΔHが、λ/(N−1)の0.44倍以上0.67倍以下、且つλ/(N−1)の0.21倍以上0.34倍以下であり、第2の位相高さH22が第1の位相高さH21よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first phase grating portions 21a and 21b, the first and second phase heights H 21 and H 22 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), and the first phase height The height H 21 is not less than 0.99 times and not more than 1.36 times λ 1 / (N 1 -1) and not less than 0.49 times and not more than 0.68 times λ 3 / (N 3 -1); The second phase height H 22 is 1.55 times or more and 2.00 times or less of λ 1 / (N 1 −1) and 0.77 times or more and 1.00 of λ 3 / (N 3 −1). The difference ΔH 2 between the first phase height H 21 and the second phase height H 22 is 0.44 times or more and 0.67 times or less of λ 1 / (N 1 −1), And λ 3 / (N 3 −1) is 0.21 times or more and 0.34 times or less and satisfies the relationship that the second phase height H 22 is higher than the first phase height H 21. Is formed as

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子20を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子20を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relationship, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the diffractive optical element 20. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 20.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子20の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.470であり、783nmに対する屈折率Nが1.454であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチP=1.0とし、幅W21=0.796とし、幅W22=0.072とした場合に、第1の位相高さH21=920nm、第2の位相高さH22=1360nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 with respect to 405 nm is 1.470 as the material of the diffractive optical element 20. When a glass glass material having a refractive index N 3 with respect to 783 nm of 1.454 is used, the grating pitch P 2 = 1.0, the width W 21 = 0.796, and the width W 22 = 0.072. In this case, the first phase height H 21 = 920 nm and the second phase height H 22 = 1360 nm.

すなわち、第1の位相高さH21が、1.07×λ/(N−1)、且つ0.53×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH22が、1.58×λ/(N−1)、且つ0.79×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH21と第2の位相高さH22との差ΔHが、0.51×λ/(N−1)、且つ0.25×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH22が第1の位相高さH21よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 21 is 1.07 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.53 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 21 22 is 1.58 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.79 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 21 and the second phase height H The difference ΔH 2 with respect to 22 is 0.51 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.25 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 22 is the first and has a higher relationship than the phase height H 21.

このような回折部20aを有する回折光学素子20は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適正な透過率で透過する。すなわち、回折部20aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率50.1%、±1次光の回折効率7.2%となり、この0次光/1次光回折光強度比が7.0となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率56.1%、±1次光の回折効率8.4%となり、この0次光/1次光回折光強度比が6.7となる。また、回折部20aは、第2の波長に対する0次光の回折効率が53.4%であり、±1次光の回折効率が10.3%であり、十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 20 having such a diffractive portion 20a diffracts the light beam having the first and third wavelengths into the main beam and the two sub beams at an appropriate 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. That is, the diffraction unit 20a has a diffraction efficiency of 0th order light of 50.1% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 7.2% with respect to the light beam of the first wavelength. The diffracted light intensity ratio is 7.0, and the diffraction efficiency of the 0th order light is 56.1% and the diffraction efficiency of ± 1st order light is 8.4% with respect to the light beam of the third wavelength. The light / first-order diffracted light intensity ratio is 6.7. Further, the diffraction section 20a has a diffraction efficiency of 0th-order light with respect to the second wavelength of 53.4% and a diffraction efficiency of ± 1st-order light of 10.3%, so that a sufficient transmittance can be obtained.

このように、回折光学素子20は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 20 has a high zero-order diffraction efficiency for the first and third wavelength light beams that are divided into three beams for tracking error detection, and at the same time, The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

また、本発明が適用された光ピックアップでは、複合光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ1と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the composite optical element may be formed as follows. In the following description, the configuration other than the diffractive optical element is the same as that of the optical pickup 1 described above, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

この回折光学素子30は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部30aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 30 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5 and selectively divides the light beams having the first to third wavelengths emitted from the light source unit 3 into three beams. Is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is a surface on the emission side.

回折光学素子30の回折部30aは、第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを3ビームに回折し、第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過し、第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを3ビームに回折する。   The diffractive portion 30a of the diffractive optical element 30 diffracts the light beam of the first wavelength for the first optical disk into three beams, transmits the light beam of the second wavelength for the second optical disk, and transmits the third light beam. A light beam having a third wavelength for an optical disk is diffracted into three beams.

具体的に、光源部3の第1及び第3の発光部から出射された第1又は第3の波長の光ビームは、回折光学素子30に入射すると、回折部30aにて0次光及び±1次光からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された第2の波長の光ビームは、回折光学素子30の回折部30aを略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beams of the first or third wavelength emitted from the first and third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 30, the diffractive unit 30 a causes the zero-order light and ± It is diffracted into three beams composed of primary light and emitted to the beam splitter 5 side. The light beam having the second wavelength emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffracting unit 30a of the diffractive optical element 30 and is emitted to the beam splitter 5 side.

第1の回折格子30aは、図6に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部31が複数繰り返し形成されてなる。各格子部31は、断面略階段状に形成され、基準面31cに対して第1の位相高さH31で、所定の幅W31を有する第1の位相格子部31aと、この第1の位相格子部31aの両側に階段状に形成され基準面31cに対して第2の位相高さH32で、所定の幅W32を有する第2の位相格子部31bとを有する。尚、図6中Pは、各格子部31の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The first diffraction grating 30a is formed by repeatedly forming a plurality of grating portions 31 having a fine grating pattern as shown in FIG. 6 as one pitch. Each grid section 31 is formed in a substantially stepwise, in the first phase the height H 31 with respect to the reference plane 31c, and the first phase grating portion 31a having a predetermined width W 31, the first in the second phase height H 32 with respect to the reference plane 31c is formed stepwise on both sides of the phase grating portion 31a, and a second phase grating portions 31b having a predetermined width W 32. Incidentally, FIG. 6 in P 3 is the grating pitch of each grating portion 31, that is, shows one pitch.

第1の位相格子部31a,31bは、第1及び第2の位相高さH31,H32が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH31が、λ/(N−1)の0.88倍以上1.20倍以下、且つλ/(N−1)の0.43倍以上0.60倍以下であり、第2の位相高さH32が、λ/(N−1)の1.14倍以上1.63倍以下、且つλ/(N−1)の0.57倍以上0.82倍以下であり、第1の位相高さH31と第2の位相高さH32との差ΔHが、λ/(N−1)の0.23倍以上0.42倍以下、且つλ/(N−1)の0.11倍以上0.21倍以下であり、第2の位相高さH32が第1の位相高さH31よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first phase grating portions 31a and 31b, the first and second phase heights H 31 and H 32 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), and the first phase height The height H 31 is not less than 0.88 times and not more than 1.20 times λ 1 / (N 1 -1), and not less than 0.43 times and not more than 0.60 times λ 3 / (N 3 -1); The second phase height H 32 is 1.14 to 1.63 times λ 1 / (N 1 −1) and 0.57 to 0.82 times λ 3 / (N 3 −1). The difference ΔH 3 between the first phase height H 31 and the second phase height H 32 is not less than 0.23 times and not more than 0.42 times λ 1 / (N 1 −1), And λ 3 / (N 3 −1) is 0.11 or more and 0.21 or less and satisfies the relationship that the second phase height H 32 is higher than the first phase height H 31. Is formed as

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子30を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子30を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relationship, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the diffractive optical element 30. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 30.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子30の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.600であり、783nmに対する屈折率Nが1.576であるガラスモールド用硝材を用いた場合に、格子ピッチP=1.0とし、幅W31=0.548とし、幅W32=0.180とした場合に、第1の位相高さH31=710nm、第2の位相高さH32=870nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 with respect to 405 nm is 1.600 as the material of the diffractive optical element 30. When a glass mold glass material having a refractive index N 3 with respect to 783 nm of 1.576 is used, the grating pitch P 3 = 1.0, the width W 31 = 0.548, and the width W 32 = 0. When 180, the first phase height H 31 = 710 nm and the second phase height H 32 = 870 nm.

すなわち、第1の位相高さH31が、1.05×λ/(N−1)、且つ0.52×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH32が、1.29×λ/(N−1)、且つ0.64×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH31と第2の位相高さH32との差ΔHが、0.24×λ/(N−1)、且つ0.12×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH32が第1の位相高さH31よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 31 is 1.05 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.52 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 31 32 is 1.29 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.64 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 31 and the second phase height H The difference ΔH 3 with respect to 32 is 0.24 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.12 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 32 is the first and has a higher relationship than the phase height H 31.

このような回折部30aを有する回折光学素子30は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適正な透過率で透過する。すなわち、回折部30aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率55.1%、±1次光の回折効率8.2%となり、この0次光/1次光回折光強度比が6.7となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率58.8%、±1次光の回折効率8.4%となり、この0次光/1次光回折光強度比が7.0となる。また、回折部30aは、第2の波長に対する0次光の回折効率が62.4%であり、±1次光の回折効率が11.3%であり、十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 30 having such a diffractive portion 30a diffracts a light beam having the first and third wavelengths into a main beam and two sub beams at an appropriate 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. That is, the diffraction unit 30a has a diffraction efficiency of 55.1% for the 0th order light and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 8.2% for the light beam of the first wavelength. The diffracted light intensity ratio is 6.7, and the zero-order light diffraction efficiency is 58.8% and the ± first-order light diffraction efficiency is 8.4% with respect to the light beam of the third wavelength. The light / first-order diffracted light intensity ratio is 7.0. In addition, the diffraction section 30a has a diffraction efficiency of 0th order light with respect to the second wavelength of 62.4% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 11.3%, so that a sufficient transmittance can be obtained.

このように、回折光学素子30は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 30 has a high diffraction efficiency of the 0th order light and the 0th order light with respect to the light beams of the first and third wavelengths that are divided into three beams for tracking error detection. The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

また、本発明が適用された光ピックアップでは、複合光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ1と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the composite optical element may be formed as follows. In the following description, the configuration other than the diffractive optical element is the same as that of the optical pickup 1 described above, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

この回折光学素子40は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部40aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 40 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5, and diffractive unit 40 a that selectively splits the light beams having the first to third wavelengths emitted from the light source unit 3 into three beams. Is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is a surface on the emission side.

回折光学素子40の回折部40aは、第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを3ビームに回折し、第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過し、第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを3ビームに回折する。   The diffractive portion 40a of the diffractive optical element 40 diffracts the light beam of the first wavelength for the first optical disc into three beams, transmits the light beam of the second wavelength for the second optical disc, and transmits the third light beam. A light beam having a third wavelength for an optical disk is diffracted into three beams.

具体的に、光源部3の第1及び第3の発光部から出射された第1又は第3の波長の光ビームは、回折光学素子40に入射すると、回折部40aにて0次光及び±1次光からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された第2の波長の光ビームは、回折光学素子40の回折部40aを略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beams having the first or third wavelength emitted from the first and third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 40, the diffractive unit 40a generates zero-order light and ±± It is diffracted into three beams composed of primary light and emitted to the beam splitter 5 side. The light beam having the second wavelength emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffracting unit 40a of the diffractive optical element 40 and is emitted to the beam splitter 5 side.

第1の回折格子40aは、図7に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部41が複数繰り返し形成されてなる。各格子部41は、断面略階段状に形成され、基準面41cに対して第1の位相高さH41で、所定の幅W41を有する第1の位相格子部41aと、この第1の位相格子部41aの両側に階段状に形成され基準面41cに対して第2の位相高さH42で、所定の幅W42を有する第2の位相格子部41bとを有する。尚、図7中Pは、各格子部41の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The first diffraction grating 40a is formed by repeatedly forming a plurality of grating portions 41 having a fine grating pattern as shown in FIG. Each grating part 41 is formed in a substantially stepped cross section, and has a first phase grating part 41a having a first phase height H 41 and a predetermined width W 41 with respect to the reference surface 41c. in the second phase height H 42 with respect to the reference plane 41c is formed stepwise on both sides of the phase grating portion 41a, and a second phase grating portions 41b having a predetermined width W 42. In FIG 7 P 4 is the grating pitch of each grating portion 41, that is, shows one pitch.

第1の位相格子部41a,41bは、第1及び第2の位相高さH41,H42が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH41が、λ/(N−1)の0.63倍以上1.10倍以下、且つλ/(N−1)の0.31倍以上0.55倍以下であり、第2の位相高さH42が、λ/(N−1)の0.49倍以上0.85倍以下、且つλ/(N−1)の0.24倍以上0.42倍以下であり、第1の位相高さH41と第2の位相高さH42との差ΔHが、λ/(N−1)の0.03倍以上0.32倍以下、且つλ/(N−1)の0.01倍以上0.16倍以下であり、第1の位相高さH41が第2の位相高さH42よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first phase grating portions 41a and 41b, the first and second phase heights H 41 and H 42 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), and the first phase height The height H 41 is not less than 0.63 times and not more than 1.10 times λ 1 / (N 1 -1) and not less than 0.31 times and not more than 0.55 times λ 3 / (N 3 -1); second phase height H 42 is, λ 1 / (N 1 -1 ) of 0.49 times to 0.85 times or less, and λ 3 / (N 3 -1) of 0.24 times 0.42 The difference ΔH 4 between the first phase height H 41 and the second phase height H 42 is not less than 0.03 times and not more than 0.32 times λ 1 / (N 1 −1), And λ 3 / (N 3 −1) is not less than 0.01 times and not more than 0.16 times, and satisfies the relationship that the first phase height H 41 is higher than the second phase height H 42. Is formed as

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子40を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子40を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relationship, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the material constituting the diffractive optical element 40. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 40.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子40の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.470であり、783nmに対する屈折率Nが1.454であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチP=1.0とし、幅W41=0.656とし、幅W42=0.092とした場合に、第1の位相高さH41=570nm、第2の位相高さH42=470nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 with respect to 405 nm is 1.470 as the material of the diffractive optical element 40. When a glass glass material having a refractive index N 3 with respect to 783 nm is 1.454, the grating pitch P 4 = 1.0, the width W 41 = 0.656, and the width W 42 = 0.092. In this case, the first phase height H 41 = 570 nm and the second phase height H 42 = 470 nm.

すなわち、第1の位相高さH41が、0.66×λ/(N−1)、且つ0.33×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH42が、0.54×λ/(N−1)、且つ0.27×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH41と第2の位相高さH42との差ΔHが、0.12×λ/(N−1)、且つ0.06×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH41が第2の位相高さH42よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 41 is 0.66 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.33 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 41 42 is 0.54 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.27 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 41 and the second phase height H The difference ΔH 4 from 42 is 0.12 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.06 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 41 is the second and has a higher relationship than the phase height H 42.

このような回折部40aを有する回折光学素子40は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適正な透過率で透過する。すなわち、回折部40aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率50.2%、±1次光の回折効率7.3%となり、この0次光/1次光回折光強度比が6.8となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率60.6%、±1次光の回折効率8.8%となり、この0次光/1次光回折光強度比が6.9となる。また、回折部40aは、第2の波長に対する0次光の回折効率が51.5%であり、±1次光の回折効率が10.4%であり、十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 40 having such a diffractive portion 40a diffracts the light beams of the first and third wavelengths into the main beam and the two sub beams at an appropriate 0th-order light / 1st-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. That is, the diffraction unit 40a has a diffraction efficiency of 0th order light of 50.2% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 7.3% with respect to the light beam of the first wavelength. The diffracted light intensity ratio is 6.8, and the diffraction efficiency of the 0th order light is 60.6% and the diffraction efficiency of ± 1st order light is 8.8% with respect to the light beam of the third wavelength. The light / first-order diffracted light intensity ratio is 6.9. Further, the diffraction section 40a has a diffraction efficiency of 0th-order light with respect to the second wavelength of 51.5% and a diffraction efficiency of ± 1st-order light of 10.4%, so that a sufficient transmittance can be obtained.

このように、回折光学素子40は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 40 has a high 0th-order light diffraction efficiency for the first and third wavelength light beams that are split into three beams for tracking error detection, and at the same time, The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

また、本発明が適用された光ピックアップでは、複合光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ1と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the composite optical element may be formed as follows. In the following description, the configuration other than the diffractive optical element is the same as that of the optical pickup 1 described above, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

この回折光学素子50は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部50aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 50 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5, and diffractive unit 50 a that selectively splits the first to third wavelength light beams emitted from the light source unit 3 into three beams. Is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is a surface on the emission side.

回折光学素子50の回折部50aは、第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを3ビームに回折し、第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過し、第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを3ビームに回折する。   The diffractive portion 50a of the diffractive optical element 50 diffracts the light beam of the first wavelength for the first optical disk into three beams, transmits the light beam of the second wavelength for the second optical disk, and transmits the third light beam. A light beam having a third wavelength for an optical disk is diffracted into three beams.

具体的に、光源部3の第1及び第3の発光部から出射された第1又は第3の波長の光ビームは、回折光学素子50に入射すると、回折部50aにて0次光及び±1次光からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された第2の波長の光ビームは、回折光学素子50の回折部50aを略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beams of the first or third wavelength emitted from the first and third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 50, the diffractive unit 50a generates zero-order light and ±± It is diffracted into three beams composed of primary light and emitted to the beam splitter 5 side. The light beam having the second wavelength emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffracting unit 50a of the diffractive optical element 50 and is emitted to the beam splitter 5 side.

第1の回折格子50aは、図8に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部51が複数繰り返し形成されてなる。各格子部51は、断面略階段状に形成され、基準面51cに対して第1の位相高さH51で、所定の幅W51を有する第1の位相格子部51aと、この第1の位相格子部51aの両側に階段状に形成され基準面51cに対して第2の位相高さH52で、所定の幅W52を有する第2の位相格子部51bとを有する。尚、図8中Pは、各格子部51の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The first diffraction grating 50a is formed by repeatedly forming a plurality of grating portions 51 having a fine grating pattern as shown in FIG. 8 as one pitch. Each grating part 51 is formed in a substantially stepped cross section, and has a first phase grating part 51a having a first phase height H 51 and a predetermined width W 51 with respect to the reference plane 51c. in the second phase height H 52 against stepwise formed reference plane 51c on both sides of the phase grating portion 51a, and a second phase grating portions 51b having a predetermined width W 52. Incidentally, P 5 in FIG. 8, the grating pitch of each grating portion 51, that is, shows one pitch.

第1の位相格子部51a,51bは、第1及び第2の位相高さH51,H52が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH51が、λ/(N−1)の0.83倍以上1.13倍以下、且つλ/(N−1)の0.41倍以上0.57倍以下であり、第2の位相高さH52が、λ/(N−1)の0.58倍以上0.86倍以下、且つλ/(N−1)の0.28倍以上0.43倍以下であり、第1の位相高さH51と第2の位相高さH52との差ΔHが、λ/(N−1)の0.22倍以上0.42倍以下、且つλ/(N−1)の0.10倍以上0.21倍以下であり、第1の位相高さH51が第2の位相高さH52よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first phase grating portions 51a and 51b, the first and second phase heights H 51 and H 52 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), and the first phase height The height H 51 is not less than 0.83 times and not more than 1.13 times λ 1 / (N 1 -1) and not less than 0.41 times and not more than 0.57 times λ 3 / (N 3 -1); The second phase height H 52 is not less than 0.58 times and not more than 0.86 times λ 1 / (N 1 −1) and not less than 0.28 times and 0.43 times λ 3 / (N 3 −1). The difference ΔH 5 between the first phase height H 51 and the second phase height H 52 is not less than 0.22 times and not more than 0.42 times λ 1 / (N 1 −1), In addition, λ 3 / (N 3 −1) is 0.10 times or more and 0.21 times or less and satisfies the relationship that the first phase height H 51 is higher than the second phase height H 52. Is formed as

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子50を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子50を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relationship, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the diffractive optical element 50. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 50.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子50の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.470であり、783nmに対する屈折率Nが1.454であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチP=1.0とし、幅W51=0.528とし、幅W52=0.192とした場合に、第1の位相高さH51=950nm、第2の位相高さH52=720nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 with respect to 405 nm is 1.470 as the material of the diffractive optical element 50. When a glass glass material having a refractive index N 3 with respect to 783 nm of 1.454 is used, the grating pitch P 5 = 1.0, the width W 51 = 0.528, and the width W 52 = 0.192. In this case, the first phase height H 51 = 950 nm and the second phase height H 52 = 720 nm.

すなわち、第1の位相高さH51が、1.10×λ/(N−1)、且つ0.55×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH52が、0.83×λ/(N−1)、且つ0.42×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH51と第2の位相高さH52との差ΔHが、0.27×λ/(N−1)、且つ0.13×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH51が第2の位相高さH52よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 51 is 1.10 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.55 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 51 52 is 0.83 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.42 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 51 and the second phase height H The difference ΔH 5 with respect to 52 is 0.27 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.13 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 51 is the second It has a higher relation than the phase height H 52.

このような回折部50aを有する回折光学素子50は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適正な透過率で透過する。すなわち、回折部50aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率50.1%、±1次光の回折効率15.2%となり、この0次光/1次光回折光強度比が3.3となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率55.9%、±1次光の回折効率8.1%となり、この0次光/1次光回折光強度比が6.9となる。また、回折部50aは、第2の波長に対する0次光の回折効率が53.4%であり、±1次光の回折効率が7.2%であり、十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 50 having such a diffractive portion 50a diffracts the light beams of the first and third wavelengths into the main beam and the two sub beams at an appropriate 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. That is, the diffractive portion 50a has a diffraction efficiency of 50.1% for the 0th order light and a diffraction efficiency of 15.2% for the ± 1st order light with respect to the first wavelength light beam. The diffracted light intensity ratio is 3.3, and the diffraction efficiency of the 0th order light is 55.9% and the diffraction efficiency of ± 1st order light is 8.1% with respect to the light beam of the third wavelength. The light / first-order diffracted light intensity ratio is 6.9. In addition, the diffraction section 50a has a diffraction efficiency of 0th order light of 53.4% with respect to the second wavelength and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 7.2%, so that a sufficient transmittance can be obtained.

このように、回折光学素子50は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 50 has a high zero-order light diffraction efficiency and a zero-order light at the same time with respect to the first and third wavelength light beams that are divided into three beams for tracking error detection. The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

また、本発明が適用された光ピックアップでは、複合光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ1と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the composite optical element may be formed as follows. In the following description, the configuration other than the diffractive optical element is the same as that of the optical pickup 1 described above, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

この回折光学素子60は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部60aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 60 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5 and selectively divides the light beams having the first to third wavelengths emitted from the light source unit 3 into three beams. Is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is a surface on the emission side.

回折光学素子60の回折部60aは、第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを3ビームに回折し、第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過し、第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを3ビームに回折する。   The diffractive portion 60a of the diffractive optical element 60 diffracts the light beam of the first wavelength for the first optical disk into three beams, transmits the light beam of the second wavelength for the second optical disk, and transmits the third light beam. A light beam having a third wavelength for an optical disc is diffracted into three beams.

具体的に、光源部3の第1及び第3の発光部から出射された第1又は第3の波長の光ビームは、回折光学素子60に入射すると、回折部60aにて0次光及び±1次光からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された第2の波長の光ビームは、回折光学素子60の回折部60aを略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beams having the first or third wavelength emitted from the first and third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 60, the diffractive unit 60a generates zero-order light and ± It is diffracted into three beams composed of primary light and emitted to the beam splitter 5 side. Further, the light beam of the second wavelength emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffractive unit 60a of the diffractive optical element 60 and is emitted to the beam splitter 5 side.

第1の回折格子60aは、図9に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部61が複数繰り返し形成されてなる。各格子部61は、断面略階段状に形成され、基準面61cに対して第1の位相高さH61で、所定の幅W61を有する第1の位相格子部61aと、この第1の位相格子部61aの両側に階段状に形成され基準面61cに対して第2の位相高さH62で、所定の幅W62を有する第2の位相格子部61bとを有する。尚、図9中Pは、各格子部61の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The first diffraction grating 60a is formed by repeatedly forming a plurality of grating portions 61 having a fine grating pattern as shown in FIG. Each grating part 61 is formed in a substantially stepped cross section, and has a first phase grating part 61a having a first phase height H 61 and a predetermined width W 61 with respect to the reference surface 61c. in the second phase height H 62 with respect to the reference plane 61c is formed stepwise on both sides of the phase grating portion 61a, and a second phase grating portions 61b having a predetermined width W 62. In FIG. 9, P 6 indicates the lattice pitch of each lattice portion 61, that is, 1 pitch.

第1の位相格子部61a,61bは、第1及び第2の位相高さH61,H62が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH61が、λ/(N−1)の0.63倍以上0.69倍以下、且つλ/(N−1)の0.31倍以上0.35倍以下であり、第2の位相高さH62が、λ/(N−1)の0.03倍以上0.20倍以下、且つλ/(N−1)の0.01倍以上0.10倍以下であり、第1の位相高さH61と第2の位相高さH62との差ΔHが、λ/(N−1)の0.49倍以上0.63倍以下、且つλ/(N−1)の0.24倍以上0.31倍以下であり、第1の位相高さH61が第2の位相高さH62よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first phase grating portions 61a and 61b, the first and second phase heights H 61 and H 62 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), and the first phase height H 61 is not less than 0.63 times and not more than 0.69 times λ 1 / (N 1 -1), and is not less than 0.31 times and not more than 0.35 times λ 3 / (N 3 -1), second phase height H 62 is, λ 1 / (N 1 -1 ) of 0.03 times to 0.20 times or less, and λ 3 / (N 3 -1) of 0.01 times to 0.10 The difference ΔH 6 between the first phase height H 61 and the second phase height H 62 is 0.49 times or more and 0.63 times or less of λ 1 / (N 1 −1), And λ 3 / (N 3 −1) is 0.24 times or more and 0.31 times or less and satisfies the relationship that the first phase height H 61 is higher than the second phase height H 62. Is formed as

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子60を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子60を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relationship, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the diffractive optical element 60. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 60.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子60の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.470であり、783nmに対する屈折率Nが1.454であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチP=1.0とし、幅W61=0.176とし、幅W62=0.088とした場合に、第1の位相高さH61=550nm、第2の位相高さH62=40nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 for 405 nm is 1.470 as the material of the diffractive optical element 60. When a glass glass material having a refractive index N 3 with respect to 783 nm of 1.454 is used, the grating pitch P 6 = 1.0, the width W 61 = 0.176, and the width W 62 = 0.088. In this case, the first phase height H 61 = 550 nm and the second phase height H 62 = 40 nm.

すなわち、第1の位相高さH61が、0.64×λ/(N−1)、且つ0.32×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH62が、0.05×λ/(N−1)、且つ0.02×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH61と第2の位相高さH62との差ΔHが、0.59×λ/(N−1)、且つ0.30×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH61が第2の位相高さH62よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 61 is 0.64 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.32 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 61 62 is 0.05 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.02 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 61 and the second phase height H The difference ΔH 6 from 62 is 0.59 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.30 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 61 is the second and has a higher relationship than the phase height H 62.

このような回折部60aを有する回折光学素子60は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適正な透過率で透過する。すなわち、回折部60aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率50.0%、±1次光の回折効率8.7%となり、この0次光/1次光回折光強度比が5.7となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率59.5%、±1次光の回折効率8.5%となり、この0次光/1次光回折光強度比が7.0となる。また、回折部60aは、第2の波長に対する0次光の回折効率が50.1%であり、±1次光の回折効率が10.3%であり、十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 60 having such a diffractive portion 60a diffracts the light beams of the first and third wavelengths into the main beam and the two sub beams at an appropriate 0th-order light / 1st-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. That is, the diffraction unit 60a has a diffraction efficiency of 0th order light of 50.0% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 8.7% with respect to the light beam of the first wavelength. The diffracted light intensity ratio is 5.7, and the diffraction efficiency of the 0th order light is 59.5% and the diffraction efficiency of ± 1st order light is 8.5% with respect to the light beam of the third wavelength. The light / first-order diffracted light intensity ratio is 7.0. Further, the diffraction section 60a has a diffraction efficiency of 0th order light with respect to the second wavelength of 50.1% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 10.3%, so that a sufficient transmittance can be obtained.

このように、回折光学素子60は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 60 has a high diffraction efficiency of the 0th order light and the 0th order light with respect to the light beams of the first and third wavelengths that perform the 3-beam splitting for tracking error detection. The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

また、本発明が適用された光ピックアップでは、複合光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ1と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the composite optical element may be formed as follows. In the following description, the configuration other than the diffractive optical element is the same as that of the optical pickup 1 described above, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

この回折光学素子70は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部70aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 70 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5 and selectively divides the light beams having the first to third wavelengths emitted from the light source unit 3 into three beams. Is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is a surface on the emission side.

回折光学素子70の回折部70aは、第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを3ビームに回折し、第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過し、第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを3ビームに回折する。   The diffractive portion 70a of the diffractive optical element 70 diffracts the light beam of the first wavelength for the first optical disc into three beams, transmits the light beam of the second wavelength for the second optical disc, and transmits the third light beam. A light beam having a third wavelength for an optical disk is diffracted into three beams.

具体的に、光源部3の第1及び第3の発光部から出射された第1又は第3の波長の光ビームは、回折光学素子70に入射すると、回折部70aにて0次光及び±1次光からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された第2の波長の光ビームは、回折光学素子70の回折部70aを略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beams of the first or third wavelength emitted from the first and third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 70, the diffractive unit 70a generates zero-order light and ±± It is diffracted into three beams composed of primary light and emitted to the beam splitter 5 side. The light beam having the second wavelength emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffracting unit 70a of the diffractive optical element 70 and is emitted to the beam splitter 5 side.

第1の回折格子70aは、図10に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部71が複数繰り返し形成されてなる。各格子部71は、断面略階段状に形成され、基準面71cに対して第1の位相高さH71で、所定の幅W71を有する第1の位相格子部71aと、この第1の位相格子部71aの両側に階段状に形成され基準面71cに対して第2の位相高さH72で、所定の幅W72を有する第2の位相格子部71bとを有する。尚、図10中Pは、各格子部71の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The first diffraction grating 70a is formed by repeatedly forming a plurality of grating portions 71 having a fine grating pattern as shown in FIG. 10 as one pitch. Each grating part 71 is formed in a substantially stepped cross section, and has a first phase grating part 71a having a first phase height H 71 and a predetermined width W 71 with respect to the reference plane 71c. in the second phase height H 72 against stepwise formed reference plane 71c on both sides of the phase grating portion 71a, and a second phase grating portions 71b having a predetermined width W 72. Incidentally, FIG. 10 in P 7 is the grating pitch of each grating portion 71, that is, shows one pitch.

第1の位相格子部71a,71bは、第1及び第2の位相高さH71,H72が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH71が、λ/(N−1)の1.26倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.63倍以上0.68倍以下であり、第2の位相高さH72が、λ/(N−1)の1.33倍以上1.53倍以下、且つλ/(N−1)の0.66倍以上0.76倍以下であり、第1の位相高さH71と第2の位相高さH72との差ΔHが、λ/(N−1)の0.01倍以上0.24倍以下、且つλ/(N−1)の0.005倍以上0.12倍以下であり、第2の位相高さH72が第1の位相高さH71よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first phase grating portions 71a and 71b, the first and second phase heights H 71 and H 72 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), and the first phase height The height H 71 is 1.26 times to 1.36 times λ 1 / (N 1 -1) and 0.63 times to 0.68 times λ 3 / (N 3 -1); The second phase height H 72 is 1.33 times or more and 1.53 times or less of λ 1 / (N 1 −1) and 0.66 times or more and 0.76 of λ 3 / (N 3 −1). The difference ΔH 7 between the first phase height H 71 and the second phase height H 72 is not less than 0.01 times and not more than 0.24 times λ 1 / (N 1 −1), And λ 3 / (N 3 −1) is not less than 0.005 times and not more than 0.12 times, and satisfies the relationship that the second phase height H 72 is higher than the first phase height H 71. Is formed as .

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子70を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子70を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relationship, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the diffractive optical element 70. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 70.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子70の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.470であり、783nmに対する屈折率Nが1.454であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチP=1.0とし、幅W71=0.584とし、幅W72=0.116とした場合に、第1の位相高さH71=1140nm、第2の位相高さH72=1210nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 with respect to 405 nm is 1.470 as the material of the diffractive optical element 70. When a glass glass material having a refractive index N 3 with respect to 783 nm of 1.454 is used, the grating pitch P 7 = 1.0, the width W 71 = 0.584, and the width W 72 = 0.116. In this case, the first phase height H 71 = 1140 nm and the second phase height H 72 = 1210 nm are set.

すなわち、第1の位相高さH71が、1.32×λ/(N−1)、且つ0.66×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH72が、1.40×λ/(N−1)、且つ0.70×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH71と第2の位相高さH72との差ΔHが、0.08×λ/(N−1)、且つ0.04×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH72が第1の位相高さH71よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 71 is 1.32 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.66 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 71 72 is 1.40 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.70 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 71 and the second phase height H The difference ΔH 7 from 72 is 0.08 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.04 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 72 is the first The phase height is higher than H 71 .

このような回折部70aを有する回折光学素子70は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適正な透過率で透過する。すなわち、回折部70aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率50.2%、±1次光の回折効率7.9%となり、この0次光/1次光回折光強度比が6.3となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率55.0%、±1次光の回折効率10.6%となり、この0次光/1次光回折光強度比が5.2となる。また、回折部70aは、第2の波長に対する0次光の回折効率が78.7%であり、±1次光の回折効率が6.2%であり、十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 70 having such a diffractive portion 70a diffracts the light beams of the first and third wavelengths into the main beam and the two sub beams at an appropriate 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. In other words, the diffraction unit 70a has a diffraction efficiency of 0th order light of 50.2% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 7.9% with respect to the light beam of the first wavelength. The diffracted light intensity ratio is 6.3, and the diffraction efficiency of the 0th order light is 55.0% and the diffraction efficiency of ± 1st order light is 10.6% with respect to the light beam of the third wavelength. The light / first-order diffracted light intensity ratio is 5.2. Further, the diffraction section 70a has a diffraction efficiency of 0th order light with respect to the second wavelength of 78.7% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 6.2%, so that a sufficient transmittance can be obtained.

このように、回折光学素子70は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 70 has a high zero-order diffraction efficiency at the same time as the zero-order light with respect to the first and third wavelength light beams that are split into three beams for tracking error detection. The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

また、本発明が適用された光ピックアップでは、複合光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ1と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the composite optical element may be formed as follows. In the following description, the configuration other than the diffractive optical element is the same as that of the optical pickup 1 described above, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

この回折光学素子80は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部80aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 80 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5, and diffractive unit 80 a that selectively splits the light beams having the first to third wavelengths emitted from the light source unit 3 into three beams. Is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is a surface on the emission side.

回折光学素子80の回折部80aは、第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを3ビームに回折し、第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過し、第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを3ビームに回折する。   The diffractive portion 80a of the diffractive optical element 80 diffracts the light beam of the first wavelength for the first optical disk into three beams, transmits the light beam of the second wavelength for the second optical disk, and transmits the third light beam. A light beam having a third wavelength for an optical disk is diffracted into three beams.

具体的に、光源部3の第1及び第3の発光部から出射された第1又は第3の波長の光ビームは、回折光学素子80に入射すると、回折部80aにて0次光及び±1次光からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された第2の波長の光ビームは、回折光学素子80の回折部80aを略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beams having the first or third wavelength emitted from the first and third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 80, the diffractive unit 80a generates zero-order light and ±± It is diffracted into three beams composed of primary light and emitted to the beam splitter 5 side. The light beam having the second wavelength emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffracting unit 80a of the diffractive optical element 80 and is emitted to the beam splitter 5 side.

第1の回折格子80aは、図11に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部81が複数繰り返し形成されてなる。各格子部81は、断面略階段状に形成され、基準面81cに対して第1の位相高さH81で、所定の幅W81を有する第1の位相格子部81aと、この第1の位相格子部81aの両側に階段状に形成され基準面81cに対して第2の位相高さH82で、所定の幅W82を有する第2の位相格子部81bとを有する。尚、図11中Pは、各格子部81の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The first diffraction grating 80a is formed by repeatedly forming a plurality of grating portions 81 having a fine grating pattern as shown in FIG. Each grid section 81 is formed in a substantially stepwise, in the first phase the height H 81 with respect to the reference plane 81c, and the first phase grating portion 81a having a predetermined width W 81, the first in the second phase height H 82 against stepwise formed reference plane 81c on both sides of the phase grating portion 81a, and a second phase grating portions 81b having a predetermined width W 82. Incidentally, FIG. 11 in P 8 is the grating pitch of each grating portion 81, that is, shows one pitch.

第1の位相格子部81a,81bは、第1及び第2の位相高さH81,H82が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH81が、λ/(N−1)の1.65倍以上1.75倍以下、且つλ/(N−1)の0.82倍以上0.87倍以下であり、第2の位相高さH82が、λ/(N−1)の1.18倍以上1.25倍以下、且つλ/(N−1)の0.59倍以上0.62倍以下であり、第1の位相高さH81と第2の位相高さH82との差ΔHが、λ/(N−1)の0.42倍以上0.56倍以下、且つλ/(N−1)の0.21倍以上0.28倍以下であり、第1の位相高さH81が第2の位相高さH82よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first phase grating portions 81a and 81b, the first and second phase heights H 81 and H 82 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), and the first phase height H 81 is 1.65 times or more and 1.75 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.82 times or more and 0.87 times or less of λ 3 / (N 3 -1), The second phase height H 82 is 1.18 times or more and 1.25 times or less of λ 1 / (N 1 −1) and 0.59 times or more and 0.62 of λ 3 / (N 3 −1). The difference ΔH 8 between the first phase height H 81 and the second phase height H 82 is not less than 0.42 times and not more than 0.56 times λ 1 / (N 1 −1), And λ 3 / (N 3 −1) is 0.21 times or more and 0.28 times or less and satisfies the relationship that the first phase height H 81 is higher than the second phase height H 82. Is formed as

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子80を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子80を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relationship, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the diffractive optical element 80. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 80.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子80の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.525であり、783nmに対する屈折率Nが1.503であるプラスチック樹脂を用いた場合に、格子ピッチP=1.0とし、幅W81=0.22とし、幅W82=0.06とした場合に、第1の位相高さH81=1350nm、第2の位相高さH82=920nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 with respect to 405 nm is 1.525 as the material of the diffractive optical element 80. When a plastic resin having a refractive index N 3 with respect to 783 nm of 1.503 is used, the grating pitch P 8 is 1.0, the width W 81 is 0.22, and the width W 82 is 0.06. In this case, the first phase height H 81 = 1350 nm and the second phase height H 82 = 920 nm are set.

すなわち、第1の位相高さH81が、1.75×λ/(N−1)、且つ0.87×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH82が、1.19×λ/(N−1)、且つ0.59×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH81と第2の位相高さH82との差ΔHが、0.56×λ/(N−1)、且つ0.28×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH81が第2の位相高さH82よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 81 is 1.75 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.87 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 81 82 is 1.19 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.59 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 81 and the second phase height H The difference ΔH 8 with respect to 82 is 0.56 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.28 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 81 is the second The phase height is higher than H82 .

このような回折部80aを有する回折光学素子80は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適正な透過率で透過する。すなわち、回折部80aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率50.3%、±1次光の回折効率8.2%となり、この0次光/1次光回折光強度比が6.2となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率55.2%、±1次光の回折効率7.9%となり、この0次光/1次光回折光強度比が7.0となる。また、回折部80aは、第2の波長に対する0次光の回折効率が71.3%であり、±1次光の回折効率が1.1%であり、十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 80 having such a diffractive portion 80a diffracts the light beams of the first and third wavelengths into the main beam and the two sub beams at an appropriate 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. That is, the diffraction section 80a has a diffraction efficiency of 0. 3rd order light of 50.3% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 8.2% with respect to the light beam of the first wavelength. The diffracted light intensity ratio is 6.2, and the diffraction efficiency of the 0th order light is 55.2% and the diffraction efficiency of ± 1st order light is 7.9% for the third wavelength light beam. The light / first-order diffracted light intensity ratio is 7.0. The diffraction section 80a has a diffraction efficiency of 0th order light of 71.3% with respect to the second wavelength and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 1.1%, so that a sufficient transmittance can be obtained.

このように、回折光学素子80は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 80 has a high diffraction efficiency of the 0th order light and the 0th order light with respect to the light beams of the first and third wavelengths that perform the 3-beam splitting for tracking error detection. The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

また、本発明が適用された光ピックアップでは、複合光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ1と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the composite optical element may be formed as follows. In the following description, the configuration other than the diffractive optical element is the same as that of the optical pickup 1 described above, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

この回折光学素子90は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部90aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 90 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5, and diffractive unit 90a that selectively splits the light beams having the first to third wavelengths emitted from the light source unit 3 into three beams. Is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is a surface on the emission side.

回折光学素子90の回折部90aは、第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを3ビームに回折し、第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過し、第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを3ビームに回折する。   The diffractive portion 90a of the diffractive optical element 90 diffracts the light beam of the first wavelength for the first optical disc into three beams, transmits the light beam of the second wavelength for the second optical disc, and transmits the third light beam. A light beam having a third wavelength for an optical disk is diffracted into three beams.

具体的に、光源部3の第1及び第3の発光部から出射された第1又は第3の波長の光ビームは、回折光学素子90に入射すると、回折部90aにて0次光及び±1次光からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された第2の波長の光ビームは、回折光学素子90の回折部90aを略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beams of the first or third wavelength emitted from the first and third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 90, the diffractive unit 90a generates zero-order light and ± It is diffracted into three beams composed of primary light and emitted to the beam splitter 5 side. Further, the light beam having the second wavelength emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffracting unit 90a of the diffractive optical element 90 and is emitted to the beam splitter 5 side.

第1の回折格子90aは、図12に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部91が複数繰り返し形成されてなる。各格子部91は、断面略階段状に形成され、基準面91cに対して第1の位相高さH91で、所定の幅W91を有する第1の位相格子部91aと、この第1の位相格子部91aの両側に階段状に形成され基準面91cに対して第2の位相高さH92で、所定の幅W92を有する第2の位相格子部91bとを有する。尚、図12中Pは、各格子部91の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The first diffraction grating 90a includes a plurality of grating portions 91 each having a fine grating pattern as shown in FIG. Each grating part 91 is formed in a substantially stepped cross section, and has a first phase grating part 91a having a first phase height H 91 and a predetermined width W 91 with respect to the reference plane 91c, and the first phase grating part 91a. A second phase grating portion 91b is formed on both sides of the phase grating portion 91a in a stepped manner and has a second phase height H 92 and a predetermined width W 92 with respect to the reference plane 91c. Note that FIG. 12 in P 9 is the grating pitch of each grating portion 91, that is, shows one pitch.

第1の位相格子部91a,91bは、第1及び第2の位相高さH91,H92が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH91が、λ/(N−1)の1.32倍以上1.93倍以下、且つλ/(N−1)の0.65倍以上0.96倍以下であり、第2の位相高さH92が、λ/(N−1)の0.01倍以上0.59倍以下、且つλ/(N−1)の0.005倍以上0.29倍以下であり、第1の位相高さH91と第2の位相高さH92との差ΔHが、λ/(N−1)の1.18倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.59倍以上0.68倍以下であり、第1の位相高さH91が第2の位相高さH92よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first phase grating portions 91a and 91b, the first and second phase heights H 91 and H 92 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), and the first phase height The height H 91 is not less than 1.32 times and not more than 1.93 times λ 1 / (N 1 -1) and not less than 0.65 times and not more than 0.96 times λ 3 / (N 3 -1); The second phase height H 92 is not less than 0.01 times and not more than 0.59 times λ 1 / (N 1 −1), and is not less than 0.005 times λ 3 / (N 3 −1) and 0.29. The difference ΔH 9 between the first phase height H 91 and the second phase height H 92 is 1.18 times or more and 1.36 times or less of λ 1 / (N 1 −1), And λ 3 / (N 3 −1) is 0.59 times to 0.68 times and satisfies the relationship that the first phase height H 91 is higher than the second phase height H 92. Is formed as .

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子90を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子90を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relationship, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the diffractive optical element 90. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 90.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子90の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.470であり、783nmに対する屈折率Nが1.454であるガラス硝材を用いた場合に、格子ピッチP=1.0とし、幅W91=0.188とし、幅W92=0.136とした場合に、第1の位相高さH91=1180nm、第2の位相高さH92=40nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 with respect to 405 nm is 1.470 as the material of the diffractive optical element 90. When a glass glass material having a refractive index N 3 with respect to 783 nm of 1.454 is used, the grating pitch P 9 is set to 1.0, the width W 91 is set to 0.188, and the width W 92 is set to 0.136. In this case, the first phase height H 91 = 1180 nm and the second phase height H 92 = 40 nm are set.

すなわち、第1の位相高さH91が、1.37×λ/(N−1)、且つ0.68×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH92が、0.05×λ/(N−1)、且つ0.02×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH91と第2の位相高さH92との差ΔHが、1.32×λ/(N−1)、且つ0.66×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH91が第2の位相高さH92よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 91 is 1.37 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.68 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 91 is 92 is 0.05 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.02 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 91 and the second phase height H The difference ΔH 9 from 92 is 1.32 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.66 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 91 is the second The phase height is higher than H92 .

このような回折部90aを有する回折光学素子90は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適正な透過率で透過する。すなわち、回折部90aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率50.0%、±1次光の回折効率12.1%となり、この0次光/1次光回折光強度比が4.1となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率55.5%、±1次光の回折効率8.3%となり、この0次光/1次光回折光強度比が6.7となる。また、回折部90aは、第2の波長に対する0次光の回折効率が80.1%であり、±1次光の回折効率が3.0%であり、十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 90 having such a diffractive portion 90a diffracts the light beams of the first and third wavelengths into the main beam and the two sub beams at an appropriate 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. That is, the diffraction unit 90a has a diffraction efficiency of 0th order light of 50.0% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 12.1% with respect to the light beam of the first wavelength. The diffracted light intensity ratio is 4.1, and the diffraction efficiency of the 0th order light is 55.5% and the diffraction efficiency of ± 1st order light is 8.3% with respect to the light beam of the third wavelength. The light / first-order diffracted light intensity ratio is 6.7. Further, the diffraction section 90a has a diffraction efficiency of 0th-order light with respect to the second wavelength of 80.1% and a diffraction efficiency of ± 1st-order light of 3.0%, so that a sufficient transmittance can be obtained.

このように、回折光学素子90は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 90 has a high 0th-order light diffraction efficiency for the first and third wavelength light beams that are split into three beams for tracking error detection, and at the same time, The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

また、本発明が適用された光ピックアップでは、複合光学素子を以下のように形成してもよい。尚、以下の説明において、回折光学素子以外の構成は、上述した光ピックアップ1と共通であり、共通する部分については同一の符号を付すとともにその詳細を省略する。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the composite optical element may be formed as follows. In the following description, the configuration other than the diffractive optical element is the same as that of the optical pickup 1 described above, and the common portions are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

この回折光学素子100は、光源部3とビームスプリッタ5との間に設けられ、光源部3より出射された第1乃至第3の波長の光ビームを選択的に3ビームに分割する回折部100aが出射側の面であるビームスプリッタ5側に設けられている表面レリーフ型の格子状の回折光学素子である。   The diffractive optical element 100 is provided between the light source unit 3 and the beam splitter 5 and selectively divides the light beams having the first to third wavelengths emitted from the light source unit 3 into three beams. Is a surface relief type grating-like diffractive optical element provided on the beam splitter 5 side which is the surface on the exit side.

回折光学素子100の回折部100aは、第1の光ディスク用の第1の波長の光ビームを3ビームに回折し、第2の光ディスク用の第2の波長の光ビームを透過し、第3の光ディスク用の第3の波長の光ビームを3ビームに回折する。   The diffractive portion 100a of the diffractive optical element 100 diffracts the light beam of the first wavelength for the first optical disk into three beams, transmits the light beam of the second wavelength for the second optical disk, and transmits the third light beam. A light beam having a third wavelength for an optical disk is diffracted into three beams.

具体的に、光源部3の第1及び第3の発光部から出射された第1又は第3の波長の光ビームは、回折光学素子100に入射すると、回折部100aにて0次光及び±1次光からなる3ビームに回折されてビームスプリッタ5側へ出射される。また、光源部3の第2の発光部から出射された第2の波長の光ビームは、回折光学素子100の回折部100aを略透過してビームスプリッタ5側へ出射される。   Specifically, when the light beams having the first or third wavelength emitted from the first and third light emitting units of the light source unit 3 are incident on the diffractive optical element 100, the diffractive unit 100a generates zero-order light and ± It is diffracted into three beams composed of primary light and emitted to the beam splitter 5 side. Further, the light beam of the second wavelength emitted from the second light emitting unit of the light source unit 3 is substantially transmitted through the diffractive unit 100a of the diffractive optical element 100 and is emitted to the beam splitter 5 side.

第1の回折格子100aは、図13に示すような微細な格子パターンを1ピッチとした格子部101が複数繰り返し形成されてなる。各格子部101は、断面略階段状に形成され、基準面101cに対して第1の位相高さH101で、所定の幅W101を有する第1の位相格子部101aと、この第1の位相格子部101aの両側に階段状に形成され基準面101cに対して第2の位相高さH102で、所定の幅W102を有する第2の位相格子部101bとを有する。尚、図13中P10は、各格子部101の格子ピッチ、すなわち1ピッチを示すものである。 The first diffraction grating 100a is formed by repeatedly forming a plurality of grating portions 101 having a fine grating pattern as shown in FIG. Each grating part 101 is formed in a substantially stepped cross section, and has a first phase grating part 101a having a first phase height H 101 and a predetermined width W 101 with respect to the reference plane 101c. in the second phase the height H 102 against stepwise formed reference plane 101c on both sides of the phase grating portion 101a, and a second phase grating portions 101b having a predetermined width W 102. Incidentally, in FIG. 13 P 10 is the grating pitch of each grating portion 101, that is, shows one pitch.

第1の位相格子部101a,101bは、第1及び第2の位相高さH101,H102が、λ/(N−1)の2.00倍以下であり、第1の位相高さH101が、λ/(N−1)の1.32倍以上1.43倍以下、且つλ/(N−1)の0.65倍以上0.72倍以下であり、第2の位相高さH102が、λ/(N−1)の1.25倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.62倍以上0.68倍以下であり、第1の位相高さH101と第2の位相高さH102との差ΔH10が、λ/(N−1)の0.01倍以上0.11倍以下、且つλ/(N−1)の0.005倍以上0.06倍以下であり、第1の位相高さH101が第2の位相高さH102よりも高くなるような関係を満たすように形成されている。 In the first phase grating portions 101a and 101b, the first and second phase heights H 101 and H 102 are not more than 2.00 times λ 1 / (N 1 −1), and the first phase height The height H 101 is not less than 1.32 times and not more than 1.43 times λ 1 / (N 1 -1), and not less than 0.65 times and not more than 0.72 times λ 3 / (N 3 -1); second phase height H 102 is, λ 1 / (N 1 -1 ) of 1.25 times 1.36 times or less, and λ 3 / (N 3 -1) of 0.62 times 0.68 The difference ΔH 10 between the first phase height H 101 and the second phase height H 102 is 0.01 times or more and 0.11 times or less of λ 1 / (N 1 −1), and λ 3 / (N 3 -1) or less 0.06 times 0.005 times more, satisfy the first phase the height H 101 is the second phase height H 102 becomes higher such relationship than It is formed in the Suyo.

尚、上述の関係において、λは、第1の波長(nm)であり、λは、第3の波長(nm)であり、Nは、回折光学素子100を構成する材料の第1の波長λに対する屈折率であり、Nは、回折光学素子100を構成する材料の第3の波長λに対する屈折率である。 In the above relation, λ 1 is the first wavelength (nm), λ 3 is the third wavelength (nm), and N 1 is the first material of the diffractive optical element 100. the refractive index of the relative wavelength lambda 1, N 3 is the refractive index for the third wavelength lambda 3 of the material constituting the diffractive optical element 100.

例えば、第1の波長λを405nmとし、第2の波長λを658nmとし、第3の波長λを783nmとし、回折光学素子100の材料として、405nmに対する屈折率Nが1.525であり、783nmに対する屈折率Nが1.503であるプラスチック樹脂を用いた場合に、格子ピッチP10=1.0とし、幅W101=0.124とし、幅W102=0.348とした場合に、第1の位相高さH101=1090nm、第2の位相高さH102=1030nmとされている。 For example, the first wavelength λ 1 is 405 nm, the second wavelength λ 2 is 658 nm, the third wavelength λ 3 is 783 nm, and the refractive index N 1 for 405 nm is 1.525 as the material of the diffractive optical element 100. When a plastic resin having a refractive index N 3 with respect to 783 nm is 1.503, the grating pitch P 10 = 1.0, the width W 101 = 0.124, and the width W 102 = 0.348. In this case, the first phase height H 101 = 1090 nm and the second phase height H 102 = 1030 nm.

すなわち、第1の位相高さH101が、1.41×λ/(N−1)、且つ0.70×λ/(N−1)であり、第2の位相高さH102が、1.34×λ/(N−1)、且つ0.66×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH101と第2の位相高さH102との差ΔH10が、0.08×λ/(N−1)、且つ0.04×λ/(N−1)であり、第1の位相高さH101が第2の位相高さH102よりも高い関係となっている。 That is, the first phase height H 101 is 1.41 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.70 × λ 3 / (N 3 −1), and the second phase height H 101 102 is 1.34 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.66 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 101 and the second phase height H The difference ΔH 10 with respect to 102 is 0.08 × λ 1 / (N 1 −1) and 0.04 × λ 3 / (N 3 −1), and the first phase height H 101 is the second The phase height is higher than H102 .

このような回折部100aを有する回折光学素子100は、第1及び第3の波長の光ビームを適正な0次光/1次光回折光強度比でメインビーム及び2つのサブビームに回折し、第2の波長の光ビームを適正な透過率で透過する。すなわち、回折部100aは、第1の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率52.0%、±1次光の回折効率10.0%となり、この0次光/1次光回折光強度比が5.2となり、また、第3の波長の光ビームに対して、0次光の回折効率55.4%、±1次光の回折効率7.9%となり、この0次光/1次光回折光強度比が7.0となる。また、回折部100aは、第2の波長に対する0次光の回折効率が78.7%であり、±1次光の回折効率が3.1%であり、十分な透過率が得られる。   The diffractive optical element 100 having such a diffractive portion 100a diffracts the light beams of the first and third wavelengths into the main beam and the two sub beams at an appropriate 0th-order light / first-order light diffracted light intensity ratio. A light beam having a wavelength of 2 is transmitted with an appropriate transmittance. That is, the diffraction section 100a has a diffraction efficiency of 0th order light of 52.0% and a diffraction efficiency of ± 1st order light of 10.0% with respect to the light beam of the first wavelength. The diffracted light intensity ratio is 5.2, and the diffraction efficiency of the 0th order light is 55.4% and the diffraction efficiency of ± 1st order light is 7.9% with respect to the light beam of the third wavelength. The light / first-order diffracted light intensity ratio is 7.0. Further, the diffraction section 100a has a diffraction efficiency of 0-order light with respect to the second wavelength of 78.7% and a diffraction efficiency of ± 1st-order light of 3.1%, so that a sufficient transmittance can be obtained.

このように、回折光学素子100は、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して、高い0次光の回折効率を有すると同時に0次光と±1次光との光強度比を適正な範囲にすることができるとともに、トラッキングエラー検出のために3ビーム分割を行わない第2の波長の光ビームに対して適正な透過率で透過して高い0次光の回折効率を有する。   As described above, the diffractive optical element 100 has high zero-order light diffraction efficiency for the first and third wavelength light beams that are divided into three beams for tracking error detection, and at the same time, the zero-order light. The light intensity ratio with ± 1st order light can be set within an appropriate range, and the light beam with the second wavelength that is not divided into three beams for tracking error detection is transmitted with an appropriate transmittance. High diffraction efficiency of 0th order light.

以上のような回折光学素子20,30,40,50,60,70,80,90,100を備えた光ピックアップによっても、異なる3波長の光ビームを用いて複数種類の光ディスクに対して記録再生を行うときにトラッキングエラー信号を検出する際に、回折光学素子20,30,40,50,60,70,80,90,100の回折部20a,30a,40a,50a,60a,70a,80a,90a,100aが3ビーム分割を行う第1及び第3の波長の光ビームに対して最適な回折効率で3ビームを発生させることができるとともに、3ビーム分割を行わない波長の光ビームに対して適正な透過率で透過させることができるので、光源部3の第1乃至第3の発光部から出射される各波長の光ビームのレーザ利用効率を高めるとともに、各波長の光ビームを用いて精度よくトラッキングエラー検出を行うことができる。   Even with an optical pickup provided with the diffractive optical elements 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, and 100 as described above, recording and reproduction are performed on a plurality of types of optical disks using light beams of three different wavelengths. When the tracking error signal is detected when performing diffracting optical elements 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, the diffractive portions 20a, 30a, 40a, 50a, 60a, 70a, 80a, 90a and 100a can generate three beams with the optimal diffraction efficiency for the light beams of the first and third wavelengths that are split into three beams, and the light beams of the wavelengths that are not split into three beams. Since the light can be transmitted with an appropriate transmittance, the laser utilization efficiency of the light beams of the respective wavelengths emitted from the first to third light emitting units of the light source unit 3 is improved. The light beam of each wavelength can be performed accurately tracking error detection using.

本発明が適用された光ピックアップでは、3波長半導体レーザ素子により出射されるレーザ光の波長は、各種光ディスク8に応じて変更可能であり、上述した波長405nm、波長660nm及び波長785nmのレーザに限定されるものではない。   In the optical pickup to which the present invention is applied, the wavelength of the laser light emitted from the three-wavelength semiconductor laser element can be changed according to the various optical disks 8, and is limited to the above-described lasers with the wavelength of 405 nm, the wavelength of 660 nm, and the wavelength of 785 nm. Is not to be done.

本発明が適用された光ピックアップの光学系を示す光路図である。1 is an optical path diagram showing an optical system of an optical pickup to which the present invention is applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention is applied. 光ディスクの信号記録面に照射されたメインビーム及びサブビームのスポットを示す平面図であり、(a)は差動プッシュプル(DPP)方式の場合の平面図であり、(b)は、3スポット方式の場合の平面図である。It is a top view which shows the spot of the main beam and sub beam with which the signal recording surface of the optical disk was irradiated, (a) is a top view in the case of a differential push pull (DPP) system, (b) is a 3 spot system. It is a top view in the case of. 本発明が適用された光ピックアップを構成するフォトディテクタを示す平面図である。It is a top view which shows the photodetector which comprises the optical pick-up to which this invention was applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子の他の例の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the other example of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention was applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子のさらに他の例の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the further another example of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention is applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子のさらに他の例の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the further another example of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention is applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子のさらに他の例の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the further another example of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention is applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子のさらに他の例の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the further another example of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention is applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子のさらに他の例の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the further another example of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention is applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子のさらに他の例の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the further another example of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention is applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子のさらに他の例の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the further another example of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention is applied. 本発明が適用された光ピックアップを構成する回折光学素子のさらに他の例の回折部を示す側面図である。It is a side view which shows the diffraction part of the further another example of the diffractive optical element which comprises the optical pick-up to which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1 光ピックアップ、 3 光源部、 4 回折光学素子、 4a 回折部、 5 ビームスプリッタ、 6 コリメータレンズ、 7 対物レンズ、 8 光ディスク、 9 板状光学素子、 10 光検出器、 11 格子部、 11a 第1の位相格子部、 11b 第2の位相格子部、 14 第1の受光面、 15 第2の受光面、 16 第3の受光面 17 第4の受光面、 18 第5の受光面、 19 第6の受光面   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical pick-up, 3 Light source part, 4 Diffractive optical element, 4a Diffractive part, 5 Beam splitter, 6 Collimator lens, 7 Objective lens, 8 Optical disk, 9 Plate optical element, 10 Photo detector, 11 Grating part, 11a 1st 11b 2nd phase grating part, 14 1st light-receiving surface, 15 2nd light-receiving surface, 16 3rd light-receiving surface, 17th 4th light-receiving surface, 18 5th light-receiving surface, 19 6th Light receiving surface

Claims (14)

第1の波長の光ビームを出射する第1の発光部と、
第2の波長の光ビームを出射する第2の発光部と、
第3の波長の光ビームを出射する第3の発光部と、
基準面に対して第1の位相高さを有する第1の位相格子部と、上記第1の位相格子部の両側に上記基準面に対して第2の位相高さを有する第2の位相格子部とを備えることにより2段の位相高さを有し、上記第1乃至第3の発光部から出射された光ビームの光軸を一致して入射され、上記第1及び第3の光ビームを3ビームに分割する回折部を有する回折光学素子と、
上記第1乃至第3の発光部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記光ディスクで反射された戻りの光ビームを検出する光検出器とを備え、
上記第1の波長をλとし、上記回折光学素子の第1の波長λに対する屈折率をNとしたとき、上記第1及び第2の位相高さは、いずれも2×λ/(N−1)以下である光ピックアップ。
A first light emitting unit that emits a light beam of a first wavelength;
A second light emitting unit for emitting a light beam of a second wavelength;
A third light emitting unit that emits a light beam of a third wavelength;
A first phase grating portion having a first phase height with respect to a reference plane; and a second phase grating having a second phase height with respect to the reference plane on both sides of the first phase grating portion. The first and third light beams having a two-stage phase height and being incident with the optical axes of the light beams emitted from the first to third light emitting portions being coincident with each other. A diffractive optical element having a diffractive portion for dividing the beam into three beams;
An objective lens for condensing the light beam emitted from the first to third light emitting units on the signal recording surface of the optical disc;
A photodetector for detecting a return light beam reflected by the optical disc,
When the first wavelength is λ 1 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the first wavelength λ 1 is N 1 , the first and second phase heights are both 2 × λ 1 / (N 1 -1) An optical pickup that is less than or equal to.
上記回折光学素子は、上記第1及び第3の波長の光ビームを、1次光に対する0次光の回折光強度比が3〜10となるように3ビームに分割する請求項1記載の光ピックアップ。   2. The light according to claim 1, wherein the diffractive optical element divides the light beams having the first and third wavelengths into three beams so that a diffracted light intensity ratio of the zero-order light to the first-order light is 3 to 10. 3. pick up. 上記第1乃至第3の発光部を有する光源部を備える請求項1記載の光ピックアップ。   The optical pickup according to claim 1, further comprising a light source unit having the first to third light emitting units. 上記第1の波長は、405nm付近であり、
上記第2の波長は、660nm付近であり、
上記第3の波長は、785nm付近である請求項1記載の光ピックアップ。
The first wavelength is around 405 nm,
The second wavelength is around 660 nm,
The optical pickup according to claim 1, wherein the third wavelength is around 785 nm.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の0.01倍以上0.67倍以下、且つλ/(N−1)の0.005倍以上0.34倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の1.34倍以上2.00倍以下、且つλ/(N−1)の0.66倍以上1.00倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の1.18倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.59倍以上0.68倍以下であり、
上記第2の位相高さが上記第1の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is 0.01 times or more and 0.67 times or less of λ 1 / (N 1 -1), and 0.005 times or more and 0.34 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The second phase height is 1.34 times or more and 2.00 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.66 times or more and 1.00 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is 1.18 times or more and 1.36 times or less of λ 1 / (N 1 −1) and λ 3 / (N 3 −1). 0.59 times or more and 0.68 times or less,
5. The optical pickup according to claim 4, wherein the second phase height is higher than the first phase height.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の0.99倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.49倍以上0.68倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の1.55倍以上2.00倍以下、且つλ/(N−1)の0.77倍以上1.00倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の0.44倍以上0.67倍以下、且つλ/(N−1)の0.21倍以上0.34倍以下であり、
上記第2の位相高さが上記第1の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is 0.99 times or more and 1.36 times or less of λ 1 / (N 1 -1), and 0.49 times or more and 0.68 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The second phase height is 1.55 times or more and 2.00 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.77 times or more and 1.00 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is not less than 0.44 times and not more than 0.67 times λ 1 / (N 1 −1), and λ 3 / (N 3 −1). 0.21 times or more and 0.34 times or less,
5. The optical pickup according to claim 4, wherein the second phase height is higher than the first phase height.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の0.88倍以上1.20倍以下、且つλ/(N−1)の0.43倍以上0.60倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の1.14倍以上1.63倍以下、且つλ/(N−1)の0.57倍以上0.82倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の0.23倍以上0.42倍以下、且つλ/(N−1)の0.11倍以上0.21倍以下であり、
上記第2の位相高さが上記第1の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is 0.88 times or more and 1.20 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.43 times or more and 0.60 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The second phase height is 1.14 to 1.63 times λ 1 / (N 1 −1) and 0.57 to 0.82 times λ 3 / (N 3 −1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is not less than 0.23 times and not more than 0.42 times λ 1 / (N 1 −1) and λ 3 / (N 3 −1). 0.11 times or more and 0.21 times or less,
5. The optical pickup according to claim 4, wherein the second phase height is higher than the first phase height.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の0.63倍以上1.10倍以下、且つλ/(N−1)の0.31倍以上0.55倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の0.49倍以上0.85倍以下、且つλ/(N−1)の0.24倍以上0.42倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の0.03倍以上0.32倍以下、且つλ/(N−1)の0.01倍以上0.16倍以下であり、
上記第1の位相高さが上記第2の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is 0.63 times or more and 1.10 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.31 times or more and 0.55 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The second phase height is 0.49 times or more and 0.85 times or less of λ 1 / (N 1 −1), and 0.24 times or more and 0.42 times of λ 3 / (N 3 −1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is not less than 0.03 times and not more than 0.32 times λ 1 / (N 1 −1) and λ 3 / (N 3 −1). 0.01 times or more and 0.16 times or less,
The optical pickup according to claim 4, wherein the first phase height is higher than the second phase height.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の0.83倍以上1.13倍以下、且つλ/(N−1)の0.41倍以上0.57倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の0.58倍以上0.86倍以下、且つλ/(N−1)の0.28倍以上0.43倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の0.22倍以上0.42倍以下、且つλ/(N−1)の0.10倍以上0.21倍以下であり、
上記第1の位相高さが上記第2の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is 0.83 times or more and 1.13 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.41 times or more and 0.57 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The second phase height is 0.58 times or more and 0.86 times or less of λ 1 / (N 1 −1), and 0.28 times or more and 0.43 times of λ 3 / (N 3 −1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is not less than 0.22 times and not more than 0.42 times λ 1 / (N 1 -1) and λ 3 / (N 3 -1). 0.10 times or more and 0.21 times or less,
The optical pickup according to claim 4, wherein the first phase height is higher than the second phase height.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の0.63倍以上0.69倍以下、且つλ/(N−1)の0.31倍以上0.35倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の0.03倍以上0.20倍以下、且つλ/(N−1)の0.01倍以上0.10倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の0.49倍以上0.63倍以下、且つλ/(N−1)の0.24倍以上0.31倍以下であり、
上記第1の位相高さが上記第2の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is not less than 0.63 times and not more than 0.69 times λ 1 / (N 1 −1), and not less than 0.31 times and not less than 0.35 times λ 3 / (N 3 −1). And
The second phase height is 0.03 to 0.20 times λ 1 / (N 1 −1) and 0.01 to 0.10 times λ 3 / (N 3 −1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is 0.49 times or more and 0.63 times or less of λ 1 / (N 1 −1), and λ 3 / (N 3 −1). 0.24 times or more and 0.31 times or less,
The optical pickup according to claim 4, wherein the first phase height is higher than the second phase height.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の1.26倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.63倍以上0.68倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の1.33倍以上1.53倍以下、且つλ/(N−1)の0.66倍以上0.76倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の0.01倍以上0.24倍以下、且つλ/(N−1)の0.005倍以上0.12倍以下であり、
上記第2の位相高さが上記第1の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is 1.26 times to 1.36 times λ 1 / (N 1 -1) and 0.63 times to 0.68 times λ 3 / (N 3 -1). And
The second phase height is 1.33 times or more and 1.53 times or less of λ 1 / (N 1 −1) and 0.66 times or more and 0.76 times of λ 3 / (N 3 −1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is 0.01 times or more and 0.24 times or less of λ 1 / (N 1 −1) and λ 3 / (N 3 −1). 0.005 times or more and 0.12 times or less,
5. The optical pickup according to claim 4, wherein the second phase height is higher than the first phase height.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の1.65倍以上1.75倍以下、且つλ/(N−1)の0.82倍以上0.87倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の1.18倍以上1.25倍以下、且つλ/(N−1)の0.59倍以上0.62倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の0.42倍以上0.56倍以下、且つλ/(N−1)の0.21倍以上0.28倍以下であり、
上記第1の位相高さが上記第2の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is 1.65 times or more and 1.75 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.82 times or more and 0.87 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The second phase height is 1.18 times or more and 1.25 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.59 times or more and 0.62 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is not less than 0.42 times and not more than 0.56 times λ 1 / (N 1 −1) and λ 3 / (N 3 −1). 0.21 times or more and 0.28 times or less,
The optical pickup according to claim 4, wherein the first phase height is higher than the second phase height.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の1.32倍以上1.93倍以下、且つλ/(N−1)の0.65倍以上0.96倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の0.01倍以上0.59倍以下、且つλ/(N−1)の0.005倍以上0.29倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の1.18倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.59倍以上0.68倍以下であり、
上記第1の位相高さが上記第2の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is 1.32 times or more and 1.93 times or less of λ 1 / (N 1 -1) and 0.65 or more and 0.96 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The second phase height is 0.01 times or more and 0.59 times or less of λ 1 / (N 1 -1), and 0.005 times or more and 0.29 times of λ 3 / (N 3 -1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is 1.18 times or more and 1.36 times or less of λ 1 / (N 1 −1) and λ 3 / (N 3 −1). 0.59 times or more and 0.68 times or less,
The optical pickup according to claim 4, wherein the first phase height is higher than the second phase height.
上記第3の波長をλとし、上記回折光学素子の第3の波長λに対する屈折率をNとしたとき、
上記第1の位相高さは、λ/(N−1)の1.32倍以上1.43倍以下、且つλ/(N−1)の0.65倍以上0.72倍以下であり、
上記第2の位相高さは、λ/(N−1)の1.25倍以上1.36倍以下、且つλ/(N−1)の0.62倍以上0.68倍以下であり、
上記第1の位相高さと上記第2の位相高さの差が、λ/(N−1)の0.01倍以上0.11倍以下、且つλ/(N−1)の0.005倍以上0.06倍以下であり、
上記第1の位相高さが上記第2の位相高さよりも高いことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。
When the third wavelength is λ 3 and the refractive index of the diffractive optical element with respect to the third wavelength λ 3 is N 3 ,
The first phase height is 1.32 times or more and 1.43 times or less of λ 1 / (N 1 −1) and 0.65 times or more and 0.72 times of λ 3 / (N 3 −1). And
The second phase height is 1.25 to 1.36 times λ 1 / (N 1 −1) and 0.62 to 0.68 times λ 3 / (N 3 −1). And
The difference between the first phase height and the second phase height is 0.01 times or more and 0.11 times or less of λ 1 / (N 1 −1) and λ 3 / (N 3 −1). 0.005 times or more and 0.06 times or less,
The optical pickup according to claim 4, wherein the first phase height is higher than the second phase height.
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