(57)【要約】【課題】水平方向と垂直方向とで異なる放射角を有する光源からの光束を、ほぼ円形の光束に変換するためのビーム整形機能を備える光学素子について、使用環境の温度が変化によって硝材の性能の光学的性能が変化しても、これを補正することが可能な光学素子、及びこの光学素子を備える光ピックアップ装置を提供すること。【解決手段】光情報記録媒体Ｍ１の情報記録面Ｍ１ｒに光源ＬＤ１からの光束Ｌ１を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置１で、ビーム整形用光学手段ＳＨ１と、カップリング用光学手段ＣＬ１と、集光用光学手段ＯＬ１のうち少なくとも一つをプラスチック樹脂で構成し、使用環境の温度変動及び／又は光束の波長の変動による波面収差の劣化を低減させる補正構造を備える。【選択図】　　　　図１
2004071071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体の情報記録面に光源からの光束を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置において、
前記光束の光軸に垂直な断面形状をほぼ円形に整形するビーム整形用光学手段と、
前記ビーム整形用光学手段によって整形された光束の発散角を変化させるカップリング用光学手段と、
前記カップリング用光学手段によって発散角が変化させられた光束を前記光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光用光学手段と
を備え、
前記ビーム整形用光学手段、前記カップリング用光学手段、前記集光用光学手段のうち少なくとも一つは、プラスチック樹脂から構成されているとともに使用環境の温度変動及び／又は光束の波長の変動による波面収差の劣化を低減させる補正構造を有すること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
光情報記録媒体の情報記録面に光源からの光束を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置において、
前記光束の光軸に垂直な断面形状をほぼ円形に整形するビーム整形用光学手段と、
前記ビーム整形用光学手段によって整形された光束の発散角を変化させるカップリング用光学手段と、
前記カップリング用光学手段によって発散角が変化させられた光束の径を拡大又は縮小させるビーム径変更手段と、
前記ビーム径変更手段によって径が拡大又は縮小された光束を前記光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光用光学手段と
を備え、
前記ビーム整形用光学手段、前記カップリング用光学手段、前記ビーム径変更手段と、前記集光用光学手段のうち少なくとも一つは、プラスチック樹脂から構成されているとともに使用環境の温度変動及び／又は光束の波長の変動による波面収差の劣化を低減させる補正構造を有すること
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において、
前記各光学手段のうち２つ以上がプラスチック樹脂から構成されているとともに前記補正構造を有すること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置において、
前記各光学手段の全てがプラスチック樹脂から構成されていること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置において、
前記各光学手段のうち２つ以上がプラスチック樹脂から構成され、そのうちの一つが前記補正構造を有すること
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において、
互いに波長が異なる複数種類の光束を用いて、これら各種光束の波長に応じて互いに記録密度が異なる複数種類の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行うことが可能とされ、
前記カップリング用光学手段又は前記集光用光学手段はプラスチック樹脂から構成されているとともに、前記光情報記録媒体の保護基板の厚さ及び／又は前記光束の波長の差による球面収差の劣化を抑制する補正構造を有すること
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において、
前記補正構造は、回折構造を備える光学機能面によって実現されていること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記補正構造は、位相シフト構造を備える光学機能面によって実現されていること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【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源からの光束を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップ装置では、光源として半導体レーザ発振器を用いるが、レーザダイオードから出射された光束は円形ではないため、これを所定の径を有する円形状に整える必要がある。
【０００３】
光束を円形に整える手段は主として２つ有る。１つめは円形の絞りを使うことでビームを円形に整える方法であり、２つめはビームの形状を整形するための光学手段（ビームシェイパ）を用いる方法である。
前者は楕円のうち円形部分を取り出して使うため光量の損失が発生するのに対して、後者は楕円光束を屈折させて円形の光束に整形するため、光量損失が少なく有利である。
【０００４】
後者による方法では、光源から出射された光束を、ビームシェイパ（水平方向と垂直方向とで異なる放射角を有する光源からの光束を、ほぼ円形の光束に変換するためのビーム整形機能を備える光学素子）にて円形断面に整え、カップリングレンズによって発散角を変え（コリメータによって平行光にせしめ）、対物レンズに入射させる。
つまり、光源から出射された光束がビームシェイパ、コリメータを経て対物レンズにより集光され、光情報記録媒体の情報記録面に集光されて形成されるビームスポットは、円形に整形されていて、温度変化等の外乱によって形状が乱れないことが好ましい。
【０００５】
特に、光ディスクの書き換えを行うことが可能なディスクドライブでは、集光スポットの安定性が必要であり、ことにビーム径の安定が求められる。これはＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ、さらに高密度な光ディスクのドライブなど、光ピックアップ装置に用いられるレーザ光の使用波長を問わずに生じる問題である。
【０００６】
また、波長が短いレーザ光や、パワーが大きいレーザ光を使うと、光ピックアップ装置が高温になり易く、光学素子が熱で変形したり、半導体レーザダイオードから発振されるレーザ光の波長が変化するといった問題が生じる。しかし、レーザ光の出力を確保する上では、半導体レーザダイオードのパワーを低くするにも限界がある。
したがって、温度変化（特に高温化）に対して、レーザ光の変動を抑制することが求められる。
【０００７】
このような要因から、特にビームシェイパやカップリングレンズは、温度変化に対する性能の変化が小さいガラス製のものが用いられているが、これを低コスト化・小型化・軽量化するため、プラスチックで構成することが考えられる。
【０００８】
しかし、プラスチックはガラスに比べ、温度変化による性能（屈折率、形状）の変化が大きい。したがって、パワーの大きいレーザ発振機を使用することなどにより、使用環境の温度が高くなると、光学素子としての性能が変化してしまう。特にビームシェイパをプラスチックで構成した場合には、温度変化によって非点収差が発生する。
また温度変化によってレーザダイオードの発振波長が変化する、という問題もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、単一種類又は互いに記録密度が異なる複数種類の光情報記録媒体の情報記録面に光源からの光束を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置について、使用環境の温度や光束の波長、光情報記録媒体の保護基板厚などが変化しても、その影響を補正することが可能な、プラスチック樹脂からなる光学手段を備える光ピックアップ装置を提供することである。
【００１０】
【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、例えば図１、図５に示すように、光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ）Ｍ１，（ＤＶＤ）Ｍ２の情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒに光源（半導体レーザダイオード）ＬＤ１〜ＬＤ３からの光束（レーザ）Ｌ１〜Ｌ３を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置１，２において、
前記光束Ｌ１〜Ｌ３の光軸Ｘに垂直な断面形状をほぼ円形に整形するビーム整形用光学手段（ビームシェイパ）ＳＨ１，ＳＨ２と、
前記ビーム整形用光学手段ＳＨ１，ＳＨ２によって整形された光束Ｌ１，Ｌ２の発散角を変化させるカップリング用光学手段（カップリングレンズ）ＣＬ１と、
前記カップリング用光学手段ＣＬ１によって発散角が変化させられた光束Ｌ１，Ｌ２を前記光情報記録媒体Ｍ１，Ｍ２の情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒ上に集光させる集光用光学手段（対物レンズ）ＯＬ１，ＯＬ２と
を備え、
前記ビーム整形用光学手段ＳＨ１，ＳＨ２、前記カップリング用光学手段ＣＬ１、前記集光用光学手段ＯＬ１，ＯＬ２のうち少なくとも一つは、プラスチック樹脂から構成されているとともに使用環境の温度変動及び／又は光束の波長の変動による波面収差の劣化を低減させる補正構造を有すること
を特徴とする。
ここで、上記補正構造とは、具体的には、回折構造を備える光学機能面や、位相シフト構造を備える光学機能面などを指す。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、ビーム整形用光学手段、カップリング用光学手段、集光用光学手段のうち少なくとも一つは、プラスチック樹脂から構成されているとともに使用環境の温度変動及び／又は光束の波長の変動による波面収差の劣化を低減させる補正構造を有するので、光ピックアップ装置の温度が変化してプラスチック樹脂から構成された光学素子の屈折率や形状が変化したり、半導体レーザダイオードなどの光源から出射される光束の波長が温度変化やその他の要因によって変動したりしても、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における波面収差の劣化を抑えることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、例えば図１１に示すように、光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ）Ｍ１，（ＤＶＤ）Ｍ２の情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒに光源（半導体レーザダイオード）ＬＤ２，ＬＤ３からの光束（レーザ）Ｌ２，Ｌ３を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置３において、
前記光束Ｌ１〜Ｌ３の光軸Ｘに垂直な断面形状をほぼ円形に整形するビーム整形用光学手段（ビームシェイパ）ＳＨ２と、
前記ビーム整形用光学手段ＳＨ２によって整形された光束Ｌ２の発散角を変化させるカップリング用光学手段（カップリングレンズ）ＣＬ３と、
前記カップリング用光学手段ＣＬ３によって発散角が変化させられた光束Ｌ２の径を拡大又は縮小させるビーム径変更手段（ビームエキスパンダ）ＢＸと、
前記ビーム径変更手段ＢＸによって径が拡大又は縮小された光束Ｌ２を前記光情報記録媒体Ｍ１，Ｍ２の情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒ上に集光させる集光用光学手段（対物レンズ）ＯＬ２と
を備え、
前記ビーム整形用光学手段ＳＨ２、前記カップリング用光学手段ＣＬ３、前記ビーム径変更手段ＢＸと、前記集光用光学手段ＯＬ２のうち少なくとも一つは、プラスチック樹脂から構成されているとともに使用環境の温度変動及び／又は光束の波長の変動による波面収差の劣化を低減させる補正構造を有すること
を特徴とする。
ここで、上記補正構造とは、具体的には、回折構造を備える光学機能面や、位相シフト構造を備える光学機能面などを指す。
また、上記ビーム径変更手段とは、具体的には、ビームエキスパンダやビームシュリンカなどと呼ばれる光学素子を指す。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、ビーム整形用光学手段、カップリング用光学手段、ビーム径変更手段、集光用光学手段のうち少なくとも一つは、プラスチック樹脂から構成されているとともに使用環境の温度変動及び／又は光束の波長の変動による波面収差の劣化を低減させる補正構造を有するので、光ピックアップ装置の温度が変化してプラスチック樹脂から構成された光学素子の屈折率や形状が変化したり、半導体レーザダイオードなどの光源から出射される光束の波長が温度変化やその他の要因によって変動したりしても、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における波面収差の劣化を抑えることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、例えば図１、図５、図１１に示すように、請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置１〜３において、
前記各光学手段ＳＨ１（ＳＨ２），ＣＬ１（ＣＬ３），（ＢＸ，）ＯＬ１（ＯＬ２）のうち２つ以上がプラスチック樹脂から構成されているとともに前記補正構造を有すること
を特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、各光学手段のうち２つ以上がプラスチック樹脂から構成されているとともに、各光学手段の温度変動によって生じる収差及び／又は光束の波長の変動によって生じる波面収差を低減させる補正構造を有するので、光ピックアップ装置の温度が変化してプラスチック樹脂から構成された光学素子の屈折率や形状が変化したり、半導体レーザダイオードなどの光源から出射される光束の波長が温度変化やその他の要因によって変動したりしても、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における波面収差の劣化を抑えることができる。
また、補正構造を２つ以上の光学手段に分担させることで、光学手段に形成される構成構造が簡単なものとなり、製作が容易になることで、光ピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置において、
前記各光学手段ＳＨ１（ＳＨ２），ＣＬ１（ＣＬ３），（ＢＸ，）ＯＬ１（ＯＬ２）の全てがプラスチック樹脂から構成されていること
を特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、各光学手段の全てがプラスチック樹脂から構成されているので、各光学素子の素材のコストや成形に要するコストを低減して、光ピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置において、
前記各光学手段ＳＨ１（ＳＨ２），ＣＬ１（ＣＬ３），（ＢＸ，）ＯＬ１（ＯＬ２）のうち２つ以上がプラスチック樹脂から構成され、そのうちの一つが前記補正構造を有すること
を特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、各光学手段のうち２つ以上がプラスチック樹脂から構成され、そのうちの一つが補正構造を有するので、光ピックアップ装置の温度が変化してプラスチック樹脂から構成された光学素子の屈折率や形状が変化したり、半導体レーザダイオードなどの光源から出射される光束の波長が温度変化やその他の要因によって変動したりしても、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における波面収差の劣化を抑えることができる。
また、補正構造を一つの光学手段にまとめて備えることで、他の光学手段の形状を簡素なものとして成形に要するコストを低減し、光ピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、例えば図５、図１１に示すように、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２，３において、
互いに波長が異なる複数種類の光束Ｌ２，Ｌ３を用いて、これら各種光束Ｌ２，Ｌ３の波長λ１，λ２に応じて互いに記録密度が異なる複数種類の光情報記録媒体Ｍ１，Ｍ２の情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒに対して情報の記録及び／又は再生を行うことが可能とされ、
前記カップリング用光学手段（カップリングレンズ）ＣＬ１〜ＣＬ３又は前記集光用光学手段（対物レンズ）ＯＬ２はプラスチック樹脂から構成されているとともに、前記光情報記録媒体Ｍ１，Ｍ２の保護基板の厚さＭ１ｔ，Ｍ２ｔ及び／又は前記光束Ｌ２，Ｌ３の波長λ１，λ２の差による球面収差の劣化を抑制する補正構造を有すること
を特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、カップリング用光学手段又は集光用光学手段はプラスチック樹脂から構成されているとともに、光情報記録媒体の保護基板の厚さ及び／又は光束の波長の差による球面収差の劣化を抑制する補正構造を有するので、一つのピックアップ装置で複数種類の光情報記録媒体に対して情報の読取及び／又は再生を行うことができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、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において、
前記補正構造は、回折構造を備える光学機能面によって実現されていること
を特徴とする。
【００２３】
請求項８に記載の発明である光ピックアップ装置は、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において、
前記補正構造は、位相シフト構造を備える光学機能面によって実現されていること
を特徴とする。
【００２４】
請求項７又は８に記載の発明によれば、前記補正構造は、回折構造又は位相シフト構造を備える光学機能面によって実現されているので、請求項１〜６のそれぞれに記載の発明における補正構造を具体的に実現することが可能である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
〔第１の実施の形態〕
図１に示す光ピックアップ装置１は、波長４０５ｎｍのレーザ（光束）Ｌ１を用いて、高密度ＤＶＤ（光情報記録媒体）Ｍ１の情報記録面Ｍ１ｒに対して情報の記録／読取が行えるように構成されている。
【００２７】
図１に示すように、光ピックアップ装置１は、半導体レーザダイオードＬＤ１から出射された波長４０５ｎｍのレーザＬ１が、ビームシェイパ（ビーム整形用光学手段）ＳＨ１を通過した後、ビームスプリッタＢＳ１１、カップリングレンズ（カップリング用光学手段）ＣＬ１、１／４波長板（図示省略）、絞り（図示省略）、対物レンズ（集光用光学手段）ＯＬ１を経て、透明保護基板を有する高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の情報記録面Ｍ１ｒで反射して戻り、ビームスプリッタＢＳ１１で取り出されて、シリンドリカルレンズＣｙＬ１を経て光センサＰＤ１に向かうように構成されている。
光ピックアップ装置１に用いられている光学素子（光学手段）の全ては、プラスチックから構成されている。
【００２８】
半導体レーザダイオードＬＤ１から出射されたレーザＬ１は、光軸ｚを含む２つの面上で異なる放射角を有し、レーザＬ１の光軸ｚに垂直な断面はほぼ楕円形となっている。半導体レーザダイオード（光源）ＬＤ１から発振されるレーザＬ１の、ｘｚ平面における出射角ＮＡｘは０．１８６、ｙｚ平面における出射角ＮＡｙは０．０９３である。
【００２９】
ビームシェイパＳＨ１は、このレーザＬ１をほぼ円形のレーザＬ１に変換するビーム整形機能を備える光学素子であり、オレフィン系樹脂から構成されたものである。
【００３０】
光ピックアップ装置１の光学系の、光軸ｚを含む２つの面上における光路図を図２（ｙｚ平面）、図３（ｘｚ平面）にそれぞれに示す。図２、図３に示すように、ビームシェイパＳＨ１の出射面から出射するレーザＬ１は、ｙｚ平面上とｘｚ平面上とでほぼ等しい放射角を有し、光軸ｚを中心とする光束の断面がほぼ円形状となるように補正される。
【００３１】
〔表１〕に、光ピックアップ装置１の光学系のデータを示す。
ここで、以下の〔表１〕〜〔表３〕においては、例えば「−２．２２４２Ｅ−１」は「−２．２２４２×１０−１」を意味する。
【００３２】
【表１】
2004071071.tif 000003
【００３３】
ビームシェイパＳＨ１の入射面は、ｙ方向の球面トロイダル面からなる。ｙ方向の球面トロイダル面は、ｙｚ面については下記（１）式に〔表１〕中の各係数を代入して表され、この曲線をｘ方向で曲率の中心を通るｙ軸に平行な直線に対して回転することで面が形成されている。
【００３４】
【数１】
2004071071.tif 000004
【００３５】
また、ビームシェイパＳＨ１の出射面は、下記（２）式に〔表１〕中の各係数を代入して表されるアナモフィック非球面からなる。
【００３６】
【数２】
2004071071.tif 000005
【００３７】
ここで、ｚは光軸（光の進行方向を正とする）、ｘ，ｙは光軸と垂直な２つの軸（光軸ｚからの高さ）、Ｒは近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａ，Ｂは非球面係数である。
【００３８】
カップリングレンズＣＬ１の入射面は、下記（３）式に〔表１〕中の各係数を代入して表される非球面からなる。
【００３９】
【数３】
2004071071.tif 000006
【００４０】
また、カップリングレンズＣＬ１の出射面は、（３）式に〔表１〕中の各係数を代入して表される非球面からなる。
【００４１】
対物レンズＯＬ１の入射面は、（３）式に〔表１〕中の各係数を代入して表される母非球面に、光軸ｚに対称な輪帯状の回折構造が設けられたものである。
【００４２】
また、対物レンズＯＬ１の出射面は、（３）式に〔表１〕中の各係数を代入して表される非球面からなる。
【００４３】
ここで、ｈは光軸ｚからの高さである。
【００４４】
また、対物レンズＯＬ１の入射面の回折構造のピッチは、光路差関数を使って表される。具体的には、光路差関数ΦＢは単位をｍｍとして、下記（４）式に〔表１〕中の各係数を代入して表される。
【００４５】
【数４】
2004071071.tif 000007
【００４６】
この対物レンズＯＬ１の入射面の回折構造によって、使用温度が変化することによる光ピックアップ装置１の光学系全体の性能変化を抑制する温度補正機能が実現されている。
図４は、光ピックアップ装置１の設計基準温度（２５℃）における、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の情報記録面Ｍ１ｒ上における縦球面収差図である。
【００４７】
また〔表２〕に示すように、光ピックアップ装置１の設計基準温度（２５℃）から３０℃だけ温度上昇が生じた時の、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の情報記録面Ｍ１ｒ上における波面収差は、最大で０．００３λｒｍｓ程度に抑えられている。
【００４８】
【表２】
2004071071.tif 000008
【００４９】
〔第２の実施の形態〕
図５に示す光ピックアップ装置２は、波長λ１（４０５ｎｍ），λ２（６５５ｎｍ）のレーザ（光束）Ｌ２，Ｌ３をそれぞれ用いて、高密度ＤＶＤ（光情報記録媒体）Ｍ１，ＤＶＤ（光情報記録媒体）Ｍ２の情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒに対して情報の記録／読取が行えるように構成されている。
【００５０】
図５に示すように、光ピックアップ装置２は、半導体レーザダイオードＬＤ２から出射された波長λ１（４０５ｎｍ）のレーザＬ２が、ビームシェイパ（ビーム整形用光学手段）ＳＨ２を通過した後、ビームスプリッタＢＳ２１、１／４波長板（図示省略）、カップリングレンズ（カップリング用光学手段）ＣＬ１、ビームスプリッタＢＳ２３、絞り（図示省略）、対物レンズ（集光用光学手段）ＯＬ２を経て、透明保護基板を有する高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の情報記録面Ｍ１ｒで反射して戻り、ビームスプリッタＢＳ２１で取り出されて、シリンドリカルレンズＣｙＬ２を経て光センサＰＤ２に向かうように、また、半導体レーザダイオードＬＤ３から出射された波長λ２（６５５ｎｍ）のレーザＬ３が、ビームスプリッタＢＳ２２、１／４波長板（図示省略）、カップリングレンズＣＬ２、ビームスプリッタＢＳ２３、絞り（図示省略）、対物レンズ（集光用光学手段）ＯＬ２を経て、透明保護基板を有するＤＶＤ（Ｍ２）の情報記録面Ｍ２ｒで反射して戻り、ビームスプリッタＢＳ２３，ＢＳ２２で取り出されて、シリンドリカルレンズＣｙＬ３を経て光センサＰＤ３に向かうように構成されている。
光ピックアップ装置２に用いられている光学素子（光学手段）の全ては、プラスチックから構成されている。
【００５１】
ＬＤ２から出射されたレーザＬ２は、光軸ｚを含む２つの面上で異なる放射角を有し、レーザＬ２の光軸ｚに垂直な断面はほぼ楕円形となっている。半導体レーザダイオード（光源）ＬＤ１から発振されるレーザＬ１の、ｘｚ平面における出射角ＮＡｘは０．２３９、ｙｚ平面における出射角ＮＡｙは０．１２２である。
半導体レーザダイオードＬＤ３から出射されたレーザＬ３の光軸ｚに垂直な断面は、ほぼ円形であり、その出射角は０．１００である。
【００５２】
ビームシェイパＳＨ２は、レーザＬ２をほぼ円形のレーザＬ２に変換するビーム整形機能を備える光学素子であり、オレフィン系樹脂から構成されたものである。
【００５３】
光ピックアップ装置２の、半導体レーザダイオードＬＤ２から光情報記録媒体Ｍ１に至る光学系の、光軸ｚを含む２つの面上における光路図を図６（ｙｚ平面）、図７（ｘｚ平面）にそれぞれに示す。また、半導体レーザダイオードＬＤ３から光情報記録媒体Ｍ２に至る光学系の光路図を図８に示す。
図６、図７に示すように、ビームシェイパＳＨ２の出射面から出射するレーザＬ２は、ｙｚ平面上とｘｚ平面上とでほぼ等しい放射角を有し、光軸ｚを中心とする光束の断面がほぼ円形状となるように補正される。
【００５４】
まず、光ピックアップ装置２の、半導体レーザダイオードＬＤ２から光情報記録媒体Ｍ１／Ｍ２に至る光学系について説明する。
〔表３〕に、光ピックアップ装置２の半導体レーザダイオードＬＤ２から光情報記録媒体Ｍ１／Ｍ２に至る光学系のデータを示す。
【００５５】
【表３】
2004071071.tif 000009
【００５６】
ビームシェイパＳＨ２の入射面は、ｙ方向の球面トロイダル面からなる。ｙ方向の球面トロイダル面は、ｙｚ面については上記（１）式に〔表３〕中の各係数を代入して表され、この曲線をｘ方向で曲率の中心を通るｙ軸に平行な直線に対して回転することで面が形成されている。
【００５７】
また、ビームシェイパ１１の出射面は、上記（２）式に〔表３〕中の各係数を代入して表されるアナモフィック非球面からなる。
【００５８】
カップリングレンズＣＬ１の入射面と出射面は、〔第１の実施の形態〕において説明したとおりの形状である。
【００５９】
対物レンズＯＬ２の入射面は、（３）式に〔表３〕中の各係数を代入して表される母非球面に、光軸ｚに対称な輪帯状の回折構造が設けられたものである。
【００６０】
また、対物レンズＯＬ２の出射面は、（３）式に〔表３〕中の各係数を代入して表される非球面からなる。
【００６１】
また、対物レンズＯＬ２の入射面の回折構造のピッチは、光路差関数を使って表される。具体的には、光路差関数ΦＢは単位をｍｍとして、上記（４）式に〔表３〕中の各係数を代入して表される。
【００６２】
次に、光ピックアップ装置２の、半導体レーザダイオードＬＤ３から光情報記録媒体Ｍ１／Ｍ２に至る光学系について説明する。
〔表４〕に、光ピックアップ装置２の半導体レーザダイオードＬＤ３から光情報記録媒体Ｍ１／Ｍ２に至る光学系のデータを示す。
【００６３】
【表４】
2004071071.tif 000010
【００６４】
カップリングレンズＣＬ２の入射面は、上記（３）式に〔表４〕中の各係数を代入して表される非球面からなる。
【００６５】
また、カップリングレンズＣＬ２の出射面は、（３）式に〔表４〕中の各係数を代入して表される非球面からなる。
【００６６】
そして、対物レンズＯＬ２の入射面の回折構造によって、使用温度が変化することによる光ピックアップ装置２の光学系全体の性能変化を抑制する温度補正機能が実現されている。
また、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）とＤＶＤ（Ｍ２）とで、透明保護基板の厚さ及び使用する光源の波長が相違することによって生じる球面収差は、上記回折構造と対物レンズＯＬ２に発散光を入射させることで抑制される。
【００６７】
また〔表５〕に示すように、光ピックアップ装置２の設計基準温度（２５℃）から３０℃だけ温度上昇が生じた時の、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の情報記録面Ｍ１ｒ上における波面収差は、最大で０．０１４λｒｍｓ程度に抑えられている。
【００６８】
【表５】
2004071071.tif 000011
【００６９】
図９、図１０は、光ピックアップ装置１の設計基準温度（２５℃）における、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）、ＤＶＤ（Ｍ２）の情報記録面Ｍ１ｒ上における縦球面収差図である。図１０より、ＤＶＤ（Ｍ２）に対するデータの読取／記録時に開口制限をしていることが分かる。
【００７０】
〔第３の実施の形態〕
図１１に示す光ピックアップ装置３は、〔第２の実施の形態〕において説明した光ピックアップ装置２にビームエキスパンダＢＸを組み込んだものである。ビームエキスパンダＢＸは、光ピックアップ装置の組立て時に移動させて収差の調整を行ったり、又は高密度ＤＶＤ（Ｍ１）、ＤＶＤ（Ｍ２）の再生／記録時に可動させて球面収差の補正を行ったりするために用いられる。その他の点については、光ピックアップ装置２とほぼ同様に構成されている。
光ピックアップ装置３に用いられている光学素子（光学手段）の全ては、プラスチックから構成されている。
【００７１】
なお、上記の各実施の形態では、光ピックアップ装置に用いるレーザの波長を４０５ｎｍ又は６５５ｎｍとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＤドライブに用いられる光ピックアップ装置のように７８０ｎｍ付近の波長のレーザ光を用いても良い。
また、上記各実施の形態では、対物レンズ（集光用光学手段）の入射面に回折構造を備えることによって、光学系全体の収差を補正しているが、他のプラスチック製光学素子（ビームシェイパ、カップリングレンズ、ビームエキスパンダなど）に補正構造（回折構造や位相シフト構造）を設けて、光学系の収差を補正しても良い。
また、補正構造を、２つ以上の光学素子に分担して備えるようにしても良い。
さらに、光ピックアップ装置に、互いに発振波長の異なる３種類以上の光源を備えることにより、３種類以上の光情報記録媒体（例えば、高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ）のそれぞれに対して情報の再生／記録を行うことができる互換性を持たせても良い。
その他、本発明の趣旨に沿う範囲で、光ピックアップ装置の設計を適宜変更しても良いことは勿論である。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ビーム整形用光学手段、カップリング用光学手段、集光用光学手段のうち少なくとも一つは、プラスチック樹脂から構成されているとともに使用環境の温度変動及び／又は光束の波長の変動による波面収差の劣化を低減させる補正構造を有するので、光ピックアップ装置の温度が変化してプラスチック樹脂から構成された光学素子の屈折率や形状が変化したり、半導体レーザダイオードなどの光源から出射される光束の波長が温度変化やその他の要因によって変動したりしても、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における波面収差の劣化を抑えることができる。
【００７３】
請求項２に記載の発明によれば、ビーム整形用光学手段、カップリング用光学手段、ビーム径変更手段、集光用光学手段のうち少なくとも一つは、プラスチック樹脂から構成されているとともに使用環境の温度変動及び／又は光束の波長の変動による波面収差の劣化を低減させる補正構造を有するので、光ピックアップ装置の温度が変化してプラスチック樹脂から構成された光学素子の屈折率や形状が変化したり、半導体レーザダイオードなどの光源から出射される光束の波長が温度変化やその他の要因によって変動したりしても、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における波面収差の劣化を抑えることができる。
【００７４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、各光学手段のうち２つ以上がプラスチック樹脂から構成されているとともに、各光学手段の温度変動によって生じる収差及び／又は光束の波長の変動によって生じる波面収差を低減させる補正構造を有するので、光ピックアップ装置の温度が変化してプラスチック樹脂から構成された光学素子の屈折率や形状が変化したり、半導体レーザダイオードなどの光源から出射される光束の波長が温度変化やその他の要因によって変動したりしても、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における収差光学素子の波面収差を抑えることができる。
また、補正構造を２つ以上の光学手段に分担させることで、光学手段に形成される構成構造が簡単なものとなり、製作が容易になることで、光ピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。
【００７５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、各光学手段の全てがプラスチック樹脂から構成されているので、各光学素子の素材のコストや成形に要するコストを低減して、光ピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。
【００７６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、各光学手段のうち２つ以上がプラスチック樹脂から構成され、そのうちの一つが補正構造を有するので、光ピックアップ装置の温度が変化してプラスチック樹脂から構成された光学素子の屈折率や形状が変化したり、半導体レーザダイオードなどの光源から出射される光束の波長が温度変化やその他の要因によって変動したりしても、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における波面収差の劣化を抑えることができる。
また、補正構造を一つの光学手段にまとめて備えることで、他の光学手段の形状を簡素なものとして成形に要するコストを低減し、光ピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。
【００７７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、カップリング用光学手段又は集光用光学手段はプラスチック樹脂から構成されているとともに、光情報記録媒体の保護基板の厚さ及び／又は光束の波長の差による球面収差の劣化を抑制する補正構造を有するので、一つのピックアップ装置で複数種類の光情報記録媒体に対して情報の読取及び／又は再生を行うことができる。
【００７８】
請求項７又は８に記載の発明によれば、前記補正構造は、回折構造又は位相シフト構造を備える光学機能面によって実現されているので、請求項１〜６のそれぞれに記載の発明における補正構造を具体的に実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の構成の一例を示す光路図である。
【図２】本発明に係る光ピックアップ装置の一例の光学系の、光軸ｚを含む面（ｙｚ平面）上における断面図である。
【図３】本発明に係る光ピックアップ装置の一例の光学系の、光軸ｚを含む面（ｘｚ平面）上における断面図である。
【図４】本発明に係る光ピックアップ装置の一例による、光情報記録媒体の情報記録面上における収差を示すグラフである。
【図５】本発明に係る光ピックアップ装置の構成の他の一例を示す光路図である。
【図６】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例の光学系の、光軸ｚを含む面（ｙｚ平面）上における断面図である。
【図７】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例の光学系の、光軸ｚを含む面（ｘｚ平面）上における断面図である。
【図８】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例の光学系の断面図である。
【図９】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例による、光情報記録媒体の情報記録面上における収差を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例による、光情報記録媒体の情報記録面上における収差を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る光ピックアップ装置の構成のさらに他の一例を示す光路図である。
【符号の説明】
１〜３　　　　　　光ピックアップ装置
Ｌ１〜Ｌ３　　　　光束（レーザ）
ＬＤ１〜ＬＤ３　　光源（半導体レーザダイオード）
ＳＨ１，ＳＨ２　　ビーム整形用光学手段（ビームシェイパ）
ＣＬ１〜ＣＬ３　　カップリング用光学手段（カップリングレンズ）
ＯＬ１，ＯＬ２　　集光用光学手段（対物レンズ）
ＢＸ　　　　　　　ビーム径変更手段（ビームエキスパンダ）
Ｍ１　　　　　　　光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ）
Ｍ２　　　　　　　光情報記録媒体（ＤＶＤ）
Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒ　　情報記録面
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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