(57)【要約】【課題】使用する波長が異なる二種類の光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録に用いられ、軸外特性を向上し、各種収差を補正できる有限系の光ピックアップ装置、集光光学系及び対物光学素子を提供する。【解決手段】本発明に係る光ピックアップ装置は、集光光学系に発散光又は収束光が入射する有限系であって、光学素子の光学面に、輪帯状光学機能面が複数形成され、第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束を共に屈折光として出射する共用領域を備える。また、集光光学系に画角１°で斜入射する波長λ１の光束及び波長λ２の光束によって第１及び第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ１［λ１ｒｍｓ］及びＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］とした場合に、０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２を満たす構造を備える。【選択図】        図２
2004171650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学素子を含む複数の光学素子を有する集光光学系により、第１の光源から出射される第１の波長λ１（６３０ｎｍ≦λ１≦６８０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ１の第１の光情報記録媒体に集光させると共に第２の光源から出射される第２の波長λ２（７６０ｎｍ≦λ２≦８１０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２の光情報記録媒体に集光させて各種情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子の前記第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束に対する光学系倍率ｍ１とｍ２は、
ｍ１≠０、ｍ２≠０
を満たし、
少なくとも一つの前記光学素子の少なくとも一方の光学面に、光軸を中心とした輪帯状光学機能面が段差面を介して連続的に複数形成され、複数の前記輪帯状光学機能面で生じる前記第１の波長λ１の光束の屈折光と前記第２の波長λ２の光束の屈折光とが、所定の光情報記録媒体の情報記録面に集光する共用領域を備え、
前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第１の波長λ１の光束によって前記第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ１［λ１ｒｍｓ］、前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第２の波長λ２の光束によって前記第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］として、
０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
ただし、ＣＯＭＡｉ＝（（第ｉの波長λｉの光束の波面収差をゼルニケ多項式で表した場合の３次コマ収差）２＋（第ｉの波長λｉの光束の波面収差をゼルニケ多項式で表した場合の５次コマ収差）２）１／２
ｉ＝１又は２
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
前記輪帯状光学機能面の数が４〜３０の何れかであることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置であって、
前記共用領域を備える光学素子がカップリングレンズであることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記共用領域を備える光学素子が前記対物光学素子であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第１の光源と前記第２の光源とが一体化していることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光学系倍率ｍ１が、
−１／３≦ｍ１≦０
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光学系倍率ｍ２が、
−１／３≦ｍ２≦０
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子の前記第１の波長λ１の光束に対する焦点距離ｆ１が、
ｆ１≦４ｍｍ
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子の前記第２の波長λ２の光束に対する焦点距離ｆ２が、
ｆ２≦４ｍｍ
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第１の波長λ１の光束による集光スポットの開口数ＮＡ１が、
０．５５≦ＮＡ１≦０．６７
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第２の波長λ２の光束による集光スポットの開口数ＮＡ２が、
０．４４≦ＮＡ２≦０．５５
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ＣＯＭＡ１が、
ＣＯＭＡ１≦０．０４０［λ１ｒｍｓ］
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ＣＯＭＡ２が、
ＣＯＭＡ２≦０．０４０［λ２ｒｍｓ］
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第１の波長λ１の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ１が、
０．２×２π≦Ｐ１
を満たし、
前記第２の波長λ２の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ２が、
０．２×２π≦Ｐ２
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１５】
対物光学素子を含む複数の光学素子を有し、第１の光源から出射される第１の波長λ１（６３０ｎｍ≦λ１≦６８０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ１の第１の光情報記録媒体に集光させると共に第２の光源から出射される第２の波長λ２（７６０ｎｍ≦λ２≦８１０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２の光情報記録媒体に集光させて各種情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置の集光光学系であって、
前記対物光学素子の前記第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束に対する光学系倍率ｍ１とｍ２は、
ｍ１≠０、ｍ２≠０
を満たし、
少なくとも一つの前記光学素子の少なくとも一方の光学面に、光軸を中心とした輪帯状光学機能面が段差面を介して連続的に複数形成され、複数の前記輪帯状光学機能面で生じる前記第１の波長λ１の光束の屈折光と前記第２の波長λ２の光束の屈折光とが、所定の光情報記録媒体の情報記録面に集光する共用領域を備え、
画角１°で斜入射する前記第１の波長λ１の光束によって前記第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ１［λ１ｒｍｓ］、前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第２の波長λ２の光束によって前記第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］として、
０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２
を満たすことを特徴とする集光光学系。
ただし、ＣＯＭＡｉ＝（（第ｉの波長λｉの光束の波面収差をゼルニケ多項式で表した場合の３次コマ収差）２＋（第ｉの波長λｉの光束の波面収差をゼルニケ多項式で表した場合の５次コマ収差）２）１／２
ｉ＝１又は２
【請求項１６】
請求項１５に記載の集光光学系であって、
前記輪帯状光学機能面の数が４〜３０の何れかであることを特徴とする集光光学系。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の集光光学系であって、
前記共用領域を備える光学素子がカップリングレンズであることを特徴とする集光光学系。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記共用領域を備える光学素子が前記対物光学素子であることを特徴とする集光光学系。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記第１の光源と前記第２の光源とが一体化していることを特徴とする集光光学系。
【請求項２０】
請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記光学系倍率ｍ１が、
−１／３≦ｍ１≦０
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２１】
請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記光学系倍率ｍ２が、
−１／３≦ｍ２≦０
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２２】
請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記対物光学素子の前記第１の波長λ１の光束に対する焦点距離ｆ１が、
ｆ１≦４ｍｍ
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２３】
請求項１５〜２２のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記対物光学素子の前記第２の波長λ２の光束に対する焦点距離ｆ２が、
ｆ２≦４ｍｍ
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２４】
請求項１５〜２３のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記第１の波長λ１の光束による集光スポットの開口数ＮＡ１が、
０．５５≦ＮＡ１≦０．６７
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２５】
請求項１５〜２４のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記第２の波長λ２の光束による集光スポットの開口数ＮＡ２が、
０．４４≦ＮＡ２≦０．５５
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２６】
請求項１５〜２５のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記ＣＯＭＡ１が、
ＣＯＭＡ１≦０．０４０［λ１ｒｍｓ］
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２７】
請求項１５〜２６のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記ＣＯＭＡ２が、
ＣＯＭＡ２≦０．０４０［λ２ｒｍｓ］
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２８】
請求項１５〜２７のいずれか一項に記載の集光光学系であって、
前記第１の波長λ１の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ１が、
０．２×２π≦Ｐ１
を満たし、
前記第２の波長λ２の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ２が、
０．２×２π≦Ｐ２
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２９】
複数の光学素子を有する集光光学系により、第１の光源から出射される第１の波長λ１（６３０ｎｍ≦λ１≦６８０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ１の第１の光情報記録媒体に集光させると共に第２の光源から出射される第２の波長λ２（７６０ｎｍ≦λ２≦８１０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２の光情報記録媒体に集光させて各種情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置の対物光学素子であって、
前記第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束に対する光学系倍率ｍ１とｍ２は、
ｍ１≠０、ｍ２≠０
を満たし、
少なくとも一方の光学面に、光軸を中心とした輪帯状光学機能面が段差面を介して連続的に複数形成され、複数の前記輪帯状光学機能面で生じる前記第１の波長λ１の光束の屈折光と前記第２の波長λ２の光束の屈折光とが、所定の光情報記録媒体の情報記録面に集光する共用領域を備え、
前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第１の波長λ１の光束によって前記第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ１［λ１ｒｍｓ］、前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第２の波長λ２の光束によって前記第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］として、
０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
ただし、ＣＯＭＡｉ＝（（第ｉの波長λｉの光束の波面収差をゼルニケ多項式で表した場合の３次コマ収差）２＋（第ｉの波長λｉの光束の波面収差をゼルニケ多項式で表した場合の５次コマ収差）２）１／２
ｉ＝１又は２
【請求項３０】
請求項２９に記載の対物光学素子であって、
前記輪帯状光学機能面の数が４〜３０の何れかであることを特徴とする対物光学素子。
【請求項３１】
請求項２９又は３０に記載の対物光学素子であって、
前記第１の光源と前記第２の光源とが一体化していることを特徴とする対物光学素子。
【請求項３２】
請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、
前記光学系倍率ｍ１が、
−１／３≦ｍ１≦０
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
【請求項３３】
請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、
前記光学系倍率ｍ２が、
−１／３≦ｍ２≦０
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
【請求項３４】
請求項２９〜３３のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、
前記第１の波長λ１の光束に対する焦点距離ｆ１が、
ｆ１≦４ｍｍ
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
【請求項３５】
請求項２９〜３４のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、
前記第２の波長λ２の光束に対する焦点距離ｆ２が、
ｆ２≦４ｍｍ
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
【請求項３６】
請求項２９〜３５のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、
前記第１の波長λ１の光束による集光スポットの開口数ＮＡ１が、
０．５５≦ＮＡ１≦０．６７
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
【請求項３７】
請求項２９〜３６のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、
前記第２の波長λ２の光束による集光スポットの開口数ＮＡ２が、
０．４４≦ＮＡ２≦０．５５
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
【請求項３８】
請求項２９〜３７のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、
前記ＣＯＭＡ１が、
ＣＯＭＡ１≦０．０４０［λ１ｒｍｓ］
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
【請求項３９】
請求項２９〜３８のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、
前記ＣＯＭＡ２が、
ＣＯＭＡ２≦０．０４０［λ２ｒｍｓ］
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
【請求項４０】
請求項２９〜３９のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、
前記第１の波長λ１の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ１が、
０．２×２π≦Ｐ１
を満たし、
前記第２の波長λ２の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ２が、
０．２×２π≦Ｐ２
を満たすことを特徴とする対物光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報記録媒体の情報記録面に光束を集光させる光ピックアップ装置、集光光学系及び対物光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、短波長赤色レーザの実用化に伴い、ＣＤ（コンパクトディスク）と同程度の大きさで大容量化させた高密度の光情報記録媒体（光ディスクともいう）であるＤＶＤ（デジタルビデオディスク）が製品化されている。
ＤＶＤ用記録再生装置では、６５０ｎｍの半導体レーザを使用したときの対物レンズの光デイスク側の開口数ＮＡを０．６〜０．６５としている。ＤＶＤはトラックピッチ０．７４μｍ、最短ビット長０．４μｍであり、ＣＤのトラックピッチ１．６μｍ、最短ピット長０．８３μｍに対して半分以下に高密度化されている。また、ＤＶＤにおいては、光ディスクが光軸に対して傾いたときに生じるコマ収差を小さく抑えるために、保護基板厚は０．６ｍｍとＣＤの保護基板厚の半分になっている。
【０００３】
また、上述したＣＤ、ＤＶＤの他に、光源波長や保護基板厚が異なる種々の規格の光ディスク、例えばＣＤ−Ｒ，ＲＷ（追記型コンパクトディスク）、ＶＤ（ビデオディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）なども商品化されている。
【０００４】
そして、二種類の光ディスクの情報記録面に対して二種類の異なる波長の光束を一つの対物レンズにより収束させる、いわゆる互換性を有する光ピックアップ装置が各種提案されている。
互換性を有する光ピックアップ装置として、光軸を中心とする輪帯状の凹部又は凸部からなる位相シフタが形成された対物レンズを備える光ピックアップ装置が知られている。
この対物レンズの形状はＤＶＤを良好に再生できるように最適化されており、ＣＤを再生する際には位相シフタで位相を付与することにより収差をできるだけ小さく補正している。
このように、ＣＤ用の光束により生じる軸上の収差を補正することにより、光ピックアップ装置に互換性を持たせている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１６１９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１では、ＣＤの再生時の軸外コマ収差については、良好に補正できないため、例えば、光ディスクを再生／記録する際に対物レンズを光ディスクに対して移動させるトラッキング時に光源や対物レンズが光軸から傾いて軸ずれが生じた場合の光学性能の劣化が大きくなるという問題や、対物レンズの位置決めに高精度を要求され、光ピックアップ装置の生産性が悪いという問題があった。
また、対物レンズや光源を移動させるための機構（移動機構）の摩耗等によっても光軸からの傾きや軸ずれが生じ、光学性能が経年変化的に劣化するという問題があった。
【０００７】
特に、発散光を対物レンズに入射させるいわゆる有限系の光ピックアップ装置においてこのような問題が顕著となっていた。
また、近年、ＣＤ用とＤＶＤ用の光源のうちいずれか一方を他方の光源の光軸に直交する方向にわずかにずらして配置することにより、これら２つの光源をユニット化して装置のコンパクト化を図る場合があるので、軸外特性はＣＤとＤＶＤの両方でバランスさせることが好ましい。
【０００８】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、使用する波長が異なる二種類の光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録に用いられ、軸外特性を向上し、各種収差を補正できる有限系の光ピックアップ装置、集光光学系及び対物光学素子を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、対物光学素子を含む複数の光学素子を有する集光光学系により、第１の光源から出射される第１の波長λ１（６３０ｎｍ≦λ１≦６８０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ１の第１の光情報記録媒体に集光させると共に第２の光源から出射される第２の波長λ２（７６０ｎｍ≦λ２≦８１０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２の光情報記録媒体に集光させて各種情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、前記対物光学素子の前記第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束に対する光学系倍率ｍ１とｍ２は、ｍ１≠０、ｍ２≠０を満たし、少なくとも一つの前記光学素子の少なくとも一方の光学面に、光軸を中心とした輪帯状光学機能面が段差面を介して連続的に複数形成され、複数の前記輪帯状光学機能面で生じる前記第１の波長λ１の光束の屈折光と前記第２の波長λ２の光束の屈折光とが、所定の光情報記録媒体の情報記録面に集光する共用領域を備え、前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第１の波長λ１の光束によって前記第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ１［λ１ｒｍｓ］、前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第２の波長λ２の光束によって前記第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］として、０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２を満たすことを特徴とする。
【００１０】
ここで、本明細書中において光学素子には、光ピックアップ装置の集光光学系を構成する、例えば、対物光学素子（対物レンズ）、カップリングレンズ、ビームエキスパンダ、ビームシェイパ、補正板等の部材が該当する。
また、光学素子としては、単一のレンズのみで構成されているものに限定されず、複数のレンズを光軸方向に組み合わせて構成されるレンズ群をまとめて光学素子としてもよい。
また、対物光学素子としては、狭義には光ピックアップ装置に光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含み、広義にはそのレンズとともに、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含むものとする。
【００１１】
また、光情報記録媒体にはＣＤ、ＤＶＤ、ＣＤ−Ｒ、ＭＤ、ＭＯ等の所定の波長の光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行なう一般的な光ディスクを指す。
【００１２】
また、情報の再生とは光情報記録媒体の情報記録面上に記録された情報を再生することをいい、情報の記録とは光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録することをいう。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。
また、光ピックアップ装置は、情報の記録だけあるいは再生だけを行うために用いるものであってもよいし、記録と再生の両方を行うために用いるものであってもよい。
【００１３】
集光光学系を構成する複数の光学素子のうち、少なくとも一つの光学素子の少なくとも一つの光学面には、第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束を共に屈折光として出射して、所定の光情報記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域が形成されており、この共用領域に輪帯状光学機能面が形成されている。
輪帯状光学機能面は、光学素子の表面に光軸を中心としたほぼ同心円状の輪帯である。隣接する輪帯状光学機能面同士は段差面を介して径方向に連続的に形成されている。
各輪帯状光学機能面を通過する光束には、段差面の寸法に応じた位相差が付与されるが、本発明における輪帯状光学機能面は入射光束を屈折させる機能を有しているが、入射光束を回折させる機能は有していない。
【００１４】
輪帯状光学機能面は少なくとも共用領域に形成されていればよく、一つの光学面中の共用領域以外の部分に形成されていても良い。また、複数の光学素子の複数の光学機能面に輪帯状光学機能面が形成されていても良い。
従って、例えば、光学素子としての対物レンズが備える、光源側の光学面又は光情報記録媒体側の光学面に輪帯状光学機能面を形成してもよく、さらには、それぞれの光学面に輪帯状光学機能面を形成する等、光ピックアップ装置を構成する光学素子の複数の光学面に輪帯状光学機能面を形成してもよい。
【００１５】
また、本明細書中において、保護基板とは光情報記録媒体の情報記録面を保護するために、情報記録面の光束入射面側に形成された光学的に透明な平行平板を指し、保護基板厚とは平行平板の厚さを指す。光源から出射された光束は、対物レンズによって保護基板を介して光情報記録媒体の情報記録面上に集光されることになる。
また、本明細書において、開口数とは、集光光学系を構成する複数の光学素子のうち最も光情報記録媒体側に位置する光学素子のレンズ面の開口数を指すものである。
また、開口数とは、光ピックアップ装置に設けられた絞りやフィルタ等の絞り機能を有する部品又は部材や、光学素子が備える回折構造などによって、最良像点におけるスポットの形成に寄与する光束が制限された結果として定義される開口数である。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、ＤＶＤ用として主に用いられる第１の波長λ１の光束と、ＣＤ用として主に用いられる第２の波長λ２の光束の対物光学素子に対する光学系倍率ｍ１とｍ２が、ｍ１≠０、ｍ２≠０を満たす、つまり、対物光学素子に対して各波長の光束が発散光又は収束光として入射する有限系の光ピックアップ装置において、光学素子の共用領域を通過する各波長の光束が屈折光として光情報記録媒体に出射される。
また、これら各屈折光束のうち、集光光学系に画角１°で斜入射する第１の波長λ１の光束によって第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差ＣＯＭＡ１が、集光光学系に画角１°で斜入射する第２の波長λ２の光束によって第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］に対して、０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２の範囲内に収まるように集光光学系を設定する。
【００１７】
従って、有限系の光ピックアップ装置において、ＣＤとＤＶＤの両者の再生及び／又は記録の際における軸外コマ収差を良好に補正できることになり、例えば、トラッキング時おける光学性能の劣化を未然に防止できる。また、光ピックアップ装置の組み立て時における対物レンズ等の位置決めが容易となり、生産性を向上させることができると共に、各種レンズや光源を移動させるための機構の摩耗等による光学性能の経年変化的劣化も防止することができる。
また、従来の無限系の光ピックアップ装置において用いられていた、光源からの出射光束を平行光化させて対物光学素子に入射させるためのコリメータレンズ等の光学素子が不要となり、装置の小型化や低コスト化を達成できる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、前記光学素子の少なくとも一つの光学面に形成される輪帯状光学機能面の数が４〜３０の何れかであることを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られると共に、輪帯状光学機能面及び段差面の数を一定数以下に制限することができるので、光学面に入射する発散光又は収束光のうち、輪帯状光学機能面以外の部分（段差面等）に入射する光の量を抑えることができ、光量の低下を防止することができる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置であって、前記共用領域を備える光学素子がカップリングレンズであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得ることができると共に、集光光学系を構成するカップリングレンズに共用領域を設けることによって、共用領域を設けるための光学素子を新たに配置する必要がなくなり、光ピックアップ装置の部品点数を削減することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共用領域を備える光学素子が前記対物光学素子であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項と同様の効果を得ることができると共に、集光光学系を構成する対物光学素子に共用領域を設けることによって、共用領域を設けるための光学素子を新たに配置する必要がなくなり、光ピックアップ装置の部品点数を削減することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第１の光源と前記第２の光源とが一体化していることを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、第１の光源と第２の光源とを一体化して第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束の光路を同じにすることで光学素子も共通化でき、光ピックアップ装置の部品点数を削減することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記光学系倍率ｍ１が、−１／３≦ｍ１≦０を満たすことを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、光学系倍率の負の値が一定数以上に制限される、つまり、光源から情報記録面までの距離が制限されることになる。一般的に倍率が小さくなるほど光ピックアップ装置がコンパクトとなるが、倍率の絶対値が大きいほどトラッキング時のコマ収差が大きくなり、集光スポットの劣化が大きくなる。従って、両方のバランスをとると、前記光学系倍率ｍ１は−１／３≦ｍ１≦０を満たすことが望ましい。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記光学系倍率ｍ２が、−１／３≦ｍ２≦０を満たすことを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜６のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、光ピックアップ装置のコンパクト化と集光スポットの劣化の防止を同時に達成できる。
【００２８】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記対物光学素子の前記第１の波長λ１の光束に対する焦点距離ｆ１が、ｆ１≦４ｍｍを満たすことを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、前記対物光学素子から情報記録面までの距離が制限されることになり、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記対物光学素子の前記第２の波長λ２の光束に対する焦点距離ｆ２が、ｆ２≦４ｍｍを満たすことを特徴とする。
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、前記対物光学素子から情報記録面までの距離が制限されることになり、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第１の波長λ１の光束による集光スポットの開口数ＮＡ１が、０．５５≦ＮＡ１≦０．６７を満たすことを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第２の波長λ２の光束による集光スポットの開口数ＮＡ２が、０．４４≦ＮＡ２≦０．５５を満たすことを特徴とする。
【００３１】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ＣＯＭＡ１が、ＣＯＭＡ１≦０．０４０［λ１ｒｍｓ］を満たすことを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ＣＯＭＡ２が、ＣＯＭＡ２≦０．０４０［λ２ｒｍｓ］を満たすことを特徴とする。
【００３２】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第１の波長λ１の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ１が、０．２×２π≦Ｐ１を満たし、前記第２の波長λ２の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ２が、０．２×２π≦Ｐ２を満たすことを特徴とする。
【００３３】
請求項１５記載の発明は、対物光学素子を含む複数の光学素子を有し、第１の光源から出射される第１の波長λ１（６３０ｎｍ≦λ１≦６８０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ１の第１の光情報記録媒体に集光させると共に第２の光源から出射される第２の波長λ２（７６０ｎｍ≦λ２≦８１０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２の光情報記録媒体に集光させて各種情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置の集光光学系であって、前記対物光学素子の前記第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束に対する光学系倍率ｍ１とｍ２は、ｍ１≠０、ｍ２≠０を満たし、少なくとも一つの前記光学素子の少なくとも一方の光学面に、光軸を中心とした輪帯状光学機能面が段差面を介して連続的に複数形成され、複数の前記輪帯状光学機能面で生じる前記第１の波長λ１の光束の屈折光と前記第２の波長λ２の光束の屈折光とが、所定の光情報記録媒体の情報記録面に集光する共用領域を備え、画角１°で斜入射する前記第１の波長λ１の光束によって前記第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ１［λ１ｒｍｓ］、前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第２の波長λ２の光束によって前記第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］として、０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２を満たすことを特徴とする。
【００３４】
請求項１５に記載の発明によれば、ＤＶＤ用として主に用いられる第１の波長λ１の光束と、ＣＤ用として主に用いられる第２の波長λ２の光束の対物光学素子に対する光学系倍率ｍ１とｍ２が、ｍ１≠０、ｍ２≠０を満たす、つまり、対物光学素子に対して各波長の光束が発散光又は収束光として入射する有限系の光ピックアップ装置において、光学素子の共用領域を通過する各波長の光束が屈折光として光情報記録媒体に出射される。
また、これら各屈折光束のうち、集光光学系に画角１°で斜入射する第１の波長λ１の光束によって第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差ＣＯＭＡ１が、集光光学系に画角１°で斜入射する第２の波長λ２の光束によって第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］に対して、０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２の範囲内に収まるように集光光学系を設定する。
【００３５】
従って、有限系の光ピックアップ装置において、ＣＤとＤＶＤの両者の再生及び／又は記録の際における軸外コマ収差を良好に補正できることになり、例えば、トラッキング時おける光学性能の劣化を未然に防止できる。また、光ピックアップ装置の組み立て時における対物レンズ等の位置決めが容易となり、生産性を向上させることができると共に、各種レンズや光源を移動させるための機構の摩耗等による光学性能の経年変化的劣化も防止することができる。
また、従来の無限系の光ピックアップ装置において用いられていた、光源からの出射光束を平行光化させて対物光学素子に入射させるためのコリメータレンズ等の光学素子が不要となり、装置の小型化や低コスト化を達成できる。
【００３６】
請求項１６記載の発明は、請求項１５に記載の集光光学系であって、前記光学素子の少なくとも一つの光学面に形成される輪帯状光学機能面の数が４〜３０の何れかであることを特徴とする。
【００３７】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１５と同様の効果を得られると共に、輪帯状光学機能面及び段差面の数を一定数以下に制限することができるので、光学面に入射する発散光又は収束光のうち、輪帯状光学機能面以外の部分（段差面等）に入射する光の量を抑えることができ、光量の低下を防止することができる。
【００３８】
請求項１７記載の発明は、請求項１５又は１６に記載の集光光学系であって、前記共用領域を備える光学素子がカップリングレンズであることを特徴とする。請求項１７に記載の発明によれば、請求項１５又は１６と同様の効果を得ることができると共に、集光光学系を構成するカップリングレンズに共用領域を設けることによって、共用領域を設けるための光学素子を新たに配置する必要がなくなり、光ピックアップ装置の部品点数を削減することができる。
【００３９】
請求項１８記載の発明は、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記共用領域を備える光学素子が前記対物光学素子であることを特徴とする。
請求項１８に記載の発明によれば、請求項１５〜１７のいずれか一項と同様の効果を得ることができると共に、集光光学系を構成する対物光学素子に共用領域を設けることによって、共用領域を設けるための光学素子を新たに配置する必要がなくなり、光ピックアップ装置の部品点数を削減することができる。
【００４０】
請求項１９記載の発明は、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記第１の光源と前記第２の光源とが一体化していることを特徴とする。
請求項１９に記載の発明によれば、請求項１５〜１８のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、第１の光源と第２の光源とを一体化して第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束の光路を同じにすることで光学素子も共通化でき、光ピックアップ装置の部品点数を削減することができる。
【００４１】
請求項２０記載の発明は、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記光学系倍率ｍ１が、−１／３≦ｍ１≦０を満たすことを特徴とする。
【００４２】
請求項２０に記載の発明によれば、請求項１５〜１９のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、光学系倍率の負の値が一定数以上に制限される、つまり、光源から情報記録面までの距離が制限されることになる。一般的に倍率が小さくなるほど光ピックアップ装置がコンパクトとなるが、倍率の絶対値が大きいほどトラッキング時のコマ収差が大きくなり、集光スポットの劣化が大きくなる。従って、両方のバランスをとると、前記光学系倍率ｍ１は−１／３≦ｍ１≦０を満たすことが望ましい。
【００４３】
請求項２１記載の発明は、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記光学系倍率ｍ２が、−１／３≦ｍ２≦０を満たすことを特徴とする。
【００４４】
請求項２１に記載の発明によれば、請求項１５〜２０のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、光ピックアップ装置のコンパクト化と集光スポットの劣化の防止を同時に達成できる。
【００４５】
請求項２２記載の発明は、請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記対物光学素子の前記第１の波長λ１の光束に対する焦点距離ｆ１が、ｆ１≦４ｍｍを満たすことを特徴とする。
請求項２２に記載の発明によれば、請求項１５〜２１のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、前記対物光学素子から情報記録面までの距離が制限されることになり、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。
【００４６】
請求項２３記載の発明は、請求項１５〜２２のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記対物光学素子の前記第２の波長λ２の光束に対する焦点距離ｆ２が、ｆ２≦４ｍｍを満たすことを特徴とする。
請求項２３に記載の発明によれば、請求項１５〜２２のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、前記対物光学素子から情報記録面までの距離が制限されることになり、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。
【００４７】
請求項２４記載の発明は、請求項１５〜２３のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記第１の波長λ１の光束による集光スポットの開口数ＮＡ１が、０．５５≦ＮＡ１≦０．６７を満たすことを特徴とする。
請求項２５記載の発明は、請求項１５〜２４のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記第２の波長λ２の光束による集光スポットの開口数ＮＡ２が、０．４４≦ＮＡ２≦０．５５を満たすことを特徴とする。
【００４８】
請求項２６記載の発明は、請求項１５〜２５のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記ＣＯＭＡ１が、ＣＯＭＡ１≦０．０４０［λ１ｒｍｓ］を満たすことを特徴とする。
請求項２７記載の発明は、請求項１５〜２６のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記ＣＯＭＡ２が、ＣＯＭＡ２≦０．０４０［λ２ｒｍｓ］を満たすことを特徴とする。
【００４９】
請求項２８記載の発明は、請求項１５〜２７のいずれか一項に記載の集光光学系であって、前記第１の波長λ１の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ１が、０．２×２π≦Ｐ１を満たし、前記第２の波長λ２の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ２が、０．２×２π≦Ｐ２を満たすことを特徴とする。
【００５０】
請求項２９記載の発明は、複数の光学素子を有する集光光学系により、第１の光源から出射される第１の波長λ１（６３０ｎｍ≦λ１≦６８０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ１の第１の光情報記録媒体に集光させると共に第２の光源から出射される第２の波長λ２（７６０ｎｍ≦λ２≦８１０ｎｍ）の光束を保護基板厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２の光情報記録媒体に集光させて各種情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置の対物光学素子であって、前記第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束に対する光学系倍率ｍ１とｍ２は、ｍ１≠０、ｍ２≠０を満たし、少なくとも一方の光学面に、光軸を中心とした輪帯状光学機能面が段差面を介して連続的に複数形成され、複数の前記輪帯状光学機能面で生じる前記第１の波長λ１の光束の屈折光と前記第２の波長λ２の光束の屈折光とが、所定の光情報記録媒体の情報記録面に集光する共用領域を備え、前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第１の波長λ１の光束によって前記第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ１［λ１ｒｍｓ］、前記集光光学系に画角１°で斜入射する前記第２の波長λ２の光束によって前記第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］として、０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２を満たすことを特徴とする。
【００５１】
請求項２９に記載の発明によれば、ＤＶＤ用として主に用いられる第１の波長λ１の光束と、ＣＤ用として主に用いられる第２の波長λ２の光束の対物光学素子に対する光学系倍率ｍ１とｍ２が、ｍ１≠０、ｍ２≠０を満たす、つまり、対物光学素子に対して各波長の光束が発散光又は収束光として入射する有限系の光ピックアップ装置において、光学素子の共用領域を通過する各波長の光束が屈折光として光情報記録媒体に出射される。
また、これら各屈折光束のうち、集光光学系に画角１°で斜入射する第１の波長λ１の光束によって第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差ＣＯＭＡ１が、集光光学系に画角１°で斜入射する第２の波長λ２の光束によって第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］に対して、０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２の範囲内に収まるように集光光学系を設定する。
【００５２】
従って、有限系の光ピックアップ装置において、ＣＤとＤＶＤの両者の再生及び／又は記録の際における軸外コマ収差を良好に補正できることになり、例えば、トラッキング時おける光学性能の劣化を未然に防止できる。また、光ピックアップ装置の組み立て時における対物レンズ等の位置決めが容易となり、生産性を向上させることができると共に、各種レンズや光源を移動させるための機構の摩耗等による光学性能の経年変化的劣化も防止することができる。
また、従来の無限系の光ピックアップ装置において用いられていた、光源からの出射光束を平行光化させて対物光学素子に入射させるためのコリメータレンズ等の光学素子が不要となり、装置の小型化や低コスト化を達成できる。
【００５３】
請求項３０記載の発明は、請求項２９に記載の対物光学素子であって、前記輪帯状光学機能面の数が４〜３０の何れかであることを特徴とする。
【００５４】
請求項３０に記載の発明によれば、請求項２９と同様の効果を得られると共に、輪帯状光学機能面及び段差面の数を一定数以下に制限することができるので、光学面に入射する発散光又は収束光のうち、輪帯状光学機能面以外の部分（段差面等）に入射する光の量を抑えることができ、光量の低下を防止することができる。
【００５５】
請求項３１記載の発明は、請求項２９又は３０に記載の対物光学素子であって、前記第１の光源と前記第２の光源とが一体化していることを特徴とする。
【００５６】
請求項３１に記載の発明によれば、請求項２９又は３０と同様の効果を得られると共に、第１の光源と第２の光源とを一体化して第１の波長λ１の光束と第２の波長λ２の光束の光路を同じにすることで光学素子も共通化でき、光ピックアップ装置の部品点数を削減することができる。
【００５７】
請求項３２記載の発明は、請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、前記光学系倍率ｍ１が、−１／３≦ｍ１≦０を満たすことを特徴とする。
【００５８】
請求項３２に記載の発明によれば、請求項２９〜３１のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、光学系倍率の負の値が一定数以上に制限される、つまり、光源から情報記録面までの距離が制限されることになる。一般的に倍率が小さくなるほど光ピックアップ装置がコンパクトとなるが、倍率の絶対値が大きいほどトラッキング時のコマ収差が大きくなり、集光スポットの劣化が大きくなる。従って、両方のバランスをとると、前記光学系倍率ｍ１は−１／３≦ｍ１≦０を満たすことが望ましい。
【００５９】
請求項３３記載の発明は、請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、前記光学系倍率ｍ２が、−１／３≦ｍ２≦０を満たすことを特徴とする。
【００６０】
請求項３３に記載の発明によれば、請求項２９〜３２のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、光ピックアップ装置のコンパクト化と集光スポットの劣化の防止を同時に達成できる。
【００６１】
請求項３４記載の発明は、請求項２９〜３３のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、前記第１の波長λ１の光束に対する焦点距離ｆ１が、ｆ１≦４ｍｍを満たすことを特徴とする。
請求項３４に記載の発明によれば、請求項２９〜３３のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、前記対物光学素子から情報記録面までの距離が制限されることになり、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。
【００６２】
請求項３５記載の発明は、請求項２９〜３４のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、前記第２の波長λ２の光束に対する焦点距離ｆ２が、ｆ２≦４ｍｍを満たすことを特徴とする。
請求項３５に記載の発明によれば、請求項２９〜３４のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、前記対物光学素子から情報記録面までの距離が制限されることになり、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。
【００６３】
請求項３６記載の発明は、請求項２９〜３５のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、前記第１の波長λ１の光束による集光スポットの開口数ＮＡ１が、０．５５≦ＮＡ１≦０．６７を満たすことを特徴とする。
請求項３７記載の発明は、請求項２９〜３６のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、前記第２の波長λ２の光束による集光スポットの開口数ＮＡ２が、０．４４≦ＮＡ２≦０．５５を満たすことを特徴とする。
【００６４】
請求項３８記載の発明は、請求項２９〜３７のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、前記ＣＯＭＡ１が、ＣＯＭＡ１≦０．０４０［λ１ｒｍｓ］を満たすことを特徴とする。
請求項３９記載の発明は、請求項２９〜３８のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、前記ＣＯＭＡ２が、ＣＯＭＡ２≦０．０４０［λ２ｒｍｓ］を満たすことを特徴とする。
【００６５】
請求項４０記載の発明は、請求項２９〜３９のいずれか一項に記載の対物光学素子であって、前記第１の波長λ１の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ１が、０．２×２π≦Ｐ１を満たし、前記第２の波長λ２の光束が前記輪帯状光学機能面を通過する際に生じる位相差Ｐ２が、０．２×２π≦Ｐ２を満たすことを特徴とする。
【００６６】
【発明の実施の形態】
本発明の光ピックアップ装置、集光光学系及び対物光学素子の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００６７】
図１、図２に示すように、対物光学素子としての対物レンズ１０は、光ピックアップ装置１の集光光学系を構成する両面非球面の単レンズである。そして、対物レンズ１０の一方（光源側）の光学面上であって、光軸Ｌを中心とした一定高さ以下の範囲（以下、「共用領域Ａ１」という。）に輪帯状光学機能面２０を備える。なお、共用領域Ａ１以外の範囲（以下、「周辺領域Ａ２」という。）の形状については特に限定されるものではない。
【００６８】
具体的には、中央領域Ａ１に光軸Ｌを中心とした輪帯状の光学機能面２０が、段差面３０を介して径方向に連続して形成されている。
共用領域Ａ１に形成する輪帯状光学機能面２０の数は特に限定されるものではなく、保護基板２ｂ、４ｂの厚さ等に応じて適宜変更可能であるが、出射光の光量の低下を防止する観点や対物レンズ１０の製造容易性の観点から、４〜３０の範囲内であることが好ましい。
径方向に隣接する２つの輪帯状光学機能面２０の間に介在する段差面３０の寸法ｄ（光軸Ｌ方向の深さ）は、波長λ１の光束又は波長λ２の光束、あるいはその両方の光束が各輪帯状光学機能面２０を通過する際に、所定の位相差が付与された状態で屈折光として光情報記録媒体２、４に出射されるように設定されている。
【００６９】
光ピックアップ装置１は、光情報記録媒体である第一の光情報記録媒体２（本実施の形態においてはＤＶＤ）に対して第一の半導体レーザ３（光源）から波長λ１（＝６５５ｎｍ）の光束を出射し、第二の光情報記録媒体４（本実施の形態においてはＣＤ）に対して第二の半導体レーザ５（光源）から波長λ２（＝７８５ｎｍ）の光束を出射することによって、集光光学系を介して第一の光情報記録媒体２又は第二の光情報記録媒体４の情報記録面２ａ、４ａに情報を記録したり、記録した情報を読み取るものである。
本実施の形態においては、対物レンズ１０、ビームスプリッタ６、絞り７により集光光学系が構成されている。
なお、第一の半導体レーザ３と第二の半導体レーザ５は光源としてユニット化（一体化）されている。
【００７０】
そして、ＤＶＤに情報を記録又は再生する場合は、図２に実線で示すように、第一の半導体レーザ３から出射された波長λ１の発散光が、ビームスプリッタ６を経て絞り７によって絞られ、対物レンズ１０の共用領域Ａ１及び周辺領域Ａ２を通過する。そして、共用領域Ａ１及び周辺領域Ａ２を通過した波長λ１の光束が屈折光としてＤＶＤの保護基板２ｂを介して情報記録面２ａに集光される。
そして、情報記録面２ａ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１０、絞り７を介して、ビームスプリッタ６で反射され、シリンドリカルレンズ８により非点収差が与えられ、凹レンズ９を経て、光検出器４０上ヘ入射し、光検出器４０から出カされる信号を用いて、ＤＶＤに記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００７１】
ＣＤに情報を記録又は再生する場合は、図２に破線で示すように、第二の半導体レーザ５から出射された波長λ２の発散光が、ビームスプリッタ６を経て絞り７によって絞られ、対物レンズ１０の共用領域Ａ１及び周辺領域Ａ２を通過する。この際に、共用領域Ａ１を通過した波長λ２の光束は屈折光としてＣＤの保護基板４ｂを介して情報記録面４ａに集光される。しかし、周辺領域Ａ２を通過した波長λ２の光束はＣＤの保護基板４ｂを介して情報記録面４ａ外に到達し、情報の再生及び／又は記録には寄与しない。
そして、情報記録面４ａ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１０、絞り７を介して、ビームスプリッタ６で反射され、シリンドリカルレンズ８により非点収差が与えられ、凹レンズ９を経て、光検出器４０上ヘ入射し、光検出器４０から出力される信号を用いて、ＣＤに記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００７２】
また、光検出器４０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出結果に基づいて、２次元アクチュエータ５０が第一の半導体レーザ３からの光束又は第二の半導体レーザ５からの光束を、ＤＶＤ又はＣＤの情報記録面２ａ、４ａ上に結像するように対物レンズ１０を移動させるとともに、所定のトラックに結像するように対物レンズ１０を移動させるようになっている。
【００７３】
また、集光光学系に波長λ１の光束を画角１°で斜入射させた場合に第１の光情報記録媒体２の情報記録面２ａに形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ１［λ１ｒｍｓ］とし、集光光学系に波長λ２の光束を画角１°で斜入射させた場合に第２の光情報記録媒体４の情報記録面４ａに形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］とした場合に、０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２の条件を満たすように、集光光学系を構成する各光学素子の形状及び寸法が設計されている。
ただし、ＣＯＭＡｉ＝（（第ｉの波長λｉの光束の波面収差をゼルニケ多項式で表した場合の３次コマ収差）２＋（第ｉの波長λｉの光束の波面収差をゼルニケ多項式で表した場合の５次コマ収差）２）１／２
ｉ＝１又は２
なお、以上のような条件を満たすような集光光学系の設計手法については周知であるため、説明は省略する。
【００７４】
例えば、ＣＤ用としての波長λ２（７８５ｎｍ）の光束を画角１°で集光光学系に入射させた場合に、ＣＤの情報記録面４ａに形成される集光スポットの波面収差の上記コマ収差ＣＯＭＡ２が０．０３０［λ２ｒｍｓ］であった場合には、ＤＶＤ用の波長λ１（６５５ｎｍ）の光束を画角１°で集光光学系に入射させて、ＤＶＤの情報記録面２ａに形成される集光スポットの波面収差の上記コマ収差ＣＯＭＡ１は０．８×０．０３０［λ２ｒｍｓ］〜１．２×０．０３０［λ２ｒｍｓ］の範囲内に収まるように集光光学系が設計されている。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、ＤＶＤとＣＤの互換性を有する有限系の光ピックアップ装置において、光学素子の共用領域を通過する各波長の光束が屈折光として光情報記録媒体に出射される。
また、これら各屈折光束のうち、集光光学系に画角１°で斜入射する第１の波長λ１の光束によって第１の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差ＣＯＭＡ１が、集光光学系に画角１°で斜入射する第２の波長λ２の光束によって第２の情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットの波面収差のコマ収差をＣＯＭＡ２［λ２ｒｍｓ］に対して、０．８×ＣＯＭＡ２≦ＣＯＭＡ１≦１．２×ＣＯＭＡ２の範囲内に収まるように集光光学系が設計されている。
従って、有限系の光ピックアップ装置において、ＣＤとＤＶＤの両者の再生及び／又は記録の際における軸外コマ収差を良好に補正できることになり、例えば、トラッキング時おける光学性能の劣化を未然に防止できる。また、光ピックアップ装置の組み立て時における対物レンズ等の位置決めが容易となり、生産性を向上させることができると共に、各種レンズや光源を移動させるための機構の摩耗等による光学性能の経年変化的劣化も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る対物光学素子の一例を示す要部側面図である。
【図２】集光光学系及び光ピックアップ装置を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ１    共用領域
Ｌ      光軸
１      光ピックアップ装置
２      第１の光情報記録媒体
２ａ    情報記録面
３      第１の光源
４      第２の光情報記録媒体
４ａ    情報記録面
５      第２の光源
１０    対物光学素子
２０    輪帯状光学機能面
３０    段差面
【図１】
2004171650.tif 000003
【図２】
2004171650.tif 000004