(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の厚さがｔ1である第１の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ1の第１光源と、透明基板の厚さがｔ2（ｔ1＜ｔ2）である第２の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ2（λ1＜λ2）である第２光源と、前記第１及び前記第２光源から出射された光束を、前記第１及び前記第２光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる集光光学系と、を有する光ピックアップ装置において、
前記集光光学系を構成する光学素子の光学面に、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて３つ以上の光学領域が形成されており、又、前記集光光学系を構成する光学素子の光軸に近い側の内側光学領域、光軸から遠い側の外側光学領域及び前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域に、回折輪帯を有する回折部が形成されており、
前記第１光源からの光束を用いて前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記内側光学領域を通過する第１光束と、前記外側光学領域を通過する第３光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記中間光学領域の前記回折部を通過することで、前記中間光学領域を通る第２光束の透過率を前記第１光束の透過率及び前記第３光束の透過率より低くし、かつ少なくとも前記第１光束が、前記内側光学領域の前記回折部を通過することで、前記第１の光情報記録媒体及び前記第２の光情報記録媒体の双方に対して収差補正を行うことができることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記第２光源からの光束を用いて前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記第１光束と前記第２光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記第３光束の透過率が、前記第１光束の透過率及び前記第２光束の透過率より低いことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記集光光学系は、前記第１光源又は前記第２光源からの光束の発散度を小さくするように変更するカップリング光学系と、少なくとも光軸方向に変移可能となっている対物レンズとを有し、前記光学素子は前記対物レンズであ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】
透明基板の厚さがｔ1である第１の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ1の第１光源と、透明基板の厚さがｔ2（ｔ1＜ｔ2）である第２の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ2（λ1＜λ2）である第２光源と、前記第１及び前記第２光源から出射された光束を、前記第１及び前記第２光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズを備えた集光光学系と、を有する光ピックアップ装置用の対物レンズにおいて、
前記対物レンズの光学面に、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて３つ以上の光学領域が形成されており、又、前記対物レンズの光軸に近い側の内側光学領域、光軸から遠い側の外側光学領域及び前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域に、回折輪帯を有する回折部が形成されており、
前記第１光源からの光束を用いて前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記内側光学領域を通過する第１光束と、前記外側光学領域を通過する第３光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記中間光学領域の前記回折部を通過することで、前記中間光学領域を通る第２光束の透過率を前記第１光束の透過率及び前記第３光束の透過率より低くし、かつ少なくとも前記第１光束が、前記内側光学領域の前記回折部を通過することで、前記第１の光情報記録媒体及び前記第２の光情報記録媒体の双方に対して収差補正を行うことができることを特徴とする光ピックアップ装置用の対物レンズ。
【請求項５】
前記第２光源からの光束を用いて前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記第１光束と前記第２光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記第３光束の透過率が、前記第１光束の透過率及び前記第２光束の透過率より低いことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、異なる光情報記録媒体に対して情報を記録および／または再生するための光ピックアップ装置および光ピックアップ装置用の対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、従来の光情報記録媒体であるＣＤと同程度の大きさで、記録再生が可能なＣＤ―Ｒや、記録密度を高めたＤＶＤなど、記録面の透明基板の厚みや記録再生用レーザ光の波長の異なる複数の光情報記録媒体の開発が進み、これらの光情報記録媒体に対して、同一の光ピックアップ装置を用いて情報の記録又は再生を可能とすることが求められている。このため、使用波長に応じた複数のレーザ光源を備えながら、同一の対物レンズを用いて、記録面上に必要な開口数でレーザ光を収束する光ピックアップ装置が各種提案されている。
【０００３】
そのような光ピックアップ装置において、特開平１１―９６５８５号公報に記載されているごとき対物レンズが広く使用されている。この対物レンズは、対物レンズの１つの光学面を光軸近傍の第１分割面と、第１分割面との間に第２分割面を挟んで位置する第３分割面とに分割された光学面で構成し、ＤＶＤの記録又は再生の際には、主に第１分割面と第３分割面を通過した光束を利用し、ＣＤの記録又は再生の際には、主に第１分割面と第２分割面を通過した光束を利用するものである。
【０００４】
ここで、かかる光ピックアップ装置において、第２分割面を小さくすると、ＣＤ系の光ディスク（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−ＲＯＭ等）に対する記録又は再生時の波面収差が大きくなり、逆に第２分割面を大きくすると、ＤＶＤの光利用効率が悪化し、ＤＶＤ系の記録可能な光ディスク（ＤＶＤ―ＲＡＭ、ＤＶＤ―Ｒ、ＤＶＤ―ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等）ヘの記録が困難となるばかりか、再生時においてもレーザ光源のパワーを大きくする必要が生じていた。
【０００５】
また、回折素子を使用した光ピックアップ装置用の光学系も種々提案されている。特開平９―５４９７３号公報には、波長６３５ｎｍの光束については透過光（０次回折光）、波長７８５ｎｍの光束については−１次回折光を利用するホログラム光学素子を用いた光学系、および波長６３５ｎｍの光束については＋１次回折光、波長７８５ｎｍの光束については透過光（０次回折光）を利用するホログラム光学素子を用いた光学系が開示されている。
【０００６】
更に、特開平１０―２８３６６８号公報には、波長６５０ｎｍの光束については１００％透過させ、波長７８０ｎｍの光束については１次回折させるホログラム型リングレンズを備えた光学系が開示されている。又、本出願人により出願された特願２０００−０１３０７１号では、波長の異なる二つの光源に対して同じ回折次数を利用する回折素子を利用した光ピックアップ装置が提案されている。
【０００７】
上述した出願明細書に記載されている光ピックアップ装置は、第１の光源からの光束については、対物レンズの回折パターンからの＋１次回折光を利用することにより、ＤＶＤに対して情報の記録および／または再生を行い、第２の光源からの光束については、対物レンズの回折パターンからの＋１次回折光利用することにより、ＣＤに対して情報の記録および／または再生を行うものである。
【０００８】
より具体的な一つの実施形態としては、その第１の光源の波長λ１は約６５０ｎｍであり、第２の光源の波長λ２は約７８０ｎｍである。そして、対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは、光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束における、前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束における、前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ０．６                            （１）
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ０．４５                          （２）
の条件を満足するものである。
【０００９】
このとき、開口数ＮＡＨ１から開口数０．６までの光束は、対物レンズの屈折面だけを通過するか、第２の回折面を通過する。上記の回折素子を使用した光学系はいずれも、ＣＤの光学特性を所望のものとしながら、ＤＶＤの記録または再生時において、光束全体にわたり球面収差を最小とし、また透過率を最大にすることで、ＤＶＤの性能を改善しようとしたものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１―９６５８５号と特願２０００―０１３０７１のレンズを試作し、ＤＶＤ、ＣＤの光利用効率、再生性能を比較した結果、後者は、ＤＶＤ、ＣＤの信号レベル、ＣＤの再生性能に優れるものの、ＤＶＤの再生性能に関しては、一般的にかえって悪化することが分かった。
【００１１】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う場合に、いずれの光情報記録媒体に対しても情報の再生を的確に行える光ピックアップ装置及びその対物レンズを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、透明基板の厚さがｔ1である第１の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ1の第１光源と、透明基板の厚さがｔ2（ｔ1＜ｔ2）である第２の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ2（λ1＜λ2）である第２光源と、前記第１及び前記第２光源から出射された光束を、前記第１及び前記第２光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる集光光学系と、を有する光ピックアップ装置において、前記集光光学系を構成する光学素子の光学面に、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて３つ以上の光学領域が形成されており、又、前記集光光学系を構成する光学素子の光軸に近い側の内側光学領域、光軸から遠い側の外側光学領域及び前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域に、回折輪帯を有する回折部が形成されており、前記第１光源からの光束を用いて前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記内側光学領域を通過する第１光束と、前記外側光学領域を通過する第３光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記中間光学領域の前記回折部を通過することで、前記中間光学領域を通る第２光束の透過率を前記第１光束の透過率及び前記第３光束の透過率より低くし、かつ少なくとも前記第１光束が、前記内側光学領域の前記回折部を通過することで、前記第１の光情報記録媒体及び前記第２の光情報記録媒体の双方に対して収差補正を行うことができることを特徴とする。ここで、前記第１光束と前記第３光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面とは、例えば前記集光光学系の合焦時における前記第１の光情報記録媒体の記録面をいう。以下、本発明について説明する。尚、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて形成される３つ以上の前記光学領域は、同じ光学素子における一つの光学面に全て形成されていても良く、同じ光学素子の異なる光学面に各々形成されていても良く、或いは異なる光学素子の複数の光学面にわたって形成されていても良い。すなわち、前記集光光学系全体で、３つ以上の前記光学領域が形成されていれば足りる。
【００１３】
まず、第１の光情報記録媒体としてＤＶＤを例に取り、第２の光情報記録媒体としてＣＤを例に取り説明を行う。ＤＶＤの再生性能の向上を図るには、ＤＶＤの情報面上の結像スポットのスポット径を小さくし、且つサイドローブを小さくすることで達成されることが判っている。
【００１４】
図１（ａ）は、ＣＤに対する情報記録又は再生時の情報記録面上におけるスポットプロファイル例を示す図であり、図１（ｂ）は、ＤＶＤに対する情報記録又は再生時の情報記録面上におけるスポットプロファイル例を示す図である。各図において、縦軸が光量を示し、横軸が中心からの位置を示している。
【００１５】
図１（ａ）から明らかであるが、ＣＤのスポットプロファイルは、スポット径を大きくする必要からメインローブＭｃを太くしており、またＣＤの開口数の外側でフレア光を形成すべく、サイドローブＳｃも明確なものとなっている。
【００１６】
これに対し、図１（ｂ）に示すように、ＤＶＤのスポットプロファイルは、スポット径を小さくする必要からメインローブＭｖを細くしている。ところが、スポット径を小さくするために、開口数を増大させる手法を採用すると、ＤＶＤの記録面が傾いたときに発生するコマ収差が大きくなり、それによりサイドローブＳｖが増大する。サイドローブＳｖが増大すると、光ピックアップ装置においてジッターが増大し、ＤＶＤの再生性能が悪化することが知られている。
【００１７】
これに対し、本発明者らは、鋭意研究の結果、前記第１光源からの光束を用いて前記第１の光情報記録媒体（ここではＤＶＤ）に対して情報の記録又は再生を行う際に、光軸に近い側の内側光学領域を通過する第１光束と、光軸から遠い側の外側光学領域を通過する第３光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域を通る第２光束の透過率を、前記第１光束の透過率及び前記第３光束の透過率より低くすることで、サイドローブＳｖを抑制できることを発見したのである。前記第２光束の透過率を低減する手法については、実施例を例に取り具体的に後述する。
【００１８】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、前記第２光源からの光束を用いて前記第２の光情報記録媒体（ここではＣＤ）に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記第１光束と前記第２光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記第３光束の透過率が、前記第１光束の透過率及び前記第２光束の透過率より低いので、フレア光となるべき第３光束の光量を低め、それにより情報の記憶又は再生時において、第３光束が光検出器によって検出される、いわゆる誤検出の恐れを抑制できる。ここで、前記第１光束と前記第２光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面とは、例えば前記集光光学系の合焦時における前記第２の光情報記録媒体の記録面をいう。
【００１９】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、前記集光光学系は、前記第１光源又は前記第２光源からの光束の発散度を小さくするように変更するカップリング光学系と、少なくとも光軸方向に変移可能となっている対物レンズとを有し、前記光学素子は前記対物レンズであると、有限倍率で対物レンズを用いる場合に比べて、前記対物レンズの設計を容易に行うことができる。但し、前記対物レンズの一つの光学面に一つの光学領域を形成し、他の光学面に二つ以上の光学領域を形成しても良く、或いは前記対物レンズの一つの光学面に二つの光学領域を形成し、他の光学面に一つ以上の光学領域を形成しても良い。
【００２３】
請求項４に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、透明基板の厚さがｔ1である第１の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ1の第１光源と、透明基板の厚さがｔ2（ｔ1＜ｔ2）である第２の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ2（λ1＜λ2）である第２光源と、前記第１及び前記第２光源から出射された光束を、前記第１及び前記第２光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズを備えた集光光学系と、を有する光ピックアップ装置において、前記対物レンズの光学面に、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて３つ以上の光学領域が形成されており、又、前記対物レンズの光軸に近い側の内側光学領域、光軸から遠い側の外側光学領域及び前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域に、回折輪帯を有する回折部が形成されており、前記第１光源からの光束を用いて前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記内側光学領域を通過する第１光束と、前記外側光学領域を通過する第３光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記中間光学領域の前記回折部を通過することで、前記中間光学領域を通る第２光束の透過率を前記第１光束の透過率及び前記第３光束の透過率より低くし、かつ少なくとも前記第１光束が、前記内側光学領域の前記回折部を通過することで、前記第１の光情報記録媒体及び前記第２の光情報記録媒体の双方に対して収差補正を行うことができることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１に記載の発明の作用効果と同様である。
【００２４】
請求項５に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、前記第２光源からの光束を用いて前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記第１光束と前記第２光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記第３光束の透過率が、前記第１光束の透過率及び前記第２光束の透過率より低いことを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項２に記載の発明の作用効果と同様である。
【００２９】
本明細書中で用いる「回折部」とは、光学素子の表面に、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部分のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、後述する図３（ｂ）に示すように、対物レンズの表面に、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り、そのような形状を特に「回折輪帯」という。
【００３０】
本明細書中において、対物レンズとは、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レンズを指し、広義にはそのレンズと共に、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レンズ群を指すものとする。ここで、かかるレンズ群とは、少なくとも１枚以上（例えば２枚）のレンズを指すものである。従って、本明細書中において、対物レンズの光情報記録媒体側（像側）の開口数ＮＡとは、対物レンズの最も光情報記録媒体側に位置するレンズ面を通過する光束の開口数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レンズの開口数を示す。
【００３１】
本明細書中において、第２の光情報記録媒体とは、例えば、CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種ＣＤ系の光ディスクをいい、第１の光情報記録媒体とは、DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW,DVD-Video等の各種ＤＶＤ系の光ディスクを意味するものである。更に、本明細書中で透明基板の厚さｔといった時は、ｔ＝０を含むものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図２は、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。図２において、光ピックアップ装置は、第１の光情報記録媒体（例えばＤＶＤ）に対して記録および／または再生を行うための第１光源１１と、第２の光情報記録媒体（例えばＣＤ）に対して記録および／または再生を行うための、第１光源１１とは波長の異なる第２光源１２とを備え、それぞれの光源から射出される発散光束の発散角を所望の発散角に変換するカップリングレンズ２１，２２と、上記光束をほぼ一つの方向に進むように合成する光合成手段であるビームスプリッタ６２と、ビームスプリッタ６２からの光束を光情報記録媒体の情報記録面５に集光する対物レンズ３と、光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器４１、４２とを備えている。図中、８は絞り、９はシリンドリカルレンズ、７１，７２は１／４波長板、１５は光源１１からの発散光束の発散度を小さくするためのカップリングレンズ、１６は凹レンズ、１７は反射光束を分離するためのホログラム、６１は情報記録面からの反射光を光り検出器４１に向けるためのビームスプリッタである。尚、本実施の形態における集光光学系は、ＤＶＤ使用時には、カップリングレンズ１５，２１、ビームスプリッタ６１，６２，１／４波長板７１及び対物レンズ３により構成し、ＣＤ使用時には、カップリングレンズ２２ビームスプリッタ６２，１／４波長板７２及び対物レンズ３により構成する。対物レンズ３は、不図示のアクチュエータにより光軸方向に変移自在となっている。
【００３３】
図３は、対物レンズに設けた回折部の例を模式的に示した図である。ここで、集光光学系から出射される光束の最良像点における波面収差が０．００１λｒｍｓ以下、すなわち幾何光学的に無収差であると見なせる場合に、集光光学系の最大開口数ＮＡ１が０．６のとき、この光束を、光軸近傍の第１光束（０≦ＮＡ＜ＮＡＬ）と、前記第１光束の外側の第２光束（ＮＡＬ≦ＮＡ≦ＮＡＨ）と、前記第２光束の外側の第３光束（ＮＡＨ＜ＮＡ≦０．６）に分割する。例えば図３（ｂ）に示す対物レンズで、第１光束は内側光学領域を通過し、第２光束は中間光学領域を通過し、第３光束は外側光学領域を通過する。
【００３４】
各光束に対して一様な透過率を与えたときのビーム径とサイドローブ比を計算した結果を表１、表２に示す。表１には、ＮＡＬ＝０．３４、ＮＡＨ＝０．４７の場合を示し、表２には、ＮＡＬ＝０．３９、ＮＡＨ＝０．４７の場合を示している。ビーム径は強度がピーク強度の１３．５％となる径で定義し、サイドローブ比は一次のサイドローブのピーク強度と、メインローブのピーク強度の比をとったものである。尚、表中の透過率はシュミレーション計算結果によるものであり、実際には、素材自体の透過率、金型切削工具の形状、抜き勾配などに起因して、透過率は若干低下する傾向がある。
【表１】
0004590776.tif 000002
【表２】
0004590776.tif 000003
【００３５】
表１、表２を考察するに、ＤＶＤ使用時における第２光束の透過率を小さくすることで、サイドローブ比が小さくなることがわかった。表２の場合は、サイドローブは小さくなるが、表１と比較してスポット径が大きくなることが傾向にある。表２の例（Ｄ）のケースの場合、ビーム径が１．７％増加しており、開口数が見かけ上０．５９となるが、ＤＶＤの開口数の公差として、０．６±０．０１が一般的なのでこの範囲ならば間題ないと考えられる。また、通常半導体レーザからの発散角が大きい程、光強度が小さくなるので、アポダイゼーション効果があらわれビーム径が大きくなり、サイドローブが小さくなるが、そのような場合でもサイドローブをさらに減少させる効果がある。以下、第２光束の透過率を低減させる手法について説明する。
【００３６】
（１）対物レンズ３の内側光学領域、中間光学領域、外側光学領域とも回折部を設ける（図３（ｂ）参照）。
内側光学領域、外側光学領域の回折部は、ＤＶＤ使用時の波長λ１に対しては、一次回折光が最大となるようにブレーズ化（回折部の形状・ピッチを最適設計すること）されており、内側光学領域と外側光学領域のブレーズ化に用いた波長（以下、ブレーズ化波長という）をそれぞれλＢ１、λＢ３としたときに、内側光学領域はＤＶＤとＣＤの共用領域であるので、λ１≦λＢ１≦λ２とする。一方、外側光学領域は主にＤＶＤに使用する領域なので、λ１≦λＢ３≦（λ１×λ２）l/2とする。中間光学領域は、主にＣＤに使用する領域なので、波長λ２に対しては一次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλＢ２としたときに、λＢ２≧λ２とする。
具体的には、λ１＝６５０ｎｍ、λ２＝７８０ｎｍとしたときに、各ブレーズ化波長を以下のように設定する。
λＢ１＝７１０ｎｍ
λＢ２＝９２０ｎｍ
λＢ３＝６５０ｎｍ
このとき、透過率は表３で示すものとなる。尚、光学系の吸収、散乱、反射等の影響を無視して考える（以下、同様）。
【表３】
0004590776.tif 000004
【００３７】
ここで、回折次数ｍにおいて、ブレーズ化波長をλＢとすると、波長λＢ’における回折効率ηは次式で表せる。
η＝ｓｉｎｃ2（α−ｍ）                                    （３）
但し、ｓｉｎｃ（ｘ）＝（ｓｉｎ（πｘ）／πｘ）、α＝λＢ／λＢ’
【００３８】
（２）対物レンズ３の内側光学領域、中間光学領域、外側光学領域とも回折部を設ける（図３（ｂ）参照）。
内側光学領域、外側光学領域の回折部は、ＤＶＤ使用時の波長λ１に対しては、一次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、内側光学領域と外側光学領域のブレーズ化波長をそれぞれλＢ１、λＢ３としたときに、内側光学領域はＤＶＤとＣＤの共用領域であるので、λ１≦λＢ１≦λ２とする。一方、外側光学領域は、主にＤＶＤに使用する領域なので、λ１≦λＢ３≦（λ１×λ２）l/2とする。中間光学領域は、主にＣＤに使用する領域なので、波長λ２に対しては２次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλＢ２としたときに、０．８λ１＜λＢ２＜１．２λ２とする。
具体的には、λ１＝６５０ｎｍ、λ２＝７８０ｎｍとしたときに、各ブレーズ化波長を以下のように設定する。
λＢ１＝７１０ｎｍ
λＢ２＝７８０ｎｍ
λＢ３＝６５０ｎｍ
このとき、透過率は表４で示すものとなる。
【表４】
0004590776.tif 000005
【００３９】
（３）対物レンズ３の内側光学領域、中間光学領域、外側光学領域とも回折部を設ける（図３（ｂ）参照）。
内側光学領域の回折部は、ＤＶＤ使用時の波長λ１に対しては、一次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、内側光学領域と外側光学領域のブレーズ化波長をそれぞれλＢ１としたときに、内側光学領域はＤＶＤとＣＤの共用領域であるので、λ１≦λＢ１≦λ２とする。中間光学領域は、主にＣＤに使用する領域なので、波長λ２に対しては２次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλＢ２としたときに、０．８λ１＜λＢ２＜１．２λ２とする。更に、外側光学領域は、主にＤＶＤに使用する領域なので、ＤＶＤ使用時の波長λ１に対しては、２次回折光が最大となるようにブレーズ化化されており、そのブレーズ化化波長をそれぞれλＢ３としたときに、０．８λ１＜λＢ３＜１．２λ１とする。
具体的には、λ１＝６５０ｎｍ、λ２＝７８０ｎｍとしたときに、各ブレーズ化波長を以下のように設定する。
λＢ１＝７１０ｎｍ
λＢ２＝７８０ｎｍ
λＢ３＝６５０ｎｍ
このとき、透過率は表５で示すものとなる。尚、表５においてＣＤ使用時における外側光学領域の透過率が低くなっているが、この領域を通過する光束は、ＣＤ使用時にはフレア光となるので、問題はない。
【表５】
0004590776.tif 000006
【００４０】
（４）対物レンズ３において、第１光束のみが通過する内側光学領域に屈折面を形成し、第２光束のみが通過する中間光学領域に回折部を形成し、第３光束のみが通過する外側光学領域に屈折面を形成する（図３（ｄ）参照）。
中間光学領域は、主にＣＤに使用する領域なので、その回折部は、ＣＤ使用時の波長λ２に対しては２次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλＢ２としたときに、０．８λ２＜λＢ２＜１．２λ２とする。
具体的には、λ１＝６５０ｎｍ、λ２＝７８０ｎｍとしたときに、λＢ２＝７８０ｎｍとする。
このとき、透過率は表６で示すものとなる。
【表６】
0004590776.tif 000007
【００４１】
（５）対物レンズ３において、第１光束のみが通過する内側光学領域に屈折面を形成し、第２光束のみが通過する中間光学領域に回折部を形成し、第３光束のみが通過する外側光学領域に回折部を形成する（図３（ｅ）参照）。
中間光学領域は、主にＣＤに使用する領域なので、その回折部は、ＣＤ使用時の波長λ２に対しては２次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλＢ２としたときに、０．８λ２＜λＢ２＜１．２λ２とする。外側光学領域は、主にＤＶＤに使用する領域なので、その回折部は、ＣＤ使用時の波長λ１に対しては２次回折光が最大となるようにブレーズ化化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλＢ３としたときに、０．８１＜λＢ３＜１．２λ１とする。
具体的には、λ１＝６５０ｎｍ、λ２＝７８０ｎｍとしたときに、λＢ２＝７８０ｎｍ、λＢ３＝６５０ｎｍとする。
このとき、透過率は表７で示すものとなる。
【表７】
0004590776.tif 000008
【００４２】
（６）対物レンズ３の内側光学領域、中間光学領域、外側光学領域とも回折部を設ける（図３（ｂ）参照）。
各領域の回折部とも、ＤＶＤ使用時の波長λ１に対しては一次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、金型作成のしやすさから一定のブレーズ化波長とすると好ましい。ここでは、各領域のブレーズ化波長をそれぞれλＢ１、λＢ２、λＢ３としたときに、λ１≦λＢ１＝λＢ２＝λＢ３≦λ２とする。
具体的には、λ１＝６５０ｎｍ、λ２＝７８０ｎｍとしたときに、各ブレーズ化波長を以下のように設定する。
λＢ１＝７１０ｎｍ
λＢ２＝７１０ｎｍ
λＢ３＝７１０ｎｍ
このとき回折部での透過率は、表８で表されるとおり、各領域で等しいものとなる。
【表８】
0004590776.tif 000009
【００４３】
そこで、ここでは図３（ｂ）に示すように、中間光学領域を通る第２光束を、さらに透過率が波長に依存するダイクロコートＤＣを施した光学面Ｓ２を通過させる。このダイクロコートＤＣの特性として、波長λ１、λ２の光束の透過率をＴ（λ１）、Ｔ（λ２）としたときに、Ｔ（λ１）＜Ｔ（λ２）とし、Ｔ（λ２）を１００％に近づける構成とすることが好ましい。プラスチック対物レンズの光学面にダイクロコートを施す場合、Ｔ（λ１）＝０とするのは難しいが、比較的少ない層数でＴ（λ１）＝５０％前後とすることは可能である。ここでは、Ｔ（λ１）＝５０％、Ｔ（λ２）＝１００％のダイクロコートＤＣを用いたとして、各領域の透過率は、表９に示すようなものとなる。
【表９】
0004590776.tif 000010
【００４４】
以上のシュミレーションにおいては、対物レンズに入射する光束を一定の光量としているが、実際の半導体レーザーの出射光は、周辺光量が少ないことから、第１光束より第２光束の方が光量が少なく、第２光束より第３光束の方が光量が少ないことが多いが、同様な考え方により第２光束の光量を低下させることは可能である。又、本実施の形態では、光量低下を５０％を目標としているが、ブレーズ化波長や、最も効率の高い次数を変更することで、幅広い制御が可能となる。加えて、本実施の形態では、対物レンズに回折部を設けることで第２光束の光量低下を達成しているが、対物レンズとは別個の平行平板に、回折部やダイクロコート、或いは吸収膜を設けたり、液晶光学素子を用いることでも、同様に第２光束の光量低下を達成できる
【００４５】
次に、透過率分布の測定法について説明する。図４に測定装置の一例の概要を示す。この例で、被検レンズとしては、平行光入射に最適化された対物レンズの場合である。半導体レーザ１０１からの光束を、コリメ一タ１０２で平行光束とし、絞り１０３を介して被検レンズ１０４に入射させる。被検レンズ１０４を通過した光束は、光ディスクの透明基板に相当するカバーガラス１０５を介して、集光され、集光光束は、再び顕微鏡対物レンズ１０６によって、後述する被検レンズ１０４の位置調整を経て平行光となり、ビームスプリッタ１０７を通過し、ビームエキスパンダ１０８で光束径が拡大され、第１ＣＣＤ撮像装置１０９に入射する。第１ＣＣＤ撮像装置１０９からの出力は、第１モニター１１０に表示されるとともに、画像処理装置１１１へと転送される。第１モニター１１０には、例えば対物レンズを被検レンズ１０４とした場合、ほば同心円上の３領域にわかれ、中間の領域が暗くなっているのが観察される。また、画像処理装置１１１により、円の中心の光量を１００％とした光量分布が算出される。
【００４６】
被検レンズ１０４の位置調整は、ビームスプリッタ１０７で反射された光束を利用して行われる。ビームスプリッタ１０７で反射された光束は、集光レンズ１１２で第２ＣＣＤ撮像装置１１３の撮像面上に入射される。第２ＣＣＤ撮像装置１１３からの出力は、第２モニター１１４に表示される。被検レンズ１０４と顕微鏡対物レンズ１０６を光路からはずした状態で、第２モニター１１４を見ながら、第２モニター１１４のほぼ中心に集光スポットが観察されるように集光レンズ１１２を調整する。次に、被検レンズ１０４と顕微鏡対物レンズ１０６をセットし、前記集光スポットが観察された位置に、集光スポットが来るようにすれば、被検レンズ１０４の位置を調整することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う場合に、いずれの光情報記録媒体に対しても情報の再生を的確に行える光ピックアップ装置及びその対物レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】情報記録面上のスポットプロファイルの例を示す図である。
【図２】本実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図３】対物レンズの断面図である。
【図４】透過率測定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
３  対物レンズ
８  絞り
９  シリンドリカルレンズ
１１  第１光源
１２  第２光源
１５  カップリングレンズ
１６  凹レンズ
１７  ホログラム
２１、２２  カップリングレンズ
４１，４２  光検出器
６１，６２  ビームスプリッタ
７１，７２  １／４波長板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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