(57)【要約】光情報記録媒体に対して情報の再生及び／記録を行う光ピックアップ装置は、波長が２００〜７００ｎｍで、その光強度分布が略ガウシアン分布である光束を出射する光源、光源から入射された光束を、有効径最外周部を通過する出射光の光強度が、光軸位置を通過する出射光の光強度の４５〜９５％の間の所望の光強度分布に変化せしめる光強度分布変換素子、と該光強度分布変換素子から出射された光束を、前期光情報記録媒体の情報記録面に集光させる対物光学素子とを有する。
2004097818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体に対して情報の再生及び／記録を行う光ピックアップ装置において、
波長が２００〜７００ｎｍで、その光強度分布が略ガウシアン分布である光束を出射する光源、
光源から入射された光束を、有効径最外周部を通過する出射光の光強度が、光軸位置を通過する出射光の光強度の４５〜９５％の間の所望の光強度分布に変化せしめる光強度分布変換素子、と
該光強度分布変換素子から出射された光束を、前期光情報記録媒体の情報記録面に集光させる対物光学素子とを有する光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記光強度分布変換素子は、光源から入射された、光強度分布が略ガウシアン分布である光束を、有効径最外周部を通過する出射光の光強度が、光軸位置を通過する出射光の光強度の６０〜８０％の間の所望の光強度分布に変化せしめる光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記光強度分布変換素子は、入射光における有効径最外周部近傍の光強度をＡとし、光軸位置の光強度をＢとし、出射光における有効径最外周部近傍の光強度をＣとし、光軸位置の光強度をＤとしたときに、以下の式を満たす光ピックアップ装置。
１．２＜（Ｃ／Ｄ）／（Ｂ／Ａ）＜１．５
【請求項４】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記光強度分布変換素子はビームエキスパンダーの構成要素である光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求の範囲第４項に記載の光ピックアップ装置において、前記ビームエキスパンダーの構成要素の一つは、光軸方向に変位可能であり且つ球面収差補正機能を有する光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求の範囲第４項に記載の光ピックアップ装置において、前記ビームエキスパンダーの構成要素の一つは、光軸方向に固定され且つ球面収差補正機能を有する光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求の範囲第４項に記載の光ピックアップ装置において、前記ビームエキスパンダーはケプラー型である光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求の範囲第４項に記載の光ピックアップ装置において、前記ビームエキスパンダーはガリレオ型である光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記光強度分布変換素子は、ビームシェイパーの構成要素である光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記光強度分布変換素子は前記対物光学素子と別体である光ピックアップ装置。
【請求項１１】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記光強度分布変換素子は、入射光束に対する出射光束の光強度比率を局所的に変更可能となっている光ピックアップ装置。
【請求項１２】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記光源と前記光強度分布変換素子との間に、有限光束を入射して無限光束を出射するコリメート素子が配置されている光ピックアップ装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の光学機能面には、光軸を中心とした輪帯からなり、各輪帯を通過した光束が、互いに所定の光路差を付与されるように構成されている光路差付与輪帯構造を備える光ピックアップ装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項に記載の光ピックアップ装置において、前記光路差付与輪帯構造は、回折構造、位相構造、マルチレベルの少なくとも一つである光ピックアップ装置。
【請求項１５】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の開口数ＮＡが０．６５以上である光ピックアップ装置。
【請求項１６】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子はコマ収差を補正するよう光軸に対して傾けられている光ピックアップ装置。
【請求項１７】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子はプラスチックを素材として形成されている光ピックアップ装置。
【請求項１８】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子はガラスを素材として形成されている光ピックアップ装置。
【請求項１９】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、さらに、色収差補正素子を有する光ピックアップ装置。
【請求項２０】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置において、さらに、複数の光源を有し、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に、より高密度に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】  ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の光ディスクに情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置において、更に高密度化された情報を記録及び／又は再生するためには、記録ピットを小さくする必要があり、それがために集光スポットを小さくする必要がある。ここで、光源波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとすると、スポット径ωはλ／ＮＡに比例するので、集光スポットを小さくためには、波長を短波長化し、又は開口数を大きくする必要がある。
しかし、開口数ＮＡの大きいレンズでは、特に光束中のＮＡの高い周辺部の光線について、対物レンズへの光線入射角が大きくなるので、光学面からの反射量が増大し、透過率・周辺光量の低下により、良好な集光スポットの形成ができなくなる恐れがある。
光ピックアップ装置の光学系において、光束の周辺部すなわち高ＮＡ部分の光強度が下がると、集光スポットの形成（求めるスポット径を得ること）に悪影響を及ぼす。上述したようにスポット径ωはλ／ＮＡに比例するので、近年の光情報記録媒体の高密度化の流れで、より小さいスポット径を得るために青紫色レーザ光源等を用いた時、周辺の光強度の低下によるスポットへの悪影響は特に顕著になる。
更に、異なる光情報記録媒体の互換性を実現したり収差特性の向上などを目的として、対物レンズに光軸方向断面が鋸歯状の回折輪帯等を設けるような場合、その構造上、ケラレ（回折光が円周溝を横切ることで集光に寄与しなくなること）や、製造誤差（ダレと呼ばれる回折輪帯の転写不良）による周辺光量の低下がある。更に、回折輪帯等を用いて異なる光情報記録媒体の互換性を実現する対物レンズの場合、専用の対物レンズに比べ、一般的には光量の低下がある。
加えて、一般的に半導体などのレーザ光源から発せられる光束は略ガウシアンな光強度分布（中央から周辺に向かうにつれ光強度が漸次低下する分布）を本来的に有しているので、光束の周辺部では光強度が下がるが、高ＮＡレンズであるほど、この傾向が強調されてしまう。
このような問題に対し、半導体レーザ光源から出射される光束を入射することで、略ガウシアン分布の光強度をほぼ均一化した光束に変換して出射する、いわゆる光強度分布変換素子が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】  特許第３３７０６１２号明細書
このような素子を光ピックアップ装置に適用することで、光源から出射された光束が略ガウシアン分布の光強度を有していても、対物レンズに入射する前に均一な光強度とすることで、上述した問題を解決できるようにも考えられる。ところが、例えば光ピックアップ装置において、対物レンズに入射する光束の光強度分布を均一化すると、情報記録面に集光するスポット光のサイドローブが大きくなりすぎ、かえって情報記録及び／又は再生の確実性を低める恐れがあることが判明した。
【発明の開示】
本発明は、かかる問題点に鑑みて成されたものであり、光源から出射された光束の光強度分布を最適化した状態で対物レンズに入射させることにより、光情報記録媒体に対して確実に情報の記録及び／再生を行える光ピックアップ装置を提供する。
項１に記載の光ピックアップ装置は、波長が２００〜７００ｎｍである光源から出射された光束を用いて、光情報記録媒体に対して情報の再生及び／記録を行う光ピックアップ装置において、光源から入射された、光強度分布が略ガウシアン分布である光束を、有効径最外周部を通過する出射光の光強度が、光軸位置を通過する出射光の光強度の４５〜９５％の間の所望の光強度分布に変化せしめる光強度分布変換素子と、該光強度分布変換素子から出射された光束を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光させる対物光学素子とを有するので、前記光強度分布変換素子により、前記対物光学素子に入射する光束の周辺光量を、サイドローブとスポット径を考慮して最適な範囲で増大させることで、光情報記録媒体に対してより確実に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
第６（ａ）図は、スポット光における周辺強度比（中央の光強度に対する周辺の光強度の比）の変化とビーム径との関係を示す図であり、第６図（ｂ）は、スポット光における周辺強度比の変化とサイドローブとの関係を示す図である。第６（ａ）図に示すように、スポット光の周辺強度比を増大させるほど、ビーム径を小さく抑えることができるが、その一方で、スポット光の周辺強度比を増大させると、サイドローブが大きくなり、例えば周辺強度比を１００％とすると、サイドローブの増加率が１．８％近く増大し、情報の記録及び／又は再生に悪影響を与える恐れがある。これに対し本発明によれば、周辺強度比を４５％以上とすることでビーム径を小さく抑え、且つ周辺強度比を９５％以下とすることで、サイドローブの増大を抑え、もって適切な情報の記録及び／又は再生を可能としている。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明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。
第２図は、本実施の形態にかかるビームエキスパンダーの断面図である。
第３図は、ビームエキスパンダーの特性を示す図である。
第４図は、別な実施の形態にかかる光強度分布変換素子である補正レンズの断面図である。
第５図は、補正レンズの特性を示す図である。
第６（ａ）図は、スポット光における周辺強度比の変化とビーム径との関係を示す図であり、第６（ｂ）図は、スポット光における周辺強度比の変化とサイドローブとの関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下に本発明の好ましい実施の形態を説明する。
項２に記載の光ピックアップ装置は、項１に記載の発明において、前記光強度分布変換素子は、入射光における有効径最外周部近傍の光強度をＡとし、光軸位置の光強度をＢとし、出射光における有効径最外周部近傍の光強度をＣとし、光軸位置の光強度をＤとしたときに、以下の式を満たす。尚、有効径最外周部とは、光ピックアップ装置における所定の絞りで決まる径をいうものとする。
１．２＜（Ｃ／Ｄ）／（Ｂ／Ａ）＜１．５
項３に記載の光ピックアップ装置は、波長が２００〜７００ｎｍである光源から出射された光束を用いて、光情報記録媒体に対して情報の再生及び／記録を行う光ピックアップ装置において、光源から入射された、光強度分布が略ガウシアン分布である光束を、有効径最外周部を通過する出射光の光強度が、光軸位置を通過する出射光の光強度の４５〜９５％の間の所望の光強度分布に変化せしめる光強度分布変換素子と、該光強度分布変換素子から出射された光束を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光させる対物光学素子とを有し、前記対物光学素子の光学機能面には、光軸を中心とした輪帯からなり、各輪帯を通過した光束が、互いに所定の光路差を付与されるように構成されている光路差付与輪帯構造を備えているので、前記光強度分布変換素子により、前記対物光学素子に入射する光束の周辺光量を、サイドローブとスポット径を考慮して最適な範囲で増大させることで、光情報記録媒体に対してより確実に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。又、前記光路差付与輪帯構造により、情報記録及び／又は再生時における色収差補正、保護層の厚さが異なる光情報記録媒体を用いる場合の球面収差補正、温度変化による対物光学素子の屈折率変化に起因する球面収差補正などを行うことができる。
項１に記載の光ピックアップ装置において、前記光強度分布変換素子は、光源から入射された、光強度分布が略ガウシアン分布である光束を、有効径最外周部を通過する出射光の光強度が、光軸位置を通過する出射光の光強度の６０〜８０％の間の所望の光強度分布に変化せしめることが好ましい。これによりサイドローブが１．７％を超えず、情報の記録の際に隣接するトラックに情報を書き込むことを避けることができる。
項４に記載の光ピックアップ装置は、項３に記載の発明において、前記光強度分布変換素子は、入射光における有効径最外周部近傍の光強度をＡとし、光軸位置の光強度をＢとし、出射光における有効径最外周部近傍の光強度をＣとし、光軸位置の光強度をＤとしたときに、以下の式を満たす。
１．２＜（Ｃ／Ｄ）／（Ｂ／Ａ）＜１．５
項５に記載の光ピックアップ装置は、項３又は４に記載の発明において、前記光路差付与輪帯構造は、回折構造、位相構造、マルチレベルの少なくとも一つである。
項６に記載の光ピックアップ装置は、波長が２００〜７００ｎｍである光源から出射された光束を用いて、光情報記録媒体に対して情報の再生及び／記録を行う光ピックアップ装置において、光源から入射された、光強度分布が略ガウシアン分布である光束を、有効径最外周部を通過する出射光の光強度が、光軸位置を通過する出射光の光強度の４５〜９５％の間の所望の光強度分布に変化せしめる光強度分布変換素子と、該光強度分布変換素子から出射された光束を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光させる対物光学素子とを有し、該光強度分布変換素子から出射された光束を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光させる、開口数ＮＡ０．６５以上の対物光学素子とを有するので、前記光強度分布変換素子により、前記対物光学素子に入射する光束の周辺光量を、サイドローブとスポット径を考慮して最適な範囲で増大させることで、光情報記録媒体に対してより確実に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。又、開口数ＮＡ０．６５以上を達成することで、高密度な情報の記録及び／又は再生を可能とする。
項７に記載の光ピックアップ装置は、項６に記載の発明において、前記光強度分布変換素子は、入射光における有効径最外周部近傍の光強度をＡとし、光軸位置の光強度をＢとし、出射光における有効径最外周部近傍の光強度をＣとし、光軸位置の光強度をＤとしたときに、以下の式を満たす。
１．２＜（Ｃ／Ｄ）／（Ｂ／Ａ）＜１．５
項８に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記光源と前記光強度分布変換素子との間に、有限光束を入射して無限光束を出射するコリメート素子が配置されているので、前記光強度分布変換素子の設計の自由度が向上する。
項９に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至７に記載の発明において、前記光強度分布変換素子は、ビームエキスパンダーの構成要素であるので、光学系の部品点数が減少する。
項１０に記載の光ピックアップ装置は、項９に記載の発明において、前記ビームエキスパンダーの構成要素の一つは、光軸方向に変位可能であり且つ球面収差補正機能を有するので、より適切に情報の記録及び／又は再生を行える。
項１１に記載の光ピックアップ装置は、項９に記載の発明において、前記ビームエキスパンダーの構成要素の一つは、光軸方向に固定され且つ光路差付与構造を有するので、より適切に情報の記録及び／又は再生を行える。
項１２に記載の光ピックアップ装置は、項９乃至１１のいずれかに記載の発明において、前記ビームエキスパンダーはケプラー型である。例えばケプラー型のビームエキスパンダーは、２つの正のレンズを構成要素として用いるため、個々のレンズ評価が容易であるという利点がある。
項１３に記載の光ピックアップ装置は、項９乃至１１のいずれかに記載の発明において、前記ビームエキスパンダーはガリレオ型である。例えばガリレオ型のビームエキスパンダーは、負、正のレンズ構成により、個々のレンズパワーが小さくても、省スペースの配置が可能になるため、光ピックアップ装置の小型化に有利である。
項１４に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至１３のいずれかに記載の発明において、前記光強度分布変換素子は、ビームシェイパーの構成要素であるので、光学系の部品点数が減少する。
項１５に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至１４のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子を光軸に対して傾けることでコマ収差を補正するので、より適切に情報の記録及び／又は再生を行える。
項１６に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至１５のいずれかに記載の発明において、色収差補正素子を設けているので、より適切に情報の記録及び／又は再生を行える。
項１７に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至１６のいずれかに記載の発明において、前記光強度分布変換素子は前記対物光学素子と別体であるので、前記光強度分布変換素子と、前記対物光学素子とを別個に設計できるので、設計の自由度が高まる。
項１８に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至１７のいずれかに記載の発明において、前記光強度分布変換素子は、入射光束に対する出射光束の光強度比率を局所的に変更可能となっているので、例えば光源の特性に合わせた任意の光強度分布を得ることができる。
項１９に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至１８のいずれかに記載の発明において、複数の光源から出射された光束を用いて、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うようになっているので、より付加価値の高い光ピックアップ装置を提供できる。
項２０に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至１９のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子はプラスチックを素材として形成されているので、安価に大量に得ることができる。
項２１に記載の光ピックアップ装置は、項１乃至１９のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子はガラスを素材として形成されているので、環境変化等があっても安定した性能を提供できる。
本明細書中において、対物光学素子とは、狭義には光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有する光学素子（例えばレンズ）を指し、広義にはその光学素子と共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能な光学素子を指すものとする。従って、本明細書中において、対物光学素子の光情報記録媒体側（像側）の開口数ＮＡとは、対物光学素子の最も光情報記録媒体側に位置する面の開口数ＮＡを指すものである。また、本明細書中では必要開口数ＮＡは、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数、あるいはそれぞれの光情報記録媒体に対して、使用する光源の波長に応じ、情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる回折限界性能の対物光学素子の開口数を示すものとする。
本明細書中で用いる回折構造とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせた形態のことをいい、一つの光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものである。
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。第１図は、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）及びＣＤ（第３の光ディスクともいう）の全てに対して情報の記録／再生を行える、本発明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、第１半導体レーザ１０１，第２半導体レーザ２０１，第３半導体レーザ３０１は、全て略ガウシアン分布（光軸から周辺に向かうにつれて減少する）の光強度を有している。
第１図において、第１光源としての第１半導体レーザ１０１（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ）から出射された光束は、ビームシェイパー１０２でビーム形状を補正され、第１ビームスプリッタ１０３を通過し、コリメート素子であるコリメータ１０４で平行光束とされた後、第２ビームスプリッタ１０５を通過して、光学素子１０６，１０７とを有するビームエキスパンダに入射する。少なくとも一方（好ましくは光学素子１０６）が光軸方向に可動のビームエキスパンダ（１０６，１０７）は、平行光束の光束径を変更（ここでは拡大）し、球面収差を補正する機能を有する。更に、ビームエキスパンダの他方の光学素子１０７の光学面には光路差付与構造（回折輪帯）が形成されており、これにより第１半導体レーザ１０１から出射された光束について色収差補正を行うようになっている。色収差補正用の回折構造は、光学素子１０７のみならず、他の光学素子（コリメータ１０４）等に設けても良い。
このように光強度分布変換素子としてのビームエキスパンダ（１０６，１０７）を設けることで、後述するようにして略ガウシアン分布の光強度を、より最適な強度分布に変更することができ、更に色収差補正及び球面収差補正を行うことができ、加えて、例えば高密度ＤＶＤが情報記録面を２層に有しているタイプの場合、光学素子１０６を光軸方向に移動させることで、情報記録面の選択を行うこともできる。ビームエキスパンダ（１０６，１０７）は、後述する第２半導体レーザ２０１，第３半導体レーザ３０１からの光束も通過する共通の光路内に配置されている。
第１図において、ビームエキスパンダ（１０６，１０７）を透過した光束は、絞り１０８を通過し、屈折面のみからなる対物光学素子である対物レンズ１０９により、第１の光ディスク１１０の保護層（厚さｔ１＝０．１〜０．７ｍｍ、好ましくは０．１又は０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。尚、対物レンズ１０９は、ガラスを素材としても良いが、環境変化等により生じる収差劣化をビームエキスパンダ（１０６，１０７）で任意に補正できることから、要求される光学特性の制限が緩和されるため、より安価なプラスチック素材を用いることができる。
そして情報記録面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１０９、絞り１０８、ビームエキスパンダ（１０７，１０６）を透過して、第２ビームスプリッタ１０５で反射され、シリンドリカルレンズ１１１で非点収差が与えられ、センサレンズ１１２を透過し、光検出器１１３の受光面に入射するので、その出力信号を用いて、第１の光ディスク１１０に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器１１３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１２０が第１半導体レーザ１０１からの光束を第１の光ディスク１１０の情報記録面上に結像するように対物レンズ１０９を一体で移動させるようになっている。
更に、第１図において、第２半導体レーザ２０１と第３半導体レーザ３０１は、同一基板に取り付けられ、いわゆる２レーザ１パッケージと呼ばれる単一ユニットにされている。第２光源としての第２半導体レーザ２０１（波長λ２＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ）から出射された光束は、１／４波長板２０２を通過し、第３ビームスプリッタ２０３を通過し、第１ビームスプリッタ１０３で反射され、コリメータ１０４で光束径を絞られつつ平行光束となり、第２ビームスプリッタ１０５を通過して、ビームエキスパンダ（１０６，１０７）に入射し、ここで弱い発散角を有する有限発散光束に変換される。上述したようにビームエキスパンダ（１０６，１０７）は、球面収差補正を行うことができる。尚、開口制限素子としてのコリメータ１０４には、ダイクロイックコートが付与されており、波長に応じて光束の通過領域を制限することで、例えば第１半導体レーザ１０１からの光束については、対物レンズ１０９の開口数ＮＡ＝０．６５を実現し、第２半導体レーザ２０１からの光束については、対物レンズ１０９の開口数ＮＡ＝０．６５を実現し、第３半導体レーザ３０１からの光束については、対物レンズ１０９の開口数ＮＡ＝０．４５を実現するようになっている。ただし、開口数の組み合わせはこれに限られない。
第１図において、ビームエキスパンダ（１０６，１０７）を透過した光束は、弱い発散角を有する有限発散状態で絞り１０８を通過し、屈折面のみからなる対物レンズ１０９により、第２の光ディスク１１０’の保護層（厚さｔ２＝０．５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。
そして情報記録面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１０９、絞り１０８、ビームエキスパンダ（１０７，１０６）、第２ビームスプリッタ１０５、コリメータ１０４を通過し、第１ビームスプリッタ１０３で反射され、続いて第３ビームスプリッタ２０３で反射され、その後シリンドリカルレンズ２０４で非点収差が与えられ、センサレンズ２０５を透過し、光検出器２０６の受光面に入射するので、その出力信号を用いて、第２の光ディスク１１０’に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器１１３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１２０が第３半導体レーザ３０１からの光束を第２の光ディスク１１０’の情報記録面上に結像するように対物レンズ１０９を一体で移動させるようになっている。
更に、第１図において、第３光源としての第３半導体レーザ３０１（波長λ３＝７７０ｎｍ〜８３０ｎｍ）から出射された光束は、１／４波長板２０２を通過し、第３ビームスプリッタ２０３を通過し、第１ビームスプリッタ１０３で反射され、コリメータ１０４で光束径を絞られつつ平行光束となり、第２ビームスプリッタ１０５を通過して、ビームエキスパンダ（１０６，１０７）に入射し、ここで第２半導体レーザ２０１の光束の場合より強い（大きい）発散角を有する有限発散光束に変換される。同様に、ビームエキスパンダ（１０６，１０７）は、色収差補正及び球面収差補正を行うことができる。
第１図において、ビームエキスパンダ（１０６，１０７）を透過した光束は、強い発散角を有する有限発散状態で絞り１０８を通過し、屈折面のみからなる対物レンズ１０９により、第３の光ディスク１１０”の保護層（厚さｔ３＝１．１〜１．３ｍｍ、好ましくは１．２ｍｍ）を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。
そして情報記録面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１０９、絞り１０８、ビームエキスパンダ（１０７，１０６）、第２ビームスプリッタ１０５、コリメータ１０４を通過し、第１ビームスプリッタ１０３で反射され、続いて第３ビームスプリッタ２０３で反射され、その後シリンドリカルレンズ２０４で非点収差が与えられ、センサレンズ２０５を透過し、光検出器２０６の受光面に入射するので、その出力信号を用いて、第３の光ディスク１１０”に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
また、光検出器１１３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１２０が第２半導体レーザ２０１からの光束を第３の光ディスク１１０”の情報記録面上に結像するように対物レンズ１０９を一体で移動させるようになっている。
第２図は、本実施の形態にかかるビームエキスパンダーの断面図であり、第３図は、かかるビームエキスパンダーの特性を示す図である。第３図において、ビームエキスパンダーに入射する光束ＩＬに対し、出射する光束ＯＬは、光強度分布が補正されているが完全に均一となっておらず、出射光束ＯＬにおける有効径（ここでは絞り径に対応）最外周部を通過する光の強度が、光軸位置を通過する光の強度の７０％近くであるようになっている。このように、特に対物レンズに入射する光束の周辺の光量を最適化することで、集光スポットのサイドローブの最適化を行い、より適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
かかるビームエキスパンダーとして好適な実施例のレンズデータを表１に示す。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ−３）を用いて表すものとする。
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対物レンズの両面は［数１］で示される非球面である。ただし、Ｚは光軸方向の軸で、ｈは光軸からの高さ、ｒは近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａ２ｉは非球面係数である。
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第４図は、別な実施の形態にかかる光強度分布変換素子である補正レンズの断面図であり、第５図は、かかるレンズの特性を示す図である。第５図に示す補正レンズ４０６は、第１図のビームエキスパンダー（１０６，１０７）の代わりに用いることができる。補正レンズ４０６に入射する光束ＩＬに対し、出射する光束ＯＬは、光強度分布が補正されているが完全に均一となっておらず、出射光束ＯＬにおける有効径（ここでは絞り径に対応）最外周部を通過する光の強度が、光軸位置を通過する光の強度の約６５％であるようになっている。同様に、特に対物レンズに入射する光束の周辺の光量を最適化することで、集光スポットのサイドローブの最適化を行い、より適切な情報の記録及び／又は再生を行える。
かかる補正レンズとして好適な実施例のレンズデータを表２に示す。
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尚、光強度分布変換素子としては、ビームシェイパーの構成要素であってもよい、又、製造時又はそれ以後に、対物レンズを光軸に対して傾けることでコマ収差を補正することもでき、色収差補正素子を設けても良い。光強度分布変換素子は、入射光束に対する出射光束の光強度比率を局所的に変更可能となっていてもよい。本実施の形態の対物レンズはプラスチックを素材としているが、ガラスを素材としても良い。更に、上述した実施の形態では、異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える互換タイプの光ピックアップ装置を例に挙げているが、これに限らず単一種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う専用の光ピックアップ装置にも本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、光源から出射された光束の光強度分布を最適化した状態で対物レンズに入射させることにより、光情報記録媒体に対して確実に情報の記録及び／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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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