(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の光情報記録媒体に対して適切に記録再生を行える光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置用の光学系を提供する。【解決手段】第１レーザ光源ＢＬからの光束は、第２レーザ光源ＡＬからの光束と偏光面を９０度異ならせており、第１レーザ光源ＢＬの偏光面を所定の方向とすると、偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過しても均質な平行平面媒質を通過したのと同じであるため発散角は変更されず、そのままの状態で対物レンズＯＢＪに入射するので、０．１ｍｍの保護層を有する第１光情報記録媒体ＤＳＣ１に適切な記録再生を行える。一方、第２レーザ光源ＡＬからの光束は、偏光ホログラム素子ＨＯＥ内の屈折率ｎ、ｎ’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの回折効果が生じ、発散角を変更して対物レンズＯＢＪに入射するので、０．６ｍｍの保護層を有する第２光情報記録媒体ＤＳＣ２に球面収差を補正して適切な記録再生を行える。【選択図】      図１
2004326858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ビームを出射する第１レーザ光源と、
第１ビームに対し偏光面が互いにほぼ直交するようにして第２ビームを出射する第２レーザ光源と、
前記第１ビームと前記第２ビームの偏光状態に従い、一方のビームを選択的に回折させる偏光回折手段と、
前記偏光回折手段を通過した前記第１ビームを第１光情報記録媒体の情報記録面に集光することにより情報の記録及び／又は再生を行い、前記偏光回折手段を通過した前記第２ビームを第２光情報記録媒体の情報記録面に集光することにより情報の記録及び／又は再生を行う対物レンズと、を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記対物レンズが、正のパワーを有する屈折レンズと、該屈折レンズの少なくとも一つのレンズ面に形成された微細な段差を有する複数の輪帯からなる回折レンズ構造を有し、
前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源は、互いに異なる波長のビームを出射するようになっており、
前記回折レンズ構造は、波長の短い方のビームに対する回折効率が最大となる回折次数と、波長の長い方のビームに対する回折効率が最大となる回折次数とが互いに異なり、かつ前記偏光回折手段が、前記第１ビームと前記第２ビームのいずれか一方が所定の偏光状態で入射する際に、０以外の所定の回折次数で回折効率が最大となる回折光を発生させる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。
【請求項３】
前記偏光回折手段は、偏光面が互いに直交する２つの入射光の一方に対し回折効率が８５％以上で回折する回折光を発生させ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。
【請求項４】
前記第１ビームの波長をλ１、前記回折レンズ構造を前記第１ビームの光束が通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、前記第２ビームの波長をλ２（＞λ１）、前記回折レンズ構造を前記第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２としたとき、以下の条件を満足し、且つ前記偏光回折手段は、一方のビームが通過したときに選択的に回折光を発生させることを特徴とする請求項２又は３に記載の光ピックアップ装置。
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （１）
【請求項５】
前記第１ビーム又は第２ビームに対し偏光面が互いにほぼ直交するようにして波長λ３の第３ビームを出射する第３レーザ光源を有し、
前記第１ビームの波長をλ１（＜λ３）、前記回折レンズ構造を前記第１ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、前記第２ビームの波長をλ２（λ１＜λ２＜λ３）、前記回折レンズ構造を前記第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２とし、前記回折レンズ構造を前記第３ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ３としたとき、以下の条件を満足し、且つ前記偏光回折手段は、１つもしくは２つのビームが通過したときに選択的に回折光を発生させることを特徴とする請求項２又は３に記載の光ピックアップ装置。
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （２）
｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＜０．９
または｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＞１．１                （３）
【請求項６】
前記偏光面のそろった２つのビームに対し、前記偏光回折手段が選択的に回折し、かつ前記２つの波長に対し回折効率が最大となる回折次数が異なる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。
【請求項７】
前記偏光回折手段が前記対物レンズと一体で駆動されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記偏光回折手段は、複屈折媒質と等方性媒質を光軸方向に密着配置して構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記複屈折媒質は、入射光の進行方向に直角な面での断面が同心円に、入射光の進行方向を含む放射方向の平面での断面が鋸歯形状に形成されたことを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
正のパワーを有する屈折レンズと、該屈折レンズの少なくとも一つのレンズ面に形成された微細な段差を有する複数の輪帯からなる回折レンズ構造と、偏光方向に依存して選択的に回折させる偏光回折手段とを有し、光源からの入射光を、前記偏光回折手段及び前記回折レンズ構造を通過させ、前記正のパワーの屈折レンズにより集光させるようになっている光ピックアップ装置用光学系であって、
前記回折レンズ構造は、情報記録及び／又は再生のために使用される複数の波長のうち短い波長のビームに対する回折効率が最大となる回折次数と、長い波長のビームに対する回折効率が最大となる回折次数とが互いに異なり、かつ前記偏光回折手段が、前記複数の波長の少なくとも１つの波長のビームが所定の偏光状態で入射する際に、０以外の所定の回折次数で回折効率が最大となる回折光を発生させることを特徴とする光ピックアップ装置用光学系。
【請求項１１】
前記偏光回折手段は、偏光面が互いに直交する２つの入射光の一方に対し回折効率が８５％以上で回折する回折光を発生させる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用光学系。
【請求項１２】
前記第１ビームの波長をλ１、前記回折レンズ構造を前記第１ビームの光束が通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、前記第２ビームの波長をλ２（＞λ１）、前記回折レンズ構造を前記第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２としたとき、以下の条件を満足し、且つ前記偏光回折手段は、一方のビームが通過したときに選択的に回折光を発生させ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用光学系。
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （１）
【請求項１３】
前記第１ビーム又は第２ビームに対し偏光面が互いにほぼ直交するようにして波長λ３の第３ビームを出射する第３レーザ光源を有し、
前記第１ビームの波長をλ１（＜λ３）、前記回折レンズ構造を前記第１ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、前記第２ビームの波長をλ２（λ１＜λ２＜λ３）、前記回折レンズ構造を前記第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２とし、前記回折レンズ構造を前記第３ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ３としたとき、以下の条件を満足し、且つ前記偏光回折手段は、１つもしくは２つのビームが通過したときに選択的に回折光を発生させ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用光学系。
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （２）
｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＜０．９
または｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＞１．１                （３）
【請求項１４】
前記偏光面のそろった２つのビームに対し、前記偏光回折手段が選択的に回折し、かつ前記２つの波長に対し回折効率が最大となる回折次数が異なることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置用光学系。
【請求項１５】
前記偏光回折手段が前記対物レンズと一体で駆動されることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置用光学系。
【請求項１６】
前記偏光回折手段は、複屈折媒質と等方性媒質を光軸方向に密着配置して構成されていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれかに記載の光ピックアップ装置用光学系。
【請求項１７】
前記複屈折媒質は、入射光の進行方向に直角な面での断面が同心円に、入射光の進行方向を含む放射方向の平面での断面が鋸歯形状に形成されたことを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置用光学系。
【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れに用いられる光学系に関し、特に、光源波長の異なる光源から出射される光束を用いて、異なる光情報記録媒体に対して、それぞれ情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ装置及びそれに用いられる対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録／再生を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク（以下、本明細書ではかかる光ディスクを「高密度ＤＶＤ」と呼ぶ）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４、７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり２０〜３０ＧＢの情報の記録が可能である。
【０００３】
ところで、このような高密度ＤＶＤに対して適切に情報を記録／再生できるというだけでは、光ピックアップ装置の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤが販売されている現実をふまえると、高密度ＤＶＤに対して適切に情報を記録／再生できるだけでは足らず、例えばユーザーが所有している従来のＤＶＤ或いはＣＤに対しても同様に適切に情報を記録／再生できるようにすることが、互換タイプの光ピックアップ装置として製品の価値を高めることに通じるのである。このような背景から、互換タイプの光ピックアップ装置に用いる集光光学系は、低コストで簡素な構成を有することは勿論であり、それに加えて高密度ＤＶＤ、従来のＤＶＤ、ＣＤいずれに対しても、適切に情報を記録／再生するために所定のスポット光量を確保することが望まれている。このような互換タイプの光ピックアップ装置を、ホログラム光学素子を用いて実現する例が、例えば以下の特許文献１に記載されている。
【特許文献１】
特開２００３−９１８５９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、同一の集光光学系を用いて、ＣＤ、ＤＶＤ及び高密度ＤＶＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合の問題として、保護層の厚さが異なることにより球面収差が発生すること、及び開口数ＮＡが異なることにより絞りを設ける必要があることなどがある。このような問題に対して、対物レンズに設けた回折構造に、異なる光源波長の半導体レーザからの光束を通過させたとき、最も回折効率が高くなる次数の回折光を用いて集光作用を行わせることで、保護層の厚さが異なることに起因する球面収差を補正したり、所定開口数を超える領域の光束はフレア化させて絞りの機能を持たせる異次回折技術が開発されている。
【０００５】
しかるに、異次回折技術によれば、（回折次数×波長）が等しくなると同様な回折作用（収束角）が生じるため、例えばＣＤに使用する光束の波長が８００ｎｍ近くであり、高密度ＤＶＤに使用する光束の波長が４００ｎｍ近くであると、対物レンズの回折構造を高密度ＤＶＤに使用する光束が通過したときに、ＣＤ使用時と差別化する（収束角を変更する）ためには、４００ｎｍにおける最も回折効率が高くなる回折次数として偶数を選択できないという制約や、奇数を選択した場合には両方の波長で同時に十分な回折効率が得られずスポット光量が不足するという問題がある。また、使用波長が同じで保護層厚さが異なる光情報記録媒体に対して、球面収差をどのように補正するかが問題となる。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みて成されたものであり、対物レンズの設計の自由度を高め且つ簡素な構成を有する、複数の光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／再生を行える光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置用の光学系を提供することを目的とする。
【０００７】
【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は、第１ビームを出射する第１レーザ光源と、第１ビームに対し偏光面が互いにほぼ直交するようにして第２ビームを出射する第２レーザ光源と、前記第１ビームと前記第２ビームの偏光状態（例えば偏光面の向き）に従い、一方のビームを選択的に回折させる偏光回折手段と、前記偏光回折手段を通過した前記第１ビームを第１光情報記録媒体の情報記録面に集光することにより情報の記録及び／又は再生を行い、前記偏光回折手段を通過した前記第２ビームを第２光情報記録媒体の情報記録面に集光することにより情報の記録及び／又は再生を行う対物レンズと、を有することを特徴とする。例えば前記第１ビームを使用する光情報記録媒体（光ディスクともいう）の保護層の厚さが、前記第２ビームを使用する光情報記録媒体の保護層の厚さと異なるにも関わらず、前記第１ビームの波長と前記第２のビームの波長が同じ場合には、同一の光学系を用いると、一方のビームにおいて球面収差が発生することになるが、本発明によれば、一方のビームのみ前記偏光回手段を介して回折作用を行わせることで、いずれの光情報記録媒体使用時においても球面収差の発生を抑制して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。又、開口数ＮＡが異なる場合にも、一方のビームのみ前記偏光回手段を介して要求開口数以上のビームをフレア化させることで、いずれの光情報記録媒体使用時においても、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【０００８】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記対物レンズが、正のパワーを有する屈折レンズと、該屈折レンズの少なくとも一つのレンズ面に形成された微細な段差を有する複数の輪帯からなる回折レンズ構造を有し、前記第１レーザ光源と前記第２レーザ光源は、互いに異なる波長のビームを出射するようになっており、前記回折レンズ構造は、波長の短い方のビームに対する回折効率が最大となる回折次数と、波長の長い方のビームに対する回折効率が最大となる回折次数とが互いに異なり、かつ前記偏光回折手段が、前記第１ビームと前記第２ビームのいずれか一方が所定の偏光状態で入射する際に、０以外の所定の回折次数で回折効率が最大となる回折光を発生させることを特徴とするので、例えばＣＤ、ＤＶＤ、高密度ＤＶＤなど、保護層の厚さや開口数ＮＡが異なる光情報記録媒体に対して情報記録及び／又は再生を行う際に、一方のビームのみ前記偏光回手段を介して回折作用を行わせることで、いずれの光情報記録媒体使用時においても球面収差の発生を抑制して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。又、異なる開口数ＮＡに対して、一つのビームのみ前記偏光回手段を介して要求開口数以上のビームをフレア化させることで、いずれの光情報記録媒体使用時においても、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【０００９】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記偏光回折手段は、偏光面が互いに直交する２つの入射光の一方に対し回折効率が８５％以上で回折する回折光を発生させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項２又は３に記載の発明において、前記第１ビームの波長をλ１、前記回折レンズ構造を前記第１ビームの光束が通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、前記第２ビームの波長をλ２（＞λ１）、前記回折レンズ構造を前記第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２としたとき、以下の条件を満足し、且つ前記偏光回折手段は、一方のビームが通過したときに選択的に回折光を発生させることを特徴とする。
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （１）
【００１１】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項２又は３に記載の発明において、前記第１ビーム又は第２ビームに対し偏光面が互いにほぼ直交するようにして波長λ３の第３ビームを出射する第３レーザ光源を有し、前記第１ビームの波長をλ１（＜λ３）、前記回折レンズ構造を前記第１ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、前記第２ビームの波長をλ２（λ１＜λ２＜λ３）、前記回折レンズ構造を前記第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２とし、前記回折レンズ構造を前記第３ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ３としたとき、以下の条件を満足し、且つ前記偏光回折手段は、１つもしくは２つのビームが通過したときに選択的に回折光を発生させることを特徴とする。
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （２）
｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＜０．９
または｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＞１．１                （３）
【００１２】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項５に記載の発明において、前記偏光面のそろった２つのビームに対し、前記偏光回折手段が選択的に回折し、かつ前記２つの波長に対し回折効率が最大となる回折次数が異なることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記偏光回折手段が前記対物レンズと一体で駆動されることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記偏光回折手段は、複屈折媒質と等方性媒質を光軸方向に密着配置して構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項８に記載の発明において、前記複屈折媒質は、入射光の進行方向に直角な面での断面が同心円に、入射光の進行方向を含む放射方向の平面での断面が鋸歯形状に形成されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置用光学系は、正のパワーを有する屈折レンズと、該屈折レンズの少なくとも一つのレンズ面に形成された微細な段差を有する複数の輪帯からなる回折レンズ構造と、偏光方向に依存して選択的に回折させる偏光回折手段とを有し、光源からの入射光を、前記偏光回折手段及び前記回折レンズ構造を通過させ、前記正のパワーの屈折レンズにより集光させるようになっている光ピックアップ装置用光学系であって、前記回折レンズ構造は、情報記録及び／又は再生のために使用される複数の波長のうち短い波長のビームに対する回折効率が最大となる回折次数と、長い波長のビームに対する回折効率が最大となる回折次数とが互いに異なり、かつ前記偏光回折手段が、前記複数の波長の少なくとも１つの波長のビームが所定の偏光状態で入射する際に、０以外の所定の回折次数で回折効率が最大となる回折光を発生させることを特徴とする。
本発明の作用効果は、請求項２に記載の発明と同様である。
【００１７】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置用光学系は、請求項１０に記載の発明において、前記偏光回折手段は、偏光面が互いに直交する２つの入射光の一方に対し回折効率が８５％以上で回折する回折光を発生させることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置用光学系は、請求項１０又は１１に記載の発明において、前記第１ビームの波長をλ１、前記回折レンズ構造を前記第１ビームの光束が通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、前記第２ビームの波長をλ２（＞λ１）、前記回折レンズ構造を前記第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２としたとき、以下の条件を満足し、且つ前記偏光回折手段は、一方のビームが通過したときに選択的に回折光を発生させることを特徴とする。
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （１）
【００１９】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置用光学系は、請求項１０又は１１に記載の発明において、前記第１ビーム又は第２ビームに対し偏光面が互いにほぼ直交するようにして波長λ３の第３ビームを出射する第３レーザ光源を有し、前記第１ビームの波長をλ１（＜λ３）、前記回折レンズ構造を前記第１ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、前記第２ビームの波長をλ２（λ１＜λ２＜λ３）、前記回折レンズ構造を前記第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２とし、前記回折レンズ構造を前記第３ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ３としたとき、以下の条件を満足し、且つ前記偏光回折手段は、１つもしくは２つのビームが通過したときに選択的に回折光を発生させることを特徴とする。
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （２）
｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＜０．９
または｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＞１．１                （３）
【００２０】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置用光学系は、請求項１３に記載の発明において、前記偏光面のそろった２つのビームに対し、前記偏光回折手段が選択的に回折し、かつ前記２つの波長に対し回折効率が最大となる回折次数が異なることを特徴とする。
【００２１】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置用光学系は、請求項１０乃至１４のいずれかに記載の発明において、前記偏光回折手段が前記対物レンズと一体で駆動されることを特徴とする。
【００２２】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置用光学系は、請求項１０乃至１５のいずれかに記載の発明において、前記偏光回折手段は、複屈折媒質と等方性媒質を光軸方向に密着配置して構成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置用光学系は、請求項１６に記載の発明において、前記複屈折媒質は、入射光の進行方向に直角な面での断面が同心円に、入射光の進行方向を含む放射方向の平面での断面が鋸歯形状に形成されたことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
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、２種類の高密度ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行える、第１の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。
【００２５】
図１において、第１光源としての第１半導体レーザＢＬ（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、ここでは４０５ｎｍ）から出射された光束（第１ビーム）は、ビームスプリッタＢＳを通過し、コリメータＣＬで平行光束とされた後、偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、開口数ＮＡが０．８５の対物レンズＯＢＪにより、第１の光ディスクＤＳＣ１の保護層（厚さｔ＝０．０９〜０．１１ｍｍ、ここでは０．１ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第１の光ディスクＤＳＣ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００２６】
更に、図１において、第２光源としての第２半導体レーザＡＬ（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、ここでは４０５ｎｍ）からは、第１半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせるようにして光束（第２ビーム）が出射され、かかる光束はビームスプリッタＢＳで反射され、コリメータＣＬで平行光束とされた後、偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、対物レンズＯＢＪにより、第２の光ディスクＤＳＣ２の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第２の光ディスクＤＳＣ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００２７】
偏光ホログラム素子ＨＯＥは、図２に示す光軸直交方向部分断面形状を有している。図２において、偏光ホログラム素子は、等方性媒質Ｈ２と複屈折媒質Ｈ３とこれらを挟むようにして配置された一対のガラス板Ｈ１，Ｈ１とからなる。複屈折媒質Ｈ３は、図２に示すように入射光の進行方向での断面が鋸歯状に形成され、円心部から円周に同心円に多数形成された形状とされた回折構造を有している。その具体的な形状は図示のものに限定されない。他の鋸歯状であっても良く、鋸歯の斜面を階段状にしても良い。等方性媒質Ｈ２はこの複屈折媒質Ｈ３と相補的な形状であり、複屈折媒質の鋸歯状に形成された面に密着している。
【００２８】
等方性媒質Ｈ２は、入射光に対して屈折率ｎを持つ物質であり、複屈折媒質Ｈ３は入射光の偏光面が所定の方向である場合には屈折率ｎ、入射光の偏光面が所定の方向に直交する場合には屈折率ｎ’となる特性を有している。すなわち、偏光ホログラム素子ＨＯＥが、第１半導体レーザＡＬからの出射光束（第１ビーム）と第２半導体レーザＢＬからの出射光束（第２ビーム）のいずれか一方が所定の偏光状態で入射する際に、０以外の所定の回折次数で回折効率が最大となる回折光を発生させるようになっている。
【００２９】
しかるに、本実施の形態によれば、第１半導体レーザＢＬから出射された光束は、第２半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせており、第１半導体レーザＢＬから出射した光束の偏光面を所定の方向とすると、偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過しても均質な平行平面媒質を通過したのと同じであるため発散角は変更されず、そのままの状態で対物レンズＯＢＪに入射するので、０．１ｍｍの保護層を有する第１光ディスクＤＳＣ１に対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３０】
一方、第２半導体レーザＡＬから出射した光束は、偏光ホログラム素子ＨＯＥ内の屈折率ｎ、ｎ’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの回折効果が生じ、発散角を変更して対物レンズＯＢＪに入射するので、同じ対物レンズＯＢＪを用いた場合でも、０．６ｍｍの保護層を有する第２光ディスクＤＳＣ２に対して、球面収差を補正して適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３１】
更に、第２光ディスクＤＳＣ２を使用時には偏光ホログラムＨＯＥの選択的回折作用により、外側の光束がスポット結像に寄与しないようにフレア化させることで、偏光ホログラム素子ＨＯＥに絞り機能を持たせることができる。
【００３２】
このとき、偏光ホログラム素子ＨＯＥが、偏光面が互いに直交する所定の波長の入射光に対し、少なくとも一方の入射光に対し回折効率が８５％以上で回折する回折光を発生させると好ましい。
【００３３】
図３は、２種類の高密度ＤＶＤと、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行える、第２の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。
【００３４】
図３において、第１光源としての第１半導体レーザＢＬ（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、ここでは４０５ｎｍ）から出射された光束（第１ビーム）は、第１ビームスプリッタＢＳ１を通過し、第１コリメータＣＬ１で平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２を通過し、更に偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、開口数ＮＡが０．８５の対物レンズＯＢＪにより、第１の光ディスクＤＳＣ１の保護層（厚さｔ＝０．０９〜０．１１ｍｍ、ここでは０．１ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第１の光ディスクＤＳＣ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００３５】
更に、図３において、第２光源としての第２半導体レーザＡＬ（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、ここでは４０５ｎｍ）からは、第１半導体レーザＢＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせるようにして光束（第２ビーム）が出射され、かかる光束は第１ビームスプリッタＢＳ２で反射され、第１コリメータＣＬ１で平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２を通過し、更に偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、対物レンズＯＢＪにより、第２の光ディスクＤＳＣ２の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第２の光ディスクＤＳＣ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００３６】
更に、図３において、第３光源としての第３半導体レーザＤＬ（波長λ３＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ、ここでは６５０ｎｍ）からは、第１半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせるようにして光束（第３ビーム）が出射され、かかる光束は第２コリメータＣＬ２で平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２で反射され、更に偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、対物レンズＯＢＪにより、第３の光ディスクＤＳＣ３の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第３の光ディスクＤＳＣ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００３７】
本実施の形態においては、第１半導体レーザＢＬから出射された光束は、第２半導体レーザＡＬ及び第３半導体レーザＤＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせており、第１半導体レーザＢＬから出射した光束の偏光面を所定の方向とすると、偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過しても均質な平行平面媒質を通過したのと同じであるため発散角は変更されず、そのままの状態で対物レンズＯＢＪに入射するので、０．１ｍｍの保護層を有する第１光ディスクＤＳＣ１に対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３８】
一方、第２半導体レーザＡＬ及び第３半導体レーザＤＬから出射した光束は、偏光ホログラム素子ＨＯＥ内の屈折率ｎ、ｎ’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの回折効果が生じ、発散角を変更して対物レンズＯＢＪに入射するので、同じ対物レンズＯＢＪを用いた場合でも、０．６ｍｍの保護層を有する第２光ディスクＤＳＣ２及び第３の光ディスクＤＳＣ３に対して、球面収差を補正して適切な情報の記録及び／又は再生を行える。また、対物レンズの開口数ＮＡが０．６５より外側を通過する光束がフレアとなるような回折効果を持たせると偏光ホログラムがＨＯＥが絞りとして働き、ディスクチルトにおけるコマ収差が小さくなり、良好な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３９】
偏光面のそろった第２ビームと第３ビームに対し、偏光ホログラム素子ＨＯＥが選択的に回折し、かつ２つの波長λ２，λ３のビームに対し回折効率が最大となる回折次数が異なっている。より具体的には、対物レンズＯＢＪの屈折面に回折構造（回折レンズ構造）を設け、波長の短い第２ビームに対する回折効率が最大となる回折次数ｍ２（３次）と、波長の長い第３ビームに対する回折効率が最大となる回折次数ｍ３（２次）とが互いに異なるようにすることで、第２ビームと第３ビームの両方で十分な回折効率が得られ、且つこれらの２つのビームにほぼ同等に発散の回折効果などを付与できる。又、偏光ホログラム素子ＨＯＥの光束通過領域を３領域に分けて、それぞれ異なる仕様の回折構造を設けることで、第２ビーム使用時と第３ビーム使用時とでフレア化が容易になる。
【００４０】
図４は、高密度ＤＶＤと、ＤＶＤ、ＣＤに対して情報の記録／再生を行える、第３の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。
【００４１】
図４において、第１光源としての第１半導体レーザＢＬ（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、ここでは４０５ｎｍ）から出射された光束（第１ビーム）は、コリメータＣＬ及びビームスプリッタＢＳを通過し、更に偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、回折レンズＤＬ及び対物レンズＯＢＪにより、第１の光ディスクＤＳＣ１の保護層（厚さｔ＝０．０９〜０．１１ｍｍ、ここでは０．１ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第１の光ディスクＤＳＣ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４２】
更に、図４において、第２光源としての第２半導体レーザＤＬと第３光源としての第３半導体レーザＣＨＬとは１ユニット化された、いわゆる２レーザ１パッケージとなっている。第２半導体レーザＤＬ（波長λ１＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ、ここでは６５０ｎｍ）からは、第１半導体レーザＢＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせるようにして光束（第２ビーム）が出射され、かかる光束はビームスプリッタＢＳで反射され、発散光束の状態で偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥに入射し、発散角を変更した状態で、回折レンズＤＬ及び対物レンズＯＢＪにより、第２の光ディスクＤＳＣ２の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第２の光ディスクＤＳＣ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４３】
更に、図４において、第３光源としての第３半導体レーザＣＨＬ（波長λ３＝７００ｎｍ〜８００ｎｍ、ここでは７８０ｎｍ）からは、第１半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を同じ向きにして光束（第３ビーム）が出射され、かかる光束はビームスプリッタＢＳで反射され、発散光束の状態で偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、屈折レンズの少なくとも一つのレンズ面に微細な段差を有する複数の輪帯からなる回折構造を有する第１レンズと屈折レンズの第２レンズからなる対物レンズＯＢＪにより、第１の光ディスクＤＳＣ１の保護層（厚さｔ＝０．０９〜０．１１ｍｍ、ここでは０．１ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。ここで対物レンズＯＢＪの開口数ＮＡは０．８５である。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第３の光ディスクＤＳＣ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４４】
しかるに、本実施の形態によれば、２レーザ１パッケージを採用しているために、第２半導体レーザＤＬと第３半導体レーザＣＨＬが対物レンズＯＢＪから等距離に配置され、そのため発散角が等しくなるので、このままでは保護層の厚さに起因する収差の補正をすることができない。そこで、以下のように偏光ホログラム素子を利用している。
【００４５】
第１半導体レーザＢＬ及び第３半導体レーザＤＬから出射された光束は、第２半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせており、第１半導体レーザＢＬから出射した光束の偏光面を所定の方向とすると、偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過しても均質な平行平面媒質を通過したのと同じであるため発散角は変更されず、そのままの状態で対物レンズＯＢＪに入射し、第１半導体レーザＢＬからの光束は平行光束で対物レンズＯＢＪに入射させ、第３半導体レーザＣＨＬからの光束は発散光束状態で対物レンズＯＢＪに入射させることで、０．１ｍｍの保護層を有する第１光ディスクＤＳＣ１及び１．２ｍｍの保護層を有する第３光ディスクＤＳＣ３に対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００４６】
一方、第２半導体レーザＤＬから出射した光束は、偏光ホログラム素子ＨＯＥ内の屈折率ｎ、ｎ’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの作用をする回折効果が生じ、発散角を変更して対物レンズＯＢＪに入射するので、同じ対物レンズＯＢＪを用いた場合でも、１．２ｍｍの保護層とは異なる保護層（ｔ＝０．６ｍｍ）を有する第２光ディスクＤＳＣ２に対して、球面収差を補正して適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００４７】
かかる場合、対物レンズＯＢＪの屈折面に回折構造（回折レンズ構造）を設け、第１ビームの波長をλ１＝４０５ｎｍ、回折構造を第１ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、第２ビームの波長をλ２＝６５０ｎｍ、回折構造を第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２とし、第３ビームの波長をλ３＝７８０ｎｍ、回折構造を第３ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ３としたとき、以下の条件を満足するように、回折次数を例えばｍｌ＝８、ｍ２＝５、ｍ３＝４あるいはｍｌ＝６、ｍ２＝４、ｍ３＝３と選ぶと各波長で回折効率が著しく低下することなく、各波長間での回折作用の差を応用することができる。この作用により、各光ディスクの保護層厚さの差に起因する球面収差で、対物レンズＯＢＪへの入射光束の発散角度の差だけでは補正しきれない残存球面収差を補正したり、４０５ｍｎの光源の波長ばらつきや瞬間的な波長変動にともなう色収差を補正したり、第２ビームや第３ビームにおいて所定の開口数に対応する光束より外側の光束をフレア化したりすることができる。この例では偏光ホログラムＨＯＥに第２ビームに対する光束の発散角の変更のみをさせているが、第２ビームに対する保護層厚さの差による球面収差の補正作用やフレア化による絞り効果をもたせることも可能である。
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （２）
｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＜０．９
または｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＞１．１                （３）
【００４８】
図５は、別な高密度ＤＶＤと、ＤＶＤ、ＣＤに対して情報の記録／再生を行える、第４の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。
【００４９】
図５において、第１光源としての第１半導体レーザＡＬ（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、ここでは４０５ｎｍ）から出射された光束（第１ビーム）は、第１ビームスプリッタＢＳ１を通過し、コリメータＣＬで平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２を通過し、更に偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥにより選択的に回折され、平行光束が収斂光束に変換され、開口数ＮＡが０．６５の対物レンズＯＢＪに入射し、第１の光ディスクＤＳＣ１の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第ｌの光ディスクＤＳＣｌに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。上記のＨＯＥの選択回折作用により短波長光源での色収差が補正される。
【００５０】
更に、図５において、第２光源である第２半導体レーザＤＬ（波長λ１＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ、ここでは６５０ｎｍ）からは、第１半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせるようにして光束（第２ビーム）が出射され、かかる光束は第１ビームスプリッタＢＳ１で反射され、コリメータＣＬで平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２を通過し、偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、対物レンズＯＢＪにより、第２の光ディスクＤＳＣ２の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第２の光ディスクＤＳＣ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５１】
更に、図５において、第３光源としての第３半導体レーザＣＨＬ（波長λ３＝７００ｎｍ〜８００ｎｍ、ここでは７８０ｎｍ）からは、第１半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせるようにして光束（第３ビーム）が出射され、かかる光束は第２ビームスプリッタＢＳ２で反射され、発散光束の状態で偏光ホログラムＨＯＥを通過し、対物レンズＯＢＪにより、第３光ディスクＤＳＣ３の保護層（厚さｔ＝１．１〜１．３ｍｍ、ここでは１．２ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここにスポットを形成する。ここで対物レンズＯＢＪの少なくとも１つの面は回折面とされ、第１光源の波長をλ１、回折効率が最大となる回折次数をｍ１、第２光源の波長をλ２、回折効率が最大となる回折次数をｍ２、第３光源の波長をλ３、回折効率が最大となる回折次数をｍ３とすると、
０．９＜｜ｍ１・λ１｜／｜ｍ２・λ２｜＜１．１              （２）
｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＜０．９
または｜ｍ３・λ３｜／｜ｍ１・λ１｜＞１．１                （３）
を満たしており、この回折作用により第３の光ディスクＤＳＣ３と第１、第２の光ディスクＤＳＣ１，ＤＳＣ２との保護層厚さの差や波長差による球面収差を対物レンズＯＢＪへの入射光束の発散角の差と共同して補正している。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第３の光ディスクＤＳＣ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５２】
しかるに、本実施の形態によれば、第２半導体レーザＤＬ及び第３半導体レーザＣＨＬから出射された光束は、第１半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせており、第２半導体レーザＤＬ及び第３半導体レーザＣＨＬから出射した光束の偏光面を所定の方向とすると、偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過しても均質な平行平面媒質を通過したのと同じであるため発散角は変更されず、そのままの状態で対物レンズＯＢＪに入射するので、第２ビームは平行光束で、第３ビームは発散光束で対物レンズＯＢＪに入射するため、０．６ｍｍの保護層を有する第２光ディスクＤＳＣ２と、１．２ｍｍの保護層を有する第３の光ディスクＤＳＣ３に対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００５３】
一方、第１半導体レーザＡＬから出射した光束は、偏光ホログラム素子ＨＯＥ内の屈折率ｎ、ｎ’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの回折効果が生じ、発散角を変更して対物レンズＯＢＪに入射するので、同じ対物レンズＯＢＪを用いた場合でも、第１ビームのみ色収差補正を行うことができる。
【００５４】
図６は、２種類の高密度ＤＶＤと、ＤＶＤ、ＣＤに対して情報の記録／再生を行える、第５の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。
【００５５】
図６において、第１光源としての第１半導体レーザＢＬ（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、ここでは４０５ｎｍ）から出射された光束（第１ビーム）は、第１ビームスプリッタＢＳ１を通過し、コリメータＣＬで平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２及び第３ビームスプリッタＢＳ３を通過し、更に偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、回折レンズＤＬ及び対物レンズＯＢＪにより、第１の光ディスクＤＳＣ１の保護層（厚さｔ＝０．０９〜０．１１ｍｍ、ここでは０．１ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第１の光ディスクＤＳＣ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５６】
図６において、第２光源としての第２半導体レーザＡＬ（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、ここでは４０５ｎｍ）からは、第１半導体レーザＢＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせるようにして光束（第２ビーム）が出射され、かかる光束は第１ビームスプリッタＢＳ１で反射され、コリメータＣＬで平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２及び第３ビームスプリッタＢＳ３を通過し、更に偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、回折レンズＤＬ及び対物レンズＯＢＪにより、第１の光ディスクＤＳＣ１の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第２の光ディスクＤＳＣ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５７】
更に、図６において、第３半導体レーザＤＬ（波長λ１＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ、ここでは６５０ｎｍ）からは、第１半導体レーザＢＬから出射された光束と偏光面を同じ向きとして光束（第３ビーム）が出射され、かかる光束は第２ビームスプリッタＢＳ２で反射され、第３ビームスプリッタＢＳ３を通過し、発散光束の状態で偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥに入射し、回折レンズＤＬ及び対物レンズＯＢＪにより、第２の光ディスクＤＳＣ２の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第３の光ディスクＤＳＣ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５８】
更に、図６において、第４光源としての第４半導体レーザＣＨＬ（波長λ３＝７００ｎｍ〜８００ｎｍ、ここでは７８０ｎｍ）からは、第１半導体レーザＢＬから出射された光束と偏光面を同じ向きとして光束（第４ビーム）が出射され、かかる光束は第３ビームスプリッタＢＳ３で反射され、発散光束の状態で偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥに入射し、回折レンズＤＬ及び対物レンズＯＢＪにより、第４の光ディスクＤＳＣ４の保護層（厚さｔ＝１．１〜１．３ｍｍ、ここでは１．２ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第４の光ディスクＤＳＣ４に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５９】
しかるに、本実施の形態によれば、第１半導体レーザーＢＬ及び第３半導体レーザＤＬ、第４半導体レーザＣＨＬから出射された光束は、第２半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせており、偏光ホログラム素子ＨＯＥは第２半導体レーザＡＬから出射した第２ビームのみを回折させ、第１の光ディスクＤＳＣ１と第２の光ディスクＤＳＣ２の保護層厚さの違いによる球面収差を補正し、またフレア化により第２ビームに対して絞り効果をもたせることができる。
【００６０】
対物レンズＯＢＪは屈折レンズの少なくとも一つのレンズ面に微細な段差を有する複数の輪帯からなる回折構造を有する第１レンズと、屈折レンズの第２レンズとから構成されており、回折構造は、λ１の波長に対し回折効率が最大となる回折次数をｍｌ、λ２の波長に対し回折効率が最大となる回折次数をｍ２、λ３の波長に対し、回折効率が最大となる回折次数をｍ３としたときに、ｍｌ、ｍ２、ｍ３が異なる整数となるように設けられており、さらに上述の（２）、（３）式を満足するように、例えばｍｌ＝８、ｍ２＝５、ｍ３＝４あるいはｍｌ＝６、ｍ２＝４、ｍ３＝３となるように構成する。このようにすると各波長での回折効率が８５％を下回ることなく、入射光の発散角の差も利用することによって異なる保護層厚の光ディスクに良好なスポットを形成することができる。
【００６１】
一方、第２半導体レーザＡＬから出射した光束は、偏光ホログラム素子ＨＯＥ内の屈折率ｎ、ｎ’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの回折効果が生じ、発散角を変更して対物レンズＯＢＪに入射するので、同じ対物レンズＯＢＪを用いた場合でも、０．６ｍｍの保護層を有する第２光ディスクＤＳＣ２に対して、球面収差を補正して適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００６２】
更に、第２光ディスクＤＳＣ２を使用時には偏光ホログラムＨＯＥの選択的回折作用により、外側の光束がスポット結像に寄与しないようにフレア化させることで、偏光ホログラム素子ＨＯＥに絞り機能を持たせることができる。
【００６３】
図７は、高密度ＤＶＤと、ＤＶＤ、ＣＤに対して情報の記録／再生を行える、第６の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。
【００６４】
図７において、第１光源としての第１半導体レーザＡＬ（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ、ここでは４０５ｎｍ）から出射された光束（第１ビーム）は、第１ビームスプリッタＢＳ１を通過し、第１コリメータＣＬ１で平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２を通過し、更に偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、対物レンズＯＢＪにより、第１の光ディスクＤＳＣ１の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第１の光ディスクＤＳＣ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００６５】
更に、図７において、第２光源である第２半導体レーザＤＬ（波長λ１＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ、ここでは６５０ｎｍ）からは、第１半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせるようにして光束（第２ビーム）が出射され、かかる光束は第１ビームスプリッタＢＳ１で反射され、第１コリメータＣＬ２で平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２を通過し、偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過し、対物レンズＯＢＪにより、第２の光ディスクＤＳＣ２の保護層（厚さｔ＝０．５〜０．７ｍｍ、ここでは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第２の光ディスクＤＳＣ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００６６】
更に、図７において、第３光源としての第３半導体レーザＣＨＬ（波長λ３＝７００ｎｍ〜８００ｎｍ、ここでは７８０ｎｍ）からは、第１半導体レーザＡＬから出射された光束と偏光面を９０度異ならせるようにして光束（第３ビーム）が出射され、かかる光束は第２コリメータＣＬ２で平行光束とされた後、第２ビームスプリッタＢＳ２で反射され、偏光回折手段である偏光ホログラム素子ＨＯＥに入射し、対物レンズＯＢＪにより、第３の光ディスクＤＳＣ３の保護層（厚さｔ＝１．１〜１．３ｍｍ、ここでは１．２ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。その反射光を不図示の光検出器で読み取ることで、第３の光ディスクＤＳＣ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００６７】
本実施の形態において、対物レンズＯＢＪの少なくとも一つの面は回折構造となっており、波長λ１＝４０５ｎｍの第１ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ１、波長λ２＝６５０ｎｍの第２ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ２、波長λ３＝７８０ｎｍの第３ビームが通過したときに回折効率が最大となる回折次数をｍ３としたとき、ｍ１＝６，ｍ２＝４，ｍ３＝３又はｍ１＝８，ｍ２＝５，ｍ３＝４となっている。前記回折構造は、第１、第２光ディスクＤＳＣ１、ＤＳＣ２と第３光ディスクとの保護層厚さの差による球面収差の補正と使用する開口数の差をフレア化による絞り効果を得ようとするものである。
【００６８】
かかる場合、ｍ１・λ１≒ｍ２・λ２≠ｍ３・λ３となるので、第３ビームに対し他と異なる回折作用が働くが、保護層厚さによる球面収差補正と絞り効果の両方をもたせると最小回折ピッチが小さくなり、高い加工精度が要求されるが、第３半導体レーザＣＨＬから出射された光束偏光面を第１、第２半導体レーザから出射された光束の偏光面と９０度異ならせており、偏光ホログラム素子ＨＯＥの回折作用をこの第３ビームだけに働くようにすると、対物レンズの回折構造の最小回折ピッチが小さくなるのを防ぐことができる。第１半導体レーザＡＬおよび第２半導体レーザＤＬから出射した光束の偏光面を所定の方向とすると、偏光ホログラム素子ＨＯＥを通過しても均質な平行平面媒質を通過したのと同じであるため発散角は変更されず、そのままの状態で対物レンズＯＢＪに入射するので、同じ０．６ｍｍの保護層を有する第１光ディスクＤＳＣ１及び第２の光ディスクＤＳＣ２に対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える。尚、第１ビームＤＳＣ１において色収差補正を行うこともできる。
【００６９】
一方、第３半導体レーザＣＨＬから出射した光束は、偏光ホログラム素子ＨＯＥ内の屈折率ｎ、ｎ’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの回折効果が生じ、発散角を変更して対物レンズＯＢＪに入射するので、同じ対物レンズＯＢＪを用いた場合でも、１．２ｍｍの保護層を有する第３の光ディスクＤＳＣ３に対して、球面収差を補正して適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
【００７０】
更に、例えば第３光ディスクＤＳＣ３の使用時の開口数ＮＡが他のディスクと異なる場合、偏光ホログラム素子ＨＯＥにおける小さい開口数ＮＡに対応する位置の外側（有効径外）に回折構造を設けることで、開口数ＮＡが小さい光ディスク使用時には、有効径外の回折構造を通過した光束のみフレア化させることで、偏光ホログラム素子ＨＯＥに絞り機能を持たせることができる。
【００７１】
尚、上記全ての実施の形態において、偏光ホログラム素子ＨＯＥが対物レンズＯＢＪと一体で駆動されると好ましい。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、高密度ＤＶＤと従来のＤＶＤ、ＣＤの全てに対して適切に情報の記録及び／再生を行える光ピックアップ装置及び対物レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の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】偏光ホログラム素子の断面図である。
【図３】第２の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４】第３の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５】第４の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６】第５の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７】第６の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。
【符号の説明】
ＡＬ，ＢＫ，ＤＬ，ＣＨＬ  半導体レーザ
ＨＯＥ  偏光ホログラム素子
ＯＢＪ  対物レンズ
ＤＳＣ１，ＤＳＣ２，ＤＳＣ３，ＤＳＣ４  光ディスク
【図１】
2004326858.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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