(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる種類の光記録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】ビーム整形素子ＢＳＬと発散角変換素子であるコリメートレンズＣＬとの間に第１のビームスプリッタＢＳ１を配置し、青紫色半導体レーザである第１半導体レーザＬＤ１の出射光のみをビーム整形素子ＢＳＬに入射させてビーム整形を行い、その後コリメートレンズＣＬを通過させることで発散角の変更を行う。一方、赤色半導体レーザである第２半導体レーザＬＤ２の光は、第１ビームスプリッタＢＳ１により反射させてビーム整形素子ＢＳＬを通過することなくコリメートレンズＣＬに入射させて発散角を変更させることができる。即ち、コリメートレンズＣＬが一つで、第１半導体レーザＬＤ１の光のみをビーム整形できることから、光利用効率を高めることができ、且つコンパクトな光ピックアップ装置が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１の第１光束を出射する第１光源と、
波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、
前記第１光束のみが通過する光路内に配置されたビーム整形素子と、前記第１光束及び第２光束が通過する光路内に配置された発散角変換素子と、対物レンズとを含む光学系とを有し、
前記対物レンズにより前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生を行うと共に、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子は、前記第１光束のピーク強度に対して５０％の点を結んでなる断面形状において第１方向長さｘと、前記第１方向に直交する第２方向の長さｙとの比α（＝ｘ/ｙ）がα＞１なる形状を、より円形に近づけて出射する構成であると共に、前記発散角変換素子は、前記第１光束及び第２光束の発散角を減少させて出射する構成であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記ビーム整形素子から出射した前記第１光束の比αは、以下の式を満たす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。
１．２≦α≦２．７
【請求項３】
前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置が変化する事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能とした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】
前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変位させる事により前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能とした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】
前記ビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能とした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。
【請求項６】
前記ビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記第１光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能とした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。
【請求項７】
前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有す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８】
前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とする請求項１又は７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記発散角変換素子は、２枚以上の光学素子から構成されていることを特徴とする請求項１、６又は８記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記発散角変換素子は、少なくとも一つの光学素子が移動可能に構成されていることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記ビーム整形素子はガラス製であることを特徴とする請求項１、８又は１０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記第１光源から出射された第１光束と前記第２光源から出射された第２光束とが通過する光路内にビームスプリッタが配置されていることを特徴とする請求項１又は１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記光ピックアップ装置は、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源を更に具備し、前記第３光束を、前記対物レンズを介して、厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層で覆われた第３光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、前記第３光情報記録媒体の情報記録面に情報の記録及び／又は再生を行うことが可能であることを特徴とする請求項１又は１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記第２光源および前記第３光源は両者共通の光源ユニットに配置され、かつ、前記第２光源および前記第３光源から出射されるそれぞれの光束は両者共通の光路を通過することを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記第１光束と前記第２光源または前記第３光源から出射された光束とが通過する光路内にビームスプリッタがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源はそれぞれ互いに独立して配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源からそれぞれ出射された光束が通過する各々の光路内にそれぞれビームスプリッタが配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記ビーム整形素子は、第１光束の発散角を減少させる発散角減少機能を更に有することを特徴とする請求項１又は１７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
波長λ１の第１光束を出射する第１光源と、
波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、
前記第１光束のみが通過する光路内に配置されたビーム整形素子と、前記第１光束及び第２光束が通過する光路内に配置された発散角変換素子と、対物レンズとを含む光学系とを有し、
前記対物レンズにより前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生を行うと共に、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子は、前記第１光束のピーク強度に対して５０％の点を結んでなる断面形状において第１方向長さｘと、前記第１方向に直交する第２方向の長さｙとの比α（＝ｘ/ｙ）がα＞１なる形状を、略円形に整形して出射し、前記発散角変換素子は、前記第１光束及び第２光束の発散角を減少させて出射する構成であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２０】
前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置が変化する事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とする請求項１９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２１】
前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変位させる事により前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２２】
前記ビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３】
前記ビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記第１光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とする請求項１９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５】
前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とする請求項１９又は２４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６】
前記発散角変換素子は、２枚以上の光学素子から構成されていることを特徴とする請求項１９、２３又は２５記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７】
前記発散角変換素子は、少なくとも一つの光学素子が移動可能に構成されていることを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８】
前記ビーム整形素子はガラス製であることを特徴とする請求項１９、２３又は２７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９】
前記第１光源から出射された第１光束と前記第２光源から出射された第２光束とが通過する光路内にビームスプリッタが配置されていることを特徴とする請求項１９又は２８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３０】
前記光ピックアップ装置は、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源を更に具備し、前記第３光束を、前記対物レンズを介して、厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層で覆われた第３光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、前記第３光情報記録媒体の情報記録面に情報の記録及び／又は再生を行うことが可能であることを特徴とする請求項１９又は２９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３１】
前記第２光源および前記第３光源は両者共通の光源ユニットに配置され、かつ、前記第２光源および前記第３光源から出射されるそれぞれの光束は両者共通の光路を通過することを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３２】
前記第１光束と前記第２光源または前記第３光源から出射された光束とが通過する光路内にビームスプリッタがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項３１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３３】
前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源はそれぞれ互いに独立して配置されていることを特徴とする請求項３２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３４】
前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源からそれぞれ出射された光束が通過する各々の光路内にそれぞれビームスプリッタが配置されていることを特徴とする請求項３３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３５】
前記ビーム整形素子は、第１光束の発散角を減少させる発散角減少機能を更に有することを特徴とする請求項１９又は３４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３６】
波長λ１の第１光束を出射する第１光源と、
波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、
波長λ３（λ２＜λ３）の第２光束を出射する第３光源と、
前記第１光束のみが通過する光路内に配置された第１のビーム整形素子と、前記第２光束のみが通過する光路内に配置された第２のビーム整形素子と、第１光束及び第２光束が通過する共通光路内に配置された発散角変換素子と、対物レンズとを含む光学系とを有し、
前記対物レンズにより、前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生と、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生と、前記第３光束を厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層を有する第３光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び／又は再生とを行う光ピックアップ装置であって、
前記第１及び第２のビーム整形素子は、前記第１光束のピーク強度に対して５０％の点を結んでなる断面形状において第１方向長さｘと、前記第１方向に直交する第２方向の長さｙとの比α（＝ｘ/ｙ）がα＞１なる形状を、より円形に近づけて出射する構成であると共に、前記発散角変換素子は、前記第１光束及び第２光束の発散角を減少させて出射する構成であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３７】
前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置が変化する事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とする請求項３６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３８】
前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変位させる事により前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とする請求項３６又は３７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３９】
前記第１のビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とする請求項３６乃至３８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項４０】
前記第１のビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記第１光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とする請求項３６乃至３９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項４１】
前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とする請求項３６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４２】
前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とする請求項３６又は４１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４３】
前記発散角変換素子は、２枚以上の光学素子から構成されていることを特徴とする請求項３６、４０又は４２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４４】
前記発散角変換素子は、少なくとも一つの光学素子が移動可能に構成されていることを特徴とする請求項４３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４５】
前記第１及び第２のビーム整形素子を構成する光学素子の少なくとも一つはガラス製であることを特徴とする請求項３６又は４４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４６】
前記第１光源から出射された第１光束と前記第２光源から出射された第２光束とが通過する光路内にビームスプリッタが配置されていることを特徴とする請求項３６又は４５記載の光ピックアップ装置。
【請求項４７】
前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源はそれぞれ互いに独立して配置されていることを特徴とする請求項３６又は４６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し、特に、光源波長の異なる２つの光源から出射される光束を用いて、少なくとも２つの異なる光情報記録媒体に対して、それぞれ情報の記録及び／又は再生が可能な互換タイプの光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高出力のＤＶＤ用レーザダイオードが開発され、光ピックアップ装置においてＣＤのみならずＤＶＤへの書き込みができるようになってきているが、書き込み時間の低減という付加価値を与えるため、特にＤＶＤに対しては、より高倍速記録を実現できる光ピックアップ装置が望まれている。
【０００３】
ここで、ＤＶＤに対して高倍速記録を行うための１つの方策としては、光源をパワーアップして出射光量を増大させることがあるが、それによりコストアップを招いたり、発熱量の増大による悪影響が装置に及ぶ恐れもある。
【０００４】
一方、光源をパワーアップすることなく、ＤＶＤに対して高倍速記録を行うために、光の利用効率を増大させることもできる。例えばレーザ光源から出射される光束は、一般的に光軸直交方向の断面が楕円形状を有しているが、これを真円に近づけるように整形することで、今まで集光に用いられなかった光束の部分を用いて集光を行うことができ、それにより光の利用効率を高めることができる。しかるに、光束の整形は、ビーム整形素子により適切に行うことができる（特許文献１参照）。
【０００５】
更に、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録／再生を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．６５、光源波長４０７ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク（以下、本明細書ではかかる光ディスクを「高密度ＤＶＤ」と呼ぶ）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４．７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり２０〜３０ＧＢの情報の記録が可能である。
【０００６】
ところで、このような高密度ＤＶＤに対して適切に情報を記録／再生できるというだけでは、光ピックアップ装置の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤが販売されている現実をふまえると、高密度ＤＶＤに対して適切に情報を記録／再生できるだけでは足らず、例えばユーザーが所有している従来のＤＶＤ或いはＣＤに対しても同様に適切に情報を記録／再生できるようにすることが、互換タイプの光ピックアップ装置として製品の価値を高めることに通じるのである。このような背景から、互換タイプの光ピックアップ装置に用いる集光光学系は、高密度ＤＶＤ、従来タイプのＤＶＤ、ＣＤいずれに対しても、互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれている。
【０００７】
ここで、互換タイプの光ピックアップ装置において、対物レンズに入射させる光束をコリメートレンズを用いて平行光束とし、対物レンズの集光特性を向上させることが一般的に行われている。一方、現在開発されている光源波長が４０７ｎｍ程度の青紫色半導体レーザは、光軸直交方向の断面形状が楕円であるため、これをそのまま記録光として用いるのは不適切であることから、ビームシェイパ等のビーム整形素子によりビーム整形を行っている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２３６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに互換タイプの光ピックアップ装置において、ＤＶＤ記録／再生用の赤色半導体レーザーと、ＣＤ記録／再生用の赤外半導体レーザーとを光源として用いた場合、前述した高倍速記録の問題は主にＤＶＤ記録において生ずるものであるため赤外半導体レーザーから出射される光束に関しては、必ずしも同じ整形比率でビーム整形を行う事はないという実情がある。
【０００９】
また一方、高密度ＤＶＤ記録／再生用に青紫色半導体レーザーを用いてＤＶＤの記録／再生用の赤色半導体レーザーを光源として用いた場合の２互換構成やＣＤ記録／再生用の赤外半導体レーザーを光源として用いた場合の３互換構成の場合、青紫色半導体レーザーから出射される光束については品質上、ビーム整形は必須となるが、最上位である高密度ＤＶＤ記録／再生が備わる事によるコストアップの問題が大きくクローズアップされるため、下位であるＤＶＤ記録／再生での赤色半導体レーザーから出射される光束に関しての高倍速の問題はコストバランスから必ずしも必須とはならない場合もありえる。更にコリメートレンズとビーム整形レンズとの配置に関しては、発明者らの知る限りでは、従来例は存在しないが、コンパクトな構成を実現するためには、その配置について慎重に考慮する必要がある。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、第１には光の利用効率を高めた光ピックアップ装置を提供することにある。また第２には、高密度ＤＶＤを含む、異なる種類の光情報記録媒体に対して品質と共にコストバランスが良く、適切に情報の記録及び／再生を行うことができる互換タイプの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】
【００１１】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、
波長λ１の第１光束を出射する第１光源と、
波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、
前記第１光束のみが通過する光路内に配置されたビーム整形素子と、前記第１光束及び第２光束が通過する光路内に配置された発散角変換素子と、対物レンズとを含む光学系とを有し、
前記対物レンズにより前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生を行うと共に、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子は、前記第１光束のピーク強度に対して５０％の点を結んでなる断面形状において第１方向長さｘと、前記第１方向に直交する第２方向の長さｙとの比α（＝ｘ/ｙ）がα＞１なる形状を、より円形に近づけて出射する構成であると共に、前記発散角変換素子は、前記第１光束及び第２光束の発散角を減少させて出射する構成であることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置によれば、前記ビーム整形素子と前記発散角変換素子との間にビームスプリッタ等を配置することで、前記第１光源（例えば赤色半導体レーザ又は青紫色半導体レーザ）からの出射光束のみを前記ビーム整形素子に入射させてビーム整形を行い、より円形に近づけて出射でき、その後前記発散角変換素子を通過させることで発散角の変更を行い、一方、前記第２光源（例えば赤外半導体レーザ又は赤色半導体レーザ）からの光束は、ビームスプリッタを介して前記ビーム整形素子を通過することなく前記発散角変換素子に入射させて発散角を変更させることができる。即ち、本発明によれば、前記発散角変換素子を単一としながらも、前記第１光源から出射された光束のみを前記ビーム整形素子でビーム整形できることから、光の利用効率を高めることができ、且つコンパクトでありながら光情報記録媒体の種類に応じて適切な情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供できる。
【００１３】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記ビーム整形素子から出射した前記第１光束の比αは、以下の式を満たすことを特徴とする。
１．２≦α≦２．７
【００１４】
尚、更に以下の式を満たすと好ましい。
１．５≦α≦２．５
【００１５】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置が変化する事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えば前記ビーム整形素子、前記発散角変換素子、前記対物レンズの少なくとも一つをプラスチック製とした場合に温度変化に応じて生じる屈折率変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００１６】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変位させる事により前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えばモードホッピングが生じた場合など前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００１７】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記ビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えば前記光学系をプラスチック製とした場合に温度変化に応じて生じる屈折率変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００１８】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記ビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記第１光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えばモードホッピングが生じた場合など前記第１光源の波長変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００１９】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とするので、例えば前記光学系をプラスチック製とした場合に温度変化に応じて生じる屈折率変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００２０】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は７に記載の発明において、前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とするので、例えばモードホッピングが生じた場合など前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００２１】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１、６又は８に記載の発明において、前記発散角変換素子は、２枚以上の光学素子から構成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項９に記載の発明において、前記発散角変換素子は、少なくとも一つの光学素子が移動可能に構成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、請求項１、８又は１０に記載の発明において、前記ビーム整形素子はガラス製であることを特徴とするので、温度変化による球面収差劣化が少なくなり好ましい。
【００２４】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は１１に記載の発明において、前記第１光源から出射された光束と前記第２光源から出射された光束とが通過する光路内にビームスプリッタが配置されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は１２に記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源を更に具備し、前記第３光束を、前記対物レンズを介して、厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層で覆われた第３光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、前記第３光情報記録媒体の情報記録面に情報の記録及び／又は再生を行うことが可能であることを特徴とするので、例えば高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類の光情報記録媒体に対して、それぞれ適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００２６】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１３に記載の発明において、前記第２光源および前記第３光源は両者共通の光源ユニットに配置され、かつ、前記第２光源および前記第３光源から出射されるそれぞれの光束は両者共通の光路を通過することを特徴とするので、よりコンパクトな光ピックアップ装置が提供される。
【００２７】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１４に記載の発明において、前記第１光束と前記第２光源または前記第３光源から出射された光束とが通過する光路内にビームスプリッタがそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１３に記載の発明において、前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源はそれぞれ互いに独立して配置されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１６に記載の発明において、前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源からそれぞれ出射された光束が通過する各々の光路内にそれぞれビームスプリッタが配置されていることを特徴とする。
【００３０】
請求項１８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は１７に記載の発明において、前記ビーム整形素子は、第１光束の発散角を減少させる発散角減少機能を更に有することを特徴とするので、光の利用効率を高く維持しながらも、更にコンパクトな光ピックアップ装置が提供される。
【００３１】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置は、
波長λ１の第１光束を出射する第１光源と、
波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、
前記第１光束のみが通過する光路内に配置されたビーム整形素子と、前記第１光束及び第２光束が通過する光路内に配置された発散角変換素子と、対物レンズとを含む光学系とを有し、
前記対物レンズにより前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生を行うと共に、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子は、前記第１光束のピーク強度に対して５０％の点を結んでなる断面形状において第１方向長さｘと、前記第１方向に直交する第２方向の長さｙとの比α（＝ｘ/ｙ）がα＞１なる形状を、略円形に整形して出射し、前記発散角変換素子は、前記第１光束及び第２光束の発散角を減少させて出射する構成であることを特徴とする。
【００３２】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置によれば、前記ビーム整形素子と前記発散角変換素子との間にビームスプリッタ等を配置することで、前記第１光源（例えば赤色半導体レーザ又は青紫色半導体レーザ）からの出射光束のみを前記ビーム整形素子に入射させてビーム整形を行い、略円形にして出射でき、その後前記発散角変換素子を通過させることで発散角の変更（減少）を行い、一方、前記第２光源（例えば赤外半導体レーザ又は赤色半導体レーザ）からの光束は、ビームスプリッタを介して前記ビーム整形素子を通過することなく前記発散角変換素子に入射させて発散角を変更（減少）させることができる。即ち、本発明によれば、前記発散角変換素子を単一としながらも、前記第１光源から出射された光束のみを前記ビーム整形素子でビーム整形できることから、光の利用効率を高めることができ、且つコンパクトでありながら光情報記録媒体の種類に応じて適切な情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供できる。
【００３３】
請求項２０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９に記載の発明において、前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置が変化する事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えば前記ビーム整形素子、前記発散角変換素子、前記対物レンズの少なくとも一つをプラスチック製とした場合に温度変化に応じて生じる屈折率変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００３４】
請求項２１に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９又は２０に記載の発明において、前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変位させる事により前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えばモードホッピングが生じた場合など前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００３５】
請求項２２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９乃至２１のいずれかに記載の発明において、前記ビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えば前記光学系をプラスチック製とした場合に温度変化に応じて生じる屈折率変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００３６】
請求項２３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９乃至２２のいずれかに記載の発明において、前記ビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記第１光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えばモードホッピングが生じた場合など前記第１光源の波長変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００３７】
請求項２４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９に記載の発明において、前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とするので、例えば前記光学系をプラスチック製とした場合に温度変化に応じて生じる屈折率変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００３８】
請求項２５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９又は２４に記載の発明において、前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とするので、例えばモードホッピングが生じた場合など前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００３９】
請求項２６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９、２３又は２５に記載の発明において、前記発散角変換素子は、２枚以上の光学素子から構成されていることを特徴とする。
【００４０】
請求項２７に記載の光ピックアップ装置は、請求項２６に記載の発明において、前記発散角変換素子は、少なくとも一つの光学素子が移動可能に構成されていることを特徴とする。
【００４１】
請求項２８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９、２３又は２７に記載の発明において、前記ビーム整形素子はガラス製であることを特徴とするので、温度変化による球面収差劣化が少なくなり好ましい。
【００４２】
請求項２９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９又は２８に記載の発明において、前記第１光源から出射された第１光束と前記第２光源から出射された第２光束とが通過する光路内にビームスプリッタが配置されていることを特徴とする。
【００４３】
請求項３０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９又は２９に記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源を更に具備し、前記第３光束を、前記対物レンズを介して、厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層で覆われた第３光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、前記第３光情報記録媒体の情報記録面に情報の記録及び／又は再生を行うことが可能であることを特徴とするので、例えば高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類の光情報記録媒体に対して、それぞれ適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００４４】
請求項３１に記載の光ピックアップ装置は、請求項３０に記載の発明において、前記第２光源および前記第３光源は両者共通の光源ユニットに配置され、かつ、前記第２光源および前記第３光源から出射されるそれぞれの光束は両者共通の光路を通過することを特徴とするので、よりコンパクトな光ピックアップ装置が提供される。
【００４５】
請求項３２に記載の光ピックアップ装置は、請求項３１に記載の発明において、前記第１光束と前記第２光源または前記第３光源から出射された光束とが通過する光路内にビームスプリッタがそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【００４６】
請求項３３に記載の光ピックアップ装置は、請求項３２に記載の発明において、前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源はそれぞれ互いに独立して配置されていることを特徴とする。
【００４７】
請求項３４に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３に記載の発明において、前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源からそれぞれ出射された光束が通過する各々の光路内にそれぞれビームスプリッタが配置されていることを特徴とする。
【００４８】
請求項３５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１９又は３４に記載の発明において、前記ビーム整形素子は、第１光束の発散角を減少させる発散角減少機能を更に有することを特徴とするので、光の利用効率を高く維持しながらも、更にコンパクトな光ピックアップ装置が提供される。
【００４９】
請求項３６に記載の光ピックアップ装置は、
波長λ１の第１光束を出射する第１光源と、
波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、
波長λ３（λ２＜λ３）の第２光束を出射する第３光源と、
前記第１光束のみが通過する光路内に配置された第１のビーム整形素子と、前記第２光束のみが通過する光路内に配置された第２のビーム整形素子と、第１光束及び第２光束が通過する共通光路内に配置された発散角変換素子と、対物レンズとを含む光学系とを有し、
前記対物レンズにより、前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生と、前記第２光束を厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び/または再生と、前記第３光束を厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層を有する第３光情報記録媒体に集光させて情報の記録及び／又は再生とを行う光ピックアップ装置であって、
前記第１及び第２のビーム整形素子は、前記第１光束のピーク強度に対して５０％の点を結んでなる断面形状において第１方向長さｘと、前記第１方向に直交する第２方向の長さｙとの比α（＝ｘ/ｙ）がα＞１なる形状を、より円形に近づけて出射する構成であると共に、前記発散角変換素子は、前記第１光束及び第２光束の発散角を減少させて出射する構成であることを特徴とする。
【００５０】
請求項３６に記載の光ピックアップ装置によれば、前記ビーム整形素子と前記発散角変換素子との間にビームスプリッタ等を配置することで、前記第１光源からの出射光束のみを前記ビーム整形素子に入射させてビーム整形を行い、より円形に近づけて出射でき、その後前記発散角変換素子を通過させることで発散角の減少を行い、一方、前記第２光源からの光束は、ビームスプリッタを介して前記ビーム整形素子を通過することなく前記発散角変換素子に入射させて発散角を減少させることができる。即ち、本発明によれば、光の利用効率を高めることができ、且つコンパクトでありながら光情報記録媒体の種類に応じて適切な情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供できる。
【００５１】
請求項３７に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６に記載の発明において、前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置が変化する事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えば前記ビーム整形素子、前記発散角変換素子、前記対物レンズの少なくとも一つをプラスチック製とした場合に温度変化に応じて生じる屈折率変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００５２】
請求項３８に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６又は３７に記載の発明において、前記発散角変換素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変位させる事により前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えばモードホッピングが生じた場合など前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００５３】
請求項３９に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６乃至３８のいずれかに記載の発明において、前記第１のビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えば前記光学系をプラスチック製とした場合に温度変化に応じて生じる屈折率変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００５４】
請求項４０に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６乃至３９のいずれかに記載の発明において、前記第１のビーム整形素子は光軸方向に移動可能に構成され、光軸方向の位置を変化させる事により前記第１光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能としたことを特徴とするので、例えばモードホッピングが生じた場合など前記第１光源の波長変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００５５】
請求項４１に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６に記載の発明において、前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記光学系の温度変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とするので、例えば前記光学系をプラスチック製とした場合に温度変化に応じて生じる屈折率変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００５６】
請求項４２に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６又は４１に記載の発明において、前記発散角変換素子と前記対物レンズの少なくとも一方の光学面には、前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化により生じる球面収差を補正可能な回折構造を有することを特徴とするので、例えばモードホッピングが生じた場合など前記第１光源及び/又は前記第２光源の波長変化に起因する球面収差劣化を補正できる。
【００５７】
請求項４３に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６，４０又は４２に記載の発明において、前記発散角変換素子は、２枚以上の光学素子から構成されていることを特徴とする。
【００５８】
請求項４４に記載の光ピックアップ装置は、請求項４３に記載の発明において、前記発散角変換素子は、少なくとも一つの光学素子が移動可能に構成されていることを特徴とする。
【００５９】
請求項４５に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６又は４４に記載の発明において、前記第１及び第２のビーム整形素子を構成する光学素子の少なくとも一つはガラス製であることを特徴とするので、温度変化による球面収差劣化が少なくなり好ましい。
【００６０】
請求項４６に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６又は４５に記載の発明において、前記第１光源から出射された第１光束と前記第２光源から出射された第２光束とが通過する光路内にビームスプリッタが配置されていることを特徴とする。
【００６１】
請求項４７に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６又は４６に記載の発明において、前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源はそれぞれ互いに独立して配置されていることを特徴とする。
【００６２】
本明細書において、「略円形の断面形状」とは、その形状を楕円に近似させたときに（長径−短径）／長径が１０％以下であり、より好ましくは５％以下である断面形状をいうものとする。
【００６３】
本明細書中において、「非点収差」とは、光情報記録媒体の情報記録面上に集光されたスポットにおける波面収差の非点収差成分をいうものとする。又、「球面収差」とは、光情報記録媒体の情報記録面上に集光されたスポットにおける波面収差の球面収差成分をいうものとする。
【００６４】
本明細書中において、「発散角変換素子」とは、光源からのレーザ光束の発散角を小さくする機能を持つ光学素子をいい、カップリングレンズ単体、コリメートレンズ単体、及びこれらの組み合わせで構成されたレンズなどを包括的に含む光学素子を意味する。もちろん、これらの光学素子は、複数枚のレンズで構成されていてもよい。
【００６５】
本明細書中において、第１光情報記録媒体とは、例えば、ＨＤ−ＤＶＤやＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）のような高密度ＤＶＤ系の光ディスクをいい、第２光情報記録媒体とは、再生専用に用いるＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏの他、再生／記録を兼ねるＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ等の各種ＤＶＤ系の光ディスクを含むものである。又、第３光情報記録媒体とは、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系の光ディスクをいう。
【発明の効果】
【００６６】
本発明によれば、光の利用効率を高めることができる光ピックアップ装置、また例えば異なる種類の光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／再生を行える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】
【００６７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。図１は、高密度ＤＶＤ（第１の光ディスクともいう）、従来のＤＶＤ（第２の光ディスクともいう）に対して情報の記録／再生を行える、第１の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略断面図である。図２は、ビーム整形素子であるビームシェイパＢＳＬに入射する光束と出射する光束の光軸直交方向断面を示す図である。
【００６８】
図１においては、第１光源としての第１半導体レーザＬＤ１（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４３０ｎｍ、ここでは４０７ｎｍ）から出射された発散光束は、まずビームシェイパＢＳＬに入射する。図２に示すように、ビームシェイパＢＳＬに入射した光束ＩＬは、断面形状が楕円となっており、より具体的には、断面形状において最も長い第１の方向（垂直方向）の距離をｘとし、それに直交する第２の方向（水平方向）の距離をｙとする。ここで、入射光束ＩＬにおける第１の方向の距離ｘと第２の方向の距離ｙとの比αを、α＝ｘ／ｙで表すと、ｘ＞ｙであるから、α＞１となる。
【００６９】
図示していないが、ビームシェイパＢＳＬは、第１の方向の曲率半径が、第２の方向の曲率半径より小さくなっており、従ってビームシェイパＢＳＬを通過することで、光束の光軸直交方向断面形状が変化する。より具体的には、出射光束ＯＬの断面形状において第１の方向（垂直方向）の距離をｘ’とし、第２の方向（水平方向）の距離をｙ’としたときに、出射光束ＯＬにおける第１の方向の距離ｘ’と第２の方向の距離ｙ’との比α’を、α’＝ｘ’／ｙ’で表すと、ｘ’＞ｙ’であるから、α’＞１となり、且つｘ／ｘ’＞ｙ／ｙ’であるから、α＞α’となるので、α＞α’＞１の関係が成立することとなる。尚、ここで比αを「アスペクト比」といい、α／α’を「ビーム整形倍率」という。
【００７０】
本実施の形態によれば、ビームシェイパＢＳＬが、α＞α’となるように、入射した光束の光軸直交方向断面形状を、より真円に近づけた状態で出射することができるので、第１光源からの光束を用いて良好な特性のスポットを光ディスクの情報記録面に集光させることができる。かかる場合、完全な真円にすることもできるが、そうするとビームシェイパＢＳＬの光学面の高い形状精度が要求され、コスト増となるため好ましくない。又、α＞α’＞１の関係が成立するようなビームシェイパＢＳＬの光学面形状であれば、光束の断面形状を完全に真円にする場合に必要なビームシェイパＢＳＬの光学面形状に比して、第１の方向の曲率半径と第２の方向の曲率半径とを互いに近づけることができるため、位置ズレに対する非点収差の発生を抑えることができる。尚、αは、１．２以上（より好ましくは１．５以上）、２．７以下（より好ましくは２．５以下）の範囲内にあると良い。
【００７１】
図１において、ビームシェイパＢＳＬを通過することで断面形状を補正された光束は、第１のビームスプリッタＢＳ１を透過し、第２のビームスプリッタＢＳ２で反射され、コリメートレンズＣＬで平行光束に変換された後、更に１／４波長板ＤＰを通過し、開口絞りＩＲによって絞られ、対物レンズＯＢＬにより第１の光ディスクＤ１の保護層（厚さｔ１＝０．０５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．１又は０．６ｍｍ）を介して情報記録面ＲＬに集光される。
【００７２】
そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ、１／４波長板ＤＰを透過して、コリメートレンズＣＬで収束角を与えられ、第２のビームスプリッタＢＳ２を通過し、シリンドリカルレンズＣＹで非点収差が与えられ、センサレンズＳＬを介して光検出器Ｓ１へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスクＤ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００７３】
また、光検出器Ｓ１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴ１が第１半導体レーザＬＤ１からの光束を第１の光ディスクＤ１の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬを変位させると共に、半導体レーザＬＤ１からの光束を所定のトラックに結像するように変位させる。
【００７４】
一方、第２光源としての第２半導体レーザＬＤ２（波長λ２＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ、ここでは６５５ｎｍ）から出射された光束は、第１のビームスプリッタＢＳ１で反射され、続いて第２のビームスプリッタＢＳ２で反射され、コリメートレンズＣＬで平行光束に変換された後、更に１／４波長板ＤＰを通過し、開口絞りＩＲによって絞られ、対物レンズＯＢＬにより第２の光ディスクＤ２の保護層（厚さｔ２＝０．５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍ）を介して情報記録面ＲＬに集光される。
【００７５】
そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ、１／４波長板ＤＰを透過して、コリメートレンズＣＬで収束角を与えられ、第２のビームスプリッタＢＳ２を通過し、シリンドリカルレンズＣＹで非点収差が与えられ、センサレンズＳＬを介して光検出器Ｓ１へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスクＤ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００７６】
また、光検出器Ｓ１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴ１が第２半導体レーザＬＤ２からの光束を第２の光ディスクＤ２の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬを変位させると共に、半導体レーザＬＤ２からの光束を所定のトラックに結像するように変位させる。
【００７７】
本実施の形態によれば、ビームシェイパＢＳＬと発散角変換素子であるコリメートレンズＣＬとの間に第１のビームスプリッタＢＳ１を配置することで、例えば青紫色半導体レーザである第１半導体レーザＬＤ１からの出射光束のみをビームシェイパＢＳＬに入射させてビーム整形を行うことができ、その後コリメートレンズＣＬを通過させることで発散角の変更を行い、一方、例えば赤色半導体レーザである第２半導体レーザＬＤ２からの光束は、第１ビームスプリッタＢＳ１により反射させてビームシェイパＢＳＬを通過することなくコリメートレンズＣＬに入射させて発散角を変更させることができる。即ち、コリメートレンズＣＬを単一としながらも、第１半導体レーザＬＤ１から出射された光束のみをビームシェイパＢＳＬでビーム整形できることから、光の利用効率を高めることができ、且つコンパクトでありながら異なる種類の光ディスクＤ１，Ｄ２の情報記録面ＲＬに対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供できることとなる。
【００７８】
ただし、第２半導体レーザＬＤ２からの出射光束を用いてＤＶＤの高倍速記録を行う場合には、第１半導体レーザＬＤ１からの出射光束の場合と同様に、ビームシェイパを用いてビーム整形を施すことによって、光の有効効率を高めることができる。
【００７９】
ところで、光学系を構成するビームシェイパＢＳＬ、コリメートレンズＣＬ、対物レンズＯＢＬはプラスチックより形成されているため、温度変化に応じて屈折率変化が生じ、それにより光学系全体として球面収差劣化が生じる。
【００８０】
図３は、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の光学系により、第１光源からの光束を集光させた場合に生じる球面収差（ＳＡ３）及び非点収差（ＡＳ３）を縦軸にとり、温度変化を縦軸にとって示すグラフである。又、図４は、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の光学系により、第２光源からの光束を集光させた場合に生じる球面収差（ＳＡ３）を縦軸にとり、温度変化を縦軸にとって示すグラフである。図３に示す場合、基準温度（２５℃）の時に球面収差が０であるとしても、それから−３０℃の温度変化が生じると、−０．０４８λｒｍｓの球面収差が発生し、＋３０℃の温度変化が生じると、＋０．０４０λｒｍｓの球面収差が発生する。一方、図４に示す場合、基準温度（２５℃）の時に球面収差が０であるとしても、それから−３０℃の温度変化が生じると、−０．０１６λｒｍｓの球面収差が発生し、＋３０℃の温度変化が生じると、＋０．０１３λｒｍｓの球面収差が発生しする。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、以下のようにして球面収差を補正している。図１において、コリメートレンズＣＬは、アクチュエータＡＣＴ２により軸線方向に変位可能に支持されている。コリメートレンズＣＬは、光源波長が４０７ｎｍの光束を入射したときに、図５に示すような特性を有している。即ち、コリメートレンズＣＬを、基準位置から光軸方向に−０．１ｍｍ変位させる（光源側に０．１ｍｍ変位させる）と、図５に示すように、−０．０２λｒｍｓの球面収差が発生し、逆に＋０．１ｍｍ変位させる（光ディスク側に０．１ｍｍ変位させる）と、＋０．０２λｒｍｓの球面収差が発生するようになっている。
【００８２】
従って、アクチュエータＡＣＴ２を駆動することにより、コリメートレンズＣＬを、温度が低下すれば光ディスク側に変位させ、温度が増大すれば光源側に変位させてやれば、温度変化に起因する球面収差をキャンセルして、光学系トータルで球面収差を理論上ゼロとすることができ、光ディスクＤ１の情報記録面ＲＬに対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行うことができる。尚、図示していないが、光源波長６６０ｎｍの場合にも、コリメートレンズＣＬは同様な特性を有することから、同様に光軸方向に変位させることで、温度変化に起因する球面収差をキャンセルできる。
【００８３】
尚、温度変化に応じて、図３にビームシェイパＢＳＬにおいて屈折率変化が生じ、それに起因して非点収差が生じる恐れがあるが、特に本実施の形態の場合、ビームシェイパの形状を調整することで、屈折率変化が生じても非点収差が発生しないようにしている。尚、ビームシェイパＢＳＬをガラス製とすれば、温度変化に起因して生じる屈折率変化が小さくなるので、球面収差劣化や非点収差劣化は無視できる。又、ビームシェイパＢＳＬをプラスチック製とした場合でも、アクチュエータを用いて光軸方向に変位させることでも、その非点収差の補正を行える。
【００８４】
これに対し、光源波長の基準値からの変化に応じて生じる軸上色収差に関しては、光源の個体差に応じて波長が一定になるのであれば、同様にコリメートレンズＣＬを変位させることで、その補正が可能である。しかしながら、半導体レーザの課題であるモードホップ現象などにより光源波長の瞬時の変動が生じた場合に、その軸上色収差はコリメートレンズＣＬの変位では補正不可能である。そこで、本実施の形態においては、コリメートレンズＣＬと対物レンズＯＢＬとに回折構造を形成することで、基準波長４０７ｎｍに対し光源波長λ１が±１ｎｍずれたときの波面収差を０．０１１λｒｍｓに抑え、且つ基準波長６６０ｎｍに対し光源波長λ２が±１ｎｍずれたときの波面収差を０．０１０λｒｍｓに抑えており、実使用上問題がないレベルとしている。
【００８５】
尚、上述したアクチュエータＡＣＴ１及びＡＣＴ２の具体的構成は、従来公知の種々の機構を採用することができるので、ここでは図示及び詳細な説明は省略する。一例として、特開２００２−３７３４４１号公報に開示されているように、光ディスクの種類を判別して得られた判別信号に基づいて、コリメートレンズＣＬを所望の位置に駆動させる構成としても良い。
【００８６】
更に、本実施の形態の変形例として、第２半導体レーザＬＤ２の代わりに、第２半導体レーザと、例えば波長λ３＝７９０ｎｍの第３半導体レーザを一体的に組み込んだ、両者共通の光源ユニット（２レーザ１パッケージ）を用いても良い。この場合、第２半導体レーザ又は第３半導体レーザから出射された光束は、共通の光路（ビームスプリッタを含む）を介して、ＤＶＤ又はＣＤの情報記録面に集光されることとなる。
【００８７】
図６は、高密度ＤＶＤ（第１の光ディスクともいう）、従来のＤＶＤ（第２の光ディスクともいう）、ＣＤ（第３の光ディスクともいう）に対して情報の記録／再生を行える、第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略断面図である。本実施の形態においては、第３光源として、赤外半導体レーザＬＤ３（波長λ３＝７５０〜８５０ｎｍ、ここでは７９０ｎｍ）が用いられている。
【００８８】
図６においては、第１光源としての第１半導体レーザＬＤ１（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４３０ｎｍ、ここでは４０７ｎｍ）から出射された発散光束は、まず第１のビームシェイパＢＳＬ１に入射する。第１の実施の形態と同様に、第１のビームシェイパＢＳＬ１を通過することで断面形状を補正された光束は、第１のビームスプリッタＢＳ１、第４のビームスプリッタＢＳ４を通過し、コリメートレンズＣＬで平行光束に変換された後、第３のビームスプリッタＢＳ３を通過し、開口絞りＩＲによって絞られ、対物レンズＯＢＬにより第１の光ディスクＤ１の保護層（厚さｔ１＝０．０５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．１又は０．６ｍｍ）を介して情報記録面ＲＬに集光される。
【００８９】
そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ、第３のビームスプリッタＢＳ３を透過して、コリメートレンズＣＬで収束角を与えられ、第４のビームスプリッタＢＳ４を通過し、第１のビームスプリッタＢＳ１で反射されて、シリンドリカルレンズＣＹで非点収差が与えられ、センサレンズＳＬを介して光検出器Ｓ１へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスクＤ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００９０】
また、光検出器Ｓ１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴ１が第１半導体レーザＬＤ１からの光束を第１の光ディスクＤ１の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬを変位させると共に、半導体レーザＬＤ１からの光束を所定のトラックに結像するように変位させる。
【００９１】
一方、第２光源としての第２半導体レーザＬＤ２（波長λ２＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ、ここでは６５５ｎｍ）から出射された光束は、第２のビームシェイパＢＳＬ２に入射する。第１の実施の形態と同様に、第２のビームシェイパＢＳＬ２を通過することで断面形状を補正された光束は、第２のビームスプリッタＢＳ２を通過し、第４のビームスプリッタＢＳ４で反射され、コリメートレンズＣＬで弱発散光束に変換された後、第３のビームスプリッタＢＳ３を通過し、開口絞りＩＲを通過し、対物レンズＯＢＬにより第２の光ディスクＤ２の保護層（厚さｔ２＝０．５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍ）を介して情報記録面ＲＬに集光される。
【００９２】
そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ、第３のビームスプリッタＢＳ３を透過して、コリメートレンズＣＬで更に収束角を与えられ、第４のビームスプリッタＢＳ４で反射され、更に第２のビームスプリッタＢＳ２で反射されて、シリンドリカルレンズＣＹで非点収差が与えられ、センサレンズＳＬを介して光検出器Ｓ２へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスクＤ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００９３】
また、光検出器Ｓ２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴ１が第２半導体レーザＬＤ２からの光束を第２の光ディスクＤ２の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬを変位させると共に、半導体レーザＬＤ２からの光束を所定のトラックに結像するように変位させる。
【００９４】
一方、第３光源としての第３半導体レーザＬＤ３から出射された光束は、変更機能を有するプリズム等のホログラム素子ＰＤを通過し、第３のビームスプリッタＢＳ３で反射され、開口絞りＩＲを通過し、対物レンズＯＢＬにより第３の光ディスクＤ３の保護層（厚さｔ３＝１．１〜１．３ｍｍ、好ましくは１．２ｍｍ）を介して情報記録面ＲＬに集光される。
【００９５】
そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲを通過し、第３のビームスプリッタＢＳ３で反射され、ホログラム素子ＰＤで角度を与えられて光検出器Ｓ３へ入射し、その出力信号を用いて、第３の光ディスクＤ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００９６】
また、光検出器Ｓ３上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴ１が第３半導体レーザＬＤ３からの光束を第３の光ディスクＤ３の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬを変位させると共に、半導体レーザＬＤ３からの光束を所定のトラックに結像するように変位させる。
【００９７】
本実施の形態によれば、第１のビームシェイパＢＳＬ１と発散角変換素子であるコリメートレンズＣＬとの間に第４のビームスプリッタＢＳ４を配置することで、例えば青紫色半導体レーザである第１半導体レーザＬＤ１からの出射光束を専用の第１のビームシェイパＢＳＬ１に入射させてビーム整形を行うことができ、その後コリメートレンズＣＬを通過させることで発散角の変更を行い、更に赤色半導体レーザである第２半導体レーザＬＤ２からの出射光束を専用の第２のビームシェイパＢＳＬ２に入射させてビーム整形を行うことができ、その後コリメートレンズＣＬを通過させることで発散角の変更を行い、一方、例えば赤外半導体レーザである第３半導体レーザＬＤ３からの光束は、第３ビームスプリッタＢＳ３により反射させてビームシェイパＢＳＬ１又はＢＳＬ２を通過することなく対物レンズＯＢＬに入射させることができる。即ち、コリメートレンズＣＬを単一としながらも、第１半導体レーザＬＤ１及び第２半導体レーザＬＤ２から出射された光束のみをビームシェイパＢＳＬ１，ＢＳＬ２でそれぞれビーム整形できることから、光の利用効率を高めることができ、且つコンパクトでありながら異なる種類の光ディスクＤ１，Ｄ２、Ｄ３の情報記録面ＲＬに対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供できることとなる。
【００９８】
尚、ビームシェイパＢＳＬ１は、アクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２と同様なアクチュエータＡＣＴ３により光軸方向に移動させられることによって、温度変化又は光源波長の変化に起因した非点収差劣化を補正できるようになっているが、同様の構成を用いてビームシェイパＢＳＬ２を光軸方向に移動させても良い。
【００９９】
（実施例）
以下に述べる実施例１は、図１又は図６に示す光ピックアップ装置の光学系として好適なものである。表１に、そのレンズデータを示す。実施例においてビームシェイパに入射する光束のアスペクト比は２．７であり、そのビーム整形倍率は２．５５である。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ―３）を用いて表すものとする。
【０１００】
【表１】
2005209325.tif 000003
【０１０１】
かかる光学系で用いられている光学面は、非円弧トロイダル面（Ｙ方向）であり、非円弧トロイダル面は、光軸方向をＺ軸、光軸に垂直な方向をＸ軸、Ｙ軸とし、Ｘ軸の高さをＸ、Ｙ軸の高さをＹとするとき、ＹＺ断面上の非円弧をＹ軸と平行でかつＺ軸上で距離rxの回転軸で回転した形状であり、次の数１で表される。ただし、κｙを円すい係数，Ａｙｉを非円弧係数とする。
【０１０２】
【数１】
2005209325.tif 000004
【０１０３】
非円弧トロイダル面（Ｙ方向）の特徴は、ＺＹ断面は非円弧でかつＺＸ断面は円弧でかつＺＸ断面に平行な断面も円弧であることである。
【０１０４】
尚、対物レンズＯＢＬに関しては、光学面に回折構造が形成されており、この回折構造により透過波面に付加される光路差で表される。かかる光路差は、光軸に垂直な方向の高さをｈ、回折次数をｍ、使用波長（半導体レーザーの出射波長）をλ、ブレイズド化波長をλＢ、光路差関数係数をＣとするとき次の数２により定義される光路差関数Φｂ（ｍｍ）で表される。
【０１０５】
【数２】
2005209325.tif 000005
【０１０６】
図７は、赤色半導体レーザを用いてＤＶＤ（第１の光ディスクともいう）に対して、及び赤外半導体レーザを用いてＣＤ（第２の光ディスクともいう）に対して情報の記録／再生を行える、第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略断面図である。尚、ビーム整形素子であるビームシェイパＢＳＨＣＬは、通過する光束において発散角を変更するカップリング機能の一部と、上述したビーム整形の機能とを有する。
【０１０７】
図７においては、第１光源としての第１半導体レーザＬＤ１（波長λ１＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ、ここでは６５５ｎｍ）から出射された発散光束は、まずビームシェイパＢＳＬに入射する。第１の実施の形態と同様に、第１のビームシェイパＢＳＬ１を通過することで断面形状を補正され、かつ発散角を変更された光束は、第１のビームスプリッタＢＳ１、第３のビームスプリッタＢＳ３を通過し、コリメートレンズＣＬで平行光束に変換された後、開口絞りＩＲによって絞られ、対物レンズＯＢＬにより第１の光ディスクＤ１の保護層（厚さｔ１＝０．５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍ）を介して情報記録面ＲＬに集光される。
【０１０８】
そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ、コリメートレンズＣＬで収束角を与えられ、第３のビームスプリッタＢＳ３を透過して、第１のビームスプリッタＢＳ１で反射されて、シリンドリカルレンズＣＹで非点収差が与えられ、センサレンズＳＬを介して光検出器Ｓ１へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスクＤ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０１０９】
また、光検出器Ｓ１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴ１が第１半導体レーザＬＤ１からの光束を第１の光ディスクＤ１の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬを変位させると共に、半導体レーザＬＤ１からの光束を所定のトラックに結像するように変位させる。
【０１１０】
一方、第２光源としての第２半導体レーザＬＤ２（波長λ２＝７５０ｎｍ〜８５０ｎｍ、ここでは７９０ｎｍ）から出射された光束は、第２のビームスプリッタＢＳ２を通過し、第３のビームスプリッタＢＳ３で反射され、コリメートレンズＣＬ、開口絞りＩＲを通過し、対物レンズＯＢＬにより第２の光ディスクＤ２の保護層（厚さｔ２＝１．１〜１．３ｍｍ、好ましくは１．２ｍｍ）を介して情報記録面ＲＬに集光される。
【０１１１】
そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＢＬ、開口絞りＩＲ、コリメートレンズＣＬを通過し、第３のビームスプリッタＢＳ３と第２のビームスプリッタＢＳ２で反射され、シリンドリカルレンズＣＹで非点収差が与えられ、センサレンズＳＬを介して光検出器Ｓ２へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスクＤ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０１１２】
また、光検出器Ｓ２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータＡＣＴ１が第２半導体レーザＬＤ２からの光束を第２の光ディスクＤ２の記録面上に結像するように対物レンズＯＢＬを変位させると共に、半導体レーザＬＤ３からの光束を所定のトラックに結像するように変位させる。
【０１１３】
尚、ビームシェイパＢＳＨＣＬは、アクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２と同様なアクチュエータＡＣＴ３により光軸方向に移動させられることによって、温度変化又は光源波長の変化に起因した非点収差劣化を補正できるようになっている      
【０１１４】
本実施の形態によれば、第１のビームシェイパＢＳＬ１と発散角変換素子であるコリメートレンズＣＬとの間に第３のビームスプリッタＢＳ３を配置することで、例えば赤色半導体レーザである第１半導体レーザＬＤ１からの出射光束をビームシェイパＢＳＨＣＬに入射させてビーム整形を行うことができ、且つ発散角の変更を行い、その後コリメートレンズＣＬを通過させることで更に発散角の変更を行い、一方、例えば赤外半導体レーザである第２半導体レーザＬＤ２からの光束は、第３ビームスプリッタＢＳ３により反射させてビームシェイパＢＳＨＣＬを通過することなく対物レンズＯＢＬに入射させることができる。即ち、コリメートレンズＣＬを単一としながらも、第１半導体レーザＬＤ１から出射された光束のみをビームシェイパＢＳＨＣＬでビーム整形できることから、光の利用効率を高めることができ、且つコンパクトでありながら異なる種類の光ディスクＤ１，Ｄ２の情報記録面ＲＬに対して、適切な情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供できることとなる。
【０１１５】
（実施例）
以下に述べる実施例２は、図７に示す光ピックアップ装置の光学系として好適なものである。表２，３に、そのレンズデータを示す。実施例２においてビームシェイパに入射する光束のアスペクト比は２．５倍であり、そのビーム整形倍率は２．０倍である。
【０１１６】
【表２】
2005209325.tif 000006
【０１１７】
【表３】
2005209325.tif 000007
【０１１８】
かかる光学系の非球面は、アナモフィック非球面であり、光軸方向をＺ軸、光軸に垂直な方向をＸ軸、Ｙ軸とし、Ｘ軸の高さをｘ、Ｙ軸の高さをｙ、光学面のＸ軸方向の曲率半径をｒｘ、光学面のＹ軸方向の曲率半径をｒｙとするとき、アナモフィック非球面を次の数３で表わせる。但し、κｘをＸ軸方向の円すい係数、κｙをＹ軸方向の円すい係数、Ｅｉを回転対称部、Ｆｉを非回転対称部とする。尚、非円弧シリンドリカル（Ｙ方向）とは非円弧トロイダル（Ｙ方向）の変形でｒｘが無限大になる面である。
【０１１９】
【数３】
2005209325.tif 000008
【０１２０】
アナモフィック非球面の特徴は、光軸を含むあらゆる断面が非円弧であることである。
【０１２１】
尚、対物レンズＯＢＬに関しては、光学面に回折構造が形成されており、この回折構造により透過波面に付加される光路差（数２参照）で表される。
【０１２２】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、コリメートレンズを光軸方向に駆動させる代わりに、温度変化に起因した球面収差劣化を補正する回折構造をコリメータや対物レンズに設けてもよい。更に、コリメートレンズの代わりに、発散光束を入射して、異なる角度の発散光束もしくは収束光束を出射するカップリングレンズを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】第１の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略断面図である。
【図２】ビームシェイパの機能を説明するための図である。
【図３】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の光学系により、第１光源からの光束を集光させた場合に生じる球面収差（ＳＡ３）及び球面収差（ＡＳ３）を縦軸にとり、温度変化を縦軸にとって示すグラフである。
【図４】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の光学系により、第２光源からの光束を集光させた場合に生じる球面収差（ＳＡ３）を縦軸にとり、温度変化を縦軸にとって示すグラフである。
【図５】コリメートレンズＣＬの変位特性を示す図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略断面図である。
【図７】第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
ＬＤ１  第１の半導体レーザ
ＬＤ２  第２の半導体レーザ
ＬＤ３  第３の半導体レーザ
Ｄ１  第１の光ディスク
Ｄ２  第２の光ディスク
Ｄ３  第３の光ディスク
Ｓ１  光検出器
Ｓ２  光検出器
Ｓ３  光検出器
ＢＳ１  第１のビームスプリッタ
ＢＳ２  第２のビームスプリッタ
ＢＳ３  第３のビームスプリッタ
ＢＳ４  第４のビームスプリッタ
ＢＳＬ、ＢＳＨＣＬ  ビームシェイパ
ＣＬ  コリメートレンズ
ＩＲ  開口絞り
ＯＢＬ  対物レンズ
ＣＹ  シリンドリカルレンズ
ＳＬ  センサレンズ
【図１】
2005209325.tif 000009
【図２】
2005209325.tif 000010
【図３】
2005209325.tif 000011
【図４】
2005209325.tif 000012
【図５】
2005209325.tif 000013
【図６】
2005209325.tif 000014
【図７】
2005209325.tif 000015