(57)【要約】  比較的簡素な構成を有し、異なる光情報記録媒体に対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供するために、第１の対物レンズＯＢＪ１の光学面と第２の対物レンズＯＢＪ２の光学面を屈折面のみで形成する。更に、第１の対物レンズＯＢＪ１は、波長λ１の第１光束と第１の光ディスクＯＤ１の保護層ｔ１とに対して最適化して設計ができる。一方、第２の対物レンズＯＢＪ２は、波長λ１の第１光束と波長λ２の第２光束とに対して共通に用いられるが、第２の光ディスクＯＤ２の保護層ｔ２と、第３の光ディスクＯＤ３の保護層ｔ３とが同じである場合、保護層厚の差を考慮する必要がなく、設計が容易であり低コストにできる。なお、第１光束と第２光束の波長差に基づく色収差は、第２カップリングレンズＣＯＬ２を変位させることで、第２の対物レンズＯＢＪ２への発散角を変化させることにより補正することができる。
2007055167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１の光束を出射する第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の光束を出射する第２光源と、屈折面のみからなる光学面を備えた第１対物光学素子と、屈折面のみからなる光学面を備えた第２対物光学素子と、を有し、前記第１光源から出射された前記波長λ１の第１光束は、前記第１対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ１の第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができ、また前記第１光源から出射された前記波長λ１の第１光束は、前記第２対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができ、更に前記第２光源から出射された前記波長λ２の第２光束は、前記第２対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ３（０．９ｔ２≦ｔ３≦１．１ｔ２）であり且つ前記第２情報記録媒体よりもトラックピッチが大きい第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができるようになっている光ピックアップ装置であって、
前記第１光束を前記第１対物光学素子に導くための第１光路と、前記第１光束を前記第２対物光学素子に導くための第２光路と、前記第２光束を前記第２対物光学素子に導くための第３光路とを有し、
前記第１光源と第１対物光学素子との間における前記第１光路には、偏光スイッチ手段と、第１偏光ビームスプリッタとが設けられ、
前記第１光源と第２対物光学素子との間における前記第２光路には、前記偏光スイッチ手段と、前記第１偏光ビームスプリッタと、波長選択性素子と、収差補正機構とが設けられ、
前記第２光源と第２対物光学素子との間における前記第３光路には、前記波長選択性素子と、前記収差補正機構とが設けられ、
前記第１光束を用いて、前記第１対物光学素子を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第１光源から出射された前記第１光束が、前記偏光スイッチ手段によって第１偏光状態にせしめられることにより、前記第１偏光ビームスプリッタを通過して前記第１対物光学素子に入射するようになっており、
前記第１光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第１光源から出射された前記第１光束が、前記偏光スイッチ手段によって第２偏光状態にせしめられることにより、前記第１偏光ビームスプリッタにおいて反射され、更に前記波長選択性素子において反射され、前記収差補正機構を通過することで第１の収差状態を与えられて、前記第２対物光学素子に入射するようになっており、
前記第２光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第２光源から出射された前記第２光束が、前記波長選択性素子を通過して、前記収差補正機構を通過することで第２の収差状態を与えられて、前記第２対物光学素子に入射するようになっており、
前記第２対物光学素子に、波長λ３（１．７λ１≦λ３≦２．３λ１）の平行光束を入射させたときに、保護層厚ｔ４（ｔ４＞ｔ３）であり且つ前記第３情報記録媒体よりもトラックピッチが大きい第４光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットにおいて、波面収差が０．０７λ３ｒｍｓ以上となることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
波長λ１の光束を出射する第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の光束を出射する第２光源と、屈折面のみからなる光学面を備えた第１対物光学素子と、回折面を有する光学面を備えた第２対物光学素子と、を有し、前記第１光源から出射された前記波長λ１の第１光束は、前記第１対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ１の第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができ、また前記第１光源から出射された前記波長λ１の第１光束は、前記第２対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができ、更に前記第２光源から出射された前記波長λ２の第２光束は、前記第２対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ３（０．９ｔ２≦ｔ３≦１．１ｔ２）であり且つ前記第２情報記録媒体よりもトラックピッチが大きい第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができるようになっている光ピックアップ装置であって、
前記第１光束を前記第１対物光学素子に導くための第１光路と、前記第１光束を前記第２対物光学素子に導くための第２光路と、前記第２光束を前記第２対物光学素子に導くための第３光路とを有し、
前記第１光源と第１対物光学素子との間における前記第１光路には、偏光スイッチ手段と、第１偏光ビームスプリッタとが設けられ、
前記第１光源と第２対物光学素子との間における前記第２光路には、前記偏光スイッチ手段と、前記第１偏光ビームスプリッタと、波長選択性素子と、収差補正機構とが設けられ、
前記第２光源と第２対物光学素子との間における前記第３光路には、前記波長選択性素子と、前記収差補正機構とが設けられ、
前記第１光束を用いて、前記第１対物光学素子を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第１光源から出射された前記第１光束が、前記偏光スイッチ手段によって第１偏光状態にせしめられることにより、前記第１偏光ビームスプリッタを通過して前記第１対物光学素子に入射するようになっており、
前記第１光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第１光源から出射された前記第１光束が、前記偏光スイッチ手段によって第２偏光状態にせしめられることにより、前記第１偏光ビームスプリッタにおいて反射され、更に前記波長選択性素子において反射され、前記収差補正機構を通過することで第１の収差状態を与えられて、前記第２対物光学素子に入射するようになっており、
前記第２光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第２光源から出射された前記第２光束が、前記波長選択性素子を通過して、前記収差補正機構を通過することで第２の収差状態を与えられて、前記第２対物光学素子に入射するようになっており、
前記第２対物光学素子に、波長λ３（１．７λ１≦λ３≦２．３λ１）の平行光束を入射させたときに、保護層厚ｔ４（ｔ４＞ｔ３）であり且つ前記第３情報記録媒体よりもトラックピッチが大きい第４光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットにおいて、波面収差が０．０７λ３ｒｍｓ以上となることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第１光路において、前記第１偏光ビームスプリッタと前記第１対物光学素子との間に第１の偏光変換素子が設けられており、
前記第２光路及び前記第３光路において、前記波長選択性素子と前記第２対物光学素子との間に第２偏光ビームスプリッタが設けられ、且つ前記第２偏光ビームスプリッタと前記第２対物光学素子との間に第２の偏光変換素子が設けられており、
前記第２光源から出射される光束は、前記第１偏光状態であり、
前記第１光束を用いて、前記第１対物光学素子を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行ったとき、前記第１対物光学素子の情報記録面から反射した光束は、前記第１の偏光変換素子を通過することで第２偏光状態となり、前記第１偏光ビームスプリッタで反射して第１光検出器に入射し、
前記第１光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行ったとき、前記第２対物光学素子の情報記録面から反射した光束は、前記第２の偏光変換素子を通過することで第１偏光状態となり、前記第２偏光ビームスプリッタで反射して第２光検出器に入射し、
前記第２光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行ったとき、前記第２対物光学素子の情報記録面から反射した光束は、前記第２の偏光変換素子を通過することで第１偏光状態となり、前記第２偏光ビームスプリッタで反射して第２光検出器に入射することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記収差補正機構は、光軸方向に変位するカップリングレンズを含むことを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記収差補正機構は、カップリングレンズの光学面に形成された回折構造を含むことを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
波長λ１の光束が前記カップリングレンズの光学面に形成された回折構造を通過したときに、２次回折光の強度が最も高くなり、波長λ２の光束が前記回折構造を通過したときに、１次回折光の強度が最も高くなることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
波長λ１の光束が前記カップリングレンズの光学面に形成された回折構造を通過したときに、０次回折光の強度が最も高くなり、波長λ２の光束が前記回折構造を通過したときに、１次回折光の強度が最も高くなることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記第１光路乃至前記第３光路の全てに、少なくとも１つのカップリングレンズが配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記第１光路内に配置されたカップリングレンズの光学面には回折構造が形成されていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記第１乃至第３光情報記録媒体の少なくとも１つは、複数の情報記録面を有し、前記対物光学素子により集光される情報記録面上のスポットに対して、異なる収差状態を与えるように駆動される液晶素子が前記第１光路乃至前記第３光路のいずれかに配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記第２対物光学素子は、前記第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うために最適化されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記第２対物光学素子は、前記第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うために最適化されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記第２対物光学素子は、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体とは異なる仮想的な光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うために最適化されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記カップリングレンズは、ビームエキスパンダ又はコリメートレンズであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１３項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記第１光情報記録媒体の情報記録面におけるトラックピッチＴＰ１と、前記第２光情報記録媒体の情報記録面におけるトラックピッチＴＰ２と、前記第３光情報記録媒体の情報記録面におけるトラックピッチＴＰ３とは以下の関係を満たすことを特徴とする請求の範囲第１項〜第１４項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
ＴＰ１＜ＴＰ２＜ＴＰ３        （１）
【請求項１６】
前記第１の対物光学素子及び前記第２の対物光学素子のうち少なくとも一方はガラス製であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１５項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に異なる光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第２高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色ＳＨＧレーザ等、波長４００〜４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されつつある。【０００３】
これら青紫色レーザ光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物レンズを使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物レンズのＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。【０００４】
ところで、高密度光ディスクとして、現在２つの規格が提案されている。１つはＮＡ０．８５の対物レンズを使用し保護層厚みが０．１ｍｍであるブルーレイディスク（以下、ＢＤと略記する）であり、もう１つはＮＡ０．６５乃至０．６７の対物レンズを使用し保護層厚みが０．６ｍｍであるＨＤ  ＤＶＤ（以下、ＨＤと略記する）である。また、現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤなどが販売されている。このような実情に鑑みて、異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置が、特許文献１，２に開示されている。
【特許文献１】国際公開第０３／９１７６４号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−２０９２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、ＢＤ、ＨＤとＤＶＤ、ＣＤにおける情報記録面上に設けられた保護層の厚さは、それぞれｔ１＝０．１ｍｍ、ｔ２、ｔ３＝０．６ｍｍ、ｔ４＝１．２ｍｍと異なっているため、共通する対物レンズを用いて、いずれかの光ディスクにおいて最適に集光を行うるように仕様を定めると、他の光ディスクに対する集光においては、保護層の厚さに起因した球面収差が発生するという問題がある。これに対し、異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う際には、異なる波長の光束を用いることができるので、対物レンズに形成した光路差付与構造を用いて波長に応じた光路差を与えることで、保護層の厚さに起因した球面収差を補正することができる。ところが、回折構造に代表される光路差付与構造は、入射光束の波長に応じた微細な段差を形成するものであり、これをガラス製の対物光学素子に設けるとコスト高を招くという問題がある。【０００６】
一方、プラスチックを用いて対物光学素子を形成する場合、微細な段差を有する金型を製作し、それを用いて射出成形等を行うことで、回折構造等を有する対物光学素子を比較的容易に大量生産できる。ところが、プラスチックで対物光学素子を形成した場合、一般的には温度変化に対する屈折率変化が大きいので、環境温度が大きく変化する光ピックアップ装置に用いることが困難な場合がある。【０００７】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、比較的簡素な構成を有し、異なる
光情報記録媒体に対して互換可能に情報の記録及び／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】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の光束を出射する第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の光束を出射する第２光源と、屈折面のみからなる光学面を備えた第１対物光学素子と、屈折面のみからなる光学面を備えた第２対物光学素子と、を有し、前記第１光源から出射された前記波長λ１の第１光束は、前記第１対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ１の第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができ、また前記第１光源から出射された前記波長λ１の第１光束は、前記第２対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができ、更に前記第２光源から出射された前記波長λ２の第２光束は、前記第２対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ３（０．９ｔ２≦ｔ３≦１．１ｔ２）であり且つ前記第２情報記録媒体よりもトラックピッチが大きい第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができるようになっている光ピックアップ装置であって、
前記第１光束を前記第１対物光学素子に導くための第１光路と、前記第１光束を前記第２対物光学素子に導くための第２光路と、前記第２光束を前記第２対物光学素子に導くための第３光路とを有し、
前記第１光源と第１対物光学素子との間における前記第１光路には、偏光スイッチ手段と、第１偏光ビームスプリッタとが設けられ、
前記第１光源と第２対物光学素子との間における前記第２光路には、前記偏光スイッチ手段と、前記第１偏光ビームスプリッタと、波長選択性素子と、収差補正機構とが設けられ、
前記第２光源と第２対物光学素子との間における前記第３光路には、前記波長選択性素子と、前記収差補正機構とが設けられ、
前記第１光束を用いて、前記第１対物光学素子を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第１光源から出射された前記第１光束が、前記偏光スイッチ手段によって第１偏光状態にせしめられることにより、前記第１偏光ビームスプリッタを通過して前記第１対物光学素子に入射するようになっており、
前記第１光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第１光源から出射された前記第１光束が、前記偏光スイッチ手段によって第２偏光状態にせしめられることにより、前記第１偏光ビームスプリッタにおいて反射され、更に前記波長選択性素子において反射され、前記収差補正機構を通過することで第１の収差状態を与えられて、前記第２対物光学素子に入射するようになっており、
前記第２光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第２光源から出射された前記第２光束が、前記波長選択性素子を通過して、前記収差補正機構を通過することで第２の収差状態を与えられて、前記第２対物光学素子に入射するようになっており、
前記第２対物光学素子に、波長λ３（１．７λ１≦λ３≦２．３λ１）の平行光束を入射させたときに、保護層厚ｔ４（ｔ４＞ｔ３）であり且つ前記第３情報記録媒体よりもトラックピッチが大きい第４光情報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットにおいて、波面収差が０．０７λ３ｒｍｓ以上となることを特徴とする。【０００９】
本発明においては、前記第１対物光学素子及び前記第２対物光学素子の光学面を屈折面のみから形成することで、ガラス製であっても低コストで形成できるものとしている。更に、前記第１対物光学素子は、前記第１光束と前記第１光情報記録媒体の保護層ｔ１とに対して最適化して設計ができるので、前記第１光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。一方、前記第２対物光学素子は、前記第１光束と前記第２光束とに対して共通に用いられるが、前記第２光情報記録媒体の保護層ｔ２と、前記第３光情報記録媒体の保護層ｔ３とが同じである場合、保護層厚の差を考慮する必要がないので、設計が容易であり低コストなものとすることができる。なお、前記第１光束と前記第２光束の波長差に基づく色収差は、前記収差補正機構により前記収差光学素子を通過する光束に適切な収差状態を与えることで適切に補正することができる。さらに収差補正機構は他の要因を補正するものであってもよい。他の要因としては、たとえば、製造ロットによる、レーザーダイオード各個体の発振波長の差（いわゆる波長特性）や、使用に伴って温度が上昇することに起因する収差の補正（温度補正）を好ましく行うように構成可能である。【００１０】
なお、偏光スイッチ手段は、後述する実施の形態では機械式のものを例にとって説明しているが、例えば電気光学結晶に半波長電圧を印加する方法などによって、光の偏光状態を互いに垂直な直線偏光に切り替える、電気制御の半導体スイッチも知られている。また電気光学結晶の他に、高分子フィルムを用いたものも知られており、これは高分子フィルムの素材や組み合わせを選択・調整することにより、複数の波長域の偏光状態を任意のタイミングで別々に切り替えることができる。【００１１】
請求の範囲第２項に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の光束を出射する第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の光束を出射する第２光源と、屈折面のみからなる光学面を備えた第１対物光学素子と、回折面を有する光学面を備えた第２対物光学素子と、を有し、前記第１光源から出射された前記波長λ１の第１光束は、前記第１対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ１の第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができ、また前記第１光源から出射された前記波長λ１の第１光束は、前記第２対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができ、更に前記第２光源から出射された前記波長λ２の第２光束は、前記第２対物光学素子により集光されて、保護層厚ｔ３（０．９ｔ２≦ｔ３≦１．１ｔ２）であり且つ前記第２情報記録媒体よりもトラックピッチが大きい第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行うことができるようになっている光ピックアップ装置であって、前記第１光束を前記第１対物光学素子に導くための第１光路と、前記第１光束を前記第２対物光学素子に導くための第２光路と、前記第２光束を前記第２対物光学素子に導くための第３光路とを有し、前記第１光源と第１対物光学素子との間における前記第１光路には、偏光スイッチ手段と、第１偏光ビームスプリッタとが設けられ、前記第１光源と第２対物光学素子との間における前記第２光路には、前記偏光スイッチ手段と、前記第１偏光ビームスプリッタと、波長選択性素子と、収差補正機構とが設けられ、前記第２光源と第２対物光学素子との間における前記第３光路には、前記波長選択性素子と、前記収差補正機構とが設けられ、前記第１光束を用いて、前記第１対物光学素子を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第１光源から出射された前記第１光束が、前記偏光スイッチ手段によって第１偏光状態にせしめられることにより、前記第１偏光ビームスプリッタを通過して前記第１対物光学素子に入射するようになっており、前記第１光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第１光源から出射された前記第１光束が、前記偏光スイッチ手段によって第２偏光状態にせしめられることにより、前記第１偏光ビームスプリッタにおいて反射され、更に前記波長選択性素子において反射され、前記収差補正機構を通過することで第１の収差状態を与えられて、前記第２対物光学素子に入射するようになっており、前記第２光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行う場合は、前記第２光源から出射された前記第２光束が、前記波長選択性素子を通過して、前記収差補正機構を通過することで第２の収差状態を与えられて、前記第２対物光学素子に入射するようになっており、前記第２対物光学素子に、波長λ３（１．７λ１≦λ３≦２．３λ１）の平行光束を入射させたときに、保護層厚ｔ４（ｔ４＞ｔ３）であり且つ前記第３情報記録媒体よりもトラックピッチが大きい第４光��報記録媒体の情報記録面に形成される集光スポットにおいて、波面収差が０．０７λ３ｒｍｓ以上となることを特徴とする。【００１２】
本発明においては、前記第１対物光学素子は屈折面のみから構成し、前記第２対物光学素子の光学面に回折面を設けている。  これにより、より高密度の光ディスクについては屈折面のみから攻勢される対物レンズとすることで、ガラス製であっても低コストで形成できるものとしている。更に、前記第１対物光学素子は、前記第１光束と前記第１光情報記録媒体の保護層ｔ１とに対して最適化して設計ができるので、前記第１光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。一方、前記第２対物光学素子は、前記第１光束と前記第２光束とに対して共通に用いられるが、前記第２光情報記録媒体の保護層ｔ２と、前記第３光情報記録媒体の保護層ｔ３とが同じである場合、保護層厚の差を考慮する必要がないので、設計が容易であり低コストなものとすることができる。なお、前記第１光束と前記第２光束の波長差に基づく色収差は、第２対物光学素子に設けられた回折構造により、光束に適切な収差状態を与えることで適切に補正することができる。さらに前記収差補正機構は、前期第２対物光学素子に設けられた回折構造で補正しきれない色収差を補正するものであってもよいし、他の要因を補正するものであってもよい。他の要因としては、たとえば、製造ロットによる、レーザーダイオード各個体の発振波長の差（いわゆる波長特性）や、使用に伴って温度が上昇することに起因する収差の補正（温度補正）を好ましく行うように構成可能である。【００１３】
請求の範囲第３項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項又は第２項に記載の発明において、前記第１光路において、前記第１偏光ビームスプリッタと前記第１対物光学素子との間に第１の偏光変換素子が設けられており、
前記第２光路及び前記第３光路において、前記波長選択性素子と前記第２対物光学素子との間に第２偏光ビームスプリッタが設けられ、且つ前記第２偏光ビームスプリッタと前記第２対物光学素子との間に第２の偏光変換素子が設けられており、
前記第２光源から出射される光束は、前記第１偏光状態であり、
前記第１光束を用いて、前記第１対物光学素子を介して前記第１光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行ったとき、前記第１対物光学素子の情報記録面から反射した光束は、前記第１の偏光変換素子を通過することで第２偏光状態となり、前記第１偏光ビームスプリッタで反射して第１光検出器に入射し、
前記第１光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行ったとき、前記第２対物光学素子の情報記録面から反射した光束は、前記第２の偏光変換素子を通過することで第１偏光状態となり、前記第２偏光ビームスプリッタで反射して第２光検出器に入射し、
前記第２光束を用いて、前記第２対物光学素子を介して前記第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光スポットの形成を行ったとき、前記第２対物光学素子の情報記録面から反射した光束は、前記第２の偏光変換素子を通過することで第１偏光状態となり、前記第２偏光ビームスプリッタで反射して第２光検出器に入射することを特徴とする。【００１４】
請求の範囲第４項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の発明において、前記収差補正機構は、光軸方向に変位するカップリングレンズを含むことを特徴とするので、通過する光束の発散角（又は収束角）を変更することで、前記第１光束と前記第２光束の波長差に基づく色収差を補正できる。【００１５】
請求の範囲第５項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の発明において、前記収差補正機構は、カップリングレンズの光学面に形成された回折構造を含むことを特徴とするので、回折の効果により前記第１光束と前記第２光束の波長差に基づく色収差を補正できる。【００１６】
請求の範囲第６項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第５項に記載の発明において、波長λ１の光束が前記回折構造を通過したときに、２次回折光の強度が最も高くなり、波長λ２の光束が前記回折構造を通過したときに、１次回折光の強度が最も高くなることを特徴とするので、波長に応じて出射角を異ならせることができる。【００１７】
請求の範囲第７項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第５項に記載の発明において、波長λ１の光束が前記回折構造を通過したときに、０次回折光の強度が最も高くなり、波長λ２の光束が前記回折構造を通過したときに、１次回折光の強度が最も高くなることを特徴とするので、波長に応じて出射角を異ならせることができる。【００１８】
請求の範囲第８項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載の発明において、前記第１光路乃至前記第３光路の全てに、少なくとも１つのカップリングレンズが配置されていることを特徴とする。【００１９】
請求の範囲第９項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第８項に記載の発明において、前記第１光路内に配置されたカップリングレンズの光学面には回折構造が形成されていることを特徴とするので、例えば前記第１光束が基準波長からズレた場合でも色収差を補正できる。【００２０】
請求の範囲第１０項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１項に記載の発明において、前記第１乃至第３光情報記録媒体の少なくとも１つは、複数の情報記録面を有し、前記対物光学素子により集光される情報記録面上のスポットに対して、異なる収差状態を与えるように駆動される液晶素子が前記第１光路乃至前記第３光路のいずれかに配置されていることを特徴とするので、情報記録面が複層に配置された光情報記録媒体に対しても適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。「液晶素子」とは、外部から電力を供給して駆動することにより、通過する光束に対して所定の収差状態を与えるものをいい、例えば特開２００４−１９２７１９号公報に記載されている。【００２１】
請求の範囲第１１項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項に記載の発明において、前記第２対物光学素子は、前記第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うために最適化されていることを特徴とする。前記第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際は、前記カップリングレンズ又は前記収差補正機構を用いて、波面収差を適切に補正することができる。【００２２】
請求の範囲第１２項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項に記載の発明において、前記第２対物光学素子は、前記第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うために最適化されていることを特徴とする。前記第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際は、前記カップリングレンズ又は前記収差補正機構を用いて、波面収差を適切に補正することができる。【００２３】
請求の範囲第１３項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項に記載の発明において、前記第２対物光学素子は、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体とは異なる仮想的な光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うために最適化されていることを特徴とする。前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際は、前記カップリングレンズ又は前記収差補正機構を用いて、波面収差を適切に補正することができ、且つ補正量を小さく抑えることができる。【００２４】
請求の範囲第１４項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第１３項のいずれか１項に記載の発明において、前記カップリングレンズは、ビームエキスパンダ又はコリメートレンズであることを特徴とする。【００２５】
請求の範囲第１５項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第１４項のいずれか１項に記載の発明において、前記第１光情報記録媒体の情報記録面におけるトラックピッチＴＰ１と、前記第２光情報記録媒体の情報記録面におけるトラックピッチＴＰ２と、前記第３光情報記録媒体の情報記録面におけるトラックピッチＴＰ３とは以下の関係を満たすことを特徴とする。【００２６】
ＴＰ１＜ＴＰ２＜ＴＰ３        （１）
請求の範囲第１６項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第１５項のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の対物光学素子及び前記第２の対物光学素子のうち少なくとも一方はガラス製であることを特徴とする。【００２７】
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素子を指すものとする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、比較的簡素な構成を有し、異なる光情報記録媒体に対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本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】
【００３０】
ＡＣＴ  アクチュエータ
ＣＯＬ１  第１カップリングレンズ
ＣＯＬ２  第２カップリングレンズ
ＤＰ  ダイクロイックプリズム
ＬＤ１  第１半導体レーザ
ＬＤ２  第２半導体レーザ
ＬＨ  レンズホルダ
ＯＢＪ１  第１の対物レンズ
ＯＢＪ２  第１の対物レンズ
ＯＤ１  第１の光ディスク
ＯＤ２  第２の光ディスク
ＯＤ３  第３の光ディスク
ＰＢＳ１  第１偏光ビームスプリッタ
ＰＢＳ２  第２偏光ビームスプリッタ
ＰＢＳＷ  偏光スイッチ
ＰＤ１  第１光検出器
ＰＤ２  第２光検出器
ＱＷＰ１  第１のλ／４波長板
ＱＷＰ２  第２のλ／４波長板
ＳＬ１  第１のセンサレンズ
ＳＬ２  第２のセンサレンズ
ＴＰ１  トラックピッチ
ＴＰ２  トラックピッチ
ＴＰ３  トラックピッチ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。【００３２】
（第１の実施の形態）
最初に、請求の範囲第１項に関わる発明について説明する。
図１は、ＢＤである第１の光ディスクＯＤ１と、ＨＤである第２の光ディスクＯＤ２と、従来のＤＶＤである第３の光ディスクＯＤ３の全て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。ＢＤのトラックピッチＴＰ１と、ＨＤのトラックピッチＴＰ２と、ＤＶＤのトラックピッチＴＰ３とは以下の関係を満たす。【００３３】
ＴＰ１＜ＴＰ２＜ＴＰ３        （１）
図１に示すように、それぞれガラス製である第１の対物レンズ（第１の対物光学素子ともいう）ＯＢＪ１と第２の対物レンズ（第２の対物光学素子ともいう）ＯＢＪ２とを保持するレンズホルダＬＨは、アクチュエータＡＣＴにより少なくとも２次元的に可動に支持されている。【００３４】
本実施の形態においては、偏光スイッチ手段として偏光スイッチＰＢＳＷが設けられている。偏光スイッチＰＢＳＷは、９０度回転できるλ／２波長板であってよく、この場合、例えば０度の位置にあるλ／２波長板を通過した光束は、Ｐ偏光（第１の偏光状態）となり、９０度の位置にあるλ／２波長板を通過した光束は、Ｓ偏光（第２の偏光状態）となるものとする。但し、電気的にＰ偏光とＳ偏光とを切り替える偏光スイッチ手段を設けても良い。更に、第１光束と第２光束とが共通して通過する第２カップリングレンズＣＯＬ２は、不図示の駆動機構により光軸方向に駆動され、収差補正機構として機能する。なお本例ではＣＯＬ２をコリメートレンズとしている。以下ＣＯＬ２を第２コリメートレンズともいう場合がある。【００３５】
ここで、第２の対物レンズＯＢＪ２に、波長λ３（λ３＝７００〜８００ｎｍ）の平行光束を入射させたときに、保護層厚ｔ４（ｔ４＝１．２ｍｍ）であり且つＤＶＤよりもトラックピッチが大きい第４光情報記録媒体としてのＣＤの情報記録面に形成される集光スポットにおいて、波面収差が０．０７λ３ｒｍｓ以上となる。即ち、この光ピックアップ装置においては、ＣＤに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができず、その代わりに光学系や駆動系を簡素化している。【００３６】
むろん、第２の対物レンズを用いても、前記の収差補正機構であるＣＯＬ２の光軸方向駆動距離を大きくすることにより、ＣＤの情報記録面に好適な集光スポットを、理論上は形成可能である。しかし駆動距離が大きくなることによってピックアップ全体が大型化してしまう。さらに有限発散光が第２の対物レンズに入射することとなり、トラッキング時の像高（光束の斜入射）に対してコマ収差が大きく発生するので現実的には使用に耐えない。さらに光束絞りのためにフィルタを設けるか、回折構造を設ける必要があり、コスト高を招いてしまう。【００３７】
さて、第１半導体レーザＬＤ１から第１の対物レンズＯＢＪ１に至る第１光路を通る第１光束を用いて、第１の光ディスクＯＤ１に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合について説明する。このとき、通過した光束がＰ偏光となるように偏光スイッチＰＢＳＷが設定される。図１において、第１の光源としての第１半導体レーザＬＤ１（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ）から出射された光束は、偏光スイッチＰＢＳＷを通過してＰ偏光となるので、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を通過し、第１コリメートレンズＣＯＬ１に入射して平行光束となる。第１コリメートレンズＣＯＬ１から出射した平行光束は、第１のλ／４波長板（第１の偏光変換素子ともいう）ＱＷＰ１を通過して、第１の対物レンズＯＢＪ１により集光されて、第１の光ディスクＯＤ１の保護層（厚さｔ１＝０．１ｍｍ）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。【００３８】
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、再び第１の対物レンズＯＢＪ１を通過し、更に第１のλ／４波長板ＱＷＰ１を二度通過することでＳ偏光となり、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１で反射され、更に第１センサレンズＳＬ１を通過し、第１光検出器ＰＤ１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ＯＤ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。【００３９】
また、第１光検出器ＰＤ１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、第１半導体レーザＬＤ１からの光束を第１の光ディスクＯＤ１の情報記録面に結像するように、第１の対物レンズＯＢＪ１をレンズホルダＬＨごと移動させるように、アクチュエータＡＣＴを駆動する。【００４０】
第１半導体レーザＬＤ１から第２の対物レンズＯＢＪ２に至る第２光路を通る第１光束を用いて、第２の光ディスクＯＤ２に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合について説明する。このとき、通過した光束がＳ偏光となるように偏光スイッチＰＢＳＷが設定される。又、第２カップリングレンズＣＯＬ２は第１の光軸方向位置に駆動される。図１において、第１の光源としての第１半導体レーザＬＤ１（波長λ１＝３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ）から出射された光束は、偏光スイッチＰＢＳＷを通過してＳ偏光となるので、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１で反射され、更にダイクロイックプリズム（波長選択性素子ともいう）ＤＰで反射され、第２コリメートレンズＣＯＬ２に入射して平行光束となる。第２コリメートレンズＣＯＬ２から出射した平行光束は、第２のλ／４波長板ＱＷＰ２を通過して、第２の対物レンズＯＢＪ２により集光されて、第２の光ディスクＯＤ２の保護層（厚さｔ２＝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。【００４１】
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、再び第２の対物レンズＯＢＪ２を通過し、更に第２のλ／４波長板ＱＷＰ２を二度通過することでＰ偏光となり、第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で反射され、第２センサレンズＳＬ２を介して第２光検出器ＰＤ２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ＯＤ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。【００４２】
また、第２光検出器ＰＤ２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、第１半導体レーザＬＤ１からの光束を第２の光ディスクＯＤ２の情報記録面に結像するように、第２の対物レンズＯＢＪ２をレンズホルダＬＨごと移動させるように、アクチュエータＡＣＴを駆動する。【００４３】
第２半導体レーザＬＤ２から第２の対物レンズＯＢＪ２に至る第３光路を通る第２光束を用いて、第３の光ディスクＯＤ３に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合について説明する。第２カップリングレンズＣＯＬ２は第２の光軸方向位置に駆動される。図１において、第２の光源としての第２半導体レーザＬＤ２（波長λ２＝６００ｎｍ〜７００ｎｍ）からＳ偏光の状態で出射された光束は、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、更に第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を通過し、第２コリメートレンズＣＯＬ２に入射して所定の発散光束となる。第２コリメートレンズＣＯＬ２から出射した光束は、第２のλ／４波長板ＱＷＰ２を通過して、第２の対物レンズＯＢＪ２により集光されて、第３の光ディスクＯＤ３の保護層（厚さｔ３＝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。【００４４】
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、再び第２の対物レンズＯＢＪ２を通過し、第２のλ／４波長板ＱＷＰ２を二度通過することでＰ偏光となり、第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で反射され、第２センサレンズＳＬ２を介して第２光検出器ＰＤ２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ＯＤ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。【００４５】
また、第２光検出器ＰＤ２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、第２半導体レーザＬＤ２からの光束を第３の光ディスクＯＤ３の情報記録面に結像するように、第２の対物レンズＯＢＪ２をレンズホルダＬＨごと移動させるように、アクチュエータＡＣＴを駆動する。【００４６】
なお、第１の光ディスクＯＤ１〜第３の光ディスクＯＤ３が複層の情報記録面を有する場合、第１カップリングレンズＣＯＬ１、第２カップリングレンズＣＯＬ２を光軸方向に変位させることで、いずれの情報記録面にも情報の記録及び／又は再生が可能となる。【００４７】
以上のように、第１の対物レンズＯＢＪ１の光学面と第２の対物レンズＯＢＪ２の光学面を屈折面のみから形成することで、ガラス製であっても低コストで形成できるものとしている。そのため温度変化による屈折率変化の影響を受けることがない。更に、第１の対物レンズＯＢＪ１は、波長λ１の第１光束と第１の光ディスクＯＤ１の保護層ｔ１とに対して最適化して設計ができるので、第１の光ディスクＯＤ１に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。一方、第２の対物レンズＯＢＪ２は、波長λ１の第１光束と波長λ２の第２光束とに対して共通に用いられるが、第２の光ディスクＯＤ２の保護層ｔ２と、第３の光ディスクＯＤ３の保護層ｔ３とが同じである場合、保護層厚の差を考慮する必要がないので、設計が容易であり低コストなものとすることができる。なお、第１光束と第２光束の波長差に基づく色収差は、第２カップリングレンズＣＯＬ２（ビームエキスパンダでも良い）を変位させることで、第２の対物レンズＯＢＪ２への発散角を変化させることにより適切に補正することができる。さらに収差補正機構は他の要因を補正するものであってもよい。他の要因としては、たとえば、製造ロットによる、レーザーダイオード各個体の発振波長の差（いわゆる波長特性）や、使用に伴って温度が上昇することに起因する収差の補正（温度補正）を好ましく行うように構成可能である。【００４８】
第２カップリングレンズＣＯＬ２を光軸方向に変位させる代わりに、その光学面に回折構造を形成しても良い。このとき、回折構造を通過する第１の光束と第２の光束とにおいて、それぞれ異なる次数の回折光の強度が最も高くなるようにすることで、異なる出射角を与えるようにすることができ、従って異なる収差状態を与える収差補正機構として機能させることができる。なお、第２カップリングレンズＣＯＬ２を光軸方向に変位させること、又は回折構造を設ける代わりに、例えば対物レンズと一体に組み合わせるか、或いは対物レンズとは別体で、液晶素子等を用いても良い。【００４９】
更に、第１カップリングレンズＣＯＬ１に回折構造を設けると、第１光束が基準波長からズレた場合でも色収差を適切に補正できる。
（第２の実施の形態）
さらに収差補正機構は他の要因を補正するものであってもよい。他の要因としては、たとえば、製造ロットによる、レーザーダイオード各個体の発振波長の差（いわゆる波長特性）や、使用に伴って温度が上昇することに起因する収差の補正（温度補正）を好ましく行うように構成可能である。
また基本的には請求の範囲第１項に関わる発明と同じ構成であるが、第２対物レンズＯＢＪ２の光学面上に、回折構造が設けられている点が大きく異なっている。この回折構造の作用については後述する。
一方で、第２の対物レンズＯＢＪ２に、波長λ３（λ３＝７００〜８００ｎｍ）の平行光束を入射させたときに、保護層厚ｔ４（ｔ４＝１．２ｍｍ）であり且つＤＶＤよりもトラックピッチが大きい第４光情報記録媒体としてのＣＤの情報記録面に形成される集光スポットにおいて、波面収差が０．０７λ３ｒｍｓ以上となる。即ち、この光ピックアップ装置においては、ＣＤに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができず、その代わりに光学系や駆動系を簡素化しており、この点では第１の実施の形態と同様である。また入射光束の倍率を有限発散化することによって、理論上は、ＣＤの情報記録面に好適な集光スポットを、理論上は形成可能であるといった点についても同様である。
第１の光ディスクＯＤ１に集光スポットの形成を行う作用は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略し、第２の光ディスクおよび第３の光ディスクに対して集光スポットの形成を行う作用について説明する。
偏光スイッチＰＢＳＷの作用によって、第２光路を通り、第１半導体レーザＬＤ１から第２の対物レンズＯＢＪ２に至らしめられる第１光束は、第２の光ディスクＯＤ２に対して情報記録面上で集光スポット形成が行われ、情報記録及び／又は再生が行われる。偏光スイッチＰＢＳＷの作用については第１の実施の形態と同じである。一方で、第２半導体レーザＬＤ２から第３光路を通り、第２の対物レンズＯＢＪ２に至らしめられる第２光束は、第３の光ディスクＯＤ３に対して情報記録面上で集光スポット形成が行われ、情報記録及び／又は再生が行われる。
この場合において、第２の光ディスクＯＤ２と第３の光ディスクＯＤ３とは、保護基板の厚さが同じであるため、基板厚差に基づく球面収差は発生しないが、使用波長の差に基づく色収差が発生してしまう。第１の実施の形態では、これを第２カップリングレンズＣＯＬ２を光軸方向に進退させることによって解決していたが、第２の実施の形態では、第２の対物レンズＯＢＪ２に回折構造を設けることによって、その作用を与えている。【００５０】
第２の対物レンズＯＢＪ２に設けた回折構造を通過する第１の光束と第２の光束とにおいて、それぞれ異なる次数の回折光の強度が最も高くなるようにすることで、異なる出射角を与えるようにすることができ、従って異なる収差状態を与えることができる。なお、光ディスクが多層構造である場合、それらの層間を切り替えるために、第２カップリングレンズＣＯＬ２を光軸方向に変位させることが可能である。また対物レンズと一体に組み合わせるか、或いは対物レンズとは別体で、液晶素子等を用いても良い。【００５１】
更に、第１カップリングレンズＣＯＬ１に回折構造を設けると、第１光束が基準波長か
らズレた場合でも色収差を適切に補正できる。
また、第２の対物レンズＯＢＪ２の回折構造の作用を補佐し、あるいは回折構造がより微細になることを避けるため、収差補正機構である第２カップリングレンズＣＯＬ２の光軸方向位置を、第２の光ディスクＯＤ２を記録再生する場合と、第３の光ディスクＯＤ３を記録再生する場合とで異なった位置にすることが好ましい。【００５２】
また、第２の対物レンズＯＢＪ２の回折構造のみで色収差を補正することができる場合は、収差補正機構は他の要因をより好ましく補正するために用いることができる。他の要因としては、たとえば、製造ロットによる、レーザーダイオード各個体の発振波長の差（いわゆる波長特性）や、使用に伴って温度が上昇することに起因する収差の補正（温度補正）を好ましく行うように構成可能である。【００５３】
なお、第２の対物レンズＯＢＪ２が第２の光ディスク（ＨＤ  ＤＶＤ）および第３の光ディスク（ＤＶＤ）の両方に対応するようになっているが、屈折面のみから構成される場合も、回折面を有する場合も、最適化される光ディスクを適宜選定できる。第２の光ディスク（ＨＤ  ＤＶＤ）に最適化した場合は、収差補正機構や回折面の作用によって、第３の光ディスク（ＤＶＤ）に対応するようにすればよい。この場合はＨＤ  ＤＶＤに対して、より良好な集光スポット形成を行いやすいという利点がある。またその逆も可である。【００５４】
またこれら２つの中間の基板厚を選定し、その基板厚に最適な光学面を設計しておき、あとは収差補正機構や回折面の作用によって、両方の光ディスクに対応する場合は、対物レンズに回折構造を設け、そのどちらからも０でない次数の回折光を発生させて集光スポットを形成する場合に好ましく用いられる。
（実施例）
以下、第１の実施の形態に好適な実施例について説明する。【００５５】
この形態では、第１の対物レンズＯＢＪ１として、本出願人による米国特許６４１１４４２号、同じく米国特許６５１２６４０号（いずれも日本国優先権、出願番号特願平１１−２４７２９４号、特願平２０００−６０８４３号）に掲載されている設計を好ましく用いることができる。【００５６】
また第２の対物レンズＯＢＪ２として、本出願人による特開２００４−１０１８２３号の設計を用いることができる。【００５７】
なお、特開２００４−１０１８２３号に掲載されているＨＤ  ＤＶＤ用対物レンズには、波長特性補正用の回折構造が設けられているが、この色補正機能をないものとして、屈折面のみからなる光学設計をすることは、公知の技術によって可能である。【００５８】
次に、第２の実施の形態に好適な実施例について説明する。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。【００５９】
対物光学系の光学面は、それぞれ数１式に、表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。ここで、光軸方向位置をＸとし、光軸に垂直な方向の高さをｈ、光学面の曲率半径をｒ、円錐係数をκ、非球面係数をＡ２ｉとする。  【００６０】
【数１】
2007055167.tif 000003
【００６１】
また、回折構造（位相構造）を用いる場合、それにより各波長の光束に対して与えられる光路差は、数２式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。即ち、光路差関数ΦＢ（ｍｍ）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としたとき、数２式で表される。【００６２】
【数２】
2007055167.tif 000004
【００６３】
第１の対物レンズＯＢＪ１のレンズデータ（対物レンズの焦点距離、像面側開口数、倍率を含む）を表１に示す。第１の対物レンズの光学面は、屈折面のみから形成されている。【００６４】
【表１】
2007055167.tif 000005
【００６５】
第２の対物レンズＯＢＪ２のレンズデータ（対物レンズの焦点距離、像面側開口数、倍率を含む）を表２に、非球面データを表３に示す。第２の対物レンズの光学面には、屈折面に加えて回折構造が設けられている。同様な作用を光束に与える回折構造は、例えばカップリングレンズに設けられても良いのは前述のとおりである。また、この例では、カップリングレンズの倍率を変更することによって、より良好な集光スポット形成が行われるようになっている。
なお、表２及び表３で示す、第２の対物レンズＯＢＪ２に、波長λ３（λ３＝７００〜８００ｎｍ）の平行光束を入射させたときに、保護層厚ｔ４（ｔ４＝１．２ｍｍ）であり且つＤＶＤよりもトラックピッチが大きい第４光情報記録媒体としてのＣＤの情報記録面に形成される集光スポットにおいて、波面収差は０．１７８λ３ｒｍｓである。【００６６】
【表２】
2007055167.tif 000006
【００６７】
【表３】
2007055167.tif 000007
【図１】
2007055167.tif 000008
【国際調査報告】
2007055167.tif 000009
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