(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量小型高性能でありながら基板厚の異なる複数のディスク媒体に対応可能な光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】条件式：tX＜tY＜tZ(tX：第１ディスク媒体の光学記録面ＳＸまでの基板厚、tY：第２ディスク媒体の光学記録面ＳＹまでの基板厚、tZ：第３ディスク媒体の光学記録面ＳＺまでの基板厚)を満たす３種のディスク媒体に、夫々波長の異なるレーザ光を集光させる対物レンズ２３を備える。レーザ光ＬＸ，ＬＹとレーザ光ＬＺとを光路合成／光路分岐するダイクロイックプリズム２１を備え、ダイクロイックプリズム２１と第３光源１Ｚとの間に、レーザ光ＬＺが対物レンズ２３に対して有限共役長で入射するとともに対物レンズ２３と合わせて収差補正されるように条件式：1.5＜｜fRZ／fOZ｜＜10.0(fRZ：レーザ光ＬＺに対するリレーレンズ２０の焦点距離、fOZ：レーザ光ＬＺに対する対物レンズ２３の焦点距離)を満たすリレーレンズ２０を備える。【選択図】図１
2005216399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光源と、各レーザ光源からのレーザ光に対し光路合成，光路分岐の少なくとも一方を行うための光路合成／分岐光学素子と、光学記録面までの基板厚が互いに異なるとともに以下の条件式(i)を満たす複数のディスク媒体について、各レーザ光源からのレーザ光を対応するディスク媒体の光学記録面に集光させる対物レンズとを備え、各レーザ光源に対応した複数のディスク媒体に対して収差補正がなされた光ピックアップ装置であって、光学記録面までの基板厚が最大のディスク媒体に対応した光路中にリレーレンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置；
3＜tmax／tmin  …(i)
ただし、
tmax：光学記録面までの基板厚の最大値、
tmin：光学記録面までの基板厚の最小値、
である。
【請求項２】
第１の波長のレーザ光を出射する第１光源と、第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を出射する第２光源と、第１，第２の波長とは異なる第３の波長のレーザ光を出射する第３光源と、を少なくとも備え、以下の条件式(ii)を満たす第１，第２，第３のディスク媒体について、第１のディスク媒体の光学記録面には第１の波長のレーザ光を集光させ、第２のディスク媒体の光学記録面には第２の波長のレーザ光を集光させ、第３のディスク媒体の光学記録面には第３の波長のレーザ光を集光させる対物レンズを備えた光ピックアップ装置であって、第１，第２の波長のレーザ光と第３の波長のレーザ光との光路合成，光路分岐の少なくとも一方を行うための光路合成／分岐光学素子を備え、その光路合成／分岐光学素子と前記第３光源との間に、第３の波長のレーザ光が前記対物レンズに対して有限共役長で入射するとともに対物レンズと合わせて収差補正がなされるように、少なくとも１枚のレンズから成り、かつ、以下の条件式(1)を満たすリレーレンズを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置；
tX＜tY＜tZ  …(ii)
1.5＜｜fRZ／fOZ｜＜10.0  …(1)
ただし、
tX：第１のディスク媒体の光学記録面までの基板厚、
tY：第２のディスク媒体の光学記録面までの基板厚、
tZ：第３のディスク媒体の光学記録面までの基板厚、
fRZ：第３の波長のレーザ光に対するリレーレンズの焦点距離、
fOZ：第３の波長のレーザ光に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【請求項３】
以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ装置；
0.15＜WDX／fOX＜0.7  …(2)
ただし、
WDX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体に対するワーキングディスタンス、
fOX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体へのレーザ光に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【請求項４】
最も大きい開口数に対応するときの前記対物レンズの共役長が無限遠であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項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】
本発明は光ピックアップ装置に関するものであり、例えば、青色レーザ光とその他の波長帯のレーザ光を用いて、規格の異なった複数のディスク媒体のいずれに対しても光情報の記録や再生を行うことが可能な光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
青色レーザを用いる高ＮＡ(numerical aperture)の光ピックアップ装置において、従来のＤＶＤ(Digital Versatile Disk)やＣＤ(Compact Disk)にも対応可能なメディア互換が強く要望されている。しかし、青色用ディスク媒体(基板厚０．１ｍｍ)とＤＶＤ(基板厚０．６ｍｍ)やＣＤ(基板厚１．２ｍｍ)とでは基板厚差が大きいため、対物レンズを共用することは困難である。この問題を解決するため、従来より様々なタイプの光ピックアップ装置が提案されている。例えば特許文献１には、波長選択フィルタを用いることにより、青色用ディスク媒体に対しては無限共役長で対物レンズにレーザ光を入射させ、ＤＶＤやＣＤに対しては有限共役長で対物レンズにレーザ光を入射させる光ピックアップ装置が示されている。また特許文献２には、波長選択素子を用いることにより３波長互換の構成にした光ピックアップ装置が示されている。
【特許文献１】特開２００３−６７９７２号公報
【特許文献２】特開２００３−２０７７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１記載の光ピックアップ装置では、例えば、基板厚最大のＣＤのディスクと対物レンズとが衝突しないようにワーキングディスタンスを確保しようとすると、対物レンズの共役長が極端に短くなり、各ディスク媒体に対するレーザ光の光路合成や光路分岐を行うための光学素子を配置することが困難になる。また、ＤＶＤとＣＤでは有限共役長を用いて、大きい使用波長差(青色用ディスク媒体で４０５ｎｍ，ＤＶＤで６５０ｎｍ，ＣＤで７８０ｎｍ)や使用基板厚差に対応していることから、それらで発生する球面収差と色収差とを、共通の対物レンズで補正しながら軸外性能を確保することが困難となり望ましくない。特許文献２記載の光ピックアップ装置では、ガラスの波長選択素子を２枚用いてそれらを対物レンズと組み合わせて一体で用いるので、光学系の重量が重くなってしまい望ましくない。また使用枚数が多いことで全長の増大による装置の大型化と高コスト化も問題となる。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、軽量・小型・高性能でありながら、基板厚の異なる複数のディスク媒体に対応可能な光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、第１の発明の光ピックアップ装置は、複数のレーザ光源と、各レーザ光源からのレーザ光に対し光路合成，光路分岐の少なくとも一方を行うための光路合成／分岐光学素子と、光学記録面までの基板厚が互いに異なるとともに以下の条件式(i)を満たす複数のディスク媒体について、各レーザ光源からのレーザ光を対応するディスク媒体の光学記録面に集光させる対物レンズとを備え、各レーザ光源に対応した複数のディスク媒体に対して収差補正がなされた光ピックアップ装置であって、光学記録面までの基板厚が最大のディスク媒体に対応した光路中にリレーレンズを有することを特徴とする。
3＜tmax／tmin  …(i)
ただし、
tmax：光学記録面までの基板厚の最大値、
tmin：光学記録面までの基板厚の最小値、
である。
【０００６】
第２の発明の光ピックアップ装置は、第１の波長のレーザ光を出射する第１光源と、第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を出射する第２光源と、第１，第２の波長とは異なる第３の波長のレーザ光を出射する第３光源と、を少なくとも備え、以下の条件式(ii)を満たす第１，第２，第３のディスク媒体について、第１のディスク媒体の光学記録面には第１の波長のレーザ光を集光させ、第２のディスク媒体の光学記録面には第２の波長のレーザ光を集光させ、第３のディスク媒体の光学記録面には第３の波長のレーザ光を集光させる対物レンズを備えた光ピックアップ装置であって、第１，第２の波長のレーザ光と第３の波長のレーザ光との光路合成，光路分岐の少なくとも一方を行うための光路合成／分岐光学素子を備え、その光路合成／分岐光学素子と前記第３光源との間に、第３の波長のレーザ光が前記対物レンズに対して有限共役長で入射するとともに対物レンズと合わせて収差補正がなされるように、少なくとも１枚のレンズから成り、かつ、以下の条件式(1)を満たすリレーレンズを備えたことを特徴とする。
tX＜tY＜tZ  …(ii)
1.5＜｜fRZ／fOZ｜＜10.0  …(1)
ただし、
tX：第１のディスク媒体の光学記録面までの基板厚、
tY：第２のディスク媒体の光学記録面までの基板厚、
tZ：第３のディスク媒体の光学記録面までの基板厚、
fRZ：第３の波長のレーザ光に対するリレーレンズの焦点距離、
fOZ：第３の波長のレーザ光に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【０００７】
第３の発明の光ピックアップ装置は、上記第１又は第２の発明において、以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする。
0.15＜WDX／fOX＜0.7  …(2)
ただし、
WDX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体に対するワーキングディスタンス、
fOX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体へのレーザ光に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【０００８】
第４の発明の光ピックアップ装置は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、最も大きい開口数に対応するときの前記対物レンズの共役長が無限遠であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光学記録面までの基板厚が最大のディスク媒体に対応した光路中にリレーレンズを有する構成になっているため、物点位置を近接側に設定することによりワーキングディスタンスを確保しながら、光源位置を対物レンズから遠ざけることが可能となる。これにより、各ディスク媒体に対するレーザ光の光路合成や光路分岐を行うための光路合成／分岐光学素子を、リレーレンズと対物レンズとの間に配置することが容易となり、基板厚差で発生する球面収差や波長差による色収差を補正しながら軸外収差の補正を行うことが容易になる。したがって、軽量・小型・高性能でありながら、基板厚の異なる複数のディスク媒体に対応可能な光ピックアップ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施した光ピックアップ装置を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
【００１１】
《第１〜第４の実施の形態》
図１，図５，図９，図１３に、光ピックアップ装置の第１〜第４の実施の形態に対応する光学構成をそれぞれ示す。これらの光ピックアップ装置は、青色レーザ対応(波長４０５ｎｍ)の第１のディスク媒体(Blu-rayディスク；基板厚０．１ｍｍ，ＮＡ＝０．８５)，赤色レーザ対応(波長６５０ｎｍ)の第２のディスク媒体(ＤＶＤ；基板厚０．６ｍｍ，ＮＡ＝０．６〜０．６５)，赤外レーザ対応(波長７８０ｎｍ)の第３のディスク媒体(ＣＤ；基板厚１．２ｍｍ，ＮＡ＝０．４５〜０．５)のいずれに対しても光情報の記録／再生を行うことが可能な３波長対応の光ピックアップ装置である。
【００１２】
また各光ピックアップ装置は、半導体レーザ光源(ＬＤ：laser diode)として、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを出射する第１光源１Ｘと、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを出射する第２光源１Ｙと、波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺを出射する第３光源１Ｚと、を備えている。ただし、３つのレーザ光源１Ｘ，１Ｙ，１Ｚの２つ以上が同時に点灯することはない。例えば、ディスク媒体の基板厚の違いや光学記録面ＳＸ，ＳＹ，ＳＺに書き込まれている何らかの情報に応じて、どのレーザ光源１Ｘ，１Ｙ，１Ｚを使うかが判断される。その判断を行うための手段(図示せず)を各光ピックアップ装置が備えており、そこでの判断に基づいて３つのレーザ光源１Ｘ，１Ｙ，１Ｚのいずれか１つが点灯する。そして、レーザ光ＬＸ，ＬＹ，ＬＺのうちのいずれか１つが出射して、光学記録面ＳＸ，ＳＹ，ＳＺに対する光情報の記録又は再生が行われることになる。
【００１３】
〈第１の実施の形態(図１〜図４)〉
第１の実施の形態(図１)の光学構成を、各レーザ光の光路に沿って説明する。まず、第１光源１Ｘから出射した波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸは、ビーム整形素子２でビーム整形された後、ＰＢＳ(polarizing beam splitter)プリズム３に入射する。ＰＢＳプリズム３の接合面３ａは、第１光源１Ｘから出射する偏光方向のレーザ光ＬＸを透過させ、それに対して偏光方向が垂直なレーザ光ＬＸを反射させる偏光分離機能を有している。したがって、第１光源１Ｘから出射したレーザ光ＬＸはＰＢＳプリズム３を透過する。ＰＢＳプリズム３を透過したレーザ光ＬＸは、コリメータレンズ４でコリメートされた後、１／４波長板５で円偏光に変換される。そして、(特にBlu-rayで問題となる)レーザの波長変動に伴う色収差を補正するための色収差補正素子６を通過した後、ダイクロイックプリズム１０に入射する。
【００１４】
ダイクロイックプリズム１０の接合面１０ａには、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを反射させ、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを透過させるコーティングが施されている。したがって、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸはダイクロイックプリズム１０によって反射される。ダイクロイックプリズム１０で反射したレーザ光ＬＸは、ダイクロイックプリズム２１に入射する。ダイクロイックプリズム２１の接合面２１ａには、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸと波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを反射させ、波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺを透過させるコーティングが施されている。したがって、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸはダイクロイックプリズム２１によって反射される。
【００１５】
ダイクロイックプリズム２１で反射したレーザ光ＬＸは、波長選択回折光学素子２２と対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｘに入射する。波長選択回折光学素子２２には回折面２２ａが設けられており、回折面２２ａでは、波長４０５ｎｍ，７８０ｎｍのレーザ光ＬＸ，ＬＺは回折せず、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹは回折する。したがって、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸは波長選択回折光学素子２２の影響を受けずに透過して、そのまま対物レンズ２３に入射する。対物レンズ２３は、ディスク基板２４Ｘに対する波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸ(コリメート光束)について収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｘ裏面の光学記録面ＳＸに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００１６】
ディスク基板２４Ｘからの戻り光は、対物レンズ２３，波長選択回折光学素子２２，ダイクロイックプリズム２１，ダイクロイックプリズム１０，色収差補正素子６の順に光路を戻り、１／４波長板５に入射する。１／４波長板５では、レーザ光ＬＸの偏光方向が第１光源１Ｘからの行きのレーザ光ＬＸに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＸは、コリメータレンズ４を通過後、ＰＢＳプリズム３の接合面３ａで反射される。接合面３ａで反射されたレーザ光ＬＸは、レンズ９を透過し、ミラー８で反射された後、フォトダイオード７に入射する。フォトダイオード７では、ディスク媒体の光学記録面ＳＸからの信号検出が行われる。
【００１７】
波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを使用する場合、対物レンズの開口数(ＮＡ)が他よりも大きいため、ディスク基板２４Ｘの誤差による球面収差の発生が問題となる。この球面収差を補正するには、例えばコリメータレンズ４を移動させることにより、対物レンズ２３に入射するレーザ光ＬＸのコリメート度合いを変えることが好ましい。また、コリメータレンズ４を第１光源１Ｘ側から順に第１レンズ群と第２レンズ群との２群構成とし、第１，第２レンズ群間の空気間隔を変化させることによっても、上記球面収差を補正することができる。コリメータレンズ４と対物レンズ２３との間にビームエキスパンダを用いた場合には、ビームエキスパンダを構成する負レンズ群と正レンズ群との間の空気間隔を変化させることによっても、上記球面収差を補正することができる。なお、球面収差補正手段(例えば液晶素子等)を光路中に別途設けることによっても上記球面収差に対応可能である。
【００１８】
第２光源１Ｙから出射した波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹは、ＰＢＳプリズム１３(ＰＢＳプリズム３と同様の偏光分離機能を有する。)を透過し、１／４波長板１４で円偏光に変換され、コリメータレンズ１５でコリメートされる。そして、ダイクロイックプリズム１０を透過し、ダイクロイックプリズム２１で反射される。その後、波長選択回折光学素子２２と対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｙに入射する。ここで、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹは、波長選択回折光学素子２２の回折面２２ａで回折され、発散光となって対物レンズ２３に入射する。対物レンズ２３は、波長選択回折光学素子２２によって回折された波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹについて収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｙ裏面の光学記録面ＳＹに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００１９】
ディスク基板２４Ｙからの戻り光は、対物レンズ２３，波長選択回折光学素子２２，ダイクロイックプリズム２１，ダイクロイックプリズム１０，コリメータレンズ１５の順に光路を戻り、１／４波長板１４に入射する。１／４波長板１４では、レーザ光ＬＹの偏光方向が第２光源１Ｙからの行きのレーザ光ＬＹに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＹは、ＰＢＳプリズム１３の接合面１３ａで反射される。接合面１３ａで反射されたレーザ光ＬＹは、フォトダイオード１２に入射する。フォトダイオード１２では、ディスク媒体の光学記録面ＳＹからの信号検出が行われる。
【００２０】
第３光源１Ｚから出射した波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺは、ＰＢＳプリズム１８(ＰＢＳプリズム３と同様の偏光分離機能を有する。)を透過し、１／４波長板１９で円偏光に変換され、リレーレンズ２０に入射して収束光となる。リレーレンズ２０を透過したレーザ光ＬＺは、一旦結像しながらダイクロイックプリズム２１を透過する。その後、波長選択回折光学素子２２と対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｚに入射する。ここで、波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺは波長選択回折光学素子２２の影響を受けずに透過して、そのまま発散光として対物レンズ２３に入射する。対物レンズ２３は、リレーレンズ２０により形成される結像点を物点とする有限共役長のレーザ光ＬＺについて、リレーレンズ２０と合せて収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｚ裏面の光学記録面ＳＺに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００２１】
ディスク基板２４Ｚからの戻り光は、対物レンズ２３，波長選択回折光学素子２２，ダイクロイックプリズム２１，リレーレンズ２０の順に光路を戻り、１／４波長板１９に入射する。１／４波長板１９では、レーザ光ＬＺの偏光方向が第３光源１Ｚからの行きのレーザ光ＬＺに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＺは、ＰＢＳプリズム１８の接合面１８ａで反射される。接合面１８ａで反射されたレーザ光ＬＺは、フォトダイオード１７に入射する。フォトダイオード１７では、ディスク媒体の光学記録面ＳＺからの信号検出が行われる。
【００２２】
図２〜図４に、第１の実施の形態の各波長に対応する要部光学構成を示す。図２は波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸの光路における、波長選択回折光学素子２２以降の光学構成を示しており、図３は波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹの光路における、波長選択回折光学素子２２以降の光学構成を示している。レーザ光ＬＸが回折面２２ａの回折作用を受けずに平行光束のまま対物レンズ２３に入射しているのに対し、レーザ光ＬＹは回折面２２ａの回折作用により発散光として対物レンズ２３に入射している。図４は、波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺの光路における、リレーレンズ２０以降の光学構成を示している。第３光源１Ｚ(図１)からのレーザ光ＬＺがリレーレンズ２０の集光作用により一旦結像し、その後に発散光として波長選択回折光学素子２２，対物レンズ２３の順に有限共役長で入射している。
【００２３】
〈第２の実施の形態(図５〜図８)〉
第２の実施の形態(図５)の光学構成を、各レーザ光の光路に沿って説明する。まず、第１光源１Ｘから出射した波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸは、ビーム整形素子２でビーム整形された後、ＰＢＳ(polarizing beam splitter)プリズム３に入射する。ＰＢＳプリズム３の接合面３ａは、第１光源１Ｘから出射する偏光方向のレーザ光ＬＸを透過させ、それに対して偏光方向が垂直なレーザ光ＬＸを反射させる偏光分離機能を有している。したがって、第１光源１Ｘから出射したレーザ光ＬＸはＰＢＳプリズム３を透過する。ＰＢＳプリズム３を透過したレーザ光ＬＸは、コリメータレンズ４でコリメートされた後、１／４波長板５で円偏光に変換される。そして、(特にBlu-rayで問題となる)レーザの波長変動に伴う色収差を補正するための色収差補正素子６を通過した後、ダイクロイックプリズム１０に入射する。
【００２４】
ダイクロイックプリズム１０の接合面１０ａには、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを反射させ、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを透過させるコーティングが施されている。したがって、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸはダイクロイックプリズム１０によって反射される。ダイクロイックプリズム１０で反射したレーザ光ＬＸは、ダイクロイックプリズム２１に入射する。ダイクロイックプリズム２１の接合面２１ａには、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸと波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを反射させ、波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺを透過させるコーティングが施されている。したがって、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸはダイクロイックプリズム２１によって反射される。
【００２５】
ダイクロイックプリズム２１で反射したレーザ光ＬＸは、対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｘに入射する。対物レンズ２３は、ディスク基板２４Ｘに対する波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸ(コリメート光束)について収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｘ裏面の光学記録面ＳＸに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００２６】
ディスク基板２４Ｘからの戻り光は、対物レンズ２３，ダイクロイックプリズム２１，ダイクロイックプリズム１０，色収差補正素子６の順に光路を戻り、１／４波長板５に入射する。１／４波長板５では、レーザ光ＬＸの偏光方向が第１光源１Ｘからの行きのレーザ光ＬＸに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＸは、コリメータレンズ４を通過後、ＰＢＳプリズム３の接合面３ａで反射される。接合面３ａで反射されたレーザ光ＬＸは、レンズ９を透過し、ミラー８で反射された後、フォトダイオード７に入射する。フォトダイオード７では、ディスク媒体の光学記録面ＳＸからの信号検出が行われる。
【００２７】
波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを使用する場合、対物レンズの開口数(ＮＡ)が他よりも大きいため、ディスク基板２４Ｘの誤差による球面収差の発生が問題となる。この球面収差を補正するには、例えばコリメータレンズ４を移動させることにより、対物レンズ２３に入射するレーザ光ＬＸのコリメート度合いを変えることが好ましい。また、コリメータレンズ４を第１光源１Ｘ側から順に第１レンズ群と第２レンズ群との２群構成とし、第１，第２レンズ群間の空気間隔を変化させることによっても、上記球面収差を補正することができる。コリメータレンズ４と対物レンズ２３との間にビームエキスパンダを用いた場合には、ビームエキスパンダを構成する負レンズ群と正レンズ群との間の空気間隔を変化させることによっても、上記球面収差を補正することができる。なお、球面収差補正手段(例えば液晶素子等)を光路中に別途設けることによっても上記球面収差に対応可能である。
【００２８】
第２光源１Ｙから出射した波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹは、ＰＢＳプリズム１３(ＰＢＳプリズム３と同様の偏光分離機能を有する。)を透過し、１／４波長板１４で円偏光に変換され、コリメータレンズ１５でコリメートされる。そして、リレーレンズ１６によって収束光となり、ダイクロイックプリズム１０に入射する。レーザ光ＬＹは、リレーレンズ１６で一旦結像しながらダイクロイックプリズム１０を透過し、ダイクロイックプリズム２１で反射される。その後、対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｙに入射する。対物レンズ２３は、リレーレンズ１６により形成される結像点を物点とする有限共役長のレーザ光ＬＹについて、リレーレンズ１６と合せて収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｙ裏面の光学記録面ＳＹに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００２９】
ディスク基板２４Ｙからの戻り光は、対物レンズ２３，ダイクロイックプリズム２１，ダイクロイックプリズム１０，リレーレンズ１６，コリメータレンズ１５の順に光路を戻り、１／４波長板１４に入射する。１／４波長板１４では、レーザ光ＬＹの偏光方向が第２光源１Ｙからの行きのレーザ光ＬＹに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＹは、ＰＢＳプリズム１３の接合面１３ａで反射される。接合面１３ａで反射されたレーザ光ＬＹは、フォトダイオード１２に入射する。フォトダイオード１２では、ディスク媒体の光学記録面ＳＹからの信号検出が行われる。
【００３０】
第３光源１Ｚから出射した波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺは、ＰＢＳプリズム１８(ＰＢＳプリズム３と同様の偏光分離機能を有する。)を透過し、１／４波長板１９で円偏光に変換され、リレーレンズ２０に入射して収束光となる。リレーレンズ２０を透過したレーザ光ＬＺは、一旦結像しながらダイクロイックプリズム２１を透過する。その後、発散光として対物レンズ２３に入射し、対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｚに入射する。対物レンズ２３は、リレーレンズ２０により形成される結像点を物点とする有限共役長のレーザ光ＬＺについて、リレーレンズ２０と合せて収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｚ裏面の光学記録面ＳＺに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００３１】
ディスク基板２４Ｚからの戻り光は、対物レンズ２３，ダイクロイックプリズム２１，リレーレンズ２０の順に光路を戻り、１／４波長板１９に入射する。１／４波長板１９では、レーザ光ＬＺの偏光方向が第３光源１Ｚからの行きのレーザ光ＬＺに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＺは、ＰＢＳプリズム１８の接合面１８ａで反射される。接合面１８ａで反射されたレーザ光ＬＺは、フォトダイオード１７に入射する。フォトダイオード１７では、ディスク媒体の光学記録面ＳＺからの信号検出が行われる。
【００３２】
図６〜図８に、第２の実施の形態の各波長に対応する要部光学構成を示す。図６は波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸの光路における、対物レンズ２３以降の光学構成を示しており、図７は波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹの光路における、リレーレンズ１６以降の光学構成を示しており、図８は波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺの光路における、リレーレンズ２０以降の光学構成を示している。レーザ光ＬＸは、平行光束として対物レンズ２３に入射している。これに対し、レーザ光ＬＹはリレーレンズ１６の集光作用により一旦結像し、その後に発散光として対物レンズ２３に有限共役長で入射しており、レーザ光ＬＺはリレーレンズ２０の集光作用により一旦結像し、その後に発散光として対物レンズ２３に有限共役長で入射している。
【００３３】
〈第３の実施の形態(図９〜図１２)〉
第３の実施の形態(図９)の光学構成を、各レーザ光の光路に沿って説明する。まず、第１光源１Ｘから出射した波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸは、ビーム整形素子２でビーム整形された後、ＰＢＳ(polarizing beam splitter)プリズム３に入射する。ＰＢＳプリズム３の接合面３ａは、第１光源１Ｘから出射する偏光方向のレーザ光ＬＸを透過させ、それに対して偏光方向が垂直なレーザ光ＬＸを反射させる偏光分離機能を有している。したがって、第１光源１Ｘから出射したレーザ光ＬＸはＰＢＳプリズム３を透過する。ＰＢＳプリズム３を透過したレーザ光ＬＸは、コリメータレンズ４でコリメートされた後、１／４波長板５で円偏光に変換される。そして、(特にBlu-rayで問題となる)レーザの波長変動に伴う色収差を補正するための色収差補正素子６を通過した後、ダイクロイックプリズム１０に入射する。
【００３４】
ダイクロイックプリズム１０の接合面１０ａには、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを反射させ、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを透過させるコーティングが施されている。したがって、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸはダイクロイックプリズム１０によって反射される。ダイクロイックプリズム１０で反射したレーザ光ＬＸは、ダイクロイックプリズム２１に入射する。ダイクロイックプリズム２１の接合面２１ａには、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸと波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを反射させ、波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺを透過させるコーティングが施されている。したがって、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸはダイクロイックプリズム２１によって反射される。
【００３５】
ダイクロイックプリズム２１で反射したレーザ光ＬＸは、対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｘに入射する。対物レンズ２３は、ディスク基板２４Ｘに対する波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸ(コリメート光束)について収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｘ裏面の光学記録面ＳＸに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００３６】
ディスク基板２４Ｘからの戻り光は、対物レンズ２３，ダイクロイックプリズム２１，ダイクロイックプリズム１０，色収差補正素子６の順に光路を戻り、１／４波長板５に入射する。１／４波長板５では、レーザ光ＬＸの偏光方向が第１光源１Ｘからの行きのレーザ光ＬＸに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＸは、コリメータレンズ４を通過後、ＰＢＳプリズム３の接合面３ａで反射される。接合面３ａで反射されたレーザ光ＬＸは、レンズ９を透過し、ミラー８で反射された後、フォトダイオード７に入射する。フォトダイオード７では、ディスク媒体の光学記録面ＳＸからの信号検出が行われる。
【００３７】
波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを使用する場合、対物レンズの開口数(ＮＡ)が他よりも大きいため、ディスク基板２４Ｘの誤差による球面収差の発生が問題となる。この球面収差を補正するには、例えばコリメータレンズ４を移動させることにより、対物レンズ２３に入射するレーザ光ＬＸのコリメート度合いを変えることが好ましい。また、コリメータレンズ４を第１光源１Ｘ側から順に第１レンズ群と第２レンズ群との２群構成とし、第１，第２レンズ群間の空気間隔を変化させることによっても、上記球面収差を補正することができる。コリメータレンズ４と対物レンズ２３との間にビームエキスパンダを用いた場合には、ビームエキスパンダを構成する負レンズ群と正レンズ群との間の空気間隔を変化させることによっても、上記球面収差を補正することができる。なお、球面収差補正手段(例えば液晶素子等)を光路中に別途設けることによっても上記球面収差に対応可能である。
【００３８】
第２光源１Ｙから出射した波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹは、ＰＢＳプリズム１３(ＰＢＳプリズム３と同様の偏光分離機能を有する。)を透過し、１／４波長板１４で円偏光に変換された後、正レンズ２６ａ及び負レンズ２６ｂから成る補正レンズ２６に入射する。補正レンズ２６は、この光路で使用する場合に対物レンズ２３で発生する収差を補正するため光学系であり、対物レンズ２３と合わせて有限共役長での良好な性能を達成するとともに、光学配置の自由度の向上にも寄与する。補正レンズ２６を透過したレーザ光ＬＹは、ダイクロイックプリズム１０を透過した後、ダイクロイックプリズム２１で反射される。その後、対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｙに入射する。対物レンズ２３は、有限共役長のレーザ光ＬＹについて、上記補正レンズ２６と合せて収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｙ裏面の光学記録面ＳＹに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００３９】
ディスク基板２４Ｙからの戻り光は、対物レンズ２３，ダイクロイックプリズム２１，ダイクロイックプリズム１０，補正レンズ２６の順に光路を戻り、１／４波長板１４に入射する。１／４波長板１４では、レーザ光ＬＹの偏光方向が第２光源１Ｙからの行きのレーザ光ＬＹに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＹは、ＰＢＳプリズム１３の接合面１３ａで反射される。接合面１３ａで反射されたレーザ光ＬＹは、フォトダイオード１２に入射する。フォトダイオード１２では、ディスク媒体の光学記録面ＳＹからの信号検出が行われる。
【００４０】
図９ではレンズ２枚構成の補正レンズ２６を示しているが、補正レンズ２６を単レンズで構成してもよく、その他の必要に応じた光学構成を採用してもよい。また、波長６５０ｎｍに対応するディスク基板２３Ｙが波長４０５ｎｍに対応するディスク基板２３Ｘよりも厚いことから、ディスク基板２３Ｙを用いる際の対物レンズ２３とディスク基板２３Ｙとの間の空気間隔(すなわちワーキングディスタンス)を確保するために、この実施の形態のように、補正レンズ２６を透過したレーザ光ＬＹは発散光であることが好ましい。
【００４１】
第３光源１Ｚから出射した波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺは、ＰＢＳプリズム１８(ＰＢＳプリズム３と同様の偏光分離機能を有する。)を透過し、１／４波長板１９で円偏光に変換され、リレーレンズ２０に入射して収束光となる。リレーレンズ２０を透過したレーザ光ＬＺは、一旦結像しながらダイクロイックプリズム２１を透過する。その後、発散光として対物レンズ２３に入射し、対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｚに入射する。対物レンズ２３は、リレーレンズ２０により形成される結像点を物点とする有限共役長のレーザ光ＬＺについて、リレーレンズ２０と合せて収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｚ裏面の光学記録面ＳＺに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００４２】
ディスク基板２４Ｚからの戻り光は、対物レンズ２３，ダイクロイックプリズム２１，リレーレンズ２０の順に光路を戻り、１／４波長板１９に入射する。１／４波長板１９では、レーザ光ＬＺの偏光方向が第３光源１Ｚからの行きのレーザ光ＬＺに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＺは、ＰＢＳプリズム１８の接合面１８ａで反射される。接合面１８ａで反射されたレーザ光ＬＺは、フォトダイオード１７に入射する。フォトダイオード１７では、ディスク媒体の光学記録面ＳＺからの信号検出が行われる。
【００４３】
図１０〜図１２に、第３の実施の形態の各波長に対応する要部光学構成を示す。図１０は波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸの光路における、対物レンズ２３以降の光学構成を示しており、図１１は波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹの光路における、補正レンズ２６(ここではレンズ１枚構成として示す。)以降の光学構成を示しており、図１２は波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺの光路における、リレーレンズ２０以降の光学構成を示している。レーザ光ＬＸは、平行光束として対物レンズ２３に入射している。これに対し、レーザ光ＬＹは補正レンズ２６のパワーにより発散光として対物レンズ２３に有限共役長で入射しており、レーザ光ＬＺはリレーレンズ２０の集光作用により一旦結像し、その後に発散光として対物レンズ２３に有限共役長で入射している。
【００４４】
〈第４の実施の形態(図１３)〉
第４の実施の形態(図１３)では、第１の実施の形態(図１)において２つのダイクロイックプリズム１０，２１の代わりに１つのクロスダイクロイックプリズム３０を用いた構成になっている。これによりプリズム数を減らして、光ピックアップ光学系のコンパクト化を達成している。第４の実施の形態(図１３)の光学構成を、各レーザ光の光路に沿って説明する。まず、第１光源１Ｘから出射した波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸは、ビーム整形素子２でビーム整形された後、ＰＢＳ(polarizing beam splitter)プリズム３に入射する。ＰＢＳプリズム３の接合面３ａは、第１光源１Ｘから出射する偏光方向のレーザ光ＬＸを透過させ、それに対して偏光方向が垂直なレーザ光ＬＸを反射させる偏光分離機能を有している。したがって、第１光源１Ｘから出射したレーザ光ＬＸはＰＢＳプリズム３を透過する。ＰＢＳプリズム３を透過したレーザ光ＬＸは、コリメータレンズ４でコリメートされた後、１／４波長板５で円偏光に変換される。そして、(特にBlu-rayで問題となる)レーザの波長変動に伴う色収差を補正するための色収差補正素子６を通過した後、クロスダイクロイックプリズム３０に入射する。
【００４５】
クロスダイクロイックプリズム３０には、４つの接合面３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが設けられている。接合面３０ａには、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを透過させ、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを反射させるコーティングが施されている。接合面３０ｂには波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを反射させるコーティングが施されており、接合面３０ｃには波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを反射させるコーティングが施されている。接合面３０ｄには、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを反射させ、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹを透過させるコーティングが施されている。いずれの接合面３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄも波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺを透過させるので、レーザ光ＬＺはクロスダイクロイックプリズム３０を透過することになる。このような構成を有するクロスダイクロイックプリズム３０を用いることにより、３つのレーザ光ＬＸ，ＬＹ，ＬＺの光路を合成／分岐することができる。
【００４６】
波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸは、クロスダイクロイックプリズム３０の接合面３０ｂ，３０ｄで反射された後、波長選択回折光学素子２２と対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｘに入射する。波長選択回折光学素子２２には回折面２２ａが設けられており、回折面２２ａでは、波長４０５ｎｍ，７８０ｎｍのレーザ光ＬＸ，ＬＺは回折せず、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹは回折する。したがって、波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸは波長選択回折光学素子２２の影響を受けずに透過して、そのまま対物レンズ２３に入射する。対物レンズ２３は、ディスク基板２４Ｘに対する波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸ(コリメート光束)について収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｘ裏面の光学記録面ＳＸに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００４７】
ディスク基板２４Ｘからの戻り光は、対物レンズ２３，波長選択回折光学素子２２，クロスダイクロイックプリズム３０，色収差補正素子６の順に光路を戻り、１／４波長板５に入射する。１／４波長板５では、レーザ光ＬＸの偏光方向が第１光源１Ｘからの行きのレーザ光ＬＸに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＸは、コリメータレンズ４を通過後、ＰＢＳプリズム３の接合面３ａで反射される。接合面３ａで反射されたレーザ光ＬＸは、レンズ９を透過し、ミラー８で反射された後、フォトダイオード７に入射する。フォトダイオード７では、ディスク媒体の光学記録面ＳＸからの信号検出が行われる。
【００４８】
波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＸを使用する場合、対物レンズの開口数(ＮＡ)が他よりも大きいため、ディスク基板２４Ｘの誤差による球面収差の発生が問題となる。この球面収差を補正するには、例えばコリメータレンズ４を移動させることにより、対物レンズ２３に入射するレーザ光ＬＸのコリメート度合いを変えることが好ましい。また、コリメータレンズ４を第１光源１Ｘ側から順に第１レンズ群と第２レンズ群との２群構成とし、第１，第２レンズ群間の空気間隔を変化させることによっても、上記球面収差を補正することができる。コリメータレンズ４と対物レンズ２３との間にビームエキスパンダを用いた場合には、ビームエキスパンダを構成する負レンズ群と正レンズ群との間の空気間隔を変化させることによっても、上記球面収差を補正することができる。なお、球面収差補正手段(例えば液晶素子等)を光路中に別途設けることによっても上記球面収差に対応可能である。
【００４９】
第２光源１Ｙから出射した波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹは、ＰＢＳプリズム１３(ＰＢＳプリズム３と同様の偏光分離機能を有する。)を透過し、１／４波長板１４で円偏光に変換され、コリメータレンズ１５でコリメートされる。そして、クロスダイクロイックプリズム３０の接合面３０ａ，３０ｃで反射された後、波長選択回折光学素子２２と対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｙに入射する。ここで、波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹは、波長選択回折光学素子２２の回折面２２ａで回折され、発散光となって対物レンズ２３に入射する。対物レンズ２３は、波長選択回折光学素子２２によって回折された波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＹについて収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｙ裏面の光学記録面ＳＹに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００５０】
ディスク基板２４Ｙからの戻り光は、対物レンズ２３，波長選択回折光学素子２２，クロスダイクロイックプリズム３０，コリメータレンズ１５の順に光路を戻り、１／４波長板１４に入射する。１／４波長板１４では、レーザ光ＬＹの偏光方向が第２光源１Ｙからの行きのレーザ光ＬＹに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＹは、ＰＢＳプリズム１３の接合面１３ａで反射される。接合面１３ａで反射されたレーザ光ＬＹは、フォトダイオード１２に入射する。フォトダイオード１２では、ディスク媒体の光学記録面ＳＹからの信号検出が行われる。
【００５１】
第３光源１Ｚから出射した波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺは、ＰＢＳプリズム１８(ＰＢＳプリズム３と同様の偏光分離機能を有する。)を透過し、１／４波長板１９で円偏光に変換され、リレーレンズ２０に入射して収束光となる。リレーレンズ２０を透過したレーザ光ＬＺは、一旦結像しながらクロスダイクロイックプリズム３０の各接合面３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを透過する。その後、波長選択回折光学素子２２と対物レンズ２３を通ってディスク基板２４Ｚに入射する。ここで、波長７８０ｎｍのレーザ光ＬＺは波長選択回折光学素子２２の影響を受けずに透過して、そのまま発散光として対物レンズ２３に入射する。対物レンズ２３は、リレーレンズ２０により形成される結像点を物点とする有限共役長のレーザ光ＬＺについて、リレーレンズ２０と合せて収差補正がなされており、ディスク基板２４Ｚ裏面の光学記録面ＳＺに対しほぼ無収差で結像させて、ディスク媒体へ情報の書き込み(記録)，読み出し(再生)，消去等を行う。
【００５２】
ディスク基板２４Ｚからの戻り光は、対物レンズ２３，波長選択回折光学素子２２，クロスダイクロイックプリズム３０，リレーレンズ２０の順に光路を戻り、１／４波長板１９に入射する。１／４波長板１９では、レーザ光ＬＺの偏光方向が第３光源１Ｚからの行きのレーザ光ＬＺに対し垂直方向に変換される。偏光方向が変換されたレーザ光ＬＺは、ＰＢＳプリズム１８の接合面１８ａで反射される。接合面１８ａで反射されたレーザ光ＬＺは、フォトダイオード１７に入射する。フォトダイオード１７では、ディスク媒体の光学記録面ＳＺからの信号検出が行われる。
【００５３】
第４の実施の形態では、光路の合成／分岐以外の光学構成が各波長について第１の実施の形態と同様になっている。したがって、図２〜図４に示す要部光学構成は第４の実施の形態に関しても同様である。なお、第２，第３の実施の形態(図５，図９)において２つのダイクロイックプリズム１０，２１の代わりに１つのクロスダイクロイックプリズム３０を用いることによっても、第４の実施の形態と同様、プリズム数を減らして、光ピックアップ光学系のコンパクト化を達成することが可能である。
【００５４】
《基板厚の異なる複数のディスク媒体に対応するための特徴点等》
１つの対物レンズで複数波長・複数基板厚に対応しようとする場合、少なくとも基板厚最大のディスク媒体に対して光源位置を有限共役長に設定することにより(対物レンズとディスク基板との衝突を防止するための)ワーキングディスタンスを確保し、それと同時に収差補正も行う必要がある。このとき複数のディスク媒体の基板厚差が大きいと、基板厚最大のディスク媒体に対するワーキングディスタンスを確保するために、レンズ共役長を非常に短くしなければならなくなる。その結果、光源位置が対物レンズに近くなってしまい、その間に各ディスク媒体に対するレーザ光の光路合成や光路分岐を行うための光学素子を配置することができなくなってしまう。
【００５５】
上述した各実施の形態のように、光学記録面までの基板厚が最大のディスク媒体に対応した光路中にリレーレンズを用いれば、物点位置を近接側に設定することによりワーキングディスタンスを確保しながら、光源位置を対物レンズから遠ざけることが可能となる。これにより、各ディスク媒体に対するレーザ光の光路合成や光路分岐を行うための光学素子を、リレーレンズと対物レンズとの間に配置することが可能となる。また、リレーレンズと対物レンズとの合成光学系で性能を確保すればよいので設計自由度が向上し、対物レンズ単独で補正困難であった複数メディア使用時の収差補正が可能となる。したがって、軽量・小型・高性能でありながら、基板厚の異なる複数のディスク媒体に対応可能な光ピックアップ装置を実現することができる。なお、特定波長のレーザ光を回折させる波長選択回折光学素子を対物レンズの光源側に配置することによっても、その回折作用によるパワーで見かけ上の物点位置を近接側に設定することができる。したがって、リレーレンズを用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
実際に規格の異なった複数のディスク媒体の大きな基板厚差を考慮した場合、光学記録面までの基板厚が互いに異なるとともに以下の条件式(i)を満たす複数のディスク媒体について、各レーザ光源からのレーザ光を対応するディスク媒体の光学記録面に集光させる必要がある。それには、上述したように光学記録面までの基板厚が最大のディスク媒体に対応した光路中にリレーレンズを設け、各レーザ光源に対応した複数のディスク媒体に対して収差補正をなすことが望ましい。なお、前述した各実施の形態の場合、ディスク基板２４Ｘの基板厚０．１ｍｍがtminであり、ディスク基板２４Ｚの基板厚１．２ｍｍがtmaxである。
3＜tmax／tmin  …(i)
ただし、
tmax：光学記録面までの基板厚の最大値、
tmin：光学記録面までの基板厚の最小値、
である。
【００５７】
前述した各実施の形態のように、基板厚の異なる少なくとも３種類のディスク媒体に対応するとともに、コンパクト化及び高性能化を効果的に達成するには、適正なパワーを有するリレーレンズを用いることが望ましい。例えば、第１の波長のレーザ光を出射する第１光源と、第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を出射する第２光源と、第１，第２の波長とは異なる第３の波長のレーザ光を出射する第３光源と、を少なくとも備え、以下の条件式(ii)を満たす第１，第２，第３のディスク媒体について、第１のディスク媒体の光学記録面には第１の波長のレーザ光を集光させ、第２のディスク媒体の光学記録面には第２の波長のレーザ光を集光させ、第３のディスク媒体の光学記録面には第３の波長のレーザ光を集光させる対物レンズを備える場合には、第１，第２の波長のレーザ光と第３の波長のレーザ光との光路合成，光路分岐の少なくとも一方を行うための光路合成／分岐光学素子を備え、その光路合成／分岐光学素子と前記第３光源との間に、第３の波長のレーザ光が前記対物レンズに対して有限共役長で入射するとともに対物レンズと合わせて収差補正がなされるように、少なくとも１枚のレンズから成り、かつ、以下の条件式(1)を満たすリレーレンズを備えることが望ましい。なお、前述した各実施の形態の場合、ディスク基板２４Ｘの基板厚０．１ｍｍがtXであり、ディスク基板２４Ｙの基板厚０．６ｍｍがtYであり、ディスク基板２４Ｚの基板厚１．２ｍｍがtZである。
tX＜tY＜tZ  …(ii)
1.5＜｜fRZ／fOZ｜＜10.0  …(1)
ただし、
tX：第１のディスク媒体の光学記録面までの基板厚、
tY：第２のディスク媒体の光学記録面までの基板厚、
tZ：第３のディスク媒体の光学記録面までの基板厚、
fRZ：第３の波長のレーザ光に対するリレーレンズの焦点距離、
fOZ：第３の波長のレーザ光に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【００５８】
条件式(1)の上限を越えると、リレーレンズの焦点距離が長くなりすぎて系がコンパクトでなくなる。あるいは、対物レンズの焦点距離が短くなることでワーキングディスタンスを確保することが困難になるだけでなく、特に最も厚いディスク基板に対応しようとすると物点を非常に近く(つまり共役長を短く)しなければならなくなり、トラッキング性能を確保することが困難になる。逆に、条件式(1)の下限を越えると、リレーレンズの焦点距離が短くなることからリレーレンズと対物レンズとの間隔を確保しにくくなり、光路合成／分岐光学素子を配置することが困難になる。あるいは、対物レンズの焦点距離が長くなるため、必要なＮＡを確保しようとするとレンズ径が大きくなり、その結果、レンズ重量が重くなってしまう。
【００５９】
以下の条件式(1a)を満たすことが更に望ましい。
1.5＜｜fRZ／fOZ｜＜6.0  …(1a)
この条件式(1a)は、上記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００６０】
１つの対物レンズで複数基板厚に対応するときの望ましい条件として、以下の条件式(2)が挙げられる。条件式(2)を満たすことにより、光学性能とワーキングディスタンスとを良好にバランスさせることができる。
0.15＜WDX／fOX＜0.7  …(2)
ただし、
WDX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体(例えば第１のディスク媒体)に対するワーキングディスタンス、
fOX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体(例えば第１のディスク媒体)へのレーザ光(例えば第１の波長のレーザ光)に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【００６１】
条件式(2)の上限を越えると、最も薄い基板厚に対応する際の軸外性能を確保することが困難になる。また、ワーキングディスタンス確保のためレンズ心厚を小さくしなければならなくなり、レンズ周辺部のコバ厚を確保するのが困難になる。逆に、条件式(2)の下限を越えると、最も厚い基板厚に対応する際のワーキングディスタンス確保と収差性能確保とが非常に困難になる。
【００６２】
以下の条件式(2a)を満たすことが更に望ましい。
0.25＜WDX／fOX＜0.4  …(2a)
この条件式(2a)は、上記条件式(2)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００６３】
対物レンズの共役長を有限にした場合、トラッキングによるレンズ移動において性能を確保することが困難になる。つまり、対物レンズが高ＮＡになると、ディスク媒体のチルトやレンズ偏心等の誤差による性能劣化が生じ、対物レンズの物体距離が有限であると、この性能劣化が無視できない大きさとなる。したがって、トラッキング性能を確保する上で、最も大きい開口数に対応するときの対物レンズの共役長(言い換えれば物体距離)を無限遠にすることが望ましい。前述した各実施の形態では、ディスク基板２４Ｘ裏面の光学記録面ＳＸに対する開口数が最も大きく(ＮＡ＝０．８５)、その共役長は無限遠になっている。
【００６４】
《対物レンズ，波長選択回折光学素子，リレーレンズにおいて望ましい構成》
次に、対物レンズ，波長選択回折光学素子，リレーレンズにおいて、それぞれ満たすことが望ましい条件を説明する。なお、各実施の形態のようにメディア互換のために設けられる波長選択回折光学素子に関しては、光路合成／分岐光学素子と対物レンズとの間に配置して、第２又は第３の波長のレーザ光を対物レンズに対して有限共役長で入射させるとともに対物レンズと合わせて収差補正がなされるように構成するのが望ましい。
【００６５】
〈対物レンズ〉
レンズ１枚構成の対物レンズにおいて、以下の条件式(3)を満たすことが望ましい。
1.0＜dO／fOX＜1.4  …(3)
ただし、
dO：対物レンズの心厚、
fOX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体(例えば第１のディスク媒体)へのレーザ光(例えば第１の波長のレーザ光)に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【００６６】
条件式(3)は、高ＮＡを達成しながらバックフォーカスを確保し、かつ、コンパクト性を保つための好ましい条件範囲を規定している。条件式(3)の上限を越えると、ワーキングディスタンスの確保が困難になるとともに、レンズ重量も大きくなってしまう。逆に、条件式(3)の下限を越えると、レンズコバ部分の厚み確保が困難になる。
【００６７】
レンズ１枚構成の対物レンズにおいて、以下の条件式(4)を満たすことが望ましい。
0.6＜r1O／fOX＜0.95  …(4)
ただし、
r1O：対物レンズの光源側面の曲率半径、
fOX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体(例えば第１のディスク媒体)へのレーザ光(例えば第１の波長のレーザ光)に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【００６８】
条件式(4)は、高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて、製造可能性を確保しながら高性能化を達成するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(4)の上限を越えると、軸外性能を確保するのが困難になる。逆に、条件式(4)の下限を越えると、曲率半径が小さくなりすぎて、高ＮＡ化を図った場合にレンズ周辺でレンズの局所傾きがきつくなってしまい製造が困難になる。一般に、このタイプの対物レンズはモールドにより作製されるが、そのモールド金型の製造が困難になるのである。
【００６９】
レンズ１枚構成の対物レンズにおいて、以下の条件式(5)を満たすことが望ましい。
1.5＜|r2O／fOX|  …(5)
ただし、
r2O：対物レンズのディスク側面の曲率半径、
fOX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体(例えば第１のディスク媒体)へのレーザ光(例えば第１の波長のレーザ光)に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【００７０】
条件式(5)は、高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて、高性能化を達成するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(5)の下限を越えると、曲率半径が小さくなりすぎて軸外性能を確保するのが困難になる。また、高次収差の補正も困難になってしまう。
【００７１】
レンズ１枚構成の対物レンズにおいて、以下の条件式(6)を満たすことが望ましい。
1＜θ1O−θ2O＜20  …(6)
ただし、
θ1O：対物レンズの光源側面の有効径最周辺に入射する光線(最外光線)が対物レンズの光源側面となす角度(°)、
θ2O：対物レンズのディスク側面の有効径最周辺から出射する光線(最外光線)が対物レンズのディスク側面となす角度(°)、
である。
【００７２】
条件式(6)は、高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて、高性能化を達成するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(6)の上限又は下限を越えると、軸外特性が悪化し、偏心に対する感度が厳しくなる。
【００７３】
レンズ１枚構成の対物レンズにおいて、以下の条件式(7)を満たすことが望ましい。
0.35＜(nOX-1)sinθ1O＜0.8  …(7)
ただし、
nOX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体(例えば第１のディスク媒体)へのレーザ光(例えば第１の波長のレーザ光)に対する対物レンズの屈折率、
θ1O：対物レンズの光源側面の有効径最周辺に入射する光線(最外光線)が対物レンズの光源側面となす角度、
である。
【００７４】
条件式(7)は、高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて、製造容易としながら高性能化を達成するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(7)の下限を越えると、高ＮＡの確保が困難になる。逆に、条件式(7)の上限を越えると、角度θ1Oが極端に大きくなってレンズの製造が困難になるか、あるいは屈折率の実用的な光学ガラスが存在しなくなる。
【００７５】
レンズ１枚構成の対物レンズにおいて、以下の条件式(8)を満たすことが望ましい。
0.3＜(r2O＋r1O)／(r2O−r1O)＜1.5  …(8)
ただし、
r1O：対物レンズの光源側面の曲率半径、
r2O：対物レンズのディスク側面の曲率半径、
である。
【００７６】
条件式(8)は、高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて、高性能化を達成するための好ましい条件範囲を規定しており、特に球面収差補正のための好ましい条件範囲を規定している。条件式(8)の条件範囲を越えた場合、球面収差の３次範囲での倒れが大きくなってしまい、高次による補正で収差がうねってしまいがちになる。このため、高ＮＡ化が困難になる。
【００７７】
レンズ１枚構成の対物レンズにおいて、その少なくとも１面を非球面にすることが望ましく、その少なくとも光源側面を非球面にすることが更に望ましい。小型の対物レンズで高ＮＡを達成する場合、光源側面の曲率半径が小さくなる。そこで発生する収差を抑えるために光源側面を非球面にすれば、高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて高性能化を効果的に達成することができる。
【００７８】
対物レンズの光源側面に非球面を用いる場合、その非球面は以下の条件式(9A)を満たすことが望ましく、対物レンズのディスク側面に非球面を用いる場合、その非球面は以下の条件式(9B)を満たすことが望ましい。なお、条件式(9A),(9B)のいずれか一方のみを満たしてもよく、条件式(9A),(9B)を両方共満たしてもよい。
0.4＜αmax−αmin＜1.5  …(9A)
0.01＜αmax−αmin＜0.5  …(9B)
ただし、
αmax：0≦h≦hmaxにおけるα(h)の最大値(mm)、
αmin：0≦h≦hmaxにおけるα(h)の最小値(mm)、
α(h)≡dz(h)／dh−h／[r・{1-(1+k)・(h/r)2}1/2]
h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ(mm)、
hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸からの入射高さ(mm)、
z(h)：非球面形状(各高さhでの非球面の面頂点から光軸に沿った方向の距離)、
z(h)＝r-{r2-(1+k)・h2}1/2＋(A4・h4+A6・h6+A8・h8+…)  …(AS)
r：非球面の近軸曲率半径(mm)、
k：コーニック係数、
Ai：hのi次の非球面係数、
dz(h)/dh：非球面形状の入射高さhに対する微分値、
である。
【００７９】
条件式(9A),(9B)は、高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて、高性能化を達成するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(9A),(9B)の上限を越えると、非球面による高次の収差が発生して収差補正が困難になるので、高性能化を図る上では望ましくない。逆に、条件式(9A),(9B)の下限を越えると、非球面による収差補正効果が小さくなり、特に球面収差補正が困難になる。したがって、高性能化を図ることが難しくなるので望ましくない。
【００８０】
対物レンズの光源側面に非球面を用いる場合、その非球面は以下の条件式(10A)を満たすことが望ましく、対物レンズのディスク側面に非球面を用いる場合、その非球面は以下の条件式(10B)を満たすことが望ましい。なお、条件式(10A),(10B)のいずれか一方のみを満たしてもよく、条件式(10A),(10B)を両方共満たしてもよい。
0.01＜Δ(hmax)／fOX＜0.3  …(10A)
0.01＜Δ(hmax)／fOX＜0.1  …(10B)
ただし、
Δ(h)：光軸からの高さhにおける、非球面の面頂点から光軸に沿った方向の距離z(h)と、基準２次曲面[≡r-{r2-(1+k)・h2}1/2]の面頂点から光軸に沿った方向の距離と、の差、
h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、
hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸からの入射高さ、
z(h)：非球面形状(各高さhでの非球面の面頂点から光軸に沿った方向の距離)、
z(h)＝r-{r2-(1+k)・h2}1/2＋(A4・h4+A6・h6+A8・h8+…)  …(AS)
r：非球面の近軸曲率半径、
k：コーニック係数、
Ai：hのi次の非球面係数、
fOX：光学記録面までの基板厚が最も薄いディスク媒体(例えば第１のディスク媒体)へのレーザ光(例えば第１の波長のレーザ光)に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【００８１】
条件式(10A),(10B)は、高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて、高性能化を達成するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(10A),(10B)の上限又は下限を越えると、非球面による高次の収差が発生して収差補正が困難になるので、高性能化を図る上では望ましくない。
【００８２】
〈波長選択回折光学素子〉
波長選択回折光学素子において、以下の条件式(11)を満たすことが望ましい。
-120＜fDY／fOY＜-15  …(11)
ただし、
fDY：回折面で回折するレーザ光(例えば第２の波長のレーザ光)に対する波長選択回折光学素子の焦点距離、
fOY：回折面で回折するレーザ光(例えば第２の波長のレーザ光)に対する対物レンズの焦点距離、
である。
【００８３】
条件式(11)は、回折面で回折する波長についてワーキングディスタンス並びに波長選択回折光学素子の収差性能及び回折効率を確保するとともに、製造可能性を保つ上で好ましい条件範囲を規定している。条件式(11)の上限を越えると、回折面の屈折力が強くなりすぎて、回折面で回折するレーザ光の使用時において収差性能を確保するのが困難になる。また、回折格子のピッチが小さくなってしまうため、回折効率の低減を招くとともに製造も困難になる。逆に、条件式(11)の下限を越えると、回折面で回折するレーザ光の使用時においてワーキングディスタンスを確保するのが困難になる。
【００８４】
波長選択回折光学素子において、以下の条件式(12)を満たすことが望ましい。
0.006＜｜C2×fY3｜＜0.025  …(12)
ただし、
C2：回折面の２次の位相係数、
fY：回折面で回折するレーザ光(例えば第２の波長のレーザ光)に対するレンズ全系(すなわち波長選択回折光学素子と対物レンズとの合成光学系)の焦点距離(mm)、
であり、回折面は光路差関数φ(h)[≡C1・h＋C2・h2＋C3・h3＋…]で定義される。
【００８５】
条件式(12)は、回折面で回折する波長について高性能を確保するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(12)の上限を越えると、回折レンズで発生する球面収差が問題となる。逆に、条件式(12)の下限を越えると、特に球面収差の補正に対して回折レンズの効果が小さくなり、対物レンズとの組み合わせで収差補正が困難になる。
【００８６】
〈リレーレンズ〉
レンズ１枚構成のリレーレンズにおいて、以下の条件式(13)を満たすことが望ましい。
-1.0＜(r2R＋r1R)／(r2R−r1R)＜2.0  …(13)
ただし、
r1R：リレーレンズの光源側面の曲率半径、
r2R：リレーレンズのディスク側面の曲率半径、
である。
【００８７】
条件式(13)は、複数波長・複数基板厚に対応できる高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて、高性能化を達成するための好ましい条件範囲を規定しており、特に球面収差補正のための好ましい条件範囲を規定している。条件式(13)の範囲を越えた場合、基板厚が最も厚いディスク媒体を用いたときに球面収差の３次範囲での倒れが大きくなってしまい、高次による補正で収差がうねってしまいがちになる。
【００８８】
レンズ１枚構成のリレーレンズにおいて、その少なくとも１面を非球面にすることが望ましい。基板厚が最も厚いディスク媒体を用いたときに対物レンズで発生する収差を抑えるために、リレーレンズの少なくとも１面を非球面にすれば、複数波長・複数基板厚に対応できる高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて高性能化を効果的に達成することができる。
【００８９】
リレーレンズの光源側面に非球面を用いる場合、その非球面は以下の条件式(14A)を満たすことが望ましく、リレーレンズのディスク側面に非球面を用いる場合、その非球面は以下の条件式(14B)を満たすことが望ましい。なお、条件式(14A),(14B)のいずれか一方のみを満たしてもよく、条件式(14A),(14B)を両方共満たしてもよい。
-0.1＜Δ(hmax)／fRZ＜0.1  …(14A)
-0.1＜Δ(hmax)／fRZ＜0.1  …(14B)
ただし、
Δ(h)：光軸からの高さhにおける、非球面の面頂点から光軸に沿った方向の距離z(h)と、基準２次曲面[≡r-{r2-(1+k)・h2}1/2]の面頂点から光軸に沿った方向の距離と、の差、
h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、
hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸からの入射高さ、
z(h)：非球面形状(各高さhでの非球面の面頂点から光軸に沿った方向の距離)、
z(h)＝r-{r2-(1+k)・h2}1/2＋(A4・h4+A6・h6+A8・h8+…)  …(AS)
r：非球面の近軸曲率半径、
k：コーニック係数、
Ai：hのi次の非球面係数、
fRZ：光学記録面までの基板厚が最も厚いディスク媒体(例えば第３のディスク媒体)へのレーザ光(例えば第３の波長のレーザ光)に対するリレーレンズの焦点距離、
である。
【００９０】
条件式(14A),(14B)は、複数波長・複数基板厚に対応できる高ＮＡの光ピックアップレンズにおいて、高性能化を達成するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(14A),(14B)の上限又は下限を越えると、基板厚が最も厚いディスク媒体を用いたときに非球面による高次の収差が発生して収差補正が困難になるので、高性能化を図る上では望ましくない。
【００９１】
《その他》
なお、上述した各実施の形態や後述する各実施例には以下の構成(P1),(P2),…等が含まれており、その構成によると、光学記録面までの基板厚が最大のディスク媒体に対応した光路中にリレーレンズを有する構成になっているため、物点位置を近接側に設定することによりワーキングディスタンスを確保しながら、光源位置を対物レンズから遠ざけることが可能となる。これにより、各ディスク媒体に対するレーザ光の光路合成や光路分岐を行うための光路合成／分岐光学素子を、リレーレンズと対物レンズとの間に配置することが容易になり、基板厚差で発生する球面収差や波長差による色収差を波長全域にわたって補正することも容易になる。したがって、軽量・小型・高性能でありながら、基板厚の異なる複数のディスク媒体に対応可能な光ピックアップ光学系を実現することができる。
【００９２】
(P1)  複数のレーザ光の光路合成，光路分岐の少なくとも一方を行うための光路合成／分岐光学素子と、光学記録面までの基板厚が互いに異なるとともに前記条件式(i)を満たす複数のディスク媒体について、各レーザ光源からのレーザ光を対応するディスク媒体の光学記録面に集光させる対物レンズとを備え、各レーザ光源に対応した複数のディスク媒体に対して収差補正がなされた光ピックアップ光学系であって、少なくとも光学記録面までの基板厚が最大のディスク媒体に対応した光路中にリレーレンズを有することを特徴とする光ピックアップ光学系。
【００９３】
(P2)  前記条件式(ii)を満たす第１，第２，第３のディスク媒体について、第１のディスク媒体の光学記録面には第１の波長のレーザ光を集光させ、第２のディスク媒体の光学記録面には第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を集光させ、第３のディスク媒体の光学記録面には第１，第２の波長とは異なる第３の波長のレーザ光を集光させる対物レンズを備えた光ピックアップ光学系であって、第１，第２の波長のレーザ光と第３の波長のレーザ光との光路合成，光路分岐の少なくとも一方を行うための光路合成／分岐光学素子を備え、第３の波長のレーザ光が前記対物レンズに対して有限共役長で入射するとともに対物レンズと合わせて収差補正がなされるように、少なくとも１枚のレンズから成り、かつ、前記条件式(1)又は(1a)を満たすリレーレンズを備えたことを特徴とする光ピックアップ光学系。
【００９４】
(P3)  さらに、前記光路合成／分岐光学素子と前記対物レンズとの間に波長選択回折光学素子を備え、その波長選択回折光学素子が第２の波長のレーザ光を対物レンズに対して有限共役長で入射させるとともに対物レンズと合わせて収差補正がなされるように構成されていることを特徴とする上記(P2)記載の光ピックアップ光学系。
【００９５】
(P4)  前記条件式(11)又は(12)を満たすことを特徴とする上記(P3)記載の光ピックアップ光学系。
【００９６】
(P5)  前記条件式(2),(2a),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9A),(9B),(10A),(10B),(13),(14A),(14B))のうちの少なくとも１つを満たすことを特徴とする上記(P1)〜(P4)のいずれか１項に記載の光ピックアップ光学系。
【００９７】
(P6)  最も大きい開口数に対応するときの前記対物レンズの共役長が無限遠であることを特徴とする上記(P1)〜(P5)のいずれか１項に記載の光ピックアップ光学系。
【００９８】
(P7)  前記対物レンズの少なくとも光源側面が非球面であることを特徴とする上記(P1)〜(P6)のいずれか１項に記載の光ピックアップ光学系。
【００９９】
(P8)  前記リレーレンズの少なくとも１面が非球面であることを特徴とする上記(P1)〜(P7)のいずれか１項に記載の光ピックアップ光学系。
【実施例】
【０１００】
以下、本発明を実施した光ピックアップ装置の光学構成を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜４は、前記第１，第４の実施の形態(図１〜図４，図１３)に対応する光学構成を数値実施例として具体化したものである。また、実施例５は前記第２の実施の形態(図５〜図８)に対応する光学構成を数値実施例として具体化したものであり、実施例６は前記第３の実施の形態(図９〜図１２)に対応する光学構成を数値実施例として具体化したものである。
【０１０１】
表１〜表１４に、実施例１〜実施例６のコンストラクションデータを示す。表１，表３，表５，表７は、レーザ光ＬＸ，ＬＹ(波長４０５ｎｍ，波長６５０ｎｍ)の光路における実施例１〜４の波長選択回折光学素子２２以降の光学構成(図２，図３)をそれぞれ示しており、表２，表４，表６，表８は、レーザ光ＬＺ(波長７８０ｎｍ)の光路における実施例１〜４のリレーレンズ２０以降の光学構成(図４)をそれぞれ示している。表９は、レーザ光ＬＸ(波長４０５ｎｍ)の光路における実施例５の対物レンズ２３以降の光学構成(図６)を示しており、表１０は、レーザ光ＬＹ(波長６５０ｎｍ)の光路における実施例５のリレーレンズ１６以降の光学構成(図７)を示しており、表１１は、レーザ光ＬＺ(波長７８０ｎｍ)の光路における実施例５のリレーレンズ２０以降の光学構成(図８)を示している。表１２は、レーザ光ＬＸ(波長４０５ｎｍ)の光路における実施例６の対物レンズ２３以降の光学構成(図１０)を示しており、表１３は、レーザ光ＬＹ(波長６５０ｎｍ)の光路における実施例６の補正レンズ２６以降の光学構成(図１１)を示しており、表１４は、レーザ光ＬＺ(波長７８０ｎｍ)の光路における実施例６のリレーレンズ２０以降の光学構成(図１２)を示している。
【０１０２】
各コンストラクションデータにおいて、λは波長(ｎｍ)、ＮＡは開口数、ＯＤは物体距離(ｍｍ)であり、Si(i=1,2,3,...)は物体側(光源側)から数えてi番目の面、riは面Siの曲率半径(ｍｍ)、di(i=1,2,3,...)は面Siと面Si+1との間の軸上面間隔(心厚，ｍｍ)を示しており(ＷＤ：ワーキングディスタンス)、Ni(i=1,2,...)は軸上面間隔diに位置する光学材料の波長λに対する屈折率を示している。*印が付された面Siは非球面であり、非球面の面形状を表わす前記式(AS)で定義される。また、#印が付された面は回折面であり、前記光路差関数φ(h)で定義される。各非球面データ及び各回折面データを他のデータとあわせて示す。ただし、表記の無い係数は０であり、すべてのデータに関してE-n=×10-n，E+n=×10+nである。
【０１０３】
表１５に、条件式(1)〜(8),(11)〜(13)に対応するデータを各実施例について示す。また表１６〜表２１に、条件式(9A),(9B),(10A),(10B),(14A),(14B)に対応するデータ及び関連するデータを各実施例について示す。
【０１０４】
【表１】
2005216399.tif 000003
【０１０５】
【表２】
2005216399.tif 000004
【０１０６】
【表３】
2005216399.tif 000005
【０１０７】
【表４】
2005216399.tif 000006
【０１０８】
【表５】
2005216399.tif 000007
【０１０９】
【表６】
2005216399.tif 000008
【０１１０】
【表７】
2005216399.tif 000009
【０１１１】
【表８】
2005216399.tif 000010
【０１１２】
【表９】
2005216399.tif 000011
【０１１３】
【表１０】
2005216399.tif 000012
【０１１４】
【表１１】
2005216399.tif 000013
【０１１５】
【表１２】
2005216399.tif 000014
【０１１６】
【表１３】
2005216399.tif 000015
【０１１７】
【表１４】
2005216399.tif 000016
【０１１８】
【表１５】
2005216399.tif 000017
【０１１９】
【表１６】
2005216399.tif 000018
【０１２０】
【表１７】
2005216399.tif 000019
【０１２１】
【表１８】
2005216399.tif 000020
【０１２２】
【表１９】
2005216399.tif 000021
【０１２３】
【表２０】
2005216399.tif 000022
【０１２４】
【表２１】
2005216399.tif 000023
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】第１の実施の形態(実施例１〜４)を示す光学構成図。
【図２】第１の実施の形態(実施例１〜４)の波長４０５ｎｍに対応する要部光学構成を示す光路図。
【図３】第１の実施の形態(実施例１〜４)の波長６５０ｎｍに対応する要部光学構成を示す光路図。
【図４】第１の実施の形態(実施例１〜４)の波長７８０ｎｍに対応する要部光学構成を示す光路図。
【図５】第２の実施の形態(実施例５)を示す光学構成図。
【図６】第２の実施の形態(実施例５)の波長４０５ｎｍに対応する要部光学構成を示す光路図。
【図７】第２の実施の形態(実施例５)の波長６５０ｎｍに対応する要部光学構成を示す光路図。
【図８】第２の実施の形態(実施例５)の波長７８０ｎｍに対応する要部光学構成を示す光路図。
【図９】第３の実施の形態(実施例６)を示す光学構成図。
【図１０】第３の実施の形態(実施例６)の波長４０５ｎｍに対応する要部光学構成を示す光路図。
【図１１】第３の実施の形態(実施例６)の波長６５０ｎｍに対応する要部光学構成を示す光路図。
【図１２】第３の実施の形態(実施例６)の波長７８０ｎｍに対応する要部光学構成を示す光路図。
【図１３】第４の実施の形態(実施例１〜４)を示す光学構成図。
【符号の説明】
【０１２６】
ＬＸ    波長４０５ｎｍ(第１の波長)のレーザ光
ＬＹ    波長６５０ｎｍ(第２の波長)のレーザ光
ＬＺ    波長７８０ｎｍ(第３の波長)のレーザ光
１Ｘ    第１光源(レーザ光源)
１Ｙ    第２光源(レーザ光源)
１Ｚ    第３光源(レーザ光源)
１０    ダイクロイックプリズム
２０    リレーレンズ
２１    ダイクロイックプリズム(光路合成／分岐光学素子)
２２    波長選択回折光学素子
２３    対物レンズ
２４Ｘ    ディスク基板(第１のディスク媒体)
２４Ｙ    ディスク基板(第２のディスク媒体)
２４Ｚ    ディスク基板(第３のディスク媒体)
３０    クロスダイクロイックプリズム(光路合成／分岐光学素子)
ＳＸ    波長４０５ｎｍ対応の光学記録面(第１のディスク媒体)
ＳＹ    波長６５０ｎｍ対応の光学記録面(第２のディスク媒体)
ＳＺ    波長７８０ｎｍ対応の光学記録面(第３のディスク媒体)
【図１】
2005216399.tif 000024
【図２】
2005216399.tif 000025
【図３】
2005216399.tif 000026
【図４】
2005216399.tif 000027
【図５】
2005216399.tif 000028
【図６】
2005216399.tif 000029
【図７】
2005216399.tif 000030
【図８】
2005216399.tif 000031
【図９】
2005216399.tif 000032
【図１０】
2005216399.tif 000033
【図１１】
2005216399.tif 000034
【図１２】
2005216399.tif 000035
【図１３】
2005216399.tif 000036