(57)【要約】【課題】有効径に関わらず所望のスポット径を得ることができるよう設計の自由度を向上させた光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】赤色半導体レーザＬＤ２から出射され第１中央領域Ｃ１を通過した光束の利用効率Ｅｃ１２は、赤色半導体レーザＬＤ２から出射され第２中央領域Ｃ２を通過した光束の利用効率Ｅｃ２２より低く、且つ赤色半導体レーザＬＤ２から出射され中間領域Ｍを通過した光束の利用効率Ｅｍ２より低くなっているので、いわゆる超解像現象により、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に集光されるスポットの径を絞ることが出来、適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。【選択図】図２
2010044840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、波長λ２（ｎｍ）（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、波長λ３（ｎｍ）（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源と、対物光学素子とを有し、前記第１光束を厚さｔ１の第１光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、単玉であって光学面に光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子の光学面は、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に配置された中間領域と、前記中間領域の周囲に配置された周辺領域の、少なくとも３つの領域を含み、
前記中央領域は、第１中央領域と前記第１中央領域の周囲に配置された第２中央領域とを有し、
前記周辺領域を通過した前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光し、前記周辺領域を通過した前記第２光束及び前記第３光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上及び前記第３光ディスクの情報記録面上に集光せず、
前記中間領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上及び前記第２光ディスクの情報記録面上に集光し、前記中間領域を通過した前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に集光せず、
前記第２中央領域を通過した前記第１光束、前記第２光束及び前記第３光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上、前記第２光ディスクの情報記録面上及び前記第３光ディスクの情報記録面上に集光し、
前記第１中央領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束のうち少なくとも一方の光束の利用効率Ｅｃ１は、前記第２中央領域を通過した前記一方の光束の利用効率Ｅｃ２より低く、且つ前記中間領域を通過した前記一方の光束の利用効率Ｅｍより低いことを特徴とする光ピックアップ装置用の対物光学素子。
【請求項２】
前記第１中央領域は光軸を含む円形状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用の対物光学素子。
【請求項３】
前記第２中央領域は光軸の周囲に形成された輪帯状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用の対物光学素子。
【請求項４】
以下の式が成立することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
Ｅｃ２−Ｅｃ１＞１５
Ｅｍ−Ｅｃ１＞２０
【請求項５】
前記第１中央領域を通過した前記一方の光束は、対応する光ディスクの情報記録面上で集光しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
【請求項６】
前記第１中央領域には光路差付与構造が形成されており、前記光路差付与構造の光軸方向の段差は、前記段差によって前記一方の光束に対して与えられる光路差をｍλとした場合、ｍの小数第一位が３，４，５，６，７のいずれかである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用の対物光学素子。
ただし、λは、前記一方の光束の波長λ１またはλ２を表す。
【請求項７】
前記第１中央領域に入射した前記一方の光束の少なくとも一部を反射させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
【請求項８】
波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、波長λ２（ｎｍ）（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、波長λ３（ｎｍ）（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源と、対物光学素子とを有し、前記第１光束を厚さｔ１の第１光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、単玉であって光学面に光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子の光学面は、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に配置された中間領域と、前記中間領域の周囲に配置された周辺領域の、少なくとも３つの領域を含み、
前記周辺領域を通過した前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光し、前記周辺領域を通過した前記第２光束及び前記第３光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上及び前記第３光ディスクの情報記録面上に集光せず、
前記中間領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上及び前記第２光ディスクの情報記録面上に集光し、前記中間領域を通過した前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に集光せず、
前記中央領域を通過した前記第１光束、前記第２光束及び前記第３光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上、前記第２光ディスクの情報記録面上及び前記第３光ディスクの情報記録面上に集光し、
前記中央領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束のうち少なくとも一方の光束の利用効率Ｅｃは、前記中間領域を通過した前記一方の光束の利用効率Ｅｍより低いことを特徴とする光ピックアップ装置用の対物光学素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の対物光学素子を用いたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置に関し、特に異なる種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を、「記録／再生」と記載する）を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報の記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４、７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２５ＧＢ程度の情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。
【０００３】
また、現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）やＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、一台の情報記録再生装置で可能な限り様々なタイプの光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができるようにすることが望まれている。更に、光ピックアップ装置がノート型パソコン等に搭載されることも考慮すると、複数種の光ディスクに対する互換性を有するのみでは足らず、そのコンパクト化を更に推進する事が重要である。
【０００４】
ここで、高密度光ディスク、ＤＶＤやＣＤの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤ用の光学系とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。
【０００５】
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤ／ＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。特許文献１には、対物光学素子の光学面に形成された回折構造を用いて、保護基板厚さが異なる光ディスクの互換使用を実現できる光ピックアップ装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１５８２１７号公報
【特許文献２】特開２００６−３０２４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般的に対物光学素子の光学面は非球面であるが、このような非球面に微細構造である回折構造を形成すると、周辺でのピッチが細かくなりすぎて、製造誤差等によって十分な回折効果を発揮できない恐れがある。特にＮＡ０．７以上の高い開口数を有する対物レンズの周辺部においては、当該問題がより顕著となる。周辺を通過する光束の回折効果が不十分であると、光ディスクの情報記録面上に集光されるスポット径が増大して、適切な情報の記録及び／又は再生を行えない場合がある。又、一般的な光ピックアップ装置において、スポット径は実効開口数に比例する傾向があるが、かかる傾向に制限されることなく対物光学素子の設計の自由度をより高めたいという要請がある。尚、特許文献２には、アポダイゼーション効果により、サイドローブを改善した技術が開示されているが、スポット径を抑えることについては開示されていない。
【０００７】
また、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤ／ＣＤ用の対物光学素子を共通化する場合、高密度光ディスク、ＤＶＤ、ＣＤの３つの光ディスクに対して共通に用いられる領域（３互換領域とも言う）と、高密度光ディスク、ＤＶＤに対しては用いられるが、ＣＤに対しては用いられない領域（２互換領域とも言う）との境界において、透過率の分布にギャップが生じ、そのギャップが光ピックアップ装置の記録／再生性能に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、有効径に関わらず所望のスポット径を得ることができるよう設計の自由度を向上させ、また、３互換領域と２互換領域の境界における透過率のギャップによる悪影響を低減した光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、波長λ２（ｎｍ）（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、波長λ３（ｎｍ）（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源と、対物光学素子とを有し、前記第１光束を厚さｔ１の第１光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、単玉であって光学面に光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子の光学面は、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に配置された中間領域と、前記中間領域の周囲に配置された周辺領域の、少なくとも３つの領域を含み、
前記中央領域は、第１中央領域と前記第１中央領域の周囲に配置された第２中央領域とを有し、
前記周辺領域を通過した第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光し、前記周辺領域を通過した前記第２光束及び前記第３光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上及び前記第３光ディスクの情報記録面上に集光せず、
前記中間領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上及び前記第２光ディスクの情報記録面上に集光し、前記中間領域を通過した前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に集光せず、
前記第２中央領域を通過した前記第１光束、前記第２光束及び前記第３光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上、前記第２光ディスクの情報記録面上及び前記第３光ディスクの情報記録面上に集光し、
前記第１中央領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束のうち少なくとも一方の光束の利用効率Ｅｃ１は、前記第２中央領域を通過した前記一方の光束の利用効率Ｅｃ２より低く、且つ前記中間領域を通過した前記一方の光束の利用効率Ｅｍより低いことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記第１中央領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束のうち少なくとも一方の光束の利用効率Ｅｃ１は、前記第２中央領域を通過した前記一方の光束の利用効率Ｅｃ２より低く、且つ前記中間領域を通過した前記一方の光束の利用効率Ｅｍより低いので、いわゆる超解像現象により、前記一方の光束に対応する光ディスクの情報記録面に集光されるスポットの径を任意の大きさにすることができる。このような利用効率の制御は、例えば入射光束の波長に応じて異なる光路差を付与する所定の光路差付与構造を前記第１中央領域に形成することで行うことができる。また、上述のように利用効率を制御することにより、中央領域と中間領域との境界における透過率のギャップを低減することも可能となり、光ピックアップ装置が良好に記録／再生を行うことが可能となる。ここで、「利用効率」とは、ある光束が対物光学素子の所定の領域を通過して光ディスクの情報記録面に集光した場合において、その所定の領域に入射した光束のうち、集光スポットの形成に用いられた光束の割合をいう。又、「超解像現象」とは、例えば光束が入射した一部の領域の光の利用効率を落とすことで、波長λと開口数ＮＡで決まる回折限界以上に、集光されるスポットの径が小さく絞りこまれる現象をいい、例えば特開昭６３−２４７９２０号公報や特開平２−１２６２４号公報に記載されている。なお、Ｅｃ１＜Ｅｃ２  及び  Ｅｃ１＜Ｅｍとするための構造としては、第１中央領域の光路差付与構造と第２中央領域及び／又は中間領域の光路差付与構造を異ならせることによって実現しても良いし、第１中央領域に光束の一部を反射する反射膜を設け実現してもよい。
【００１１】
請求項２に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求項１に記載の発明において、前記第１中央領域は光軸を含む円形状であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求項１に記載の発明において、前記第２中央領域は光軸の周囲に形成された輪帯状であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、以下の式が成立することを特徴とする。
Ｅｃ２−Ｅｃ１＞１５
Ｅｍ−Ｅｃ１＞２０
但し、Ｅｃ２＜Ｅｍ、Ｅｃ２＝Ｅｍ、Ｅｃ２＞Ｅｍのいずれでも良い。
【００１４】
請求項５に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１中央領域を通過した前記一方の光束は、対応する光ディスクの情報記録面上で集光しないことを特徴とするので、光の利用効率を任意に低下させることができる。
【００１５】
請求項６に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求項５に記載の発明において、前記第１中央領域には光路差付与構造が形成されており、前記光路差付与構造の光軸方向の段差は、前記段差によって前記一方の光束に対して与えられる光路差をｍλとした場合、ｍの小数第一位が３，４，５，６，７のいずれかであることを特徴とする。ただし、λは、前記一方の光束の波長λ１又はλ２を表す。
【００１６】
請求項７に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１中央領域に入射した前記一方の光束の少なくとも一部を反射させることを特徴とする。このような特性は、前記第１中央領域の少なくとも一部に、波長選択性透過膜を成膜することなどにより得ることができる。
【００１７】
請求項８に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、  波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、波長λ２（ｎｍ）（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、波長λ３（ｎｍ）（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源と、対物光学素子とを有し、前記第１光束を厚さｔ１の第１光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光ディスクの情報記録面上に集光することによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、単玉であって光学面に光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子の光学面は、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に配置された中間領域と、前記中間領域の周囲に配置された周辺領域の、少なくとも３つの領域を含み、
前記周辺領域を通過した前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光し、前記周辺領域を通過した前記第２光束及び前記第３光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上及び前記第３光ディスクの情報記録面上に集光せず、
前記中間領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上及び前記第２光ディスクの情報記録面上に集光し、前記中間領域を通過した前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に集光せず、
前記中央領域を通過した前記第１光束、前記第２光束及び前記第３光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上、前記第２光ディスクの情報記録面上及び前記第３光ディスクの情報記録面上に集光し、
前記中央領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束のうち少なくとも一方の光束の利用効率Ｅｃは、前記中間領域を通過した前記一方の光束の利用効率Ｅｍより低いことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、前記中央領域を通過した前記第１光束及び前記第２光束のうち少なくとも一方の光束の利用効率Ｅｃは、前記中間領域を通過した前記一方の光束の利用効率Ｅｍより低く、前記中央領域に入射した前記一方の光束の透過率は、前記中央領域に入射したそれ以外の光束の透過率よりも低いので、いわゆる超解像現象により、前記一方の光束に対応する光ディスクの情報記録面に集光されるスポットの径を任意の大きさにすることができる。また、上述のように利用効率を制御することにより、中央領域と中間領域との境界における透過率のギャップを低減することも可能となり、光ピックアップ装置が良好に記録／再生を行うことが可能となる。なお、Ｅｃ＜Ｅｍとするための構造としては、中央領域の光路差付与構造と中間領域の光路差付与構造を異ならせることによって実現しても良いし、中央領域に光束の一部を反射する反射膜を設け実現してもよい。
【００１９】
本明細書でいう光路差付与構造は、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。一般に、光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。ＮＰＳ構造といわれる構造も光路差付与構造の一種と捉えることができる。
【００２０】
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体毎、外部に取り出される方式とがある。
【００２１】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。 ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。
【００２２】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、有効径に関わらず所望のスポット径を得ることができるよう設計の自由度を向上させた光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、図１を用いて本発明による対物光学素子を用いた光ピックアップ装置について説明する。図１は、高密度光ディスクＢＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）との何れに対しても適切に情報の記録・再生を行える光ピックアップ装置ＰＵの構成を概略的に示す図である。ＢＤの仕様は、第１波長（設計波長）λ１＝４０５ｎｍ、保護基板ＰＬ１の厚さｔ１＝０．１ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの仕様は、第２波長（設計波長）λ２＝６５８ｎｍ、保護基板ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの仕様は、第３波長（設計波長）λ３＝７８５ｎｍ、保護基板ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護基板の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【００２５】
光ピックアップ装置ＰＵは、ＢＤ用の波長λ１の第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、波長λ２の第２光束を射出するＤＶＤ用の赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）、波長λ３の第３光束を射出するＣＤ用の赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ共用の受光素子ＰＤ、対物光学素子ＯＢＪ、コリメートレンズＣＬ、２軸アクチュエータＡＣ１、１軸アクチュエータＡＣ２、第１プリズムＰ１、第２プリズムＰ２、第３プリズムＰ３、立上げミラーＭＬ、各光ディスクの情報記録面からの反射光束に対して非点収差を付加するためのセンサー光学系ＳＥとから構成されている。
【００２６】
図２は、本実施の形態にかかる対物光学素子ＯＢＪの断面図である。単玉の対物光学素子ＯＢＪは、光源側の光学面Ｓ１と、光ディスク側の光学面Ｓ２とを有する。光学面Ｓ１には、光軸Ｘを含む中央領域Ｃと、中央領域Ｃの周囲に配置された中間領域Ｍと、中間領域Ｍの周囲に配置された周辺領域Ｐとが形成されている。周辺領域Ｐは非球面であるが、中間領域Ｍと中央領域Ｃには、光路差付与構造である回折構造が形成されている。
【００２７】
周辺領域Ｐは、周辺領域を通過した青紫色半導体レーザＬＤ１から出射された光束のみをＢＤの情報記録面上に集光し、周辺領域を通過した赤色半導体レーザＬＤ２から出射された光束及び赤外半導体レーザＬＤ３から出射された光束をＤＶＤ及びＣＤの情報記録面上に集光せず、フレア化するような非球面形状となっている。中間領域Ｍは、中間領域を通過した青紫色半導体レーザＬＤ１から出射された光束及び赤色半導体レーザＬＤ２から出射された光束をＢＤ及びＤＶＤの情報記録面上にそれぞれ集光し、中間領域を通過した赤外半導体レーザＬＤ３から出射された光束をＣＤの情報記録面上に集光せず、フレア化するような回折構造を有している。中央領域Ｃは、中央領域を通過した青紫色半導体レーザＬＤ１から出射された光束、赤色半導体レーザＬＤ２から出射された光束及び赤外半導体レーザＬＤ３から出射された光束を、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの情報記録面上にそれぞれ集光するような回折構造を有している。
【００２８】
一方、中央領域Ｃは、光軸Ｘを含む円形状の第１中央領域Ｃ１と、その周辺の輪帯状の第２中央領域Ｃ２とを有し、それぞれ異なるブレーズ化波長に基づき回折構造が形成されており、特に第１中央領域Ｃ１の回折構造のブレーズ化波長は、波長λ１の整数倍から離れている。尚、第１中央領域の回折構造において発生する回折光の回折次数と、第２中央領域において発生する回折光の回折次数を異ならせるようにしてもよい。これにより、青色半導体レーザＬＤ１から出射され第１中央領域Ｃ１を通過した光束の一部又は全部がフレア光となるので、その利用効率Ｅｃ１は、青色半導体レーザＬＤ１から出射され第２中央領域Ｃ２を通過した光束の利用効率Ｅｃ２より低く、且つ青色半導体レーザＬＤ１から出射され中間領域Ｍを通過した光束の利用効率Ｅｍより低くなっている。
【００２９】
光ピックアップ装置ＰＵの動作について説明すると、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、コリメート光学系ＣＬから波長λ１の青紫色レーザ光束（第１光束）が平行光束の状態で射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメート光学系ＣＬの位置を光軸方向に調整した後、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、図１において実線でその光線経路を描いたように、第１プリズムＰ１により反射された後、第２プリズムＰ２、及び第３プリズムＰ３を順に透過し、コリメート光学系ＣＬにより平行光束に変換される。その後、立上げミラーＭＬにより反射された後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学素子ＯＢＪによってＢＤの保護基板ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成される集光スポットとなる。対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００３０】
情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴＯを透過した後、立上げミラーＭＬにより反射され、コリメート光学系ＣＬを通過する際に収斂光束となる。その後、第３プリズムＰ３、第２プリズムＰ２及び第１プリズムＰ１を順に透過した後、センサー光学系ＳＥにより非点収差が付加され、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。受光素子ＰＤの出力信号を用いてＢＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００３１】
また、光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、コリメート光学系ＣＬから波長λ２の赤色レーザ光束（第２光束）が平行光束の状態で射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメート光学系ＣＬの位置を光軸方向に調整した後、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、図１において破線でその光線経路を構いたように、第２プリズムＰ２により反射された後、第３プリズムＰ３を透過し、コリメート光学系ＣＬにより平行光束に変換される。その後、立上げミラーＭＬにより反射された後、対物光学ユニットＯＢＪによってＤＶＤの保護基板ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成される集光スポットとなる。対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００３２】
情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＢＪを透過した後、立上げミラーＭＬにより反射され、コリメート光学系ＣＬを通過する際に収斂光束となる。その後、第３プリズムＰ３、第２プリズムＰ２及び第１プリズムＰ１を順に透過した後、センサー光学系ＳＥにより非点収差が付加され、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。受光素子ＰＤの出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００３３】
また、光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、コリメート光学系ＣＬから波長λ３の赤外レーザ光束（第三光束）が平行光束の状態で射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメート光学系ＣＬの位置を光軸方向に調整した後、赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、図１において一点鎖線でその光線経路を描いたように、第３プリズムＰ３により反射された後、コリメート光学系ＣＬにより平行光束に変換される。その後、立上げミラーＭＬにより反射された後、対物光学素子ＯＢＪによってＣＤの保護基板ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成される集光スポットとなる。対物光学ユニットＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００３４】
情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学ユニットＯＢＪを透過した後、立上げミラーＭＬにより反射され、コリメート光学系ＣＬを通過する際に収斂光束となる。その後、第３プリズムＰ３、第２プリズムＰ２及び第１プリズムＰ１を順に透過した後、センサー光学系ＳＥにより非点収差が付加され、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。受光素子ＰＤの出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００３５】
本実施の形態によれば、青色半導体レーザＬＤ１から出射され第１中央領域Ｃ１を通過した光束の利用効率Ｅｃ１は、青色半導体レーザＬＤ１から出射され第２中央領域Ｃ２を通過した光束の利用効率Ｅｃ２より低く、且つ青色半導体レーザＬＤ１から出射され中間領域Ｍを通過した光束の利用効率Ｅｍより低くなっているので、いわゆる超解像現象により、ＢＤの情報記録面ＲＬ１に集光されるスポットの径を絞ることが出来、適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。更に、中央領域Ｃと中間領域Ｍとの境界において透過率のギャップを低減することが可能となる。又、第１中央領域と第２中央領域の回折構造におけるブレーズ化波長を共通にする代わりに、第１中央領域にのみ波長λ１の光束の透過率を低下させる波長選択性透過膜を成膜しても良い。
【００３６】
本実施の形態の変形例としては、赤色半導体レーザＬＤ２から出射され第１中央領域Ｃ１を通過した光束の利用効率Ｅｃ１２を、赤色半導体レーザＬＤ２から出射され第２中央領域Ｃ２を通過した光束の利用効率Ｅｃ２２より低く、且つ赤色半導体レーザＬＤ２から出射され中間領域Ｍを通過した光束の利用効率Ｅｍ２より低くすることもでき、これにより同様な超解像現象により、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に集光されるスポットの径を絞ることもできる。
【００３７】
尚、上述の実施形態においては、中央領域を第１中央領域と第２中央領域に分割する例を述べたが、中央領域を第１中央領域と第２中央領域に分割せず、中央領域の利用効率（Ｅｃ）と中間領域の利用効率（Ｅｍ）において、Ｅｃ＜Ｅｍという条件式が成り立つようにしてもよい。
【００３８】
例えば、第１中央領域Ｃ１と第２中央領域Ｃ２における回折構造を、共通のブレーズ化波長に基づき設計することもできる。その代わり、中央領域Ｃには、波長λ１の光束の透過率を低減した波長選択性被膜を成膜する。かかる対物光学素子において、中央領域Ｃに波長λ１の光束が入射した場合、その一部又は全部が反射することになるが、波長λ２、λ３の光束が入射した場合には、波長選択性被膜がない場合と同様に殆どを透過するようになる。これにより、中央領域Ｃにおける波長λ１の光束の利用効率Ｅｃを、中間領域Ｍにおける波長λ１の光束の利用効率Ｅｍより顕著に低くすることができるので、いわゆる超解像現象により、ＢＤの情報記録面ＲＬ１に集光されるスポットの径を絞ることができる。尚、波長選択性被膜は中央領域Ｃの全面でなく、一部（光軸を含む円形状又は輪帯状）に形成してもよい。
【００３９】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、ＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤに対して互換可能に情報を記録及び／又は再生できる光ピックアップ装置用の対物光学素子にも本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵの概略構成図である。
【図２】本実施の形態にかかる対物光学素子ＯＢＪの断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
ＡＣ１ ２軸アクチュエータ
ＡＣ２ １軸アクチュエータ
Ｃ  中央領域
Ｃ１ 第１中央領域
Ｃ２ 第２中央領域
ＣＬ コリメート光学系
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ
ＬＤ２ 赤色半導体レーザ
ＬＤ３ 赤外半導体レーザ
ＬＭ  レーザモジュール
ＭＬ ミラー
Ｍ  中間領域
ＯＢＪ 対物光学素子
Ｐ  周辺領域
Ｐ１ 第１プリズム
Ｐ２ 第２プリズム
Ｐ３ 第３プリズム
ＰＤ 光検出器
ＰＬ１ 保護基板
ＰＬ２ 保護基板
ＰＬ３ 保護基板
ＰＵ 光ピックアップ装置
ＲＬ１ 情報記録面
ＲＬ２ 情報記録面
ＲＬ３ 情報記録面
Ｓ１ 光源側の光学面
Ｓ２ 光ディスク側の光学面
ＳＥ センサー光学系
ＳＴＯ 絞り
【図１】
2010044840.tif 000003
【図２】
2010044840.tif 000004