(57)【要約】【課題】  本願発明は、色収差補正光学システムにおいて、数値開口が大きい高密度記録媒体の色収差を補正すると同時に、少なくとも一つの低密度記録媒体の光の入射に対する互換性確保にも影響を与えない光学システムを提供する。【解決手段】  高密度記録媒体の光の色収差を補正するための色収差補正光学システムにおいて、前記色収差補正光学システムは色収差補正素子を含み、該色収差補正素子が前記高密度記録媒体及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光を発散又は収束光で変換させる少なくとも１面の凹曲面と、前記発散または収束光を平行光で変換させる少なくとも１面の回折面とを含んで形成され、前記高密度記録媒体及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光の互換ができるようにすることにある。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高密度記録媒体の光の色収差を補正するための光ピックアップ用色収差補正光学システムにおいて、
上記色収差補正光学システムが色収差補正素子を含み、該色収差補正素子が、
前記高密度記録媒体及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光を発散または収束光に変換させる少なくとも一つの凹曲面と、前記発散または収束光を平行光に変換させる少なくとも一つの回折面を含んで形成され、
前記高密度記録媒体の色収差を補正すると同時に前記高密度記録媒体の光及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光入射に対する互換性を確保可能に構成されていることを特徴とする互換形色収差補正光学システム。
【請求項２】
前記色収差補正光学システムは高密度記録媒体の光経路及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光経路が等しい経路上に位置し、前記高密度記録媒体の色収差を補正すると同時に前記少なくとも一つの低密度記録媒体の光の入射に対する互換性を確保できるように同心円形状の回折面を少なくとも１面備える一方、前記回折面は高密度記録媒体の光の波長に対しては２次回折光、少なくとも一つの低密度記録媒体の光の波長に対しては１次回折光がその回折効率が最大になるようにする鋸刃形状とその回折深さを備えることを特徴とする請求項１記載の互換形色収差補正光学システム。
【請求項３】
高密度記録媒体の光の色収差を補正するための光ピックアップ用色収差補正光学システムにおいて、
前記色収差補正光学システムは凹レンズと、凸レンズとを組み合わせて形成し、前記凸レンズの少なくとも片面は回折面が形成されており、前記高密度記録媒体及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光の互換ができるようになっていることを特徴とする互換形色収差補正光学システム。
【請求項４】
前記色収差補正光学システムは高密度記録媒体の光経路及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光経路と等しい経路上に位置して、前記高密度記録媒体の色収差を補正すると同時に、前記少なくとも一つの低密度記録媒体の光の入射による互換性確保にも影響を与えないように同心円形状の回折面を少なくとも１面を備える一方、前記回折面は高密度記録媒体の光の波長に対しては２次回折光、少なくとも一つの低密度記録媒体の光の波長に対しては１次回折光の回折効率が最大になるようにする鋸刃形状とその回折深さを備えることを特徴とする請求項３記載の互換形色収差補正光学システム。
【請求項５】
請求項１記載ないし請求項４のいずれかに記載の互換形色収差補正光学システムと、高密度記録媒体からの帰還光及び少なくとも一つの低密度記録媒体からの帰還光を検出するための共通の検出器とを備え、前記色収差補正光学システムによって等しい帰還光経路を取るようになっている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】
本願発明は青色レーザーに最適化された光ディスク用対物レンズを利用してディスク厚さ、レーザー波長が相異なっている光ディスクの互換性確保に影響を与えない色収差補正光学システム及びそれを利用した光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像情報、音声情報又はコンピュータ上にデータを保存する手段として記録容量０．６５ＧＢのＣＤ、記録容量４．７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及している。このような光記録媒体は対物レンズによって収束された光スポットを利用して光ディスクに情報を記録するとか、記録された情報を再生する光記録再生器機として、記録容量は光スポットの大きさによって決められる。光スポットの大きさ（Ｓ）は数式１と同じのように光の波長（λ）に比例して、対物レンズの数値開口（ＮＡ、Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）に反比例する。
【０００３】
【数１】
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【０００４】
したがって、光ディスクの高密度化のために光ディスクにできる光スポットの大きさを縮小するためには、青紫色レーザーのような短波長光源を使うことと数値開口を０．６以上に大きくすることが必須事項として要求される。前記のような大容量の光記録媒体及び光記録装置の例として青色の波長領域（４００ｎｍ）と数値開口０．８５の対物レンズを利用して、２２ＧＢ相当の容量確保を満足するシステムが提案されている。
【０００５】
ここで、光ディスクの傾斜角（θ）、光ディスクの屈折率（ｎ）、光ディスクの厚さ（ｄ）、対物レンズの数値開口をＮＡとする時、光ディスクの傾斜によって発生するコマ収差Ｗ３１は数式２のような関係式で現わされることができる。
【０００６】
【数２】
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【０００７】
ここで、光ディスクの屈折率及び厚さはそれぞれ光入射面から記録面に至る光学媒質の屈折率及び厚さを表す。一般的に光ディスクの傾斜による信号の熱特性はレーザーの波長に反比例して対物レンズの数値開口の３乗に比例するのでディスクの傾斜に対する公差は密度が増加するほど急激に減る。
従って、これを補償するためにディスクの記録密度が増加するほどディスクの厚さを減少させることでディスクの傾斜特性を補償することができる。これは、上記［数式２］を考慮する時、光ディスクの傾斜による公差を確保するためには、高密度化のために対物レンズの数値開口を高めるによって光ディスクの厚さを減らす必要があるということからも確認できる。よって、７８０ｎｍの波長を具備するＣＤの場合１．２ｍｍ、６５０ｎｍ波長を具備するＤＶＤの場合０．６ｍｍに厚さを減らし、今後のＤＶＤより高密度である青色レーザーを使う光ディスク（Ｂｌｕｅ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ、以下ＢＤ）は０．１ｍｍ厚さになる可能性が高い。もちろん、ＣＤの場合０．４５に、ＤＶＤの場合０．６に対物レンズの数値開口が高くなる。ＢＤの場合には対物レンズの数値開口が０．８５になる可能性が高い。このように新しい規格の光ディスクを開発する場合において、問題になるのは既存の光ディスクとの互換性である。
【０００８】
前記のように高密度の記録再生を行うために使われる短波長の青色レーザー光源は高い数値開口を要するので、このような高い数値開口は収差の影響を大きくするという問題を起こす。特に、半導体レーザーの波長変動による収差の影響は重要である。
【０００９】
半導体レーザーの波長変動は動作環境の温度又は半導体レーザーの発光強度が変化した時に起きる。一般的に、動作温度２５度において１度が変化すると波長は±０．０７ｎｍ前後に変化するようになり、発光強度が１ｍＷ変化すれば波長は±０．０４ｎｍ前後に変化する。記録再生が可能な光ピックアップの半導体レーザーは記録の時に３０ｍＷないし５０ｍＷのパルス発光をするようになる。このため、瞬間的に波長が１．２ｎｍないし２ｎｍ前後に変化するようになる。
【００１０】
２ｎｍの波長変動が瞬間的に起きれば、数値開口０．８５の対物レンズなら０．３５μｍ前後の焦点位置の差が生ずるようになる。この焦点位置の差は対物レンズを利用している材料の屈折率が波長によって変化するから対物レンズ全体の焦点距離が変化する原因となる。
対物レンズの焦点深度はλ／（ＮＡ）２に表示され、焦点位置差が±λ／（２ＮＡ２）以上にならば記録再生に必要なスポットを形成することができない。λ＝４１０ｎｍ、ＮＡ＝０．８５の場合、λ／（２ＮＡ２）＝０．２８μｍが生じた場合、十分な記録再生特性を得ることができない。
【００１１】
したがって、上述した青色レーザーのような短波長を使う場合に発生する色収差をとり除くために、色収差補正のための光学素子を光路の中に挿入する必要がある。日本公開特許公報第２００１−２５６６７２号ではそのような色収差補正素子が光路の中に挿入されている。
上記発明は青色レーザーを使う場合に発生する色収差を補正するために凹レンズと回折光学素子を組合させた色収差補正素子を光路の中に挿入することによって短波長によって発生する色収差を補正できるようにしている。
しかし、このような方法は単純に青色レーザーを使う場合に発生する色収差を補正するための色収差補正素子を提供することを目的にしているだけでＤＶＤとＣＤとの互換を行うための素子を提供していない。従って、上記色収差補正素子にＤＶＤ／ＣＤの光が入射されれば、光が発散または収束されてしまうから挿入できる部分が限定されるため、ＢＤ光学システムとＤＶＤ／ＣＤ光学システムを統合するようになることができずに、光ピックアップが非常に複雑になるという問題が発生する。
【００１２】
従って、このような問題を解決するためにはＢＤ光学システムとＤＶＤ／ＣＤ光学システムを統合できるように上記色収差補正素子を形成するにおいて、他の波長を具備した光源との互換に影響を与えない色収差補正素子を提供する必要がある。
【特許文献１】特開２００１−２５６６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本願発明の目的はＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの光が入射されても互換が可能な色収差補正光学システムを提供することにある。また、本願発明の他の目的は前記色収差補正光学システムを使うことによってＢＤとＤＶＤ／ＣＤの光を同一経路上に位置するようにすることにより簡単な光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記のような本願発明の目的を果たすための本願発明の互換形色収差補正光学システムは、高密度記録媒体の光の色収差を補正するための色収差補正光学システムにおいて、前記色収差補正光学システムは色収差補正素子を含み、該色収差補正素子が前記高密度記録媒体及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光を発散又は収束光で変換させる少なくとも１面の凹曲面と、前記発散または収束光を平行光で変換させる少なくとも１面の回折面とを含んで形成され、前記高密度記録媒体及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光の互換ができるようにすることにある。
【００１５】
前記色収差補正光学システムは高密度記録媒体の光経路及び少なくとも一つの低密度記録媒体の光経路と等しい経路上に位置して、前記少なくとも一つの低密度記録媒体の光の入射によっても互換性の確保に影響を与えない同心円形状の回折面を少なくとも１面具備するのが好ましく、前記回折面は高密度記録媒体の光の波長に対しては２次回折光、少なくとも一つの低密度記録媒体の光の波長に対しては１次回折光の回折効率が最大になるようにする鋸刃形状及び回折深さを具備するようにする。
【００１６】
また、他の実施例として本願発明の互換形色収差補正光学システムは、高密度記録媒体の光の色収差を補正するための色収差補正光学システムにおいて、前記色収差補正光学システムは凹レンズと凸レンズを組み合わせて形成されるが、前記凸レンズの少なくとも片面は回折面を具備するように形成する。
本願発明の他の目的を達成するために、互換型ピックアップ装置は前記互換型色収差補正光学システムと、高密度記録媒体の帰還光及び少なくとも一つの低密度記録媒体の帰還光を検出するための共通の検出器とを含んで構成され、前記色収差補正光学システムによって等しい経路を形成できるようにする。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明による色収差補正光学システムを使うことによって単一の対物レンズを使うようにしてＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの互換が可能な光ピックアップ装置を提供することができる。また、前記色収差補正光学システムを使う光ピックアップ装置はＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの帰還光を検出するための共通の検出器を具備するようにすることで光ピックアップ装置の構成をより簡単にできる。
以上のような本願発明の目的はこの技術分野の当業者によって、添付された図面を参照して後述される本発明の望ましい実施例からより明確に理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付される図面を参考して本願発明を説明する。図１及び図２は色収差補正光学システムの一実施例を図示している。図３は色収差補正素子の使用状態図を、図４は前記図３における色収差補正素子の部分拡大図を図示する。また、図５はＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの波長において前記色収差補正素子での回折深さと回折効率の関係を図示し、図６は各波長での光ビームの光線追跡結果を図示し、図７は前記色収差補正素子が装着された光ピックアップ装置の構成を図示する。
【００１９】
本願発明の色収差補正光学システムは数値開口が大きい高密度記録媒体の色収差を補正する同時に、少なくとも一つの低密度記録媒体の光の入射による互換も行うことができる光学システムを提供するためのことで、図１及び図２を参考して本願発明の色収差補正光学システムを説明すれば、本願発明の色収差補正光学システムは平行光を発散又は収束光で変換させる少なくとも１面の凹曲面（１１、１２）と、前記発散又は収束光を平行光で変換させる少なくとも１面の回折面（１５）を含んで形成されるとか、凹レンズ（１３）と、凸レンズ（１４）を組み合わせて形成されるが、上記凸レンズ（１４）の少なくとも片面は回折面（１５）で構成する。
【００２０】
前記本願発明の色収差補正光学システムの２つの実施例において、図１ａは１面の凹曲面（１１）、図１ｂは２面の凹曲面（１１、１２）と少なくとも１面の回折面（１５）が形成された色収差補正光学システムを図示し、図２は凹レンズ（３）と凸レンズ（１４）に形成された色収差補正光学システムを図示する。
【００２１】
以下、本願発明の一実施例において記述される前記低密度記録媒体は少なくとも２個の記録媒体で分離できるので、本願発明の一実施例では相対的に高密度である第１低密度記録媒体と相対的に低密度である第２低密度記録媒体で分離して説明する。
すなわち、本実施例において前記高密度記録媒体は波長が４０５ｎｍである短波長では、数値開口が０．８５であるＢＤを使って、また、前記低密度記録媒体の中で相対的に高密度である第１低密度記録媒体は波長が６５０ｎｍでは、数値開口が０．６であるＤＶＤを使って、そして、相対的に低密度である第２低密度記録媒体は波長が７８０ｎｍで、数値開口が０．４であるＣＤを例にして説明する。
【００２２】
以下、本願発明の一実施例である図１ｂで示されている両面が凹の非球面で、両面上に同心円形状の回折面（１５）が形成されている色収差補正素子を参照して本願発明を説明する。本願発明の色収差補正素子（１０）に形成された回折面（１５）はＢＤの波長に対して効率が最大になるように形成されるし、ＢＤ用対物レンズの色収差が補正できるように構造又は周期が最適化されている。
【００２３】
このような色収差補正素子（１０）に前記ＢＤの波長とは違うＤＶＤ／ＣＤの波長の光が入射されれば、各波長がその回折方向や回折効率が最適化条件とは相違するので、射出光の角度が入射光の角度とは非常に相違になる。このために対物レンズによって充分に集光できなくなって、互換性の確保が困難になる。従って、このような問題を解決するため、本願発明の一実施例である前記色収差補正素子にＤＶＤ、ＣＤの波長の光が入射される場合、回折方向や回折効率が最適化条件と近接するように構成する必要がある。
【００２４】
上述した問題を解決するため、本願発明の一実施例である色収差補正素子（１０）の回折面（１５）に形成された回折構造によって光が回折される関係を調べて見ると、次のような関係がある。すなわち、回折角度をθ、回折構造の周期をｐ（μｍ）、回折次数をｎ、波長をλにした場合の回折関係式は次のようになる。
【００２５】
【数３】
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【００２６】
前記の式からＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤそれぞれの波長での回折角度をθ０、θ１、θ２にして、ＢＤでの回折次数を２次で、また、ＤＶＤ、ＣＤでの回折次数を１次にした場合、前記式は次のようになる。この時、ＢＤの波長λ０は４０５ｎｍ、ＤＶＤの波長λ１は６５５ｎｍ、ＣＤの波長λ２は７８５ｎｍの値を基準として計算する。
ｓｉｎθ０＝２λ０／ｐ＝０．８１／ｐ
ｓｉｎθ１＝λ１／ｐ＝０．６５５／ｐ
ｓｉｎθ２＝λ２／ｐ＝０．７８５／ｐ
従って、角度が小さい範囲内ではＢＤの回折角度に対して、ＤＶＤは０．６５５／０．８１＝０．８１倍、ＣＤは０．７８５／０．８１＝０．９７倍になって回折角度の差が大きくないことを分かる。
一方、上述したことは違い、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤが全て１次光を使った場合には次のような関係式になる。
ｓｉｎθ０＝λ０／ｐ＝０．４０５／ｐ
ｓｉｎθ１＝λ１／ｐ＝０．６５５／ｐ
ｓｉｎθ２＝λ２／ｐ＝０．７８５／ｐ
この場合にはＢＤの回折角度に対してＤＶＤは０．６５５／０．４０５＝１．６２倍、ＣＤは０．７８５／０．４０５＝１．９４倍になって約２倍近く回折角度の差が生ずるのがわかり、この場合、回折効率もそれぞれ６０％位になるのが分かる。従って、本願発明の色収差補正素子（１０）には前記の式を通じてＢＤは２次回折光、また、ＤＶＤとＣＤの場合には１次回折光を使うのが望ましい。
【００２７】
従って、本願発明の一実施例である図１ｂによる場合、前記色収差補正素子（１０）の両面（１１、１２）に用意された回折面（５）の回折構造の回折深さ及び鋸刃形状をＢＤでは２次回折光で回折効率が最大になるようにして、また、ＤＶＤ／ＣＤでは１次回折光で回折効率が最大になるように形成し、回折構造のパターンはＢＤの色収差を補正するように最適化する。
前記のように形成された色収差補正素子（１０）にＤＶＤ／ＣＤの光が入射されれば、波長の差によって発生する回折角の変化と、回折次数の差によって発生する回折角の変化が相互除去されてほとんど入射光の角度に近い光が射出されるようになる。よって、ＤＶＤ／ＣＤの光路上に前記色収差補正素子（１０）を配置してもＤＶＤ／ＣＤの互換に影響を与えないからＢＤとＤＶＤ／ＣＤの光学システムを統合することができて光ピックアップ装置を簡単に構成きるという長所がある。
【００２８】
上述した本願発明の一実施例である色収差補正素子（１０）の具体的な作用を図３及び図４を参考して説明すれば次のようになる。
図３は本願発明の一実施例である色収差補正素子（１０）を通過する光を図示したことであり、図４は前記図３の補正素子の具体的な部分を拡大したことで、図３に図示されたように、本願発明の色収差補正素子（１０）は透明なプラスチック材料でその両面（１１、１２）が凹の非球面に形成され、その両面上には同心円形状の回折構造（１５）が用意されている。
この回折構造の形状は図４に図示されたように周期ｐと段差ｄを具備している鋸刃形状に形成され、特定次数の効率を高めることができる鋸刃形状で形成されている。この時、使われる色収差補正素子の材料ではＺＥＯＮＥＸ３３０Ｒを使ったし、この材料はＢＤの波長（λ０＝４０５ｎｍ）における屈折率がｎ０＝１．５２５、ＤＶＤの波長（λ１＝６５５ｎｍ）における屈折率がｎ１＝１．５０７、ＣＤの波長（λ２＝６５５ｎｍ）における屈折率がｎ２＝１．５０３の値を具備するようになる。本願発明の一実施例では前記のようなＺＥＯＮＥＸ３３０Ｒを材料で使っているが、その材料に限定されるのではない。
【００２９】
本願発明の一実施例によってそれぞれの波長における回折構造の回折深さ（ｄ）と回折効率の関係を計算した結果を図５に示す。図５ａは高密度記録媒体の光であるＢＤでの計算値であり、図５ｂは低密度記録媒体で相対的に高密度である第１低密度記録媒体の光でＤＶＤでの計算値である。また、図５ｃは低密度記録媒体で相対的に低密度である第２低密度記録媒体光であるＣＤに対する計算値を表す。
上記グラフを参考すれば、図５ａで回折深さ（ｄ）１．５μｍ近所でＢＤの波長λ０の２次回折光の効率が９５％以上になることを分かるし、図５ｂでＤＶＤの波長λ１の１次回折光の効率が９５％以上であることを分かる。また、図５ｃでＣＤの波長λ２の１次回折光の効率が９０％以上になることを分かる。従って、このような結果によって、本願発明の一実施例では色収差補正素子（１０）の回折深さ（ｄ）は１．５μｍにした場合、ＢＤは２次回折光でＤＶＤ／ＣＤは１次回折光でその効率が最大に高くなることを分かる。
【００３０】
このような色収差補正素子（１０）を具備した光ピックアップ装置における光線追跡の結果を図６に図示する。図６ａはＢＤに対して２次回折光を使った光線追跡の結果を図示し、図６ｂはＤＶＤに対して１次回折光を使った光線追跡の結果を図示する。また、図６ｃはＣＤに対して１次回折光を使った光線追跡結果を図示している。各図面で色収差補正素子（１０）を透過するそれぞれの光は互換用回折光学素子（２０）を透過して対物レンズ（１８）に入射するように形成されている。図面で符号（３３）
はカバーガラスを示す。
【００３１】
上述したそれぞれの波長による光線追跡結果によって計算した波面収差の値はＢＤの場合、約０．００５λｒｍｓであり、ＤＶＤの場合には約０．０２λｒｍｓ、ＣＤの場合には約０．０１λｒｍｓになる。このような波面収差の値は波面収差に対するマレイシャル条件（波面収差〈０．０７λｒｍｓ）を満足するだけではなく、記録計に対する条件（波面収差〈０．０３３λｒｍｓ）を満足しているという点でそれぞれの波長で記録再生特性に良好な性能を持って来ることを分かる。よって、本願発明による色収差補正素子を使うことによって、ＢＤの色収差を補正することができるだけでなく、ＤＶＤ／ＣＤとの互換が可能な簡単な構成の光ピックアップ装置を実現可能である。
【００３２】
以下、図７を参照して本願発明の一実施例である色収差補正素子が装着された光ピックアップ装置の構成を具体的に説明する。先に、一般的な光ピックアップ装置に使われる部品とその機能を簡単に述べ、次に光ピックアップ装置の作用を説明する。
ＢＤ ＬＤ（１６）：青色ディスク用レーザーダイオード（波長４０５ｎｍ）。
２波長レーザーダイオード（ＴＷＩＮ ＬＤ（１７））：ＤＶＤ用光６５５ｎｍ及びＣＤ用光７８５ｎｍを放出する２波長レーザーダイオード。
１／２波長板（ＨＷＰ（２１））：光の極の方向を変化させる１／２波長板（ｈａｌｆ ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ）。
回折格子（ＧＴ（２２））：トラッキングエラー信号を検出するためにディスク上にサーブスポットを形成する回折格子（ｇｒａｔｉｎｇ）。
ホログラム光学素子（ＨＯＥ（２４））：ＤＶＤ及びＣＤの光軸を結合するためのホログラム光学素子（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）。
ダイクロイックビームスプリッタ（Ｄｉｃｈｒｏｉｃ ＢＳ（２３））：ＤＶＤ及びＣＤの光とＢＤの光を結合させるためのダイクロイックビームスプリッタ（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｂｅａｍ ｓｐｌｉｔｔｅｒ）。
極性ビームスプリッタ（ＰＢＳ（２５））：ディスク用ビームを反射するとかディスクからビームを透過させる極性ビームスプリッタ（ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｂｅａｍ ｓｐｌｉｔｔｅｒ）。
コリメートレンズ（ＣＬ（２６））：平行ビームを形成させるコリメートレンズ（ｃｏｌｌｉｍａｔｅ ｌｅｎｓ）。
リーケージミラー（Ｌｅａｋａｇｅ ｍｉｒｒｏｒ（２７））：ＦＰＤによって光の強度を検出するために９０％の反射率と１０％の透過率を具備するミラー。
フロントモニターフォト検出器（ＦＰＤ（２８））：ディスク上の光の強度を制御するためのフロントモニターフォト検出器（ｆｒｏｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒ ｐｈｏｔｏ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）。
液体クリスタル素子（ＬＣＥ）：ディスクの厚さエラーまたは２重層ディスクによって発生する球面収差を補正するための液体クリスタル素子（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）。
１／４波長板（ＱＷＰ）：線形から円形で光の極を変形させるための１／４波長板（ｑｕａｒｔｅｒ ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ）。
センサーレンズ（ＳＬ（３０））：フォーカスエラー信号を検出するためのセンサーレンズ（ｓｅｎｓｏｒ ｌｅｎｓ）。
光検出器（ＰＤＩＣ（３１））：読み取り信号及びフォーカス／トラッキングエラー信号を検出するための光検出器（ｐｈｏｔｏ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）。
【００３３】
前記のような部品と本願発明の色収差補正素子（１０）が装着された光ピックアップ装置の作用を図７を参考して見ると次のようになる。
まず、ＢＤ光源の記録再生を説明する。青色レーザーディスクの記録再生の時にはＢＤ用の光源であるＢＤ ＬＤ（１６）を利用する。ＢＤ ＬＤ（１６）から放射される光は１／２波長板（２１）、回折格子（２２）及びダイクロイックビームスプリッタ（Ｄｉｃｈｒｏｉｃ ＢＳ）を透過して極性ビームスプリッタ（２５）で反射してコリメートレンズ（ＣＬ）で平行光に変換される。
ここで、１／２波長板（２１）は極性ビームスプリッタ（２５）でほとんど光が反射されるように入射光の偏光方向を調整するために利用されているが、ＢＤ ＬＤ（１６）の設置方向によっては必ず要求されるのではない。また、回折格子（２２）は回折光によるサーブスポット（ｓｕｂ ｓｐｏｔ）をディスク上に形成し、回折プッシュプル（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ）法によってトラッキングを実施するために要求される。
ダイクロイックビームスプリッタ（２３）は４０８ｎｍ近所の波長をほとんど９０％以上透過させ、また、６５５ｎｍ及び７８５ｎｍ近所の波長をほとんど９０％以上反射させる役割を行って、ＢＤの記録再生光及びＤＶＤ／ＣＤの記録再生光を合成させる役割をする。
【００３４】
上記コリメートレンズ（２６）を透過した平行ビームはリーケージミラー（２７）によって光の一部（１０％位）は透過され集光レンズ（３２）によってフロントモニターフォト検出器（２８）に集光される。このフロントモニターフォト検出器（２８）に集光される信号をモニタリングすることによってＢＤ ＬＤ（１６）の発光強度を制御して、安定した記録再生を実施できるようにする。
前記リーケージミラー（２７）によって反射する反射光は前記液晶クリスタル素子（ＬＣＥ）及び１／４波長板（ＱＷＰ）が結合された素子（２９）を透過した後、本発明の色収差補正素子（１０）及びＤＶＤ／ＣＤ互換用回折光学素子（２０）を透過して、対物レンズ（１８）によって青色レーザーディスクに集光される。ここで、液晶クリスタル素子（ＬＣＥ）はディスクカバー層の厚さ誤差による球面収差や、２層ディスクによる球面収差を補正するためのことで、１／４波長板（ＱＷＰ）は面（英語ではｐｌａｎｅとなっているが直線の方が正しいのか）偏光の光を円形偏光の光に変換させるためのものである。本願発明の色収差補正素子（１０）は再生−記録との変換の時に生ずるモードホップ（ｍｏｄｅ ｈｏｐ）による波長変化を補正する。
【００３５】
上記ディスクからの反射光は１／４波長板によって入射光と直交する方向の直線偏光に変換されて極性ビームスプリッタ（２５）及びセンサーレンズ（３０）を透過して共通光検出器（３１）によって集光される。ここで、センサーレンズ（３０）は非点収差法によってフォーカスエラー信号を検出するためにシリンダー形状のレンズに形成されている。上記共通光検出器（３１）によって再生信号と、フォーカス／トラッキング制御用のエラー信号が検出され、制御信号はアクチュエータ駆動回路（１９）にフィードバックされ安定した記録再生ができるようにアクチュエータを制御する。
一方、ＤＶＤの記録再生の時にはＤＶＤ用の光源である２波長レーザーダイオード（１７）の中６５５ｎｍの光源を利用する。上記２波長レーザーダイオード（１７）から発散される放射光は回折格子（２２）及びホログラム光学素子（２４）を透過した後、ダイクロイックビームスプリッタ（２３）及び極性ビームスプリッタ（２５）から反射されコリメートレンズ（２６）で平行光に変換される。ここで、ホログラム光学素子（２４）はＤＶＤの波長に対しては作用しないように設計されているから透過光には影響を与えない。また、回折格子（２２）は回折光によるサーブスポット（ｓｕｂ ｓｐｏｔ）をディスク上に形成して回折プッシュプル（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ）法によってトラッキングを実施するために必要である。
【００３６】
上記コリメートレンズ（２６）を透過した平行ビームはリーケージミラー（２７）によって光の一部（１０％）が透過されて、集光レンズ（２８）によってフロントモニターフォト検出器（２８）に集光される。このフロントモニターフォト検出器（２８）からの信号をモニタリングすることによって２波長レーザーダイオードの発光強度を制御して安定した記録再生を実施できるようにする。
反射光は液晶クリスタル素子（ＬＣＥ）及び１／４波長板（ＱＷＰ）が結合されている素子（２９）を透過した後、本願発明の色収差補正素子（１０）及びＤＶＤ／ＣＤ互換用回折光学素子（２０）を透過して、対物レンズ（１８）によってＤＶＤディスクに集光される。ここで、ＤＶＤに対しては液晶クリスタル素子（ＬＣＥ）による球面収差補正は必要ではないから液晶クリスタル素子（ＬＣＥ）を駆動する必要はない。１／４波長板（ＱＷＰ）は直線偏光を円偏光に変換させる。
【００３７】
上記本願発明の色収差補正素子（１０）及びＤＶＤ／ＣＤ互換用回折光学素子（２０）によって形成された互換性確保のために回折構造によって入射光を平行光から発散光に変換させてＤＶＤディスクの記録再生ができるようにする。
上記ディスクからの反射光は１／４波長板（ＱＷＰ）によって入射光と直交する方向の直線偏光に変換されて極性ビームスプリッタ（２５）及びセンサーレンズ（３０）を透過して共通光検出器（３１）に集光される。ここで、センサーレンズ（３０）は非点収差法（ａｓｔｉｇｍａｔｉｃ  ｍｅｔｈｏｄ）によってフォーカスエラー信号を検出するためにシリンダー形状のレンズに形成される。
【００３８】
前記共通光検出器（３１）によって再生信号とフォーカス／トラッキング制御用のエラー信号が検出され，制御信号はアクチュエータ駆動回路（１９）にフィードバックされて安定した記録再生ができるようにアクチュエータを制御する。
一方、ＣＤの記録再生の時にはＣＤ用の光源である２波長レーザーダイオード（１７）の中７８５ｎｍの光源を利用する。前記２波長レーザーダイオード（１７）から発散される放射光は回折格子（２２）及びホログラム光学素子（２４）を透過した後、ダイクロイックビームスプリッタ（２３）及び極性ビームスプリッタ（２５）から反射され、コリメートレンズ（２６）で平行光に変換される。
ここで、ホログラム光学素子（２４）はＣＤの波長に対して回折作用が発生するように設計されているから平行光の角度がＤＶＤとほとんど同じ方向になるように透過光の角度を変換する。また、回折格子（２２）は回折光によるサブスポット（ｓｕｂ ｓｐｏｔ）をディスク上に形成して３スポット法によってトラッキングを実施するために必要である。
【００３９】
上記コリメートレンズ（２６）を透過した平行ビームはリーケージミラー（２７）によって光の一部（１０％）が透過されて集光レンズ（２８）によってフロントモニターフォト検出器（２８）に集光される。このフロントモニターフォト検出器（２８）からの信号をモニタリングすることによって２波長レーザーダイオードの発光強度を制御して安定した記録再生が実施できる。
反射光は液晶クリスタル素子（ＬＣＥ）及び１／４波長板（ＱＷＰ）が結合されている素子（２９）を透過した後、本願発明の色収差補正素子（１０）及びＤＶＤ／ＣＤ互換用回折光学素子（２０）を透過して、対物レンズ（１８）によってＣＤディスクに集光される。ここで、ＣＤに対しては液晶クリスタル素子（ＬＣＥ）による球面収差補正は必要ないから、液晶クリスタル素子（ＬＣＥ）を駆動する必要はない。１／４波長板（ＱＷＰ）は直線偏光を円偏光に変換させる。
【００４０】
上記本願発明の色収差補正素子（１０）及びＤＶＤ／ＣＤ交換用回折光学素子（２０）によって形成された互換性確保のための回折構造によって入射光を平行光から発散光に変換させてＣＤディスクの記録再生を可能にする。
上記ディスクからの反射光は１／４波長板（ＱＷＰ）によって入射光と直交する方向の直線偏光に変換されて極性ビームスプリッタ（２５）及びセンサーレンズ（３０）を透過して共通光検出器（３１）に集光される。ここで、センサーレンズ（３０）は非点収差法によってフォーカスエラー信号を検出するためにシリンダー形状のレンズに形成される。前記共通光検出器（３１）によって再生信号とフォーカス／トラッキング制御用のエラー信号が検出されて、制御信号はアクチュエータ駆動回路（１９）にフィードバックされて安定した記録再生ができるようにアクチュエータを制御する。
【００４１】
以上のように、本願発明の色収差補正素子を装着した光ピックアップ装置を使うことによって光ピックアップ装置の構成が簡単にできる。特に、検出器を共通で形成できるようにすることで装置の構成を単純化させることができるという点で本願発明の特徴がある。前記のような装置の構成は一般的な装置の構成を図示したことで、本願発明がこの装置に限定されるのではない。
また、本願発明は前記の実施例に限らずに自由な変更及び修正が可能である。本発明の自由な変更は前記のような詳細な説明の実施例に限定されずに当業者によって以下敍述される特許請求範囲を超えない範囲内で自由に変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１ａ】図１ａは１面の凹曲面（１１）である。
【図１ｂ】図１ｂは２面の凹曲面（１１、１２）と少なくとも１面の回折面（１５）が形成された色収差補正光学システムを図示したものである。
【図２】図２は本願発明の色収差補正光学システムの他の実施例である。
【図３】図３は本願発明の色収差補正光学システムの使用状態の図面である。
【図４】図４は本願発明の色収差補正光学システムの部分拡大図である。
【図５ａ】図５ａは高密度記録媒体の光であるＢＤでの計算値である。
【図５ｂ】図５ｂは低密度記録媒体で相対的に高密度である第１低密度記録媒体の光でＤＶＤでの計算値である。
【図５ｃ】図５ｃは低密度記録媒体で相対的に低密度である第２低密度記録媒体光であるＣＤに対する計算値を表す。
【図６ａ】図６ａはＢＤに対して２次回折光を使った光線追跡の結果を図示する。
【図６ｂ】図６ｂはＤＶＤに対して１次回折光を使った光線追跡の結果を図示する。
【図６ｃ】図６ｃはＣＤに対して１次回折光を使った光線追跡結果を図示する。
【図７】図７は本願発明による色収差補正光学システムを装着した光ピックアップ装置である。
【符号の説明】
【００４３】
１０：色収差補正素子
１３：凹レンズ
１４：凸レンズ
１５：回折面
１６：ＢＤ、ＬＤ
１７：２波長レーザーダイオード
１８：対物レンズ
１９：アクチュエータ
２１：１／２波長板
２２：回折格子
２３：ダイクロイックビームスプリッタ
２４：ホログラム光学素子
２５：極性ビームスプリッタ
２６：コリメートレンズ
２７：リーケージミラー
３０：センサーレンズ
３１：光検出器
３２：集光レンズ
３３：カバーガラス
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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