(57)【要約】      （修正有）【課題】同じ波長の光束を用いて、異なる規格の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる多焦点対物光学素子を搭載した光ピックアップ装置及び多焦点対物光学素子を提供する。【解決手段】第１波長λ１（λ１＜４５０ｎｍ）の光束が入射したときに、入射光束の光量の殆どをα次回折光（αは整数であり、｜α｜≧１を満たす）とβ次回折光（βは整数であり、｜β｜≧１、及び、α≠βを満たす）とに振り分ける。この際、保護層の厚さｔ１，ｔ２の差に起因して発生する球面収差が補正された状態でα次回折光をＢＤの情報記録面に集光させ、同様に、保護層の厚さｔ１，ｔ２の差に起因して発生する球面収差が補正された状態でβ次回折光をＨＤの情報記録面に集光させることで、いずれの光情報記録媒体に対しても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１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１（λ１＜４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、多焦点対物光学素子とを有し、前記多焦点対物光学素子を用いて、前記第１光源から出射される波長λ１の第１光束を、厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより情報の記録及び／又は再生を行い、また厚さｔ２（ｔ２＞ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより情報の記録及び／又は再生を行うようになっている光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子において、
前記多焦点対物光学素子は単玉であり、前記波長λ１の光束が通過したときに、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行うために用いられるα次回折光（αは整数であり、｜α｜≧１を満たす  ）と、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行うために用いられるβ次回折光（βは整数であり、｜β｜≧１、及び、α≠βを満たす）を発生させる第１光路差付与構造を設けていることを特徴とする光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子。
【請求項２】
以下の式を満たす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多焦点対物光学素子。
｜α｜＜｜β｜      （１）
【請求項３】
以下の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子。
（｜α｜，｜β｜）＝（１，２）又は（３，４）
【請求項４】
前記対物光学素子は、プラスチックを素材として形成されてい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多焦点対物光学素子。
【請求項５】
波長λ２（６００ｎｍ＜λ２＜７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源を有し、前記対物光学素子を用いて、前記第２光源から出射される波長λ２の第２光束を、厚さｔ３（０．９×ｔ２＜ｔ３＜１．１×ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより情報の記録及び／又は再生を行う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多焦点対物光学素子。
【請求項６】
前記第１光路差付与構造は、前記波長λ２の光束が通過したときに、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行うために用いられるγ次回折光（γは整数であり、｜γ｜≧１を満たす）を発生し、以下の関係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用の多焦点対物光学素子。
（｜α｜，｜β｜，｜γ｜）＝（１，２，１）又は（３，４，２）
【請求項７】
前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第３光情報記録媒体の保護層の厚さｔ３との差に基づいて発生する球面収差を補正する第２光路差付与構造を設けていることを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子。
【請求項８】
前記第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造とは重畳されている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用の多焦点対物光学素子。
【請求項９】
温度変化に起因して発生する球面収差を補正する第３光路差付与構造が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子。
【請求項１０】
前記第１光路差付与構造と前記第３光路差付与構造とは重畳されていることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子。
【請求項１１】
温度変化に起因して発生する球面収差を補正する第３光路差付与構造が設けられており、前記第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造と前記第３光路差付与構造は重畳されている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用の多焦点対物光学素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１に記載の多焦点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、少なくとも２種類の異なる光情報記録媒体に対して、同じ波長の光束を用いて、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多焦点対物光学素子及びそれを用いた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第２高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色ＳＨＧレーザ等、波長４００〜４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されつつある。
【０００３】
これら青紫色レーザ光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物レンズを使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物レンズのＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。
【０００４】
ところで、高密度光ディスクとして、現在２つの規格が提案されている。１つはＮＡ０．８５の対物レンズを使用し保護層の厚みが０．１ｍｍであるブルーレイディスク（以下、ＢＤと略記する）であり、もう１つはＮＡ０．６５乃至０．６７の対物レンズを使用し保護層厚みが０．６ｍｍであるＨＤ  ＤＶＤ（以下、ＨＤと略記する）である。将来、市場にこれら２つの規格の高密度光ディスクが流通する可能性があることを鑑みると、何れの高密度光ディスクに対しても情報の記録及び／又は再生が行える高密度光ディスクプレーヤ／レコーダが望まれる。（以下、「情報の記録及び／又は再生」を単に「情報の記録／再生」ともいう。）
【０００５】
保護層厚みが互いに異なり、光源波長が同じである２種類の高密度光ディスクに対して互換可能に記録／再生を行える光ピックアップ装置が、以下の特許文献１に記載されている。特許文献１に開示された光ピックアップ装置は、入射光束の光量の多くを２つの焦点に配分する回折構造をレンズ表面に形成した多焦点対物光学素子より、一方の焦点の回折光を保護層が薄い高密度光ディスクの情報記録面に対して集光させ、他方の焦点の回折光を保護層が厚い高密度光ディスクの情報記録面に対して集光させることで、２種類の高密度光ディスクの記録／再生を行うものである。
【特許文献１】国際公開第２００５／９８８４０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１に示す光ピックアップ装置においては、２群構成の対物光学素子を用いた実施例が開示されている。ここで、対物光学素子を２群構成とすると、対物光学素子の質量が増大するため、フォーカシング及びトラッキング用のアクチュエータの負担が増えるという問題がある。また、高精度な軸合わせが必要になるため、高性能な互換光ピックアップ装置用の対物光学素子を実現することが容易ではなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、同じ波長の光束を用いて、異なる規格の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる多焦点対物光学素子を搭載した光ピックアップ装置及び多焦点対物光学素子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】
【０００８】
本明細書における高密度ディスク（以下、「光ディスク」を「光情報記録媒体」ともいう）の例としては、ＮＡ０．８５の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護層の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えばＢＤ）、ＮＡ０．６５乃至０．６７の対物光学系により情報の記録／再生が行われ、保護層の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えばＨＤ）も含むものとする。また、このような保護層をその情報記録面上に有する光ディスクの他に、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、保護層（本明細書においては、保護層は保護膜を含むものとする）、或いは保護膜の厚さが０の光ディスクも含むものとする。また、本明細書においては、高密度光ディスクには、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光磁気ディスクも含まれるものとする。
【０００９】
本明細書においては、ＤＶＤとは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤとは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系列光ディスクの総称である。
【００１０】
請求項１記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、波長λ１（λ１＜４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、対物光学素子とを有し、前記対物光学素子を用いて、前記第１光源から出射される波長λ１の第１光束を、厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより情報の記録及び／又は再生を行い、また厚さｔ２（ｔ２＞ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより情報の記録及び／又は再生を行うようになっている光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子において、
前記多焦点対物光学素子は単玉であり、前記波長λ１の光束が通過したときに、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行うために用いられるα次回折光（αは整数であり、｜α｜≧１を満たす  ）と、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行うために用いられるβ次回折光（βは整数であり、｜β｜≧１、及び、α≠βを満たす）を発生させる第１光路差付与構造を設けていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、前記対物光学素子を単玉とすることで軽量にできるので、小型のフォーカシング及びトラッキングアクチュエータを用いることができ、光ピックアップ装置の小型化を図り、また、熱の発生を抑制できる。更に、前記第１波長λ１の光束が入射したときに、入射光束の光量の殆どをα次回折光とβ次回折光とに振り分けて、α次回折光を厚さｔ１の保護層を介して集光させた際の波面の球面収差と、β次回折光を厚さｔ２の保護層を介して集光させた際の波面の球面収差値を何れも０．０７λ１ＲＭＳ以下となるように、回折構造の球面収差特性を決定することで、第１光情報記録媒体と第２光情報記録媒体の保護層厚みの差に起因する球面収差を補正し、何れの高密度光ディスクの情報記録面上にも良好な波面を形成することが可能となる。
【００１２】
なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。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、光軸方向から見た場合、光軸を中心とした同心円状の輪帯構造となっていることが好ましい。
【００１３】
請求項２に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項１に記載の発明において、以下の式を満たすことを特徴とする。
｜α｜＜｜β｜      （１）
【００１４】
請求項３に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項１又は２に記載の発明において、以下の関係を満たすことを特徴とする。
（｜α｜，｜β｜）＝（１，２）又は（３，４）
【００１５】
請求項４に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記多焦点対物光学素子は、プラスチックを素材として形成されていることを特徴とするので、前記多焦点対物光学素子の更なる軽量化を図れる。また、本発明による多焦点対物光学素子をプラスチックを素材として形成する場合には、第１光路差付与構造の光軸方向の段差を０．９〜１．４μｍの範囲内、または、２．２〜３．０μｍの範囲内とするのが好ましい。
【００１６】
請求項５に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、波長λ２（６００ｎｍ＜λ２＜７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源を有し、前記対物光学素子を用いて、前記第２光源から出射される波長λ２の第２光束を、厚さｔ３（０．９×ｔ２＜ｔ３＜１．１×ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とするので、例えばＢＤ及びＨＤに加え、ＤＶＤに対しても互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える。
【００１７】
請求項６に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項５に記載の発明において、前記第１光路差付与構造は、前記波長λ２の光束が通過したときに、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行うために用いられるγ（γは整数であり、｜γ｜≧１を満たす）次回折光を発生し、以下の関係を満たすことを特徴とする。
（｜α｜，｜β｜，｜γ｜）＝（１，２，１）又は（３，４，２）
【００１８】
請求項７に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項５又は６に記載の発明において、前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第３光情報記録媒体の保護層の厚さｔ３との差に基づいて発生する球面収差を補正する第２光路差付与構造を設けていることを特徴とするので、保護層の厚さｔ１，ｔ３の差に起因して発生する球面収差を補正して、いずれの光情報記録媒体に対しても適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００１９】
請求項８に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項７に記載の発明において、前記第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造とは重畳されていることを特徴とする。ここで、「重畳」とは、文字通り重ね合わせるという意味である。本明細書において、第１光路差付与構造と第２光路差付与構造がそれぞれ他の光学面に設けられている場合や、第１光路差付与構造と第２光路差付与構造とが同一の光学面にあったとしても、それぞれ異なる領域に設けられており、重なる領域が一切ない場合は、本明細書における重畳ではない。
【００２０】
請求項９に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、温度変化に起因して発生する球面収差を補正する第３光路差付与構造が設けられていることを特徴とするので、温度変化が起きた場合でも適切に情報の記録及び／又は再生を行える。
【００２１】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項９に記載の発明において、前記第１光路差付与構造と前記第３光路差付与構造とは重畳されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置用の多焦点対物光学素子は、請求項７に記載の発明において、温度変化に起因して発生する球面収差を補正する第３光路差付与構造が設けられており、前記第１光路差付与構造と前記第２光路差付与構造と前記第３光路差付与構造は重畳されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１１に記載の多焦点対物光学素子を用いたことを特徴とする。
【００２４】
本明細書中において、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変位可能とされた光学系を指す。また、本明細書中において、対物光学素子の開口数（又はＮＡ）とは、対物光学素子の光情報記録媒体側（像側）の開口数を指すものである。即ち、対物光学素子の最も光情報記録媒体側に位置する面の開口数を指すものである。
【００２５】
また、対物光学素子をガラス製とする場合は、ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。
【００２６】
ところで、ガラス製の対物光学素子は一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、例えば、対物光学素子をガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物光学素子を駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物光学素子をガラス製とする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が３．０以下であるのが好ましく、２．８以下であるのがより好ましい。
【００２７】
また、対物光学素子をプラスチック製とする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４乃至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−２０×１０-5乃至−５×１０-5（より好ましくは、−１０×１０-5乃至−８×１０-5）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。
【００２８】
或いは、対物光学素子に適した樹脂材料として、上記環状オレフィン系以外にも「アサーマル樹脂」がある。アサーマル樹脂とは、母材となる樹脂の温度変化に伴う屈折率変化率とは、逆符号の屈折率変化率を有する直径が３０ｎｍ以下の粒子を分散させた樹脂材料である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、同じ波長の光束を用いて、異なる規格の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる多焦点対物光学素子を搭載した光ピックアップ装置及び多焦点対物光学素子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】
【００３０】
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる多焦点対物光学素子を用いた、ＢＤ（第１光情報記録媒体）、ＨＤ（第２光情報記録媒体）、ＤＶＤ（第３光情報記録媒体）に対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置の概略構成図である。
【００３１】
図２は、多焦点対物光学素子の断面図である。図２において、多焦点対物光学素子ＯＢＪは、プラスチック製の単玉レンズであり、その光源側の光学面Ｓ１には、第１光路差付与構造と第２光路差付与構造とを重畳させた構造が形成されている。第１光路差付与構造は、光軸を含む断面形状がブレーズ状の回折構造であり、ＢＤの保護層の厚さｔ１と、ＨＤの保護層の厚さｔ２との差に起因して発生する球面収差を補正する機能を有する。第１光路差付与構造に対して波長λ１の光束が入射した場合には入射光量の殆どは、ＢＤ用として利用される１次回折光と、ＨＤ用として利用される２次回折光の２つの回折光に振り分けられ、第１光路差付与構造に対して波長λ２の光束が入射した場合には１次回折光の回折光量が他の何れの次数の回折光の回折光量よりも多く発生する。なお、波長λ２の光束が入射した場合に第１光路差付与構造で発生する１次回折光の作用により、ＢＤの保護層の厚さｔ１と、ＤＶＤの保護層の厚さｔ３に起因して発生する球面収差が軽減される。
【００３２】
更に、第２光路差付与構造は、光軸を含む断面形状がブレーズ状の回折構造であり、第２光路差付与構造に対して波長λ１の光束が入射した場合には２次回折光の回折光量が他の何れの次数の回折光の回折光量よりも多く発生し、波長λ２の光束が入射した場合には１次回折光の回折光量が他の何れの次数の回折光の回折光量よりも多く発生する。第２光路差付与構造の作用により、ＢＤの保護層の厚さｔ１と、ＤＶＤの保護層の厚さｔ３との差に起因して発生する球面収差が補正される。
【００３３】
光ピックアップ装置ＰＵは、波長λ１（３５０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の光束を出射するＢＤ、ＨＤ用の青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）と、波長λ２（６００ｎｍ＜λ２＜７００ｎｍ）の光束を出射するＤＶＤ用の赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）とが一体化された光源モジュールＭＬＤと、ＢＤ、ＨＤ、及びＤＶＤ共用の光検出器ＰＤと、ダイクロイックプリズムＤＰＳと、コリメートレンズＣＬと、１／４波長板ＷＰと、シリンドリカルレンズＣＹと、絞りＳＴＯと、１軸アクチュエータＡＣ１と、２軸アクチュエータＡＣ２と、多焦点対物光学素子ＯＢＪとから構成されている。尚、ＢＤ用の光源として、青紫色ＳＨＧレーザを使用しても良い。
【００３４】
光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＢＤ（もしくは、ＨＤ）に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。さらに、コリメートレンズＣＬから第１波長λ１の光束が、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ＡＣ１により、コリメートレンズＣＬの位置を光軸方向に調整する。青紫色半導体レーザＬＤ１からから射出された発散光束は、ダイクロイックプリズムＤＰＳとコリメートレンズＣＬを通過し平行光束とされる。その後、１／４波長板ＷＰを通過することにより円偏光となり、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、多焦点対物光学素子ＯＢＪによりＢＤの厚さｔ１の保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる（もしくは、ＨＤの場合には、多焦点対物光学素子ＯＢＪによりＨＤの厚さｔ２の保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる）。多焦点対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ２によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００３５】
情報記録面ＲＬ１（もしくは、ＨＤの場合には、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、再び多焦点対物光学素子ＯＢＪ、及び、絞りＳＴＯを透過した後、１／４波長板ＷＰを通過することにより、往路とは偏光面が９０度異なる直線偏光に変換される。コリメートレンズＣＬを通過した後、ダイクロイックプリズムＤＰＳにより反射され、シリンドリカルレンズＣＹにより非点収差が付与され、光検出器ＰＤの受光面上に収束する。光検出器ＰＤの出力信号を用いてＢＤ（もしくは、ＨＤ）に記録された情報を読み取ることができる。
【００３６】
光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＤＶＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。さらに、コリメートレンズＣＬから第２波長λ２の光束が、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ＡＣ１により、コリメートレンズＣＬの位置を光軸方向に調整する。赤色半導体レーザＬＤ２からから射出された発散光束は、ダイクロイックプリズムＤＰＳとコリメートレンズＣＬを通過し平行光束とされる。その後、１／４波長板ＷＰを通過することにより円偏光となり、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、多焦点対物光学素子ＯＢＪによりＤＶＤの厚さｔ３の保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。多焦点対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ２によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００３７】
情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び多焦点対物光学素子ＯＢＪ、及び、絞りＳＴＯを透過した後、１／４波長板ＷＰを通過することにより、往路とは偏光面が９０度異なる直線偏光に変換される。コリメートレンズＣＬを通過した後、ダイクロイックプリズムＤＰＳにより反射され、シリンドリカルレンズＣＹにより非点収差が付与され、光検出器ＰＤの受光面上に収束する。光検出器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。
【００３８】
本実施の形態によれば、多焦点対物光学素子ＯＢＪを単玉とすることで軽量にできるので、２軸アクチュエータＡＣ２の負担を軽減して省エネを図ることができる。又、２軸アクチュエータＡＣ２も小型のものを用いることができ、小型化を図り熱の発生を抑制できる。更に、第１光路差付与構造と第２光路差付与構造の機能により、いずれの波長も多焦点対物光学素子ＯＢＪに対して平行光束が入射するという簡易な構成で、ＢＤ、ＨＤ、及びＤＶＤに対して互換可能に記録／再生が行うことができる。
【００３９】
尚、フォーカスエラー信号を検出する方法は、一般的に良く知られている技術であるので（例えば、非点収差法）、ここでは、詳細な説明は割愛する。同様に、トラッキング信号を検出する方法としては、一般的に良く知られている技術であるので（例えば、３ビーム法やプッシュプル法）、ここでは、詳細な説明は割愛する。
【００４０】
以上の実施の形態で、（｜α｜，｜β｜，｜γ｜）は、（１，２，１）又は（３，４，２）であると好ましい。又、以上に加えて、保護層厚さの異なるＣＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、別な光路差付与構造を設けることができる。
【００４１】
尚、以上の実施の形態において、多焦点対物光学素子ＯＢＪに第２光路差付与構造を設けないこともできる。かかる場合、コリメートレンズＣＬを、波長λ１の光束は平行光束の状態で多焦点対物光学素子ＯＢＪに入射する位置と、波長λ２の光束は収束光束又は発散光束の状態で多焦点対物光学素子ＯＢＪに入射する位置との間で１軸アクチュエータＡＣ１により変位させるようにすれば、ＢＤとＤＶＤとの保護層の厚さに起因して発生する球面収差を補正できる。
【００４２】
また、多焦点対物光学素子ＯＢＪに第２光路差付与構造を設けない場合、上述のように、多焦点対物光学素子ＯＢＪの倍率を変化させることで、ＢＤの保護層の厚さｔ１と、ＤＶＤの保護層の厚さｔ３との差に起因して発生する球面収差を補正する方法以外に、液晶素子によりかかる球面収差を補正するようにしても良い。
【００４３】
尚、光ピックアップ装置ＰＵにおいて、複数の情報記録面を有するＢＤやＨＤやＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合、他の情報記録面にフォーカスジャンプする際に発生する球面収差を補正するために、１軸アクチュエータＡＣ１でコリメートレンズＣＬを光軸方向に移動させるのが好ましい。また、かかる球面収差を補正する手段として、上述した液晶素子を利用してもよい。
【００４４】
（実施例１） 
次に、実施例について説明する。実施例１は、図１に示す光ピックアップ装置に好適な対物光学素子（多焦点対物光学素子）である。実施例１のレンズデータを表１に示す。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０-3）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ―３）を用いて表すものとする。
【００４５】
また、表１において、ＮＡ１、ＮＡ２、ＮＡ３は、それぞれ、ＢＤ、ＨＤ、ＤＶＤに対応する対物光学素子の開口数であり、ｆ１、ｆ２、ｆ３は、それぞれ、ＢＤ、ＨＤ、ＤＶＤに対応する対物光学素子の焦点距離であり、λ１は、ＢＤ及びＨＤに対応する波長であり、λ２は、ＤＶＤに対応する波長である。さらに、ＳＴＯ１、ＳＴＯ２、ＳＴＯ３は、それぞれ、ＢＤ、ＨＤ、ＤＶＤに対応する対物光学素子の入射瞳径であり、ｍ１、ｍ２、ｍ３は、それぞれ、ＢＤ、ＨＤ、ＤＶＤに対応する対物光学素子の倍率であり、ｄｏｒ１、ｄｏｒ２、ｄｏｒ３は、それぞれ、ＢＤ、ＨＤ、ＤＶＤに対応する第１光路差付与構造もしくは第２光路差付与構造の回折次数であり、ｎ１、ｎ２は、それぞれ、λ１、λ２に対応する対物光学素子の屈折率である。
【００４６】
【表１】
2008027491.tif 000003
【００４７】
対物光学素子の光学面は、それぞれ数１式に、表１に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。 
【００４８】
【数１】
2008027491.tif 000004
【００４９】
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａ2iは非球面係数、ｈは光軸からの高さである。 
【００５０】
また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数２式の光路差関数に、表１に示す係数を代入した数式で規定される。 
【００５１】
【数２】
2008027491.tif 000005
【００５２】
λは入射光束の波長、λＢは製造波長（ブレーズ化波長）、ｄｏｒは回折次数、Ｃ2iは光路差関数の係数である。 
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略断面図である。
【図２】多焦点対物光学素子ＯＢＪの断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
ＡＣ２ ２軸アクチュエータ
ＡＣ１ １軸アクチュエータ
ＣＹ              シリンドリカルレンズ
ＣＬ   コリメートレンズ
ＤＰＳ ダイクロイックプリズム
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ
ＬＤ２ 赤色半導体レーザ
ＭＬＤ 光源モジュール
ＯＢＪ 多焦点対物光学素子
ＰＤ   光検出器
ＰＬ１ 保護層
ＰＬ２ 保護層
ＰＬ３ 保護層
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
ＳＴＯ 絞り
【図１】
2008027491.tif 000006
【図２】
2008027491.tif 000007