WO2010032680A1

WO2010032680A1 - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: WO2010032680A1
Application number: PCT/JP2009/065868
Authority: WO
Inventors: 毅遠藤; 佳恵清水; 洋波多野; 伸芳森; 一能野口; 淳司橋村
Original assignee: コニカミノルタオプト株式会社
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2010-03-25

Abstract

　光ディスク表面からの距離が異なる複数の情報記録層に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置（１）は、異なる情報記録層に対応して異なる波長の光束を出射する光源部（２）と、少なくとも１つの波長の光束を、波長によって波面が互いに異なるように波面変換する波面変換素子（６）と、波面変換素子（６）を介して得られる光束を、対応する情報記録層に集光させる対物レンズ（７）とを備えている。このとき、波面変換素子（６）は、体積位相型のホログラム光学素子を含んで構成されている。

Description

光ピックアップ装置

　本発明は、光ピックアップ装置に関する。

　近年、映像や音楽等の情報（データ）を記録する光ディスクとして、ＣＤ（Compact　Disc）やＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）に加えて、さらに大容量の情報を記録することができるＢＤ（Blu-ray　Disc）やＨＤＤＶＤ（High-Definition　Digital　Versatile　Disc）が用いられている。

　上述した光ディスクに情報を記録／再生するものとして、光ピックアップ装置が用いられる。光ピックアップ装置は、光源から出射する光を集光して、光ディスクの情報記録層に照射することで情報の記録／再生を行う。

　ここで、光ディスクは、その種類ごとに使用する波長域や、情報記録層を保護する保護層の厚み等が異なる規格を有している。しかしながら、利用者は、記録しようとする情報の内容や容量によって光ディスクの種類を選択するため、一種類の規格にしか対応していない光ピックアップ装置は、非常に使い勝手が悪く、光ピックアップ装置の機能をいかすことができない。そのため、光ピックアップ装置には、様々な規格の複数種類の光ディスクを使用できる互換性が要求される。

　例えば、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの互換が可能な従来の光ピックアップ装置は、光ディスクに使用する光の波長の違いを利用して、階段形状やブレーズ形状の位相構造（光学素子）を備えることで、異なる規格の複数の光ディスクの互換性を実現していた。ところが、ＢＤやＨＤＤＶＤについては、より多くの情報を記録するために、ともにスポット光を小さくすることができる青紫色半導体レーザ等の短波長の光源を用いて情報の記録／再生を行う。つまり、ＢＤとＨＤＤＶＤとでは、使用する波長域が近接している。そのため、波長の違いを利用する従来の光ピックアップ装置では、ＢＤとＨＤＤＶＤとの互換性を実現することができなかった。

　そこで、上述したような光ディスクにおいても、互換性を実現できる光ピックアップ装置として、ズーム光学系を備える光ピックアップ装置がある。このような光ピックアップ装置は、例えば、特許文献１に開示されている。上記した光ピックアップ装置は、ズーム光学系を備えることで、波面を切り替えて集光点を変えることができる。これにより、使用する波長域が近接するような規格の異なる複数の光ディスクに対しても情報の記録／再生を行うことができ、ＢＤとＨＤＤＶＤ等の規格を有する光ディスクに対しても互換性を実現することができる。

特開２０００－１３２０７３号公報

　しかしながら、光ディスクの規格の違いにより情報記録層の位置が異なっている場合や、記録容量を増やすために情報記録層を多層化した場合などにおいて、光ディスク表面からの情報記録層までの距離の差が大きいと、ズーム光学系を使用したとしても収差（特に球面収差）を補正しきれなくなり、情報の記録／再生を適切に行うことができなくなるという問題が生ずる。

　本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、規格の異なる単層の光ディスクのみならず多層の光ディスクに対しても、大きな収差を発生させることなく情報の記録／再生を行うことができる光ピックアップ装置を提供することにある。

　本発明の光ピックアップ装置は、光ディスク表面からの距離が異なる複数の情報記録層に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置において、異なる情報記録層に対応して異なる波長の光束を出射する光源と、少なくとも１つの波長の前記光束を、波長によって波面が互いに異なるように波面変換する波面変換素子と、前記波面変換素子を介して得られる光束を、対応する情報記録層に集光させる対物レンズとを備え、前記波面変換素子は、体積位相型のホログラム光学素子を含んで構成されていることを特徴としている。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記ホログラム光学素子は、反射型であってもよい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記ホログラム光学素子は、回折によって第１の波長λ１の光束の波面を変換する第１ホログラム光学素子と、回折によって第２の波長λ２の光束の波面を前記第１の波長λ１の光束とは異なる波面に変換する第２ホログラム光学素子とを積層して構成されていてもよい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記ホログラム光学素子は、単層からなり、回折によって第１の波長λ１の光束の波面を変換するとともに、回折によって第２の波長λ２の光束を第１の波長λ１の光束とは異なる波面に変換する構成であってもよい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記ホログラム光学素子は、前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２とに回折効率のピークを有していてもよい。このとき、本発明の光ピックアップ装置は、前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２との平均波長をλaveとすると、
　０．００５＜｜λ１－λ２｜／λave…（１）
を満たすことが望ましい。

　本発明の光ピックアップ装置は、
　｜λ１－λ２｜／λave＜０．１…（２）
を満たすことが望ましい。

　本発明の光ピックアップ装置は、前記第１の波長λ１に対する回折効率ピークの半値全幅をΔλ１とし、前記第２の波長λ２に対する回折効率ピークの半値全幅をΔλ２とすると、
　０．００２５＜Δλ１／λ１、かつ、０．００２５＜Δλ２／λ２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）
を満たすことが望ましい。

　本発明の光ピックアップ装置は、
　Δλ１＋Δλ２＜２×｜λ１－λ２｜…（４）
を満たすことが望ましい。

　本発明の光ピックアップ装置は、
　Δλ１／λ１＜０．０１５、かつ、Δλ２／λ２＜０．０１５…（５）
を満たすことが望ましい。

　本発明の光ピックアップ装置は、前記ホログラム光学素子を素子表面に垂直な軸を中心として回転させる回転手段をさらに備えていてもよい。そして、前記第１の波長λ１の光束の中心主光線と、前記第２の波長λ２の光束の中心主光線とが互いに異なる方向に回折されるように、前記ホログラム光学素子が作製されているとき、前記回転手段は、情報の記録または再生の対象となる情報記録層に対応した波長の光束の中心主光線の回折光が前記対物レンズの軸上を進行するように、前記ホログラム光学素子を回転させることが望ましい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記波面変換素子は、第１の波長λ１の光束を反射する反射部材と、第２の波長λ２の光束を波面変換する前記ホログラム光学素子とを含んで構成されていてもよい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記ホログラム光学素子は、前記反射部材の反射面上に配置されていてもよい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記第２の波長λ２の光束に対応する前記対物レンズの開口数は、前記第１の波長λ１の光束に対応する前記対物レンズの開口数よりも小さいことが望ましい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記ホログラム光学素子は、回折によって第１の波長λ１の光束の波面を変換する透過型の第１ホログラム光学素子と、回折によって第２の波長λ２の光束の波面を前記第１の波長の光束とは異なる波面に変換する透過型の第２ホログラム光学素子とを積層して構成されていてもよい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記ホログラム光学素子は、単層の透過型のホログラム光学素子からなり、回折によって第１の波長の光束の波面を変換するとともに、回折によって第２の波長の光束を第１の波長の光束とは異なる波面に変換する構成であってもよい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記ホログラム光学素子は、透過型で構成されており、前記第１の波長λ１の光束と前記第２の波長λ２の光束とのいずれか一方を、波面変換する構成であってもよい。

　本発明の光ピックアップ装置は、前記波面変換素子を介して得られる光束のうち、情報の記録または再生の対象となる情報記録層に対応する波長についての非回折光と、前記波長以外の光束とのうちの少なくとも一方を遮断する遮光部材をさらに備える構成であってもよい。

　本発明の光ピックアップ装置は、異なる情報記録層を保護する保護層の厚さを、それぞれｔ１およびｔ２としたとき、
　｜ｔ１－ｔ２｜≧１００μｍ…（６）
を満たすことが望ましい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記光源は、複数の波長を切り替えて出射可能なレーザダイオードからなる構成であってもよい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記光源は、発光素子と回折光学素子との間でレーザ光を共振して出射する外部共振器型のレーザ光源で構成されていてもよい。

　本発明の光ピックアップ装置において、前記光源は、４００ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の波長帯域の光束を出射するものであってもよい。

　本発明の光ピックアップ装置は、前記対物レンズによって集光される光の集光位置を変更するズーム光学系をさらに備えていてもよい。このとき、前記光源は、出射光束の波長を変更する波長可変型光源で構成されており、複数の情報記録層を有する群を複数有する多層光ディスクの同じ群内で各情報記録層に対応して集光位置を変更する場合には、前記ズーム光学系によって集光位置を変更する一方、異なる群間で集光位置を変更する場合には、前記波長可変型光源によって出射光束の波長を変更して、前記波面変換素子の前記ホログラム光学素子に入射する光束の波長を変更することにより、前記集光位置を変更してもよい。

　本発明によると、波面変換素子に体積位相型のホログラム光学素子を含むように構成することで、光源波長の変更と、波面変換素子のホログラム光学素子の波長選択性とによって、アクセス位置（対物レンズによる光束の集光位置）を容易に変化させることができる。これにより、規格の異なる複数の単層光ディスク間や、単一の多層光ディスクにおいて、光ディスク表面からの情報記録層までの距離の差が大きい場合でも、大きな収差を発生させることなく、所定の情報記録層にアクセスすることが可能となる。その結果、単層の光ディスクのみならず多層の光ディスクに対しても、情報の記録／再生を適切に行うことが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置の概略の構成を示す説明図である。（ａ）は、光ピックアップ装置における光路の一部を示す概略図である。（ｂ）は、上記光ピックアップ装置に適用される波面変換素子を拡大した概略図である。上記光ピックアップ装置の他の構成例を示す説明図である。（ａ）は、単層のＤＶＤからなる光ディスクを用いた場合に、その光ディスクの情報記録層に光が集光している状態を示す説明図である。（ｂ）は、多層の光ディスクを用いた場合に、その光ディスクの所定の情報記録層に光が集光している状態を示す説明図である。上記波面変換素子を構成する反射型の各ホログラム光学素子の波長に対する回折効率をＲＣＷＡによってシミュレートした回折効率曲線を表す説明図である。上記波面変換素子を製造する際の概略図である。（ａ）は、上記波面変換素子を構成する第１ホログラム光学素子の製造方法の概略図である。（ｂ）は、上記波面変換素子を構成する第２ホログラム光学素子の製造方法の概略図である。（ａ）は、上記波面変換素子を構成する第１ホログラム光学素子の他の製造方法の概略図である。（ｂ）は、上記波面変換素子を構成する第２ホログラム光学素子の他の製造方法の概略図である。（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置における光路の一部の概略図である。（ｂ）は、上記光ピックアップ装置に適用される波面変換素子を拡大した概略図である。上記光ピックアップ装置の回転手段の展開斜視図である。上記回転手段の横断面図である。上記回転手段の動作の概要を示す上面図である。（ａ）は、上記波面変換素子に入射する第１の波長の光束の光路を示す説明図である。（ｂ）は、上記波面変換素子に入射する第２の波長の光束の光路を示す説明図である。（ａ）～（ｃ）は、上記波面変換素子の製造方法の工程図である。他の波面変換素子の製造方法を示す工程図である。（ａ）は、上記波面変換素子に入射する第１の波長の光束の光路を示す説明図である。（ｂ）は、上記波面変換素子に入射する第２の波長の光束の光路を示す説明図である。本発明のさらに他の実施形態に係る光ピックアップ装置の概略の構成を示す説明図である。（ａ）は、上記光ピックアップ装置における光路の一部の概略図である。（ｂ）は、上記光ピックアップ装置に適用される波面変換素子を拡大した概略図である。上記波面変換素子を構成する透過型のホログラム光学素子の波長に対する回折効率をＲＣＷＡによってシミュレートした回折効率曲線を表す説明図である。上記波面変換素子を製造する際の概略図である。（ａ）は、上記波面変換素子を構成する第１ホログラム光学素子の製造方法の概略図である。（ｂ）は、上記波面変換素子を構成する第２ホログラム光学素子の製造方法の概略図である。（ａ）は、上記波面変換素子を構成する第１ホログラム光学素子の他の製造方法の概略図である。（ｂ）は、上記波面変換素子を構成する第２ホログラム光学素子の他の製造方法の概略図である。（ａ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る光ピックアップ装置における光路の一部の概略図である。（ｂ）は、上記光ピックアップに適用される波面変換素子を拡大した概略図である。（ａ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る光ピックアップ装置における光路の一部の概略図である。（ｂ）は、上記光ピックアップに適用される波面変換素子を拡大した概略図である。（ａ）は、上記波面変換素子を構成するホログラム光学素子を製造する際に用いる露光光学系全体の概略の構成を示す説明図である。（ｂ）は、上記露光光学系の一部を拡大した説明図である。（ｃ）は、上記ホログラム光学素子を構成する複数のホログラムエレメントの平面図である。 Littrow型のレーザダイオードの概略を示す断面図である。 Littman型のレーザダイオードの概略を示す断面図である。光ピックアップ装置の応用例を示す概略図である。

　以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
（反射型のホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置について）
　本発明の第１実施形態について図１～図７を用いて説明する。図１は、本実施形態における光ピックアップ装置の概略の構成を示す説明図である。

　本発明の第１実施形態における光ピックアップ装置１は、光ディスクＤにアクセスして情報の記録または再生を行うものであり、図１に示すように、光源部２と、コリメータレンズ３と、１／４波長板４と、折返しミラー５と、波面変換素子６と、対物レンズ７とを備えている。

　なお、光ディスクＤは、規格の異なる光ディスク（ＢＤ、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ）および多層の光ディスクのいずれかを指すものとし、これらを特に区別したい場合には、光ディスクＤ１、Ｄ２のように記載する。また、以下での説明においては、「光ディスクＤ」は、適宜、「（情報の記録または再生の対象となる）情報記録層」に読み替えることができるものとする。例えば、「光ディスクＤに対する情報の記録／再生」とは、「情報記録層に対する情報の記録／再生」と読み替えることができる。

　光源部２は、第１の光源８と、第２の光源９と、第３の光源１０と、光検出器１１と、偏光ビームスプリッタ１２（以下、ＰＢＳ１２と略記する）と、ダイクロイックプリズム１３ａ、１３ｂと、補正レンズ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、で構成されている。

　第１の光源８は、波長域が４００ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の光束を出射する青色レーザで構成される。第１の光源８は、短波長の光束でより多くの情報を光ディスクＤに記録することができるため、ＢＤやＨＤＤＶＤに対する情報の記録／再生に用いられる。第２の光源９は、波長が６５０ｎｍの光束を出射する赤色レーザで構成される。第２の光源９は、ＤＶＤに対する情報の記録／再生に用いられる。第３の光源１０は、波長が７８０ｎｍの光束を出射する赤外線レーザと光ディスクＤから戻ってきた上記波長の光束を検出する光検出器とが一体化した構成を有する。第３の光源１０は、ＣＤに対する情報の記録／再生に用いられる。光検出器１１は、光ディスクＤからの戻り光（第１の光源８及び第２の光源９の出射光の戻り光）を受光するものであり、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）で構成されている。

　補正レンズ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、入射光の発散度合い、または収束度合いを補正するものであり、補正レンズ１４ａは、第２の光源９の出射面の前面に、補正レンズ１４ｃは、第３の光源１０の出射面の前面に、補正レンズ１４ｂは、後述する光検出器１１とＰＢＳ１２との間とに配置される。

　ダイクロイックプリズム１３ａ、１３ｂは、異なる方向から入射する異なる波長のレーザ光束の進行方向を同一方向にして出射する光路変換素子である。ダイクロイックプリズム１３ａは、第２の光源９から出射される光束を反射することにより、第２の光源９から出射される光束の進行方向を第１の光源８から出射される光束の進行方向と同一方向に向ける。ダイクロイックプリズム１３ｂは、第３の光源１０から出射される光束を反射することにより、第３の光源１０から出射される光束の進行方向を第１の光源８から出射される光束の進行方向と同一の方向に向ける。

　ＰＢＳ１２は、入射光のうち所定の偏光方向の成分（例えばＰ偏光）を透過する一方、それと垂直な偏光方向の成分（例えばＳ偏光）を反射する。

　コリメータレンズ３は、ダイクロイックプリズム１３ａ、１３ｂを介して入射してきたレーザ光を平行光にして１／４波長板４に入射させる。１／４波長板４は、コリメータレンズ３を介して入射してきた直線偏光（例えばＰ偏光）のレーザ光を円偏光に変換する一方、光ディスクＤから戻ってきた円偏光のレーザ光を直線偏光（例えばＳ偏光）に変換する。

　折返しミラー５は、１／４波長板４を介して入射してきたレーザ光を、波面変換素子６に入射するように反射する。

　波面変換素子６は、折返しミラー５を介して入射してきた光束を、波長ごとに異なる波面変換を行い、対物レンズ７に入射させる。ここで、本発明では、波面変換素子６を体積位相型の反射型のホログラム光学素子で構成する。これにより、ＢＤとＨＤＤＶＤのように、近接する波長域の光束を使用して異なる光ディスクＤを読み取る際にも、波長ごとに異なる波面変換を行うことができるなどの効果が得られる。なお、その詳細については後述する。

　対物レンズ７は、波面変換素子６を介して入射してきた光束を光ディスクＤに集光させる。この際、波面変換素子６により、波長ごとに異なる波面変換を行っているので、対物レンズ７を介して光ディスクＤに集光される光束の集光位置（アクセス位置）は、波長によってそれぞれ異なるものとなる。

　本発明によると、第１の光源８から出射した光束（例えばＰ偏光）は、ダイクロイックプリズム１３ａ、ＰＢＳ１２およびダイクロイックプリズム１３ｂを透過してコリメータレンズ３に入射する。コリメータレンズ３に入射した光束は平行光に変換されて１／４波長板４に入射する。ここで、第１の光源８から出射したレーザ光の光束は、直線偏光であるため、１／４波長板４で円偏光に変換される。１／４波長板４を介して得られた円偏光の光束は、折返しミラー５で反射されて波面変換素子６に入射する。波面変換素子６に入射した光束は、波面変換されて対物レンズ７に入射することで集光されて光ディスクＤに照射される。

　光ディスクＤからの戻り光は、再び対物レンズ７を介して波面変換素子６に入射し、そこで反射されて折返しミラー５に入射する。折返しミラー５に入射した光束は、そこで反射されて１／４波長板４に入射する。１／４波長板４に入射した光束は、円偏光から直線偏光（例えばＳ偏光）の光束に変換され、コリメータレンズ３を介してダイロックプリズム１３ｂに入射し、そこを透過してＰＢＳ１２に入射する。ここで、光ディスクＤからの戻り光がＳ偏光としてＰＢＳ１２に入射するため、その入射光はＰＢＳ１２で反射され、補正レンズ１４ｂを介して光検出器１１に入射する。光検出器１１では、光ディスクＤの情報が読み取られる。

　第２の光源９から出射した光束（例えばＰ偏光）は、補正レンズ１４ａを介してダイクロイックプリズム１３ａに入射し、そこで反射されてＰＢＳ１２およびダイクロイックプリズム１３ｂを透過してコリメータレンズ３に入射する。コリメータレンズ３に入射した光束は平行光に補正されて１／４波長板４に入射する。その後は、第１の光源８から出射した光束と同じ光路をたどる。

　第３の光源１０から出射された光束（例えばＰ偏光）は、補正レンズ１４ｃを介してダイクロイックプリズム１３ｂに入射し、そこで反射されて、コリメータレンズ３に入射する。コリメータレンズ３に入射した光束は平行光に補正されて１／４波長板４に入射する。その後、光ディスクＤまでは、第１の光源８および第２の光源９からの出射光と同様の光路をたどる。

　光ディスクＤからの戻り光は、再び対物レンズ７を介して波面変換素子６に入射し、そこで反射されて折返しミラー５に入射する。折返しミラー５に入射した光束は、そこで反射されて１／４波長板４を介してコリメータレンズ３に入射する。そして、コリメータレンズ３に入射した光束は、ダイクロイックプリズム１３ｂで反射されて補正レンズ１４ｃを介して第３の光源１０に入射する。第３の光源１０は、光検出器も備えているため、光ディスクＤからの情報を読み取ることができる。

　なお、第３の光源１０において、ダイクロイックプリズム１３ｂと第３の光源１０との間にＰＢＳ１２を配置して光源とは別に光検出器を備えることによって、光源と光検出器とを別々に構成することも可能である。

　また、図示しないが、コリメータレンズ３と波面変換素子６との間の光路中（例えば、１／４波長板４と折返しミラー５との間）には、可変絞りが配置されている。本実施形態においては、複数の光ディスクＤに対して同一の対物レンズ７を用いているため、対物レンズ７の開口数を変えるために、それぞれの波長における光束の光束径を変化させる必要がある。ここで、対物レンズ７の開口数とは、対物レンズ７の分解能を表す指標のことであり、開口数が大きいほど分解能が高くなり、対物レンズ７によって集光される光束のスポット径を小さくすることができる。そのため、より多くの情報を記録または再生可能な光ディスクＤを用いる場合には、開口数を大きくする必要がある。本実施形態では、可変絞り（不図示）を配置し、それぞれの波長の光束における光束径を変化させることにより、対物レンズ７の開口数を変えることができ、様々な規格の光ディスクＤに対応することができる。

　上述したような構成により、本発明の光ピックアップ装置１は、異なる波長の光束を用いて情報の記録／再生を行う光ディスクＤの規格に対応して、互換性を備えた光ピックアップ装置１を実現することができる。

（波面変換素子について）
　次に、上述した波面変換素子６の詳細について以下に説明する。なお、説明の簡略化のため、以下の波面変換素子６は、ＢＤとＨＤＤＶＤのように、情報を記録／再生する光束の波長域が近接する、規格の異なる２種類の光ディスクの互換に対応するように構成されているものとするが、３種類以上の光ディスクの互換に適用される波面変換素子６についても同様に考えることができる。

　また、規格の異なる２種類の光ディスクのうち、一方の光ディスク(例えばＢＤ)は、第１の波長λ１（例えば４０３ｎｍ）の光束で情報の記録または再生を行うものとし、他方の光ディスク（例えばＨＤＤＶＤ）は、第２の波長λ２（例えば４０７ｎｍ）の光束で情報の記録または再生を行うものとする。

　波面変換素子６は、回折によって第１の波長λ１の光束を波面変換する体積位相型の反射型の第１ホログラム光学素子６ａと、回折によって第２の波長λ２の光束を波面変換する体積位相型の反射型の第２ホログラム光学素子６ｂとを積層して構成される。ここで、体積位相型のホログラム光学素子とは、ホログラム光学素子に形成される干渉縞の間隔に対して膜厚が十分に厚いもののことである。体積位相型のホログラム光学素子は、ホログラム光学素子に屈折率の異なる干渉縞を多数形成することによって、光束を吸収することなく光束の位相を変調することができ、光束の波面を変換することができる。

　上述したように波面変換素子６を構成することにより、本実施形態の光ピックアップ装置１は、以下のように光束の波面変換を行う。図２（ａ）は、本発明の光ピックアップ装置の光路の一部を示す概略図である。図２（ｂ）は、波面変換素子を拡大した概略図である。

　図２（ａ）に示すように、折返しミラー５を介して波面変換素子６に入射してきた光束は、対物レンズ７を介して光ディスクＤに入射する。ここで、波面変換素子６は、図２（ｂ）で示すように、上述したような第１ホログラム光学素子６ａと第２ホログラム光学素子６ｂとから構成されている。そのため、第１の波長λ１の光束（実線）は、波面変換素子６に入射すると、第１のホログラム光学素子６ａによって波面変換されて対物レンズ７に入射する。対物レンズ７に入射した光束は、対物レンズ７によって集光されて光ディスクＤに照射される。

　一方、第２の波長λ２の光束（点線）は、波面変換素子６に入射すると、第２のホログラム光学素子６ｂによって波面変換されて対物レンズ７に入射する。対物レンズ７に入射した光束は、対物レンズ７によって集光されて、光ディスクＤ（第１の波長λ１の光束の集光位置とは異なる位置）に照射される。

　このように、本発明の光ピックアップ装置１は、第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束とで、それぞれ波面が異なるように光束の波面変換を行うので、対物レンズ７を介して光ディスクＤに集光する光束の集光位置を波長ごとに（用いる光ディスクＤごとに）変えることができる。これにより、単一の装置で、異なる波長の光束を用いて情報の記録または再生を行う複数の光ディスクＤに対して、互換性を有する光ピックアップ装置１を実現することができる。また、波面変換素子６は、体積位相型のホログラム光学素子を含んで構成されているので、従来のように複雑な駆動部等を設けることなく互換性のある光ピックアップ装置１を容易に実現することができる。したがって、本発明の光ピックアップ装置１は、単純な光学構成で互換性を確保することができ、小型化に対応して低コストで互換性のある光ピックアップ装置１を実現することができる。

　また、反射型のホログラム光学素子は、ホログラム光学素子を作製する際の層厚や屈折率変調等のパラメータの設定次第で、８０％以上の回折効率を得ることができ（図５参照）、理論的には回折効率をほぼ１００％に近づけることができる。したがって、本実施形態のように、２つの光ディスクＤについての互換を考えた場合、用いる光ディスクＤに対応した波長を有する光束がホログラム光学素子に入射すると、高い回折効率で光束を回折させて光ディスクＤに導くことができ、光利用効率が高くなる。また、中心波長が近接するような複数の光を用いて情報の記録／再生を行う場合でも、それぞれの波長を有する光束をホログラム光学素子にて波長分離して波面変換することができる。したがって、中心波長が近接するような複数の光を用いても、互換性を確保することができる。

　また、第１の波長λ１の光束及び第２の波長λ２の光束は、同一の波面変換素子６によって互いに異なる波面に変換されて対物レンズ７に入射する。このとき、対物レンズ７に入射する光束は、ともに回折光であるので、非回折光（０次光）が対物レンズ７に入射することを防ぎ、ノイズの影響を抑えることができる。

　また、光ディスクＤにおいては、情報を記録する情報記録層の表面に保護層が配置されている。この保護層は、光ディスクＤの種類によってその厚みが異なっている。例えば、ＢＤでは、保護層の厚みが約０．１ｍｍであるのに対して、ＨＤＤＶＤでは、保護層の厚みが約０．６ｍｍである。そして、保護層の厚みの差が１００μｍを超えるようなＢＤとＨＤＤＶＤのような２種類の規格の光ディスクＤを、ズーム光学系を有する従来の光ピックアップ装置で使用する場合、光ディスクＤの保護層表面での球面収差の影響が大きくなってしまい、ズーム光学系を有する従来の光ピックアップ装置で対応することができないという問題が生じていた。

　しかしながら、本発明の光ピックアップ装置１は、波面変換素子６としてホログラム光学素子を用いているので、ズーム光学系なしでも対応可能となる。したがって、上記球面収差の影響が上記ズーム光学系で増大されるといったことがない。これにより、保護層の厚みの差が互いに１００μｍを超えるような異なる規格の２種類の光ディスクＤであっても、同一の光ピックアップ装置１で情報の記録／再生を高精度に行うことができ、高性能な互換性を有する光ピックアップ装置１を実現することができる。

　つまり、本発明の光ピックアップ装置１においては、波面変換素子６が体積位相型のホログラム光学素子を含んでいるので、光源波長の変更（光源部２において点灯する光源の変更）と、波面変換素子６のホログラム光学素子の波長選択性とによって、アクセス位置（対物レンズ７による光束の集光位置）を容易に変化させることができる。これにより、規格の異なる複数の光ディスクＤ間で、光ディスク表面からの情報記録層までの距離の差が大きい場合でも（ＢＤとＨＤＤＶＤとでは上記距離の差は約０．５ｍｍ）、大きな収差を発生させることなく、所定の情報記録層にアクセスすることが可能となり、高性能な光ピックアップ装置１を実現することができる。

　また、このような効果は、情報記録層を複数有する多層の光ディスクＤを用いた場合でも同様に得ることができる。以下、単層の光ディスクＤのみならず、多層の光ディスクＤにも対応可能な光ピックアップ１の構成例について説明する。

　図３は、光ピックアップ装置１の他の構成例を示す説明図である。この光ピックアップ装置１は、光源部２を光源部２’に置き換え、さらにズーム光学系Ｚを加えた以外は、図１の構成と同様である。ただし、図３では、コリメータレンズ３および１／４波長板４の図示を省略している。光源部２’は、出射光束の波長を変更する波長可変型光源であり、例えば波長可変レーザダイオードで構成されている。この波長可変レーザダイオードは、具体的には、後述する外部共振器型のレーザダイオード（図２６および図２７参照）で構成される。ズーム光学系Ｚは、光源部２’側から順に配置される凹レンズＬ１と凸レンズＬ２とで構成された光学系（光学素子）であり、これらのレンズの間隔を変化させることにより、対物レンズ７によって集光される光の集光位置（アクセス位置）を変更する。

　図４（ａ）は、単層のＤＶＤからなる光ディスクＤ１を用いた場合に、光ディスクＤ１の情報記録層に光が集光している状態を示しており、図４（ｂ）は、多層の光ディスクＤ２を用いた場合に、光ディスクＤ２の所定の情報記録層に光が集光している状態をそれぞれ示している。なお、光ディスクＤ２は、３つの情報記録層Ｔ１～Ｔ３を有する第１群Ｇ１と、３つの情報記録層Ｔ４～Ｔ６を有する第２群Ｇ２とを有する、６層の光ディスクとする。このとき、各情報記録層Ｔ１～Ｔ６は、ディスク表面からの距離が互いに異なっており、同じ群内では、どの２つの情報記録層についてもその間隔は１００μｍ以下（例えば隣り合う２つの情報記録層Ｔ１・Ｔ２の間隔は１０μｍ）であるとする。一方、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２との群間隔（例えば第１群Ｇ１におけるディスク表面に最も近い情報記録層Ｔ１と第２群Ｇ２におけるディスク表面に最も近い情報記録層Ｔ４との間隔）は、１００μｍ以上であるとする。

　図４（ａ）（ｂ）のように、用いる光ディスクによってアクセス光の集光位置（情報記録層の位置）は異なるが、図４（ｂ）において、例えば第１群Ｇ１内で情報記録層Ｔ２からＴ１へアクセス位置を変更するなど、アクセス位置の変更距離が１００μｍ以下と小さい場合は、ズームしても球面収差が小さいので、ズーム光学系Ｚによってアクセス光の集光位置を変更する。一方、例えば第１群Ｇ１の情報記録層Ｔ２から第２群Ｇ２の情報記録層Ｔ５にアクセス位置を変更するなど、アクセス位置を大きく変更する場合には、ズームによる球面収差の影響を回避するために、光源部２’によって出射光束の波長を変更し、波面変換素子６のホログラム光学素子に入射する光束の波長を変更することにより、アクセス位置を大きく変更する。

　このように、ズームによる収差の影響が小さい場合（アクセス位置の変更距離が小さい場合）には、ズーム光学系Ｚによってアクセス位置を変更し、ズームによる収差の影響が大きい場合（アクセス位置の変更距離が大きい場合）には、光源部２’の波長変更と、波面変換素子６のホログラム光学素子の波長選択性とによって、アクセス位置を変化させることにより、ズーム光学系Ｚを用いた場合でも、大きな収差を発生させることなく、所定の情報記録層にアクセスすることが可能となる。したがって、多層の光ディスクＤ２を用いた場合でも、所定の情報記録層に対して情報の記録／再生を適切に行うことが可能となる。

　なお、多層の光ディスクを用いた場合において、同じ群内でアクセス位置を変更する場合でも、ズーム光学系Ｚを使用せずに、光源波長の変更と波面変換素子６のホログラム光学素子の波長選択性とによってアクセス位置を変更するようにしても勿論構わない。

　以上のことから、本実施形態の光ピックアップ装置１は、異なる情報記録層に対応して異なる波長の光束を出射する光源部２’と、少なくとも１つの波長の前記光束を、波長によって波面が互いに異なるように波面変換する波面変換素子６と、波面変換素子６を介して得られる光束を、対応する情報記録層に集光させる対物レンズ７とを備えている構成であるとも言える。ただし、波面変換素子６は、体積位相型のホログラム光学素子（第１のホログラム光学素子６ａ・第２のホログラム光学素子６ｂ）を含んでいる。この構成により、上述したように、光ディスク表面からの距離が異なる複数の情報記録層に対して、大きな収差を発生させることなく、情報の記録または再生を行うことが可能となる。なお、「複数の情報記録層に対して情報の記録または再生を行う」とは、規格の異なる２以上の単層の光ディスクＤの情報記録層に対して情報の記録または再生を行う態様のみならず、多層の光ディスクＤの各々の情報記録層に対して情報の記録または再生を行う態様も含む。

　また、本発明の光ピックアップ装置１は、光源波長の変更とホログラム光学素子の波長選択性とによってアクセス位置を変更できるが、このアクセス位置の変更には、アクセスする情報記録層の変更も含まれるし、アクセスする層群の変更も含まれる。つまり、光源波長の変更とホログラム光学素子の波長選択性とによって、アクセスする情報記録層を変更してもよいし、アクセスする層群を変更してもよい。

（反射型のホログラム光学素子について）
　ここで、波面変換素子６に用いられる反射型のホログラム光学素子の詳細について以下に説明する。

　反射型のホログラム光学素子は、ブラッグ回折による波長選択型反射によって、波長による回折効率の依存性が高くなる性質を有する。図５は、反射型のホログラム光学素子の波長に対する回折効率をＲＣＷＡ（Rigorous　Coupled　Wave　Analysis）によってシミュレートした回折効率曲線を表す説明図である。ここで、図５の説明図は、厚さ４０μｍ、屈折率変調０．００５、基本屈折率１．５を備える反射型のホログラム光学素子をＲＣＷＡでシミュレートしたものである。第１の波長λ１の光束で露光した第１ホログラム光学素子６ａは、第１の波長λ１で非常に高い回折効率が得られ、かつ、第１の波長λ１における回折効率ピークの半値全幅が狭い（図５の実線のグラフ参照）。一方、第２の波長λ２の光束で露光した第２ホログラム光学素子６ｂは、第２の波長λ２で非常に高い回折効率が得られ、かつ、第２の波長λ２における回折効率ピークの半値全幅が狭い（図５の破線のグラフ参照）。

　そのため、第１ホログラム光学素子６ａと第２ホログラム光学素子６ｂにおける回折効率のピーク波長が近接（本実施形態では、４０３ｎｍと４０７ｎｍ）しても、回折波長幅が重複する領域（クロストーク）を減らすことができる。これにより、ノイズ光の影響を低減することができ、光束の波長が近接していても、それぞれの波長ごとに対応したホログラム光学素子で光束を回折することができる。

　ところで、本実施形態では、規格の異なる２種類の光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光束の波長をλ１（４０３ｎｍ）、λ２（４０７ｎｍ）と規定したが、特に、以下の（１）～（５）の条件式を満たす波長であれば、以下の作用効果を得ることができる。

　第１の波長λ１と第２の波長λ２との平均波長をλave（ｎｍ）とすると、
　０．００５＜｜λ１－λ２｜／λave…（１）
の条件式を満たすとよい。これにより、第１の波長λ１の回折効率のピークと、第２の波長λ２の回折効率のピークとを分離することができるので、クロストークが低減される。そのため一方の波長を波面変換するホログラム光学素子が、他方の異なる波長を波面変換することを抑えることができるので、ノイズ光の影響を抑えて、第１の波長λ１、第２の波長λ２のそれぞれに対して独立した波面変換を確実に行うことができる。

　また、｜λ１－λ２｜／λave＜０．１…（２）
の条件式を満たすとよい。条件式（２）の上限値を上回ると、λ１とλ２の波長差が大きくなるため、例えば光源や他の光学系（コリメータレンズ）を共通して用いることが困難となり、装置が大型化するとともに、その製造コストが増大する。そこで、条件式（２）を満足することにより、そのような共通化が可能となり、装置の小型化、コストダウンを図ることができる。

　第１の波長λ１に対する回折効率ピークの半値全幅をΔλ１（ｎｍ）とし、第２の波長λ２に対する回折効率ピークの半値全幅をΔλ２（ｎｍ）とすると、
　０．００２５＜Δλ１／λ１、かつ、０．００２５＜Δλ２／λ２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）
の条件式を満たすとよい。これにより、一定の波長幅において高い回折効率を実現することができる。図５に示すように、本実施形態の第１ホログラム光学素子６ａにおいては、第１の波長λ１（４０３ｎｍ）だけでなく、それを挟む４０２ｎｍ～４０４ｎｍの波長域にも高い回折効率を有している。また、第２ホログラム光学素子６ｂにおいては、第２の波長λ２（４０７ｎｍ）だけでなく、それを挟む４０６ｎｍ～４０８ｎｍの波長域にも高い回折効率を有している。そのため、温度変化によりホログラム光学素子に入射する光束の波長がシフト（約０．０５ｎｍ／℃）しても、第１の波長λ１もしくは第２の波長λ２における回折効率が急激に減少しないので、温度変化のある環境においても、本発明の光ピックアップ装置１を使用することができる。

　また、Δλ１＋Δλ２＜２×｜λ１－λ２｜…（４）
の条件式を満たすとよい。これにより、温度変化による波長シフトを考慮して、第１の波長λ１および第２の波長λ２について、それぞれの回折波長幅を確保しながら、第１の波長λ１および第２の波長λ２の回折効率のピークを確実に分離することができる。そのため、ホログラム光学素子におけるクロストークを減らして、ノイズを確実に低減することができる。

　また、Δλ１／λ１＜０．０１５、かつ、Δλ２／λ２＜０．０１５
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（５）
の条件式を満たすとよい。条件式（５）の上限値を上回ると、他の光学系で発生する色収差が増大し、収差補正が困難となる。そこで、条件式（５）を満足することにより、色収差を低減して高精度な光ピックアップ装置を実現することができる。

　（反射型のホログラム光学素子の製造方法）
　上述したような反射型のホログラム光学素子の製造方法について、図６および図７を用いて説明する。図６は、波面変換素子を製造する際の概略図を示す。図７（ａ）は、波面変換素子を構成する第１ホログラム光学素子の製造方法の概略図を示す。図７（ｂ）は、波面変換素子を構成する第２ホログラム光学素子の製造方法の概略図を示す。

　図６に示すように、レーザ光源２０から出射した光束は、ハーフミラー２１で反射する光束Ｌ１とハーフミラー２１を透過する光束Ｌ２の２つの光束に分岐される。光束Ｌ１は、ビームエキスパンダ２２ａによって光束径を拡大されて、ホログラム感光材料２６に入射する。一方、光束Ｌ２は、反射板２３ａによって反射されてビームエキスパンダ２２ｂに入射し、そこで光束径を拡大された後、反射板２３ｂで反射され、集光レンズ２４、露光用レンズ２５を順に透過してホログラム感光材料２６に入射する。このとき、ホログラム感光材料２６は、光束Ｌ１がホログラム感光材料２６に入射する面と、光束Ｌ２がホログラム感光材料２６に入射する面とが対向するように配置される。ホログラム感光材料２６には、銀塩材料や重クロム酸ゼラチン、フォトポリマー等が用いられるが、ドライプロセスで作製できるフォトポリマーを用いることが望ましい。レーザ光源２０から出射される光束の波長は、ホログラム光学素子で波面変換したい所望の波長λが用いられる。

　これにより、製造されたホログラム光学素子は、一方の光束を照射した側から、波長λの光束を入射すると、他方の光束を照射した側から、波長λの光束が再生される。

　なお、本実施形態では、第１ホログラム光学素子６ａと第２ホログラム光学素子６ｂとを製造するために、ホログラム感光材料２６として、第１の波長λ１に感度を有する第１ホログラム感光材料２６ａと第２の波長λ２に感度を有する第２ホログラム感光材料２６ｂとを用いる。また、露光用レンズ２５は、第１の波長λ１の光束を露光する際に用いる第１の露光用レンズ２５ａと第２の波長λ２の光束を露光する際に用いる第２の露光用レンズ２５ｂとからなり、それぞれの波長の光束を使用する際に切り替えて用いられる。そして、上述した製造方法を、図７（ａ）で示すように波長λ１の光束を照射する場合と、図７（ｂ）で示すように波長λ２の光束の照射する場合とで、２回行う。この際、図６に示す装置を２セット用意して、各装置で第１ホログラム光学素子６ａと、第２ホログラム光学素子６ｂとを製造してもよいし、図６に示す装置の露光用レンズ２５を交換することで、同一の装置で第１ホログラム光学素子６ａと、第２ホログラム光学素子６ｂとを製造してもよい。

　波面変換素子６を第１ホログラム光学素子６ａと第２ホログラム光学素子６ｂとの２層で構成していることにより、単層で複数の波長に感度を有するものよりも高い回折効率を容易に得ることができる。

　また、本実施形態では、第１ホログラム光学素子６ａと第２ホログラム光学素子６ｂとを製造し、これら２層を積層することでホログラム光学素子を構成したが、他の構成によりホログラム光学素子を構成してもよい。図８（ａ）は、波面変換素子を構成する第１ホログラム光学素子の他の製造方法の概略図を示す。図８（ｂ）は、波面変換素子を構成する第２ホログラム光学素子の他の製造方法の概略図を示す。図８（ａ）（ｂ）に示すように、複数の波長に感度を有する１つのホログラム感光材料２６を用い、これに第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束とを照射することで、単層のホログラム光学素子を製造してもよい。この場合も、上述したように装置を２種類用いてもよいし、同一の装置を用いて製造してもよい。

　ホログラム光学素子を用いることにより、ホログラム光学素子の層数の設定、透過型／反射型の選択次第で、様々な光学構成を実現することができ、光学系の構成のバリエーションが増大する。つまり、光学系の設計自由度を増大させることができる。そこで、反射型のホログラム光学素子を波面変換素子として用いた光ピックアップ装置の第１実施形態とは異なる形態を有する光ピックアップ装置について以下に述べる。

（第２実施形態）
　第２実施形態における光ピックアップ装置について、図９を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には、同一の符号を付し、説明を省略する。図９（ａ）は、本発明の光ピックアップ装置３０における光路の一部の概略図である。図９（ｂ）は、各１次回折光の光路上に対物レンズ７を配置したと仮定した際の各光路図を示す説明図である。

　本実施形態における光ピックアップ装置３０は、図９（ａ）に示すように、第１の波長λ１の光束を波面変換する第１ホログラム光学素子３１ａと、第２の波長λ２の光束を波面変換する第２ホログラム光学素子３１ｂとからなる波面変換素子３１と、波面変換素子３１の素子表面に垂直な軸を中心として回転させる回転手段４０と、光吸収部材３２とをさらに備える。そして、図９（ｂ）に示すように、第１ホログラム光学素子３１ａにより波面変換された第１の波長λ１の光束（実線）の中心主光線と、第２ホログラム光学素子３１ｂにより波面変換された第２の波長λ２の光束（点線）の中心主光線とが異なる方向に回折されるように、波面変換素子３１を構成する。ただし、波面変換素子３１への両中心主光線の入射方向は一致しているものとする。そして、第１ホログラム光学素子３１ａにより波面変換された第１の波長λ１の光束、あるいは、第２ホログラム光学素子３１ｂにより波面変換された第２の波長λ２のいずれか一方の中心主光線が、対物レンズ７の軸上を進行するように、用いる光ディスクに応じて、波面変換素子３１を回転手段４０で回転する。つまり、回転手段４０は、情報の記録または再生の対象となる情報記録層に対応した波長の光束の中心主光線の回折光が対物レンズ７の軸上を進行するように、波面変換素子３１（ホログラム光学素子）を回転させる。回転手段４０の構成について、以下に示す。

　図１０は、回転手段４０の分解斜視図である。図１１は、回転手段４０の横断面図である。図１２は、回転手段４０の動作の概要を示す上面図である。回転手段４０は、図１０に示すように、円柱形状の基板４１上に固定された円板状の波面変換素子３１と、円柱状の枠体形状からなるロータ４２と、円柱状の枠体形状からなるステータ４３とで構成される。そして、図１１に示すように、基板４１とロータ４２とにはストッパ４４が設けられている。

　今、例えば、第１の波長の光束により情報を読み取る光ディスクを使用していると仮定すると、基板４１上の波面変換素子３１は、第１ホログラム光学素子３１ａが第１の波長の光束を波面変換して対物レンズ７に導くように配置されている。ここで、第２の波長の光束により情報を読み取る光ディスクを使用する際には、外部手段（不図示）を用いてステータ４３に進行波振動を励振させて、ロータ４２と接触しているステータ４３の所定の点を楕円振動させることにより、摩擦力を介してステータ４３を回転させる。そして、図１２に示すように、互いに対向するように台座（不図示）に設けられた２つのストッパ４５ａ、４５ｂのうち、一方のストッパ４５ａから他方のストッパ４５ｂにロータ４２のストッパ４４を接触させるように、ロータ４２を回転させることで、波面変換素子３１を回転させて、第２ホログラム光学素子３１ｂで波面変換される第２の波長の光束が対物レンズ７に導かれるようになる。これにより、第２の波長の光束を用いて光ディスクの情報の記録／再生を行うことができる。

　本実施形態によると、回転手段４０が、用いる光ディスクに対応した波長の光束の中心主光線の回折光が対物レンズ７の軸上を進行するように、用いる光ディスクに応じて波面変換素子３１（ホログラム光学素子）を回転させることにより、用いる光ディスクに対応した波長の光束の回折光を、対物レンズ７を介して光ディスクに導くことができる。このとき、用いる光ディスクに対応した波長の光束が、他の波長の光束の中心主光線の回折方向に回折されたとしても、その光は対物レンズ７には入射しないので、ノイズの発生を抑えることができる。

　また、光吸収部材３２を備えることにより、第１の波長の光束および第２の波長の光束の非回折光（０次光）を光吸収部材３２で吸収することにより、０次光によるノイズの発生をより確実に抑えることができる。

（第３実施形態）
　第３実施形態における光ピックアップ装置について、図１３を用いて説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態と同様の部分には、同一の符号を付し、説明を省略する。図１３（ａ）は、第１の波長λ１の光束が入射した際の波面変換素子５１の概略図を示す。図１３（ｂ）は、第２の波長λ２の光束が入射した際の波面変換素子５１の概略図を示す。

　本実施形態における光ピックアップ装置５０は、図１３（ａ）、（ｂ）で示すように、波面変換素子５１を、第２の波長λ２の光束を波面変換するホログラム光学素子５１ａと、第１の波長λ１の光束を反射する反射部材５２と、基板５３とで構成する。そして、基板５３上に反射部材５２を配置し、反射部材５２上にホログラム光学素子５１ａを配置する。

　第１の波長λ１の光束が波面変換素子５１に入射した際には、図１３（ａ）で示すように、ホログラム光学素子５１ａを透過して反射部材５２で反射される。また、第２の波長λ２の光束が波面変換素子５１に入射した際には、図１３（ｂ）で示すように、ホログラム光学素子５１ａで回折されることにより波面変換される。これにより、１つの波長の光束を波面変換するホログラム光学素子５１ａを用いて、２つの波長の光束を分離することができるので、単層のホログラム光学素子５１ａを用いて波面変換素子５１を簡便に構成することができる。

　なお、ここでは、ホログラム光学素子５１ａを第２の波長λ２の光束を波面変換するように構成したが、本実施形態においては、第１の波長λ１の光束を用いて情報の記録／再生を行う光ディスク（例えばＢＤ）の方が、第２の波長λ２の光束を用いて情報の記録／再生を行う光ディスク（例えばＨＤＤＶＤ）よりも、より小さなスポット径が要求される。そのため、第１の波長λ１の光束に対応する対物レンズの開口数は、第２の波長λ２の光束に対する対物レンズの開口数よりも大きい。上述したように、対物レンズは開口数が大きくなるほど、分解能が高くなり、光ディスクに集光する光束のスポット径が小さくなるため、より多くの情報を記録することができる。しかしながら、対物レンズは、開口数が大きくなるほど、収差が発生しやすくなる。また、体積位相型のホログラム光学素子５１ａは、有機材料（例えばフォトポリマー）によって構成されているため、温度変化によって伸縮し、歪みが生じる場合がある。

　そこで、対物レンズの開口数がより大きい（収差が発生しやすい）第１の波長λ１の光束を、ホログラム光学素子５１ａで波面変換するのではなく、反射部材５２で反射させ、開口数のより小さい（収差の発生がより少ない）第２の波長λ２の光束をホログラム光学素子５１ａで波面変換することで、用いる光ディスクに対応して収差の影響を低減することができる。

　また、本実施形態においては、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、ホログラム光学素子５１ａは反射部材５２の反射面上に配置される。そのため、ホログラム光学素子５１ａは、反射部材５２と一体に固定されるので、ホログラム光学素子５１ａを保持する部材が不要となり、より安価に光ピックアップ装置５０を製造することができ、かつ、小型に構成することができる。

（第３実施形態における波面変換素子の製造方法）
　第３実施形態の波面変換素子５１の製造方法について、図１４～図１６を用いて説明する。図１４（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の波面変換素子の製造方法の工程図を示す。図１５は、他の波面変換素子の製造方法を示す工程図である。図１６（ａ）は、上記波面変換素子に入射する第１の波長λ１の光束の光路を示し、図１６（ｂ）は、上記波面換素子に入射する第２の波長λ２の光束の光路を示している。

　ホログラム感光材料５１ｂを露光する方法は、上述した第１実施形態と同様であるが、その際、図１４（ａ）に示すように、ホログラム感光材料５１ｂの片面に透光性材料からなる仮基板５４を固定しておく。

　そして、ホログラム感光材料５１ｂに仮基板５４を固定したものに、上述した方法で露光を行い、反射型のホログラム光学素子５１ａを形成する。そして、図１４（ｂ）に示すように、仮基板５４からホログラム光学素子５１ａを剥がす。最後に、図１４（ｃ）に示すように、仮基板５４から剥がしたホログラム光学素子５１ａを、基板５３に接着された反射部材５２の片面に固定して、第３実施形態における波面変換素子５１を構成する。これにより、波面変換素子５１は、表面にホログラム光学素子５１ａが露出しているので、仮基板５４の界面反射によるゴーストが生じない波面変換素子５１を構成することができる。

　また、図１５に示すように、仮基板５４からホログラム光学素子５１ａを剥がす工程を除いて（ホログラム光学素子５１ａを仮基板５４から剥がさずに）、基板５３に接着された反射部材５２の片面に反射型のホログラム光学素子５１ａを固定してもよい。これにより、平面性を保ったまま、波面変換素子５５を製造することができる。

　上述したような波面変換素子５５は、仮基板５４と、第２の波長λ２の光束を波面変換するホログラム光学素子５１ａと、反射部材５２と、基板５３とで構成される。この波面変換素子５５を光ピックアップ装置５０に用いた場合、図１６（ａ）に示すように、第１の波長λ１の光束は、仮基板５４およびホログラム光学素子５１ａを透過して反射部材５２で反射される。また、図１６（ｂ）に示すように、第２の波長λ２の光束は、仮基板５４を透過してホログラム光学素子５１ａで回折されることにより波面変換される。

（第４実施形態）
（透過型のホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置について）
　本発明の第４実施形態について図１７を用いて説明する。なお、第１実施形態～第３実施形態と同様の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。図１７は、本実施形態における光ピックアップ装置６０の概略の構成を示す説明図である。

　本実施形態の光ピックアップ装置６０は、図１７に示すように、光源部２と、コリメータレンズ３と、１／４波長板４と、折返しミラー６３ａ、６３ｂと、波面変換素子６１と、対物レンズ６２と、遮光部材（不図示）とを備える。ここで、第１実施形態～第３実施形態との大きな違いは、波面変換素子６１に体積位相型の透過型のホログラム光学素子を用いたことである。そのため、本実施形態の光路は以下のようになる。なお、波面変換素子６１の構成については、後に詳細を示す。

　本発明によると、第１の光源８から出射した光束（例えばＰ偏光）は、ダイクロイックプリズム１３ａおよびＰＢＳ１２を透過してコリメータレンズ３に入射する。コリメータレンズ３に入射した光束は平行光に変換されて折返しミラー６３ｂに入射し、折返しミラー６３ｂと折返しミラー６３ａとで反射されて、１／４波長板４に入射する。ここで、第１の光源８から出射したレーザ光の光束は、直線偏光であるため、１／４波長板４で円偏光に変換される。１／４波長板４を介して得られた円偏光の光束は、波面変換素子６１に入射してそこを透過し、対物レンズ６２で集光されて光ディスクＤに照射される。

　光ディスクＤからの戻り光は、再び対物レンズ６２を介して波面変換素子６１に入射し、１／４波長板４に入射する。１／４波長板４に入射した光束は、円偏光から直線偏光（例えばＳ偏光）の光束に変換される。１／４波長板４に入射した光束は、折返しミラー６３ａと折返しミラー６３ｂで反射され、コリメータレンズ３を介してダイロックプリズム１３ｂを透過し、ＰＢＳ１２に入射する。ここで、光ディスクＤからの戻り光がＳ偏光の光束であるために、その戻り光はＰＢＳ１２で反射され、補正レンズ１４ｂで収束されて光検出器１１に入射する。そして、光検出器１１で光ディスクの情報を読み取る。

　つまり、第１実施形態～第３実施形態の光ピックアップ装置とは、波面変換素子６１の構成と、１／４波長板４の位置が異なり、光束が波面変換素子６１を透過することや、光束の偏光が変換される位置が異なるが、他の構成は第１実施形態～第３実施形態の光ピックアップ装置と同様であるため、第２の光源９および第３の光源１０の出射光を用いた動作説明は省略する。なお、１／４波長板４は、コリメータレンズ３と波面変換素子６１との間であれば、どこに配置されていてもよい。

（波面変換素子について）
　次に、上述した波面変換素子６１について詳細に説明する。なお、説明の簡略化のため、以下に述べる波面変換素子は、第１実施形態～第３実施形態の波面変換素子と同様に、ＢＤとＨＤＤＶＤのように、情報を記録／再生する光束の波長域が近接する、規格の異なる２種類の光ディスクの互換に対応するように構成されているものとするが、３種類以上の光ディスクの互換に適用される波面変換素子６１についても同様に考えることができる。

　また、規格の異なる２種類の光ディスクのうち、一方の光ディスク(例えばＢＤ)は、第１の波長λ１（４０３ｎｍ）の光束で情報の記録または再生を行うものとし、他方の光ディスク（例えばＨＤＤＶＤ）は、第２の波長λ２（４０７ｎｍ）の光束で情報の記録または再生を行うものとする。

　波面変換素子６１は、回折によって第１の波長λ１の光束を波面変換する体積位相型の透過型の第１ホログラム光学素子６１ａと、回折によって第２の波長λ２の光束を波面変換する体積位相型の透過型の第２ホログラム光学素子６１ｂとを積層して構成される。そのため、透過型のホログラム光学素子を波面変換素子として用いることにより、本実施形態の光ピックアップ装置は、以下のように光束の波面変換を行う。図１８（ａ）は、本発明の光ピックアップ装置６０における光路の一部の概略図である。図１８（ｂ）は、波面変換素子６１を拡大した概略図である。

　図１８（ａ）に示すように、折返しミラー６３ｂ、６３ａで反射されて１／４波長板４に入射した光束は、直線偏光から円偏光に変換されて波面変換素子６１に入射する。波面変換素子６１に入射した光束は、図１８（ｂ）に示すように、第１の波長λ１の光束であれば、第１ホログラム光学素子６１ａによって波面変換され、一方、第２の波長λ２の光束であれば、第２ホログラム光学素子６１ｂによって波面変換されて対物レンズ６２に入射する。対物レンズ６２に入射した光束は、そこで集光されて光ディスクＤに照射される。

　ここで、第４実施形態では、遮光部材８０を、波面変換素子６１の表面上から垂直となる位置に配置している。そのため、第１ホログラム光学素子６１ａあるいは第２ホログラム光学素子６１ｂを透過する非回折光（０次光）を遮光部材８０で遮光することができる。これにより、ノイズを低減して情報の記録／再生を高精度に行うことができる。

（透過型のホログラム光学素子について）
　ここで、波面変換素子６１に用いられる透過型のホログラム光学素子の詳細について以下に説明する。

　図１９は、透過型のホログラム光学素子の波長に対する回折効率をＲＣＷＡ（Rigorous　Coupled　Wave　Analysis）によってシミュレートした回折効率曲線を表す説明図である。ここで、図１９の説明図では、厚さ４０μｍ、屈折率変調０．００１、基本屈折率１．５を備える透過型のホログラム光学素子をＲＣＷＡでシミュレートしたものである。第１の波長λ１（例えば４０３ｎｍ）の光束で露光した第１ホログラム光学素子６１ａは、第１の波長λ１の近傍で高い回折効率が得られ（実線のグラフ参照）、第２の波長λ２（例えば４０７ｎｍ）の光束で露光した第２ホログラム光学素子６１ｂは、第２の波長λ２の近傍で高い回折効率が得られた（破線のグラフ参照）。

　そのため、透過型のホログラム光学素子を用いた波面変換素子においても、第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束とを分離して波面変換を行うことができるため、透過型のホログラム光学素子を用いても、ＢＤとＨＤＤＶＤのように近接する波長を有する光束により情報の記録／再生を行う光ディスクに対しても互換性を有することができる。

（透過型のホログラム光学素子の製造方法）
　次に、透過型のホログラム光学素子の製造方法について、図２０および図２１を用いて説明する。図２０は、波面変換素子を製造する際の概略図を示す。図２１（ａ）は、波面変換素子を構成する第１ホログラム光学素子の製造方法の概略図を示す。図２１（ｂ）は、波面変換素子を構成する第２ホログラム光学素子の製造方法の概略図を示す。

　図２０に示すように、レーザ光源７０から出射した光束は、ハーフミラー７１で反射する光束Ｌ１とハーフミラー７１を透過する光束Ｌ２の２つの光束に分岐される。光束Ｌ１は、ビームエキスパンダ７２ａによって光束径を拡大されて、ホログラム感光材料７６に入射する。一方、光束Ｌ２は、反射板７３ａによって反射されてビームエキスパンダ７２ｂに入射し、そこで光束径を拡大された後、反射板７３ｂで反射され、集光レンズ７４、露光用レンズ７５を透過してホログラム感光材料７６に入射する。このとき、光束Ｌ１と光束Ｌ２とが、ホログラム感光材料７６の表面に対して同じ側から入射するようにホログラム感光材料７６が配置される。ホログラム感光材料７６には、銀塩材料や重クロム酸ゼラチン、フォトポリマー等が用いられるが、ドライプロセスで作製できるフォトポリマーが望ましい。レーザ光源７０から出射される光束の波長は、ホログラム光学素子で波面変換したい所望の波長λが用いられる。

　ここで、本実施形態では、第１ホログラム光学素子６１ａと第２ホログラム光学素子６１ｂとを製造するために、ホログラム感光材料７６として、第１の波長λ１に感度を有する第１ホログラム感光材料７６ａと第２の波長λ２に感度を有する第２ホログラム感光材料７６ｂとを用いる。また、露光用レンズ７５は、第１の波長λ１の光束で露光する際に用いる第１の露光用レンズ７５ａと第２の波長λ２の光束で露光する際に用いる第２の露光用レンズ７５ｂとからなり、それぞれの波長の光束を使用する際に切り替えて用いる。そして、上述した製造方法と同様に、ホログラム感光材料７６に波長λ１の光束を照射する場合と波長λ２の光束を照射する場合とで、露光を２回行う。この際、図２０に示す装置を２セット用意して第１ホログラム光学素子６１ａと、第２ホログラム光学素子６１ｂとを別々に製造してもよいし、図２０に示す装置の露光用レンズを交換することで、同一の装置で第１ホログラム光学素子６１ａと、第２ホログラム光学素子６１ｂとを製造してもよい。

　また、本実施形態の波面変換素子６１では、第１ホログラム光学素子６１ａと第２ホログラム光学素子６１ｂとを製造して、２層を積層することでホログラム光学素子を構成したが、他の構成によりホログラム光学素子を構成してもよい。図２２（ａ）は、波面変換素子を構成する第１ホログラム光学素子の他の製造方法の概略図を示す。図２２（ｂ）は、波面変換素子を構成する第２ホログラム光学素子の他の製造方法の概略図を示す。ホログラム光学素子を、図２２（ａ）（ｂ）に示すように、複数の波長に感度を有する１つのホログラム感光材料７６を用いて、第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束とを照射することで、単層のホログラム光学素子を製造してもよい。この場合も、上述したように装置を２種類用いてもよいし、同一の装置を用いて製造してもよい。

　透過型のホログラム光学素子を波面変換素子として用いた光ピックアップ装置の第４実施形態とは異なる形態の光ピックアップ装置について以下に述べる。

（第５実施形態）
　第５実施形態における光ピックアップ装置９０について、図２３を用いて説明する。なお、第４実施形態と同様の部分には、同一の符号を付し、説明を省略する。図２３（ａ）は、本実施形態の光ピックアップ装置９０における光路の一部の概略図である。図２３（ｂ）は、各一次光の光路上に対物レンズ６２を配置したと仮定したときの各光路を示す説明図である。

　第５実施形態における光ピックアップ装置９０は、図２３（ａ）に示すように、波面変換素子９１を回転させる回転手段４０をさらに備える。波面変換素子９１は、回折によって第１の波長λ１の光束を波面変換する体積位相型の透過型の第１ホログラム光学素子９１ａと、回折によって第２の波長λ２の光束を波面変換する体積位相型の透過型の第２ホログラム光学素子９１ｂとを積層して構成される。第１ホログラム光学素子９１ａは、第４実施形態の第１ホログラム光学素子６１ａに対応し、第２ホログラム光学素子９１ｂは、第４実施形態の第２ホログラム光学素子６１ｂに対応している。

　回転手段４０は、第１ホログラム光学素子９１ａの表面に垂直な軸を中心として、波面変換素子９１（第１ホログラム光学素子９１ａ、第２ホログラム光学素子９１ｂ）を回転させる。この回転手段４０の具体的な構成については、第２実施形態で述べた構成と同様であるため、ここではその説明を省略する。

　図２３（ｂ）に示すように、波面変換素子９１は、第１ホログラム光学素子９１ａにより波面変換された第１の波長λ１の光束の中心主光線と、第２ホログラム光学素子９１ｂにより波面変換された第２の波長λ２の光束の中心主光線とが異なる方向に回折されるように構成される。ただし、波面変換素子９１への両中心主光線の入射方向は、一致しているものとする。そのため、第１ホログラム光学素子９１ａにより波面変換された第１の波長λ１の光束、あるいは、第２ホログラム光学素子９１ｂにより波面変換された第２の波長λ２のいずれか一方の中心主光線のみが、１つの対物レンズ６２の軸上を進行する。

　これにより、第１ホログラム光学素子９１ａ（第２ホログラム光学素子９１ｂ）が第２の波長λ２の光束（第１の波長λ１の光束）を波面変換することにより発生するノイズ光が、対物レンズ６２を介して光ディスクＤに入射するのを低減できる。つまり、例えば、第２の波長λ２の光束が第１ホログラム光学素子９１ａで回折されることによって発生するノイズ光は、第１の波長λ１の光束が第１ホログラム光学素子９１ａで回折される方向に進行するので（第２の波長λ２の光束が第２のホログラム光学素子９１ｂで回折される方向には進行しないので）、第２の波長λ２の光束を用いた情報の記録／再生時に、上記ノイズ光が対物レンズ６２を介して光ディスクＤに入射するのを低減できる。なお、用いる光ディスクＤに応じて波面変換素子９１を回転手段４０で回転することにより、対物レンズ６２の軸上を進行する光束を変換することができる。

（第６実施形態）
　第６実施形態における光ピックアップ装置１００について、図２４を用いて説明する。図２４（ａ）は、本実施形態の光ピックアップ装置１００における光路の一部の概略図である。図２４（ｂ）は、上記光ピックアップ装置１００に適用される波面変換素子１０１を拡大した概略図である。

　第６実施形態における光ピックアップ装置１００は、折返しミラー６３ｂ、６３ａによって反射されて１／４波長板４に入射した光束が、１／４波長板４で直線偏光から円偏光に変換されて波面変換素子１０１に入射して、波面変換素子１０１で波面変換されることにより、対物レンズ６２で集光されて光ディスクＤに照射される。この際、本実施形態における波面変換素子１０１は、図２４（ｂ）に示すように、第２の波長λ２の光束の波面変換を行うホログラム光学素子１０１ａで構成されている。そのため、第１の波長λ１の光束（実線）が波面変換素子１０１に入射すると、第１の波長λ１の光束は、そのまま波面変換素子１０１を透過して対物レンズ６２に入射する。一方、第２の波長λ２の光束（点線）が波面変換素子１０１に入射すると、第２の波長λ２の光束は、ホログラム光学素子１０１ａによって波面変換されて対物レンズ６２に入射する。

　これにより、波面変換素子１０１を単層（１つの波長の光のみを回折させるホログラム光学素子）で構成しても、第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束とを分離することができるため、ホログラム光学素子１０１ａの構成が簡便で容易に波面変換素子１０１を作成することができる。

（第６実施形態における透過型のホログラム光学素子の製造方法）
　次に、第６実施形態における波面変換素子１０１の製造方法について、図２５を用いて説明する。図２５（ａ）は、ホログラム光学素子１０１ａを製造する際に用いる露光光学系全体の概略の構成を示す説明図である。図２５（ｂ）は、上記露光光学系の一部を拡大した説明図である。図２５（ｃ）は、ホログラム光学素子１０１ａを構成する複数のホログラムエレメント１１９の平面図である。

　ホログラム光学素子１０１ａを製造する露光光学系は、図２５（ａ）に示すように、レーザ光源１１０と、シャッタ１１１と、ビームエキスパンダ１１２と、ビームスプリッタ１１３と、ミラー１１４、１１６、１１７と、集光レンズ１１５とを有している。

　レーザ光源１１０から出射される可干渉性を有するレーザ光は、シャッタ１１１を通過した後、ビームエキスパンダ１１２にて光束径を拡大され、平行光のままビームスプリッタ１１３に入射し、そこで２光束に分離される。このとき、シャッタ１１１のＯＮ／ＯＦＦにより、レーザ光の露光時間がコントロールされる。

　ビームスプリッタ１１３にて分離された一方の光束Ｌ１は、ミラー１１４にて反射された後、集光レンズ１１５にて後述するミラー１１７の近傍の点Ｑに一旦集光され、そこから発散光となってホログラム感光材料１１８に照射される。一方、ビームスプリッタ１１３にて分離された他方の光束Ｌ２は、ミラー１１６、１１７にて順に反射された後、ホログラム感光材料１１８に平行光の状態で照射される。このように、ホログラム感光材料１１８に対して同じ側から２光束Ｌ１・Ｌ２を照射することにより、ホログラム感光材料１１８に干渉縞が形成され、体積位相型で透過型のホログラム光学素子が作製される。

　なお、用いるホログラム感光材料１１８の特性に応じて後処理が必要である。例えば、ホログラム感光材料１１８としてフォトポリマーを用いた場合には、紫外線照射による定着処理と、ベイク処理とが必要である。

　本実施形態のホログラム光学素子は、上述した露光光学系を用いてホログラム感光材料１１８の回転軸Ｂに対して偏心した位置にホログラムエレメント１１９（図２５（ｃ）参照）を形成する工程の後、ホログラム感光材料１１８を回転軸Ｂを中心にして所定角度だけ回転させる工程を行う。これにより、上述した露光光学系を用いて先程とは異なった位置にホログラムエレメント１１９を形成することができる。このように、ホログラムエレメント形成工程と、回転工程とを繰り返すことによって、回転軸Ｂの周りに複数のホログラムエレメント１１９が形成されて複数のホログラムエレメント１１９の集合体からなるホログラム光学素子が形成されることとなる。ここで、ホログラムエレメント１１９とは、ホログラム光学素子を構成する一単位を示す。また、回転軸Ｂを中心として回転する所定角度は、本実施形態においては９０°とする。

　図２５（ｂ）で示すように、本実施形態における露光光学系は、回転軸Ｂが光束Ｌ１の内部に位置し、かつ、光束Ｌ２に接するように配置されている。したがって、光束Ｌ１は、回転軸Ｂの近傍の点Ｑから発散し、ホログラム感光材料１１８において回転軸Ｂを含む領域に入射し、光束Ｌ２は、回転軸Ｂと接しながら平行光の状態でホログラム感光材料１１８に入射する。

　このように、２光束Ｌ１・Ｌ２でホログラム感光材料１１８を露光することによって、図２５（ｃ）に示すように、２光束Ｌ１・Ｌ２が回転軸Ｂに対して偏心した位置で互いに干渉するので、そのような偏心した位置にホログラムエレメント１１９を形成することができる。そして、回転軸Ｂを中心としてホログラム感光材料１１８を回転させることにより、隣り合うホログラムエレメント１１９（例えば、ホログラムエレメント１１９ａ、１１９ｂ）は、その一部が重複しながら形成されることとなり、ホログラム光学素子がホログラム感光材料１１８の所定の領域に作製される。

　以上のように作製したホログラム光学素子１０１ａは、ホログラム感光材料１１８を露光する２光束のうちの一方の光束Ｌ１が発散光であるため、再生時には、ホログラム光学素子１０１ａに入射する平行光を発散光に変換できる。本実施形態では、光束Ｌ１および光束Ｌ２の波長を、第２の波長λ２とすることで、コリメータレンズ３によって平行光にされた第２の波長λ２の光束を、ホログラム光学素子１０１ａで発散光とすることができる。また、ホログラム光学素子１０１ａを軸対称（回転対称）に構成するため、ホログラム光学素子１０１ａに入射する平行光を均一に発散することができる。

（光源について）
　次に、本発明の第１実施形態～第６実施形態における光ピックアップ装置に適用可能な光源について、その詳細を以下に述べる。

　光源は、複数の波長を切り替えて出射可能な外部共振器型のレーザダイオードからなる。外部共振器型のレーザダイオードは、適度なチューニング範囲、狭い線幅、高い周波数安定度の特性を有し、安定したスペクトルを得ることができる。

　外部共振器型のレーザダイオードには、Littrow型とLittman型とがあるが、基本的な構成は同じである。そこで、まずLittrow型のレーザダイオードの構成について以下に示す。

　図２６は、Littrow型のレーザダイオードの概略を示す断面図である。図２６で示すように、Littrow型のレーザダイオード１２０は、ダイオード１２１と、レンズ１２２と、回折格子１２３と、ミラー１２４とで構成されている。

　ダイオード１２１から出射された光束は、レンズ１２２で拡大されて回折格子１２３に入射する。回折格子１２３は、ダイオード１２１の発光スペクトルから限られた波長範囲の光束を選択的に反射し、１次回折光をダイオード１２１に戻す。この光学フィードバックにより、ダイオード１２１は強制的に単一周波数発振となる。そして、光学フィードバックを経た光束がミラー１２４で反射されて出射することにより、安定したスペクトルを有する光源となる。また、回折格子１２３の配置角度を制御することによって、ダイオード１２１から出射された光束が、回折格子１２３に到達するまでの距離（キャビティ長さ）を変えることができるので、光束の波長を変化させることができる。そのため、１つの光源で複数の波長の光束を出射させることができ、光学系の構成を簡素化して装置を小型化することができ、また、安価に装置を構成することができる。

　図２７は、Littman型のレーザダイオードの概略を示す断面図である。図２７で示すように、Littman型のレーザダイオード１３０は、ダイオード１３１と、レンズ１３２と、回折格子１３３と、ミラー１３４とで構成されており、Littrow型のレーザダイオード１２０とほぼ同様の構成を備える。

　Littman型のレーザダイオード１３０は、ダイオード１３１から出射された光束が、レンズ１３２で拡大されて回折格子１３３に入射する。回折格子１３３に入射した光束は、回折格子１３３で回折され、１次回折光がミラー１３４で反射されて回折格子１３３に再度入射した後、ダイオード１３１に戻る。後の構成は、Littrow型のレーザダイオード１３０と同様である。

　上述したLittman型とLittrow型の外部共振器型のレーザダイオードにおいて、いずれの構成でも発振線幅を決定する主な要因は、キャビティ長さに影響する電気ノイズ、音響ノイズ、振動である。したがって、ダイオード１２１から出射された光束を一度しか反射しないLittrow型の構成の方が、多次数回折による損失がなく、より挟線幅な光束が得られる。そのため、光源としては、Littrow型の外部共振器型のレーザダイオード１２０を用いることが望ましい。

　なお、本発明の光源は上記した外部共振器型のレーザダイオードに限ったものではなく、温度や電流値により、波長を切り替えることができる光源でもよい。また、複数の光源を用いて、用いる光ディスクによって光源を切り替えてもよい。

　なお、上述した光ピックアップ装置は、波面変換素子を１箇所に配置した構成を備えるが、本発明は上述したような構成に限らず、波面変換素子を複数配置した構成を備えてもよい。また、その際に用いる波面変換素子は、反射型のホログラム光学素子でも透過型のホログラム光学素子でもよく、また、単層からなるホログラム光学素子でも多層からなるホログラム光学素子でもよい。

(応用例)
　図２８は、上述した光ピックアップ装置の応用例を示す概略図である。本実施形態の光ピックアップ装置２００は、図２８に示すように、波面変換素子２０１、２０３と、遮光部材２０２と、ミラー２０４と、対物レンズ２０５とを備える。なお、図２８における光ピックアップ装置２００の光源部等については、上記した第１実施形態～第６実施形態と同様の構成を有するため、その説明を省略する。

　なお、本実施形態においても、光ピックアップ装置２００は、第１実施形態～第６実施形態と同様に、ＢＤとＨＤＤＶＤのように、情報を記録／再生する光束の波長域が近接する規格の異なる２種類の光ディスクの互換に対応するように構成されており、規格の異なる２種類の光ディスクのうち、一方の光ディスク(例えばＢＤ)は、第１の波長λ１（４０３ｎｍ）の光束で情報の記録または再生を行うものとし、他方の光ディスク（例えばＨＤＤＶＤ）は、第２の波長λ２（４０７ｎｍ）の光束で情報の記録または再生を行うものとする。

　本実施形態の光ピックアップ装置２００においては、波面変換素子２０１を、第２の波長λ２の光束を波面変換する体積位相型の反射型のホログラム光学素子２０１ａと反射部材２０１ｂとで構成する。また、波面変換素子２０３は、第２の波長λ２の光束を波面変換する体積位相型の反射型のホログラム光学素子２０３ａから構成されている。遮光部材２０２は、第２の波長λ２の光束を用いて光ディスクＤへの情報の記録／再生を行う場合にのみ用いられるものとし、それ以外の場合は、光ピックアップ装置２００から外されているものとする。

　第１の波長λ１の光束（実線）が、波面変換素子２０１に入射してくると、波面変換素子２０１は、第１の波長λ１の光束を反射部材２０１ｂで反射して波面変換素子２０３へ入射させる。波面変換素子２０３は、第２の波長λ２の光束を波面変換するホログラム光学素子２０３ａで構成されているために、第１の波長λ１の光束は、波面変換素子２０３を透過して対物レンズ２０５へ入射する。対物レンズ２０５に入射した第１の波長λ１の光束は、集光されて光ディスクＤの所定の位置に照射され、光ディスクＤに対して情報の記録／再生を行う。

　一方、第２の波長λ２の光束（点線）が、波面変換素子２０１に入射してくると、波面変換素子２０１は第２の波長λ２の光束をホログラム光学素子２０１ａにて波面変換してミラー２０４へと反射する。ミラー２０４に入射した第２の波長λ２の光束は、ミラー２０４で反射されて波面変換素子２０３へ入射する。波面変換素子２０３は、第２の波長λ２の光束を波面変換して対物レンズ２０５へと入射させる。対物レンズ２０５に入射した第２の波長λ２の光束は、集光されて光ディスクＤの所定の位置に照射されて光ディスクＤに対して情報の記録／再生を行う。

　ここで、波面変換素子２０１で波面変換されなかった第２の波長λ２の光束の非回折光（０次光）は、反射部材２０１ｂによって反射されて遮光部材２０２へと入射する。そのため、ホログラム光学素子２０１ａの非回折光が光ディスクＤに入射することにより発生するノイズを低減することができる。また、波面変換素子２０１、２０３に体積位相型の反射型のホログラム光学素子を用いていることにより、波長選択性に優れてよりノイズを低減することができる光ピックアップ装置２００を用いることができる。

　なお、本発明の光ピックアップ装置は、上述した構成に限られるものではなく、ホログラム光学素子を波面変換素子として用いた光ピックアップ装置であれば、好適に実施できるものである。

（その他）
　なお、本発明の光ピックアップ装置は、以下のように表現することもでき、その結果、以下の作用効果を奏する。

　本発明の光ピックアップは、規格の異なる複数の光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置において、各光ディスクのそれぞれに対応して異なる波長の光束を出射する光源と、少なくとも１つの波長の光束を、波長によって波面が互いに異なるように波面変換する波面変換素子と、波面変換素子を介して得られる光束を、対応する光ディスクに集光させる対物レンズとを備え、波面変換素子は、体積位相型のホログラム光学素子を含んで構成されている。

　上記構成によると、光源から出射される光束は、波面変換素子を介して対物レンズに入射し、光ディスクに集光される。ここで、波面変換素子は、光源から出射される光束の波長によってそれぞれ波面が異なるように少なくとも１つ波長の光束の波面変換を行うので、対物レンズを介して光ディスクに集光する光束の集光位置を波長ごとに（用いる光ディスクごとに）変えることができる。これにより、単一の装置で複数の光ディスクのそれぞれに対して情報の記録または再生を行うことができ、互換性のある光ピックアップ装置を実現することができる。また、波面変換素子は、体積位相型のホログラム光学素子を含んで構成されているので、従来のように複雑な駆動部等を設けることなく互換性のある光ピックアップ装置を容易に実現することができる。したがって、本発明の光ピックアップ装置は、単純な光学構成で互換性を確保することができ、小型化に対応して低コストで互換性のある光ピックアップ装置を実現することができる。

　また、ホログラム光学素子は、作製する際の層厚や屈折率変調等のパラメータの設定次第で、理論的には回折効率をほぼ１００％に近づけることができる。そのため、ＢＤとＨＤＤＶＤのように、中心波長が近接するような波長域の光束を用いて、異なる２種類の光ディスクに情報の記録／再生を行う場合でも、それぞれの波長を分離して波面変換を行うことができる。そのため、近接する波長域の光束を用いて情報の記録／再生を行う、異なる２種類の光ディスクに対しても、複雑な光学系を備えることなく、互換性を有することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、ホログラム光学素子は、反射型であることが好ましい。

　上記構成によると、波面変換素子は、体積位相型の反射型のホログラム光学素子から構成される。体積位相型の反射型のホログラム光学素子は、波長選択性が高く、回折効率ピークの半値波長全幅が狭い。そのため、例えば、体積位相型の反射型のホログラム光学素子を２層使用した際に、それぞれのホログラム光学素子における回折効率のピーク波長が近接しても、回折波長幅が重複する領域（クロストーク）を減らすことができる。これにより、ノイズ光の影響を低減することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、ホログラム光学素子は、回折によって第１の波長λ１の光束の波面を変換する第１ホログラム光学素子と、回折によって第２の波長λ２の光束の波面を第１の波長λ１の光束とは異なる波面に変換する第２ホログラム光学素子とを積層して構成されていることが好ましい。

　上記構成によると、ホログラム光学素子を、第１の波長λ１の光束の波面変換を行う反射型の第１ホログラム光学素子と、第２の波長λ２の光束の波面を、第１の波長の光束とは異なる波面に変換する第２ホログラム光学素子とを積層して構成する。そのため、第１の波長λ１の光束は、第１ホログラム光学素子で波面変換されて、回折光が対物レンズに入射する。また、第２の波長λ２の光束は、第２ホログラム光学素子で第１の波長λ１とは異なる波面変換をされて、回折光が対物レンズに入射する。これにより、第１の波長λ１の光束と、第２の波長λ２の光束のいずれについても回折光を対物レンズに入射するので、非回折光（０次光）が対物レンズに入射することを低減し、ノイズの影響を抑えることができる。また、ホログラム光学素子を２層で構成することにより、各層は、１つの波長のホログラムのみを記録するので、各波長間で層内での相互作用がなく、単層で複数の波長に感度を有するものよりも高い回折効率を容易に得ることができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、ホログラム光学素子は、単層からなり、回折によって第１の波長λ１の光束の波面を変換するとともに、回折によって第２の波長λ２の光束を第１の波長λ１の光束とは異なる波面に変換するが好ましい。

　上記構成によると、ホログラム光学素子は単層で構成され、第１の波長λ１の光束及び第２の波長λ２の光束は、同一のホログラム光学素子によって互いに異なる波面に変換されて対物レンズに入射する。このとき、対物レンズに入射する光束は、ともに回折光であるので、非回折光（０次光）が対物レンズに入射することを防ぎ、ノイズの影響を抑えることができる。また、単層でホログラム光学素子を構成することで、ホログラム光学素子の構成が簡便で容易にホログラム光学素子を作製することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、ホログラム光学素子は、第１の波長λ１と第２の波長λ２とに回折効率のピークを有しており、第１の波長λ１と第２の波長λ２との平均波長をλaveとすると、
　０．００５＜｜λ１－λ２｜／λave…（１）
を満たすことが好ましい。

　上記構成によると、条件式（１）を満たすことで、クロストークが低減される。そのため一方の波長を波面変換するホログラム光学素子が、他方の異なる波長を波面変換することを抑えることができるので、ノイズ光の影響を抑えて、第１の波長、第２の波長のそれぞれに独立した波面変換を、確実に行うことができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、
　｜λ１－λ２｜／λave＜０．１…（２）
を満たすことが好ましい。

　上記構成によると、条件式（２）の上限値を上回ると、λ１とλ２の波長差が大きくなる。この場合、例えば光源や他の光学系（コリメータレンズ）を共通して用いることが困難となり、装置が大型化するとともに、その製造コストが増大する。しかし、条件式（２）を満足することにより、そのような共通化が可能となり、装置の小型化、コストダウンを図ることができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、第１の波長λ１に対する回折効率ピークの半値全幅をΔλ１とし、第２の波長λ２に対する回折効率ピークの半値全幅をΔλ２とすると、
　０．００２５＜Δλ１／λ１、かつ、０．００２５＜Δλ２／λ２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）
を満たすことが好ましい。

　上記構成によると、条件式（３）を満たすことで、一定の波長幅において高い回折効率を実現することができる。そのため、温度変化によりホログラム光学素子に入射する光束の波長がシフトしても、第１の波長λ１もしくは第２の波長λ２における回折効率が急激に減少しないので、温度変化のある環境においても、本発明の光ピックアップ装置を使用することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、
　Δλ１＋Δλ２＜２×｜λ１－λ２｜…（４）
を満たすことが好ましい。

　上記構成によると、条件式（４）をさらに満足することにより、温度変化による波長シフトを考慮して第１の波長λ１および第２の波長λ２について、それぞれの回折波長幅を確保したまま、第１の波長λ１および第２の波長λ２についての回折効率のピークを確実に分離することができる。これにより、ホログラム光学素子におけるクロストークを減らして、ノイズを確実に低減することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、
　Δλ１／λ１＜０．０１５、かつ、Δλ２／λ２＜０．０１５…（５）
を満たすことが好ましい。

　上記構成によると、条件式（５）の上限値を上回ると、他の光学系で発生する色収差が増大し、収差補正が困難となる。したがって、条件式（５）を満足することにより、色収差を低減して高精度な光ピックアップ装置を実現することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、ホログラム光学素子を素子表面に垂直な軸を中心として回転させる回転手段をさらに備え、第１の波長λ１の光束の中心主光線と、第２の波長λ２の光束の中心主光線とが互いに異なる方向に回折されるように、ホログラム光学素子が作製されており、回転手段は、用いる光ディスクに対応した波長の光束の中心主光線の回折光が対物レンズの軸上を進行するように、用いる光ディスクに応じてホログラム光学素子を回転させることが好ましい。

　上記構成によると、ホログラム光学素子は、第１の波長の光束の中心主光線と第２の波長の光束の中心主光線とが互いに異なる方向に回折されるように作製されている。したがって、回転手段が、用いる光ディスクに対応した波長の光束の中心主光線の回折光が対物レンズの軸上を進行するように、用いる光ディスクに応じてホログラム光学素子を回転させることにより、用いる光ディスクに対応した波長の光束の回折光を、対物レンズを介して光ディスクに導くことができる。このとき、用いる光ディスクに対応した波長の光束が、他の波長の光束の中心主光線の回折方向に回折されたとしても、その光は対物レンズには入射しないので、ノイズの発生を抑えることができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、波面変換素子は、第１の波長λ１の光束を反射する反射部材と、第２の波長λ２の光束を波面変換するホログラム光学素子とを含んで構成されていることが好ましい。

　上記構成によると、波面変換素子を、第１の波長λ１の光束を反射する反射部材と、第２の波長λ２の光束を波面変換する体積位相型の反射型のホログラム光学素子とを含むように構成する。そのため、第２の波長λ２からなる光束は、ホログラム光学素子により波面変換されて出射するのに対し、第１の波長λ１からなる光束は、反射部材によって反射されて出射する。これにより、用いるホログラム光学素子が１つでも、反射部材との組み合わせで２種類の光束の波面変換が実現できる。すなわち、２種類の光束の波面変換を行うにあたり、用いるホログラム光学素子（１つの波長に感度を有するもの）は１つですむ。したがって、より安価に光ピックアップ装置を製造することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、ホログラム光学素子は、反射部材の反射面上に配置されていることが好ましい。

　上記構成によると、ホログラム光学素子は、反射部材の反射面上に配置されることにより、反射部材と一体に固定される。そのため、ホログラム光学素子を保持する部材が不要となり、より安価に光ピックアップ装置を製造することができ、かつ、小型に構成することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、第２の波長λ２の光束に対応する対物レンズの開口数は、第１の波長λ１の光束に対応する対物レンズの開口数よりも小さいことが好ましい。

　対物レンズは、開口数が大きくなるほど、収差が発生しやすくなる。一方、体積位相型のホログラム光学素子は、有機材料（例えばフォトポリマー）によって構成されているため、温度変化によって伸縮し、歪みが生じる場合がある。そこで、対物レンズの開口数がより大きい（収差が発生しやすい）第１の波長λ１の光束を、ホログラム光学素子で波面変換するのではなく、反射部材で反射させ、開口数のより小さい（収差の発生がより少ない）第２の波長λ２の光束をホログラム光学素子で波面変換することで、どちらの光ディスクに対しても収差の影響を低減することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、ホログラム光学素子は、回折によって第１の波長λ１の光束の波面を変換する透過型の第１ホログラム光学素子と、回折によって第２の波長λ２の光束の波面を第１の波長の光束とは異なる波面に変換する透過型の第２ホログラム光学素子とを積層して構成されていてもよい。

　上記構成によると、ホログラム光学素子は、透過型の第１ホログラム光学素子と、透過型の第２ホログラム光学素子とから構成される。そのため、第１の波長λ１の光束は、第１ホログラム光学素子によって波面変換されて対物レンズに入射し、第２の波長の光束は、第２ホログラム光学素子によって異なる波面に変換されて対物レンズに入射する。つまり、この構成では、第１の波長の光束、第２の波長の光束のいずれについても、回折光を対物レンズに入射させて光ディスクに照射するので、非回折光（０次光）が対物レンズに入射することを低減して、ノイズの影響を抑えることができる。また、ホログラム光学素子を２層で構成することにより、各層は、１つの波長のホログラムのみを記録するので、各波長間で層内での相互作用がなく、単層で複数の波長に感度を有するものよりも高い回折効率を容易に得ることができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、ホログラム光学素子は、単層の透過型のホログラム光学素子からなり、回折によって第１の波長の光束の波面を変換するとともに、回折によって第２の波長の光束を第１の波長の光束とは異なる波面に変換してもよい。

　上記構成によると、ホログラム光学素子は単層の透過型のホログラム光学素子で構成され、第１の波長λ１の光束及び第２の波長λ２の光束は、同一のホログラム光学素子によって互いに異なる波面に変換されて対物レンズに入射する。このとき、対物レンズに入射する光束は、ともに回折光であるので、非回折光（０次光）が対物レンズに入射することを防ぎ、ノイズの影響を抑えることができる。また、単層でホログラム光学素子を構成することで、ホログラム光学素子の構成が簡便で容易にホログラム光学素子を作成することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、ホログラム光学素子は、透過型で構成されており、第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束とのいずれか一方を、波面変換することが好ましい。

　上記構成によると、ホログラム光学素子を、第１の波長λ１と第２の波長λ２のいずれか一方の波長の光束を波面変換する透過型のホログラム光学素子から構成する。そのため、例えば、ホログラム光学素子を第１の波長λ１の光束を波面変換するホログラム光学素子で構成すると、第１の波長λ１からなる光束は、ホログラム光学素子により波面変換されて対物レンズに入射する。一方、第２の波長λ２からなる光束は、ホログラム光学素子を透過して波面変換されずに対物レンズに入射する。上述した構成は、第１の波長λ１と、第２の波長λ２を入れ替えても成立する。これにより、１種類の波長の波面を変換するホログラム光学素子を用いて異なる２つの波長の光束を分離することができるので、体積位相型の透過型のホログラム光学素子を用いても、より安価に光ピックアップ装置を製造することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、波面変換素子を介して得られる光束のうち、用いる光ディスクに対応する波長についての非回折光、あるいは、用いる光ディスクに対応する波長以外の光束の少なくとも一方を遮断する遮光部材をさらに備えることが好ましい。

　上記構成によると、波面変換素子を介して得られる光束のうち、用いる光ディスクに対応する波長についての非回折光、あるいは、用いる光ディスクに対応する波長以外の光束の少なくとも一方を遮断する遮光部材を、光ピックアップ装置にさらに備える。これにより、波面変換素子で波面変換されずに出射する０次光の光束や、用いる光ディスクの集光スポットと異なる方向に波面変換される光束を遮断することができる。そのため、ノイズを低減して情報の記録／再生を高精度に行うことができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、複数の光ディスクは、保護層の厚さがｔ１の第１光ディスクと、保護層の厚さがｔ２の第２光ディスクとからなり、
　｜ｔ１－ｔ２｜≧１００μｍ…（６）
を満たすことが好ましい。

　上記構成によると、例えば、ＢＤおよびＨＤＤＶＤの保護層の厚さは、それぞれ、約１００μｍ、約６００μｍであり、条件式（６）を満たす。本発明の光ピックアップ装置は、このような２種類の光ディスクについても互換性を有することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、光源は、複数の波長を切り替えて出射可能なレーザダイオードからなることが好ましい。

　上記構成によると、各光ディスクに対応して別々に光源を設ける必要がなく、光学系の構成を簡素化して装置を小型化することができ、また、安価に装置を構成することができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、光源は、発光素子と回折光学素子との間でレーザ光を共振して出射する外部共振器型のレーザ光源で構成されていることが好ましい。

　上記構成によると、光源が、外部共振器型のレーザ光源で構成されているので、安定したスペクトルを得ることができるとともに、回折光学素子の配置角度の制御によって出射光の波長を簡単に切り替えることができる。

　また、本発明は上記構成の光ピックアップ装置において、光源は、４００ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の波長帯域の光束を出射することが好ましい。

　上記構成によると、ＢＤやＨＤＤＶＤ等の高記録密度の光ディスクに対して、情報を記録または再生することができるとともに、これらの光ディスク間での互換性を確保した光ピックアップ装置を実現することができる。

　本発明の光ピックアップ装置は、例えばビデオレコーダーなどのＡＶ機器やパーソナルコンピュータに利用可能である。

　　　１、３０、５０、６０、９０、１００　　光ピックアップ装置
　　　２　　光源部
　　　２’　光源部
　　　３　　コリメータレンズ
　　　４　　１／４波長板
　　　５　　折返しミラー
　　　６、３１、５１、５５、６１、９１、１０１　　波面変換素子
　　　７、６２　　対物レンズ
　　　８　　第１の光源
　　　９　　第２の光源
　　１０　　第３の光源
　　１１　　光検出器
　　１２　　ＰＢＳ
　　１３ａ、１３ｂ　　ダイクロイックプリズム
　　１４ａ、１４ｂ、１４ｃ　　補正レンズ
　　　Ｄ　　光ディスク
　　　Ｚ　　ズーム光学系
　　　λ１　　第１の波長
　　　λ２　　第２の波長

Claims

　光ディスク表面からの距離が異なる複数の情報記録層に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置において、
　異なる情報記録層に対応して異なる波長の光束を出射する光源と、
　少なくとも１つの波長の前記光束を、波長によって波面が互いに異なるように波面変換する波面変換素子と、
　前記波面変換素子を介して得られる光束を、対応する情報記録層に集光させる対物レンズとを備え、
　前記波面変換素子は、体積位相型のホログラム光学素子を含んで構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子は、反射型であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子は、
　回折によって第１の波長λ１の光束の波面を変換する第１ホログラム光学素子と、
　回折によって第２の波長λ２の光束の波面を前記第１の波長λ１の光束とは異なる波面に変換する第２ホログラム光学素子とを積層して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子は、単層からなり、回折によって第１の波長λ１の光束の波面を変換するとともに、回折によって第２の波長λ２の光束を第１の波長λ１の光束とは異なる波面に変換することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子は、前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２とに回折効率のピークを有しており、前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２との平均波長をλaveとすると、
　０．００５＜｜λ１－λ２｜／λave…（１）
を満たすことを特徴とする請求項３または４に記載の光ピックアップ装置。
　｜λ１－λ２｜／λave＜０．１…（２）
を満たすことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
　前記第１の波長λ１に対する回折効率ピークの半値全幅をΔλ１とし、前記第２の波長λ２に対する回折効率ピークの半値全幅をΔλ２とすると、
　０．００２５＜Δλ１／λ１、かつ、０．００２５＜Δλ２／λ２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）
を満たすことを特徴とする請求項５または６に記載の光ピックアップ装置。
　Δλ１＋Δλ２＜２×｜λ１－λ２｜…（４）
を満たすことを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
　Δλ１／λ１＜０．０１５、かつ、Δλ２／λ２＜０．０１５
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（５）
を満たすことを特徴とする請求項７または８に記載の光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子を素子表面に垂直な軸を中心として回転させる回転手段をさらに備え、
　前記第１の波長λ１の光束の中心主光線と、前記第２の波長λ２の光束の中心主光線とが互いに異なる方向に回折されるように、前記ホログラム光学素子が作製されており、
　前記回転手段は、情報の記録または再生の対象となる情報記録層に対応した波長の光束の中心主光線の回折光が前記対物レンズの軸上を進行するように、前記ホログラム光学素子を回転させることを特徴とする請求項３から９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
　前記波面変換素子は、第１の波長λ１の光束を反射する反射部材と、第２の波長λ２の光束を波面変換する前記ホログラム光学素子とを含んで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子は、前記反射部材の反射面上に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
　前記第２の波長λ２の光束に対応する前記対物レンズの開口数は、前記第１の波長λ１の光束に対応する前記対物レンズの開口数よりも小さいことを特徴とする請求項１１または１２に記載の光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子は、
　回折によって第１の波長λ１の光束の波面を変換する透過型の第１ホログラム光学素子と、
　回折によって第２の波長λ２の光束の波面を前記第１の波長の光束とは異なる波面に変換する透過型の第２ホログラム光学素子とを積層して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子は、単層の透過型のホログラム光学素子からなり、回折によって第１の波長の光束の波面を変換するとともに、回折によって第２の波長の光束を第１の波長の光束とは異なる波面に変換することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子を素子表面に垂直な軸を中心として回転させる回転手段をさらに備え、
　前記第１の波長λ１の光束の中心主光線と、前記第２の波長λ２の光束の中心主光線とが互いに異なる方向に回折されるように、前記ホログラム光学素子が作製されており、
　前記回転手段は、情報の記録または再生の対象となる情報記録層に対応した波長の光束の中心主光線の回折光が前記対物レンズの軸上を進行するように、前記ホログラム光学素子を回転させることを特徴とする請求項１４または１５に記載の光ピックアップ装置。
　前記ホログラム光学素子は、透過型で構成されており、前記第１の波長λ１の光束と前記第２の波長λ２の光束とのいずれか一方を、波面変換することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
　前記波面変換素子を介して得られる光束のうち、情報の記録または再生の対象となる情報記録層に対応する波長についての非回折光と、前記波長以外の光束とのうちの少なくとも一方を遮断する遮光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
　異なる情報記録層を保護する保護層の厚さを、それぞれｔ１およびｔ２としたとき、
　｜ｔ１－ｔ２｜≧１００μｍ…（６）
を満たすことを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
　前記光源は、複数の波長を切り替えて出射可能なレーザダイオードからなることを特徴とする請求項１から１９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
　前記光源は、発光素子と回折光学素子との間でレーザ光を共振して出射する外部共振器型のレーザ光源で構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の光ピックアップ装置。
　前記光源は、４００ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の波長帯域の光束を出射することを特徴とする請求項２０または２１に記載の光ピックアップ装置。
　前記対物レンズによって集光される光の集光位置を変更するズーム光学系をさらに備え、
　前記光源は、出射光束の波長を変更する波長可変型光源で構成されており、
　複数の情報記録層を有する群を複数有する多層光ディスクの同じ群内で各情報記録層に対応して集光位置を変更する場合には、前記ズーム光学系によって集光位置を変更する一方、異なる群間で集光位置を変更する場合には、前記波長可変型光源によって出射光束の波長を変更して、前記波面変換素子の前記ホログラム光学素子に入射する光束の波長を変更することにより、前記集光位置を変更することを特徴とする請求項１から２２のいずれかに記載の光ピックアップ。