(57)【要約】【課題】コンパクトな構成を提供しながらも、波長の異なる光源を用いて異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生ができる光ピックアップ装置及びその対物光学素子を提供することができる。【解決手段】対物レンズＯＢＪに対して、発散角の小さな光束を照射することで、光ピックアップ装置の小型化と収差特性の確保とを両立させている。より具体的には、以下の（１）式において、その光学系倍率ｍ１が下限以上であるので、例えば光源からの光束の中心が、対物光学レンズＯＢＪの光軸に対してずれて或いは傾いて入射したような場合でも、収差特性の劣化を抑えることができる。一方、光学系倍率ｍ１が上限以下であるため、対物レンズＯＢＪと光情報記録媒体Ｄとの間に十分な距離を確保できる。【選択図】      図１
2004178720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置に用いる対物光学素子であって、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域に共用回折構造が設けられ、前記共用回折構造は、前記波長λ１と前記波長λ２の波長差に応じて、前記共用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記厚さｔ１の保護層を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差と、前記共用回折構造を通過した前記波長λ２の光束が、前記厚さｔ２の保護層を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差との差が小さくなるように補正する機能を有し、
前記専用領域に専用回折構造が設けられ、前記専用回折構造は、雰囲気温度の上昇に応じて、前記専用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
前記専用回折構造を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットと異なる位置で光軸と交わることを特徴とする光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項２】
前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、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の対物光学素子。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【請求項３】
前記共用領域には、光軸方向の段差で分けられそれぞれ光軸を中心とした第１の輪帯状領域と第２の輪帯状領域とが設けられ、光軸から遠い側にある前記第１の輪帯状領域には前記共用回折構造が設けられ、光軸に近い側にある前記第２の輪帯状領域は屈折面を有する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の対物光学素子。
【請求項４】
前記第２の輪帯状領域における前記第１の輪帯状領域に隣接する縁部は、前記第１の輪帯状領域における前記第２の輪帯状領域に隣接する縁部に対し、光軸に沿って光源側に位置することを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項５】
前記第１の輪帯状領域に隣接して、光軸から遠い側に屈折面を有する第３の輪帯状領域が設けられ、前記第１の輪帯状領域における前記第３の輪帯状領域に隣接する縁部は、前記第３の輪帯状領域における前記第１の輪帯状領域に隣接する縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置することを特徴とする請求項３又は４に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項６】
前記共用回折構造は、光源波長がより長くなるよう変化すると、前記共用回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項７】
最良像面位置において、前記第１の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束と、前記第２の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項８】
最良像面位置において、前記第１の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束と、前記第３の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異な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の対物光学素子。
【請求項９】
前記共用領域の全てに回折構造が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項１０】
波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置に用いる対物光学素子であって、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域は、光軸方向に段差を有する複数の輪帯状屈折面に分割され、各面を光軸に近い方から第１面、第２面・・・第ｋ（ｋは２以上の自然数）面とすると、少なくとも第ｎ面（ｎは２以上の自然数、ｎ≦ｋ）の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部は、第（ｎ−１）面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置し、且つ前記第ｎ面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部は、第（ｎ＋１）面［但しｎ＝ｋのときは、前記専用領域の面］の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置し、
前記第ｎ面を通過した前記波長λ１の光束は、光軸方向において最良像面位置とは異なる位置に集光し、
前記専用領域を通過した前記波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に第１集光スポットを形成し、前記専用領域を通過した前記波長λ２の光束は、前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に第２集光スポットを形成せず、
前記専用領域には、温度補正用回折構造が形成され、雰囲気温度の上昇に応じて、前記温度補正用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
且つ、前記温度補正用回折構造を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２集光スポットとは異なる位置で光軸と交わることを特徴とする光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項１１】
前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【請求項１２】
最良像面位置において、前記第ｎ面を通過した前記波長λ１の光束と、前記第（ｎ−１）面を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項１３】
波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置に用いる対物光学素子であって、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域の少なくとも一部は、前記波長λ１と前記波長λ２の波長差に応じて、前記共用領域を通過した前記波長λ１の光束が、前記厚さｔ１の保護層を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差と、前記共用回折構造を通過した前記波長λ２の光束が、前記厚さｔ２の保護層を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差との差が小さくなるように補正する機能を有し、
前記専用領域の少なくとも一部は、雰囲気温度の上昇に応じて、前記専用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
前記専用領域を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットと異なる位置で光軸と交わることを特徴とする光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項１４】
前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、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の対物光学素子。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【請求項１５】
前記倍率変換光学素子はカップリングレンズであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項１６】
前記対物光学素子は対物レンズであることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項１７】
前記対物光学素子はプラスチックから形成されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項１８】
前記第１光源と前記第２光源とは、同一基板に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項１９】
前記第１の光源と前記第２の光源とは、前記倍率変換素子から光軸に沿って等しい距離で配置されていることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
【請求項２０】
波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域に共用回折構造が設けられ、前記共用回折構造は、前記波長λ１と前記波長λ２の波長差に応じて、前記共用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記厚さｔ１の保護層を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差と、前記共用回折構造を通過した前記波長λ２の光束が、前記厚さｔ２の保護層を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差との差が小さくなるように補正する機能を有し、
前記専用領域に専用回折構造が設けられ、前記専用回折構造は、雰囲気温度の上昇に応じて、前記専用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
前記専用回折構造を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットと異なる位置で光軸と交わることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２１】
前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たす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。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【請求項２２】
前記共用領域には、光軸方向の段差で分けられそれぞれ光軸を中心とした第１の輪帯状領域と第２の輪帯状領域とが設けられ、光軸から遠い側にある前記第１の輪帯状領域には前記共用回折構造が設けられ、光軸に近い側にある前記第２の輪帯状領域は屈折面を有することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３】
前記第２の輪帯状領域における前記第１の輪帯状領域に隣接する縁部は、前記第１の輪帯状領域における前記第２の輪帯状領域に隣接する縁部に対し、光軸に沿って光源側に位置することを特徴とする請求項２２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
前記第１の輪帯状領域に隣接して、光軸から遠い側に屈折面を有する第３の輪帯状領域が設けられ、前記第１の輪帯状領域における前記第３の輪帯状領域に隣接する縁部は、前記第３の輪帯状領域における前記第１の輪帯状領域に隣接する縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置することを特徴とする請求項２２又は２３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５】
前記共用回折構造は、光源波長がより長くなるよう変化すると、前記共用回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有することを特徴とする請求項２０乃至２４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６】
最良像面位置において、前記第１の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束と、前記第２の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７】
最良像面位置において、前記第１の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束と、前記第３の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする請求項２４又は２５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８】
前記共用領域の全てに回折構造が設けられていることを特徴とする請求項２０乃至２７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９】
波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域は、光軸方向に段差を有する複数の輪帯状屈折面に分割され、各面を光軸に近い方から第１面、第２面・・・第ｋ（ｋは２以上の自然数）面とすると、少なくとも第ｎ面（ｎは２以上の自然数、ｎ≦ｋ）の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部は、第（ｎ−１）面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置し、且つ前記第ｎ面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部は、第（ｎ＋１）面［但しｎ＝ｋのときは、前記専用領域の面］の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置し、
前記第ｎ面を通過した前記波長λ１の光束は、光軸方向において最良像面位置とは異なる位置に集光し、
前記専用領域を通過した前記波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に第１集光スポットを形成し、前記専用領域を通過した前記波長λ２の光束は、前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に第２集光スポットを形成せず、
前記専用領域には、温度補正用回折構造が形成され、雰囲気温度の上昇に応じて、前記温度補正用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
且つ、前記温度補正用回折構造を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２集光スポットとは異なる位置で光軸と交わることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３０】
前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項２９に記載の光ピックアップ装置。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【請求項３１】
最良像面位置において、前記第ｎ面を通過した前記波長λ１の光束と、前記第（ｎ−１）面を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３２】
波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域の少なくとも一部は、前記波長λ１と前記波長λ２の波長差に応じて、前記共用領域を通過した前記波長λ１の光束が、前記厚さｔ１の保護層を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差と、前記共用回折構造を通過した前記波長λ２の光束が、前記厚さｔ２の保護層を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差との差が小さくなるように補正する機能を有し、
前記専用領域の少なくとも一部は、雰囲気温度の上昇に応じて、前記専用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
前記専用領域を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットと異なる位置で光軸と交わることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３３】
前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項３２に記載の光ピックアップ装置。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【請求項３４】
前記倍率変換光学素子はカップリングレンズであることを特徴とする請求項２０乃至３３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３５】
前記対物光学素子は対物レンズであることを特徴とする請求項２０乃至３４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３６】
前記対物光学素子はプラスチックから形成されていることを特徴とする請求項２０乃至３５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３７】
前記第１光源と前記第２光源とは、同一基板に配置されていることを特徴とする請求項２０乃至３６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３８】
前記第１の光源と前記第２の光源とは、前記倍率変換素子から光軸に沿って等しい距離で配置されていることを特徴とする請求項２０乃至３７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置及びその対物光学素子に関し、特に、波長の異なる複数の光源を用いて、異なる光情報記録媒体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及び、その対物光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＤＶＤとＣＤなど異なる種類の光情報記録媒体に対して情報を記録し、又再生することができる光ピックアップ装置が開発され、様々な用途で用いられている。このような光ピックアップ装置においては、ＤＶＤとＣＤとでは透明基板厚さが異なるし、又異なる波長の光源からの光束を用いて情報の記録又は再生を行うので、本来的には、それらに対して最適化された別個の集光光学系を、ＤＶＤ使用時とＣＤ使用時とで使い分けるのが好ましいといえる。
【０００３】
しかしながら、光ピックアップ装置に複数の集光光学系を設けると、切り替え機構なども必要となるため構成が複雑化し、コストも増大する。そこで、近年においては、光学面に回折構造を設けた単一の対物レンズを用いることで、構成の簡素化及び低コスト化を図りつつ、ＤＶＤとＣＤの双方に対して情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置が開発されるようになった（特許文献１参照）。又、２レーザ１パッケージと呼ばれる波長の異なる２つの半導体レーザを１つの基板に配置した光源も用いられるようになっており、光ピックアップ装置の小型化によって、対物レンズの焦点距離はより短くなる傾向がある。
【特許文献１】
特開２００１−７６３６７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ピックアップ装置においては、組み付け誤差や部品精度バラツキにより、対物レンズとＤＶＤ又はＣＤとが相対的に傾いても、互いに干渉しないよう、両者間にある程度の距離が確保されている。光ピックアップ装置において、かかる距離を確保すると共に、光学系全体の小型化を図るという観点からは、対物レンズに発散光束を入射させることが望ましい。
【０００５】
しかしながら、光ピックアップ装置において、組み付け誤差などにより光軸から光束がずれて或いは傾いた状態で対物レンズに入射する場合、平行光束より発散光束の方が収差特性が劣化しやすいという問題がある。一方、平行光束を対物レンズに入射させるためには、光源からの発散光束を平行光束に変換するコリメータレンズが必要となり、光ピックアップ装置の小型化が図れない。
【０００６】
加えて、対物レンズをプラスチックから形成すると、部品バラツキを抑えた高精度且つ軽量な製品を安価で大量に生産できるが、その一方で、温度変化により屈折率変化が生じ収差特性が劣化するため、何らかの対策が必要となる。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、コンパクトな構成を提供しながらも、波長の異なる光源を用いて異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生ができる光ピックアップ装置及びその対物光学素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子は、波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置に用いる対物光学素子であって、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域に共用回折構造が設けられ、前記共用回折構造は、前記波長λ１と前記波長λ２の波長差に応じて、前記共用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記厚さｔ１の保護層を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差と、前記共用回折構造を通過した前記波長λ２の光束が、前記厚さｔ２の保護層を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差との差が小さくなるように補正する機能を有し、
前記専用領域に専用回折構造が設けられ、前記専用回折構造は、雰囲気温度の上昇に応じて、前記専用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
前記専用回折構造を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットと異なる位置で光軸と交わることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子によれば、前記対物光学素子に対して、発散角の小さな光束を照射することで、光ピックアップ装置の小型化と収差特性の確保とを両立させている。より具体的には、上述した（１）式において、その光学系倍率ｍ１が下限以上であるので、例えば光源からの光束の中心が、前記対物光学素子の光軸に対してずれて或いは傾いて入射したような場合でも、収差特性の劣化を抑えることができる。一方、光学系倍率ｍ１が上限以下であるため、前記対物光学素子と前記光情報記録媒体との間に十分な距離を確保できる。更に、本発明においては、前記共用領域に設けた回折構造によって、前記第１光情報記録媒体の保護層と前記第２光情報記録媒体の保護層の厚みの差により生じる球面収差の劣化を抑制し、かつ前記専用領域に設けた回折構造によって、雰囲気温度の上昇に応じて前記対物光学素子の屈折率変化により生じる球面収差の劣化を抑制することで、種類の異なる光情報記録媒体に対して、適切に情報の記録及び／又は再生を可能としている。尚、「球面収差の差が小さくなるように補正する」とは、前記共用回折構造が設けられておらず屈折面のみである場合と比較して、球面収差がより小さくなるように補正するの意味である。
【００１０】
請求項２に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【００１１】
請求項３に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、前記共用領域には、光軸方向の段差で分けられそれぞれ光軸を中心とした第１の輪帯状領域と第２の輪帯状領域とが設けられ、光軸から遠い側にある前記第１の輪帯状領域には前記共用回折構造が設けられ、光軸に近い側にある前記第２の輪帯状領域は屈折面を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、前記第２の輪帯状領域における前記第１の輪帯状領域に隣接する縁部は、前記第１の輪帯状領域における前記第２の輪帯状領域に隣接する縁部に対し、光軸に沿って光源側に位置することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、前記第１の輪帯状領域に隣接して、光軸から遠い側に屈折面を有する第３の輪帯状領域が設けられ、前記第１の輪帯状領域における前記第３の輪帯状領域に隣接する縁部は、前記第３の輪帯状領域における前記第１の輪帯状領域に隣接する縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、前記共用回折構造は、光源波長がより長くなるよう変化すると、前記共用回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有することを特徴とする。
【００１５】
ここで、以上の発明にかかる対物光学素子の例を図面を参照して説明する。図１は、本発明の対物光学素子ＯＢＪの断面図である。図１において、対物光学素子ＯＢＪの光源側の光学面Ｓ１には、光軸Ｘを含む中央の第２の輪帯状領域Ａ２と、その周囲の第１の輪帯状領域Ａ１と、更にその周囲の第３の輪帯状領域Ａ３とは、光軸方向の段差で分けられている。本発明でいう共用領域は、第２の輪帯状領域Ａ２と第１の輪帯状領域Ａ１とが相当し、本発明でいう専用領域は、第３の輪帯状領域Ａ３が相当する。
【００１６】
すなわち、第１光情報記録媒体Ｄに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、図１（ａ）に示すように、第１の輪帯状領域Ａ１と第２の輪帯状領域Ａ２と第３の輪帯状領域Ａ３とを通過する光束により、保護層Ｄｐを介して情報記録面Ｄｒ上に集光スポットを形成する。一方、第２光情報記録媒体Ｄに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、図１（ｂ）に示すように、第１の輪帯状領域Ａ１と第２の輪帯状領域Ａ２とを通過する光束により、保護層Ｄｐを介して情報記録面Ｄｒ上に集光スポットを形成する。このとき、第３の輪帯状領域Ａ３を通過する光束は、情報記録面Ｄｒ上に集光スポットを形成せずフレア光となる。
【００１７】
各領域Ａ１〜Ａ３は屈折面から構成され、それぞれ回折構造が形成されており（但し領域Ａ２は屈折面のみでも良い）、第１の輪帯状領域Ａ１は、第２の輪帯状領域Ａ２及び第３の輪帯状領域Ａ３に対して、光情報記録媒体Ｄ側に変位した形状となっている。より具体的には、第２の輪帯状領域Ａ２における第１の輪帯状領域Ａ１に隣接する縁部Ｐ１は、第１の輪帯状領域Ａ１における第２の輪帯状領域Ａ２に隣接する縁部Ｐ２に対し、光軸に沿って光源側に位置している。又、第１の輪帯状領域Ａ１における第３の輪帯状領域Ａ３に隣接する縁部Ｐ３は、第３の輪帯状領域Ａ３における第１の輪帯状領域Ａ１に隣接する縁部Ｐ４に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体Ｄ側に位置している。このように構成することで、以下の請求項６又は７に記載のごとき、位相差を変える効果が得られる。
【００１８】
請求項７に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、最良像面位置において、前記第１の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束と、前記第２の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、最良像面位置において、前記第１の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束と、前記第３の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、前記共用領域の全てに回折構造が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子は、波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置に用いる対物光学素子であって、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域は、光軸方向に段差を有する複数の輪帯状屈折面に分割され、各面を光軸に近い方から第１面、第２面・・・第ｋ（ｋは２以上の自然数）面とすると、少なくとも第ｎ面（ｎは２以上の自然数、ｎ≦ｋ）の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部は、第（ｎ−１）面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置し、且つ前記第ｎ面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部は、第（ｎ＋１）面［但しｎ＝ｋのときは、前記専用領域の面］の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置し、
前記第ｎ面を通過した前記波長λ１の光束は、光軸方向において最良像面位置とは異なる位置に集光し、
前記専用領域を通過した前記波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に第１集光スポットを形成し、前記専用領域を通過した前記波長λ２の光束は、前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に第２集光スポットを形成せず、
前記専用領域には、温度補正用回折構造が形成され、雰囲気温度の上昇に応じて、前記温度補正用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
且つ、前記温度補正用回折構造を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２集光スポットとは異なる位置で光軸と交わることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子によれば、前記対物光学素子に対して、発散角の小さな光束を照射することで、光ピックアップ装置の小型化と収差特性の確保とを両立させている。より具体的には、上述した（１）式において、その光学系倍率ｍ１が下限以上であるので、例えば光源からの光束の中心が、前記対物光学素子の光軸に対してずれて或いは傾いて入射したような場合でも、収差特性の劣化を抑えることができる。一方、光学系倍率ｍ１が上限以下であるため、前記対物光学素子と前記光情報記録媒体との間に十分な距離を確保できる。
【００２３】
更に、本発明を、図１を例に取り説明すると、第２の輪帯状領域Ａ２が第１面、第１の輪帯状領域Ａ１が第２面、第３の輪帯状領域Ａ３が第３面であるから、ｎ＝２とすると、第２面の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部Ｐ２は、第１面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部Ｐ１に対し光軸に沿って光情報記録媒体Ｄ側に位置し、且つ第２面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部Ｐ３は、第３面の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部Ｐ４に対し光軸に沿って光情報記録媒体Ｄ側に位置しているので、以下の請求項１０に記載のごとき、位相差を変える効果が得られる。
【００２４】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【００２５】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、最良像面位置において、前記第ｎ面を通過した前記波長λ１の光束と、前記第（ｎ−１）面を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする。
【００２６】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子は、波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置に用いる対物光学素子であって、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域の少なくとも一部は、前記波長λ１と前記波長λ２の波長差に応じて、前記共用領域を通過した前記波長λ１の光束が、前記厚さｔ１の保護層を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差と、前記共用回折構造を通過した前記波長λ２の光束が、前記厚さｔ２の保護層を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差との差が小さくなるように補正する機能を有し、
前記専用領域の少なくとも一部は、雰囲気温度の上昇に応じて、前記専用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
前記専用領域を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットと異なる位置で光軸と交わることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１又は９に記載の作用効果と同様である。
【００２７】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【００２８】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子において、前記倍率変換光学素子はカップリングレンズであることを特徴とする。
【００２９】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子は、対物レンズであることを特徴とする。
【００３０】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子はプラスチックから形成されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１８に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子は、２レーザ１パッケージユニットのように、前記第１光源と前記第２光源とは、同一基板に配置されていることを特徴とする。
【００３２】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子は、前記第１の光源と前記第２の光源とは、前記倍率変換素子から光軸に沿って等しい距離で配置されていることを特徴とする。
【００３３】
請求項２０に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域に共用回折構造が設けられ、前記共用回折構造は、前記波長λ１と前記波長λ２の波長差に応じて、前記共用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記厚さｔ１の保護層を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差と、前記共用回折構造を通過した前記波長λ２の光束が、前記厚さｔ２の保護層を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差との差が小さくなるように補正する機能を有し、
前記専用領域に専用回折構造が設けられ、前記専用回折構造は、雰囲気温度の上昇に応じて、前記専用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
前記専用回折構造を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットと異なる位置で光軸と交わることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１に記載の発明の作用効果と同様である。
【００３４】
請求項２１に記載の光ピックアップ装置において、前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【００３５】
請求項２２に記載の光ピックアップ装置は、前記共用領域には、光軸方向の段差で分けられそれぞれ光軸を中心とした第１の輪帯状領域と第２の輪帯状領域とが設けられ、光軸から遠い側にある前記第１の輪帯状領域には前記共用回折構造が設けられ、光軸に近い側にある前記第２の輪帯状領域は屈折面を有することを特徴とする。
【００３６】
請求項２３に記載の光ピックアップ装置は、前記第２の輪帯状領域における前記第１の輪帯状領域に隣接する縁部は、前記第１の輪帯状領域における前記第２の輪帯状領域に隣接する縁部に対し、光軸に沿って光源側に位置することを特徴とする。
【００３７】
請求項２４に記載の光ピックアップ装置は、前記第１の輪帯状領域に隣接して、光軸から遠い側に屈折面を有する第３の輪帯状領域が設けられ、前記第１の輪帯状領域における前記第３の輪帯状領域に隣接する縁部は、前記第３の輪帯状領域における前記第１の輪帯状領域に隣接する縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置することを特徴とする。
【００３８】
請求項２５に記載の光ピックアップ装置は、前記共用回折構造は、光源波長がより長くなるよう変化すると、前記共用回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有することを特徴とする。
【００３９】
請求項２６に記載の光ピックアップ装置は、最良像面位置において、前記第１の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束と、前記第２の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする。
【００４０】
請求項２７に記載の光ピックアップ装置は、最良像面位置において、前記第１の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束と、前記第３の輪帯状領域を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする。
【００４１】
請求項２８に記載の光ピックアップ装置は、前記共用領域の全てに回折構造が設けられていることを特徴とする。
【００４２】
請求項２９に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域は、光軸方向に段差を有する複数の輪帯状屈折面に分割され、各面を光軸に近い方から第１面、第２面・・・第ｋ（ｋは２以上の自然数）面とすると、少なくとも第ｎ面（ｎは２以上の自然数、ｎ≦ｋ）の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部は、第（ｎ−１）面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置し、且つ前記第ｎ面の輪帯状屈折面の光軸から遠い側の縁部は、第（ｎ＋１）面［但しｎ＝ｋのときは、前記専用領域の面］の輪帯状屈折面の光軸に近い側の縁部に対し、光軸に沿って前記光情報記録媒体側に位置し、
前記第ｎ面を通過した前記波長λ１の光束は、光軸方向において最良像面位置とは異なる位置に集光し、
前記専用領域を通過した前記波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に第１集光スポットを形成し、前記専用領域を通過した前記波長λ２の光束は、前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に第２集光スポットを形成せず、
前記専用領域には、温度補正用回折構造が形成され、雰囲気温度の上昇に応じて、前記温度補正用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
且つ、前記温度補正用回折構造を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２集光スポットとは異なる位置で光軸と交わることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１０に記載の発明と同様である。
【００４３】
請求項３０に記載の光ピックアップ装置において、前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【００４４】
請求項３１に記載の光ピックアップ装置は、最良像面位置において、前記第ｎ面を通過した前記波長λ１の光束と、前記第（ｎ−１）面を通過した前記波長λ１の光束とは、２π×ｉ（ｉ：整数）で位相が異なることを特徴とする。
【００４５】
請求項３２に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源と、倍率変換素子及び対物光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護層を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記波長λ１の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ１は、
−１／７≦ｍ１≦−１／２５                                    （１）
を満たし、
前記光ピックアップ装置における、前記波長λ１の光束に対する前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率Ｍ１が、
｜ｍ１｜＜｜Ｍ１｜                                            （２）
を満たし、
前記対物光学素子上の少なくとも１面には、前記第１光源からの光束と前記第２光源からの光束とが共通して通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面と前記第２光情報記録媒体の情報記録面とにそれぞれ集光スポットを形成する共用領域と、前記第１光源からの光束が通過し、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成するが、前記第２光源からの光束が通過しても、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光スポットを形成しない専用領域とが設けられ、
前記共用領域の少なくとも一部は、前記波長λ１と前記波長λ２の波長差に応じて、前記共用領域を通過した前記波長λ１の光束が、前記厚さｔ１の保護層を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差と、前記共用回折構造を通過した前記波長λ２の光束が、前記厚さｔ２の保護層を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に集光される際の球面収差との差が小さくなるように補正する機能を有し、
前記専用領域の少なくとも一部は、雰囲気温度の上昇に応じて、前記専用回折構造を通過した前記波長λ１の光束が、前記第１光情報記録媒体の情報記録面に集光される際に増大する球面収差を、前記波長λ１の光束の波長変化に応じて抑制する機能を有し、
前記専用領域を通過した前記波長λ２の光束は、光軸方向において、前記第２光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットと異なる位置で光軸と交わることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１又は１０に記載の発明の作用効果と同様である。
【００４６】
請求項３３に記載の光ピックアップ装置において、前記波長λ２の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率をｍ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
｜ｍ１−ｍ２｜＜０．５                                        （３）
【００４７】
請求項３４に記載の光ピックアップ装置において、前記倍率変換光学素子はカップリングレンズであることを特徴とする。
【００４８】
請求項３５に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子は対物レンズであることを特徴とする。
【００４９】
請求項３６に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子はプラスチックから形成されていることを特徴とする。
【００５０】
請求項３７に記載の光ピックアップ装置において、前記第１光源と前記第２光源とは、同一基板に配置されていることを特徴とする。
【００５１】
請求項３８に記載の光ピックアップ装置において、前記第１の光源と前記第２の光源とは、前記倍率変換素子から光軸に沿って等しい距離で配置されていることを特徴とする。
【００５２】
本明細書において、「光学系倍率」とは、物体の大きさと像の大きさとの比であるいわゆる横倍率をいう。
【００５３】
本明細書中で用いる「回折構造」とは、光学素子例えば対物レンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせた部分のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものであり、そのような形状を特に「回折輪帯」という。
【００５４】
本明細書中において、対物レンズとは、狭義には光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズを指し、広義にはそのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズを指すものとする。
【００５５】
本明細書中において、第２の光情報記録媒体（第２の光ディスクともいう）とは、例えば、ＣＤ−Ｒ，  ＣＤ−ＲＷ，  ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ，  ＣＤ−ＲＯＭ等の各種ＣＤ系の光ディスクをいい、第１の光情報記録媒体（第１の光ディスクともいう）とは、再生専用に用いるＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏの他、再生／記録を兼ねるＤＶＤ−ＲＡＭ，  ＤＶＤ−Ｒ，  ＤＶＤ−ＲＷ等の各種ＤＶＤ系の光ディスクを含むものである。更に、本明細書中で透明基板の厚さｔといった時は、ｔ＝０を含むものである。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施の形態について図面を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。図２に示す光ピックアップ装置は、第１の光ディスク（例えばＤＶＤ）に対して情報の記録／又は再生を行うために用いる第１の光源である第１の半導体レーザ１１１と、第２の光ディスク（例えばＣＤ）に対して情報の記録／又は再生を行うために用いる第２の光源である第２の半導体レーザ１１２とを、同一基板１１３に配置している。
【００５７】
まず第１の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う場合、第１の半導体レーザ１１１からレーザ光束を出射する。出射された光束は、偏光ビームスプリッタ１２０、倍率変換素子であるカップリングレンズ１５を通過して、平行光束に近い発散光束となる。この光束は絞り１７によって絞られ、対物光学素子である対物レンズ１６により、第１の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。
【００５８】
情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７、カップリングレンズ１５を透過して、偏光ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射されシリンドリカルレンズ１８０により非点収差が与えられ、凹レンズ５０を介して光検出器３０の受光面上に入射する。光検出器３０からの出力信号を用いて、第１の光ディスク２０に記録された情報の記録又は再生信号が得られる。
【００５９】
一方、第２の光ディスクを再生する場合、第２の半導体レーザ１１２からレーザ光束を出射する。出射された光束は、上記第１の半導体レーザ１１１からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ１２０、カップリングレンズ１５、絞り１７、対物レンズ１６を介して第２の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。
【００６０】
情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７、カップリングレンズ１５、偏光ビームスプリッタ１２０、シリンドリカルレンズ１８０、凹レンズ５０を介して、光検出器３０の受光面上に入射する。同様に光検出器３０からの出力信号を用いて、第２の光ディスク２０に記録された情報の記録又は再生信号が得られる。
【００６１】
以下、上述の実施の形態に好適な実施例について説明する。
対物レンズの両面は［数１］で示される非球面である。ただし、Ｚは光軸方向の軸で、ｈは光軸からの高さ、ｒは近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａ２ｉは非球面係数である。
【数１】
2004178720.tif 000003
【００６２】
更に、対物レンズの光源側非球面の表面には回折構造が形成されている。この回折構造は、ブレーズ化波長λＢに対する光路差関数Φにより単位をｍｍとして［数２］で表される。この２次係数が回折部分の近軸的なパワーが表される。また、２次以外の係数、例えば４次、６次係数等で球面収差を制御できる。ここで制御できるとは、屈折部分が有する球面収差を回折部分で逆特性の球面収差を持たせてトータルとして球面収差を補正したり、回折部分の波長依存性を利用して、入射波長によって球面収差を補正したりフレアを生じさせたりすることができる。この場合、温度変化時の球面収差も、屈折部分の球面収差の温度変化と回折部分の球面収差変化のトータルと考えることが出来る。
【数２】
2004178720.tif 000004
【００６３】
（実施例１）
以下に述べる実施例１は、上記実施の形態に適用可能な対物レンズに関するものである。表１に、実施例１の対物レンズにかかるレンズデータを示す。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、２．５×Ｅ―３）を用いて表すものとする。
【表１】
2004178720.tif 000005
【００６４】
（実施例２）
以下に述べる実施例２も、上記実施の形態に適用可能な対物レンズに関するものである。表２、実施例２の対物レンズにかかるレンズデータを示す。
【表２】
2004178720.tif 000006
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、コンパクトな構成を提供しながらも、波長の異なる光源を用いて異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生ができる光ピックアップ装置及びその対物光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対物光学素子の一例の断面図である。
【図２】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１５  カップリングレンズ
１６  対物レンズ
１７  絞り
２０  第１の光ディスク、第２の光ディスク
３０  光検出器
１１１  第１半導体レーザ
１１２  第２半導体レーザ
【図１】
2004178720.tif 000007
【図２】
2004178720.tif 000008