(57)【要約】【課題】二種類以上の光情報記録媒体の情報の再生及び／又は記録を、それぞれ異なる波長の光束を用いて行う光ピックアップ装置で、使用波長に応じてレーザの入射径を変化させることができるものを提供する。【解決手段】二種類以上の光情報記録媒体Ｍ１，Ｍ２の情報の再生及び／又は記録を、それぞれ異なる波長λ１，λ２の光束を用いて行う光ピックアップ装置１で、対物光学素子を通過する光束のうち、集光スポットを形成するために必要な径より外側を通過する光束を、開口制限素子で遮断するか又は波長選択性素子で減少させる。【選択図】　　　　図２
2004079010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の光情報記録媒体に対して、第一の光源（波長λ１）からの光束を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体に対して、第二の光源（波長λ２、但しλ２＞λ１）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、
前記光束を各光情報記録媒体の情報記録面上に集光してこれら情報記録面に対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子が備えられ、
前記第一の光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子の最も光源側の光学面上の領域を第一の領域として、その面積をＲ１とし、
前記第二の光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子の最も光源側の光学面上の領域を第二の領域として、その面積をＲ２としたとき、
Ｒ１＜Ｒ２＜１．１・Ｒ１
に設定され、
前記対物光学素子の光源側に、前記第一の光源からの光束に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子を有すること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
第一の光情報記録媒体に対して、第一の光源（波長λ１）からの光束を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体に対して、第二の光源（波長λ２、但しλ２＞λ１）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、
前記光束を各光情報記録媒体の情報記録面上に集光してこれら情報記録面に対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子が備えられ、
前記第一の光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子の最も光源側の光学面上の領域を第一の領域として、その面積をＲ１とし、
前記第二の光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子の最も光源側の光学面上の領域を第二の領域として、その面積をＲ２としたとき、
Ｒ１＜Ｒ２＜１．１・Ｒ１
に設定され、
前記対物光学素子の光源側には波長選択性素子が配置され、
前記波長選択性素子の前記第一の領域より外側の領域では、前記第一の光源からの光束の透過率よりも前記第二の光源からの光束の透過率が高いこと
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
前記開口制限素子はダイクロイックフィルタであること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
前記波長選択性素子はダイクロイックフィルタであること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数ＮＡ１が、
ＮＡ１＝０．６５
であ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３又は４に記載の光ピックアップ装置において、
前記第二の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数ＮＡ２が、
０．６５≦ＮＡ２≦０．６７６
であ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３又は４に記載の光ピックアップ装置において、
前記波長λ１、λ２は、
３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ
６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ
であ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７に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体の保護基板の厚さをｔ１、前記第二の光情報記録媒体の保護基板の厚さをｔ２として、
ｔ１＝ｔ２＝０．６ｍｍ
であ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、二種類以上の光情報記録媒体の情報の再生及び／又は記録を、それぞれ異なる波長の光束を用いて行う光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光情報記録媒体（光ディスク、光磁気ディスク）は、記録密度が大きく大容量であること、さらにはランダムアクセスに優れていること等から種々の記録媒体として使用されている。
【０００３】
光情報記録媒体の種類は、用途などに応じて種々開発されており、互いに規格（情報の記録密度、情報の再生／記録に用いるレーザの波長、保護基板の厚さなど）が異なるものが存在する。現在市場に出ているものとしては、ＣＤやＤＶＤなどが挙げられ、開発途上のものとしては、高密度ＤＶＤなどが挙げられる。
【０００４】
このような各種の光情報記録媒体に対して、情報の再生／記録を行う光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の種類にかかわらず、基本的にほぼ同様の構成であるため、一つの光ピックアップ装置を用いて複数種類の光ディスクの情報の再生／記録を実行可能なディスク装置も開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種のディスク装置では、対物光学素子（対物レンズ）の開口数ＮＡの値を、光情報記録媒体の種類に応じて可変とする必要がある。
【０００６】
本発明の課題は、二種類以上の光情報記録媒体の情報の再生及び／又は記録を、それぞれ異なる波長の光束を用いて行う光ピックアップ装置で、使用波長に応じてレーザの入射径を変化させることができるものを提供することである。
【０００７】
【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２に示すように、第一の光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ）Ｍ１に対して、第一の光源（波長λ１）（半導体レーザダイオード）ＬＤ１からの光束（レーザ）Ｌ１を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体（ＤＶＤ）Ｍ２に対して、第二の光源（波長λ２、但しλ２＞λ１）（半導体レーザダイオード）ＬＤ２からの光束（レーザ）Ｌ２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において、
前記光束Ｌ１，Ｌ２を各光情報記録媒体Ｍ１，Ｍ２の情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒ上に集光してこれら情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒに対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子（対物レンズ）ＯＬが備えられ、
前記第一の光情報記録媒体Ｍ１に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子ＯＬの最も光源ＬＤ１側の光学面Ｓ１上の領域を第一の領域Ｓ１ａとして、その面積をＲ１とし、
前記第二の光情報記録媒体Ｍ２に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子ＯＬの最も光源ＬＤ２側の光学面Ｓ１上の領域を第二の領域Ｓ１ｂとして、その面積をＲ２としたとき、
Ｒ１＜Ｒ２＜１．１・Ｒ１
に設定され、
前記対物光学素子ＯＬの光源ＬＤ１，ＬＤ２側に、前記第一の光源ＬＤ１からの光束Ｌ１に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子（ダイクロイックフィルタ）ＤＦを有すること
を特徴とする。
ここで、開口制限素子としては、絞りや、ダイクロイックフィルタなどを適用することができる。
また、上記第一の領域の面積Ｒ１、第二の領域の面積Ｒ２は、対物光学素子の光学面Ｓ１を光源側から光軸に沿う方向に見たときの面積のことを指すものとする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側に、第一の光源からの光束に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子を有するので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ１の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生／記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、第一の光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ）Ｍ１に対して、第一の光源（波長λ１）（半導体レーザダイオード）ＬＤ１からの光束（レーザ）Ｌ１を集光させて情報の再生及び／又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体（ＤＶＤ）Ｍ２に対して、第二の光源（波長λ２、但しλ２＞λ１）（半導体レーザダイオード）ＬＤ２からの光束（レーザ）Ｌ２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において、
前記光束Ｌ１，Ｌ２を各光情報記録媒体Ｍ１，Ｍ２の情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒ上に集光してこれら情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒに対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子（対物レンズ）ＯＬが備えられ、
前記第一の光情報記録媒体Ｍ１に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子ＯＬの最も光源ＬＤ１側の光学面Ｓ１上の領域を第一の領域Ｓ１ａとして、その面積をＲ１とし、
前記第二の光情報記録媒体Ｍ２に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子ＯＬの最も光源ＬＤ２側の光学面Ｓ１上の領域を第二の領域Ｓ１ｂとして、その面積をＲ２としたとき、
Ｒ１＜Ｒ２＜１．１・Ｒ１
に設定され、
前記対物光学素子ＯＬの光源ＬＤ１，ＬＤ２側には波長選択性素子（ダイクロイックフィルタ）ＤＦが配置され、
前記波長選択性素子ＤＦの前記第一の領域Ｓ１ａより外側の領域では、前記第一の光源ＬＤ１からの光束Ｌ１の透過率よりも前記第二の光源ＬＤ２からの光束Ｌ２の透過率が高いこと
を特徴とする。
ここで、波長選択性素子としては、ダイクロイックフィルタなどを適用することができる。
また、上記第一の領域の面積Ｒ１、第二の領域の面積Ｒ２は、対物光学素子の光学面Ｓ１を光源側から光軸に沿う方向に見たときの面積のことを指すものとする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側には波長選択性素子が配置され、波長選択性素子の第一の領域より外側の領域では、第一の光源からの光束の透過率よりも第二の光源からの光束の透過率が高いので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ１の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生／記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置１において、
前記開口制限素子ＤＦはダイクロイックフィルタであること
を特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置１において、前記波長選択性素子ＤＦはダイクロイックフィルタであること
を特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数ＮＡ１が、
ＮＡ１＝０．６５
であることを特徴とする。
ここで、開口数ＮＡとは、光源からの光束が光情報記録媒体の情報記録面上に収差なく集光した場合の集光スポット径（直径）をΦとして、下式
Φ＝１．２２・λ／ＮＡ
から求められる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項３又は４に記載の光ピックアップ装置において、
前記第二の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数ＮＡ２が、
０．６５≦ＮＡ２≦０．６７６
であることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項３又は４に記載の光ピックアップ装置において、
前記波長λ１、λ２は、
３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ
６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ
であることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体の保護基板の厚さをｔ１、前記第二の光情報記録媒体の保護基板の厚さをｔ２として、
ｔ１＝ｔ２＝０．６ｍｍ
であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の光ピックアップ装置１の概略図である。この光ピックアップ装置１は、保護基板の厚さＭ１ｔ，Ｍ２ｔが０．６ｍｍの高密度ＤＶＤ（光情報記録媒体）（Ｍ１）とＤＶＤ（光情報記録媒体）（Ｍ２）の双方について、前者については波長λ１（４０７ｎｍ）の光束を用いて、後者については波長λ２（６５５ｎｍ）の光束を用いて、情報の再生及び記録を実施可能に構成されている。
【００１８】
各光ピックアップ装置１は、半導体レーザダイオード（光源）ＬＤ１から出射される波長λ１（４０７ｎｍ）のレーザ（光束）と、半導体レーザダイオード（光源）ＬＤ２から出射される波長λ２（６５５ｎｍ）のレーザを、補正板Ｐ１（Ｐ２）、ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２、コリメータレンズＣｏＬ、ダイクロイックフィルタ（開口制限素子／波長選択性素子）ＤＦ、対物レンズ（対物光学素子）ＯＬを通過させて、光軸Ｘ上で高密度ＤＶＤ（光情報記録媒体）（Ｍ１）又はＤＶＤ（光情報記録媒体）（Ｍ２）の情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒに集めて集光スポットを形成し、この情報記録面Ｍ１ｒ，Ｍ２ｒからの反射光を、ビームスプリッタＢＳ２で取り込み、シリンドリカルレンズＣｙＬ、カップリングレンズＣＬを通過させて、光センサＰＤの受光面に再びビームスポットを形成するものである。
対物レンズＯＬは、アクチュエータ（図示省略）によって、光軸Ｘ方向に可動とされている。
【００１９】
図２は、本実施の形態における対物レンズ（対物光学素子）ＯＬ及びダイクロイックフィルタ（開口制限素子／波長選択性素子）の概略を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。図２において、Ｓ１，Ｓ２はそれぞれ、レーザの入射面、出射面である。
【００２０】
本実施の形態の対物レンズＯＬは、半導体レーザダイオードＬＤ１から発振された波長λ１（４０７ｎｍ）のレーザを、入射面Ｓ１の回折構造で回折させ、その３次回折光を高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の情報記録面Ｍ１ｒ上に集光させる。また、半導体レーザダイオードＬＤ２から発振された波長λ２（６５５ｎｍ）のレーザを、光学面Ｓ１の回折構造（後述）で回折させ、その２次回折光をＤＶＤ（Ｍ２）の情報記録面Ｍ２ｒ上に集光させるように設計されている。
【００２１】
表１に、対物レンズＯＬのレンズデータを示す。また、表２に、対物レンズＯＬから高密度ＤＶＤ（Ｍ１）に至る光学系、及び、対物レンズＯＬからＤＶＤ（Ｍ２）に至る光学系のデータを示す。ここで、例えば「７．０６０１４３Ｅ−０３」は「７．０６０１４３×１０−３」を意味する。
対物レンズＯＬの開口数は、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）に対して０．６５、ＤＶＤ（Ｍ２）に対して０．６７に設定されている。
また、対物レンズＯＬの焦点距離は、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）に対応する波長λ１の光束に対して２．４ｍｍ、ＤＶＤ（Ｍ２）に対応する波長λ２の光束に対して２．４６ｍｍである。
【００２２】
【表１】
2004079010.tif 000003
【００２３】
【表２】
2004079010.tif 000004
【００２４】
対物レンズＯＬの、光源ＬＤ１，ＬＤ２側の光学面Ｓ１（表６における第１面）、光情報記録媒体Ｍ１，Ｍ２側の光学面Ｓ２（表６における第２面）の形状は、下記（１）式に、〔表１〕に示した係数Ａ２ｉを代入した非球面状に形成されている。
【００２５】
【数１】
2004079010.tif 000005
【００２６】
ここで、Ｘは光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、ｈは光軸と垂直方向の軸（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。
【００２７】
また、対物レンズＯＬの光学面Ｓ１には、光軸Ｘを中心とする輪帯状の回折構造が形成されている。
回折構造のピッチは、光路差関数を使って定義される。具体的には、光路差関数Φ（ｈ）は、単位をｍｍとして、下記（２）式に、〔表１〕に示した係数Ｃ２ｉを代入して表される。
【００２８】
【数２】
2004079010.tif 000006
【００２９】
ここで、Φ（ｈ）は（１）式で表された非球面からの光軸方向のシフト量（光の進行方向を正とする）、ｈは光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ）、Ｃ２ｉは光路差関数の係数、λは波長、Ｋは回折次数である。
【００３０】
ダイクロイックフィルタＤＦは、光軸からの高さｈについて、第一の領域ＤＦａ（０ｍｍ≦ｈ≦１．５６ｍｍ）と、それより外側の領域（１．５６ｍｍ≦ｈ）とに区分されて設計されている（図２（ａ）参照）。
ダイクロイックフィルタの第一の領域ＤＦａでは、あらゆる波長の光束が透過され、それより外側の領域では、波長λ１の光束はほぼ完全に遮断されるとともに波長λ２の光束はほぼ完全に透過されるようになっている。
【００３１】
半導体レーザダイオードＬＤ１からのレーザＬ１は、ダイクロイックフィルタＤＦの第一の領域ＤＦａ内を通過し、対物レンズＯＬの第一の領域Ｓ１ａに入射する。
半導体レーザダイオードＬＤ２からのレーザＬ２は、ダイクロイックフィルタＤＦのほぼ全領域を通過し、対物レンズＯＬの第二の領域Ｓ１ｂに入射する。つまり、ＤＶＤ（Ｍ２）の情報の再生又は記録時には、光学面Ｓ１のほぼ全面を通過するレーザが利用される。
【００３２】
図３に、半導体レーザダイオードＬＤ１からのレーザが対物レンズＯＬによって高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の情報記録面Ｍ１ｒ上に集光されたときの、縦球面収差図を示す。
また、図４に、半導体レーザダイオードＬＤ２からのレーザが対物レンズＯＬによってＤＶＤ（Ｍ２）の情報記録面Ｍ２ｒ上に集光されたときの、縦球面収差図を示す。
【００３３】
図３に示すように、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の再生又は記録時には、第一の領域Ｓ１ａより外側を通過するレーザが、ダイクロイックフィルタＤＦにより遮断され、集光スポットの形成に寄与しないようになっている。
これにより、各光情報記録媒体の種類に応じて自動的に開口の切り替えが行われるので、別途開口切替手段（絞りなど）を設ける必要がない。
【００３４】
なお、本発明の光ピックアップ装置は、上記の各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良ならびに設計の変更を行ってもよい。
例えば、上記の実施の形態では、対物光学素子はそれぞれ単レンズで構成されているが、複数の光学素子を組み合わせて本発明に係る対物光学素子を構成しても良い。
また、三種類以上の光情報記録媒体の情報の再生／記録について互換性を持つ光ピックアップ装置を構成することも可能である。
また、具体的な細部構造についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側に、第一の光源からの光束に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子を有するので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ１の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生／記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【００３６】
請求項２に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側には波長選択性素子が配置され、波長選択性素子の第一の領域より外側の領域では、第一の光源からの光束の透過率よりも第二の光源からの光束の透過率が高いので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ１の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生／記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【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一例の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る光ピックアップ装置の一例の部分拡大図である。
【図３】本発明に係る光ピックアップ装置によって波長λ１の光束が第一の光情報記録媒体の情報記録面上に集光されたときの縦球面収差図である。
【図４】本発明に係る光ピックアップ装置によって波長λ２の光束が第二の光情報記録媒体の情報記録面上に集光されたときの縦球面収差図である。（縦球面収差図）
【符号の説明】
１　　　　　　　光ピックアップ装置
ＯＬ　　　　　　対物光学素子（対物レンズ）
ＤＦ　　　　　　開口制限素子／波長選択性素子（ダイクロイックフィルタ）
ＬＤ１，ＬＤ２　光源（半導体レーザダイオード）
Ｓ１ａ　　　　　（光学面上の）第一の領域
Ｓ１ｂ　　　　　（光学面上の）第二の領域
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
Ｍ１ｔ，Ｍ２ｔ　保護基板の厚さ
【図１】
2004079010.tif 000007
【図２】
2004079010.tif 000008
【図３】
2004079010.tif 000009
【図４】
2004079010.tif 000010