(57)【要約】  【課題】    位相構造を有し、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤを含む、記録密度が異なる３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる対物光学系を搭載した光ピックアップ装置であって、その構成の簡素化、低コスト化を実現可能な光ピックアップ装置を提供する。  【解決手段】  コリメートレンズＣＯＬを移動可能な構成とすれば、コリメートレンズＣＯＬから光源までの距離を任意に変えることが可能となることから、波長の異なる３つの光源の内２つの光源を一体化したり、３つの光源を全て一体化したような構成を用いたとしても、所定の位置にコリメートレンズＣＯＬを移動させることによって、第１光束乃至光束に対するそれぞれの対物光学素子ＯＢＪの第１倍率Ｍ１乃至第３倍率Ｍ３をＭ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０を実現することが可能となる。また、コリメートレンズＣＯＬを共通化したり、光源を一体化させることで、光ピックアップ装置の構成が簡素化され、装置の小型化や低コスト化が達成される。【選択図】      図５ 
2005293765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源と、前記第１光束を記録密度ρ１の第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２光束を記録密度ρ２（ρ２＜ρ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第３光束を記録密度ρ３（ρ３＜ρ２）の第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系と、を有し、前記光源からの光束を前記対物光学系を介して前記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／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学系は位相構造を有し、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第１倍率Ｍ１、前記第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第２倍率Ｍ２、前記第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第３倍率Ｍ３とした時、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０を満たすとともに、
前記それぞれの光源からの光束を平行光束または略平行光束として前記対物光学系に光束を入射させるためのコリメートレンズを少なくとも１つ有し、前記コリメートレンズが光軸と平行な方向に移動可能であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記位相構造は、回折構造であ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】
前記コリメートレンズは、前記対物光学系の光源側、かつ前記第１光束、前記第２光束、前記第３光束が通過する共通光路内に配置され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】
前記コリメートレンズは以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
０．０１  ＜  ΔＣＬ／ｆＣＬ  ＜０．０５  （１）
ΔＣＬ：前記コリメートレンズ移動量
ｆＣＬ：前記コリメートレンズの第１光源波長に対する焦点距離
【請求項５】
前記第１光源、前記第２光源、前記第３光源の３つの光源の内、少なくとも２つは一体化されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源と、前記第１光束を記録密度ρ１の第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２光束を記録密度ρ２（ρ２＜ρ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第３光束を記録密度ρ３（ρ３＜ρ２）の第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系と、を有し、前記光源からの光束を前記対物光学系を介して前記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／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学系は位相構造を有し、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第１倍率Ｍ１、前記第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第２倍率Ｍ２、前記第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第３倍率Ｍ３とした時、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０を満たすとともに、
前記それぞれの光源からの光束を平行光束または略平行光束として前記対物光学系に光束を入射させるためのコリメートレンズと、収差補正を行うための収差補正手段とを有し、前記収差補正手段が少なくとも２枚のレンズで構成されるとともに、少なくとも１枚の前記レンズは光軸と平行な方向に移動可能であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記位相構造は、回折構造であることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記収差補正手段は、球面収差補正を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記収差補正手段は、前記対物光学系の光源側、かつ、前記コリメートレンズの対物光学系側で、前記第１光束、前記第２光束、前記第３光束が通過する共通光路内に配置されることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記収差補正手段は、１枚のレンズのみを移動させることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記収差補正手段は以下の条件を満たすことを特徴とする請求項６から１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
０．００１  ＜  ｜ΔＭＬ／ｆＢＥＭＬ｜  ＜０．０２  （２）
ΔＢＥＭＬ：前記収差補正手段における移動するレンズの移動量
ｆＢＥＭＬ：前記収差補正手段における移動するレンズの第１光源波長に対する焦点距離
【請求項１２】
前記第１光源、前記第２光源、前記第３光源の３つの光源の内、少なくとも２つは一体化されていることを特徴とする請求項６から１１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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる種類の光情報記録媒体に対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第２高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色ＳＨＧレーザ等、波長４００〜４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されつつある。これら青紫色レーザ光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物レンズを使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物レンズのＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。
【０００３】
尚、ＮＡ０．８５の対物レンズを使用する高密度光ディスクでは、光ディスクの傾き（スキュー）に起因して発生するコマ収差が増大するため、ＤＶＤにおける場合よりも保護層を薄く設計し（ＤＶＤの０．６ｍｍに対して、０．１ｍｍ）、スキューによるコマ収差量を低減しているものがある。ところで、かかるタイプの高密度光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダ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（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、高密度光ディスクに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダとしての商品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、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。
【０００４】
高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。
【０００５】
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物光学系を共通化することが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も有利となる。尚、記録／再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物光学系を得るためには、球面収差の波長依存性を有する位相構造を対物光学系に形成する必要がある。
【０００６】
特許文献１には、位相構造としての回折構造を有し、高密度光ディスクと従来のＤＶＤ及びＣＤに対して共通に使用可能な対物光学系、及びこの対物光学系を搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
【特許文献１】ヨーロッパ公開特許第１３０４６８９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然るに、上記の特許文献１に記載されている対物光学系は、各々の光ディスクに情報の記録／再生を行う際の倍率差が大きいため、光ピックアップ装置において、対物光学系以外の光学部品を共通化したり、複数種類の光源が集積化された光源モジュール等を使用するのが困難であり、光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化を実現できない、という問題がある。また特にＣＤに情報の記録／再生を行う際の倍率が大きいことから、レンズトラッキング時のコマ収差が大きくなり問題となる。
【０００８】
本発明は、上述の問題を考慮したものであり、位相構造を有し、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤを含む、記録密度が異なる３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる対物光学系を搭載した光ピックアップ装置であって、その構成の簡素化、低コスト化を実現可能な光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書においては、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光ディスク（光情報記録媒体ともいう）を総称して「高密度光ディスク」といい、ＮＡ０．８５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＢＤ：ブルーレイディスク）の他に、ＮＡ０．６５乃至０．６７の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＨＤ  ＤＶＤ）も含むものとする。また、このような保護層をその情報記録面上に有する光ディスクの他に、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、保護層或いは保護膜の厚さが０の光ディスクも含むものとする。また、本明細書においては、高密度光ディスクには、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光磁気ディスクも含まれるものとする。
【００１０】
更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤとは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系列光ディスクの総称である。記録密度は、高密度光ディスクが最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。
【００１１】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源と、前記第１光束を記録密度ρ１の第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２光束を記録密度ρ２（ρ２＜ρ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第３光束を記録密度ρ３（ρ３＜ρ２）の第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系と、を有し、前記光源からの光束を前記対物光学系を介して前記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／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学系は位相構造を有し、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第１倍率Ｍ１、前記第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第２倍率Ｍ２、前記第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第３倍率Ｍ３とした時、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０を満たすとともに、
前記それぞれの光源からの光束を平行光束または略平行光束として前記対物光学系に光束を入射させるためのコリメートレンズを少なくとも１つ有し、前記コリメートレンズが光軸と平行な方向に移動可能であることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、前記、第１光束乃至第３光束に対するそれぞれの前記対物光学系の第１倍率Ｍ１乃至第３倍率Ｍ３をＭ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０（ここでの倍率＝０とは、厳密にいえば平行光束が入射することをいうが、略平行光束が入射する場合を含む）とすることで、トラッキングによるレンズシフトが発生しても、収差の劣化が起こらないようにすることができる。
【００１３】
しかしながら、その場合において、それぞれの光源からの光束に共通のコリメートレンズを用いて対物光学系に入射する光束を平行又は略平行（ここでの略平行とは光軸と光束のマージナル光が成す角度が±１度以内の状態をいうものとする）とすると、それぞれの光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うための光源波長が異なることから、コリメートレンズの持つ色収差によって第１光源乃至第３光源それぞれについてコリメートレンズから光源までの望ましい距離が異なってしまい、それらの内２つの光源を一体化したり、３つの光源を全て一体化したような構成にすることが出来ないという問題が発生してしまう。又は、２つの光源を一体化したり、３つの光源を全て一体化したような構成にすると、コリメートレンズの色収差によって発生する対物光学系の収差が問題となり、そのままの構成では問題が発生してしまう。
【００１４】
これに対し、本発明のように、コリメートレンズを移動可能な構成とすれば、コリメートレンズから光源までの距離を任意に変えることが可能となることから、波長の異なる３つの光源の内２つの光源を一体化したり、３つの光源を全て一体化したような構成を用いたとしても、所定の位置にコリメートレンズを移動させることによって、前記第１光束乃至第３光束に対するそれぞれの前記対物光学系の第１倍率Ｍ１乃至第３倍率Ｍ３をＭ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０を実現することが可能となる。また、前記コリメートレンズを共通化したり、前記光源を一体化させることで、光ピックアップ装置の構成が簡素化され、装置の小型化や低コスト化が達成されるので望ましい。
【００１５】
前記対物光学系の光学面上に形成する位相構造は、例えば第１波長λ１と第２波長λ２の波長差に起因する色収差、及び／又は前記第１光情報記録媒体の保護層と第２光情報記録媒体の保護層の厚みの差に起因する球面収差を補正するための構造とすることができる。ここでいう色収差とは、波長差に起因する近軸像点位置の差、及び／又は波長差に起因する球面収差を指す。
【００１６】
上述の位相構造は、回折構造、光路差付与構造の何れであっても良い。回折構造としては、図１に模式的に示すように、複数の輪帯１００から構成され、光軸を含む断面形状が鋸歯形状であるものや、図２に模式的に示すように、段差１０１の方向が有効径内で同一である複数の輪帯１０２から構成され、光軸を含む断面形状が階段形状であるものや、図３に模式的に示すように、内部に階段構造が形成された複数の輪帯１０３から構成されるものや、図４に模式的に示すように、段差１０４の方向が有効径途中で入れ替わる複数の輪帯１０５から構成され、光軸を含む断面形状が階段形状であるものがある。また、光路差付与構造としては、図４に模式的に示すように、段差１０４の方向が有効径途中で入れ替わる複数の輪帯１０５から構成され、光軸を含む断面形状が階段形状であるものがある。従って、図４に模式的に示した構造は、回折構造である場合もあるし、光路差付与構造である場合もある。尚、図１乃至図４は、各位相構造を平面上に形成した場合を模式的に示したものであるが、各位相構造を球面或いは非球面上に形成しても良い。
【００１７】
また、本明細書において、「対物光学系」とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された波長が互いに異なる光束を、記録密度が互いに異なる光ディスクのそれぞれの情報記録面上に集光する機能を有する集光素子を少なくとも含む光学系を指す。対物光学系は集光素子のみから構成されていても良く、かかる場合には、集光素子の光学面上に位相構造が形成される。
【００１８】
更に、上述の集光素子と一体となってアクチュエータによりトラッキング及びフォーカシングを行う光学素子がある場合には、これら光学素子と集光素子とから構成される光学系が対物光学系となる。対物光学系がこのように、複数の光学素子から構成される場合には、集光素子の光学面上に位相構造を形成しても良いが、位相構造の段差部分による光束のけられの影響を低減するためには、集光素子以外の光学素子の光学面上に位相構造を形成するのが好ましい。
【００１９】
また、上述の集光素子は、プラスチックレンズであっても良いし、ガラスレンズであっても良い。集光素子をプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系のプラスチック材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率Ｎ４０５が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ４０５／ｄＴ（℃−１）が−１０×１０−５乃至−８×１０−５の範囲内であるプラスチック材料を使用するのがより好ましい。
【００２０】
また、集光素子をガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用すると、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。
【００２１】
ところで、ガラスレンズは一般的にプラスチックレンズよりも比重が大きいため集光素子をガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物光学系を駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、集光素子をガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が３．０以下であるのが好ましく、２．８以下であるのがより好ましい。
【００２２】
また、上述の集光素子の材料として、プラスチック材料中に直径が３０ｎｍ以下の粒子を分散させた材料を使用しても良い。温度が上昇すると屈折率が下がるプラスチック材料に、温度が上昇すると屈折率が上昇する無機材料を均質に混成することで両者の屈折率の温度依存性を打ち消すことが可能となる。これにより、プラスチック材料の成形性を保持したまま、温度変化に伴う屈折率変化が小さい光学材料（以下、かかる光学材料を「アサーマル樹脂」と呼ぶ）を得ることが出来る。
【００２３】
ここで、集光素子の屈折率の温度変化について説明する。温度変化に対する屈折率の変化率は、Ｌｏｒｅｎｔｚ−Ｌｏｒｅｎｚの公式に基づいて、屈折率ｎを温度Ｔで微分することにより、
以下の数３に示すＡで表される。
【００２４】
【数３】
2005293765.tif 000003
但し、ｎはレーザ光源の波長に対する前記集光素子の屈折率であり、αは集光素子の線膨張係数であり、［Ｒ］は集光素子の分子屈折力である。
【００２５】
一般的なプラスチック材料の場合は、第１項に比べて第２項の寄与が小さいので第２項はほぼ無視出来る。たとえば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）の場合、線膨張係数αは７×１０−５である、上式に代入すると、Ａ＝−１２×１０−５となり、実測値と概ね一致する。ここで、アサーマル樹脂では、直径が３０ｎｍ以下の微粒子プラスチック材料中に分散させることにより、実質的に上式の第２項の寄与を大きくし、第１項の線膨張による変化と打ち消しあうようにさせている。具体的には、従来は−１２×１０−５程度であった温度変化に対する屈折率変化率を、絶対値で１０×１０−５未満に抑えることが好ましい。より好ましくは、８×１０−５未満、更に好ましくは、６×１０−５未満に抑えることが、集光素子の温度変化に伴う球面収差変化を低減するうえで好ましい。
【００２６】
例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）に、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させることにより、このような温度変化に対する屈折率変化の依存性を解消することが出来る。母材となるプラスチック材料は、体積比で８０、酸化ニオブは２０程度の割合であり、これらを均一に混合する。微粒子は凝集しやすいという問題があるが、粒子表面に電荷を与えて分散させる技術も知られており、必要な分散状態を生じさせることが出来る。
【００２７】
尚、この体積比率は、温度変化に対する屈折率の変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類のナノサイズ無機粒子をブレンドして分散させることも可能である。
【００２８】
体積比率では、上記の例では８０：２０であるが、９０：１０〜６０：４０までの間で適宜調整可能である。９０：１０よりも体積比率が小さいと屈折率変化抑制の効果が小さくなり、逆に、６０：４０を超えるとアサーマル樹脂の成形性に問題が生じるために好ましくない。
【００２９】
微粒子は無機物であることが好ましく、更に、酸化物であることが好ましい。そして酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることが好ましい。無機物であることは、高分子有機化合物であるプラスチック材料との反応を低く抑えるために好ましく、また酸化物であることによって、青紫色レーザの長時間の照射に伴う透過率劣化や波面収差劣化を防ぐことが出来る。特に、高温下において青紫色レーザが照射されるという過酷な条件において、酸化が促進されやすくなるが、このような無機酸化物であれば、酸化による透過率劣化や波面収差劣化を防ぐことが出来る。
【００３０】
尚、プラスチック材料に分散させる微粒子の直径が大きいと、入射光束の散乱が生じやすくなり集光素子の透過率が低下する。高密度光ディスクにおいて、情報の記録／再生に使用される青紫色レーザの出力が十分高くない現状においては、集光素子の青紫色レーザ光束に対する透過率が低いと、記録速度の高速化、多層ディスク対応という観点で不利となる。従って、プラスチック材料に分散させる微粒子の直径は、好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０〜１５ｎｍ以下であることが集光素子の透過率低下を防ぐ上で好ましい。
【００３１】
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、前記位相構造は、回折構造であることを特徴とする。本発明のように、前記位相構造として回折構造を利用することで、記録密度が互いに異なる３種類の光ディスク用互換対物光学系の特性をより向上させることが可能となる。
【００３２】
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、前記コリメートレンズは、前記対物光学系の光源側、かつ前記第１光束、前記第２光束、前記第３光束が通過する共通光路内に配置されることを特徴とする。本発明のように、前記コリメートレンズを、対物光学系の光源側であって、かつ前記第１光束、前記第２光束、前記第３光束が通過する共通光路内に配置させることで、前記第１光束用の光学部品と、前記第２光束用の光学部品、前記第３光束用の光学部品とを共通化することが出来るので、光ピックアップ装置の部品点数の削減、構成の簡略化が可能となり、その結果、光ピックアップ装置の製造コストを低減出来る。
【００３３】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記コリメートレンズは以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
０．０１  ＜  ΔＣＬ／ｆＣＬ  ＜０．０５  （１）
ΔＣＬ：前記コリメートレンズ移動量
ｆＣＬ：前記コリメートレンズの第１光源波長に対する焦点距離
【００３４】
前記コリメートレンズが（１）式を満たすことで、前記対物光学系を、前記第１倍率Ｍ１、前記第２倍率Ｍ２、前記第３倍率Ｍ３が同じ倍率（０）となるようにして用いることが可能となる。上記値が（１）式の上下限を越えると、例えば前記第１光束用のコリメートレンズと前記第２光束用のコリメートレンズとを共通化した場合、これら共通の光学部品を透過して、前記対物光学系に入射する前記第１光束と前記第２光束の発散度合いが、上述した共通光学部品の色収差の影響で互いに異なってしまうので好ましくない。なぜなら、（１）式を満たさない前記対物光学系に対して、発散度合いが互いに異なる前記第１光束及び前記第２光束が入射すると、何れかの光束に対して球面収差が発生する恐れがあるからである。
【００３５】
但し、（１）式に規定する条件の範囲を超えた場合でも、前記第１光束と前記第２光束の共通の光路中に、上述した共通光学部品の色収差を補正する機能を有する色収差補正素子を配置することで、前記対物光学系に入射する前記第１光束と、前記対物光学系に入射する前記第２光束の発散度合いを同じにすることができる。かかる色収差補正素子としては、波長分散が互いに異なる正レンズと負レンズとから構成されるダブレットレンズであっても良いし、回折光学素子であっても良い。またこれら色収差補正素子は、上述した共通光学部品と別体であっても構わないし、共通光学部品内に設けることも可能である。しかしながら、このような色収差補正素子を用いると部品点数が増加したり加工が困難になったりして、装置の複雑化とコストアップを招いてしまう。装置の簡素化、低コスト化という観点からは、それらを用いずに構成することが望ましいといえる。
【００３６】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１光源、前記第２光源、前記第３光源の３つの光源の内、少なくとも２つは一体化されていることを特徴とする。本発明のように、複数光源が一体化された光源ユニットを使用することで、光ピックアップ装置の構成の更なる簡略化が可能となる。ここで、複数光源が一体化された光源ユニットは、例えば前記第１光束を発生する発光部と、前記第２光束を発生する発光部を同一の基板上に形成した光源ユニットであっても良いし、例えば前記第１光束を発生する半導体チップと、前記第２光束を発生する半導体チップとを１つの筐体内に納めた光源ユニットであっても良い。ここで、前記第１光源から前記第３光源まで全ての光源が一体化された光源ユニットであると、更に部品点数を削減することが可能となり、装置の小型化に有利となり望ましい。また、前記第１光源から前記第３光源までの内、２つの光源を一体化した光源ユニットとした場合、残り１つの光源に関しては、光源と前記光源光束用の光検出器とが一体化された光源ユニットを使用すると、装置が簡素化され小型化に有利であるので望ましい。
【００３７】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源と、前記第１光束を記録密度ρ１の第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２光束を記録密度ρ２（ρ２＜ρ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第３光束を記録密度ρ３（ρ３＜ρ２）の第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系と、を有し、前記光源からの光束を前記対物光学系を介して前記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／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学系は位相構造を有し、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第１倍率Ｍ１、前記第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第２倍率Ｍ２、前記第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学系の倍率を第３倍率Ｍ３とした時、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０を満たすとともに、
前記それぞれの光源からの光束を平行光束または略平行光束として前記対物光学系に光束を入射させるためのコリメートレンズと、収差補正を行うための収差補正手段とを有し、前記収差補正手段が少なくとも２枚のレンズで構成されるとともに、少なくとも１枚の前記レンズは光軸と平行な方向に移動可能であることを特徴とする。
【００３８】
本発明によれば、前記、第１光束乃至第３光束に対するそれぞれの前記対物光学系の第１倍率Ｍ１乃至第３倍率Ｍ３をＭ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０（ここでの倍率＝０とは、厳密にいえば平行光束が入射することをいうが、略平行光束が入射する場合を含む）とすることで、トラッキングによるレンズシフトが発生しても、収差の劣化が起こらないようにすることができる。
【００３９】
しかしながら、その場合において、それぞれの光源からの光束に共通のコリメートレンズを用いて対物光学系に入射する光束を平行又は略平行（ここでの略平行とは光軸と光束のマージナル光が成す角度が±１度以内の状態をいうものとする）とすると、それぞれの光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うための光源波長が異なることから、コリメートレンズの持つ色収差によって第１光源乃至第３光源それぞれについてコリメートレンズから光源までの望ましい距離が異なってしまい、それらの内２つの光源を一体化したり、３つの光源を全て一体化したような構成にすることが出来ないという問題が発生してしまう。又は、２つの光源を一体化したり、３つの光源を全て一体化したような構成にすると、コリメートレンズの色収差によって発生する対物光学系の収差が問題となり、そのままの構成では問題が発生してしまう。
【００４０】
これに対し、本発明においては、収差補正を行うための収差補正手段を設けており、前記収差補正手段が、少なくとも１枚のレンズが光軸と平行な方向に移動可能である２枚以上のレンズを有しているので、所与の位置に前記少なくとも１枚のレンズを移動させることによって収差補正を行えるため、前記コリメートレンズと光源との間の距離を変えることなく波長の異なる３つの光源の内２つの光源を一体化したり、３つの光源を全て一体化したような構成を実現することが可能となる。また前記第１光束乃至第３光束に対するそれぞれの対物光学系の第１倍率Ｍ１乃至第３倍率Ｍ３をＭ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０として使用することが望ましいことから、前記収差補正手段を前記コリメートレンズの対物光学系側に配置して、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズ、の２つのレンズで構成してもよい。それにより前記コリメートレンズからの平行又は略平行光束を、そのまま平行又は略平行光束として前記対物光学系に入射させることが可能となる。また前記収差補正手段が負レンズを用いていることから、色収差の補正も有利となる。また、前記コリメートレンズを共通化したり、前記光源を一体化させることで、光ピックアップ装置の構成が簡素化され、装置の小型化や低コスト化が達成されるので望ましい。
【００４１】
尚、請求項６に記載の光ピックアップ装置において、請求項１に記載の発明と同様の構成に関しては、同様の作用効果を奏するため、その説明を省略する。
【００４２】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項６に記載の発明において、前記位相構造は、回折構造であることを特徴とする。本発明のように、位相構造として回折構造を利用することで、記録密度が互いに異なる３種類の光ディスク用互換対物光学系の特性をより向上させることが可能となる。
【００４３】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項６又は７に記載の発明において、前記収差補正手段は、球面収差補正を行うことを特徴とする。本発明のように、前記収差補正手段が球面収差を補正するので、前記第１光情報記録媒体及至前記第３光情報記録媒体の情報の記録／再生を行うに際して、前記対物光学系の前記第１倍率及至前記第３倍率をＭ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０としながら１つのコリメートレンズとして構成した場合に生じる波長変化による球面収差を補正することが可能となるので、結果として単一のコリメートレンズを有する光ピックアップ装置が構成され、装置の簡素化や小型化、低コスト化が達成できるので望ましい。
【００４４】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項６〜８のいずれかに記載の発明において、前記収差補正手段は、前記対物光学系の光源側、かつ、前記コリメートレンズの対物光学系側で、前記第１光束、前記第２光束、前記第３光束が通過する共通光路内に配置されることを特徴とする。本発明のように、前記収差補正手段を、前記対物光学系の光源側であって、かつ前記コリメートレンズの対物光学系側の前記第１光束、前記第２光束、前記第３光束の共通光路内に配置させることで、前記第１光束用の光学部品と、前記第２光束用の光学部品、前記第３光束用の光学部品とを共通化することが出来るので、光ピックアップ装置の部品点数の削減、構成の簡略化が可能となり、その結果、光ピックアップ装置の製造コストを低減出来る。
【００４５】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項６〜９のいずれかに記載の発明において、前記収差補正手段は、１枚のレンズのみを移動させることを特徴とする。本発明のように、前記収差補正手段が１枚のレンズのみを移動させる構成であるので、最も少ない移動レンズで収差の補正が可能になることからレンズ移動のための機構が簡素化され、装置の小型化や低コスト化に効果がある。
【００４６】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、請求項６〜１０のいずれかに記載の発明において、前記収差補正手段は以下の条件を満たすことを特徴とする。
０．００１  ＜  ｜ΔＭＬ／ｆＢＥＭＬ｜  ＜０．０２  （２）
ΔＢＥＭＬ：前記収差補正手段における移動するレンズの移動量
ｆＢＥＭＬ：前記収差補正手段における移動するレンズの第１光源波長に対する焦点距離
【００４７】
前記収差補正手段が（２）式を満たすことで、前記対物光学系を、前記第１倍率Ｍ１、前記第２倍率Ｍ２、前記第３倍率Ｍ３が同じ倍率（０）となるようにして用いることが可能となる。上記値が（２）式の上下限を越えると、例えば前記第１光束用のコリメートレンズと、前記第２光束用のコリメートレンズとを共通化した場合、これら共通の光学部品を透過して、前記対物光学系に入射する前記第１光束と前記第２光束の発散度合いが、上述した共通光学部品の色収差の影響で互いに異なってしまうので好ましくない。なぜなら、（２）式を満たさない前記対物光学系に対して、発散度合いが互いに異なる前記第１光束及び前記第２光束が入射すると、何れかの光束に対して球面収差が発生する恐れがあるからである。
【００４８】
但し、（２）式に規定する条件の範囲を超えた場合でも、前記第１光束と前記第２光束の共通の光路中に、上述した共通光学部品の色収差を補正する機能を有する色収差補正素子を配置することで、前記対物光学系に入射する前記第１光束と、前記対物光学系に入射する前記第２光束の発散度合いを同じにすることが可能となる。かかる色収差補正素子としては、波長分散が互いに異なる正レンズと負レンズとから構成されるダブレットレンズであっても良いし、回折光学素子であっても良い。またこれら色収差補正素子は、上述したコリメートレンズや収差補正素子等の共通光学部品と別体であっても構わないし、共通光学部品内に設けることも可能である。しかしながら、このような色収差補正素子を用いると部品点数が増加したり加工が困難になったりして、装置の複雑化とコストアップを招いてしまう。装置の簡素化、低コスト化という観点からは、それらを用いずに構成することが望ましいといえる。
【００４９】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項６〜１１のいずれかに記載の発明において、前記第１光源、前記第２光源、前記第３光源の３つの光源の内、少なくとも２つは一体化されていることを特徴とする。本発明のように、複数光源が一体化された光源ユニットを使用することで、光ピックアップ装置の構成の更なる簡略化が可能となる。ここで、複数光源が一体化された光源ユニットは、例えば第１光束を発生する発光部と第２光束を発生する発光部、又は第２光束を発生する発光部と第３光束を発生する発光部を同一の基板上に形成した光源ユニットであっても良いし、例えば第１光束を発生する半導体チップと第２光束を発生する半導体チップ、又は第２光束を発生する半導体チップと第３光束を発生する半導体チップとを１つの筐体内に納めた光源ユニットであっても良い。ここで、前記第１光源から前記第３光源まで全ての光源が一体化された光源ユニットであると、更に部品点数を削減することが可能となり、装置の小型化に有利となり望ましい。また、前記第１光源から前記第３光源までの内、２つの光源を一体化した光源ユニットとした場合、残り１つの光源に関しては、光源と前記光源光束用の光検出器とが一体化された光源ユニットを使用すると、装置が簡素化され小型化に有利であるので望ましい。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、位相構造を有し、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤを含む、記録密度が異なる３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる対物光学系を搭載した光ピックアップ装置であって、その構成の簡素化、低コスト化を実現可能な光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００５２】
［第１の実施の形態］
図５は、高密度光ディスクＨＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）との何れに対しても、簡略な構成で適切に情報の記録／再生を行える第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、第１波長λ１＝４０８ｎｍ、第１保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．１ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、第２波長λ２＝６５８ｎｍ、第２保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの光学的仕様は、第３波長λ３＝７８５ｎｍ、第３保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。
【００５３】
第１光ディスク〜第３光ディスクの記録密度（ρ１〜ρ３）は、ρ３＜ρ２＜ρ１となっており、第１光ディスク〜第３光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う際の、対物光学系ＯＢＪの倍率（第１倍率Ｍ１〜第３倍率Ｍ３）は、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０となっている。但し、波長、保護層の厚さ、開口数、記録密度及び倍率の組合せはこれに限られない。
【００５４】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１の発光部ＥＰ１（第１光源）と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２の発光部ＥＰ２（第２光源）とを同一パッケージ内に収容した（一体化された）２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐと、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）と光検出器ＰＤ３とが一体化されたホログラムレーザＨＬと、その光学面上に位相構造としての回折構造が形成された収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、２軸アクチュエータＡＣ１、１軸アクチュエータＡＣ２、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ１に対応した絞りＳＴＯ、ダイクロイックプリズムＤＰＳ、コリメートレンズＣＯＬ（可動素子）、カップリングレンズＣＵＬ、ビーム整形素子ＳＨとから構成されている。
【００５５】
光ピックアップ装置ＰＵ１において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐを作動させて第１の発光部ＥＰ１を発光させる。第１の発光部ＥＰ１から射出された発散光束は、図５において実線でその光線経路を描いたように、ビーム整形素子ＳＨを透過することにより、その断面形状が楕円形から円形に整形され、ダイクロイックプリズムＤＰＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第１保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＤＰＳ、ビーム整形素子ＢＳを透過した後、２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐ内又はその近傍に配置された光検出器（不図示）で受光される。かかる光検出器の出力信号を用いて、高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００５６】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１においてＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第２光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるように、対物光学系ＯＢＪとコリメートレンズＣＯＬとの間の距離が、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合よりも小さくなるように１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメートレンズＣＯＬを移動させる。その後、２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐを作動させて第２の発光部ＥＰ２を発光させる。但し、前記第２の発光部ＥＰ２を発光させた後、最適位置を探索しながらコリメートレンズＣＯＬを移動させても良い。
【００５７】
第２の発光部ＥＰ２から射出された発散光束は、図５において点線でその光線経路を描いたように、ビーム整形素子ＳＨを透過することにより、その断面形状が楕円形から円形に整形され、ダイクロイックプリズムＤＰＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第２保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＤＰＳ、ビーム整形素子ＢＳを透過した後、２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐ内又はその近傍に配置された光検出器（不図示）で受光される。かかる光検出器の出力信号を用いて、ＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００５８】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１においてＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第３光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメートレンズＣＯＬを移動させる。その後、ホログラムレーザＨＬの半導体レーザＬＤ３を発光させる。但し、半導体レーザＬＤ３を発光させた後、最適位置を探索しながらコリメートレンズＣＯＬを移動させても良い。
【００５９】
半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、図５において一点鎖線でその光線経路を描いたように、カップリングレンズＣＵＬを通過し、ダイクロイックプリズムＤＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第３保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＤＰＳで反射されて、カップリングレンズＣＵＬを透過した後、ホログラムレーザＨＬの光検出器ＰＤ３で受光される。光検出器ＰＤ３の出力信号を用いて、ＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００６０】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ１に対する屈折率は１．５２４２、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。また、集光素子Ｌ２は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５４３５であり、アッベ数νｄが５６．３のプラスチックレンズである。また、それぞれの光学機能部（第１光束が通過する、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２の領域）の周囲には、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を有し、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を接合することで一体化されている。尚、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２とを一体化する場合には、別部材の鏡枠を介して両者を一体化してもよい。
【００６１】
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学面Ｓ１は、図６に示すように、ＮＡ２内の領域に対応する光軸を含む第１領域ＡＲＥＡ１と、ＮＡ２からＮＡ１までの領域に対応する第２領域ＡＲＥＡ２とに分割されており、第１領域ＡＲＥＡ１には、図３（ａ）、（ｂ）に示したような、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である回折構造（以下、この回折構造を「回折構造ＨＯＥ」という。）である回折構造ＨＯＥ１が形成されている。
【００６２】
第１領域ＡＲＥＡ１に形成された回折構造ＨＯＥ１において、各輪帯内に形成された階段構造の深さＤは、
Ｄ・（Ｎ１−１）／λ１＝２・ｑ      （４）
で算出される値に設定され、各輪帯内の分割数Ｐは５に設定されている。但し、λ１は第１の発光部ＥＰ１から射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０８μｍ）、Ｎ１は波長λ１に対する収差補正素子Ｌ１の媒質屈折率、ｑは自然数である。
【００６３】
光軸方向の深さＤがこのように設定された階段構造に対して、第１波長λ１の第１光束が入射した場合、隣接する階段構造間では２×λ１（μｍ）の光路差が発生し、第１光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（本明細書においては「０次回折光」という。）。
【００６４】
また、この階段構造に対して、第３波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）の第３光束が入射した場合、隣接する階段構造間では（２×λ１／（Ｎ１−１）・（Ｎ３−１）／λ３）×λ３（μｍ）の光路差が発生する。但し、Ｎ３は波長λ３に対する収差補正素子Ｌ１の媒質屈折率である。第３波長λ３は（Ｎ３−１）／λ３が（Ｎ１−１）／λ１の略２倍であるので、隣接する階段構造間では略１×λ３（μｍ）の光路差が発生し、第３光束も第１光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずに０次回折光として透過する。
【００６５】
一方、この階段構造に対して、第２波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）の第２光束が入射した場合、隣接する階段構造間では｛２×λ１／（Ｎ１−１）×（Ｎ２−１）／λ２｝×λ２＝｛２×０．４０８／（１．５２４２−１）×（１．５０６４−１）／０．６５８｝×λ２＝１．１９９・λ２（μｍ）の光路差が発生する。各輪帯内の分割数Ｐは５に設定されているため、隣接する輪帯同士で第２波長λ２の１波長分の光路差が生じることになり（（１．１９９−１）×５≒１）、第２光束は＋１次の方向に回折する（＋１次回折光）。このときの第２光束の＋１次回折光の回折効率は、８７．５％となるが、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。
【００６６】
収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学面Ｓ２は、図６に示すように、ＮＡ３内の領域に対応する光軸を含む第３領域ＡＲＥＡ３と、ＮＡ３からＮＡ１までの領域に対応する第４領域ＡＲＥＡ４とに分割されており、第３領域ＡＲＥＡ３には、図３（ｃ）、（ｄ）に示したような、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である回折構造ＨＯＥ２が形成されている。
【００６７】
第３領域ＡＲＥＡ３に形成された回折構造ＨＯＥ２において、各輪帯内に形成された階段構造の深さＤは、
Ｄ・（Ｎ１−１）／λ１＝５・ｑ      （５）
で算出される値に設定され、各輪帯内の分割数Ｐは２に設定されている。但し、λ１は第３の発光部ＥＰ１から射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０８μｍ）、Ｎ１は波長λ１に対する収差補正素子Ｌ１の媒質屈折率、ｑは自然数である。
【００６８】
光軸方向の深さＤがこのように設定された階段構造に対して、第１波長λ１の第１光束が入射した場合、隣接する階段構造間では５×λ１（μｍ）の光路差が発生し、第１光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずに０次回折光として透過する。
【００６９】
また、この階段構造に対して、第２波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）の第２光束が入射した場合、隣接する階段構造間では（５×λ１／（Ｎ１−１）・（Ｎ２−１）／λ２）×λ２（μｍ）の光路差が発生する。但し、Ｎ２は波長λ２に対する収差補正素子Ｌ１の媒質屈折率である。第２波長λ２はλ２／（Ｎ２−１）とλ１／（Ｎ１−１）の比が略５：３の関係であるので、隣接する階段構造間では略３×λ２（μｍ）の光路差が発生し、第２光束も第１光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずに０次回折光として透過する。
【００７０】
一方、この階段構造に対して、第３波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）の第３光束が入射した場合、隣接する階段構造間では｛５×λ１／（Ｎ１−１）×（Ｎ３−１）／λ３｝×λ３＝｛５×０．４０８／（１．５２４２−１）×（１．５０５０−１）／０．７８５｝×λ３＝２．５・λ３（μｍ）の光路差が発生する。各輪帯内の分割数Ｐは２に設定されているため、第３光束は±１次の方向にほぼ同じ回折効率で回折する（＋１次回折光と−１次回折光）。本実施例では＋１次回折光を用いてＣＤに対する情報の記録／再生を行っており、このときの第２光束の＋１次回折光の回折効率は、４０％強となる。また−１次回折光は、フレア光となる。
【００７１】
ここで、＋１次回折光の回折効率を高くするために、例えば階段形状の光軸と平行な面と光軸と平行でない方の面の傾きを最適化したり、例えば前記光軸と平行でない面の形状を波面収差的に望ましいとされる形状から少し変えたりすることが、よって改善することが出来る。また、Ｌ１を構成する材料の媒質分散を変えて、なおかつ階段形状の分割数Ｐを変えることで効率を高くすることも可能である。
【００７２】
集光素子Ｌ２は、第１波長λ１と倍率Ｍ１＝０と第１保護層ＰＬ１との組合せに対して球面収差が最小となるように設計されている。そのため、本実施の形態のように、第１光束に対する第１倍率Ｍ１と、第２光束に対する第２倍率Ｍ２と、第３光束に対する第２倍率Ｍ３とを同じ０とする場合、第１保護層ＰＬ１と、第２保護層ＰＬ２、第３保護層ＰＬ３の厚さの違いにより、集光素子Ｌ２と第２保護層ＰＬ２とを透過した第２光束の球面収差、及び集光素子Ｌ２と第３保護層ＰＬ３とを透過した第３光束の球面収差、は補正過剰方向となってしまう。
【００７３】
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学面Ｓ１設けられた回折構造ＨＯＥ１と、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学面Ｓ２に設けられた回折構造ＨＯＥ２、の各輪帯の幅は、それぞれ第２光束、第３光束が入射した場合に、回折作用により＋１次回折光に対して補正不足方向の球面収差が付加されるように設定されている。回折構造ＨＯＥ１、回折構造ＨＯＥ２による球面収差の付加量と、第１保護層ＰＬ１と第２保護層ＰＬ２、第３保護層ＰＬ３、の厚みの差により発生する補正過剰方向の球面収差とが互いに相殺することで、回折構造ＨＯＥ１と第２保護層ＰＬ２とを透過した第２光束はＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上で良好なスポットを形成し、回折構造ＨＯＥ２と第３保護層ＰＬ３とを透過した第３光束はＣＤの情報記録面ＲＬ３上で良好なスポットを形成する。
【００７４】
このように回折構造ＨＯＥを２面に設けることで、３種類の光ディスクに１つの対物光学系で対応しながらそれぞれの光束の倍率Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を全て０にすることが可能となる。全ての結像倍率を０とすることで、第１光ディスクから第３光ディスクまで、全ての光ディスクに対して情報の記録／再生を行う際のトラッキングによるレンズシフトで発生するコマ収差の問題が解決されるので非常に好ましい構成である。
【００７５】
また本実施の形態では、収差補正素子Ｌ１の両面を回折構造ＨＯＥとしたが、少なくとも１つの回折構造ＨＯＥを集光素子Ｌ２に設けてもよく、回折構造ＨＯＥを２面用いれば、上記両面回折構造ＨＯＥと同じ効果を得ることが出来る。
【００７６】
更に、収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側光学面Ｓ１の第２領域ＡＲＥＡ２、又は、光ディスク側光学面Ｓ２の第４領域ＡＲＥＡ４には、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造（以下、この回折構造を「回折構造ＤＯＥ」という。）である回折構造ＤＯＥ１、回折構造ＤＯＥ２、が形成されていても良い。
【００７７】
回折構造ＤＯＥ１は、集光素子Ｌ２をプラスチックレンズで構成した場合に特に問題となる、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色収差と、温度変化に伴う球面収差変化、を抑制するための、回折構造ＤＯＥ２は、集光素子Ｌ２をプラスチックレンズで構成した場合に特に問題となる、青紫色と赤色、両領域における対物光学系ＯＢＪの色収差と、温度変化に伴う球面収差変化を抑制するための構造である。
【００７８】
回折構造ＤＯＥ１において、光軸に最も近い段差の高さｄ１は、波長３９０ｎｍ〜４２０ｎｍに対して所望次数の回折光の回折効率が１００％となるように設計されている。このように段差の深さが設定された回折構造ＤＯＥ１に対して、第１光束が入射すると、回折光が９５％以上の回折効率で発生し、十分な回折効率が得られるとともに、青紫色領域で色収差補正も可能となる。
【００７９】
回折構造ＤＯＥ２において、光軸に最も近い段差の高さｄ１は、例えば波長３９０ｎｍ（収差補正素子Ｌ１の、波長３９０ｎｍに対する屈折率は１．５２７３である）に対して所望次数の回折光の回折効率が１００％となるように設計されている。このように段差の深さが設定された回折構造ＤＯＥ１に対して、第１光束が入射すると、＋２次回折光が９６．８％の回折効率で発生し、第２光束が入射すると、＋１次回折光が９３．９％の回折効率で発生するので、何れの波長領域において十分な回折効率が得られるとともに、青紫色領域で色収差を補正した場合でも、第２光束の波長領域における色収差補正が過剰になりすぎない。ここで、第１光束と第２光束に対して回折効率を振り分けるようにしたが、第１波長λ１に対して最適化することで、第１光束の回折効率を重視した構成としても良い。
【００８０】
本実施の形態における対物光学系ＯＢＪでは、こういった回折構造ＤＯＥを設けていないが、これら回折構造ＤＯＥは前述第２領域ＡＲＥＡ２、第４領域ＡＲＥＡ４以外に集光素子Ｌ２の光学面上に設けても良い。その際の回折構造ＤＯＥは、集光素子Ｌ２で回折構造ＤＯＥを設けた光学面全域を１つの領域として１つの回折構造ＤＯＥとしても構わないし、前記集光素子Ｌ２で回折構造ＤＯＥを設けた光学面を、光軸を中心とする同心円状の２又は３つの領域として、それぞれの領域で異なる回折構造ＤＯＥを設ける構成としても構わない。これら際のそれぞれの領域における回折効率は、第１光束及至第３光束が共通に透過する領域では第１光束及至第３光束に対して回折効率を振り分けるようにすれば良い（例えば段差の高さを、波長３９０ｎｍ（収差補正素子Ｌ１の、波長３９０ｎｍに対する屈折率は１．５２７３である）に対して回折効率が１００％となるように設計すれば、第１光束が入射すると、＋２次回折光が９６．８％の回折効率で発生し、第２光束が入射すると、＋１次回折光が９３．９％の回折効率で発生し、第３光束が入射すると、＋１次回折光が９９．２％の回折効率で発生する、という回折効率の振り分けが可能である。）し、第１光束と第２光束が共通に透過する領域では第１光束と第２光束に対して回折効率を振り分けるようにすれば良い。また第１波長λ１に対して最適化することで、第１光束の回折効率を重視した構成としても良い。
【００８１】
さらに、回折構造ＤＯＥ１、ＤＯＥ２は、青紫色（短波長）領域において、入射光束の波長が長くなった場合に、球面収差が補正不足方向に変化し、入射光束の波長が短くなった場合に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有する。これにより、環境温度変化に伴い集光素子で発生する球面収差変化を相殺することで、高ＮＡのプラスチックレンズである対物光学系ＯＢＪの使用可能な温度範囲を広げている。
【００８２】
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学面Ｓ１及びＳ２に回折構造ＨＯＥを形成しているが、光ディスク側の光学面Ｓ１及びＳ２に回折構造ＤＯＥを形成してもよいし、光学面Ｓ１及びＳ２の一方に回折構造ＤＯＥを形成し、他方に回折構造ＨＯＥを形成した構成としてもよい。
【００８３】
また、コリメートレンズＣＯＬは、前記第１光束及至第３光束の共通光路内に配置されており、１軸アクチュエータＡＣ２により光軸方向にその位置を調整可能であるように構成されており、上述したように、第１波長λ１と第２波長λ２、第３波長λ３の間の色収差を吸収し、何れの波長の光束も平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出することが出来る。更に、高密度光ディスクＨＤに対する情報の記録／再生時にコリメートレンズＣＯＬを光軸方向に変移させることで、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
【００８４】
コリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
【００８５】
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差をコリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正するようにしても良い。
【００８６】
また、本実施の形態では、ＮＡ２又はＮＡ３に対応した開口制限を行うための開口素子として、接合部材Ｂを介して対物光学系ＯＢＪと一体化された開口制限素子ＡＰを備えている。そして、２軸アクチュエータＡＣ１により、開口制限素子ＡＰと対物光学系ＯＢＪとを一体にトラッキング駆動させるようになっている。
【００８７】
開口制限素子ＡＰの光学面上には、透過率の波長選択性を有する波長選択フィルタＷＦが形成されている。この波長選択フィルタＷＦを、ＮＡ２の開口制限に対応させる場合には、ＮＡ２内の領域では第１波長λ１乃至第３波長λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ２外の領域では第２波長及び第３波長λ３を遮断し、第１波長λ１のみを透過する透過率の波長選択性を持たせることができる。一方、波長選択フィルタＷＦを、ＮＡ３の開口制限に対応させる場合には、ＮＡ３内の領域では第１波長λ１乃至第３波長λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３外の領域では第３波長λ３のみを遮断し、第１波長λ１及び第２波長λ２を透過する透過率の波長選択性を持たせることができる
【００８８】
なお、収差補正素子Ｌ１の光学機能面上に波長選択フィルタＷＦを形成してもよく、あるいは、集光素子Ｌ２の光学機能面上に形成してもよい。また、回折構造ＨＯＥはＮＡ２内に対応する第１領域ＡＲＥＡ１内に形成されているので、第２領域ＡＲＥＡ２を通過する第２光束はＤＶＤの情報記録面上ＲＬ２上へのスポット形成に寄与しないフレア成分となる。これは、対物光学系ＯＢＪがＮＡ２に対する開口制限機能を有しているのと透過であり、この機能によりＮＡ２に対応した開口制限が行われる。
【００８９】
また、開口の制限方法としては、波長選択フィルタＷＦを利用する方法だけでなく、機械的に絞りを切り替える方式や後述する液晶位相制御素子ＬＣＤを利用する方式でも良い。
【００９０】
ビーム整形素子ＳＨは、半導体レーザからの楕円光束を円形、又は略円形形状の光束に変換するための素子であり、ビーム整形素子ＳＨを用いることで、半導体レーザからの光の光利用効率を向上させることが出来、ピックアップの高性能化が達成される。
【００９１】
このようなビーム整形素子ＳＨは、例えば１方向のみに曲率を持つシリンドリカル面形状の単玉レンズで構成されたり、２つの直交する方向について曲率半径の異なるアナモフィック面で構成したものであったりする。
【００９２】
本実施例において用いている構成のように、２波長一体化レーザの光路中にビーム整形素子ＳＨを配置した場合には、２つのレーザ発光部とビーム整形素子ＳＨの位置関係が、例えばシリンドリカル面で構成されるビーム整形素子については、ビーム整形素子の面が曲率を持たない方向と、前記２つのレーザ発光部の並び方向を一致さることが望ましく、例えばアナモフィック面で構成させるビーム整形素子については、ビーム整形素子の面が曲率の大きくなる方向と、前記２つのレーザ発光部の並び方向を一致させることが望ましい。ビーム整形素子ＳＨと２つのレーザ発光部の位置関係を上述のようにすることで、ビーム整形素子による収差の影響をなくす、又は低減することが可能となる。
【００９３】
しかし、レーザ発光部の並びと、半導体レーザの楕円光束長軸方向の向きの関係によっては上記の限りではなく、ビーム整形素子ＳＨでビーム整形する方向と半導体レーザ楕円光束の向きを所望のものとして複数光源に対応なければならない。
【００９４】
［第２の実施の形態］
図７は、高密度光ディスクＨＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）との何れに対しても、簡略な構成で適切に情報の記録／再生を行える第２の光ピックアップ装置ＰＵ２の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、第１波長λ１＝４０８ｎｍ、第１保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．１ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、第２波長λ２＝６５８ｎｍ、第２保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの光学的仕様は、第３波長λ３＝７８５ｎｍ、第３保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。
【００９５】
第１光ディスク〜第３光ディスクの記録密度（ρ１〜ρ３）は、ρ３＜ρ２＜ρ１となっており、第１光ディスク〜第３光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う際の、対物光学系ＯＢＪの倍率（第１倍率Ｍ１〜第３倍率Ｍ３）は、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０となっている。但し、波長、保護層の厚さ、開口数、記録密度及び倍率の組合せはこれに限られない。
【００９６】
光ピックアップ装置ＰＵ２は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１の発光部ＥＰ１（第１光源）と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２の発光部ＥＰ２（第２光源）とを同一パッケージ内に収容した（一体化された）２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐと、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）と光検出器ＰＤ３とが一体化されたホログラムレーザＨＬと、その光学面上に位相構造としての回折構造が形成された収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、２軸アクチュエータＡＣ１、１軸アクチュエータＡＣ２、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ１に対応した絞りＳＴＯ、ダイクロイックプリズムＤＰＳ、コリメートレンズＣＯＬ（可動素子）、カップリングレンズＣＵＬ、ビーム整形素子ＳＨと、ビームエキスパンダＥＸＰとから構成されている。尚、対物光学系ＯＢＪについては、第１の光ピックアップ装置ＰＵ１に搭載したものと同様なものを用いることができるので、その説明は省略する。
【００９７】
光ピックアップ装置ＰＵ２において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐを作動させて第１の発光部ＥＰ１を発光させる。第１の発光部ＥＰ１から射出された発散光束は、図７において実線でその光線経路を描いたように、ビーム整形素子ＳＨを透過することにより、その断面形状が楕円形から円形に整形され、ダイクロイックプリズムＤＰＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、ビームエキスパンダＥＸＰを透過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第１保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、ビームエキスパンダＥＸＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＤＰＳ、ビーム整形素子ＢＳを透過した後、２レーザ１パッケージ内又はその近傍に配置された光検出器（不図示）で受光される。かかる光検出器の出力信号を用いて、高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００９８】
また、光ピックアップ装置ＰＵ２においてＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第２光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるようになっており、又１軸アクチュエータＡＣ２によりビームエキスパンダＥＸＰのレンズＬ１を移動させる。その後、２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐを作動させて第２の発光部ＥＰ２を発光させる。但し、前記第２の発光部ＥＰ２を発光させた後、最適位置を探索しながらビームエキスパンダＥＸＰのレンズＬ１を移動させても良い。
【００９９】
第２の発光部ＥＰ２から射出された発散光束は、図７において点線でその光線経路を描いたように、ビーム整形素子ＳＨを透過することにより、その断面形状が楕円形から円形に整形され、ダイクロイックプリズムＤＰＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、ビームエキスパンダＥＸＰを透過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第２保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、ビームエキスパンダＥＸＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＤＰＳ、ビーム整形素子ＢＳを透過した後、２レーザ１パッケージ内又はその近傍に配置された光検出器（不図示）で受光される。かかる光検出器の出力信号を用いて、ＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１００】
また、光ピックアップ装置ＰＵ２においてＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第３光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるようになっており、又１軸アクチュエータＡＣ２によりビームエキスパンダＥＸＰのレンズＬ１を移動させる。その後、ホログラムレーザＨＬの半導体レーザＬＤ３を発光させる。但し、前記半導体レーザＬＤ３を発光させた後、最適位置を探索しながらコリメートレンズＣＯＬを移動させても良い。
【０１０１】
半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、図７において一点鎖線でその光線経路を描いたように、カップリングレンズＣＵＬを通過し、ダイクロイックプリズムＤＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、ビームエキスパンダＥＸＰを透過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第３保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、ビームエキスパンダＥＸＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＤＰＳで反射されて、カップリングレンズＣＵＬを透過した後、ホログラムレーザＨＬの光検出器ＰＤ３で受光される。光検出器ＰＤ３の出力信号を用いて、ＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１０２】
本実施の形態において、凹レンズＬ１と凸レンズＬ２とからなる収差補正素子であるビームエキスパンダＥＸＰは、前記第１光束及至第３光束の共通光路内に配置されており、凹レンズＬ１が１軸アクチュエータＡＣ２により光軸方向にその位置を調整可能であるように構成されており、コリメートレンズＣＯＬから射出された何れの波長の平行光束も、平行光束の状態を維持したまま射出することが出来る。更に、高密度光ディスクＨＤに対する情報の記録／再生時に凹レンズＬ１を光軸方向に変移させることで、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
【０１０３】
凹レンズＬ１の位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
【０１０４】
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差を凹レンズＬ１の位置調整により補正するようにしても良い。
【０１０５】
［第３の実施の形態］
図８は、高密度光ディスクＨＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）との何れに対しても、簡略な構成で適切に情報の記録／再生を行える第３の光ピックアップ装置ＰＵ３の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、第１波長λ１＝４０８ｎｍ、第１保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．１ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、第２波長λ２＝６５８ｎｍ、第２保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの光学的仕様は、第３波長λ３＝７８５ｎｍ、第３保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。
【０１０６】
第１光ディスク〜第３光ディスクの記録密度（ρ１〜ρ３）は、ρ３＜ρ２＜ρ１となっており、第１光ディスク〜第３光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う際の、対物光学系ＯＢＪの倍率（第１倍率Ｍ１〜第３倍率Ｍ３）は、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０となっている。但し、波長、保護層の厚さ、開口数、記録密度及び倍率の組合せはこれに限られない。
【０１０７】
光ピックアップ装置ＰＵ３は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１の発光部ＥＰ１（第１光源）と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２の発光部ＥＰ２（第２光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する発光部ＥＰ３とを同一パッケージ内に収容した（一体化された）３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐと、光検出器ＰＤと、その光学面上に位相構造としての回折構造が形成された収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、２軸アクチュエータＡＣ１、１軸アクチュエータＡＣ２、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ１に対応した絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、コリメートレンズＣＯＬ（可動素子）、センサ用レンズＳＬ、ビーム整形素子ＳＨ、１／４波長板ＱＷＰとから構成されている。尚、対物光学系ＯＢＪについては、第１の光ピックアップ装置ＰＵ１に搭載したものと同様なものを用いることができるので、その説明は省略する。又、３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐにおいて、光学系の設計上最も厳しい第１の発光部ＥＰ１が、光ピックアップ装置ＰＵ３の光軸上に配置されていると好ましいが、第２の発光部ＥＰ２又は第３の発光部ＥＰ３を光ピックアップ装置ＰＵ３の光軸上に配置しても良く、或いは全ての発光部を軸外に配置しても良い。更に、第３の実施の形態（及び後述する第４の実施の形態）では、光検出器を別に設けているが、３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐ内部又はその近傍に設けることもでき、それにより偏光ビームスプリッタＰＢＳと光検出器ＰＤとを省略できる。
【０１０８】
光ピックアップ装置ＰＵ３において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐを作動させて第１の発光部ＥＰ１を発光させる。第１の発光部ＥＰ１から射出された発散光束は、図８において実線でその光線経路を描いたように、ビーム整形素子ＳＨを透過することにより、その断面形状が楕円形から円形に整形され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、１／４波長板ＱＷＰを通過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第１保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、１／４波長板ＱＷＰを通過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、センサ用レンズＳＬを透過した後、光検出器ＰＤで受光される。光検出器ＰＤの出力信号を用いて、高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１０９】
また、光ピックアップ装置ＰＵ３においてＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第２光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメートレンズＣＯＬを移動させる。その後、３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐを作動させて第２の発光部ＥＰ２を発光させる。但し、前記第２の発光部ＥＰ２を発光させた後、最適位置を探索しながらコリメートレンズＣＯＬを移動させても良い。
【０１１０】
第２の発光部ＥＰ２から射出された発散光束は、図８において点線でその光線経路を描いたように、ビーム整形素子ＳＨを透過することにより、その断面形状が楕円形から円形に整形され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、１／４波長板ＱＷＰ、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第２保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、１／４波長板ＱＷＰを通過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、センサ用レンズＳＬを透過した後、ホログラムレーザＨＬの光検出器ＰＤ３で受光される。光検出器ＰＤ３の出力信号を用いて、ＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１１１】
また、光ピックアップ装置ＰＵ３においてＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第３光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメートレンズＣＯＬを移動させる。その後、３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐを作動させて第３の発光部ＥＰ３を発光させる。但し、前記第３の発光部ＥＰ３を発光させた後、最適位置を探索しながらコリメートレンズＣＯＬを移動させても良い。
【０１１２】
第３の発光部ＥＰ３から射出された発散光束は、図８において一点鎖線でその光線経路を描いたように、センサ用レンズＳＬを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、１／４波長板ＱＷＰ、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第３保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、１／４波長板ＱＷＰを通過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、センサ用レンズＳＬを透過した後、光検出器ＰＤで受光される。光検出器ＰＤの出力信号を用いて、ＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１１３】
本実施の形態において、コリメートレンズＣＯＬは、前記第１光束及至第３光束の共通光路内に配置されており、１軸アクチュエータＡＣ２により光軸方向にその位置を調整可能であるように構成されており、上述したように、第１波長λ１と第２波長λ２、第３波長λ３の間の色収差を吸収し、何れの波長の光束も平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出することが出来る。更に、高密度光ディスクＨＤに対する情報の記録／再生時にコリメートレンズＣＯＬを光軸方向に変移させることで、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
【０１１４】
本実施の形態では、対物光学系ＯＢＪは、階段型回折構造ＨＯＥが形成されたプラスチックレンズである回折レンズＬ１と、両面が非球面とされたＮＡ０．８５のプラスチックレンズである集光レンズＬ２とから構成されており、階段型回折構造ＨＯＥの作用により、保護層ＰＬ１とＰＬ２とＰＬ３の厚さの違いに起因する球面収差を補正することで高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの互換を達成している。
【０１１５】
コリメートレンズＣＯＬの対物光学系ＯＢＪ側の光学面には、回折構造が形成されており、その光軸に最も近い段差の深さは、３．８９μｍである。この回折構造は青紫色領域での対物レンズＯＢＪの色収差を補正するための構造である。この回折構造に第１の発光部ＥＰ１からの第１光束が入射すると、５次回折光が最大の回折効率を有するように発生し、第２の発光部ＥＰ２からの第２光束が入射すると、３次回折光が最大の回折効率を有するように発生する。この構成によると、各波長の各回折次数での回折効率は、それぞれ、４０８ｎｍに対する３次回折光が１００％、６５８ｎｍに対する２次回折光が１００％となり、いずれの波長に対しても高い回折効率を確保できる。
【０１１６】
また、この光学系においては高密度光ディスクＨＤに対する情報の記録／再生中に、コリメートレンズＣＯＬと対物光学系ＯＢＪとの間隔を可変調整することで、様々な要因で発生する球面収差を補正することが可能である。
【０１１７】
尚、この光学系においては、第１の発光部ＥＰ１と第２の発光部ＥＰ２と第３の発光部ＥＰ３とが近接して配置された３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐを使用するため、第２光束及び第３光束がコリメートレンズＣＯＬに入射した場合、色収差の影響でコリメートレンズＣＯＬから射出される第２光束及び第３光束は完全な平行光束にはならないので、対物光学系ＯＢＪで球面収差が発生する。そこで、この光学系では、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う際には、コリメートレンズＣＯＬから射出される第２光束が平行光束となるように、色収差に対応した量である０．６４０ｍｍだけコリメートレンズＣＯＬを対物光学系ＯＢＪに近づくように移動させてから、ＤＶＤに対する情報の記録／再生を行い、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う際には、コリメートレンズＣＯＬから射出される第３光束が平行光束となるように、色収差に対応した量である０．８００ｍｍだけコリメートレンズＣＯＬを対物レンズＯＢＪに近づくように移動させてから、ＣＤに対する情報の記録／再生を行う。
【０１１８】
コリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
【０１１９】
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差をコリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正するようにしても良い。
【０１２０】
［第４の実施の形態］
図９は、高密度光ディスクＨＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）との何れに対しても、簡略な構成で適切に情報の記録／再生を行える第４の光ピックアップ装置ＰＵ４の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、第１波長λ１＝４０８ｎｍ、第１保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．１ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、第２波長λ２＝６５８ｎｍ、第２保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの光学的仕様は、第３波長λ３＝７８５ｎｍ、第３保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。
【０１２１】
第１光ディスク〜第３光ディスクの記録密度（ρ１〜ρ３）は、ρ３＜ρ２＜ρ１となっており、第１光ディスク〜第３光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う際の、対物光学系ＯＢＪの倍率（第１倍率Ｍ１〜第３倍率Ｍ３）は、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝０となっている。但し、波長、保護層の厚さ、開口数、記録密度及び倍率の組合せはこれに限られない。
【０１２２】
光ピックアップ装置ＰＵ４は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１の発光部ＥＰ１（第１光源）と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２の発光部ＥＰ２（第２光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する発光部ＥＰ３とを同一パッケージ内に収容した（一体化された）３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐと、光検出器ＰＤと、その光学面上に位相構造としての回折構造が形成された収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、２軸アクチュエータＡＣ１、１軸アクチュエータＡＣ２、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ１に対応した絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、コリメートレンズＣＯＬ（可動素子）、センサ用レンズＳＬ、ビーム整形素子ＳＨと、ビームエキスパンダＥＸＰと、１／４波長板ＱＷＰとから構成されている。尚、対物光学系ＯＢＪについては、第１の光ピックアップ装置ＰＵ１に搭載したものと同様なものを用いることができるので、その説明は省略する。又、３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐにおいて、光学系の設計上最も厳しい第１の発光部ＥＰ１が、光ピックアップ装置ＰＵ３の光軸上に配置されていると好ましいが、第２の発光部ＥＰ２又は第３の発光部ＥＰ３を光ピックアップ装置ＰＵ３の光軸上に配置しても良く、或いは全ての発光部を軸外に配置しても良い。
【０１２３】
光ピックアップ装置ＰＵ４において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐを作動させて第１の発光部ＥＰ１を発光させる。第１の発光部ＥＰ１から射出された発散光束は、図９において実線でその光線経路を描いたように、ビーム整形素子ＳＨを透過することにより、その断面形状が楕円形から円形に整形され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、ビームエキスパンダＥＸＰ、１／４波長板ＱＷＰを通過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第１保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、１／４波長板ＱＷＰ、ビームエキスパンダＥＸＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、センサ用レンズＳＬを透過した後、光検出器ＰＤで受光される。光検出器ＰＤの出力信号を用いて、高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１２４】
また、光ピックアップ装置ＰＵ４に情報の記録／再生を行う場合には、第２光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるようになっており、又１軸アクチュエータＡＣ２によりビームエキスパンダＥＸＰのレンズＬ１を移動させる。その後、３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐを作動させて第２の発光部ＥＰ２を発光させる。但し、前記第２の発光部ＥＰ２を発光させた後、最適位置を探索しながらコリメートレンズＣＯＬを移動させても良い。
【０１２５】
第２の発光部ＥＰ２から射出された発散光束は、図９において点線でその光線経路を描いたように、ビーム整形素子ＳＨを透過することにより、その断面形状が楕円形から円形に整形され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、ビームエキスパンダＥＸＰ、１／４波長板ＱＷＰを透過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第２保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、１／４波長板ＱＷＰ、ビームエキスパンダＥＸＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、センサ用レンズＳＬを透過した後、ホログラムレーザＨＬの光検出器ＰＤ３で受光される。光検出器ＰＤ３の出力信号を用いて、ＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１２６】
また、光ピックアップ装置ＰＵ４においてＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第３光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるようになっており、又１軸アクチュエータＡＣ２によりビームエキスパンダＥＸＰのレンズＬ１を移動させる。その後、３レーザ１パッケージ３Ｌ１Ｐを作動させて第３の発光部ＥＰ３を発光させる。但し、前記第３の発光部ＥＰ３を発光させた後、最適位置を探索しながらコリメートレンズＣＯＬを移動させても良い。
【０１２７】
第３の発光部ＥＰ３から射出された発散光束は、図９において一点鎖線でその光線経路を描いたように、センサ用レンズＳＬを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、ビームエキスパンダＥＸＰ、１／４波長板ＱＷＰを通過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第３保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、１／４波長板ＱＷＰ、ビームエキスパンダＥＸＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、センサ用レンズＳＬを透過した後、ホログラムレーザＨＬの光検出器ＰＤ３で受光される。光検出器ＰＤ３の出力信号を用いて、ＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１２８】
本実施の形態において、凹レンズＬ１と凸レンズＬ２とからなる収差補正素子であるビームエキスパンダＥＸＰは、前記第１光束及至第３光束の共通光路内に配置されており、凹レンズＬ１が１軸アクチュエータＡＣ２により光軸方向にその位置を調整可能であるように構成されており、コリメートレンズＣＯＬから射出された何れの波長の平行光束も、平行光束の状態を維持したまま射出することが出来る。更に、高密度光ディスクＨＤに対する情報の記録／再生時に凹レンズＬ１を光軸方向に変移させることで、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
【０１２９】
凹レンズＬ１の位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
【０１３０】
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差を凹レンズＬ１の位置調整により補正するようにしても良い。
【０１３１】
（実施例１）
次に、実施例について説明する。実施例１は、図５又は８に示す光ピックアップ装置に好適な集光光学系のものである。実施例１のレンズデータを表１に示す。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、２．５Ｅ―３）を用いて表すものとする。
【０１３２】
【表１】
2005293765.tif 000004
【０１３３】
尚、対物光学系の光学面は、それぞれ数１式に表１に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。
【０１３４】
【数１】
2005293765.tif 000005
【０１３５】
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａ２ｉは非球面係数、ｈは光軸からの高さである。
【０１３６】
また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は数２式の光路差関数に、表１に示す係数を代入した数式で規定される。
【０１３７】
【数２】
2005293765.tif 000006
Ｂ２ｉは光路差関数の係数である。
【０１３８】
（実施例２）
実施例２は、図７又は９に示す光ピックアップ装置に好適な集光光学系のものである。実施例２のレンズデータを表２に示す。
【０１３９】
【表２】
2005293765.tif 000007
【０１４０】
（実施例３）
実施例３は、図５又は８に示す光ピックアップ装置に好適な集光光学系のものであり、対物レンズのＳ１面に回折構造ＨＯＥを形成し、対物レンズのＳ２面に回折構造ＤＯＥを形成している。実施例３のレンズデータを表３に示す。図１０は、実施例３における波長λ１の光束光束（ＨＤ）、波長λ２の光束（ＤＶＤ）及び波長λ３の光束（ＣＤ）の縦球面収差図であり、縦軸にＤＶＤ開口径を１とした場合のＮＡ、横軸にＳＡ（ｍｍ）をとって示しており、点線は各光ディスクにおける必要開口径である。必要開口数の範囲内で収差が良好に補正されていることがわかる。
【０１４１】
【表３】
2005293765.tif 000008
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】回折構造の例を示す図である。
【図２】回折構造の例を示す図である。
【図３】回折構造の例を示す図である。
【図４】位相差付与構造の例を示す図である。
【図５】第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
【図６】対物光学系ＯＢＪの正面図（ａ）、側面図（ｂ）、背面図（ｃ）である。
【図７】第２の光ピックアップ装置ＰＵ２の構成を概略的に示す図である。
【図８】第３の光ピックアップ装置ＰＵ３の構成を概略的に示す図である。
【図９】第４の光ピックアップ装置ＰＵ４の構成を概略的に示す図である。
【図１０】実施例における波長λ１の光束光束（ＨＤ）、波長λ２の光束（ＤＶＤ）及び波長λ３の光束（ＣＤ）の縦球面収差図である。
【符号の説明】
【０１４３】
ＡＣ１  アクチュエータ
ＡＣ２ アクチュエータ
ＡＰ 開口制限素子
ＣＯＬ コリメートレンズ
ＣＵＬ カップリングレンズ
ＤＯＥ 回折構造
ＤＰＳ ダイクロイックプリズム
ＥＰ１ 発光部
ＥＰ２ 発光部
ＥＰ３ 発光部
ＥＸＰ ビームエキスパンダ
ＦＬ１ フランジ部
ＨＬ ホログラムレーザ
ＨＯＥ 回折構造
Ｌ１ 凹レンズ
Ｌ２ 凸レンズ
ＯＢＪ 対物光学系
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ 光検出器
ＰＤ３ 光検出器
ＰＵ１〜４ 光ピックアップ装置
ＳＨ ビーム整形素子
ＳＬ  センサ用レンズ
ＳＴＯ 絞り
【図１】
2005293765.tif 000009
【図２】
2005293765.tif 000010
【図３】
2005293765.tif 000011
【図４】
2005293765.tif 000012
【図５】
2005293765.tif 000013
【図６】
2005293765.tif 000014
【図７】
2005293765.tif 000015
【図８】
2005293765.tif 000016
【図９】
2005293765.tif 000017
【図１０】
2005293765.tif 000018