(57)【要約】【課題】  ３種類の光記録媒体に対して情報の正確な記録及び／または再生を可能とするとともに、光ピックアップ装置を小型化する。【解決手段】  光源Ｌ１〜Ｌ３から出射される第１〜第３光束を用い、第１〜第３光記録媒体に対して情報の記録再生を行う光ピックアップ装置１用の対物光学ユニット６であって、ダイクロイックミラー層７１の両面に反射面７１ａ及び反射面７０ａを有するミラー部７と、光学面に位相構造を有する対物レンズ８とを備える。ミラー部７は、第１，第２光束を反射面７１ａで反射して対物レンズ８に案内するとともに、第３光束を反射面７０ａで反射しつつ発散光に変換して対物レンズ８に案内する。対物レンズ８は、第１，第２光束の球面収差を前記位相構造によって補正した状態で、第１光束をＢＤ１０に、第２光束をＤＶＤ１１に、第３光束をＣＤに集光する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される波長λ１，λ２，λ３（但し、λ１＜λ２＜λ３）の第１光束，第２光束，第３光束を用い、第１光記録媒体，第２光記録媒体，第３光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置用の光学ユニットであって、
少なくとも１つの光学面に位相構造を有する対物レンズと、
前記第１〜第３光束のうち、２種類の光束を反射させるとともに残り１種類の光束を透過させる第１反射面と、前記第１反射面を透過した前記残り１種類の光束を反射させて発散光に変換する第２反射面とを有し、反射した前記第１〜第３光束を前記対物レンズに案内するミラー部と、を備え、
前記対物レンズは、
前記２種類の光束の球面収差を前記位相構造によって補正するとともに、前記第１光束を前記第１光記録媒体の情報記録面に、前記第２光束を前記第２光記録媒体の情報記録面に、前記第３光束を前記第３光記録媒体の情報記録面にそれぞれ集光することを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の光学ユニットにおいて、
前記ミラー部は、前記第１光束及び前記第２光束を前記第１反射面で、前記第３光束を前記第２反射面で反射することを特徴とする光学ユニット。
【請求項３】
請求項２記載の光学ユニットにおいて、
波長λ１，λ２，λ３は、
１．９＜λ３／λ１＜２．１、かつ１．５＜λ２／λ１＜１．７を満たすことを特徴とする光学ユニット。
【請求項４】
請求項２または３記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、光軸と交差する中心領域と、前記中心領域の外周側に位置する外周領域とを備え、
前記第２反射面に入射する前記第３光束のうち、前記中心領域に入射する光束のみが前記対物レンズによって前記第３光記録媒体に集光されることを特徴とする光学ユニット。
【請求項５】
請求項４記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であることを特徴とする光学ユニット。
【請求項６】
請求項４記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であり、
前記中心領域は、楕円形であることを特徴とする光学ユニット。
【請求項７】
請求項６記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、前記ミラー部と前記対物レンズとの間の光軸を含む所定面内の発散角が最大となるように前記残り１種類の光束を反射するものであり、
前記中心領域は、前記所定面の垂直方向に長軸を有する楕円形であることを特徴とする光学ユニット。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズは単レンズであることを特徴とする光学ユニット。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記位相構造は、回折構造であり、
この回折構造は、前記第１〜第３光束に関し、同一の回折次数で最大の回折効率を示すことを特徴とする光学ユニット。
【請求項１０】
請求項９記載の光学ユニットにおいて、
前記回折構造は、前記第１〜第３光束に関し、１次回折光で最大の回折効率を示すことを特徴とする光学ユニット。
【請求項１１】
請求項３記載の光学ユニットにおいて、
前記位相構造は、
入射する前記第１光束及び前記第３光束を透過させるとともに、
入射する前記第２光束に関しては、１次回折光で最大の回折効率を示すことを特徴とする光学ユニット。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズ及び前記ミラー部を一体的に移動させるアクチュエータを備えることを特徴とする光学ユニット。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１光記録媒体の保護層厚ｔ1と、
前記第２光記録媒体の保護層厚ｔ2と、
前記第３光記録媒体の保護層厚ｔ3とは、
ｔ1＜ｔ2＜ｔ3を満たすことを特徴とする光学ユニット。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１光記録媒体はＢＤ、
前記第２光記録媒体はＤＶＤ、
前記第３光記録媒体はＣＤであることを特徴とする光学ユニット。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズは、前記第１〜第３光記録媒体のうち、前記２種類の光束に対応する２種類の光記録媒体の保護層厚の差によって生じる球面収差を前記位相構造によって補正することを特徴とする光学ユニット。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか一項に記載の光学ユニットと、
前記第１光束を出射する第１光源と、
前記第２光束を出射する第２光源と、
前記第３光束を出射する第３光源とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の光ピックアップ装置において、
前記ミラー部への入射前での前記残り１種類の光束の光軸は、前記２種類の光束の光軸に対してオフセットされていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８】
波長λ１，λ２，λ３（但し、λ１＜λ２＜λ３）の第１光束，第２光束，第３光束を選択的に透過または反射させるミラーであって、
入射する前記第１〜第３光束のうち、２種類の光束を反射させるとともに残り一種類の光束を透過させる第１反射面と、
前記第１反射面を透過した前記残り１種類の光束を反射させて発散光に変換する第２反射面とを備えることを特徴とするミラー。
【請求項１９】
請求項１８記載のミラーにおいて、
波長λ１，λ２，λ３は、
１．９＜λ３／λ１＜２．１、かつ１．５＜λ２／λ１＜１．７を満たすことを特徴とするミラー。
【請求項２０】
請求項１８または１９記載のミラーにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であることを特徴とするミラー。
【請求項２１】
請求項１８または１９記載のミラーにおいて、
前記第１反射面及び前記第２反射面は、入射する前記第１〜第３光束を反射して後段の光学素子に案内するものであり、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であり、
光軸と交差する中心領域と、
前記中心領域の外周側に位置する外周領域とを備え、
当該第２反射面に入射する前記残り１種類の光束のうち、前記中心領域に入射する光束のみを前記後段の光学素子に案内し、
前記中心領域は、
楕円形であることを特徴とするミラー。
【請求項２２】
光源から出射される波長λ１，λ２，λ３（但し、１．９＜λ３／λ１＜２．１）の第１光束，第２光束，第３光束を用い、第１光記録媒体，第２光記録媒体，第３光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置用の光学ユニットであって、
少なくとも１つの光学面に位相構造を有する対物レンズと、
前記第１光束及び前記第３光束の何れか一方の光束を透過させるとともに、他方の光束及び前記第２光束の２種類の光束を反射させる第１反射面と、前記第１反射面を透過した前記一方の光束を反射させる第２反射面とを有し、反射した前記第１〜第３光束を前記対物レンズに案内するミラー部と、を備え、
前記第２反射面は、入射する前記一方の光束を、前記対物レンズで球面収差が補正可能となる光束に変換して前記対物レンズに案内し、
前記対物レンズは、
前記第１反射面で反射した前記２種類の光束の球面収差を前記位相構造によって補正するとともに、前記第１光束を前記第１光記録媒体の情報記録面に、前記第２光束を前記第２光記録媒体の情報記録面に、前記第３光束を前記第３光記録媒体の情報記録面にそれぞれ集光することを特徴とする光学ユニット。
【請求項２３】
請求項２２記載の光学ユニットにおいて、
波長λ１，λ２は、
１．５＜λ２／λ１＜１．７を満たすことを特徴とする光学ユニット。
【請求項２４】
請求項２２または２３記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズ及び前記ミラー部を一体的に移動させるアクチュエータを備えることを特徴とする光学ユニット。
【請求項２５】
請求項２２〜２４の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１光記録媒体の保護層厚ｔ1と、
前記第２光記録媒体の保護層厚ｔ2と、
前記第３光記録媒体の保護層厚ｔ3とは、
ｔ1＜ｔ2＜ｔ3を満たすことを特徴とする光学ユニット。
【請求項２６】
請求項２２〜２５の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１光記録媒体はＢＤ、
前記第２光記録媒体はＤＶＤ、
前記第３光記録媒体はＣＤであることを特徴とする光学ユニット。
【請求項２７】
請求項２２〜２６の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズは、前記第１〜第３光記録媒体のうち、前記２種類の光束に対応する２種類の光記録媒体の保護層厚の差によって生じる球面収差を前記位相構造によって補正することを特徴とする光学ユニット。
【請求項２８】
光源から出射される少なくとも２種類の光束のうち、相対的に短い第１の波長の光束を用いて第１の光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行い、相対的に長い第２の波長（但し、１．９＜第２の波長／第１の波長＜２．１）の光束を用いて第２の光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置用の光学ユニットであって、
対物レンズと、
前記第１の波長の光束及び前記第２の波長の光束の何れか一方の光束を透過させるとともに、他方の光束を反射させる第１反射面と、前記第１反射面を透過した前記一方の光束を反射させる第２反射面とを有し、反射した前記第１の波長の光束及び前記第２の波長の光束を前記対物レンズに案内するミラー部と、を備え、
前記ミラー部は、前記第１の波長の光束または前記第２の波長の光束を、前記対物レンズで球面収差が補正可能となる光束に変換して前記対物レンズに案内し、
前記対物レンズは、
前記第１の波長の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面に、前記第２の波長の光束を前記第２の光記録媒体の情報記録面にそれぞれ集光することを特徴とする光学ユニット。
【請求項２９】
請求項２８記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズ及び前記ミラー部を一体的に移動させるアクチュエータを備えることを特徴とする光学ユニット。
【請求項３０】
請求項２８または２９記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であることを特徴とする光学ユニット。
【請求項３１】
請求項２８〜３０の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、
光軸と交差する中心領域と、前記中心領域の外周側に位置する外周領域とを備え、
前記ミラー部と前記対物レンズとの間の光軸を含む所定面内の発散角が最大となるように前記一方の光束を反射するものであり、
前記第２反射面に入射する前記一方の光束のうち、前記中心領域に入射する光束のみが前記対物レンズによって当該光束に対応する光記録媒体に集光され、
前記中心領域は、前記所定面の垂直方向に長軸を有する楕円形であることを特徴とする光学ユニット。
【請求項３２】
請求項２８〜３１の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１の光記録媒体の保護層厚ｔ1と、
前記第２の光記録媒体の保護層厚ｔ2とは、
ｔ1＜ｔ2を満たすことを特徴とする光学ユニット。
【請求項３３】
請求項２８〜３２の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１の光記録媒体はＢＤ、
前記第２の光記録媒体はＣＤであることを特徴とする光学ユニット。
【請求項３４】
請求項２８〜３２の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１の光記録媒体はＨＤ ＤＶＤ、
前記第２の光記録媒体はＣＤであることを特徴とする光学ユニット。
【請求項３５】
請求項２８〜３４の何れか一項に記載の光学ユニットと、
前記第１の波長の光束を出射する第１の光源と、
前記第２の波長の光束を出射する第２の光源とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３６】
請求項３５記載の光ピックアップ装置において、
前記ミラー部への入射前での前記一方の光束の光軸は、前記他方の光束の光軸に対してオフセットされていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３７】
相対的に短い第１の波長の光束と、相対的に長い第２の波長（但し、１．９＜第２の波長／第１の波長＜２．１）の光束との２種類の光束を選択的に透過または反射させるミラーであって、
前記２種類の光束の何れか一方の光束を透過させるとともに、他方の光束を反射させる第１反射面と、前記第１反射面を透過した前記一方の光束を反射させて発散光に変換する第２反射面とを備えることを特徴とするミラー。
【請求項３８】
請求項３７記載のミラーにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であることを特徴とするミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に対向して配設されるミラー及び光学ユニットと、この光学ユニットを備える光ピックアップ装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＭＯやＣＤ、ＤＶＤなどの光記録媒体に対して情報の記録や再生を行う装置として、光ピックアップ装置がある。この光ピックアップ装置には、半導体レーザー光源から出射された光を光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズ等の光学素子が備えられている。
【０００３】
近年、このような光ピックアップ装置として、ミラーによって対物レンズの手前で光路を屈折させたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような光ピックアップ装置によれば、光源から光記録媒体までの直線距離が短くなる分、装置を小型化することができる。
【特許文献１】特開２００２−４０３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の光ピックアップ装置は２種類の光記録媒体に対して情報の記録や再生を行うものである。そのため、この光ピックアップ装置の技術を単純に応用しても、光ピックアップ装置を小型化しつつ、３種類の光記録媒体に対して情報の正確な記録再生を可能とすることはできない。
【０００５】
一方、２種類の同様な光記録媒体に対して情報の記録や再生を行う他の光ピックアップ装置として、回折構造を備えた対物レンズによって、異なる２つの波長の光束それぞれに対して回折作用を生じさせ、各光記録媒体の情報記録面に球面収差を補正した入射光を集光させるものが知られている。しかし、この光ピックアップ装置の技術を応用してＣＤと、ＤＶＤと、ＤＶＤよりも更に高密度のＢＤ(Blu-ray Disc)またはＨＤ ＤＶＤ(High Definition DVD)との３種類の光記録媒体に対して情報の記録や再生を行う場合、ＢＤやＨＤＤＶＤの使用波長はＣＤの使用波長の略整数倍の関係を有しているため、使用する３波長の光束全てに対して位相構造によって回折作用を生じさせると、光利用効率が大きく低下してしまい、情報の正確な記録・再生を行うことが困難となる。
【０００６】
本発明の第１の課題は、情報の正確な記録及び／または再生を可能とするとともに、光ピックアップ装置を小型化することができるミラーと、光学ユニットと、この光学ユニットを備える光ピックアップ装置とを提供することである。また、本発明の第２の課題は、光利用効率を高めることができるミラーと、光学ユニットと、この光学ユニットを備える光ピックアップ装置とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、
光源から出射される波長λ１，λ２，λ３（但し、λ１＜λ２＜λ３）の第１光束，第２光束，第３光束を用い、第１光記録媒体，第２光記録媒体，第３光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置用の光学ユニットであって、
少なくとも１つの光学面に位相構造を有する対物レンズと、
前記第１〜第３光束のうち、２種類の光束を反射させるとともに残り１種類の光束を透過させる第１反射面と、前記第１反射面を透過した前記残り１種類の光束を反射させて発散光に変換する第２反射面とを有し、反射した前記第１〜第３光束を前記対物レンズに案内するミラー部と、を備え、
前記対物レンズは、
前記２種類の光束の球面収差を前記位相構造によって補正するとともに、前記第１光束を前記第１光記録媒体の情報記録面に、前記第２光束を前記第２光記録媒体の情報記録面に、前記第３光束を前記第３光記録媒体の情報記録面にそれぞれ集光することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、前記２種類の光束は位相構造によって球面収差が補正された状態で別々の光記録媒体の情報記録面に集光されるので、２種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。また、前記残り１種類の光束はミラー部の第２反射面で反射されつつ発散光に変換された後、光記録媒体に集光されるので、前記２種類の光記録媒体とは別の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。従って、３種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。
【０００９】
また、ミラー部が第１〜第３光束をそれぞれ反射して対物レンズに案内するので、光源から光記録媒体までの直線距離を短くすることができる分、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００１０】
ここで、位相構造とは、光軸方向の段差を複数有し、入射光束に対して光路差（位相差）を付加する構造の総称である。この段差により入射光束に付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、非整数倍であっても良い。このような位相構造の具体例としては、上記の段差が光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置された回折構造や、非周期的な間隔をもって配置された光路差付与構造（位相差付与構造ともいう）がある。
【００１１】
また、より詳細には、回折構造とは、段差が光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されており、かつ、そのピッチ（回折パワー）や深さ（ブレイズド化波長）が設定されることで特定の波長光に対して特定次数の回折光の回折効率が他の次数の回折光と比べて高くなる段差構造をいう。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光学ユニットにおいて、
前記ミラー部は、前記第１光束及び前記第２光束を前記第１反射面で、前記第３光束を前記第２反射面で反射することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、第３光束よりも波長の短い第１光束及び第２光束は発散光とされないので、第１光束及び第２光束が発散光とされる場合と比較して、対物レンズの設計が容易となる。従って、光学ユニットを低廉化することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光学ユニットにおいて、
波長λ１，λ２，λ３は、
１．９＜λ３／λ１＜２．１、かつ１．５＜λ２／λ１＜１．７を満たすことを特徴とする。
【００１５】
ここで、一般に、２つの波長のうち、一方が他方の整数倍である場合には、位相構造によって球面収差を補正することが難しい。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、波長λ１，λ３の比は略２であり、波長λ１，λ２の比は整数ではないので、波長λ１，λ３の光束の球面収差を補正するための位相構造と比較して、波長λ１，λ２の光束の球面収差を補正するための位相構造は容易に設計可能である。従って、光学ユニットを低廉化することができる。
【００１７】
また、略整数倍の波長関係を有する第１光束及び第３光束の２種類の光束を用いる場合であっても、第３光束のみを第２反射面で発散光に変換するため、これら２種類の光束に対して位相構造による回折作用の影響を小さくし、光利用効率を高めることができる。
【００１８】
なお、上記の不等号式を満たす波長の組み合わせとしては、例えば、ＣＤ用の波長と、ＤＶＤ用の波長と、ＢＤまたはＨＤＤＶＤ用の波長との組み合わせ等がある。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、光軸と交差する中心領域と、前記中心領域の外周側に位置する外周領域とを備え、
前記第２反射面に入射する前記第３光束のうち、前記中心領域に入射する光束のみが前記対物レンズによって前記第３光記録媒体に集光されることを特徴とする。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、第２反射面に入射する第３光束のうち、中心領域に入射する光束のみが対物レンズによって第３光記録媒体に集光され、外周領域に入射する光束は第３光記録媒体に集光されないので、中心領域の大きさにより開口制限をすることができる。従って、開口制限をするためにミラー部の前後に絞り部材を配設する場合と比較して、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００２１】
また、中心領域の形状により第３光記録媒体でのスポット形状を変形することができるため、第２反射面が光軸に対して非回転対称であっても、スポット形状を円形に整えることができる。また、第３光束の断面形状を整えるための光学素子をミラー部の前後に配設する場合と比較して、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００２２】
なお、外周領域に入射する第３光束は、当該外周領域に吸収されることとしても良いし、外周領域を透過することとしても良いし、外周領域で反射し、第３光記録媒体でのスポット形成に寄与しないフレア成分とされることとしても良い。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であることを特徴とする。
【００２４】
ここで、一般に、反射面が光軸に対して非回転対称である場合には、当該反射面への入射光の断面形状が円形であっても反射光の断面形状を楕円形とすることができ、入射光の断面形状が楕円形であっても反射光の断面形状を円形とすることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、第２反射面は光軸に対して非回転対称な曲面であるので、第２反射面への入射光が楕円形であっても、反射光の断面形状を円形とすることができる。従って、第３光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であり、
前記中心領域は、楕円形であることを特徴とする。
【００２７】
請求項６記載の発明によれば、第２反射面は光軸に対して非回転対称な曲面であり、中心領域は楕円形であるので、第２反射面への入射光が楕円形であっても、楕円の向きにより反射光の断面形状を円形とすることができる。従って、第３光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、前記ミラー部と前記対物レンズとの間の光軸を含む所定面内の発散角が最大となるように前記残り１種類の光束を反射するものであり、
前記中心領域は、前記所定面の垂直方向に長軸を有する楕円形であることを特徴とする。
【００２９】
請求項７記載の発明によれば、第２反射面は所定面内の発散角が最大となるように前記残り１種類の光束を反射するものであり、中心領域は前記所定面の垂直方向に長軸を有する楕円形であるので、反射光の断面を確実に円形とすることができる。
【００３０】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズは単レンズであることを特徴とする。
【００３１】
請求項８記載の発明によれば、前記対物レンズは単レンズであるので、レンズユニットである場合と比較して光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００３２】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記位相構造は、回折構造であり、
この回折構造は、前記第１〜第３光束に関し、同一の回折次数で最大の回折効率を示すことを特徴とする。
【００３３】
請求項９記載の発明によれば、回折構造は第１〜第３光束に関し同一の回折次数で最大の回折効率を示すので、波長λ１〜λ３の長短がそのまま回折作用の強さとして生じる結果、第１〜第３光束では、第３光束が最も強く回折作用を受けることとなる。従って、第２反射面によって発散光に変換される光束が第３光束である場合には、当該第３光束はミラー部の第２反射面と、対物レンズの回折構造とによって２段階に球面収差が補正されることとなる。従って、球面収差を補正する機能の一部が回折構造に分担される分、第２反射面での第３光束の発散度合を小さくすることができるため、第３光記録媒体に対する光ピックアップ装置のフォーカシング性能やトラッキング性能を向上させることができる。
【００３４】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の光学ユニットにおいて、
前記回折構造は、前記第１〜第３光束に関し、１次回折光で最大の回折効率を示すことを特徴とする。
【００３５】
ここで、一般に、複数波長の光束が同一の回折次数で最大の回折効率を示す場合には、その回折次数が小さいほど、各光束の回折効率が高くなる。
請求項１０記載の発明によれば、回折構造は第１〜第３光束に関し１次回折光で最大の回折効率を示すので、第１〜第３光束の回折効率をそれぞれ高くすることができる。
【００３６】
請求項１１記載の発明は、請求項３記載の光学ユニットにおいて、
前記位相構造は、
入射する前記第１光束及び前記第３光束を透過させるとともに、
入射する前記第２光束に関しては、１次回折光で最大の回折効率を示すことを特徴とする。
【００３７】
請求項１１記載の発明によれば、入射する前記第１光束及び前記第３光束を位相構造がそのまま透過させるので、これら第１光束及び第３光束に対して光利用効率を高い状態に維持したまま情報の正確な記録又は再生を可能とすることができる。
また、入射する第２光束に関しては、位相構造が１次回折光で最大の回折効率を示すので、第２光束に対して収差を補正し、情報の正確な記録または再生を可能とすることができる。
【００３８】
なお、位相構造は、入射する第１光束及び第３光束を回折させることなく透過させることが好ましい。
【００３９】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズ及び前記ミラー部を一体的に移動させるアクチュエータを備えることを特徴とする。
【００４０】
請求項１２記載の発明によれば、アクチュエータが対物レンズ及びミラー部を一体的に移動させるので、対物レンズ及びミラー部が別々に移動する場合と比較して、対物レンズの移動に起因するコマ収差を低減することができる。従って、光ピックアップ装置のフォーカシング性能やトラッキング性能を向上させることができる。
【００４１】
請求項１３記載の発明は、請求項１〜１２の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１光記録媒体の保護層厚ｔ1と、
前記第２光記録媒体の保護層厚ｔ2と、
前記第３光記録媒体の保護層厚ｔ3とは、
ｔ1＜ｔ2＜ｔ3を満たすことを特徴とする。
【００４２】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１〜１２の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１光記録媒体はＢＤ、
前記第２光記録媒体はＤＶＤ、
前記第３光記録媒体はＣＤであることを特徴とする。
【００４４】
請求項１４記載の発明によれば、請求項１〜１３の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズは、前記第１〜第３光記録媒体のうち、前記２種類の光束に対応する２種類の光記録媒体の保護層厚の差によって生じる球面収差を前記位相構造によって補正することを特徴とする。
【００４６】
請求項１５記載の発明によれば、対物レンズは前記２種類の光束に対応する光記録媒体の保護層厚の差によって生じる球面収差を位相構造によって補正するので、情報のより正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。
【００４７】
請求項１６記載の発明は、光ピックアップ装置であって、
請求項１〜１５の何れか一項に記載の光学ユニットと、
前記第１光束を出射する第１光源と、
前記第２光束を出射する第２光源と、
前記第３光束を出射する第３光源とを備えることを特徴とする。
【００４８】
請求項１６記載の発明によれば、請求項１〜１５の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の光ピックアップ装置において、
前記ミラー部への入射前での前記残り１種類の光束の光軸は、前記２種類の光束の光軸に対してオフセットされていることを特徴とする。
【００５０】
ここで、第２反射面での反射位置は、少なくともミラー部の厚みの分だけ、第１反射面での光束の反射位置よりもオフセットされる。
【００５１】
請求項１７記載の発明によれば、ミラー部への入射前での前記２種類の光束の光軸に対し、前記１種類の光束の光軸がオフセットされているので、ミラー部から出射された後での当該１種類の光束の光軸と、前記２種類の光束の光軸とを一致させることができる。従って、第１〜第３光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【００５２】
請求項１８記載の発明は、
波長λ１，λ２，λ３（但し、λ１＜λ２＜λ３）の第１光束，第２光束，第３光束を選択的に透過または反射させるミラーであって、
入射する前記第１〜第３光束のうち、２種類の光束を反射させるとともに残り一種類の光束を透過させる第１反射面と、
前記第１反射面を透過した前記残り１種類の光束を反射させて発散光に変換する第２反射面とを備えることを特徴とする。
【００５３】
請求項１８記載の発明によれば、例えば、第１〜第３光束を用いて第１〜第３光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置の光学素子として用い、位相構造を有する対物レンズを当該ミラーよりも光記録媒体側に配置する場合に、前記２種類の光束は位相構造によって球面収差が補正された状態で別々の光記録媒体の情報記録面に集光されるので、２種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。また、前記残り１種類の光束はミラーの第２反射面で反射されつつ発散光に変換された後、光記録媒体に集光されるので、前記２種類の光記録媒体とは別の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。従って、３種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。
【００５４】
また、ミラーが第１〜第３光束をそれぞれ反射して対物レンズに案内するので、光源から光記録媒体までの直線距離を短くすることができる分、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００５５】
請求項１９記載の発明は、請求項１８記載のミラーにおいて、
波長λ１，λ２，λ３は、
１．９＜λ３／λ１＜２．１、かつ１．５＜λ２／λ１＜１．７を満たすことを特徴とする。
【００５６】
請求項１９記載の発明によれば、波長λ１，λ３の比は略２であり、波長λ１，λ２の比は整数ではないので、波長λ１，λ３の光束の球面収差を補正するための位相構造と比較して、波長λ１，λ２の光束の球面収差を補正するための位相構造は容易に設計可能である。従って、このミラーを備える光学ユニットを低廉化することができる。
【００５７】
また、略整数倍の波長関係を有する第１光束及び第３光束の２種類の光束を用いる場合であっても、これら２種類の光束の一方を前記残り１種類の光束とすることにより、当該光束のみが第２反射面で発散光に変換されるため、これら２種類の光束に対して位相構造による回折作用の影響を小さくし、光利用効率を高めることができる。
【００５８】
請求項２０記載の発明は、請求項１８または１９記載のミラーにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であることを特徴とする。
【００５９】
請求項２０記載の発明によれば、第２反射面は光軸に対して非回転対称な曲面であるので、第２反射面への入射光が楕円形であっても、反射光の断面形状を円形とすることができる。従って、前記残り１種類の光束に対応する光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【００６０】
請求項２１記載の発明は、請求項１８または１９記載のミラーにおいて、
前記第１反射面及び前記第２反射面は、入射する前記第１〜第３光束を反射して後段の光学素子に案内するものであり、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であり、
光軸と交差する中心領域と、
前記中心領域の外周側に位置する外周領域とを備え、
当該第２反射面に入射する前記残り１種類の光束のうち、前記中心領域に入射する光束のみを前記後段の光学素子に案内し、
前記中心領域は、
楕円形であることを特徴とする。
【００６１】
請求項２１記載の発明によれば、第２反射面に入射する前記残り１種類の光束のうち、中心領域に入射する光束のみを後段の光学素子に案内し、外周領域に入射する光束を案内しないので、中心領域の大きさにより開口制限をすることができる。従って、開口制限をするためにミラーの前後に絞り部材を配設する場合と比較して、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００６２】
また、残り１種類の光束に対応する光記録媒体でのスポット形状を中心領域の形状により変形することができるため、第２反射面が光軸に対して非回転対称であっても、スポット形状を円形に整えることができる。また、残り１種類の光束の断面形状を整えるための光学素子をミラーの前後に配設する場合と比較して、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００６３】
また、第２反射面は光軸に対して非回転対称な曲面であり、中心領域は楕円形であるので、第２反射面への入射光が楕円形であっても、楕円の向きにより反射光の断面形状を円形とすることができる。従って、残り１種類の光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【００６４】
なお、後段とは、光源とは反対側との意味である。
また、外周領域に入射する光束は、当該外周領域に吸収されることとしても良いし、外周領域を透過することとしても良いし、外周領域で反射し後段の光学素子以外の部分に案内されることとしても良い。
【００６５】
請求項２２記載の発明は、
光源から出射される波長λ１，λ２，λ３（但し、１．９＜λ３／λ１＜２．１）の第１光束，第２光束，第３光束を用い、第１光記録媒体，第２光記録媒体，第３光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置用の光学ユニットであって、
少なくとも１つの光学面に位相構造を有する対物レンズと、
前記第１光束及び前記第３光束の何れか一方の光束を透過させるとともに、他方の光束及び前記第２光束の２種類の光束を反射させる第１反射面と、前記第１反射面を透過した前記一方の光束を反射させる第２反射面とを有し、反射した前記第１〜第３光束を前記対物レンズに案内するミラー部と、を備え、
前記第２反射面は、入射する前記一方の光束を、前記対物レンズで球面収差が補正可能となる光束に変換して前記対物レンズに案内し、
前記対物レンズは、
前記第１反射面で反射した前記２種類の光束の球面収差を前記位相構造によって補正するとともに、前記第１光束を前記第１光記録媒体の情報記録面に、前記第２光束を前記第２光記録媒体の情報記録面に、前記第３光束を前記第３光記録媒体の情報記録面にそれぞれ集光することを特徴とする。
【００６６】
請求項２２記載の発明によれば、前記２種類の光束は位相構造によって球面収差が補正された状態で別々の光記録媒体の情報記録面に集光されるので、これら２種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。また、前記一方の光束はミラー部の第２反射面で反射されつつ、対物レンズで球面収差が補正可能となる光束に変換された後、光記録媒体に集光されるので、前記２種類の光記録媒体とは別の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。従って、３種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。
【００６７】
また、ミラー部が第１〜第３光束をそれぞれ反射して対物レンズに案内するので、光源から光記録媒体までの直線距離を短くすることができる分、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００６８】
また、略整数倍の波長関係を有する第１光束及び第３光束の２種類の光束を用いる場合であっても、一方の光束のみを対物レンズで球面収差が補正可能となる光束に第２反射面で変換するため、これら２種類の光束に対して位相構造による回折作用の影響を小さくし、光利用効率を高めることができる。
【００６９】
請求項２３記載の発明は、請求項２２記載の光学ユニットにおいて、
波長λ１，λ２は、
１．５＜λ２／λ１＜１．７を満たすことを特徴とする。
【００７０】
請求項２３記載の発明によれば、波長λ１，λ３の比は略２であり、波長λ１，λ２の比は整数ではないので、波長λ１，λ３の光束の球面収差を補正するための位相構造と比較して、波長λ１，λ２の光束の球面収差を補正するための位相構造は容易に設計可能である。従って、光学ユニットを低廉化することができる。
【００７１】
請求項２４記載の発明は、請求項２２または２３記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズ及び前記ミラー部を一体的に移動させるアクチュエータを備えることを特徴とする。
【００７２】
請求項２４記載の発明によれば、アクチュエータが対物レンズ及びミラー部を一体的に移動させるので、対物レンズ及びミラー部が別々に移動する場合と比較して、対物レンズの移動に起因するコマ収差を低減することができる。従って、光ピックアップ装置のフォーカシング性能やトラッキング性能を向上させることができる。
【００７３】
請求項２５記載の発明は、請求項２２〜２４の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１光記録媒体の保護層厚ｔ1と、
前記第２光記録媒体の保護層厚ｔ2と、
前記第３光記録媒体の保護層厚ｔ3とは、
ｔ1＜ｔ2＜ｔ3を満たすことを特徴とする。
【００７４】
請求項２５記載の発明によれば、請求項２２〜２４の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
請求項２６記載の発明は、請求項２２〜２５の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１光記録媒体はＢＤ、
前記第２光記録媒体はＤＶＤ、
前記第３光記録媒体はＣＤであることを特徴とする。
【００７６】
請求項２６記載の発明によれば、請求項２２〜２５の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
請求項２７記載の発明は、請求項２２〜２６の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズは、前記第１〜第３光記録媒体のうち、前記２種類の光束に対応する２種類の光記録媒体の保護層厚の差によって生じる球面収差を前記位相構造によって補正することを特徴とする。
【００７８】
請求項２７記載の発明によれば、対物レンズは前記２種類の光束に対応する光記録媒体の保護層厚の差によって生じる球面収差を位相構造によって補正するので、情報のより正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。
【００７９】
請求項２８記載の発明は、
光源から出射される少なくとも２種類の光束のうち、相対的に短い第１の波長の光束を用いて第１の光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行い、相対的に長い第２の波長（但し、１．９＜第２の波長／第１の波長＜２．１）の光束を用いて第２の光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置用の光学ユニットであって、
対物レンズと、
前記第１の波長の光束及び前記第２の波長の光束の何れか一方の光束を透過させるとともに、他方の光束を反射させる第１反射面と、前記第１反射面を透過した前記一方の光束を反射させる第２反射面とを有し、反射した前記第１の波長の光束及び前記第２の波長の光束を前記対物レンズに案内するミラー部と、を備え、
前記ミラー部は、前記第１の波長の光束または前記第２の波長の光束を、前記対物レンズで球面収差が補正可能となる光束に変換して前記対物レンズに案内し、
前記対物レンズは、
前記第１の波長の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面に、前記第２の波長の光束を前記第２の光記録媒体の情報記録面にそれぞれ集光することを特徴とする。
【００８０】
請求項２８記載の発明によれば、第１の波長の光束及び第２の波長の光束はミラー部によって対物レンズで球面収差が補正可能となる光束に変換された後、対応する光記録媒体に集光されるか、或いはミラー部によっては同様の変換がされずに、対応する光記録媒体の情報記録面に集光されるので、２種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。
【００８１】
また、ミラー部が第１，第２の波長の光束をそれぞれ反射して対物レンズに案内するので、光源から光記録媒体までの直線距離を短くすることができる分、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００８２】
また、略整数倍の波長関係を有する第１の波長の光束及び第２の波長の光束の２種類の光束を用いる場合であっても、一方の光束のみを対物レンズで球面収差が補正可能となる光束に変換するため、これら２種類の光束に対して位相構造による回折作用の影響を小さくし、光利用効率を高めることができる。
【００８３】
請求項２９記載の発明は、請求項２８記載の光学ユニットにおいて、
前記対物レンズ及び前記ミラー部を一体的に移動させるアクチュエータを備えることを特徴とする。
【００８４】
請求項２９記載の発明によれば、アクチュエータが対物レンズ及びミラー部を一体的に移動させるので、対物レンズ及びミラー部が別々に移動する場合と比較して、対物レンズの移動に起因するコマ収差を低減することができる。従って、光ピックアップ装置のフォーカシング性能やトラッキング性能を向上させることができる。
【００８５】
請求項３０記載の発明は、請求項２８または２９記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であることを特徴とする。
【００８６】
請求項３０記載の発明によれば、第２反射面は光軸に対して非回転対称な曲面であるので、第２反射面への入射光が楕円形であっても、反射光の断面形状を円形とすることができる。従って、前記一方の光束に対応する光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【００８７】
請求項３１記載の発明は、請求項２８〜３０の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第２反射面は、
光軸と交差する中心領域と、前記中心領域の外周側に位置する外周領域とを備え、
前記ミラー部と前記対物レンズとの間の光軸を含む所定面内の発散角が最大となるように前記一方の光束を反射するものであり、
前記第２反射面に入射する前記一方の光束のうち、前記中心領域に入射する光束のみが前記対物レンズによって当該光束に対応する光記録媒体に集光され、
前記中心領域は、前記所定面の垂直方向に長軸を有する楕円形であることを特徴とする。
【００８８】
請求項３１記載の発明によれば、第２反射面に入射する前記一方の光束のうち、中心領域に入射する光束のみが対物レンズによって当該光束に対応する光記録媒体に集光され、外周領域に入射する光束はこの光記録媒体に集光されないので、中心領域の大きさにより開口制限をすることができる。従って、開口制限をするためにミラー部の前後に絞り部材を配設する場合と比較して、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００８９】
また、前記一方の光束に対応する光記録媒体でのスポット形状を中心領域の形状により変形することができるため、第２反射面が光軸に対して非回転対称であっても、スポット形状を円形に整えることができる。また、この一方の光束の断面形状を整えるための光学素子をミラー部の前後に配設する場合と比較して、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００９０】
また、第２反射面は所定面内の発散角が最大となるように前記一方の光束を反射するものであり、中心領域は前記所定面の垂直方向に長軸を有する楕円形であるので、反射光の断面を確実に円形とすることができる。従って、前記一方の光束に対応する光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【００９１】
請求項３２記載の発明は、請求項２８〜３１の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１の光記録媒体の保護層厚ｔ1と、
前記第２の光記録媒体の保護層厚ｔ2とは、
ｔ1＜ｔ2を満たすことを特徴とする。
【００９２】
請求項３２記載の発明によれば、請求項２８〜３１の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
請求項３３記載の発明は、請求項２８〜３２の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１の光記録媒体はＢＤ、
前記第２の光記録媒体はＣＤであることを特徴とする。
【００９４】
請求項３３記載の発明によれば、請求項２８〜３２の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
請求項３４記載の発明は、請求項２８〜３２の何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第１の光記録媒体はＨＤ ＤＶＤ、
前記第２の光記録媒体はＣＤであることを特徴とする。
【００９６】
請求項３４記載の発明によれば、請求項２８〜３２の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
請求項３５記載の発明は、光ピックアップ装置であって、
請求項２８〜３４の何れか一項に記載の光学ユニットと、
前記第１の波長の光束を出射する第１の光源と、
前記第２の波長の光束を出射する第２の光源とを備えることを特徴とする。
【００９８】
請求項３５記載の発明によれば、請求項２８〜３４の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
請求項３６記載の発明は、請求項３５記載の光ピックアップ装置において、
前記ミラー部への入射前での前記一方の光束の光軸は、前記他方の光束の光軸に対してオフセットされていることを特徴とする。
【０１００】
請求項３６記載の発明によれば、ミラー部への入射前での前記他方の光束の光軸に対し、前記一方の光束の光軸がオフセットされているので、ミラー部から出射された後での当該一方の光束の光軸と、前記他方の光束の光軸とを一致させることができる。従って、第１及び第３光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【０１０１】
請求項３７記載の発明は、
相対的に短い第１の波長の光束と、相対的に長い第２の波長（但し、１．９＜第２の波長／第１の波長＜２．１）の光束との２種類の光束を選択的に透過または反射させるミラーであって、
前記２種類の光束の何れか一方の光束を透過させるとともに、他方の光束を反射させる第１反射面と、前記第１反射面を透過した前記一方の光束を反射させて発散光に変換する第２反射面とを備えることを特徴とする。
【０１０２】
請求項３７記載の発明によれば、例えば、前記２種類の光束を用いて２種類の光記録媒体に対して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置の光学素子として用い、対物レンズを当該ミラーよりも光記録媒体側に配置する場合に、一方の光束は第２反射面によって発散光に変換された後、対応する光記録媒体に集光され、他方の光束は第２反射面によっては同様の変換がされずに、対応する光記録媒体の情報記録面に集光されるので、２種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。
【０１０３】
また、ミラーが第１，第２の波長の光束をそれぞれ反射して対物レンズに案内するので、光源から光記録媒体までの直線距離を短くすることができる分、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【０１０４】
また、略整数倍の波長関係を有する第１の波長の光束及び第２の波長の光束の２種類の光束を用いる場合であっても、一方の光束のみを第２反射面で発散光に変換するため、これら２種類の光束に対して位相構造による回折作用の影響を小さくし、光利用効率を高めることができる。
【０１０５】
請求項３８記載の発明は、請求項３７記載のミラーにおいて、
前記第２反射面は、光軸に対して非回転対称な曲面であることを特徴とする。
【０１０６】
請求項３７記載の発明によれば、第２反射面は光軸に対して非回転対称な曲面であるので、第２反射面への入射光が楕円形であっても、反射光の断面形状を円形とすることができる。従って、前記一方の光束に対応する光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【発明の効果】
【０１０７】
請求項１記載の発明によれば、３種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。また、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【０１０８】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光学ユニットを低廉化することができる。
【０１０９】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光学ユニットを低廉化することができる。また、光利用効率を高めることができる。
【０１１０】
請求項４記載の発明によれば、請求項２または３記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【０１１１】
請求項５，６記載の発明によれば、請求項４記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、第３光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【０１１２】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、反射光の断面を確実に円形とすることができる。
【０１１３】
請求項８記載の発明によれば、請求項１〜７の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【０１１４】
請求項９記載の発明によれば、請求項１〜８の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、第３光記録媒体に対する光ピックアップ装置のフォーカシング性能やトラッキング性能を向上させることができる。
【０１１５】
請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、第１〜第３光束の回折効率をそれぞれ高くすることができる。
【０１１６】
請求項１１記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、第１光束及び第３光束に対して光利用効率を高い状態に維持したまま情報の正確な記録又は再生を可能とすることができる。また、情報の正確な記録または再生を可能とすることができる。
【０１１７】
請求項１２記載の発明によれば、請求項１〜１１の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光ピックアップ装置のフォーカシング性能やトラッキング性能を向上させることができる。
【０１１８】
請求項１３，１４記載の発明によれば、請求項１〜１２の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
請求項１５記載の発明によれば、請求項１〜１４の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、情報のより正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。
【０１２０】
請求項１６記載の発明によれば、請求項１〜１５の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
請求項１７記載の発明によれば、請求項１６記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、第１〜第３光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【０１２１】
請求項１８記載の発明によれば、３種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。また、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【０１２２】
請求項１９記載の発明によれば、請求項１８記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光学ユニットを低廉化することができる。また、光利用効率を高めることができる。
【０１２３】
請求項２０記載の発明によれば、請求項１８または１９記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光記録媒体を用いた情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【０１２４】
請求項２１記載の発明によれば、請求項１８または１９記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光ピックアップ装置を小型化することができる。また、情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【０１２５】
請求項２２記載の発明によれば、３種類の光記録媒体に対する情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。また、光ピックアップ装置を小型化することができる。また、光利用効率を高めることができる。
【０１２６】
請求項２３記載の発明によれば、請求項２２記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光学ユニットを低廉化することができる。
【０１２７】
請求項２４記載の発明によれば、請求項２２または２３記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光ピックアップ装置のフォーカシング性能やトラッキング性能を向上させることができる。
請求項２５，２６記載の発明によれば、請求項２２〜２４の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
請求項２７記載の発明によれば、請求項２２〜２６の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、情報のより正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。
【０１２９】
請求項２８記載の発明によれば、情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。また、光ピックアップ装置を小型化することができる。また、光利用効率を高めることができる。
【０１３０】
請求項２９記載の発明によれば、請求項２８記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光ピックアップ装置のフォーカシング性能やトラッキング性能を向上させることができる。
【０１３１】
請求項３０記載の発明によれば、請求項２８または２９記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【０１３２】
請求項３１記載の発明によれば、請求項２８〜３０の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光ピックアップ装置を小型化することができる。また、情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【０１３３】
請求項３２〜３５記載の発明によれば、請求項２８〜３１の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
請求項３６記載の発明によれば、請求項３５記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【０１３４】
請求項３７記載の発明によれば、情報の正確な記録及び／または再生を可能とすることができる。また、光ピックアップ装置を小型化することができる。また、光利用効率を高めることができる。
請求項３８記載の発明によれば、請求項３７記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、情報の正確な記録再生を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１３５】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
【０１３６】
まず、本発明に係る光ピックアップ装置の概略構成について説明する。
図１は光ピックアップ装置１の概略構成を示す断面図である。
この図に示す通り、光ピックアップ装置１は、本発明における第１光源〜第３光源として、半導体レーザー光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を有している。
【０１３７】
半導体レーザー光源Ｌ１は、本発明における第１光記録媒体（第１の光記録媒体）としてのＢＤ（ブルーレイディスク）１０に対して情報の記録／再生を行う際に、波長３５０〜４５０ｎｍ中の特定波長λ１の第１光束を出射するものである。なお、波長λ１は本発明における「第１の波長」であり、第１光束は本発明における「第１の波長の光束」である。また、本実施の形態においては、ＢＤ１０の保護層の厚さは０．０８５ｍｍまたは０．０８７５ｍｍとなっている。また、波長λ１としては、例えば４０５ｎｍや４０７ｎｍ，４０８ｎｍなどを用いることができる。
【０１３８】
半導体レーザー光源Ｌ２は、本発明における第２光記録媒体としてのＤＶＤ１１に対して情報の記録／再生を行う際に、波長６２０〜６８０ｎｍ中の特定波長λ２（１．５＜λ２／λ１＜１．７）の第２光束を出射するものである。なお、本実施の形態においては、ＤＶＤ１１の保護層の厚さは０．６ｍｍとなっている。また、波長λ２としては、例えば６５５ｎｍや６５８ｎｍなどを用いることができる。また、本明細書において、ＤＶＤとは、ＤＶＤ−ＲＯＭや、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等、ＤＶＤ系列の光記録媒体の総称である。
【０１３９】
半導体レーザー光源Ｌ３は、本発明における第３光記録媒体（第２の光記録媒体）としてのＣＤ１２に対して情報の記録／再生を行う際に、７５０〜８１０ｎｍ中の特定波長λ３（１．９＜λ３／λ１＜２．１）の第３光束を出射するものである。この半導体レーザー光源Ｌ３は、光検出器２６と一体化されてホログラムレーザーユニット２７を形成している。なお、波長λ３は本発明における「第２の波長」であり、第３光束は本発明における「第２の波長の光束」である。また、本実施の形態においては、ＣＤ１２の保護層の厚さは１．２ｍｍとなっている。また、波長λ３としては、例えば７８５ｎｍなどを用いることができる。また、本明細書において、ＣＤとは、ＣＤ−ＲＯＭや、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等、ＣＤ系列の光記録媒体の総称である。
【０１４０】
半導体レーザー光源Ｌ１から出射される第１光束の光軸方向には、図１中下側から上側に向けてビームスプリッタ２０，２１、コリメートレンズ２２、ビームスプリッタ２３、対物光学ユニット６が順に並んで配されている。対物光学ユニット６との対向位置には、光記録媒体としてのＢＤ１０、ＤＶＤ１１又はＣＤ１２が配されるようになっている。
【０１４１】
ビームスプリッタ２０に対し、図１中右側には前記半導体レーザー光源Ｌ２が配されている。
ここで、保護層の厚さが異なる光記録媒体、例えばＢＤ１０とＣＤ１２や、ＢＤ１０とＤＶＤ１１を用いて情報の記録再生を行う場合には、通常、情報の記録再生時における集光光学系の最終面、本実施の形態においては後述の対物レンズ８の最も像側の光学面と、各光記録媒体の光源側表面との距離、いわゆるワーキングディスタンス（ＷＤ）が光記録媒体毎に異なる。そのため、保護層厚の異なる光記録媒体を用いて記録再生を行う場合に、後述のようにミラー部７と対物レンズ８とを一体的に光軸方向（Ｚ軸方向）にフォーカシング駆動するときには、そのワーキングディスタンスの差に相当する分だけ、光軸をその垂直方向（Ｙ軸方向）にシフトする、つまり、使用される一方の光束の光軸に対して他方の光束の光軸をオフセットする必要がある。よって、本実施の形態においては、特に図示はしていないものの、半導体レーザー光源Ｌ２から出射される第２光束の光軸は、対物光学ユニット６への入射前には、予めこのシフト量分だけ第１光束の光軸に対し、図中のＹ軸方向にオフセットされている。
【０１４２】
ここで、Ｙ軸方向とは、光軸方向、つまりＺ軸方向と垂直な方向である。これらＹ軸方向及びＺ軸方向を含むＹＺ平面に対し、光ピックアップ装置１の各光学素子は面対象となっている。
【０１４３】
また、第２光束の光軸を第１光束の光軸に対してオフセットする方法としては、例えば以下の３つの方法がある。
即ち、第１の方法（１）は、半導体レーザー光源Ｌ２から出射した光束をコリメートレンズで平行光束にした後にプリズムまたはビームスプリッタで９０度反射させて第１光束と平行となるよう各光学素子を配設し、波長に応じて前記コリメートレンズと前記プリズムとの距離を変える方法である。この方法によれば、前記コリメートレンズと前記プリズムとの距離が変わると、当該プリズムでの反射位置が変化するため、第２光束の光軸は第１光束の光軸に対してオフセットされた状態となる。なお、前記コリメートレンズと前記プリズムとの距離を変える方法としては、半導体レーザー光源Ｌ２とコリメートレンズとを一体化して発光ユニットを形成し、前記プリズムの位置を固定したままで、前記発光ユニットをＺ軸またはＹ軸に沿って変移させる方法が挙げられる。
【０１４４】
また、第２の方法（２）は、発光点が僅かにずれるように半導体レーザー光源Ｌ１と半導体レーザー光源Ｌ２とを近接させて配設するとともに、コリメートレンズ２２と対物光学ユニット６との間に第２光束のみを回折させる回折素子を配置し、これら半導体レーザー光源Ｌ１、コリメートレンズ２２及び前記回折素子の光軸を一致させる方法である。この方法によれば、第１光束は、コリメートレンズ２２により平行光束にされた後、前記回折素子を透過して対物光学ユニット６に入射する。一方、第２光束は軸外光束としてコリメートレンズ２２により略平行光束にされた後、回折素子により回折作用を受けて第１光束と平行となるため、当該第２光束の光軸は第１光束の光軸に対してオフセットされた状態となる。なお、前記回折素子とコリメートレンズ２２とは一体化されていても良い。
【０１４５】
また、第３の方法（３）は、半導体レーザー光源Ｌ２から出射した光束をコリメートレンズで平行光束にした後にガルバノミラーで反射させて第１光束と略平行となるよう各光学素子を配設し、当該ガルバノミラーを回転させる方法である。この方法によれば、ガルバノミラーが回転すると、当該ガルバノミラーでの反射位置が変化するため、第２光束の光軸は第１光束の光軸に対してオフセットされた状態となる。
【０１４６】
また、ビームスプリッタ２１に対し、図１中右側にはセンサーレンズ２４及び光検出器２５が順に並んで配されている。センサーレンズ２４は、シリンドリカルレンズ２４０及び凹レンズ２４１を備えている。
【０１４７】
また、ビームスプリッタ２３に対し、図１中右側にはコリメートレンズ２８、ホログラムレーザーユニット２７が順に並んで配されている。このホログラムレーザーユニット２７の半導体レーザー光源Ｌ３から出射される第３光束の光軸は、対物光学ユニット６への入射前には、第１光束の光軸に対し、図中のＹ軸方向にオフセットされている。なお、本実施の形態においては、前記第１の方法（１）によって第３光束の光軸を第１光束の光軸に対してオフセットしているが、前記第２の方法（２）によってオフセットすることとしても良い。
【０１４８】
続いて、対物光学ユニット６について詳細に説明する。
対物光学ユニット６は本発明に係る光学ユニットであり、各半導体レーザー光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から出射された第１〜第３光束をＢＤ１０、ＤＶＤ１１，ＣＤ１２の情報記録面１０ａ，１１ａ，１２ａ上に集光する機能を有している。この対物光学ユニット６は、ミラー部７及び対物レンズ８を備えている。なお、これらミラー部７及び対物レンズ８はアクチュエータ（図示せず）によって一体的にＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっているため、対物レンズ８及びミラー部７が別々に移動する場合と比較して、対物レンズ８の移動に起因するコマ収差が低減される結果、光ピックアップ装置１のフォーカシング性能やトラッキング性能が向上するようになっている。また、これらミラー部７及び対物レンズ８の間には、図示しない絞り部材が配設されている。
【０１４９】
ミラー部７は、各半導体レーザー光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から出射された第１〜第３光束を反射させて対物レンズ８に案内するものであり、ダイクロイックミラー層７１及び基板７０を備えている。
【０１５０】
ダイクロイックミラー層７１は、本発明における波長選択透過層であり、第１光束，第２光束を反射させる反射面７１ａを表面に備えている。この反射面７１ａは、本発明における第１反射面であり、第３光束を反射させずにダイクロイックミラー層７１の内部に透過させるようになっている。なお、本実施の形態においては、反射面７１ａは平面となっており、ＹＺ平面内においてＺ軸方向に対し４５度傾いている。
【０１５１】
基板７０は、ダイクロイックミラー層７１の裏面側に設けられた全反射ミラーであり、ダイクロイックミラー層７１を透過した第３光束を反射しつつ発散光に変換する反射面７０ａを備えている。
【０１５２】
反射面７０ａは、本発明における第２反射面である。この反射面７０ａは、光軸に対して非回転対称な自由曲面となっている。この自由曲面は光軸に対し回転対称な曲面であっても良いし、非回転対称な曲面であっても良いが、第３光束で生じる球面収差を確実に補正するためには、非回転対称な曲面である方が好ましい。本実施の形態においては、反射面７０ａは、第３光束の球面収差が対物レンズ８で補正可能となるよう、ミラー部７と対物レンズ８との間の光軸を含む所定面、本実施の形態においてはＹＺ平面内の発散角が最大となるように第３光束を反射するようになっている。
【０１５３】
具体的に、本実施の形態においては、反射面７０ａの形状は以下の式（１）で定義されるようになっている。
【０１５４】
【数１】
2006260743.tif 000003
【０１５５】
この式（１）中、左辺のＺ（ｈ）は、光の進行方向を正としたときの光軸方向の軸である。また、右辺の第１項は球面項であり、第２項は自由曲項である。また、「ｉ」，「ｊ」は０または正の整数、「Cij」は自由曲面係数、「k」はコーニック係数（円錐係数）、「ｒ」は曲率半径、「h」は光軸からの高さを表す。なお、本実施の形態においては、上述のように各光学素子はＹＺ平面に対しては面対象となっているため、自由曲面係数Cijのうち、Ｘの奇数項に対応するものは全て０とすることができる。また、球面項は自由曲項のＸ2やＹ2の項などに置き換えることが出来るので、c=0、k=0とすることができる。また、ダイクロイックミラー層７１は入射光に対して４５度傾いているので、反射面７０ａの中心に第３光線の光軸が通るようにし、かつ、反射面７０ａを全体として４５度傾けておけば自由曲面係数Cijのうち、Ｙ1に対応する項も０とすることができる。
【０１５６】
この反射面７０ａは、図２に示すように、光軸と交差する中心領域７０ｂと、中心領域７０ｂの外周側に位置する外周領域７０ｃとに分割されている。
【０１５７】
中心領域７０ｂは、ＹＺ平面の垂直方向、つまり図１中のＸ軸方向に長軸を有する楕円形となっている。この中心領域７０ｂは、入射してくる第３光束を反射させて対物レンズ８に案内するようになっている。
【０１５８】
外周領域７０ｃは、入射してくる第３光束を反射し、ＣＤ１２の情報記録面１２ａでのスポット形成に寄与しないフレア成分とするようになっている。
【０１５９】
なお、以上のミラー部７は、ガラスで成形されていても良いし、樹脂で成形施されていても良いし、ガラス及びプラスチックで成形されていても良い。ガラス及びプラスチックで成形されるミラー部としては、例えば、基板７０をガラスで、ダイクロイックミラー層７１をプラスチックで形成したものがある。
【０１６０】
対物レンズ８は、図１に示すように、第１光束をＢＤ１０の情報記録面１０ａに、第２光束をＤＶＤ１１の情報記録面１１ａに、第３光束をＣＤ１２の情報記録面１２ａに集光するようになっている。この対物レンズ８は、単レンズであり、レンズユニットである場合と比較して光ピックアップ装置１を小型化できるようになっている。
【０１６１】
なお、対物レンズ８の像側開口数ＮＡは、半導体レーザー光源Ｌ１から出射される第１光束に対しては０．８５、半導体レーザー光源Ｌ２から出射される第２光束に対しては０．６６、半導体レーザー光源Ｌ３から出射される第３光束に対しては０．５１となっている。また、対物レンズの焦点距離は、半導体レーザー光源Ｌ１から出射される第１光束に対しては１．７６ｍｍ、半導体レーザー光源Ｌ２から出射される第２光束に対しては１．８９ｍｍ、半導体レーザー光源Ｌ３から出射される第３光束に対しては１．９３ｍｍとなっている。また、対物レンズ８の屈折率は、１．５５となっている。
【０１６２】
この対物レンズ８の２つの光学面のうち、少なくとも光源側の光学面は、図３に示すように、第１領域８０，第２領域８１及び第３領域８２に分割されている。
【０１６３】
第１領域８０は、ＢＤ１０，ＤＶＤ１１，ＣＤ１２の情報記録面１０ａ，１１ａ，１２ａで集光スポットを形成する第１〜第３光束が透過する領域である。第２領域８１は、ＢＤ１０，ＤＶＤ１１の情報記録面１０ａ，１１ａで集光スポットを形成する第１光束，第２光束が透過する領域である。第３領域８２は、ＢＤ１０の情報記録面１０ａで集光スポットを形成する半導体レーザー光源Ｌ１から出射される第１光束が透過する領域である。
【０１６４】
これら第１領域８０、第２領域８１及び第３領域８２のうち、少なくとも第１領域８０及び第２領域８１には、図示しない位相構造、本実施の形態においては回折構造が形成されている。この回折構造は、光路差を発生させることによって第１光束，第２光束の球面収差、つまり当該光束の波長差によって生ずる球面収差や、この収差よりも比較的大きな収差である、ＢＤ１０とＤＶＤ１１との保護層厚の差で生ずる球面収差を補正するようになっている。また、この回折構造は、第１〜第３光束に関し、１次回折光で最大の回折効率を示すようになっている。
【０１６５】
ここで、一般に２つの波長のうち、一方が他方の整数倍である場合には、位相構造によって球面収差を補正することが難しいことが知られており、本実施の形態では、上記のように波長λ１，λ３の比は略２であり、波長λ１，λ２の比は整数ではない。そのため、上記のように波長λ１，λ２の光束の球面収差を補正するための回折構造は、波長λ１，λ３の光束の球面収差、つまり当該光束の波長差によって生ずる球面収差や、この収差よりも比較的大きな収差である、ＢＤ１０とＣＤ１２との保護層厚の差で生ずる球面収差を補正するための回折構造と比較して容易に設計可能であり、対物光学ユニット６の低廉化が可能となっている。
【０１６６】
また、一般に複数波長の光束が同一の回折次数で最大の回折効率を示す場合には、その回折次数が小さいほど各光束の回折効率が高いことが知られている。そのため、上記のように回折構造が第１〜第３光束に関して１次回折光で最大の回折効率を示す場合には、第１〜第３光束の回折効率がそれぞれ高くなる。
【０１６７】
また、回折構造が第１〜第３光束に関し同一の回折次数で最大の回折効率を示すので、波長λ１〜λ３の長短がそのまま回折作用の強さとして生じる結果、第１〜第３光束では、第３光束が最も強く回折作用を受けることとなる。従って、反射面７０ａによって発散光に変換される第３光束はミラー部７の反射面７０ａと、対物レンズ８の回折構造とによって２段階に球面収差が補正されることとなる。従って、上記のように回折構造が第１〜第３光束に関して１次回折光で最大の回折効率を示す場合には、球面収差を補正する機能の一部が回折構造に分担される分、反射面７０ａでの第３光束の発散度合を小さくすることができるため、ＣＤ１２に対する光ピックアップ装置１のフォーカシング性能やトラッキング性能を向上させることができる。
【０１６８】
なお、以上の対物レンズ８は、ガラス製であっても良いし、樹脂製あっても良いし、ガラス及びプラスチック製であっても良い。
【０１６９】
ここで、対物レンズ８をガラス製とする場合には、温度変化による屈折率変化の影響を受けにくくなるので、使用温度範囲を広くすることができる。また、比重の小さいガラス材料、好ましくは比重３．０以下、より好ましくは比重２．８以下のガラス材料を使用すれば、前記アクチュエータにかかる負担を軽減することができる。また、ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用すれば、比較的低温での成形が可能となるので、成形に用いる金型の寿命を延ばすことができる。ガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば「Ｋ-ＰＧ３２５」，「Ｋ-ＰＧ３７５」（商品名、住田光学ガラス社製）等がある。
【０１７０】
また、対物レンズ８を樹脂製とする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、特に、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４〜１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃-1）が−１０×１０-5〜−８×１０-5の範囲内である樹脂材料を使用するのが好ましい。
【０１７１】
また、樹脂材料として、いわゆる「アサーマル樹脂」を使用することとしても良い。アサーマル樹脂とは、温度変化に伴う母材樹脂の屈折率変化率と逆符号の屈折率変化率を有する粒子を母材樹脂中に均一に混合，分散させた樹脂材料である。ここで、母材樹脂としては、特願２００２−３０８９３３号、特願２００２−３０９０４０号、特願２００２−３０８９６４号等に記載されているような樹脂を適宜好ましく採用することができる。分散させる粒子としては、直径が３０ナノメートル以下、好ましくは２０ナノメートル以下、さらに好ましくは１０〜１５ナノメートルの粒子を用いることができる。この微粒子は無機物であることが好ましく、さらに酸化物であることが好ましい。そして酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることが好ましい。粒子が無機物であれば、高分子有機化合物である母材樹脂との反応を低く抑えることができ、また、酸化物であれば、使用に伴う劣化を防ぐことができる。特に、無機酸化物の微粒子であれば、高温化や、レーザー光を照射されるという過酷な条件においても、酸化による劣化を防ぐことができる。なお、その他の要因による母材樹脂の酸化を防止するために、酸化防止剤をアサーマル樹脂中に添加することも勿論可能である。また、母材樹脂と粒子との混合・分散は対物レンズの射出成形時にインラインで行うことが好ましい、つまり、混合・分散した材料は、対物レンズに成形されるまで冷却・固化されないことが好ましい。また、微粒子の凝集を防止するためには、粒子表面に電荷を与えて分散させることが好ましい。母材樹脂と微粒子との比率は、９０：１０から６０：４０までの間で適宜調整可能である。９０：１０よりも少ないと温度変化抑制の効果が小さくなり、逆に６０：４０を越えると樹脂の成形性に問題が生じるために好ましくない。但し、この体積比率は、屈折率の温度に対する変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類のナノサイズ無機粒子をブレンドして分散させることも可能である。以上のようなアサーマル樹脂としては、例えばアクリル樹脂に、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を体積比８０：２０程度で分散させたものがある。
【０１７２】
また、対物レンズ８をガラス及びプラスチック製とする場合には、位相構造や非回転対称面を形成した樹脂層をガラス基板上に接合したハイブリッドレンズを使用しても良い。この場合には、使用温度範囲が広い対物レンズを提供することができるとともに、位相構造や非回転対称面の転写性を向上することができる。なお、樹脂層の形成方法としては、ガラス基板上に塗布した紫外線硬化樹脂に、位相構造や非回転対称面を形成した金型を押し当て、紫外線照射することで樹脂層を形成する方法が製造上適している。
【０１７３】
続いて、光ピックアップ装置１における動作・作用を簡単に説明する。
ＢＤ１０への情報の記録時やＢＤ１０中の情報の再生時には、半導体レーザー光源Ｌ１が第１光束を出射する。この第１光束は、図１において実線でその光線経路を示すように、始めにビームスプリッタ２０，２１を透過した後、コリメートレンズ２２で平行光に変換される。次に、この第１光束は、ビームスプリッタ２３を透過した後、対物光学ユニット６に入射する。次に、この第１光束は、ミラー部７の反射面７１ａで反射した後、対物レンズ８で集光されつつ前記回折構造で球面収差が補正され、ＢＤ１０の情報記録面１０ａ上に集光スポットを形成する。このとき、対物レンズ８は、その周辺に配置された前記アクチュエータによってフォーカシングやトラッキングを行う。なお、本実施の形態においては、アクチュエータによって対物レンズ８及びミラー部７を一体的に移動させてフォーカシングを行うため、フォーカシングの際にミラー部７での反射位置が変化する結果、ミラー部７から出射される光束の光軸がずれることとなる。そのため、フォーカシングの際には、光軸をオフセットするための前記第１の方法（１）または前記第３の方法（３）を用いることにより、この光軸ずれを補正することが好ましい。
【０１７４】
次に、集光スポットを形成した光は、ＢＤ１０の情報記録面１０ａで情報ピットにより変調されて反射する。次に、この反射光は、対物光学ユニット６、ビームスプリッタ２３及びコリメートレンズ２２を透過してビームスプリッタ２１で反射した後、センサーレンズ２４により非点収差が与えられて、光検出器２５に到達する。そして、光検出器２５の出力信号を用いることにより、ＢＤ１０中の情報の再生が行われる。
【０１７５】
また、ＤＶＤ１１への情報の記録時やＤＶＤ１１中の情報の再生時には、半導体レーザー光源Ｌ２が第２光束を出射する。この第２光束は、始めにビームスプリッタ２０で反射してビームスプリッタ２１を透過した後、コリメートレンズ２２で平行光に変換される。次に、この第２光束は、ビームスプリッタ２３を透過した後、対物光学ユニット６に入射する。次に、この第２光束は、ミラー部７の反射面７１ａで反射した後、対物レンズ８で集光されつつ前記回折構造で球面収差が補正され、ＤＶＤ１１の情報記録面１１ａ上に集光スポットを形成する。このとき、対物レンズ８は、その周辺に配置された前記アクチュエータによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【０１７６】
ここで、ミラー部７への入射前での第１光束の光軸に対し、第２光束の光軸がＹ軸方向にオフセットされているので、オフセットされていない場合と異なり、ミラー部７から出射された後での当該第２光束の光軸と、第１光束の光軸とが一致する。なお、フォーカシングの際には、ＢＤ１０に対するフォーカシングと同様に、光軸のずれを補正することが好ましい。
【０１７７】
次に、集光スポットを形成した光は、ＤＶＤ１１の情報記録面１１ａで情報ピットにより変調されて反射する。次に、この反射光は、対物光学ユニット６、ビームスプリッタ２３及びコリメートレンズ２２を透過してビームスプリッタ２１で反射した後、センサーレンズ２４により非点収差が与えられて、光検出器２５に到達する。そして、光検出器２５の出力信号を用いることにより、ＤＶＤ１１中の情報の再生が行われる。
【０１７８】
また、ＣＤ１２への情報の記録時やＣＤ１２中の情報の再生時には、半導体レーザー光源Ｌ３が第３光束を出射する。この第３光束は、図１において破線でその光線経路を示すように、始めにコリメートレンズ２８で平行光に変換された後、ビームスプリッタ２３で反射し、対物光学ユニット６に入射する。次に、この第３光束は、ミラー部７の反射面７０ａで発散光に変換されつつ反射した後、対物レンズ８で集光されてＣＤ１２の情報記録面１２ａ上に集光スポットを形成する。このとき、対物レンズ８は、その周辺に配置された前記アクチュエータによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【０１７９】
ここで、図４に示すように、ミラー部７への入射前での第１光束の光軸に対し、第３光束の光軸がＹ軸方向にオフセットされているので、オフセットされていない場合と異なり、ミラー部７から出射された後での当該第３光束の光軸と、第１光束の光軸とが一致する。また、反射面７０ａに入射する第３光束のうち、中心領域７０ｂに入射する光束のみが対物レンズ８によってＣＤ１２に集光され、外周領域７０ｃに入射する光束はＣＤ１２に集光されないので、中心領域７０ｂの大きさにより開口制限がされる。また、反射面７０ａは反射後の第３光束の発散角がＹＺ平面内で最大となるように光軸に対して非回転対称な曲面となっており、中心領域７０ｂはＸ軸方向に長軸を有する楕円形であるので、第３光束の反射光の断面形状及び集光スポットは円形となる。なお、フォーカシングの際には、ＢＤ１０に対するフォーカシングと同様に、光軸のずれを補正することが好ましい。
【０１８０】
次に、集光スポットを形成した光は、ＣＤ１２の情報記録面１２ａで情報ピットにより変調されて反射する。次に、この反射光は、対物光学ユニット６を透過して、ビームスプリッタ２３で反射した後、コリメートレンズ２８により集光されて、光検出器２６に到達する。そして、光検出器２６の出力信号を用いることにより、ＣＤ１２中の情報の再生が行われる。
【０１８１】
以上の光ピックアップ装置１によれば、ＢＤ１０，ＤＶＤ１１，ＣＤ１２に対する情報の記録再生を正確に行うことができる。また、上述のようにミラー部７が第１〜第３光束をそれぞれ反射して対物レンズ８に案内するので、半導体レーザー光源Ｌ１〜Ｌ３からＢＤ１０，ＤＶＤ１１，ＣＤ１２までの直線距離を短くすることができる分、光ピックアップ装置１を小型化することができる。
【０１８２】
また、中心領域７０ｂの大きさにより開口制限をすることができるため、開口制限をするためにミラー部７の前後に絞り部材を配設する場合と比較して、光ピックアップ装置１を小型化することができる。
【０１８３】
また、中心領域７０ｂの楕円形状によりＣＤ１２の情報記録面１２ａでの第３光束の集光スポットを円形とすることができるため、ＣＤ１２を用いた情報の記録再生を正確に行うことができる。
【０１８４】
また、ミラー部７から出射された後での第３光束の光軸と第１光束，第２光束の光軸とを一致させることができるため、ＢＤ１０，ＤＶＤ１１，ＣＤ１２を用いた情報の記録再生を正確に行うことができる。
【０１８５】
また、第３光束よりも波長の短い第１光束及び第２光束はミラー部７で発散光とされないので、第１光束及び第２光束が発散光とされる場合と比較して、対物レンズ８の設計が容易となる。従って、対物光学ユニット６を低廉化することができる。
【０１８６】
なお、上記の実施の形態においては、ミラー部７は第１，第２光束を対物レンズ８で球面収差が補正可能となる光束に変換しているが、これは入射する平行光束を発散光に変換することには限定されない。要は、対物レンズ８がどの波長の入射光束に対して最適化されているかによって、他の波長の入射光束に対しては必要に応じた光束に変換すれば良い。つまり、本実施形態（より詳細には後述の第２実施例）では、対物レンズ８がＢＤ１０用の光束に対して球面収差の補正が可能となるように最適化された場合のミラー部７が示されているが、対物レンズ８がＣＤ１２用の光束に最適化されている場合には、ミラー部７はＢＤ１０やＨＤＤＶＤ用の第１光束に対し、入射光束を収束させる方向に変換させても良い。
【０１８７】
また、対物レンズ８の前記位相構造は第１〜第３光束に関して１次回折光で最大の回折効率を示すこととして説明したが、第１，第３光束に関しては回折させることなく透過させるとともに、第２光束に関しては１次回折光で最大の回折効率を示すこととしても良い。
【０１８８】
また、本発明における第１光記録媒体をＢＤ１０として説明したがＨＤＤＶＤとしても良い。
また、ミラー部７の反射面７０ａを式（１）で定義される形状であることとして説明したが、他の形状としても良い。
【実施例１】
【０１８９】
次に、上記実施の形態で示した対物光学ユニット６の実施例について説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
表１〜表３にＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤに対する本実施例の対物光学ユニットのデータを示す。
【０１９０】
【表１】
2006260743.tif 000004
【０１９１】
【表２】
2006260743.tif 000005
【０１９２】
【表３】
2006260743.tif 000006
【０１９３】
これらの表中、面番号「１」は半導体レーザー光源Ｌ１〜Ｌ３の発光点を、面番号「２」，「３」はミラー部７の反射面７１ａ，７０ａを、面番号「４」はミラー部７及び対物レンズ８の間の空気層を、面番号「５」は絞り部材を示している。また、面番号「６−１」，「６−２」，「６−３」は対物レンズ８の光源側光学面における第１領域８０，第２領域８１，第３領域８２を、面番号「７」は対物レンズ８の光記録媒体側の光学面を示している。また、面番号「８」は対物レンズ８及び光記録媒体の間の空気層を、面番号「９」は光記録媒体の保護層を、面番号「１０」は光記録媒体の情報記録面を示している。なお、面番号「８」の空気層の厚さは、いわゆるワーキングディスタンス（Working Distancde）である。
【０１９４】
また、ミラー部７の反射面７０ａは、下記表４中の自由曲面係数Ｃijを上記の式（１）に代入した数式で規定される形状に形成されている。ここで、Ｙ2，Ｙ3，Ｙ4の項は、ダイクロイックミラー層７１を出射するＹ軸方向のマージナル光線が発散光になるように働いている。特に、Ｙ3の項は、Ｙ軸方向の光学系の非対称性を補う項である。また、Ｘ2，Ｘ2Ｙ，Ｘ4，Ｘ2Ｙ2の項は、ミラー部７を出射するＸ軸方向のマージナル光線が発散光になるように働いている。特に、Ｘ2Ｙ，Ｘ2Ｙ2の項は、Ｙ軸方向の高さに依存した発散度合を調整するための項である。
【０１９５】
【表４】
2006260743.tif 000007
【０１９６】
以上のミラー部７において、反射面７０ａ，７１ａは全体として光軸に４５度傾いており、反射面７１ａの中心は反射面７０ａの中心に対してＹ軸方向に−０．２６６５ｍｍだけオフセットされている。
【０１９７】
また、対物レンズ８の光源側光学面は、下記表５中の非球面係数Ｂ2iを以下の式（２）に代入した数式で規定される非球面に形成されている。なお、式（２）中、左辺のＺ（ｈ）は、光の進行方向を正としたときの光軸方向の軸である。
【０１９８】
【表５】
2006260743.tif 000008
【０１９９】
【数２】
2006260743.tif 000009
【０２００】
この光学面に形成された前記回折構造は、透過波面に付加する光路長を用いて表される。更に、かかる光路差は、下記表６に示す回折係数Ｃ2iを以下の式（３）に代入して定義される光路差関数Φで表される。但し、式（３）中、「ｍ」は回折面で発生する回折光のうち最大の回折光量を示す回折光の回折次数である。また、「λ」は入射光束の波長であり、「λB」は製造波長である。
【０２０１】
【表６】
2006260743.tif 000010
【０２０２】
【数３】
2006260743.tif 000011
【０２０３】
また、対物レンズ８の光記録媒体側の光学面は、下記表７中の非球面係数Ｂ2iを前記式（２）に代入した数式で規定される非球面に形成されている。
【０２０４】
【表７】
2006260743.tif 000012
【０２０５】
この対物レンズ８において、像側開口数ＮＡはＢＤ１０に対しては０．８５、ＤＶＤ１１に対しては０．６６、ＣＤ１２に対しては０．５１となっている。また、対物レンズ８の焦点距離はＢＤ１０に対しては１．７６ｍｍ、ＤＶＤ１１に対しては１．８９ｍｍ、ＣＤ１２に対しては１．９３ｍｍとなっている。また、対物レンズ８の絞り面の瞳径はＢＤ１０に対しては３．０ｍｍ、ＤＶＤ１１に対しては２．４４ｍｍ、ＣＤ１２に対しては２．０ｍｍとなっている。また、前記第１領域８０についての前記高さｈの値は０ｍｍ≦ｈ≦１．０２ｍｍ、前記第２領域８１についての前記高さｈの値は１．０２ｍｍ≦ｈ≦１．２２５ｍｍ、前記第３領域８２についての前記高さｈの値は１．２２５ｍｍ≦ｈ≦１．６ｍｍとなっている。
【実施例２】
【０２０６】
次に、上記実施の形態で示した対物光学ユニット６の他の実施例について説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
【０２０７】
以下の表８〜表１０に、ＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤに対する本実施例の対物光学ユニットのデータを示す。
【０２０８】
【表８】
2006260743.tif 000013
【０２０９】
【表９】
2006260743.tif 000014
【０２１０】
【表１０】
2006260743.tif 000015
【０２１１】
これら表８〜表１０中の面番号については、上述の実施例１と同様である。
【０２１２】
ミラー部７の反射面７０ａは、下記表１１の自由曲面係数Ｃijを上記の式（１）に代入した数式で規定される形状に形成されている。「Ｙ2」等の項については、上述の実施例１と同様である。
【０２１３】
【表１１】
2006260743.tif 000016
【０２１４】
以上のミラー部７において、反射面７０ａ，７１ａは全体として光軸に４５度傾いており、反射面７１ａの中心は反射面７０ａの中心に対してＹ軸方向に−０．２６６５ｍｍだけオフセットされている。
【０２１５】
また、対物レンズ８の光源側光学面は、下記表１２中の非球面係数Ｂ2iを上記の式（２）に代入した数式で規定される非球面に形成されている。
【０２１６】
【表１２】
2006260743.tif 000017
【０２１７】
この光学面に形成された前記回折構造は、透過波面に付加する光路長を用いて表される。更に、かかる光路差は、下記表１３に示す回折係数Ｃ2iを上述の式（３）に代入して定義される光路差関数Φで表される。
【０２１８】
【表１３】
2006260743.tif 000018
【０２１９】
また、対物レンズ８の光記録媒体側の光学面は下記表１４中の非球面係数Ｂ2iを上述の式（２）に代入した数式で規定される非球面に形成されている。
【０２２０】
【表１４】
2006260743.tif 000019
【０２２１】
この対物レンズ８において、像側開口数ＮＡはＢＤ１０に対しては０．８５、ＤＶＤ１１に対しては０．６０、ＣＤ１２に対しては０．５１となっている。また、対物レンズ８の焦点距離は、ＢＤ１０に対しては１．７６ｍｍ、ＤＶＤ１１に対しては１．８８ｍｍ、ＣＤ１２に対しては１．８２ｍｍとなっている。また、対物レンズ８の絞り面の瞳径は、ＢＤ１０に対しては３．０ｍｍ、ＤＶＤ１１に対しては２．２２ｍｍ、ＣＤ１２に対しては２．０ｍｍとなっている。なお、本実施例における対物レンズにおいては、上述の実施例１と異なり、複数領域毎に異なる特性の段差構造は形成されていない。
【０２２２】
以上、実施例１，２の対物光学ユニット６において、光軸上での収差の二乗平均平方根は、波長λ３で０．０１３λrms、波長λ２で０．００６λrms、波長λ１で０．００２λrmsと良好な結果を示した。また、対物レンズ８への入射角度が０．５度のときの収差の二乗平均平方根は波長λ３で０．０６０λrmsとなった。
【０２２３】
なお、対物レンズ８の最大の回折効率を示す回折次数を波長λ２で２次、波長λ１で1次とした場合には、対物レンズ８の入射角度が０．５度のときの収差の二乗平均平方根は波長λ３で０．１６０λrms以上となり、収差が十分には補正されなかった。
【図面の簡単な説明】
【０２２４】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の概略構成を示す図である。
【図２】ミラー部の基板の反射面を示す図である。
【図３】対物レンズの光源側の光学面を示す図である。
【図４】オフセットされた第３光束の光軸を説明するための図である。
【符号の説明】
【０２２５】
１          光ピックアップ装置
Ｌ１〜Ｌ３  半導体レーザー光源
６          対物光学ユニット（光学ユニット）
７          ミラー部
８          対物レンズ
１０        ＢＤ（第１光記録媒体）
１１        ＤＶＤ（第２光記録媒体）
１２        ＣＤ（第３光記録媒体）
７０        基板
７０ａ      反射面（第２反射面）
７０ｂ      中心領域
７０ｃ      外周領域
７１        ダイクロイックミラー層
７１ａ      反射面（第１反射面）
【図１】
2006260743.tif 000020
【図２】
2006260743.tif 000021
【図３】
2006260743.tif 000022
【図４】
2006260743.tif 000023