(57)【要約】【課題】高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤとの互換性を有し、光量確保と色収差補正を両立した光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】本発明の光ピックアップ装置は、ビームスプリッターと光源との間に、第１発散角変換素子と第２発散角変換素子のうち少なくとも一方が配置され、対物光学素子の光学面は屈折面のみで構成される。第１発散角変換素子は第１光情報記録媒体上の第１集光スポットの色収差を抑える第１回折構造を有し、第２発散角変換素子は、波長λ２及びλ３の出射光束の発散角度を共に入射時点より小さくすると共に波長λ２の出射光束の発散角度を波長λ３の出射光束の発散角度よりも小さくして出射する第２回折構造を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源から出射される波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から出射される波長λ２（λ１＜λ２）の光束を用いて保護基板厚ｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から出射される波長λ３（λ２＜λ３）の光束を用いて保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行なう光ピックアップ装置において、
前記波長λ１、λ２及びλ３の光束を前記各情報記録媒体上に集光させる対物光学素子と、少なくとも前記波長λ１の光束が通過する第１発散角変換素子と、少なくとも前記波長λ２及びλ３の光束が通過する第２発散角変換素子と、前記波長λ１、λ２及びλ３の光束の光路を合致させるビームスプリッターとを備え、
前記ビームスプリッターと前記光源との間に、前記第１発散角変換素子と前記第２発散角変換素子のうち少なくとも一方が配置され、
前記対物光学素子の光学面は屈折面のみで構成されており、
前記第１発散角変換素子は、前記光ピックアップ装置使用時において前記第１光源から出射される光束の波長がλ１から変動した際に、前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットの色収差を情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑える第１回折構造を有し、
前記第２発散角変換素子は、前記波長λ２及びλ３の出射光束の発散角度を共に入射時点より小さくすると共に前記波長λ２の出射光束の発散角度を前記波長λ３の出射光束の発散角度よりも小さくして出射する第２回折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】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源ユニット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において、
前記第１集光スポットの色収差の絶対値を０．１５μｍ／ｎｍ以下に抑えることで、この色収差を情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑え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において、
前記光ピックアップ装置使用時において、前記波長λ２の光束により前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの色収差の絶対値を０．２５μｍ／ｎｍ以下に抑えることで、この色収差を情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑え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において、
前記第２発散角変換素子が前記波長λ２の光束を平行光として出射し、前記波長λ３の光束を発散光として出射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５に記載の光ピックアップ装置において、
前記第１発散角変換素子が前記波長λ１の光束を平行光又は収束光として出射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１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記第２発散角変換素子が前記波長λ２とλ３の光束を共に発散光として出射す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１発散角変換素子が前記波長λ１の光束を平行光として出射することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記第２発散角変換素子が前記波長λ２の光束を収束光として出射し、前記波長λ３の光束を発散光として出射することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光ピックアップ装置において、
前記第１発散角変換素子が前記波長λ１の光束を平行光として出射する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において、
３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ
０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍ
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１〜１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ
０．０８ｍｍ≦ｔ１≦０．１２ｍｍ
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１２に記載の光ピックアップ装置において、
前記波長λ１の光束の光路中にビームエキスパンダーを備え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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４００ｎｍ程度の青色レーザー光を用いることにより光情報記録媒体（光ディスク）の記録密度を高め、記憶容量を大きくしたいわゆる高密度光ディスクの研究・開発が進められている。
高密度光ディスクの規格としては、例えば、対物レンズの像側開口数（ＮＡ）を０．８５程度、保護基板厚を約０．１ｍｍとするものや、ＮＡ及び保護基板厚を従来のＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同程度の約０．６５及び約０．６ｍｍに抑えたものが知られている。以下の説明においては、ＮＡを０．６５程度、保護基板厚を０．６ｍｍ程度とする高密度光ディスクを「ＡＯＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｃ）」と表記する。
【０００３】
そして、このような高密度光ディスクと、ＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）等の従来より広く用いられている光ディスクとの互換性を有する光ピックアップ装置に関する技術が種々提案されている。
複数種類の光ディスク間での互換を達成するには、各光ディスクに用いる光束の光量を確保しつつ、波長や保護基板厚の差に起因して発生する収差を補正する必要があり、光ピックアップ装置を構成する光学素子の光学面に回折構造を設ける技術が開示されている。
また、光ピックアップ装置の小型化を図るべく、異なる波長の光束を出射する２つの光源を１パッケージ化した光源ユニットを用いる場合があるが、この場合、対物レンズへの入射角度を２種類の光束で異ならしめるためにカップリングレンズやコリメートレンズを配置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に開示された発明は、上記光源ユニットを用いたＤＶＤ／ＣＤ互換用の光ピックアップ装置であり、カップリングレンズに回折構造を設けることにより、２種類の光束の波長差に起因して発生するカップリングレンズ自身の色収差を補正するものである。
【特許文献１】特開２００１−２３６６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、高密度光ディスク／ＤＶＤ／ＣＤで互換を達成するには、上述したような波長や保護基板厚の差に起因して発生する収差の補正のみならず、高密度光ディスクに用いられる光束の波長変動に起因して発生する軸上色収差も補正する必要があり、上記特許文献１に開示された技術では十分な収差補正性能を確保することが困難であった。
【０００５】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤとの互換性を有し、光量確保と色収差補正を両立した光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１光源から出射される波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から出射される波長λ２（λ１＜λ２）の光束を用いて保護基板厚ｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から出射される波長λ３（λ２＜λ３）の光束を用いて保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行なう光ピックアップ装置において、前記波長λ１、λ２及びλ３の光束を前記各情報記録媒体上に集光させる対物光学素子と、少なくとも前記波長λ１の光束が通過する第１発散角変換素子と、少なくとも前記波長λ２及びλ３の光束が通過する第２発散角変換素子と、前記波長λ１、λ２及びλ３の光束の光路を合致させるビームスプリッターとを備え、前記ビームスプリッターと前記光源との間に、前記第１発散角変換素子と前記第２発散角変換素子のうち少なくとも一方が配置され、前記対物光学素子の光学面は屈折面のみで構成されており、前記第１発散角変換素子は、前記光ピックアップ装置使用時において前記第１光源から出射される光束の波長がλ１から変動した際に、前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットの色収差を情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑える第１回折構造を有し、前記第２発散角変換素子は、前記波長λ２及びλ３の出射光束の発散角度を共に入射時点より小さくすると共に前記波長λ２の出射光束の発散角度を前記波長λ３の出射光束の発散角度よりも小さくして出射する第２回折構造を有することを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、第１回折構造を用いて第１光束のみに回折作用を与え、第２回折構造を用いて第２光束及び第３光束に回折作用を与えることで、対物光学素子に回折構造を設けない構成であっても、十分な光量の確保と収差補正性能を有した互換用光ピックアップ装置を得られる。
【０００７】
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において、前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源ユニットであることを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、第２光源と第３光源とがパッケージ化された光源ユニットを用いることで、光ピックアップ装置の光学系を構成する光学素子を第２光束と第３光束とで共通化でき、光ピックアップ装置の小型化や部品点数の削減を実現できる。
【０００８】
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において、前記第１集光スポットの色収差の絶対値を０．１５μｍ／ｎｍ以下に抑えることで、この色収差を情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えることを特徴とする。
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において、前記光ピックアップ装置使用時において、前記波長λ２の光束により前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの色収差の絶対値を０．２５μｍ／ｎｍ以下に抑えることで、この色収差を情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えることを特徴とする。
【０００９】
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において、前記第２発散角変換素子が前記波長λ２の光束を平行光として出射し、前記波長λ３の光束を発散光として出射することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の光ピックアップ装置において、前記第１発散角変換素子が前記波長λ１の光束を平行光又は収束光として出射することを特徴とする。
請求項７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において、前記第２発散角変換素子が前記波長λ２とλ３の光束を共に発散光として出射することを特徴とする。
【００１０】
請求項８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１発散角変換素子が前記波長λ１の光束を平行光として出射することを特徴とする。
請求項９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において、前記第２発散角変換素子が前記波長λ２の光束を収束光として出射し、前記波長λ３の光束を発散光として出射することを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項９に記載の光ピックアップ装置において、前記第１発散角変換素子が前記波長λ１の光束を平行光として出射することを特徴とする。
【００１１】
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において、３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ、０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍを満たすことを特徴とする。
請求項１２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において、３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ、０．０８ｍｍ≦ｔ１≦０．１２ｍｍ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１２に記載の光ピックアップ装置において、前記波長λ１の光束の光路中にビームエキスパンダーを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤとの互換性を有し、光量確保と色収差補正を両立した光ピックアップ装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図１は、ＡＯＤ（第１光情報記録媒体）とＤＶＤ（第２光情報記録媒体）とＣＤ（第３光情報記録媒体）との何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第１の光ピックアップ装置ＰＵの構成を概略的に示す図である。ＡＯＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０７ｎｍ、保護層（保護基板）ＰＬ１の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．６５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５５ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５１である。
但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。また、第１光情報記録媒体として、保護層ＰＬ１の厚さｔ１が０．１ｍｍ程度の高密度光ディスクを用いても良い。
【００１４】
光ピックアップ装置ＰＵは、ＡＯＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０７ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、第１光束用の光検出器ＰＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５５ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する赤色半導体レーザＬＤ２（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）を射出する赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）とが一体化された光源ユニットＬＵ２３、第２光束及び第３光束共通の光検出器ＰＤ２３、第１光束のみが通過する第１発散角変換素子Ｌ１、第２光束及び第３光束が通過する第２発散角変換素子Ｌ２、各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対物光学素子ＯＢＪ、第１ビームスプリッターＢＳ１、第２ビームスプリッターＢＳ２、第３ビームスプリッターＢＳ３、絞りＳＴＯ、センサーレンズＳＥＮ１及びＳＥＮ２等から構成されている。
【００１５】
なお、詳しい説明は後述するが、第１発散角変換素子Ｌ１の光学面上には、第１光束の波長変動に起因してＡＯＤの情報記録面ＲＬ１上の第１集光スポットの色収差を補正するための第１回折構造が形成されており、第２発散角変換素子Ｌ２の光学面上には、第２光束と第３光束の発散角度を共に入射時点より小さくすると共に第２光束の発散角度を第３光束の発散角度よりも小さくして出射する第２回折構造が形成されている。また、対物光学素子ＯＢＪの光学面には回折構造が形成されておらず、光学面が屈折面で構成されている。
【００１６】
光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＡＯＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１ビームスプリッターＢＳ１を通過し、第１発散角変換素子Ｌ１に至る。
そして、第１発散角変換素子Ｌ１を透過する際に第１回折構造から回折作用を受けることにより生じる第１光束の所定次数の回折光は平行光束に変換され、第２ビームスプリッターＢＳ２を通過して、対物光学素子ＯＢＪに至る。
そして、対物光学素子ＯＢＪの屈折面で屈折作用を与え、第１光束をＡＯＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に集光させることでスポット（第１集光スポット）を形成する。
【００１７】
そして、対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ（図示せず）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、再び対物光学素子ＯＢＪ、第２ビームスプリッターＢＳ２、第１発散角変換素子Ｌ１を通過し、第１ビームスプリッターＢＳ１で分岐され、センサーレンズＳＥＮ１により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いてＡＯＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００１８】
ここで、ＡＯＤに対して情報の記録／再生を行う際に、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の波長変化、保護層ＰＬ１の厚さ誤差、２層ディスクの情報記録面間のフォーカスジャンプ、環境温度変化や２軸アクチュエータＡＣ２の発熱に伴う対物光学素子ＯＢＪの屈折率変化等の影響で情報記録面ＲＬ１上の第１集光スポットの球面収差が補正過剰方向あるいは補正不足方向に変化した場合であっても、情報記録面ＲＬ１上の第１集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができるように、第１回折構造が設計されている。具体的には、第１集光スポットの色収差の絶対値が０．１５μｍ／ｎｍ以下となるように第１回折構造が設計されている。
【００１９】
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において一点鎖線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第３ビームスプリッターＢＳ３を通過し、第２発散角変換素子Ｌ２に至る。
そして、第２発散角変換素子Ｌ２を透過する際に第２回折構造から回折作用を受けることにより生じる第２光束の所定次数の回折光は平行光束に変換され、第２ビームスプリッターＢＳ２で反射して、対物光学素子ＯＢＪに至る。
そして、対物光学素子ＯＢＪの屈折面で屈折作用を与え、第２光束をＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に集光させることでスポット（第２集光スポット）を形成する。
【００２０】
そして、対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ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、再び対物光学素子ＯＢＪ、第２ビームスプリッターＢＳ２、第２発散角変換素子Ｌ２を通過し、第３ビームスプリッターＢＳ３で分岐され、光検出器ＰＤ２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２３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。
【００２１】
通常、対物光学素子ＯＢＪはＡＯＤに対して最適化されているので、対物光学素子ＯＢＪに対して第２光束が入射した場合、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上の第２集光スポットは、対物光学素子ＯＢＪの波長分散の影響で球面収差が補正過剰方向に変化する。そこで、本発明においては、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に、この球面収差変化が補正されるように第２回折構造を設計している。具体的には、第２集光スポットの色収差の絶対値が０．２５μｍ／ｎｍ以下となるように第２回折構造が設計されている。
【００２２】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３ビームスプリッターＢＳ３を通過して、第２発散角変換素子Ｌ２に至る。
そして、第２発散角変換素子Ｌ２を透過する際に第２回折構造から回折作用を受けることにより生じる第３光束の所定次数の回折光は、入射時点の発散角度よりも小さい発散角度に変換され、第２発散角変換素子Ｌ２から出射される。但し、第２発散角変換素子Ｌ２から出射される第２光束の発散角度の方が、第２発散角変換素子Ｌ２から出射される第３光束の発散角度よりも小さくなるようになっている。
【００２３】
第２発散角変換素子Ｌ２から発散光として出射された第３光束は、第２ビームスプリッターＢＳ２で反射して、対物光学素子ＯＢＪに至る。
そして、対物光学素子ＯＢＪの屈折面で屈折作用を与え、第３光束をＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に集光させることでスポット（第３集光スポット）を形成する。この第３集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられている。
そして、対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ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、再び対物光学素子ＯＢＪ、第２ビームスプリッターＢＳ２、第２発散角変換素子Ｌ２を通過し、第３ビームスプリッターＢＳ３で分岐され、光検出器ＰＤ２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２３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。
【００２４】
通常、対物光学素子ＯＢＪはＡＯＤに対して最適化されているので、対物光学素子ＯＢＪに対して第３光束が入射した場合、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上の第３集光スポットは、対物光学素子ＯＢＪの波長分散の影響と、ＡＯＤの保護層ＰＬ１とＣＤの保護層ＰＬ３の厚みの違いの影響で球面収差が補正過剰方向に変化する。そこで、本発明においては、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に、この球面収差変化が補正されるように第２回折構造を設計している。
第１回折構造及び第２回折構造としては、例えば、図２に示すようなブレーズ型回折構造ＤＯＥや、図３に示すような、内部に階段構造が形成された複数の輪帯Ｒが、光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥが挙げられる。
【００２５】
一般的な重畳型回折構造ＨＯＥの構造及び設計手法について説明すると、各輪帯Ｒ内に形成された階段構造の１段あたりの深さｄ０は、ｄ０＝ｋ×λ１／（ｎ１−１）（μｍ）で算出される値に設定され、各輪帯Ｒの分割数Ｎは５に設定されている。但し、λ１は青紫色半導体レーザ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は収差補正素子Ｌ１の波長λ１に対する屈折率である（ここでは、ｎ１＝１．５２４２）。
この重畳型回折構造ＨＯＥに対して、波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段間ではｋ×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ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。尚、以下の説明では、重畳型回折構造により実質的に位相差が与えられずにそのまま透過する光束を０次回折光という。
【００２６】
例えばｋ＝２の場合、この重畳型回折構造ＨＯＥに対して、赤色半導体レーザから射出される波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段間ではｄ０×（ｎ２−１）−λ２＝０．１３μｍの光路差が生じることになり、５分割された輪帯Ｒ１つ分では、０．１３×５＝０．６５μｍと波長λ２の１波長分の光路差が生じるので、隣接する輪帯Ｒを透過した波面がそれぞれ１波長ずれて重なり合うことになる。即ち、この重畳型回折構造ＨＯＥにより波長λ２の光束は１次方向に回折される回折光となる。尚、ｎ２は収差補正素子Ｌ２の波長λ２に対する屈折率である（ここでは、ｎ２＝１．５０６４）。このときの波長λ２のレーザ光束の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。
【００２７】
また、このような構造とした重畳型回折構造ＨＯＥに対して、赤外半導体レーザから射出される波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）のレーザ光束が入射した場合、λ３≒２×λ１であるので、隣接する階段間では１×λ３（μｍ）の光路差が発生し、波長λ３のレーザ光束も波長λ１のレーザ光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
第２回折構造として重畳型回折構造ＨＯＥを第２発散角変換素子Ｌ２に形成する場合には、波長λ２と波長λ３の光束に対する対物光学素子ＯＢＪの光学系倍率を異ならしめることで、ＤＶＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正することができる。
なお、本実施の形態においては、第１発散角変換素子Ｌ１には第１光束のみが通過するので、上述したような重畳型回折構造ＨＯＥの波長選択性を利用する必要は無いが、例えば、第１発散角変換素子Ｌ１を、第２ビームスプリッターＢＳ２と対物光学素子ＯＢＪの間に配置する場合には、第１発散角変換素子Ｌ１には第１〜第３光束が通過することになる。この場合には、第１発散角変換素子Ｌ１に重畳型回折構造ＨＯＥを形成し、重畳型回折構造ＨＯＥの波長選択性を利用して、第１発散角変換素子では第１光束に対してのみ回折作用を与え、第２光束及び第３光束には回折作用を与えない構成にすることができる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態に示した光ピックアップ装置ＰＵでは、第１回折構造を用いて第１光束のみに回折作用を与え、第２回折構造を用いて第２光束及び第３光束に回折作用を与えることで、対物光学素子ＯＢＪに回折構造を設けない構成であっても、十分な光量の確保と収差補正性能を有した高密度光ディスク／ＤＶＤ／ＣＤの互換用光ピックアップ装置を得られる。
【００２９】
また、第２光源ＬＤ２と第３光源ＬＤ３とがパッケージ化された光源ユニットＬＵ２３を用いることで、光ピックアップ装置ＰＵの光学系を構成する光学素子を第２光束と第３光束とで共通化でき、光ピックアップ装置ＰＵの小型化や部品点数の削減を実現できる。
なお、本実施の形態においては第２発散角変換素子Ｌ２が波長λ２の光束を平行光として出射し、波長λ３の光束を発散光として出射するものとしたが、これに限らず、第２発散角変換素子Ｌ２が波長λ２とλ３の光束を共に発散光として出射する構成や、波長λ２の光束を収束光として出射し、波長λ３の光束を発散光として出射する構成であってもよい。
また、第１発散角変換素子Ｌ１が波長λ１の光束を収束光として出射する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図２】対物光学素子の構造を示す要部平面図である。
【図３】対物光学素子の構造を示す要部平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
ＬＤ    光源
ＯＢＪ  対物レンズ
ＰＵ    光ピックアップ装置
ＲＬ    情報記録面
Ｌ１    第１発散角変換素子
Ｌ２    第２発散角変換素子
【図１】
2005149618.tif 000003
【図２】
2005149618.tif 000004
【図３】
2005149618.tif 000005