(57)【要約】  【課題】  簡易な構造で小型・高性能な、波面変換素子を備えた複数波長・複数基板対応の小型光ピックアップ装置を提供する。  【解決手段】  青色レーザー(DB)と、赤色レーザー(DR)と、赤外レーザー(DIR)から成る複数波長光源を有する光ピックアップ装置において、波面変換素子(WC)は、複数波長光源から射出され、コリメータ光学系(CL)を通過した赤色，赤外レーザー光(LR,LIR)の波面形状を変換する。対物レンズ(OB)は、青色レーザー光(LB)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされており、波面変換素子(WC)に設けられた回折格子面の位相関数の各係数を所望の値とすることで異なる３つの波長及び基板厚に対応した光ピックアップ系になる。【選択図】      図１
2005038575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長のレーザー光を射出する複数の光源から成る複数波長光源と、
表面から光学記録面までの厚みが互いに異なる複数の光情報記録媒体に対応したレーザー光の波長が決定されており、前記複数の光情報記録媒体の光学記録面に、対応する波長のレーザー光を合焦させる対物レンズと、
を備えた光ピックアップ装置であって、
前記複数波長光源から射出した複数の波長のレーザー光のうちいずれか１つを回折する回折格子面を少なくとも１面備えた、波面形状を変換する機能を持つ波面変換素子を有し、該波面変換素子及び前記対物レンズが一体となって移動するとともに、以下の条件式(A1)を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
2.5＜｜fc／fOL｜＜50.0  ・・・(A1)
ただし、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
fOL：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【請求項２】
前記波面変換素子が、前記対物レンズより光源側に配置され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】
前記複数波長光源が、互いに異なる３つの波長のレーザー光を射出する３つの光源から成り、前記波面変換素子が、前記回折格子面を２面備え、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが最も厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光情報記録媒体側に位置し、２番目に厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光源側に位置するよう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】
前記波面変換素子が、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが最も薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光の波面形状を変換せずに透過させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記対物レンズが、以下の条件式(B1)を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
1.0＜d／fB＜1.5  ・・・(B1)
ただし、
d：対物レンズの中心厚、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【請求項６】
前記波面変換素子が、以下の条件式(C)を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
｜C2c＊fc^3｜＜800  ・・・(C)
ただし、
C2c：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時に作用する回折格子面の光路差関数4次の係数、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
である。
【請求項７】
複数の光情報記録媒体に対応した互いに異なる波長のレーザー光を射出する複数の光源から成る複数波長光源と、
前記複数の光情報記録媒体の光学記録面に、対応する波長のレーザー光を合焦させる対物レンズと、
を備えた光ピックアップ装置であって、
前記複数の光源のうちいずれか２つから射出されるレーザー光に対応する前記光情報記録媒体の表面から光学記録面までの厚みが等しく、前記複数波長光源から射出した複数の波長のレーザー光のうちいずれか１つを回折する回折格子面を少なくとも１面備えた、波面形状を変換する機能を持つ波面変換素子を有し、該波面変換素子及び前記対物レンズが一体となって移動するとともに、以下の条件式(A2)を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
50＜｜fc／fOL｜＜1000  ・・・(A2)
ただし、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
fOL：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【請求項８】
前記波面変換素子が、前記対物レンズより光源側に配置されることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記複数波長光源が、互いに異なる３つの波長のレーザー光を射出する３つの光源から成り、前記波面変換素子が、前記回折格子面を２面備え、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光情報記録媒体側に位置し、光学記録面までの厚みが薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光源側に位置するように配置されることを特徴とする請求項７又は８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記複数波長光源が、互いに異なる３つの波長のレーザー光を射出する３つの光源から成り、前記波面変換素子及び前記対物レンズが、前記回折格子面をそれぞれ１面ずつ備え、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光情報記録媒体側に位置し、光学記録面までの厚みが薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光源側に位置するように配置されることを特徴とする請求項７又は８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記対物レンズに設けられた前記回折格子面が、３つの波長のレーザー光を回折することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記対物レンズに設けられた前記回折格子面が、１つの波長のレーザー光のみを回折することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記波面変換素子が、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが最も薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光の波面形状を変換せずに透過させることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記対物レンズが、以下の条件式(B2)を満たすことを特徴とする請求項７乃至１３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
0.4＜d／fB＜0.8  ・・・(B2)
ただし、
d：対物レンズの中心厚、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【請求項１５】
前記対物レンズが、以下の条件式(D)を満たすことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
-0.8＜rOF／rOR＜0.1  ・・・(D)
ただし、
rOF：対物レンズの光源側面の曲率半径、
rOR：対物レンズの光情報記録媒体側面の曲率半径、
である。
【請求項１６】
前記いずれの光情報記録媒体使用時においても前記対物レンズの物体距離が無限大であることを特徴とする請求項１乃至１５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】
本発明は光ピックアップ装置に関するものであり、例えば、青色、赤色、赤外のレーザー光源と１つの波面変換素子を用いて、青色レーザー対応光情報記録媒体、赤色レーザー対応光情報記録媒体、及び赤外レーザー対応光情報記録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複数波長対応の光ピックアップ装置（光情報記録再生装置、光磁気記録再生装置）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
青色レーザー光を用いる次世代の記録メディアにおいて、いくつかの規格が提案されており、その中にBlu-ray方式（使用波長λ=400〜415nm,NA0.85,ディスク基板厚0.1mm）とHD-DVD方式（使用波長λ=400〜415nm,NA0.65,ディスク基板厚0.6mm）がある。ここで、青色レーザー光を用いるＮＡ（numerical aperture）の高い光ピックアップ装置においては、従来のDVD方式（使用波長λ=640〜670nm,NA0.60,ディスク基板厚0.6mm）やCD方式（使用波長λ=750〜820nm,NA0.45,ディスク基板厚1.2mm）にも対応可能としたメディア互換性が強く要望されている。
【０００３】
従来、複数の波長に対して互換性を有する光ピックアップ光学系が提案されており、例えば特許文献１には、波長λ=400〜415nmの光を透過し、波長λ=640〜670nm及びλ=750〜820nmの光を回折する波長選択フィルタを用いて、波長λ=400〜415nmの光は無限共役長で、波長λ=640〜670nm及びλ=750〜820nmの光は有限共役長で対物レンズに光束を入射させる３波長の互換が可能な光ヘッド装置が示されている。また、非特許文献１には、波長λ=400〜415nm及び波長λ=640〜670nmの光を透過し、λ=750〜820nmの光を回折する光学素子を用いて、波長λ=400〜415nm及び波長λ=640〜670nmの光は無限共役長で、λ=750〜820nmの光は有限共役長で対物レンズに光束を入射させて３波長互換とする方法が示されており、非特許文献２には、回折レンズを用いて波長λ=400〜415nmの青色レーザー使用時の入射光を収束光とすることにより、DVDやCD使用時の共役距離を長くし、メディア互換を可能とする方法が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６７９７２号公報
【非特許文献１】応用物理学会予稿集（２００２年秋）
【非特許文献２】応用物理学会予稿集（２００３年春）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Blu-ray方式を採用した場合、青色レーザー光に用いられる記録媒体（以下、「BD」という。） は、基板厚が0.1mmであり、DVD（基板厚0.6mm）やCD（基板厚1.2mm）に比べ極めて薄い。このように基板厚の差が大きいため、例えば従来提案されているように、DVDやCDと共通の対物レンズを用いて青色レーザー用のBDを使用する場合、全ての基板を無限共役長で使用すると、厚い基板を使用する際の対物レンズと基板の間の空気間隔（以下、「ＷＤ；ワーキングディスタンス」という。）が短くなってしまい、対物レンズと基板が衝突する可能性がある。そこで、上記の各文献に記載されている３波長互換方式は、いずれも３波長のうち少なくとも１つの波長光を有限共役長で対物レンズに入射させている。
【０００６】
この場合、特に基板の厚いDVDやCDの使用時に対物レンズのＷＤを確保する必要があるため、物点位置が対物レンズに非常に近くなってしまい、例えばトラッキング追従等で対物レンズが光軸と垂直方向に移動した場合に生じるコマ収差により、光学性能（軸外性能）を確保することが非常に困難となり、光学設計上大きな問題となる。これを解決するため、特許文献１においては、DVDやCD使用時に有限共役長とするためのリレー光学系を対物レンズと共に移動させ、トラッキング時の光学性能の低下を防ぐ方法が提案されているが、対物レンズとリレー光学系を所定の位置関係で移動させる機構が必要となるため、光ピックアップ装置の構成が複雑となり望ましいものとはいえなかった。また、HD-DVD方式を採用した場合、BDの基板厚はDVDと同じ0.6mmとなるが、使用波長の違いにより、ディスク基板の光学記録面上に波面収差の良好なスポット像を結像させることは困難であった。
【０００７】
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、DVDやCDの使用時においても対物レンズのＷＤを確保しながらトラッキング追従等による光学性能の低下を防止できる、波面変換素子を備えた複数波長・複数基板対応の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】
【０００８】
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、互いに異なる波長のレーザー光を射出する複数の光源から成る複数波長光源と、表面から光学記録面までの厚みが互いに異なる複数の光情報記録媒体に対応したレーザー光の波長が決定されており、前記複数の光情報記録媒体の光学記録面に、対応する波長のレーザー光を合焦させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ装置であって、前記複数波長光源から射出した複数の波長のレーザー光のうちいずれか１つを回折する回折格子面を少なくとも１面備えた、波面形状を変換する機能を持つ波面変換素子を有し、該波面変換素子及び前記対物レンズが一体となって移動するとともに、以下の条件式(A1)を満たすことを特徴とする。
2.5＜｜fc／fOL｜＜50.0  ・・・(A1)
ただし、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
fOL：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【０００９】
第２の発明の光ピックアップ装置は、上記第１の発明の構成において、前記波面変換素子が、前記対物レンズより光源側に配置されることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明の光ピックアップ装置は、上記第１又は第２の発明の構成において、前記複数波長光源が、互いに異なる３つの波長のレーザー光を射出する３つの光源から成り、前記波面変換素子が、前記回折格子面を２面備え、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが最も厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光情報記録媒体側に位置し、２番目に厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光源側に位置するように配置されることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明の光ピックアップ装置は、上記第１，第２又は第３の発明の構成において、前記波面変換素子が、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが最も薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光の波面形状を変換せずに透過させることを特徴とする。
【００１２】
第５の発明の光ピックアップ装置は、上記第１，第２，第３又は第４の発明の構成において、前記対物レンズが、以下の条件式(B1)を満たすことを特徴とする。
1.0＜d／fB＜1.5  ・・・(B1)
ただし、
d：対物レンズの中心厚、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００１３】
第６の発明の光ピックアップ装置は、上記第１，第２，第３，第４又は第５の発明の構成において、前記波面変換素子が、以下の条件式(C)を満たすことを特徴とする。
｜C2c＊fc^3｜＜800  ・・・(C)
ただし、
C2c：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時に作用する回折格子面の光路差関数4次の係数、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
である。
【００１４】
第７の発明の光ピックアップ装置は、複数の光情報記録媒体に対応した互いに異なる波長のレーザー光を射出する複数の光源から成る複数波長光源と、前記複数の光情報記録媒体の光学記録面に、対応する波長のレーザー光を合焦させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ装置であって、前記複数の光源のうちいずれか２つから射出されるレーザー光に対応する前記光情報記録媒体の表面から光学記録面までの厚みが等しく、前記複数波長光源から射出した複数の波長のレーザー光のうちいずれか１つを回折する回折格子面を少なくとも１面備えた、波面形状を変換する機能を持つ波面変換素子を有し、該波面変換素子及び前記対物レンズが一体となって移動するとともに、以下の条件式(A2)を満たすことを特徴とする。
50＜｜fc／fOL｜＜1000  ・・・(A2)
ただし、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
fOL：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００１５】
第８の発明の光ピックアップ装置は、上記第７の発明の構成において、前記波面変換素子が、前記対物レンズより光源側に配置されることを特徴とする。
【００１６】
第９の発明の光ピックアップ装置は、上記第７又は第８の発明の構成において、前記複数波長光源が、互いに異なる３つの波長のレーザー光を射出する３つの光源から成り、前記波面変換素子が、前記回折格子面を２面備え、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光情報記録媒体側に位置し、光学記録面までの厚みが薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光源側に位置するように配置されることを特徴とする。
【００１７】
第１０の発明の光ピックアップ装置は、上記第７又は第８の発明の構成において、前記複数波長光源が、互いに異なる３つの波長のレーザー光を射出する３つの光源から成り、前記波面変換素子及び前記対物レンズが、前記回折格子面をそれぞれ１面ずつ備え、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光情報記録媒体側に位置し、光学記録面までの厚みが薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光源側に位置するように配置されることを特徴とする。
【００１８】
第１１の発明の光ピックアップ装置は、上記第７，第８，第９又は第１０の発明の構成において、前記対物レンズに設けられた前記回折格子面が、３つの波長のレーザー光を回折することを特徴とする。
【００１９】
第１２の発明の光ピックアップ装置は、上記第７，第８，第９又は第１０の発明の構成において、前記対物レンズに設けられた前記回折格子面が、１つの波長のレーザー光のみを回折することを特徴とする。
【００２０】
第１３の発明の光ピックアップ装置は、上記第７，第８，第９，第１０，第１１又は第１２の発明の構成において、前記波面変換素子が、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが最も薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光の波面形状を変換せずに透過させることを特徴とする。
【００２１】
第１４の発明の光ピックアップ装置は、上記第７，第８，第９，第１０，第１１，第１２又は第１３の発明の構成において、前記対物レンズが、以下の条件式(B2)を満たすことを特徴とする。
0.4＜d／fB＜0.8  ・・・(B2)
ただし、
d：対物レンズの中心厚、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００２２】
第１５の発明の光ピックアップ装置は、上記第１乃至第１４のいずれかの発明の構成において、前記対物レンズが、以下の条件式(D)を満たすことを特徴とする。
-0.8＜rOF／rOR＜0.1  ・・・(D)
ただし、
rOF：対物レンズの光源側面の曲率半径、
rOR：対物レンズの光情報記録媒体側面の曲率半径、
である。
【００２３】
第１６の発明の光ピックアップ装置は、上記第１乃至第１５のいずれかの発明の構成において、前記いずれの光情報記録媒体使用時においても前記対物レンズの物体距離が無限大であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、複数波長光源から射出した複数の波長のレーザー光の波面形状を変換する波面変換素子が、コリメータ光学系と対物レンズとの間に配置され、波面変換素子と対物レンズが一体となって移動する構成であるとともに、条件式(A1)を満たした光学配置になっているため、構造が簡単で小型・高性能な波面変換素子を備えた複数波長対応の小型光ピックアップ装置を実現することができる。そして、本発明に係る光ピックアップ装置を用いれば、基板厚の異なる複数種類の光情報記録媒体に対し互換性のある複数波長対応が可能となるとともに、記録密度の向上にも寄与することができる。
【００２５】
また、複数の光源のうちいずれか２つから射出されるレーザー光に対応する光情報記録媒体の表面から光学記録面までの厚みが等しく、波面変換素子及び対物レンズが一体となって移動する構成であるとともに、条件式(A2)を満たした光学配置になっているため、異なる２つの波長のレーザー光に対応する光情報記録媒体の厚みが等しい場合にも互換性のある複数波長対応の小型光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。図１に、本発明の光ピックアップ装置の第１の実施形態に対応する光学構成を示す。図１において、DBは青色レーザーダイオードから成るレーザー光源（以下単に「青色レーザー」ともいう。）、DRは赤色レーザーダイオードから成るレーザー光源（以下単に「赤色レーザー」ともいう。）、DIRは赤外レーザーダイオードから成るレーザー光源（以下単に「赤外レーザー」ともいう。）であり、これら３つの光源により複数波長光源を構成する。DPはダイクロイックプリズム、CLはコリメータ光学系、WCは波面変換素子、OBは対物レンズ、DKはディスク基板、sDは光学記録面、s1は波面変換素子(WC)の第１面（光入射側面）、s2は波面変換素子(WC)の第２面（光射出側面）である。なお、直交座標系(ｘ，ｙ，ｚ)において、青色レーザー(DB)及び赤色レーザー(DR)からレーザー光の射出される方向（図１の左右方向）をｘ方向、光軸(AX)方向（図１の上下方向）をｚ方向、ｘ，ｚに垂直な方向をｙ方向とすると、図１はｘ-ｚ断面を示している。
【００２７】
図１に示す光ピックアップ装置は、青色レーザー対応光情報記録媒体、赤色レーザー対応光情報記録媒体、赤外レーザー対応光情報記録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複数波長対応の光ピックアップ装置である。光情報記録媒体としては、例えばCD，CD-R，CD-RW，CD-ROM，DVD，DVD-R，DVD-RW，DVD-ROM，DVD-RAM，BD，BD-R，BD-RW，BD-ROM，BD-RAM，MD等の光ディスクが挙げられ、対物レンズ(OB)の像側に位置するディスク基板(DK)は光学記録面(sD)に対するカバーガラスに相当する。青色レーザー対応光情報記録媒体、赤色レーザー対応光情報記録媒体、及び赤外レーザー対応光情報記録媒体は、表面から光学記録面(sD)までのディスク基板(DK)の厚みが互いに異なっており、青色レーザー対応光情報記録媒体の光学記録面(sD)には青色波長（第１の波長）のレーザー光(LB)が合焦し、赤色レーザー対応光情報記録媒体の光学記録面(sD)には赤色波長（第２の波長）のレーザー光(LR)が合焦し、赤外レーザー対応光情報記録媒体の光学記録面(sD)には赤外波長（第３の波長）のレーザー光(LIR)が合焦するように、対物レンズ(OB)が作用する。
【００２８】
第１光源としての青色レーザー(DB)、第２光源としての赤色レーザー(DR)、及び第３光源としての赤外レーザー(DIR)は、それぞれ別個のチップ上に配置されており、２つ以上が同時に点灯することはない。例えば、ディスク基板(DK)の厚さの違いやディスク基板(DK)上の光学記録面(sD)に書き込まれている何らかの情報に応じて、どのレーザー光源(DB，DR，DIR)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青色レーザー(DB)、赤色レーザー(DR)、及び赤外レーザー(DIR)のいずれかが点灯する。そして、青色、赤色、及び赤外レーザー光(LB，LR，LIR)のうちいずれか１つのみがレーザー光源(DB，DR，DIR)から射出し、光学記録面(sD)に対する光情報の記録又は再生が行われることになる。なお、青色レーザー(DB)、赤色レーザー(DR)、及び赤外レーザー(DIR)は同一チップ上に配置することも可能である。
【００２９】
青色レーザー(DB)から射出した青色レーザー光(LB)、赤色レーザー(DR) から射出した赤色レーザー光(LR)、及び赤外レーザー(DIR) から射出した赤外レーザー光(LIR)は、各レーザー光の光路を合成する光路合成手段に入射する。その光路合成手段として、ここではダイクロイックプリズム(DP)が用いられている。ダイクロイックプリズム(DP)は、青色レーザー光を反射させ、赤外レーザー光を透過させる第１ミラー面(M1)と、赤色レーザー光を反射させ、赤外レーザー光を透過させる第２ミラー面(M2)を有しており、青色レーザー光(LB)は第１ミラー面(M1)で反射された後、赤色レーザー光(LR)は第２ミラー面(M2)で反射された後、赤外レーザー光(LIR)は、第１ミラー面(M1)及び第２ミラー面(M2)を透過した後、コリメータ光学系(CL)により平行光束とされ、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。
【００３０】
なお、ここでは１つのダイクロイックプリズム(DP)を用いて各レーザー光の光路を合成し、コリメータ光学系に誘導したが、ダイクロイックプリズム(DP)は光路中に複数設けることも可能である。また、光路合成手段としてダイクロイックプリズム(DP)の代わりにダイクロイックミラーを用いてもよく、平面ミラーを併用しても良い。つまり、ダイクロイックプリズム(DP)、ダイクロイックミラー及び平面ミラーを任意に組み合わせて光路合成手段とすることができる。また、各レーザー光源(DB，DR，DIR)が１つの光路上に設けられる場合や、光学系の位置に合わせて移動可能である場合には、光路合成手段を設けない構成とすることも可能である。
【００３１】
図２〜図４は、本実施形態における具体例１の、それぞれ波長λ=400〜415nm使用時、波長λ=640〜670nm使用時及び波長λ=750〜820nm使用時における波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)部分の概略光路をｙ-ｚ断面で示した図である。図２〜図４において、波面変換素子(WC)は平行平板であり、光入射側の第１面(s1)及び光射出側の第２面(s2)のアスタリスク(＊＊)は、第１面(s1) 及び第２面(s2)が回折格子面であることを示している。第１面(s1)には、波長400〜415nm及び750〜820nmの光は影響せずに透過し、波長640〜670nmの光のみを回折するような第１回折格子面(D1)が設けられ、第２面(s2)には、波長400〜415nm及び640〜670nmの光は影響せずに透過し、波長750〜820nmの光のみを回折するような第２回折格子面(D2)が設けられている。この構成により、400〜415nm，640〜670nm，及び750〜820nmの３つの異なる波長に対応した光ピックアップ光学系となっている。対物レンズ(OB)の光入射側の第１面(s3)及び光射出側の第２面(s4)のアスタリスク(＊)は、対物レンズ(OB)の第１面(s3)及び第２面(s4)が非球面であることを示している。波面変換素子(WC)と対物レンズ(OB)との間には絞り(ST)が配置されており、波面変換素子(WC) の第２面(s2)から射出された光束が対物レンズ(OB)の有効領域に入射するように光路を調整する。
【００３２】
次に、具体例１の各波長における収差補正について説明する。波長λ=400〜415nm使用時においては、３つのレーザー光源のうち青色レーザー(DB)が選択され、波長λ=400〜415nmの青色レーザー光(LB)が発散光として射出される。青色レーザー光(LB)はダイクロイックプリズム(DP)を通過し、コリメート光学系(CL)によって平行光束とされた後、図２に示すように、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1)に設けられた第１回折格子面(D1)及び第２面(s2) に設けられた第２回折格子面(D2)は、波長λ=400〜415nmの光波面に作用することなく透過させるので、対物レンズ(OB)には平行光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、ディスク基板(DK)の光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００３３】
波長λ=640〜670nm使用時においては、３つのレーザー光源のうち赤色レーザー(DR)が選択され、波長λ=640〜670nmの赤色レーザー光(LB)が発散光として射出される。赤色レーザー光(LR)はダイクロイックプリズム(DP)を通過し、コリメート光学系(CL)によって平行光束とされた後、図３に示すように、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1) に設けられた第１回折格子面(D1)は波長λ=640〜670nmの光波面を回折するため、平行光束を発散光束に変換する。第２面(s2) に設けられた第２回折格子面(D2)は波長λ=640〜670nmの光波面に作用することなく透過させるので、対物レンズ(OB)には第１回折格子面(D1)によってのみ回折された発散光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、波長λ=640〜670nmの発散光束で基板厚0.6mmのディスク基板(DK)を用いる場合には、波長、物体距離及びディスク基板厚の違いによる球面収差が発生することとなる。しかし、この球面収差は第１回折格子面(D1)の位相関数の各係数を所望の値とすることで補正が可能であり、その結果、光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００３４】
波長λ=750〜820nm使用時においては、３つのレーザー光源のうち赤外レーザー(DIR)が選択され、波長λ=750〜820nmの赤外レーザー光（LIR）が発散光として射出される。赤外レーザー光（LIR）はダイクロイックプリズム(DP)を通過し、コリメート光学系（CL）によって平行光束とされた後、図４に示すように、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1) に設けられた第１回折格子面(D1)は波長λ=750〜820nmの光波面に作用することなく透過させる。第２面(s2) に設けられた第２回折格子面(D2)は波長λ=750〜820nmの光波面を回折するため、対物レンズ(OB)には第２回折格子面(D2)によってのみ回折された発散光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、波長λ=750〜820nmの発散光束で基板厚1.2mmのディスク基板(DK)を用いる場合には、波長、物体距離及びディスク基板厚の違いによる球面収差が発生することとなる。しかし、この球面収差は波長λ=750〜820nmの場合と同様に第２回折格子面(D2)の位相関数の各係数を所望の値とすることで補正が可能であり、その結果、光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００３５】
このように、波長λ=400〜415nm及びλ=750〜820nmの光は影響せずに透過させ、波長λ=640〜670nmの光のみを回折させる第１回折格子面(D1)と、波長λ=400〜415nm及びλ=640〜670nmの光は影響せずに透過させ、波長λ=750〜820nmの光のみを回折させる第２回折格子面(D2)とが両面に設けられた波面変換素子(WC)と、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされた対物レンズ(OB)を組み合わせることにより、３つの異なる波長及びディスク基板厚の使用時において、いずれも良好な収差性能を得ることができる。また、波面変換素子(WC)と対物レンズ(OB)とは一体となって移動するように構成されているため、トラッキング追従等で対物レンズが光軸と垂直に移動した場合においても光学性能を確保することができ、特にCDやDVDのような基板厚の大きい光情報記録媒体を使用する場合でも軸外収差が良好に補正され、高性能な光ピックアップ装置を実現できる。
【００３６】
図５〜図７は、それぞれ本実施形態における具体例２〜４の、それぞれ波長λ=400〜415nm使用時における波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)部分の概略光路をｙ-ｚ断面で示した図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図には示さないが、これらの各具体例においても、λ=640〜670nm及びλ=750〜820nmの波長で使用することが可能であり、その光路図は図３及び図４と同様になる。また、これらの具体例の各波長における収差補正の内容については具体例１と同様であるため説明は省略する。
【００３７】
図８，図９は、本実施形態における具体例５，６の、それぞれ波長λ=400〜415nm使用時における波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)部分の概略光路をｙ-ｚ断面で示した図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図には示さないが、これらの各具体例においても、λ=640〜670nm及びλ=750〜820nmの波長で使用することが可能であり、その光路図は図３及び図４と同様になる。図８，図９においては、波面変換素子(WC)は、ディスク側の第２面(s2) が凹面の平凹レンズであり、具体例１〜４と同様に第１面(s1)、第２面(s2) にはそれぞれ第１回折格子面(D1)及び第２回折格子面(D2)が設けられている。回折格子面(D1，D2)の構成は具体例１と同様であるため説明は省略する。
【００３８】
次に、具体例５，６の各波長における収差補正について説明する。各レーザー光源(DB，DR，DIR)から射出されたレーザー光(LB，LR，LIR)がコリメート光学系（CL）によって平行光束とされるまでは具体例１と同様であるため説明は省略する。図８，図９に示すように、波長λ=400〜415nm使用時においては、波長λ=400〜415nmの平行光束が波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1)に設けられた第１回折格子面(D1)及び第２面(s2) に設けられた第２回折格子面(D2)は、波長λ=400〜415nmの光波面に作用することなく透過させるので、光波面は影響を受けることはないが、波面変換素子(WC)が平凹形状のため、そのレンズ作用によって平行光束は発散光束となり、対物レンズ(OB)には発散光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmのレンズ作用による発散光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、ディスク基板(DK)の光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００３９】
また、波長λ=640〜670nm使用時においては、波長λ=640〜670nmの平行光束が波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1) に設けられた第１回折格子面(D1)は波長λ=640〜670nmの光波面を回折するため、平行光束を発散光束に変換する。また、第２面(s2) に設けられた第２回折格子面(D2)は波長λ=640〜670nmの光波面に作用することなく透過させるので、光波面は影響を受けることはない。従って、対物レンズ(OB)には第１回折格子面(D1)によって回折され、かつ、波面変換素子(WC)のレンズ作用によって発散された発散光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmの波面変換素子(WC)のレンズ作用による発散光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、波長λ=640〜670nmの回折及びレンズ作用による発散光束で基板厚0.6mmのディスク基板(DK)を用いる場合には、波長、物体距離及びディスク基板厚の違いによる球面収差が発生することとなる。しかし、この球面収差は具体例１と同様の方法で補正が可能であり、その結果、光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００４０】
同様に、波長λ=750〜820nm使用時においては、波長λ=750〜820nmの平行光束が波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1) に設けられた第１回折格子面(D1)は波長λ=750〜820nmの光波面に作用することなく透過させる。また、第２面(s2) に設けられた第２回折格子面(D2)は波長λ=750〜820nmの光波面を回折するため、平行光束を発散光束に変換する。従って、対物レンズ(OB)には第２回折格子面(D2)によって回折され、かつ、波面変換素子(WC)のレンズ作用によって発散された発散光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmのレンズ作用による発散光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、波長λ=750〜820nmの回折及びレンズ作用による発散光束で基板厚1.2mmのディスク基板(DK)を用いる場合には、波長、物体距離及びディスク基板厚の違いによる球面収差が発生することとなる。しかし、この球面収差は具体例１と同様の方法で補正が可能であり、その結果、光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００４１】
波面変換素子(WC)を更に詳しく説明する。図１０に第１の実施形態において用いられる波面変換素子(WC)の概略構成と各レーザー光（LB，LR，LIR）の概略光路をｘ-ｚ断面で示す。また、図１１に第１面(s1)に設けられた第１回折格子面(D1)の微細構造を拡大してｘ-ｚ断面で示す。波面変換素子(WC)の第１面(s1)に設けられている第１回折格子面(D1)は、青色レーザー光(LB)及び赤外レーザー光(LIR)を透過させ、かつ、赤色レーザー光(LR)を回折させる構造を有しており、波面変換素子(WC)の第２面(s2)に設けられている第２回折格子面(D2)は、青色レーザー光(LB)及び赤色レーザー光(LR)を透過させ、かつ、赤外レーザー光(LIR)を回折させる構造を有している。
【００４２】
図１１に示すように、光入射側の第１回折格子面(D1)は段数ｐ（ここでは４段）の階段状の回折格子から成っており、１次元方向(ｙ方向)に溝が設けられた構造になっている。青色レーザー光(LB)が第１回折格子面(D1)に入射した場合、この階段の段差(すなわち各段高さ)をｄとし、回折格子基板媒質の青色レーザー光の波長λBLに対する屈折率をｎBLとすると、ある段とその隣の段を通過する波面にｄ・(ｎBL−１)の光路長の差が生じる。赤色レーザー光(LR)及び赤外レーザー光(LIR)についても同様である。ここで、青色レーザー光(LB)及び赤外レーザー光(LIR)の光路長の差を青色レーザー波長及び赤外レーザー波長の整数倍(それぞれＭ1倍，Ｍ2倍とする)とし、ｑ，Ｌを整数とすると、各回折格子の高さＨが以下の式(DS1)を満たす整数ｑ，Ｌ，Ｍ1，Ｍ2の組で特定される構成にすることによって、図１１(Ａ),(Ｂ)に示すように青色レーザー光(LB)及び赤外レーザー光(LIR)を透過させ、かつ、図１１(Ｃ)に示すように赤色レーザー光(LR)を任意の次数Ｄ(高さＨで決まる次数)で回折させることが可能となる。このとき、各回折格子の幅(ピッチＰ)は、各使用時に望ましいとされる対物レンズ倍率から決まる。
【００４３】
Ｈ＝ｐ・ｄ
＝ｐ・Ｍ1・λBL／(ｎBL―１)
＝ｐ・Ｍ2・λIR／(ｎIR―１)
＝(Ｌ±１／ｑ)λR／(ｎR―１)  ・・・(DS1)
ここで、
λBL：青色レーザー光(LB)の波長、
ｎBL：回折格子基板媒質の青色レーザー光(LB)の波長に対する屈折率、
λIR：赤外レーザー光(LIR)の波長、
ｎIR：回折格子基板媒質の赤外レーザー光(LIR)の波長に対する屈折率、
λR ：赤色レーザー光(LR)の波長、
ｎR ：回折格子基板媒質の赤色レーザー光(LR)の波長に対する屈折率、
である。さらに、式(DS1)において段数ｐと整数ｑが以下の式(DS2)の関係となるようにすれば、Ｄ次の次数において回折効率を高くすることができる。
ｐ＝Ｄ×ｑ  ・・・(DS2)
【００４４】
また、図には示さないが、光射出側の第２回折格子面(D2)は、青色レーザー光(LB)及び赤色レーザー光(LR)を透過させ、赤外レーザー光(LIR)を回折させることから、第１回折格子面(D1)の場合と同様に、回折格子の段差をｄとし、その段数をｐとし、青色レーザー光(LB)及び赤色レーザー光(LR)の光路長の差を青色レーザー波長及び赤色レーザー波長の整数倍 (それぞれＭ3倍，Ｍ4倍とする)とし、ｑ，Ｌを整数とすると、各回折格子の高さＨが以下の式(DS3)を満たす整数ｑ，Ｌ，Ｍ3，Ｍ4の組で特定される構成にすることによって、青色レーザー光(LB)及び赤色レーザー光(LR)を透過させ、かつ、赤外レーザー光(LIR)を任意の次数Ｄ(高さＨで決まる次数)で回折させることが可能となる。さらに、式(DS3)において段数ｐと整数ｑが前述の式(DS2)の関係となるようにすれば、Ｄ次の次数において回折効率を高くすることができる。
【００４５】
Ｈ＝ｐ・ｄ
＝ｐ・Ｍ3・λBL／(ｎBL―１)
＝ｐ・Ｍ4・λR／(ｎR―１)
＝(Ｌ±１／ｑ)λIR／(ｎIR―１)  ・・・(DS3)
ここで、λBL, ｎBL, λR, ｎR, λIR, ｎIRは、それぞれ式(DS1)の場合と同義である。このような原理の第１回折格子面(D1)及び第２回折格子面(D2)を備えた波面変換素子(WC)を用いることにより、異なる３つの波長の互換が可能となる。
【００４６】
前述したようにダイクロイックプリズム(DP)を通過した各レーザー光(LB，LR，LIR)は、コリメータ光学系(CL)に入射して平行光束にコリメートされる。なお、コリメータ光学系(CL)は、複数波長に１つのコリメータ光学系(CL)で対応しようとする場合、負レンズと正レンズそれぞれ１枚の２群２枚構成から成ることが望ましい。コリメータ光学系(CL)が１つの場合、色収差補正の観点から少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ用いることが望ましい。しかし、１群２枚構成の接合単レンズでコリメータ光学系(CL)を構成すると、青色レーザー光(例えば波長400〜415nm)と赤色レーザー光(例えば波長640〜670nm)のように、波長が大きく変化した場合の球面収差の変動を抑えることが困難になってしまい、望ましい構成といえなくなる。従って、レンズ枚数を少なくして低コスト化と小型化を達成しつつ波面収差性能を確保するためには、上記のように負レンズと正レンズそれぞれ１枚の２群２枚構成が望ましいのである。
【００４７】
なお、コリメータ光学系(CL)はレーザー光の波長毎に複数設けることも可能である。この場合、コリメータ光学系(CL)が１つの場合のように２群２枚構成に限定されるものではなく、例えば青色レーザー光を使用する際にコリメータ光学系(CL)のＮＡを高く設定したい場合には球面補正が容易となる１群２枚構成とすることが望ましい。この場合、コリメータ光学系(CL)の径が大きくなるため、小型の対物レンズ(OB)を用いるにはビームエキスパンダ光学系を併用することが望ましい。また、コリメータ光学系(CL)に代えてビームエキスパンダ光学系を用いることもできる。コリメータ光学系(CL)でコリメートされたレーザー光(LB，LR，LIR)は、波面変換素子(WC)の第１面(s1)及び第２面(s2)を通過した後、対物レンズ(OB)に入射し、ディスク基板(DK)を介して光情報記録媒体の光学記録面(sD)上で結像することになる。
【００４８】
対物レンズ(OB)は、軸上の球面収差と軸外のコマ収差を補正しようとする場合、両凸形状又はメニスカス形状であり、かつ、両面が非球面形状であることが望ましい。また、波面変換素子(WC)は、両面が平面であっても、少なくとも片面が球面形状であっても差し支えないが、少なくとも片面が球面形状である方が、特に厚い基板厚に対応する波長使用時において軸外のコマ収差を補正するための設計の自由度が増えるのでより望ましい。
【００４９】
次に、本発明の光ピックアップ装置の第２の実施形態に対応する光学構成を図１２に示す。なお、図１２においても図１と同様に直交座標系(ｘ，ｙ，ｚ)を定めており、図１２はｘ-ｚ断面を示している。また、図１と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。本実施形態においては、赤外レーザー(DIR)は設けられておらず、青色レーザー(DB)及び赤色レーザー(DR)のみが配置されている。第１の実施形態と同様に青色レーザー(DB)及び赤色レーザー(DR)は同時に点灯することはなく、ディスク基板(DK)の厚さの違いやディスク基板(DK)上の光学記録面(sD)に書き込まれている何らかの情報に応じて、どのレーザー光源(DB，DR)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青色レーザー(DB)、赤色レーザー(DR)のいずれかが点灯する。そして、青色及び赤色レーザー光(LB，LR)のうちのいずれか一方のみが射出し、光学記録面(sD)に対する光情報の記録又は再生が行われることになる。
【００５０】
青色レーザー(DB)から射出した青色レーザー光(LB)も赤色レーザー(DR)から射出した赤色レーザー光(LR)も、ミラー(MR)で反射された後、ダイクロイックプリズム(DP)により光路が合成される。ダイクロイックプリズム(DP)は、赤色レーザー光(LR)を反射させる第１ミラー面(M1)と、青色レーザー光(LB)を透過させ、かつ、赤色レーザー光(LR)を反射させるダイクロイック膜で構成された第２ミラー面(M2)と、を有しており、２つの光路は第２ミラー面(M2)で合成される。青色レーザー光(LB)は第２ミラー面(M2)を透過した後、赤色レーザー光(LR)は第２ミラー面(M2)で反射された後、コリメータ光学系(CL)により平行光束とされ、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。なお、本実施形態においてはミラー(MR)及びダイクロイックプリズム(DP)を用いて青色及び赤色レーザー光(LB，LR)の光路を合成しているが、第１の実施形態のように光路合成手段をミラー(MR)を用いない構成とすることもできる。
【００５１】
図１３は、本実施形態における具体例７の、波長λ=400〜415nm使用時における波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)部分の概略光路をｙ-ｚ断面で示した図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図には示さないが、本具体例においても、λ=640〜670nmの波長で使用することが可能であり、その光路図は図３と同様になる。図１３においては、波面変換素子(WC)は平行平板であり、光入射側の第１面(s1)のみに第１回折格子面(D1)が設けられている。この第１回折格子面(D1)は、波長400〜415nmの光は影響せずに透過し、波長640〜670nmの光のみを回折する。この構成により、400〜415nm及び640〜670nmの２つの異なる波長に対応した光ピックアップ光学系となっている。
【００５２】
次に、具体例７の各波長における収差補正について説明する。波長λ=400〜415nm使用時においては、２つのレーザー光源のうち青色レーザー(DB)が選択され、波長λ=400〜415nmの青色レーザー光(LB)が発散光として射出される。青色レーザー光(LB)はミラー(MR)で反射され、ダイクロイックプリズム(DP)を通過し、コリメート光学系(CL)によって平行光束とされた後、図１３に示すように、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1)に設けられた第１回折格子面(D1)は、波長λ=400〜415nmの光波面に作用することなく透過させるので、光波面は影響を受けることはなく、対物レンズ(OB)には平行光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、ディスク基板(DK)の光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００５３】
また、波長λ=640〜670nm使用時においては、２つのレーザー光源のうち赤色レーザー(DR)が選択され、波長λ=640〜670nmの赤色レーザー光(LR)が発散光として射出される。赤色レーザー光(LR)はミラー(MR)で反射され、ダイクロイックプリズム(DP)を通過し、コリメート光学系(CL)によって平行光束とされた後、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1) に設けられた第１回折格子面(D1)は波長λ=640〜670nmの光波面を回折するため、平行光束を発散光束に変換する。従って、対物レンズ(OB)には第１回折格子面(D1)によって回折された発散光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、波長λ=640〜670nmの発散光束で基板厚0.6mmのディスク基板(DK)を用いる場合には、波長、物体距離及びディスク基板厚の違いによる球面収差が発生することとなる。しかし、この球面収差は具体例１と同様の方法で補正が可能であり、その結果、光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００５４】
このように、波長λ=400〜415nmの光は影響せずに透過させ、波長λ=640〜670nmの光のみを回折させる回折格子面が光源側面に設けられた波面変換素子(WC)と、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.1mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされた対物レンズ(OB)を組み合わせることにより、２つの異なる波長及びディスク基板厚のいずれにおいても良好な収差性能を得ることができる。
【００５５】
図１４，図１５は、本実施形態における具体例８の、それぞれ波長λ=400〜415nm及び波長λ=640〜670nm使用時における波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)部分の概略光路をｙ-ｚ断面で示した図である。図２，図３と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。図１４，図１５においては、波面変換素子(WC)は平行平板であり、ディスク側の第２面(s2)のみに第２回折格子面(D2)が設けられている。この第２回折格子面(D2)は、波長400〜415nmの光は影響せずに透過し、波長640〜670nmの光のみを回折する。この構成により、400〜415nm及び640〜670nmの２つの異なる波長に対応した光ピックアップ光学系となっている。本具体例の各波長における収差補正については、回折格子面が波面変換素子(WC)のディスク側の第２面(s2)に設けられている以外は具体例７と同様であるため説明は省略する。
【００５６】
図１６，図１７は、本実施形態における具体例９，１０の、波長λ=400〜415nm使用時における波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)部分の概略光路をｙ-ｚ断面で示した図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。これらの具体例においても、具体例８と同様の構成の第２回折格子面(D2)がディスク側の第２面(s2)のみに設けられた波面変換素子(WC)を用いている。なお、図には示さないが、これらの各具体例はλ=640〜670nmの波長においても使用することが可能であり、その光路図は図３と同様になる。また、各波長における収差補正についても具体例８と同様であるため説明は省略する。
【００５７】
次に、本発明の光ピックアップ装置の第３の実施形態について説明する。本実施形態の光学構成については第１の実施形態（図１）と同様であるため説明は省略する。本実施形態においては、青色レーザー(DB)及び赤色レーザー(DR)に対応するディスク基板(DK)の厚さが等しく、赤外レーザー(DIR)に対応するディスク基板(DK)の厚さのみが異なっている。第１の実施形態と同様に青色レーザー(DB)、赤色レーザー(DR)、及び赤外レーザー(DIR)は同時に点灯することはなく、ディスク基板(DK)上の光学記録面(sD)に書き込まれている何らかの情報に応じて、どのレーザー光源(DB，DR，DIR)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青色レーザー(DB)、赤色レーザー(DR) 、及び赤外レーザー(DIR)のいずれかが点灯する。そして、青色、赤色及び赤外レーザー光(LB，LR，LIR)のうちのいずれか一つのみが射出し、光学記録面(sD)に対する光情報の記録又は再生が行われることになる。
【００５８】
図１８は、本実施形態における具体例１１の、波長λ=400〜415nm使用時における波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)部分の概略光路をｙ-ｚ断面で示した図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図には示さないが、本具体例においても、λ=640〜670nm及びλ=750〜820nmの波長で使用することが可能であり、その光路図は図３，図４と同様になる。図１８においては、波面変換素子(WC)は平行平板であり、光入射側の第１面(s1) に第１回折格子面(D1)が、光射出側の第２面(s2)に第２回折格子面(D2)がそれぞれ設けられている。この第１回折格子面(D1)は、波長400〜415nm及び750〜820nmの光は影響せずに透過し、波長640〜670nmの光のみを回折し、第２回折格子面(D2)は、波長400〜415nm及び640〜670nmの光は影響せずに透過し、波長750〜820nmの光のみを回折する。この構成により、400〜415nm、640〜670nm、及び750〜820nmの３つの異なる波長に対応した光ピックアップ光学系となっている。
【００５９】
次に、具体例１１の各波長における収差補正について説明する。波長λ=400〜415nm使用時においては、２つのレーザー光源のうち青色レーザー(DB)が選択され、波長λ=400〜415nmの青色レーザー光(LB)が発散光として射出される。青色レーザー光(LB)はミラー(MR)で反射され、ダイクロイックプリズム(DP)を通過し、コリメート光学系(CL)によって平行光束とされた後、図１８に示すように、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1)に設けられた第１回折格子面(D1)は、波長λ=400〜415nmの光波面に作用することなく透過させるので、光波面は影響を受けることはなく、対物レンズ(OB)には平行光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.6mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、ディスク基板(DK)の光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００６０】
また、波長λ=640〜670nm使用時においては、３つのレーザー光源のうち赤色レーザー(DR)が選択され、波長λ=640〜670nmの赤色レーザー光(LR)が発散光として射出される。赤色レーザー光(LR)はミラー(MR)で反射され、ダイクロイックプリズム(DP)を通過し、コリメート光学系(CL)によって平行光束とされた後、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1) に設けられた第１回折格子面(D1)は波長λ=640〜670nmの光波面を回折するため、平行光束を発散光束に変換する。従って、対物レンズ(OB)には第１回折格子面(D1)によって回折された発散光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.6mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、波長λ=640〜670nmの発散光束で基板厚0.6mmのディスク基板(DK)を用いる場合には、波長及び物体距離の違いによる球面収差が発生することとなる。しかし、この球面収差は第１回折格子面(D1)の位相関数の各係数を所望の値とする具体例１と同様の方法で補正が可能であり、その結果、光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００６１】
波長λ=750〜820nm使用時においては、３つのレーザー光源のうち赤外レーザー(DIR)が選択され、波長λ=750〜820nmの赤外レーザー光（LIR）が発散光として射出される。赤外レーザー光（LIR）はダイクロイックプリズム(DP)を通過し、コリメート光学系（CL）によって平行光束とされた後、図４に示すように、波面変換素子(WC)の第１面(s1)に入射する。このとき、第１面(s1) に設けられた第１回折格子面(D1)は波長λ=750〜820nmの光波面に作用することなく透過させる。第２面(s2) に設けられた第２回折格子面(D2)は波長λ=750〜820nmの光波面を回折するため、対物レンズ(OB)には第２回折格子面(D2)によってのみ回折された発散光束が入射する。ここで対物レンズ(OB)は、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.6mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされているので、波長λ=750〜820nmの発散光束で基板厚1.2mmのディスク基板(DK)を用いる場合には、波長、物体距離及びディスク基板厚の違いによる球面収差が発生することとなる。しかし、この球面収差は波長λ=640〜670nmの場合と同様に具体例１の方法で補正が可能であり、その結果、光学記録面(sD)上には波面収差の良好なスポット像が得られることになる。
【００６２】
このように、波長λ=400〜415nm及びλ=750〜820nmの光は影響せずに透過させ、波長λ=640〜670nmの光のみを回折させる第１回折格子面(D1)と、波長λ=400〜415nm及びλ=640〜670nmの光は影響せずに透過させ、波長λ=750〜820nmの光のみを回折させる第２回折格子面(D2)とが両面に設けられた波面変換素子(WC)と、波長λ=400〜415nmの平行光束で基板厚0.6mmのディスク基板(DK)を用いる場合に良好な収差性能となるように収差補正がなされた対物レンズ(OB)を組み合わせることにより、３つの異なる波長に対応するディスク基板厚が２種類の場合においても、いずれも良好な収差性能を得ることができる。なお、
【００６３】
図１９は、本実施形態における具体例１２の、波長λ=400〜415nm使用時における波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)部分の概略光路をｙ-ｚ断面で示した図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図には示さないが、本具体例においても、λ=640〜670nm及びλ=750〜820nmの波長で使用することが可能であり、その光路図は図３，図４と同様になる。図１９においては、波面変換素子(WC)は平行平板であり、ディスク側の第２面(s2)のみに第２回折格子面(D2)が設けられている。この第２回折格子面(D2)は、波長400〜415nm及び波長640〜670nmの光は影響せずに透過し、波長750〜820nmの光のみを回折する。また、対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)には、波長λ=640〜670nmの光のみを回折させる第３回折格子面(D3)が設けられている。この構成により、400〜415nm、640〜670nm及び750〜820nmの３つの異なる波長に対応した光ピックアップ光学系となっている。本具体例の各波長における収差補正については、第３回折格子面(D3)が対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)に設けられており、波長640〜670nm及び750〜820nmの光の回折順序が異なる以外は具体例１１と同様であるため説明は省略する。
【００６４】
図２０は、本実施形態における具体例１３の、波長λ=400〜415nm使用時における波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)部分の概略光路をｙ-ｚ断面で示した図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。なお、図には示さないが、本具体例においても、λ=640〜670nm及びλ=750〜820nmの波長で使用することが可能であり、その光路図は図３，図４と同様になる。図２０においては、具体例１２と同様の構成の第２回折格子面(D2)がディスク側の第２面(s2)に設けられた波面変換素子(WC)を用い、第３回折格子面(D3)が光源側の第１面(s3)設けられた対物レンズ(OB)を用いている。また、各波長における収差補正については具体例１２と同様であるため説明は省略する。
【００６５】
具体例１２及び１３に用いられる波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)を更に詳しく説明する。図２１に具体例１２に用いられる波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)の構造をｘ-ｚ断面で示す。波面変換素子(WC)の第２面(s2)に設けられている第２回折格子面(D2)は、青色レーザー光(LB)及び赤色レーザー光(LR)を透過させ、かつ、赤外レーザー光(LIR)を回折させる構造を有しており、対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)に設けられている第３回折格子面(D3)は、青色レーザー光(LB)及び赤外レーザー光(LIR)を透過させ、かつ、赤色レーザー光(LR)を回折させる構造を有している。
【００６６】
第２回折格子面(D2)は、波面変換素子(WC)の第２面(s2)の中央部のみに設けられており、その範囲は赤外レーザー光(LIR)を用いた際の開口数（ＮＡ３とする）に対応した範囲とすることが望ましい。ここで、波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)の有効径は、青色レーザー光(LB)使用時の必要開口数（ＮＡ１とする）及び赤色レーザー光(LR)使用時の必要開口数（ＮＡ２とする）がＮＡ３よりも大きいことから、赤外レーザー光(LR)を用いる際の最外光束位置での有効径よりも大きくなってしまい、波面変換素子(WC)と対物レンズ(OB)だけでは赤外レーザー光(LIR)使用時の際に不要な光束が入射してしまい、望ましくない場合がある。その場合、ＮＡ３に対応した開口制限のための遮光手段（図示せず）を別体として、或いは波面変換素子(WC) 、対物レンズ(OB)のいずれかに用いる必要がある。
【００６７】
遮光手段としては、例えば、青色レーザー光(LB)及び赤色レーザー光(LR)を全面透過させ、かつ、赤外レーザー光(LIR)を中央部分のみ透過するようなダイクロイックフィルタが用いられる。また、ここでは第２回折格子面(D2)として、図１１に示したような階段状の回折格子ではなく、櫛歯状の回折格子が設けられている。これは、第２回折格子面(D2)により回折されるレーザー光が、図１１では赤色レーザー光(LR)であるのに対し、赤外レーザー光(LIR)であることによる。なお、回折格子の形状は櫛歯状に限られるものではなく、波面変換素子(WC)の材質等により階段状とすることもできる。
【００６８】
なお、この遮光手段は第１の実施形態又は第２の実施形態に用いることもできる。その場合は、各レーザー光の必要開口数はＮＡ１＞ＮＡ２＞ＮＡ３の順になるため、赤色レーザー光(LR)及び赤外レーザー光(LIR)使用時、又は少なくともいずれか一方のレーザー光の使用時において、必要開口数（ＮＡ２又はＮＡ３）の光のみを透過するような遮光手段を用いることができる。例えば、赤色レーザー光(LR) 及び赤外レーザー光(LIR)を遮光する場合は、遮光部分に赤色レーザー光(LR)及び赤外レーザー光(LIR)を透過せず青色レーザー光(LB)のみを透過するようなダイクロイックフィルタを用いればよい。
【００６９】
第３回折格子面(D3)は、対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)全面に設けられており、図２１の拡大図（Ａ）に示すように、階段状の微細構造(D3a)を有する据歯状の回折格子(D3b)が用いられている。第２回折格子面(D2)を透過した赤色レーザー光(LR)は第３回折格子面(D3)で回折され、さらに対物レンズ(OB)のレンズ作用により収束してディスク基板(DK)の光学記録面(sD)上に結像する。一方、青色レーザー光(LB)及び赤外レーザー光(LIR)は第３回折格子面(D3)の影響を受けずに対物レンズ(OB)のレンズ作用により収束してディスク基板(DK)の光学記録面(sD)上に結像する。さらに、第２回折格子面(D2)及び第３回折格子面(D3)の位相関数の各係数を所望の値とすることにより、各波長のレーザー光に対応した光学記録面(sD)上に波面収差の良好なスポット像が得られる。また、第２回折格子面(D2)によって回折された赤外レーザー光(LIR)の入射しない部分では、赤外レーザー光(LIR)をフレア（発散）させるような回折パワーを備えた第３回折格子面(D3)とすることにより、前述したダイクロイックフィルタ等の遮光手段を設けることなく赤外レーザー光(LIR) の光路を調整することが可能となる。
【００７０】
図２２に具体例１３に用いられる波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)の構造をｘ-ｚ断面で示す。第２回折格子面(D2)の構成及び機能については図２１と共通するため説明を省略する。ここでは、対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)に設けられている第３回折格子面(D3)は、青色レーザー光(LB)、赤色レーザー光(LR)、及び赤外レーザー光(LIR)の全てを回折させる構造を有している。
【００７１】
対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)には、据歯状の回折格子から成る第３回折格子面(D3)が設けられている。ここで、前述の式(DS1)、(DS2)、(DS3)を青色レーザー光(LB)についても適用し、段数ｐと整数ｑが式(DS2)の関係となるようにすれば、Ｄ次の次数において青色、赤色及び赤外レーザー光(LB，LR，LIR)の回折効率を高くすることができる。この例においては、青色レーザー光(LB)を８次、赤色レーザー光(LR)を５次、赤外レーザー光(LIR)を４次で回折させることにより、各レーザー光(LB，LR，LIR)の回折効率を高めている。
【００７２】
なお、具体例１３においては、赤外レーザー光(LIR)を回折する回折格子面を波面変換素子(WC)の第１面(s1)に、全てのレーザー光(LB，LR，LIR)を回折させる全回折面を対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)に設けているが、回折格子面で回折されるレーザー光の種類、或いは回折格子面及び全回折面を設ける位置はこれに限定されるものではなく、各レーザー光(LB，LR，LIR)のいずれか一つを回折させる回折格子面と、全てのレーザー光(LB，LR，LIR)を回折させる全回折面とを、波面変換素子(WC)の第１面(s1)、第２面(s2)、及び対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)の任意の場所に設けることができる。
【００７３】
また、波面変換素子(WC)又は対物レンズ(OB)の、回折格子面が設けられていないいずれかの面に、青色、赤色及び赤外レーザー光(LB，LR，LIR)の位相差を発生させるような面構造を設けておくことにより、色収差を改善し、さらに温度変化による対物レンズ(OB)の屈折率の変化や熱膨張を抑制できる。特に、具体例１２，１３に用いられる対物レンズ(OB)は、光入射側面(s3)に第３回折格子面(D3)を設けるため、製造が容易なプラスチックレンズが用いられることが多い。そのため、対物レンズ(OB)の光学特性が温度変化による影響を受けやすく、位相差を発生させるような面構造を設けることがより望ましい。なお、回折格子面に位相差発生機能を持たせることにより、回折格子面そのものを位相差発生面と兼用させることも可能である。さらに、波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)以外に位相差を発生させる手段を設けても良い。
【００７４】
また、上記具体例７〜１３においては、波面変換素子(WC)の形状を平行平板としたが、具体例５，６のようにディスク側の第２面(s2) を凹面とする平凹レンズ形状としてもよい。その場合、各波長における収差補正については具体例５，６と同様に行えばよい。
【００７５】
上記各実施の形態では、青色レーザー(DB)、赤色レーザー(DR)、及び赤外レーザー(DIR)の３つの光源、若しくは青色レーザー(DB)及び赤色レーザー(DR)の２つの光源を備え、それぞれの波長に対応した光学構成をとっているが、その波長や光源数はこれに限るものではない。複数波長の複数レーザー光源から成る複数波長光源を備えたものであれば、レーザー光源と対物レンズ(OB)との間に波面変換素子(WC)を配置して複数波長のレーザー光に対して共通に用いることにより、各実施の形態のタイプの光学構成を適宜使用することが可能である。つまり、互いに異なる波長のレーザー光を射出する複数の光源から成る複数波長光源と、光学記録面までの厚みが互いに異なる複数の光情報記録媒体について、各光情報記録媒体の光学記録面に対応した波長のレーザー光を合焦させる対物レンズと、を備えた複数波長・複数光源対応の光ピックアップ装置において、レーザー光源側から、光路合成手段、コリメータ光学系、波面変換素子、対物レンズが配置された、各実施の形態のタイプの光学構成を採用してもよい。
【００７６】
製造容易で小型・高性能な、波面変換素子(WC)を備えた複数波長対応の光ピックアップ装置を実現するためには、各実施の形態のように青色、赤色及び赤外レーザー(DB，DR，DIR)から射出した複数波長のレーザー光(LB，LR，LIR)のうち少なくとも１つの波面形状を変換する波面変換素子(WC)が、複数波長のレーザー光(LB，LR，LIR)をコリメートするコリメータ光学系(CL)と、複数波長のレーザー光(LB，LR，LIR)を光情報記録媒体の光学記録面(sD)上に合焦させる対物レンズ(OB)と、の間に位置する光学配置が望ましい。そして、それを効果的に実現するために、波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)が以下の条件式(A)を満たすことが更に望ましい。
2.5＜｜fc／fOL｜＜1000  ・・・(A)
ただし、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
fOL：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００７７】
条件式(A)は、最も厚い基板厚のディスク基板を使用した場合でもＷＤを確保し、かつ、それぞれの波長及び基板厚において高性能を保持するために望ましい条件範囲を規定しており、条件式(A)を満たすことにより複数基板厚に対応することが可能となる。条件式(A)の上限を超えると、最も厚い基板厚のディスク基板を使用した場合のＷＤが短くなってしまい、対物レンズ(OB)とディスク基板が衝突する可能性が高くなるので望ましくない。一方、条件式(A)の下限を超えると、最も厚い基板厚のディスク基板を使用した場合の対物レンズ(OB)の倍率が大きくなり、軸外収差が劣化するとともに、最も薄い基板厚から最も厚い基板厚までディスク基板厚が変化した場合の球面収差の補正が困難になるので望ましくない。また、波面変換素子(WC)と対物レンズ(OB)のディスク基板の傾きに対する誤差感度も大きくなるので製造上においても望ましくない。
【００７８】
特に、上記第１及び第２の実施形態においては、以下の条件式(A1)を満たすことがより好ましい。
2.5＜｜fc／fOL｜＜50.0  ・・・(A1)
ただし、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
fOL：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００７９】
また、上記第３の実施形態においては、以下の条件式(A2)を満たすことがより好ましい。
50＜｜fc／fOL｜＜1000  ・・・(A2)
ただし、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
fOL：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００８０】
また、各実施の形態のような光ピックアップ装置に用いる対物レンズ(OB)は、以下の条件式(B)を満たすことが望ましい。
0.3＜d／fB＜1.5  ・・・(B)
ただし、
d：対物レンズの中心厚、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００８１】
条件式(B)は、高いＮＡを達成しながらＷＤを確保し、かつ、コンパクト性を保つために望ましい条件範囲を規定したものである。例えば、BD，DVD，CDの３つの基板厚に対応する場合、CD使用時におけるＷＤを確保するためには必然的にBD使用時の対物レンズ(OB)のＷＤを確保することが必要となる。条件式(B)の上限を超えると、ＷＤの確保が困難になるとともに、対物レンズ(OB)の重量も大きくなってしまい望ましくない。一方、条件式(B)の下限を超えると、対物レンズ(OB)のコパ部分の厚みの確保が困難となるので望ましくない。
【００８２】
特に、上記第１及び第２の実施形態においては、以下の条件式(B1)を満たすことがより好ましい。
1.0＜d／fB＜1.5  ・・・(B1)
ただし、
d：対物レンズの中心厚、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００８３】
また、上記第３の実施形態においては、以下の条件式(B2)を満たすことがより好ましい。
0.4＜d／fB＜0.8  ・・・(B2)
ただし、
d：対物レンズの中心厚、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００８４】
また、第１の実施形態及び第２の実施形態のような光ピックアップ装置に用いる波面変換素子(WC)は、以下の条件式(C)を満たすことが望ましい。
｜C2c＊fc^3｜＜800  ・・・(C)
ただし、
C2c：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時に作用する回折格子面の光路差関数4次の係数、
fc：最も厚い光情報記録媒体に対応する波長使用時の波面変換素子焦点距離、
である。
【００８５】
条件式(C)は、ＮＡの高い光ピックアップ装置において異なる基板厚のディスク基板を使用した場合に発生する球面収差を補正して高性能を確保するための条件範囲を規定したものである。条件式(C)の上限を超えると、回折係数が大きくなりすぎて高次収差が発生するので望ましくない。また、場合によっては最も薄い基板厚に対応する波長光を使用したときの波面変換素子(WC)の焦点距離が長くなってしまい、最も厚い基板厚に対応する波長光を使用したときのＷＤの確保が困難となるので望ましくない。
【００８６】
更に、対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)及びディスク側面(s4)は、以下の条件式(D)を満たすことが望ましい。
-0.8＜rOF／rOR＜0.1  ・・・(D)
ただし、
rOF：対物レンズの光源側面の曲率半径、
rOR：対物レンズの光情報記録媒体側面の曲率半径、
である。
【００８７】
条件式(D)は、高いＮＡを達成しながらＷＤを確保し、かつ、高性能を保つために望ましい条件範囲を規定したものである。条件式(D)の上限又は下限を超えると、対物レンズ(OB)のＷＤを確保しながら軸外性能を確保することが困難になるので望ましくない。
【００８８】
更に、対物レンズ(OB)は、以下の条件式(E)を満たすことが望ましい。
0.5＜rOF／fB＜0.95  ・・・(E)
ただし、
rOF：対物レンズの光源側面の曲率半径、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００８９】
条件式(E)は、ＮＡの高い光ピックアップレンズにおいて、製造の容易さを確保し、かつ、高性能を保つために望ましい条件範囲を規定したものである。条件式(E)の上限を超えると軸外性能を確保することが困難になるので望ましくない。一方、条件式(E)の下限を超えると曲率半径が小さくなりすぎて、高ＮＡ化を図った場合に対物レンズ(OB)周辺でレンズの局所傾きがきつくなり、対物レンズ(OB)の製造に使用するモールド金型の製造が困難となるので望ましくない。上記各実施形態においては、特に0.6〜0.8の範囲とすることが好ましい。
【００９０】
更に、対物レンズ(OB)は、以下の条件式(F)を満たすことが望ましい。
1.1＜｜rOR／fB｜  ・・・(F)
ただし、
rOR：対物レンズのディスク側面の曲率半径、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００９１】
条件式(F)は、ＮＡの高い光ピックアップレンズにおいて、高性能を保つために望ましい条件範囲を規定したものである。条件式(F)の下限を超えると対物レンズ(OB)の曲率半径が小さくなりすぎて軸外性能を確保することが困難になるので望ましくない。上記各実施形態においては、特に1.1〜50の範囲とすることが好ましい。
【００９２】
更に、対物レンズ(OB)は、以下の条件式(G)を満たすことが望ましい。
-10＜θOF-θOR＜30  ・・・(G)
ただし、
θOF：対物レンズの光源側面有効径最周辺に入射する光線（最外光線）が前記光源側面となす角、
θOR：対物レンズのディスク側面有効径最周辺から出射する光線（最外光線）が前記ディスク側面となす角、
である。
【００９３】
条件式(G)は、ＮＡの高い光ピックアップレンズにおいて、高性能を保つために望ましい条件範囲を規定したものである。条件式(G)の上限又は下限を超えると、対物レンズ(OB)の軸外特性が悪化し、偏心に対する感度が厳しくなるので望ましくない。上記第１及び第２の実施形態においては、特に-10〜10の範囲とすることが好ましく、上記第３の実施形態においては10〜20の範囲とすることが好ましい。
【００９４】
更に、対物レンズ(OB)は、以下の条件式(H)を満たすことが望ましい。
0.35＜(NO-1)sinθOF＜0.8  ・・・(H)
ただし、
NO：対物レンズの最も薄い基板厚に対応する波長における屈折、
θOF：対物レンズの光源側面有効径最周辺に入射する光線（最外光線）が前記光源側面となす角、
である。
【００９５】
条件式(H)は、ＮＡの高い光ピックアップレンズにおいて、製造の容易さを確保し、かつ、高性能を保つために望ましい条件範囲を規定したものである。条件式(H)の下限を超えると、高いＮＡを確保することが困難となるので望ましくない。一方、条件式(H)の上限を超えると、θOFが極端に大きくなって対物レンズ(OB)の製造が困難となるか、或いは屈折率の要件を満たす実用的な光学ガラスが存在しなくなるため望ましくない。上記各実施形態においては、特に0.4〜0.7の範囲とすることが好ましい。
【００９６】
更に、対物レンズ(OB)は、以下の条件式(I)を満たすことが望ましい。
0.2＜(rOR+rOF)／(rOR-rOF)＜1.5  ・・・(I)
ただし、
rOF：対物レンズの光源側面の曲率半径、
rOR：対物レンズの光情報記録媒体側面の曲率半径、
である。
【００９７】
条件式(I)は、ＮＡの高い光ピックアップレンズにおいて、高性能を保つために望ましい条件範囲を規定したものであり、特に球面収差補正のための条件式である。条件式(I)の上限又は下限を超えると、球面収差の３次範囲での倒れが大きくなり、高次による補正で収差がうねってしまい高ＮＡ化が困難となるので望ましくない。
【００９８】
また、各実施の形態のような光ピックアップ装置は、以下の条件式(J)を満たすことが望ましい。
0.2＜WDb／fB＜0.6  ・・・(J)
ただし、
WDb：最も薄い基板厚に対応する波長使用時のワーキングディスタンス、
fB：最も薄い光情報記録媒体に対応する波長使用時の対物レンズ焦点距離、
である。
【００９９】
条件式(J)は、高いＮＡを達成しながらＷＤを確保し、かつ、コンパクト性を保つために望ましい条件範囲を規定したものである。条件式(J)の上限を超えると、軸外での収差性能の確保が困難になり、レンズ径も大きくなってしまうので望ましくない。一方、条件式(J)の下限を超えると、ＷＤが短すぎて対物レンズ(OB)とディスク基板が衝突する可能性が高くなるので望ましくない。上記第１及び第２の実施形態においては、特に0.2〜0.4の範囲とすることが好ましく、上記第３の実施形態においては0.4〜0.6の範囲とすることが好ましい。
【０１００】
また、対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)に非球面を用いる場合、以下の条件式(K)を満たすことが望ましい。
0.2＜αmax-αmin＜1.5  ・・・(K)
ただし、
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、
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-[r^2-(1+k)・h^2]^1／2+(A4・H^4+ A6・H^6+ A8・H^8・・・)
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、
dz(h)／dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、
f：対物レンズ焦点距離、
である。
【０１０１】
また、対物レンズ(OB)のディスク側面(s4)に非球面を用いる場合、以下の条件式(L)を満たすことが望ましい。
0.01＜αmax-αmin＜0.2  ・・・(L)
ただし、
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、
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-[r^2-(1+k)・h^2]^1／2+(A4・H^4+ A6・H^6+ A8・H^8・・・)
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、
dz(h)／dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、
f：対物レンズ焦点距離、
である。
【０１０２】
条件式(K)、(L)は、ＮＡの高い光ピックアップレンズにおいて、高性能を保つために望ましい条件範囲を規定したものである。条件式(K)、(L)の上限を超えると、非球面による高次の収差が発生して収差補正が困難となり、条件式(K)、(L)の下限を超えると、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となるので、高性能化を図る上で望ましくない。
【０１０３】
また、対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)に非球面を用いる場合、以下の条件式(M)を満たすことが望ましい。
0.01＜Δ(hmax)／f＜0.3  ・・・(M)
ただし、
Δ(h)：光軸から高さ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[≡dz(h)／dh-h／r／(1-(1+k)*(h／r)^2)^1／2]の面頂        点から光軸に沿った方向の距離の差、
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-[r^2-(1+k)・h^2]^1／2+(A4・H^4+ A6・H^6+ A8・H^8・・・)
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、
dz(h)／dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、
f：対物レンズ焦点距離、
である。
【０１０４】
また、対物レンズ(OB)のディスク側面(s4)に非球面を用いる場合、以下の条件式(N)を満たすことが望ましい。
0.001＜Δ(hmax)／f＜0.1  ・・・(N)
ただし、
Δ(h)：光軸から高さ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[≡dz(h)／dh-h／r／(1-(1+k)*(h／r)^2)^1／2]の面頂        点から光軸に沿った方向の距離の差、
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-[r^2-(1+k)・h^2]^1／2+(A4・H^4+ A6・H^6+ A8・H^8・・・)
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、
dz(h)／dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、
f：対物レンズ焦点距離、
である。
【０１０５】
条件式(M)、(N)は、ＮＡの高い光ピックアップレンズにおいて、高性能を保つために望ましい条件範囲を規定したものである。条件式(M)、(N)の上限を超えると、非球面による高次の収差が発生して収差補正が困難となり、条件式(M)、(N)の下限を超えると、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となるので、高性能化を図る上で望ましくない。
【０１０６】
なお、上記の各条件式において、第１及び第２の実施形態と、第３の実施形態における好ましい条件範囲が異なるのは、ＮＡ及び使用されるディスク基板厚の差によるものである。
【０１０７】
また、各実施の形態の光ピックアップ装置のように、全ての基板厚のディスク基板使用時において、対物レンズの物体距離が無限大であることが望ましい。これは高いＮＡを確保するための条件であり、対物レンズ(OB)のＮＡが高くなるにつれディスク基板のチルトやレンズ偏心等の誤差による性能劣化が問題となるが、レンズ物体距離を有限とすると、この性能劣化が無視できない大きさとなり実用上問題となる。
【０１０８】
また、第１及び第３の実施形態のように３つの波長について互換する場合、少なくとも１面に回折格子面が設けられた２枚の波面変換素子を用いて対応することも可能であるが、両面に回折格子面が設けられた１枚の波面変換素子を用いる方が部品点数が少なくなるので望ましい。その場合、最も厚い基板厚に対応する回折格子面を波面変換素子のディスク側面に、２番目に厚い基板厚に対応する回折格子面を波面変換素子の光源側面に設けることが望ましい。基板厚が厚くなるほど全系焦点距離を長くしないとＷＤを十分に確保できないことから、最も厚い基板厚に対応する回折格子面の方がよりパワーを必要とするが、回折のパワーが強すぎると、回折格子のピッチが小さくなって製造上好ましくなく、さらに高次の収差も発生しやすくなるので望ましくない。この場合、回折格子面と対物レンズ間の空気間隔が短い方が必要とするパワーを比較的小さくすることができる。従って、回折格子面のパワーを比較的小さくできるディスク側面に、強いパワーを必要とする最も厚い基板厚に対応する回折格子面を設けることが望ましい。なお、２枚以上の波面変換素子を用いて対応する場合においても、最も厚い基板厚に対応する回折格子面を有する波面変換素子を、最もディスク側に配置することが望ましい。
【０１０９】
なお、上記の１〜１１の各具体例においては、青色レーザー光(LB),赤色レーザー光(LR),及び赤外レーザー光(LIR)の３波長のレーザー光を互換する場合は赤色レーザー光(LR)及び赤外レーザー光(LIR)の波面形状を変換する波面変換素子(WC)を用いており、青色レーザー光(LB)及び赤色レーザー光(LR)の２波長を互換する場合は赤色レーザー光(LR)の波面形状を変換する波面変換素子(WC)を用いている。現在知られている青色レーザー光(LB)の強度は赤色レーザー光(LR)及び赤外レーザー光(LIR)に比べ小さい。回折格子面(D1，D2)による回折効率は１００％ではないため、波面変換素子(WC)により青色レーザー光(LB)を回折した場合、青色レーザー光の強度が低下してしまい望ましくない。また、青色レーザー光(LB)及び赤外レーザー光(LIR)の２波長を互換する場合、赤外レーザー光(LIR)の波長はλ=750nm〜820nmであり、波長λ=400〜415nmの青色レーザー光(LB)の約２倍であるため、青色レーザー光(LB)と赤外レーザー光(LIR)のいずれか一方を回折する波面変換素子(WC)の作製は困難であり、製造面からも好ましくない。従って、各具体例のように最も強度を確保する必要のある青色レーザー光(LB)の波面形状を変換せずに透過するのが望ましい。
【０１１０】
以上説明した各実施の形態には以下の構成を有する発明（１）〜（１６）が含まれており、その構成により、波面変換素子を備えた小型・高性能な複数波長・複数基板対応のレーザー光学装置を実現することができる。
（１）互いに異なる波長のレーザー光を射出する複数の光源から成る複数波長光源と、表面から光学記録面までの厚みが互いに異なる複数の光情報記録媒体に対応したレーザー光の波長が決定されており、前記複数の光情報記録媒体について、それぞれの光情報記録媒体の光学記録面に、対応する波長のレーザー光を合焦させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ装置であって、前記複数波長光源から射出した複数の波長のレーザー光のうちいずれか１つを回折する回折格子面を少なくとも１面備えた、波面形状を変換する機能を持つ波面変換素子とを有し、該波面変換素子及び前記対物レンズが一体となって移動するとともに、前記条件式(A1)を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【０１１１】
（２）前記波面変換素子が、前記対物レンズより光源側に配置されることを特徴とする上記（１）記載の光ピックアップ装置。
（３）前記複数波長光源が、互いに異なる３つの波長のレーザー光を射出する３つの光源から成り、前記波面変換素子が、前記回折格子面を２面備え、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが最も厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光情報記録媒体側に位置し、２番目に厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光源側に位置するように配置されることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の光ピックアップ装置。
【０１１２】
（４）前記波面変換素子が、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが最も薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光の波面形状を変換せずに透過させることを特徴とする上記（１）, （２）又は（３）記載の光ピックアップ装置。
（５）前記波面変換素子が、前記条件式(B1)を満たすことを特徴とする上記（１）, （２），（３）又は（４）記載の光ピックアップ装置。
（６）前記波面変換素子が、前記条件式(C)を満たすことを特徴とする上記（１）, （２），（３），（４）又は（５）記載の光ピックアップ装置。
（７）複数の光情報記録媒体に対応した互いに異なる波長のレーザー光を射出する複数の光源から成る複数波長光源と、前記複数の光情報記録媒体の光学記録面に、対応する波長のレーザー光を合焦させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ装置であって、前記複数の光源のうちいずれか２つから射出されるレーザー光に対応する前記光情報記録媒体の表面から光学記録面までの厚みが等しく、前記複数波長光源から射出した複数の波長のレーザー光のうちいずれか１つを回折する回折格子面を少なくとも１面備えた、波面形状を変換する機能を持つ波面変換素子を有し、該波面変換素子及び前記対物レンズが一体となって移動するとともに、前記条件式(A2)を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【０１１３】
（８）前記波面変換素子が、前記対物レンズより光源側に配置されることを特徴とする上記（７）記載の光ピックアップ装置。
（９）前記複数波長光源が、互いに異なる３つの波長のレーザー光を射出する３つの光源から成り、前記波面変換素子が、前記回折格子面を２面備え、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光情報記録媒体側に位置し、光学記録面までの厚みが薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光源側に位置するように配置されることを特徴とする上記（７）又は（８）記載の光ピックアップ装置。
【０１１４】
（１０）前記複数波長光源が、互いに異なる３つの波長のレーザー光を射出する３つの光源から成り、前記波面変換素子及び前記対物レンズが、前記回折格子面をそれぞれ１面ずつ備え、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが厚い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光情報記録媒体側に位置し、光学記録面までの厚みが薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光を回折する回折格子面が光源側に位置するように配置されることを特徴とする上記（７）又は（８）記載の光ピックアップ装置。
【０１１５】
（１１）前記対物レンズに設けられた前記回折格子面が、３つの波長のレーザー光を回折することを特徴とする上記（７）, （８），（９），又は（１０）記載の光ピックアップ装置。
（１２）前記対物レンズに設けられた前記回折格子面が、１つの波長のレーザー光のみを回折することを特徴とする上記（７）, （８），（９），又は（１０）記載の光ピックアップ装置。
（１３）前記波面変換素子が、前記レーザー光のうち光学記録面までの厚みが最も薄い光情報記録媒体に対応するレーザー光の波面形状を変換せずに透過させることを特徴とする上記（７）, （８），（９），（１０），（１１）又は（１２）記載の光ピックアップ装置。
（１４）前記対物レンズが、前記条件式(B2)を満たすことを特徴とする上記（７）, （８），（９），（１０），（１１），（１２）又は（１３）記載の光ピックアップ装置。
（１５）前記対物レンズが、前記条件式(D)を満たすことを特徴とする上記（１）乃至（１４）のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
（１６）前記いずれの光情報記録媒体使用時においても前記対物レンズの物体距離が無限大であることを特徴とする上記（１）乃至（１５）のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【実施例】
【０１１６】
以下、本発明を実施した光ピックアップ装置の波面変換素子(WC)及び対物レンズ(OB)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１〜１３は、前述した各実施の形態（図１，図１２）における波面変換素子(WC)から光学記録面(sD)までの光学構成を数値実施例として具体化したものであり、用いられている波面変換素子(WC) 及び対物レンズ(OB)は前記具体例１〜１３（図２，図５〜９，図１３，図１４，図１６〜２０）に相当する。
【０１１７】
各実施例のコンストラクションデータにおいて、NA(405), NA(408), NA(650), NA(655), NA(780), NA(785)は、波長405nm，波長408nm，波長650nm，波長655nm，波長780nm，波長785nmにおけるＮＡであり、OD(405), OD(408), OD(650), OD(655), OD(780), OD(785)は、波長405nm，波長408nm，波長650nm，波長655nm，波長780nm，波長785nmにおけるレンズ物体間距離である。sj(j＝1,2,3,・・・)は物体側から数えてj番目の面であり、例えば、s1は波面変換素子(WC)の光入射側面(第１面)、s2は波面変換素子(WC)の光射出側面(第２面)である。また、rj(j＝1,2,3,・・・)は面sj(j＝1,2,3,・・・)の曲率半径(mm)であり、Tj(j＝1,2,3,・・・)は波面変換素子(WC)側から数えてj番目の軸上面間隔(心厚，mm)である。
【０１１８】
T5(405), T5(408), T5(650), T5(655), T5(780), T5(785)は、それぞれ波長405nm，波長408nm，波長650nm，波長655nm，波長780nm，波長785nmにおける対物レンズ(OB)の光射出側面(s4)とディスク基板(DK)の光入射側面(s5)との間の可変間隔(ＷＤ，mm)であり、T6(405), T6(408), T6(650), T6(655), T6(780), T6(785)は、それぞれ波長405nm，波長408nm，波長650nm，波長655nm，波長780nm，波長785nmにおいて光情報記録媒体として用いられるディスク基板(DK)の基板厚(mm)である。各光学要素のレンズ材料については、N(405), N(408), N(650), N(655), N(780), N(785)がそれぞれ波長405nm，波長408nm，波長650nm，波長655nm，波長780nm，波長785mにおける屈折率である。また、各実施例における条件式の対応値は表１、表２、表３に示すとおりである。
【０１１９】
各実施例に用いられている波面変換素子(WC)の第１面(s1)及び／又は第２面(s2) 及び／又は対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)は、以下の光路差関数の式で定義される回折格子面である。実施例１〜１１に用いられる波面変換素子(WC)の第１面(s1) 及び／又は第２面(s2)の波長650nm，波長780nmに対する光路差関数の係数(HOE係数)、及び実施例１１に用いられる波面変換素子(WC)の第１面(s1) 及び第２面(s2) の波長785nm，波長655nmに対する光路差関数の係数(HOE係数)、及び実施例１２，１３に用いられる波面変換素子(WC)の第２面(s2)及び対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)の波長785nm，波長408nmに対する光路差関数の係数(HOE係数)を他のデータと合わせて示す。
φ(Ｒ)＝C1・Ｒ2＋C2・Ｒ4＋C3・Ｒ6＋C4・Ｒ8＋C5・Ｒ10
ただし、
Ｒ：光軸から垂直方向の光軸からの距離、
C1〜C5：HOE係数
である。
【０１２０】
各実施例に用いられている対物レンズ(OB)の光入射側面(s3)及び光射出側面(s4)は、以下の式で定義される面形状の非球面である。実施例１〜１３の対物レンズ(OB)の非球面データを他のデータと合わせて示す。
X＝CO・Y2/［1+{1-(1+ｋ)・CO2・Y2}1/2］＋Σ(Ai・Yi)
ただし、
X：高さYの位置での光軸(AX)方向の変位量(面頂点基準)、
Y：光軸(AX)に対して垂直な方向の高さ、
CO：近軸曲率(＝１／rj)、
ｋ：円錐係数、
Ai：ｉ次の非球面係数、
である。
【０１２１】
図２３〜図３５は、実施例１〜１３にそれぞれ対応する収差図であり、図２３〜図２８は実施例１〜６の波長λ＝405nm，波長λ＝650nm，波長λ＝780nmの各光線に対する軸上波面収差を、図２９〜図３２は実施例７〜１０の波長λ＝405nm，波長λ＝650nmの各光線に対する軸上波面収差を、図３３〜図３５は実施例１１〜１３の波長λ＝408nm，波長λ＝655nm，波長λ＝785nmの各光線に対する軸上波面収差を示している。ただし、各図中、（Ａ）はｙ方向の波面収差(Y-FAN)、（Ｂ）はｘ方向の波面収差(X-FAN)をそれぞれ示している。
【０１２２】
《実施例１》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60, NA(780)=0.45
OD(405)=∞,   OD(650)=∞,   OD(780)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=0.100
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.063   T4=1.728      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-6.419  T5(405)=0.393, T5(650)=0.236, T5(780)=0.200
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600, T6(780)=1.200
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１２３】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.52403, N(650)=1.50619, N(780)=1.50261
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.71490, N(650)=1.69056, N(780)=1.68568
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62100, N(650)=1.58149, N(780)=1.57466
【０１２４】
［第１面(s1)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=2.86956×10-2, C2=5.23067×10-4, C3=2.23798×10-3, C4=-6.16062×10-3,
C5=1.70385×10-3
［第２面(s2)の波長780nmに対するHOE係数］
C1=8.50396×10-2, C2=-2.06007×10-3, C3=6.27967×10-2, C4=-1.03441×10-1,
C5=7.93942×10-2
【０１２５】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.78777
A4=3.57378×10-2,A6=1.16622×10-2,A8=-4.81811×10-3,A10=8.89572×10-3, 
A12=-2.60970×10-3,A14=-8.85884×10-4,A16=-2.23337×10-4
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-8.17005
A4=2.65232×10-1,A6=-3.95146×10-1,A8=-2.20783×10-1,A10=1.31888,
A12=-1.26826,A14=6.97559×10-2,A16=2.83338×10-1
【０１２６】
《実施例２》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60, NA(780)=0.45
OD(405)=∞,   OD(650)=∞,   OD(780)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=0.200
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.006   T4=1.790      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-2.777  T5(405)=0.382, T5(650)=0.224, T5(780)=0.220
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600, T6(780)=1.200
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１２７】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.52403, N(650)=1.50619, N(780)=1.50261
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.63279, N(650)=1.61258, N(780)=1.60854
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62100, N(650)=1.58149, N(780)=1.57466
【０１２８】
［第１面(s1)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=2.95000×10-2,C2=-5.09935×10-3,C3=1.39481×10-2,C4=-1.51340×10-2,
C5=5.02284×10-3
［第２面(s2)の波長780nmに対するHOE係数］
C1=9.42800×10-2,C2=-3.45380×10-2,C3=1.79465×10-1,C4=-3.17577×10-1,
C5=2.63999×10-1
【０１２９】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.76860
A4=4.29817×10-2,A6=1.74401×10-2,A8=-6.99716×10-3,A10=1.13681×10-2, 
A12=-1.63368×10-3,A14=-5.85638×10-4,A16=-6.08733×10-4
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-215.32132
A4=1.76621×10-1,A6=-3.01445×10-1,A8=-1.47640×10-1, 
A10=9.28718×10-1,A12=-7.45903×10-1,A14=0.00000,A16=0.00000
【０１３０】
《実施例３》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60, NA(780)=0.45
OD(405)=∞,   OD(650)=∞,   OD(780)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=0.100
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.017   T4=1.790      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-2.023  T5(405)=0.380, T5(650)=0.220, T5(780)=0.309
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600, T6(780)=1.200
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１３１】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.52403, N(650)=1.50619, N(780)=1.50261
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.63279, N(650)=1.61258, N(780)=1.60854
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62100, N(650)=1.58149, N(780)=1.57466
【０１３２】
［第１面(s1)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=2.99211×10-2,C2=-7.67951×10-3,C3=9.91761×10-3,C4=-4.20539×10-3,
C5=-1.55738×10-3
［第２面(s2)の波長780nmに対するHOE係数］
C1=1.15540×10-1,C2=-9.86989×10-2,C3=4.02044×10-1,C4=-7.00453×10-1,
C5=5.31749×10-1
【０１３３】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.76112
A4=4.65822×10-2,A6=1.31091×10-2,A8=-5.87111×10-3,A10=1.34153×10-2, 
A12=-3.09232×10-3,A14=-5.85638×10-4,A16=-6.08733×10-4
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-171.21842
A4=2.07813×10-1,A6=-3.32883×10-1,A8=-3.57057×10-1, 
A10=1.45901,A12=-1.10995,A14=0.00000,A16=0.00000
【０１３４】
《実施例４》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60, NA(780)=0.45
OD(405)=∞,   OD(650)=∞,   OD(780)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=0.100
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.014   T4=1.790      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-2.380  T5(405)=0.386, T5(650)=0.195, T5(780)=0.126
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600, T6(780)=1.200
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１３５】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.52403, N(650)=1.50619, N(780)=1.50261
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.63279, N(650)=1.61258, N(780)=1.60854
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62100, N(650)=1.58149, N(780)=1.57466
【０１３６】
［第１面(s1)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=2.25731×10-2,C2=-8.55794×10-3,C3=1.87681×10-2,C4=-2.18397×10-2,
C5=8.19854×10-3
［第２面(s2)の波長780nmに対するHOE係数］
C1=8.02340×10-2,C2=-2.76430×10-2,C3=1.05807×10-1,C4=-1.37306×10-1,
C5=9.29306×10-2
【０１３７】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.74956
A4=5.26687×10-2,A6=4.87770×10-3,A8=-1.77499×10-3,A10=1.52966×10-2,
A12=-4.31430×10-3,A14=-5.85638×10-4,A16=-6.08733×10-4
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-365.90830
A4=1.75704×10-1,A6=-2.70446×10-1,A8=-4.09287×10-1, 
A10=1.42390,A12=-1.04317,A14=0.00000,A16=0.00000
【０１３８】
《実施例５》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60, NA(780)=0.45
OD(405)=∞,   OD(650)=∞,   OD(780)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=52.111  T2=0.200
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.019   T4=1.790      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-1.761  T5(405)=0.390, T5(650)=0.223, T5(780)=0.202
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600, T6(780)=1.200
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１３９】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.52403, N(650)=1.50619, N(780)=1.50261
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.63279, N(650)=1.61258, N(780)=1.60854
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62100, N(650)=1.58149, N(780)=1.57466
【０１４０】
［第１面(s1)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=3.02583×10-2,C2=-6.43972×10-3,C3=6.35280×10-3,C4=-7.43016×10-3,
C5=2.19687×10-3
［第２面(s2)の波長780nmに対するHOE係数］
C1=1.02932×10-1,C2=-4.93484×10-2,C3=1.59277×10-1,C4=-2.25979×10-1,
C5=1.58002×10-1
【０１４１】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.78858
A4=4.01842×10-2,A6=1.39060×10-2,A8=-8.47108×10-3,A10=1.16961×10-2,
A12=-1.09175×10-3,A14=-4.80114×10-4,A16=-1.30279×10-3
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-59.68950
A4=2.21321×10-1,A6=-3.06150×10-1,A8=-2.48208×10-1,A10=8.99027×10-1,
A12=-7.17574×10-1,A14=2.29657×10-1,A16=-9.55758×10-2
【０１４２】
《実施例６》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60, NA(780)=0.45
OD(405)=∞,   OD(650)=∞,   OD(780)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=27.538  T2=0.200
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.265   T4=2.239      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-2.082  T5(405)=0.520, T5(650)=0.407, T5(780)=0.440
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600, T6(780)=1.200
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１４３】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.52403, N(650)=1.50619, N(780)=1.50261
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.63279, N(650)=1.61258, N(780)=1.60854
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62100, N(650)=1.58149, N(780)=1.57466
【０１４４】
［第１面(s1)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=2.66979×10-2,C2=-3.47076×10-3,C3=2.84247×10-3,C4=-1.69027×10-3,
C5=4.13606×10-4
［第２面(s2)の波長780nmに対するHOE係数］
C1=7.96581×10-2,C2=-2.37808×10-2,C3=4.50089×10-2,C4=-3.88942×10-2,
C5=1.74021×10-2
【０１４５】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.79369
A4=1.96775×10-2,A6=5.04797×10-3,A8=-1.86623×10-3,A10=1.50610×10-3,
A12=-8.11143×10-5,A14=-6.00306×10-6,A16=-4.25533×10-5
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-54.13169
A4=1.22106×10-1,A6=-9.63378×10-2,A8=-5.69181×10-2,A10=1.18928×10-1,
A12=-5.30769×10-2,A14=-4.84329×10-4,A16=3.46641×10-3
【０１４６】
《実施例７》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60
OD(405)=∞,   OD(650)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=0.500
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.056   T4=1.728      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-11.334 T5(405)=0.394, T5(650)=0.227
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１４７】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.52403, N(650)=1.50619
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.71490, N(650)=1.69056
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62100, N(650)=1.58149
【０１４８】
［第１面(s1)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=2.60000×10-2,C2=5.23067×10-4,C3=2.23798×10-3,C4=-6.16062×10-3,
C5=1.70385×10-3
【０１４９】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.77796
A4=3.67561×10-2,A6=1.34312×10-2,A8=-3.65185×10-3,A10=9.06049×10-3,
A12=-2.87131×10-3,A14=-9.77510×10-4,A16=1.16698×10-4
［第４面(s4)の非球面データ］
k=34.11457
A4=2.50452×10-1,A6=-4.08886×10-1,A8=-1.51988×10-1,A10=1.22193,
A12=-9.37990×10-1,A14=-3.23790×10-1,A16=2.83338×10-1
【０１５０】
《実施例８》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60
OD(405)=∞,   OD(650)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=0.500      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=3.000
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.261   T4=2.261      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-3.733  T5(405)=0.480, T5(650)=0.250
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１５１】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.53020, N(650)=1.51452
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.63768, N(650)=1.61752
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62040, N(650)=1.58093
【０１５２】
［第２面(s2)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=7.08758×10-3,C2=-1.07758×10-3,C3=-1.00520×10-3,C4=0.00000,
C5=0.00000
【０１５３】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-2.44625
A4=1.24905×10-1,A6=-3.90946×10-2,A8=2.67850×10-2,A10=-1.19723×10-2,
A12=2.83223×10-3,A14=1.96274×10-4,A16=-1.80641×10-4
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-49.23979
A4=2.07900×10-1,A6=-3.66273×10-1,A8=3.37123×10-1,A10=-1.76649×10-1,
A12=3.99927×10-2,A14=0.00000,A16=0.00000
【０１５４】
《実施例９》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60
OD(405)=∞,   OD(650)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=0.500      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=3.000
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.249   T4=2.146      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-4.437  T5(405)=0.530, T5(650)=0.300
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１５５】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.53020, N(650)=1.51452
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.63768, N(650)=1.61752
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62040, N(650)=1.58093
【０１５６】
［第２面(s2)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=6.95093×10-3,C2=-1.31762×10-3,C3=-8.79435×10-4,C4=0.00000,
C5=0.00000
【０１５７】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-2.38871
A4=1.25852×10-1,A6=-3.81552×10-2,A8=2.71289×10-2,A10=-1.21086×10-2,
A12=2.87343×10-3,A14=2.04921×10-4,A16=-1.95906×10-4
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-67.66554
A4=2.05310×10-1,A6=-3.68803×10-1,A8=3.44747×10-1,A10=-1.79896×10-1,
A12=3.98869×10-2,A14=0.00000,A16=0.00000
【０１５８】
《実施例１０》
NA(405)=0.85, NA(650)=0.60
OD(405)=∞,   OD(650)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=0.500      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=3.000
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.375   T4=1.982      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=23.148  T5(405)=0.570, T5(650)=0.400
s5    r5=∞      T6(405)=0.100, T6(650)=0.600
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１５９】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(405)=1.53020, N(650)=1.51452
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(405)=1.79976, N(650)=1.76881
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(405)=1.62040, N(650)=1.58093  
【０１６０】
［第２面(s2)の波長650nmに対するHOE係数］
C1=1.48188×10-2,C2=-9.21870×10-4,C3=-7.85189×10-4,C4=0.00000,
C5=0.00000
【０１６１】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.78085
A4=1.82393×10-2,A6=5.37349×10-3,A8=-5.80627×10-4,A10=7.29054×10-4,
A12=-9.87191×10-5,A14=1.16531×10-4,A16=-6.97588×10-5
［第４面(s4)の非球面データ］
k=461.90878
A4=1.25913×10-1,A6=-1.20455×10-1,A8=-7.57245×10-2,A10=1.53229×10-1,
A12=-6.46724×10-2,A14=0.00000,A16=0.00000
【０１６２】
《実施例１１》
NA(408)=0.67, NA(655)=0.65, NA(785)=0.51
OD(408)=∞,   OD(655)=∞,   OD(785)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=0.500
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.968   T4=1.700      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-7.892  T5(408)=1.702, T5(655)=1.778, T5(785)=1.423
s5    r5=∞      T6(408)=0.600, T6(655)=0.600, T6(785)=1.200
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１６３】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(408)=1.52424, N(655)=1.50650, N(785)=1.50497
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(408)=1.55965, N(655)=1.54073, N(785)=1.53724
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(408)=1.61830, N(655)=1.57721, N(785)=1.57042
【０１６４】
［第１面(s1)の波長655nmに対するHOE係数］
C1=-2.54097×10-4, C2=-1.74855×10-4, C3=3.62257×10-5, C4=-9.70091×10-6,
C5=5.27765×10-7
［第２面(s2)の波長785nmに対するHOE係数］
C1=3.68962×10-4, C2=-6.80890×10-4, C3=2.10821×10-4, C4=-8.61298×10-5,
C5=1.05135×10-5
【０１６５】
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.97649
A4=1.26572×10-2,A6=-8.21879×10-4,A8=3.58163×10-4,A10=-5.23840×10-5, 
A12=6.12599×10-6,A14=-3.89913×10-7,A16=0.00000
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-154.86307
A4=3.39545×10-3,A6=-7.91767×10-4,A8=1.37764×10-4,A10=-3.28007×10-6,
A12=-3.77706×10-6,A14=4.66609×10-7,A16=0.00000
【０１６６】
《実施例１２》
NA(408)=0.67, NA(655)=0.65, NA(785)=0.51
OD(408)=∞,   OD(655)=∞,   OD(785)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=0.500
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.957   T4=1.700      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-8.132  T5(408)=1.696, T5(655)=1.813, T5(785)=1.434
s5    r5=∞      T6(408)=0.600, T6(655)=0.600, T6(785)=1.200
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１６７】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(408)=1.52424, N(655)=1.50650, N(785)=1.50497
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(408)=1.55965, N(655)=1.54073, N(785)=1.53724
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(408)=1.61830, N(655)=1.57721, N(785)=1.57042
【０１６８】
［第２面(s2)の波長785nmに対するHOE係数］
C1=1.20588×10-3, C2=-5.69695×10-4, C3=1.37827×10-4, C4=-5.84823×10-5,
C5=6.74986×10-6
【０１６９】
［第３面(s3)の波長655nmに対するHOE係数］
C1=1.84116×10-3, C2=-1.53108×10-4, C3=6.17271×10-5, C4=-1.48865×10-5,
C5=9.43634×10-7
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-0.99113
A4=1.24046×10-2,A6=-7.64394×10-4,A8=3.66967×10-4,A10=-5.93650×10-5, 
A12=6.67568×10-6,A14=-1.96648×10-7,A16=0.00000
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-150.88807
A4=2.79389×10-3,A6=-6.61623×10-4,A8=1.51863×10-4,A10=-6.93035×10-6,
A12=-3.60706×10-6,A14=4.79148×10-7,A16=0.00000
【０１７０】
《実施例１３》
NA(408)=0.67, NA(655)=0.65, NA(785)=0.51
OD(408)=∞,   OD(655)=∞,   OD(785)=∞
［面］［曲率半径］［軸上面間隔］
s1    r1=∞      T1=1.000      ・・・波面変換素子(WC)
s2    r2=∞      T2=0.500
Stop  r =∞      T3=0.000      ・・・絞り(ST)
s3    r3=1.817   T4=1.700      ・・・対物レンズ(OB)
s4    r4=-6.882  T5(408)=1.728, T5(655)=1.822, T5(785)=1.423
s5    r5=∞      T6(408)=0.600, T6(655)=0.600, T6(785)=1.200
s6    r6=∞                    ・・・光学記録面(sD)
【０１７１】
［波面変換素子(WC)のレンズ材料］
N(408)=1.52424, N(655)=1.50650, N(785)=1.50497
［対物レンズ(OB)のレンズ材料］
N(408)=1.55965, N(655)=1.54073, N(785)=1.53724
［ディスク基板(DK)のレンズ材料］
N(408)=1.61830, N(655)=1.57721, N(785)=1.57042
【０１７２】
［第２面(s2)の波長785nmに対するHOE係数］
C1=-1.01425×10-3, C2=-5.95922×10-4, C3=1.02287×10-4, C4=-4.75436×10-5,
C5=5.64793×10-6
【０１７３】
［第３面(s3)の波長408nmに対するHOE係数］
C1=1.96332×10-3, C2=-3.74687×10-4, C3=5.66213×10-5, C4=-1.79483×10-5,
C5=8.10532×10-7
［第３面(s3)の非球面データ］
k=-1.02821
A4=1.13640×10-2,A6=-1.00473×10-3,A8=4.84374×10-4,A10=-9.64162×10-5, 
A12=1.28122×10-6,A14=9.81309×10-7,A16=0.00000
［第４面(s4)の非球面データ］
k=-127.49381
A4=5.75901×10-3,A6=-1.01375×10-3,A8=8.00435×10-5,A10=3.63035×10-6,
A12=1.39188×10-6,A14=-2.98809×10-7,A16=0.00000
【０１７４】
【表１】
2005038575.tif 000003
【０１７５】
【表２】
2005038575.tif 000004
【０１７６】
【表３】
2005038575.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
以上説明したように本発明によれば、複数波長光源から射出した複数の波長のレーザー光の波面形状を変換する波面変換素子が、コリメータ光学系と対物レンズとの間に配置され、波面変換素子と対物レンズが一体となって移動する構成であるとともに、条件式(A1)を満たした光学配置になっているため、構造が簡単で小型・高性能な波面変換素子を備えた複数波長対応の小型光ピックアップ装置を実現することができる。そして、本発明に係る光ピックアップ装置を用いれば、基板厚の異なる複数種類の光情報記録媒体に対し互換性のある複数波長対応が可能となるとともに、記録密度の向上にも寄与することができる。従って、青色レーザー光を用いる次世代の記録メディアにおいて、Blu-ray方式を採用した場合に、従来のDVD方式やCD方式にも対応可能としたメディア互換性を備えた光ピックアップ装置を提供することができる。
【０１７８】
また、複数の光源のうちいずれか２つから射出されるレーザー光に対応する光情報記録媒体の表面から光学記録面までの厚みが等しく、複数波長光源から射出した複数の波長のレーザー光の波面形状を変換する機能を持つ波面変換素子を有し、該波面変換素子及び前記対物レンズが一体となって移動するする構成であるとともに、条件式(A2)を満たした光学配置になっているため、青色レーザー光を用いる次世代の記録メディアにおいて、HD-DVD方式を採用した場合に、従来のDVD方式やCD方式との間のメディア互換性を備えた光ピックアップ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】光ピックアップ装置の第１の実施形態を示す光学構成図。
【図２】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例１（実施例１）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図３】具体例１（実施例１）の波長λ=640〜670nm使用時における概略光路図。
【図４】具体例１（実施例１）の波長λ=750〜820nm使用時における概略光路図。
【図５】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例２（実施例２）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図６】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例３（実施例３）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図７】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例４（実施例４）の波長λ=400〜415n使用時における概略光路図。
【図８】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例５（実施例５）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図９】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例６（実施例６）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図１０】第１の実施の形態に用いる波面変換素子の概略構成を示す模式図。
【図１１】第１の実施の形態に用いる波面変換素子のレーザー光入射面における回折格子面の微細構造を示す拡大図。
【図１２】光ピックアップ装置の第２の実施形態を示す光学構成図。
【図１３】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例７（実施例７）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図１４】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例８（実施例８）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図１５】具体例８（実施例８）の波長λ=640〜670nm使用時における概略光路図。
【図１６】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例９（実施例９）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図１７】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例１０（実施例１０）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図１８】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例１１（実施例１１）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図１９】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例１２（実施例１２）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図２０】光ピックアップ装置に用いる波面変換素子及び対物レンズの具体例１３（実施例１３）の波長λ=400〜415nm使用時における概略光路図。
【図２１】具体例１２に用いる波面変換素子及び対物レンズの概略構成を示す模式図。
【図２２】具体例１３に用いる波面変換素子及び対物レンズの概略構成を示す模式図。
【図２３】実施例１の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm，波長780nm)を示す収差図。
【図２４】実施例２の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm，波長780nm)を示す収差図。
【図２５】実施例３の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm，波長780nm)を示す収差図。
【図２６】実施例４の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm，波長780nm)を示す収差図。
【図２７】実施例５の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm，波長780nm)を示す収差図。
【図２８】実施例６の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm，波長780nm)を示す収差図。
【図２９】実施例７の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm)を示す収差図。
【図３０】実施例８の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm)を示す収差図。
【図３１】実施例９の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm)を示す収差図。
【図３２】実施例１０の軸上波面収差(波長405nm，波長650nm)を示す収差図。
【図３３】実施例１１の軸上波面収差(波長408nm，波長655nm，波長785nm)を示す収差図。
【図３４】実施例１２の軸上波面収差(波長408nm，波長655nm，波長785nm)を示す収差図。
【図３５】実施例１３の軸上波面収差(波長408nm，波長655nm，波長785nm)を示す収差図。
【符号の説明】
【０１８０】
DB ・・・青色レーザー（レーザー光源，第１光源）
DR ・・・赤色レーザー（レーザー光源，第２光源）
DIR・・・赤外レーザー（レーザー光源，第３光源）
LB ・・・青色レーザー光（第１の波長のレーザー光）
LR ・・・赤色レーザー光（第２の波長のレーザー光）
LIR・・・赤外レーザー光（第３の波長のレーザー光）
WC ・・・波面変換素子
s1 ・・・波面変換素子の第１面（光入射側面）
s2 ・・・波面変換素子の第２面（光射出側面）
D1 ・・・第１回折格子面
D2 ・・・第２回折格子面
D3 ・・・第３回折格子面
OB ・・・対物レンズ
s3 ・・・対物レンズの第１面（光入射側面）
s4 ・・・対物レンズの第２面（光射出側面）
DP ・・・ダイクロイックプリズム（光路合成手段）
CL ・・・コリメータ光学系
DK ・・・ディスク基板（光情報記録媒体）
sD ・・・光学記録面（光情報記録媒体）
【図１】
2005038575.tif 000006
【図２】
2005038575.tif 000007
【図３】
2005038575.tif 000008
【図４】
2005038575.tif 000009
【図５】
2005038575.tif 000010
【図６】
2005038575.tif 000011
【図７】
2005038575.tif 000012
【図８】
2005038575.tif 000013
【図９】
2005038575.tif 000014
【図１０】
2005038575.tif 000015
【図１１】
2005038575.tif 000016
【図１２】
2005038575.tif 000017
【図１３】
2005038575.tif 000018
【図１４】
2005038575.tif 000019
【図１５】
2005038575.tif 000020
【図１６】
2005038575.tif 000021
【図１７】
2005038575.tif 000022
【図１８】
2005038575.tif 000023
【図１９】
2005038575.tif 000024
【図２０】
2005038575.tif 000025
【図２１】
2005038575.tif 000026
【図２２】
2005038575.tif 000027
【図２３】
2005038575.tif 000028
【図２４】
2005038575.tif 000029
【図２５】
2005038575.tif 000030
【図２６】
2005038575.tif 000031
【図２７】
2005038575.tif 000032
【図２８】
2005038575.tif 000033
【図２９】
2005038575.tif 000034
【図３０】
2005038575.tif 000035
【図３１】
2005038575.tif 000036
【図３２】
2005038575.tif 000037
【図３３】
2005038575.tif 000038
【図３４】
2005038575.tif 000039
【図３５】
2005038575.tif 000040