(57)【要約】【課題】複数種類の波長のレーザ光に対して光量ロスが十分に抑制された対物光学系を提供する。【解決手段】対物光学系１は、複数種類の光情報記録媒体６のそれぞれの情報記録面６Ｒに、その情報記録面６Ｒに対応して出射されたレーザ光７を合焦させるために用いられる。対物光学系１は、光源側からこの順で配列された、相互に異なる材料からなる２枚のレンズ３、４が接合されてなり、入射面及び出射面の両面が屈折作用のみを有する屈折面である接合レンズ２と、少なくとも一方のレンズ面が非球面である対物レンズ５とを備えている。【選択図】図１
2007257782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々、情報記録面と、該情報記録面を被覆する保護層とを有し、該情報記録面に対応したレーザ光の波長及び該保護層の厚みの少なくとも一方が相互に異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれの該情報記録面に、当該情報記録面に対応して複数波長光源から出射されたレーザ光を合焦させるために用いられる対物光学系であって、
上記複数波長光源側からこの順で配列された、相互に異なる材料からなる少なくとも２枚のレンズが接合されてなり、入射面及び出射面の両面が屈折作用のみを有する屈折面である接合レンズと、少なくとも一方のレンズ面が非球面である対物レンズとを備えた対物光学系。
【請求項２】
請求項１に記載された対物光学系において、
上記接合レンズは該接合レンズに入射したレーザ光の波面をそれぞれ上記光情報記録媒体の種類に応じた相互に異なる波面にして出射するように構成されている対物光学系。
【請求項３】
請求項１に記載された対物光学系において、
上記接合レンズは３枚のレンズからなる対物光学系。
【請求項４】
各々、情報記録面と、該情報記録面を被覆する保護層とを有し、該情報記録面に対応したレーザ光の波長及び該保護層の厚みの少なくとも一方が相互に異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれの該情報記録面に当該情報記録面に対応したレーザ光を合焦させる光ピックアップ装置であって、
上記情報記録面に対応するレーザ光をそれぞれ出射する複数波長光源と、
上記複数波長光源から出射した上記レーザ光を、それぞれ対応する上記情報記録面に合焦させる対物光学系とを備え、
上記対物光学系は、上記複数波長光源側からこの順で配列された、相互に異なる材料からなる少なくとも２枚のレンズが接合されてなり、入射面及び出射面の両面が屈折作用のみを有する屈折面である接合レンズと、少なくとも一方のレンズ面が非球面である対物レンズとを備えている光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は対物光学系及びそれを備えた光ピックアップ装置に関する。詳細には、本発明は、各々、情報記録面と、情報記録面を被覆する保護層とを有し、情報記録面に対応したレーザ光の波長及び保護層の厚みの少なくとも一方が相互に異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面に、その情報記録面に対応して複数波長光源から出射されたレーザ光を合焦させるために用いられる対物光学系、及びそれを備えた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、規格の異なる複数種類の光情報記録媒体（例えば、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＥＶＤ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、ＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等）の２種以上に対して情報の記録・再生が可能な光情報記録／再生装置の需要が増大してきている。
【０００３】
しかしながら、一般的に、光情報記録媒体の種類によって、使用するレーザ光の波長、光情報記録媒体の保護層の厚さ（表面から情報記録面までの距離）等の各種規格が異なっている。このため、ある種類の光情報記録媒体に対して設計された対物レンズを他の種類の光情報記録媒体に対して用いると、大きな収差（具体的には、球面収差等）が発生してしまう。従って、光情報記録媒体に対する情報の記録・再生が好適に行えないという問題がある。
【０００４】
例えば、規格の異なる複数種類の光情報記録媒体のすべてに対する好適な情報の記録・再生を可能にする方法として、光ピックアップ装置に複数種類の光情報記録媒体のそれぞれに対して設計された複数種類の対物レンズを設けることが考えられる。しかしながら、複数種類の対物レンズを有する光ピックアップ装置では、情報の記録・再生を行う対象となる光情報記録媒体の種類に応じて使用する対物レンズを切り替える必要がある。このため、複数の対物レンズを設けると共に、対物レンズの切り替え機構等をさらに設けなければならない。従って、光ピックアップ装置が複雑大型化、高コスト化してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、同一の対物レンズを用いて規格の異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録・再生を行う際に生じる収差（具体的には、球面収差等）を補正・低減するための種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１には、複数波長光源から出射され、コリメータ光学系を透過した赤色、赤外レーザ光の波面形状を変換する波面変換素子と、青色レーザ光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とを備えた光ピックアップ装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３８５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された光ピックアップ装置では、波面変換素子に形成された回折格子面でもって赤色、赤外レーザ光の波面形状を変換する構成としている。
【０００７】
しかしながら、回折格子面はその回折性能に波長依存性を有するものである。このため、回折格子面を用いた場合、ブレーズ波長のレーザ光（特許文献１に記載された光ピックアップ装置では青色レーザ光）に対しては高い回折効率が得られるものの、ブレーズ波長とは異なる波長のレーザ光（特許文献１に記載された光ピックアップ装置では赤色、赤外レーザ光）に対しては十分に高い回折効率が得られない。さらに所望の形状寸法の回折格子面を高精度に作製することは困難であり、作成された回折格子面の寸法誤差により回折効率が低下する虞もある。このように、回折格子面を用いた場合は、すべての波長のレーザ光に対して十分に光量ロスを抑制することが困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数種類の波長のレーザ光に対して光量ロスが十分に抑制された対物光学系を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る対物光学系は、各々、情報記録面と、情報記録面を被覆する保護層とを有し、情報記録面に対応したレーザ光の波長及び保護層の厚みの少なくとも一方が相互に異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面に、その情報記録面に対応して複数波長光源から出射されたレーザ光を合焦させるために用いられる対物光学系であって、複数波長光源側からこの順で配列された、相互に異なる材料からなる少なくとも２枚のレンズが接合されてなり、入射面及び出射面の両面が屈折作用のみを有する屈折面である接合レンズと、少なくとも一方のレンズ面が非球面である対物レンズとを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光ピックアップ装置は、各々、情報記録面と、情報記録面を被覆する保護層とを有し、情報記録面に対応したレーザ光の波長及び保護層の厚みの少なくとも一方が相互に異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面に、その情報記録面に対応したレーザ光を合焦させる光ピックアップ装置であって、情報記録面に対応するレーザ光をそれぞれ出射する複数波長光源と、複数波長光源から出射したレーザ光を、それぞれ対応する情報記録面に合焦させる対物光学系とを備え、対物光学系は、複数波長光源側からこの順で配列された、相互に異なる材料からなる少なくとも２枚のレンズが接合されてなり、入射面及び出射面の両面が屈折作用のみを有する屈折面である接合レンズと、少なくとも一方のレンズ面が非球面である対物レンズとを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数種類の波長のレーザ光に対して光量ロスを十分に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態１）
図１は本実施形態１に係る対物光学系１に波長４０８ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【００１４】
図２は対物光学系１に波長６６０ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【００１５】
図３は対物光学系１に波長７８０ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【００１６】
図１〜図３にその構成を表す本実施形態１に係る対物光学系１は、複数種類の光情報記録媒体６の情報記録面６Ｒに、その光情報記録媒体６の種類に応じた（具体的には、その光情報記録媒体６に対して使用されるレーザ光７の波長、保護層６Ｐの層厚等に応じた）レーザ光７を合焦させるために用いられるものである。尚、光情報記録媒体６としては、例えば、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＷ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＶＤ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＥＶＤ−Ｒ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＥＶＤ−ＲＷ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＥＶＤ−ＲＯＭ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＶＤ−ＲＡＭ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ−Ｒ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＢＤ−ＲＷ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ  ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＢＤ−ＲＯＭ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＢＤ−ＲＡＭ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＨＤ−ＤＶＤ−Ｒ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＨＤ−ＤＶＤ−ＲＷ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＨＤ−ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤ−ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の光ディスクが挙げられる。
【００１７】
ここでは、ＣＤ（波長：７５０〜８１０ｎｍ、保護層６Ｐの層厚：約１．２ｍｍ）、ＤＶＤ（波長：６３０〜６９０ｎｍ、保護層６Ｐの層厚：約０．６ｍｍ）、ＢＤ（波長：３７８〜４３８ｎｍ、保護層６Ｐの層厚：約０．１ｍｍ）の３種類の光情報記録媒体６の情報記録面６Ｒに、光情報記録媒体６の種類に応じたレーザ光７を合焦させるために用いられる対物光学系１を例に挙げて説明する。尚、本明細書においては、光情報記録媒体６のうちＢＤを６（ａ）と、ＤＶＤを６（ｂ）と、ＣＤを６（ｃ）として表すこととする。そして、これらの総称するものとして「光情報記録媒体６」を使用する。
【００１８】
本実施形態１に係る対物光学系１は、接合レンズ２と、対物レンズ５とを備えている。対物レンズ５は、少なくとも一方のレンズ面が非球面である（好ましくは、両非球面の）凸レンズであり、接合レンズ２を透過したレーザ光７を光情報記録媒体６の情報記録面６Ｒに合焦させるためのものである。尚、本実施形態１では、対物レンズ５は一枚のレンズにより構成されているが複数のレンズにより構成してもよい。
【００１９】
接合レンズ２は互いに接合された第１のレンズ３と第２のレンズ４とにより構成されている。第１のレンズ３と第２のレンズ４とは、相互に異なる材料からなるものであり、相互に異なる分散特性を有するものである。このため、接合レンズ２は、入射光によって異なる波面変換機能を有するものである。そして、接合レンズ２は、接合レンズ２からの出射光が対物レンズ５によって情報記録面６Ｒに合焦されるように、接合レンズ２に入射したレーザ光７の波面を合焦対象たる光情報記録媒体６の種類に応じた相互に異なる波面に変換して出射するように構成されている。すなわち、接合レンズ２によって、レーザ光７の波長や設置された光情報記録媒体６の保護層６Ｐの層厚が変化した場合に生ずる収差が補正されるように構成されている。従って、この接合レンズ２を設けることによって、以下に詳細に説明するように、ＢＤ６（ａ）、ＤＶＤ６（ｂ）、及びＣＤ６（ｃ）のすべての光情報記録媒体６の情報記録面６Ｒに対して、対応した波長のレーザ光７を好適に合焦することができる。
【００２０】
ここで、接合レンズ２の入射面及び出射面の両面（好ましくは、入射面、出射面、及び接合面のすべて）は屈折作用のみを有する屈折面である。例えば、第１のレンズ３及び第２のレンズ４のレンズ面が回折面（回折格子面）により構成されている場合は、ブレーズ波長のレーザ光に対しては高い回折効率が得られるものの、ブレーズ波長とは異なる波長のレーザ光に対しては十分に高い回折効率が得られない。具体的に、例えば、その回折面のブレーズ波長がＢＤ６（ａ）に使用されるレーザ光７の波長３７８〜４３８ｎｍと設定されている場合は、ＢＤ６（ａ）に対応する波長３７８〜４３８ｎｍのレーザ光について高い回折効率が得られるものの、それ以外の規格の光情報記録媒体６、すなわちＤＶＤ６（ｂ）に対応する波長６３０〜６９０ｎｍのレーザ光やＣＤ６（ｃ）に対応する波長７５０〜８１０ｎｍのレーザ光については十分に高い回折効率が得られない。すなわち、ＤＶＤ６（ｂ）やＣＤ６（ｃ）が設置された場合は比較的大きな光量ロスが生じてしまう。それに対して、本実施形態１のように、接合レンズ２の入射面及び出射面の両面（好ましくは、入射面、出射面、及び接合面のすべて）を屈折作用のみを有する屈折面で構成した場合は、上記のような光量ロスはいずれの波長のレーザ光が使用された場合であっても実質的に生じない。すなわち、接合レンズ２の入射面及び出射面の両面（好ましくは、入射面、出射面、及び接合面のすべて）を屈折作用のみを有する屈折面で構成することによって、すべての波長において光量ロスが十分に抑制された対物光学系１を実現することができる。
【００２１】
また、屈折作用のみを有する屈折面は回折面と比較してその作製が容易であり、また、高い形状寸法精度でもって作製することができる。従って、接合レンズ２の入射面及び出射面の両面（好ましくは、入射面、出射面、及び接合面のすべて）で構成することによって、製造が容易で安価に製造することができる対物光学系１を実現することができる。
【００２２】
さらに、第１のレンズ３と第２のレンズ４とを接合しておくことによって、対物光学系１の小型化を図ることができる。
【００２３】
次に、本実施形態１に係る対物光学系１に対してＢＤ６（ａ）が設置された場合について図１を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
ＢＤ６（ａ）（保護層６Ｐの層厚：０．１ｍｍ）が設置された場合は、図１において図示しない光源から、例えば、波長３７８〜４３８ｎｍの平行なレーザ光７ａが出射される。接合レンズ２は、この波長３７８〜４３８ｎｍのレーザ光７ａの波面を変換せずに透過するように構成されている。従って、接合レンズ２から平行なレーザ光７ａが出射される。ここで、本実施形態１における対物レンズ５は、波長３７８〜４３８ｎｍの平行なレーザ光７ａが保護層６Ｐの層厚が０．１ｍｍであるＢＤ６（ａ）の情報記録面６Ｒに好適に合焦するように設計されたものである。このため、対物レンズ５に入射した波長３７８〜４３８ｎｍのレーザ光７ａは対物レンズ５によって情報記録面６Ｒに好適に合焦される。
【００２５】
それに対して、図２に示すように、ＤＶＤ６（ｂ）が設置された場合は、図２において図示しない光源から、例えば、波長６３０〜６９０ｎｍの平行なレーザ光７ｂが出射される。ここで対物レンズ５はＢＤ６（ａ）に対して最適設計されたものであるため、波長６３０〜６９０ｎｍの平行なレーザ光７ｂがそのまま対物レンズ５に入射すると、収差が発生し、ＤＶＤ６（ｂ）の情報記録面６Ｒには好適に合焦されない。しかしながら、本実施形態１では対物レンズ５よりも光源（図示せず）側に接合レンズ２が配置されている。そして、この接合レンズ２は、波長６３０〜６９０ｎｍのレーザ光７ｂが対物レンズ５によってＤＶＤ６（ｂ）の情報記録面６Ｒに好適に合焦されるように波長６３０〜６９０ｎｍのレーザ光７ｂに対して球面収差を発生させるように設計されている。従って、接合レンズ２の波面変換機能により光源から出射された波長６３０〜６９０ｎｍのレーザ光７ｂはＤＶＤ６（ｂ）の情報記録面６Ｒに好適に合焦される。
【００２６】
また、図３に示すように、ＣＤ６（ｃ）が設置された場合は、図３において図示しない光源から、例えば、波長７５０〜８１０ｎｍのレーザ光７ｃが出射される。ここで、接合レンズ２は、波長７５０〜８１０ｎｍのレーザ光７ｃが対物レンズ５によってＣＤ６（ｃ）の情報記録面６Ｒに好適に合焦されるように波長７５０〜８１０ｎｍのレーザ光７ｃに対して球面収差を発生させるように設計されている。従って、接合レンズ２の波面変換機能により光源から出射された波長７５０〜８１０ｎｍのレーザ光７ｃはＣＤ６（ｃ）の情報記録面６Ｒに好適に合焦される。
【００２７】
尚、図３に示すように、図示しない光源から出射される波長７８０ｎｍのレーザ光７ｃは非平行光であることが好ましい。そうすることによって、動作距離（対物レンズ５から対物レンズ５によってレーザ光７ｃが合焦される位置までの距離）の拡大を図ることができる。
【００２８】
また、本実施形態１では、２枚のレンズが接合された接合レンズ２を有する例について説明したが、接合レンズ２は、入射面及び出射面の両面が屈折作用のみを有する屈折面により構成されている限りにおいて、３枚以上のレンズが接合されたものであってもよい。下記実施形態２では、接合レンズ２が、３枚のレンズによって構成されている例について説明する。尚、下記実施形態２の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素を実施形態１と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。
【００２９】
（実施形態２）
図４は対物光学系１１に波長４０８ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【００３０】
図５は対物光学系１１に波長６６０ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【００３１】
図６は対物光学系１１に波長７８０ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【００３２】
本実施形態２では、接合レンズ２は、光源側からこの順で配列された、第１のレンズ８、第２のレンズ９、及び第３のレンズ１０によって構成されている。
【００３３】
第１のレンズ８及び第２のレンズ９と、第２のレンズ９及び第３のレンズ１０とは、相互に異なる材料からなるものであり、相互に異なる分散特性を有するものである。このため、接合レンズ２は、入射光の波長によって異なる波面変換機能を有するものである。そして、接合レンズ２は、出射光が対物レンズ５によって情報記録面６Ｒに合焦されるように、接合レンズ２に入射したレーザ光７の波面を合焦対象たる光情報記録媒体６の種類（具体的に対応するレーザ光７の波長及び保護層６Ｐの層厚）に応じた相互に異なる波面に変換して出射するように構成されている。すなわち、接合レンズ２によって、レーザ光７の波長や設置された光情報記録媒体６の保護層６Ｐの層厚が変化した場合に生ずる収差が補正されるように構成されている。従って、この接合レンズ２を設けることによって、ＢＤ６（ａ）、ＤＶＤ６（ｂ）、及びＣＤ６（ｃ）のすべての光情報記録媒体６の情報記録面６Ｒに対して、対応した波長のレーザ光７を好適に合焦することができる。
【００３４】
また、接合レンズ２の入射面及び出射面の両面（好ましくは、入射面、出射面、及び２つの接合面のすべて）が屈折作用のみを有する屈折面により構成されている。従って、上記実施形態１の場合と同様に、本実施形態２に係る対物光学系１１は、いずれの波長のレーザ光７に対しても光量ロスが十分に抑制されたものであり、また、製造が容易で安価に製造することができるものである。
【００３５】
続いて、実施形態１（又は２）に係る対物光学系１（１１）を備えた光学機器の一例として光ピックアップ装置２０について図７を参照しながら説明する。
【００３６】
光ピックアップ装置２０は、複数波長光源２１と、ビームスプリッタ２２及び２３と、コリメータ２４と、ビームスプリッタ２５と、検出器２６と、対物光学系１（１１）とを備えている。
【００３７】
複数波長光源２１は、相互に波長の異なる複数種類のレーザ光７を選択的に出射可能なものである。詳細には、複数波長光源２１は、それら複数種類のレーザ光７のうち、情報記録面６Ｒに対応するレーザ光７ｃ（例えば、ＣＤの場合は波長が７５０〜８１０ｎｍの範囲に属するレーザ光、ＤＶＤの場合は波長が６３０〜６９０ｎｍの範囲に属するレーザ光７ｂ、ＢＤの場合は波長が３７８〜４３８ｎｍの範囲に属するレーザ光７ａ）を出射する。
【００３８】
具体的には、複数波長光源２１は、相互に波長の異なるレーザ光７を出射させる複数の光源（レーザー光源）を備えていてもよい。例えば、図７に示すように、複数波長光源２１が、波長が６３０〜６９０ｎｍの範囲に属するレーザ光７ｂを出射する光源２１ａと、波長が３７８〜４３８ｎｍの範囲に属するレーザ光７ａを出射する光源２１ｂと、波長が７５０〜８１０ｎｍの範囲に属するレーザ光７ｃを出射する光源２１ｃとを備えていてもよい。
【００３９】
光源２１ａからのレーザ光７ｂは、ビームスプリッタ２３の反射面２３ａによってその光路が曲げられ、対物光学系１（１１）方向へと導かれる。光源２１ｂからのレーザ光７ａは、ビームスプリッタ２２の反射面２２ａによってその光路が曲げられ、ビームスプリッタ２３を透過して対物光学系１（１１）方向へと導かれる。光源２１ｃからのレーザ光７ｃはビームスプリッタ２２及び２３を透過して対物光学系１（１１）方向へと導かれる。
【００４０】
コリメータ２４は、複数波長光源２１から出射されたレーザ光７を平行光束（レーザ光７ｃに対しては所定の発散光）に変換する機能を有する。コリメータ２４は、１枚のレンズによって構成されていてもよい。また、コリメータ２４は、２枚のレンズ、例えば、凹レンズと凸レンズとを含む光学系によって構成されていてもよい。
【００４１】
ここではコリメータ２４はビームスプリッタ２３、２２よりも光情報記録媒体６寄りに配置する構成が採用されているが、例えば、ビームスプリッタ２３と光源２１ａとの間に光源２１ａ専用に設計されたのコリメータを配置し、ビームスプリッタ２２と光源２１ｂ、２１ｃとの間のそれぞれに光源２１ｂ、２１ｃそれぞれに専用に設計されたのコリメータを設けてもよい。
【００４２】
コリメータ２４ににより平行光束に（レーザ光７ｃの場合は所定の発散光束に）変換されたレーザ光７は、ビームスプリッタ２５を透過して対物光学系１（１１）に入射する。
【００４３】
そして、対物光学系１（１１）により各光源２１ａ〜２１ｃから出射されたレーザ光７は、上述の如く、対物光学系１（１１）によって設置された光情報記録媒体６の種類に応じた相互に異なる波面に変換されるので、ＢＤ６（ａ）、ＤＶＤ６（ｂ）、及びＣＤ６（ｃ）のすべての光情報記録媒体６の情報記録面６Ｒに対して、対応した波長のレーザ光７が好適に合焦される。
【００４４】
そして、対物レンズ５により情報記録面６Ｒに合焦されたレーザ光７は、情報記録面６Ｒにより反射、又は散乱される。情報記録面６Ｒにより反射されたレーザ光７は再び対物光学系１（１１）に入射し、ビームスプリッタ２５の反射面２５ａにより反射されて検出器２６に入射する。検出器２６において反射光の強度が測定され、その測定された強度に基づいて情報記録面６Ｒに記録された情報が検出される。
【００４５】
尚、ＣＤ６（ｃ）が配置された場合は、コリメータ２４の位置を調節することによって接合レンズ２に非平行光を入射させることができる。同様に、コリメータ２４の位置を調節して接合レンズ２に入射するレーザ光７の形状を変化させることによって、例えばレーザ光７の波長が等しく、保護層６Ｐの層厚のみが異なる光情報記録媒体６（例えば、ＨＤ−ＤＶＤ等）の情報記録面６Ｒにも好適に合焦させることができる。また、リレーレンズを併用してもよい。
【００４６】
尚、ビームスプリッタ２２、２３に代えて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よい。すなわち、１又は複数のビームスプリッタ、１又は複数のダイクロイックミラー、及び１又は複数の平面ミラーを任意に組み合わせて光路合成手段を構成しても構わない。また、例えば、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃが一つの航路上に設けられている場合や、光学系の位置に合わせて移動可能であるような場合には、光路合成手段は必ずしも必須ではない。
【００４７】
尚、上記実施形態１及び２では、ＢＤ及びＤＶＤは無限系、ＣＤは有限系という構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＢＤ及びＤＶＤのうちの一方が有限系であり、他方とＣＤとが無限系であってもよい。但し、保護層６Ｐの層厚が最も厚く、同一の対物レンズ５を使用した場合に最も動作距離が短くなるＣＤを有限系とすることが最も好ましい。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を実施した対物光学系について、コンストラクションデータ、収差図等を挙げてさらに具体的に説明する。ここで説明する数値実施例１及び２は、上記第１及び第２の実施形態にそれぞれ対応する数値実施例である。第１、第２の実施形態を表すレンズ構成図（図１〜図６）は対応する数値実施例のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００４９】
各数値実施例のコンストラクションデータにおいて、
＃ｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）：光源側から数えてｉ番目の面（数値実施例１において、＃１〜＃４は接合レンズ２のレンズ面、＃５、６は対物レンズ５のレンズ面、＃７は保護層６Ｐの光源側表面、＃８は情報記録面６Ｒ、数値実施例２において、＃１〜＃６は接合レンズ２のレンズ面、＃７、８は対物レンズ５のレンズ面、＃９は保護層６Ｐの光源側表面、＃１０は情報記録面６Ｒ）、
ｒ（ｍｍ）：光軸上での曲率半径、
ｄ（ｍｍ）：光軸上における面間距離、
ｎ（λ）：波長λ（ｎｍ）のレーザ光に対する屈折率、
である。
【００５０】
下記数値実施例１中の面＃１〜＃６、数値実施例２中の面＃１、＃４〜＃８のそれぞれは非球面であり、その形状は、下記数式（１）により表される。各面の非球面データを他のデータと合わせて示す（表４、表８）。尚、数値実施例２における面＃２、３は球面である。
【００５１】
【数１】
2007257782.tif 000003
【００５２】
ここで、
ｈ（ｍｍ）：光軸からの高さ、
Ｘ（ｍｍ）：光軸からの高さがｈである非球面上の点の非球面頂点の接平面からの距離、
Ｃj（ｍｍ−1）：第ｊ面の非球面頂点の曲率（Ｃj＝１／Ｒj、Ｒj（ｍｍ）：光軸上の曲率半径）、
ｋj：第ｊ面の円錐定数、
Ａj，n：第ｊ面のｎ次の非球面係数、
である。
【００５３】
−数値実施例１−
【００５４】
【表１】
2007257782.tif 000004
【００５５】
【表２】
2007257782.tif 000005
【００５６】
【表３】
2007257782.tif 000006
【００５７】
本数値実施例１において、
波長４０８ｎｍのレーザ光７ａの入射瞳上での直径：４．０ｍｍ、
波長４０８ｎｍのレーザ光７ａに対する対物レンズ５のＮＡ：０．８５、
波長４０８ｎｍのレーザ光７ａに対する対物レンズ５の焦点距離：約２．４ｍｍ、
波長４０８ｎｍのレーザ光７ａに対する接合レンズ２と対物レンズ５との合成焦点距離：約２．４ｍｍ、
波長６６０ｎｍのレーザ光７ａの入射瞳上での直径：３．２ｍｍ、
波長６６０ｎｍのレーザ光７ａに対する対物レンズ５のＮＡ：０．６５、
波長６６０ｎｍのレーザ光７ａに対する接合レンズ２と対物レンズ５との合成焦点距離：約２．４ｍｍ、
波長７８０ｎｍのレーザ光７ａの入射瞳上での直径：２．５ｍｍ、
波長７８０ｎｍのレーザ光７ａに対する対物レンズ５のＮＡ：０．５、
波長７８０ｎｍのレーザ光７ａに対する接合レンズ２と対物レンズ５との合成焦点距離：約２．４ｍｍ、
である。
【００５８】
下記表４に本数値実施例１における各面の非球面データを示す。また、図８にレーザ光７の波長が４０８ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）を、図９にレーザ光７の波長が６６０ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）を、図１０にレーザ光７の波長が７８０ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）を示す。
【００５９】
尚、レーザ光７の波長が４０８ｎｍのときの軸上入射光線に対する波面収差はＲＭＳ値で０．００８λであった（λ：波長（ｎｍ））。レーザ光７の波長が６６０ｎｍのときの軸上入射光線に対する波面収差はＲＭＳ値で０．０２３λであった（λ：波長（ｎｍ））。また、レーザ光７の波長が７８０ｎｍのときの軸上入射光線に対する波面収差はＲＭＳ値で０．０１９λであった（λ：波長（ｎｍ））。
【００６０】
【表４】
2007257782.tif 000007
【００６１】
−数値実施例２−
【００６２】
【表５】
2007257782.tif 000008
【００６３】
【表６】
2007257782.tif 000009
【００６４】
【表７】
2007257782.tif 000010
【００６５】
本数値実施例２において、
波長４０８ｎｍのレーザ光７ａの入射瞳上での直径：４．０ｍｍ、
波長４０８ｎｍのレーザ光７ａに対する対物レンズ５のＮＡ：０．８５、
波長４０８ｎｍのレーザ光７ａに対する対物レンズ５の焦点距離：約２．４ｍｍ、
波長４０８ｎｍのレーザ光７ａに対する接合レンズ２と対物レンズ５との合成焦点距離：約２．４ｍｍ、
波長６６０ｎｍのレーザ光７ａの入射瞳上での直径：３．３ｍｍ、
波長６６０ｎｍのレーザ光７ａに対する対物レンズ５のＮＡ：０．６５、
波長６６０ｎｍのレーザ光７ａに対する接合レンズ２と対物レンズ５との合成焦点距離：約２．２ｍｍ、
波長７８０ｎｍのレーザ光７ａの入射瞳上での直径：２．６ｍｍ、
波長７８０ｎｍのレーザ光７ａに対する対物レンズ５のＮＡ：０．５、
波長７８０ｎｍのレーザ光７ａに対する接合レンズ２と対物レンズ５との合成焦点距離：約２．２ｍｍ、
である。
【００６６】
下記表８に本数値実施例１における各面の非球面データを示す。また、図１１にレーザ光７の波長が４０８ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）を、図１２にレーザ光７の波長が６６０ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）を、図１３にレーザ光７の波長が７８０ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）を示す。
【００６７】
尚、レーザ光７の波長が４０８ｎｍのときの軸上入射光線に対する波面収差はＲＭＳ値で０．０１５λであった（λ：波長（ｎｍ））。レーザ光７の波長が６６０ｎｍのときの軸上入射光線に対する波面収差はＲＭＳ値で０．０２２λであった（λ：波長（ｎｍ））。また、レーザ光７の波長が７８０ｎｍのときの軸上入射光線に対する波面収差はＲＭＳ値で０．０３２λであった（λ：波長（ｎｍ））。
【００６８】
【表８】
2007257782.tif 000011
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、複数の規格の光情報記録媒体（例えば、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、ＥＶＤ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等のうちのいずれか２つ以上）に対して記録や再生を行う、例えば、コンピューター用の光記録／再生装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施形態１（数値実施例１）に係る対物光学系１に波長４０８ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【図２】実施形態１（数値実施例１）に係る対物光学系１に波長６６０ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【図３】実施形態１（数値実施例１）に係る対物光学系１に波長７８０ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【図４】実施形態２（数値実施例２）に係る対物光学系１１に波長４０８ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【図５】実施形態２（数値実施例２）に係る対物光学系１１に波長６６０ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【図６】実施形態２（数値実施例２）に係る対物光学系１１に波長７８０ｎｍのビーム光を入射させた場合の概略光路図である。
【図７】光ピックアップ装置２０の要部構成を表す概念図である。
【図８】レーザ光７の波長が４０８ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）である。
【図９】レーザ光７の波長が６６０ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）である。
【図１０】レーザ光７の波長が７８０ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）である。
【図１１】レーザ光７の波長が４０８ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）である。
【図１２】レーザ光７の波長が６６０ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）である。
【図１３】レーザ光７の波長が７８０ｎｍのときの球面収差図（ａ）、及び正弦条件（ｂ）である。
【符号の説明】
【００７１】
１、１１      対物光学系
２      接合レンズ
３、８      第１のレンズ
４、９      第２のレンズ
５      対物レンズ
６      光情報記録媒体
６Ｐ    保護層
６Ｒ    情報記録面
７      レーザ光
１０      第３のレンズ
２０      光ピックアップ装置
２１      複数波長光源
２２、２３、２５      ビームスプリッタ
２４      コリメータ
２６      検出器
【図１】
2007257782.tif 000012
【図２】
2007257782.tif 000013
【図３】
2007257782.tif 000014
【図４】
2007257782.tif 000015
【図５】
2007257782.tif 000016
【図６】
2007257782.tif 000017
【図７】
2007257782.tif 000018
【図８】
2007257782.tif 000019
【図９】
2007257782.tif 000020
【図１０】
2007257782.tif 000021
【図１１】
2007257782.tif 000022
【図１２】
2007257782.tif 000023
【図１３】
2007257782.tif 000024