(57)【要約】【課題】ビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去し、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を付与することができ、光学素子７を光ピックアップ装置の本体に簡便かつ適切に設置することができ、ひいては、光学的情報記録媒体に対する記録および／または再生を高精度に行うことができ、製造効率を向上させることができる光ピックアップ装置およびこれに用いる光学素子を提供すること。【解決手段】第１の光学面１１が、復路光がビームスプリッタ１９を透過することによって発生した収差を除去し、ビームスプリッタ１９を透過した復路光にフォーカスエラー信号の検出のための非点収差を付与する機能を有すること。【選択図】図１
2007226861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレントな光を出射する光源と、
この光源から出射された前記光を光学的情報記録媒体上に集光させる対物レンズと、
前記光学的情報記録媒体によって反射された後の前記光である復路光を透過させるビームスプリッタと、
このビームスプリッタを透過した前記復路光を受光する受光素子と
を有する光ピックアップ装置であって、
前記ビームスプリッタと前記受光素子との間の光路上に、第１の光学面および第２の光学面を有し、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光を前記第１の光学面および前記第２の光学面を通して前記受光素子の側に透過させる光学素子が配設され、
前記第１の光学面および前記第２の光学面が、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光の中心である光線光軸との交点における前記光線光軸とのなす角度が９０°となるような形状に形成され、
前記第１の光学面が、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光から、前記復路光が前記ビームスプリッタを透過することによって発生した収差を除去する機能と、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光に、フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を付与する機能とを併有すること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記第１の光学面が、次の（１）および（２）の各条件式、
ｚ＝ａｘ２＋ｂｘｙ＋ｃｙ２＋ｄｘ３＋ｅｘ２ｙ＋ｆｘｙ２＋ｇｙ３      （１）
（ａ−ｃ）２＋ｂ２≠０      （２）
但し、
ｚ：前記第１の光学面と前記光線光軸との交点を原点とした前記第１の光学面上の任意の点の前記光線光軸に平行なｚ軸方向の座標
ｘ：前記任意の点の前記ｚ軸方向に直交するｘ軸方向の座標
ｙ：前記任意の点の前記ｚ軸方向および前記ｘ軸方向に直交するｙ軸方向の座標
ａ〜ｇ：任意の実数
を満足すること
を特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
更に、前記第１の光学面が、次の（３）の条件式、
ｂ≠０ （３）
を満足すること
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４】
前記ビームスプリッタを透過することによって発生した収差が、非点収差およびコマ収差の少なくとも一方を含むこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
コヒーレントな光を出射する光源と、この光源から出射された前記光を光学的情報記録媒体上に集光させる対物レンズと、前記光学的情報記録媒体によって反射された後の前記光である復路光を透過させるビームスプリッタと、このビームスプリッタを透過した前記復路光を受光する受光素子とを有する光ピックアップ装置における前記ビームスプリッタと前記受光素子との間の光路上に配設され、第１の光学面および第２の光学面を有し、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光を前記第１の光学面および前記第２の光学面を通して前記受光素子の側に透過させる光学素子であって、
前記第１の光学面および前記第２の光学面が、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光の中心である光線光軸との交点における前記光線光軸とのなす角度が９０°となるような形状に形成され、
前記第１の光学面が、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光から、前記復路光が前記ビームスプリッタを透過することによって発生した収差を除去する機能と、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光に、フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を付与する機能とを併有すること
を特徴とする光学素子。
【請求項６】
前記第１の光学面が、次の（１）および（２）の各条件式、
ｚ＝ａｘ２＋ｂｘｙ＋ｃｙ２＋ｄｘ３＋ｅｘ２ｙ＋ｆｘｙ２＋ｇｙ３      （１）
（ａ−ｃ）２＋ｂ２≠０      （２）
但し、
ｚ：前記第１の光学面と前記光線光軸との交点を原点とした前記第１の光学面上の任意の点の前記光線光軸に平行なｚ軸方向の座標
ｘ：前記任意の点の前記ｚ軸方向に直交するｘ軸方向の座標
ｙ：前記任意の点の前記ｚ軸方向および前記ｘ軸方向に直交するｙ軸方向の座標
ａ〜ｇ：任意の実数
を満足すること
を特徴とする請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
更に、前記第１の光学面が、次の（３）の条件式、
ｂ≠０ （３）
を満足すること
を特徴とする請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
前記ビームスプリッタを透過することによって発生した収差が、非点収差およびコマ収差の少なくとも一方を含むこと
を特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の光学素子。
【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およびこれに用いる光学素子に係り、特に、非点収差方式を用いたフォーカスサーボを行うのに好適な光ピックアップ装置およびこれに用いる光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ディスク等の光学的情報記録媒体への光情報の書き込み（以下、記録と称する）および光学的情報記録媒体に記録されている光情報の読み出し（以下、再生と称する）の少なくとも一方を行う光ピックアップ装置では、記録や再生を高精度に行うために、光源から出射された光を、対物レンズによって光学的情報記録媒体の記録面上に適正に照射することが重要であった。
【０００３】
このため、従来から、このような光ピックアップ装置では、光学的情報記録媒体の記録面上に対物レンズの焦点が合焦されるように、対物レンズを光軸方向に移動調整するフォーカスサーボが行われていた。
【０００４】
このようなフォーカスサーボを行うには、光学的情報記録媒体と対物レンズの焦点位置との距離（誤差）に関する情報を示すフォーカスエラー信号を検出することが必要となる。
【０００５】
このフォーカスエラー信号を検出する代表的な方式として、いわゆる非点収差方式が知られている。
【０００６】
この非点収差方式では、光学的情報記録媒体と、光源から出射されて光学的情報記録媒体によって反射された後の光である復路光（以下、同様）を受光する受光素子との間の光路上に、シリンドリカルレンズ等の光学素子を配置し、この光学素子によって復路光に非点収差を付与するようになっていた。
【０００７】
非点収差を付与された復路光（トラッキングサーボに３ビームを用いる場合には後述する復路３ビームにおけるメインビーム）は、受光素子の受光面によって光スポットとして受光される。なお、受光素子の受光面は、通常は、互いに直角に交差する十字状の２つの分割線（以下、十字分割線と称する）によって４つの領域に４分割された４分割受光面とされている。
【０００８】
この光スポットは、光学的情報記録媒体に対して対物レンズの焦点が合焦となった場合には円形状となり、対物レンズが光学的情報記録媒体に近すぎる場合には楕円形状となり、対物レンズが光学的情報記録媒体から遠すぎる場合には、近すぎる場合の楕円形状に直交する楕円形状となる。
【０００９】
なお、受光素子の受光面が４分割受光面の場合には、前述した楕円形状の光スポットは、正確なフォーカスエラー信号を検出する観点から、楕円形状の長軸（長手方向）が、４分割受光面の十字分割線のうちの１つの分割線に対して、十字分割線を含む仮想平面と同一平面上における時計回りに＋４５°または−４５°の角度を有することが理想とされている。
【００１０】
そして、光スポットからは、受光素子の演算によってフォーカスエラー信号が検出される。この受光素子による演算は、４分割受光面の場合には、次のようになる。
【００１１】
すなわち、４分割受光面における４つの受光面のそれぞれによる光スポット（それぞれ一部ずつ）の検出量を、十字分割線を含む仮想平面と同一平面上における時計回りにＡ、Ｂ、ＣおよびＤとした場合、フォーカスエラー信号の値は、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）となる。
【００１２】
したがって、この場合、円形状の光スポットからは、受光素子による演算によって対物レンズの位置に誤差がないこと（合焦であること）を示す値が０のフォーカスエラー信号が検出される。また、対物レンズが光学的情報記録媒体に近すぎる場合における楕円形状の光スポットからは、誤差があることを示す正の値のフォーカスエラー信号が検出される。さらに、対物レンズが光学的情報記録媒体から遠すぎる場合における楕円形状の光スポットからは、誤差があることを示す負の値のフォーカスエラー信号が検出される。
【００１３】
このように、フォーカスエラー信号は、光学的情報記録媒体に対する対物レンズの位置に応じて値が変化するため、対物レンズの位置を横軸とし、フォーカスエラー信号の値を縦軸とし、対物レンズの各位置ごとのフォーカスエラー信号の値を示す点を繋ぐと、Ｓ字のカーブが得られることになる。
【００１４】
ところで、この種の光ピックアップ装置では、光学的情報記録媒体と前述した光学素子との間の光路上に、平板状のビームスプリッタを、復路光の進行方向に対して傾き（通常は４５°）を有するように配置することがあった。
【００１５】
このビームスプリッタは、例えば、光源から出射された光を光学的情報記録媒体側に反射させ、光学的情報記録媒体によって反射された復路光を受光素子側に透過させるために用いられていた。
【００１６】
ここで、従来から、このようなビームスプリッタを復路光が透過することによって、復路光に収差（以下、ビームスプリッタ透過時発生収差と称する）（以下、同様）が発生してしまうことが問題となっていた。このビームスプリッタ透過時発生収差は、主としてコマ収差および非点収差であった。
【００１７】
具体的には、ビームスプリッタ透過時発生収差が非点収差の場合には、復路光が前述した光学素子を透過した際には、復路光が、光学素子によって付与された非点収差以上の非点収差を有してしまうことになる。これにより、対物レンズが合焦位置にあるにもかかわらずフォーカスエラー信号の値が０からずれてしまう現象であるオフセットが生じ、正確なフォーカスエラー信号を検出することができなくなる。この結果、光学的情報記録媒体への記録あるいは光学的情報記録媒体の再生の精度を劣化させることになる。
【００１８】
また、ビームスプリッタ透過時発生収差がコマ収差の場合には、受光素子の受光面において検出される光スポットの形状が悪化し、非点収差の場合と同様に、光学的情報記録媒体への記録あるいは光学的情報記録媒体の再生の精度を劣化させることになる。
【００１９】
したがって、ビームスプリッタ透過時発生収差を低減させることが、高精度な記録や再生を実現する上で重要であった。
【００２０】
そこで、このようなビームスプリッタ透過時発生収差を低減させることを目的として、これまでにも、図３に示すように、ビームスプリッタと受光素子との間の光路上に、ビームスプリッタ側および受光素子側の双方のレンズ面（異方性曲面）１、２が、ビームスプリッタを透過した復路光の中心である光線光軸３に対して傾きを有する光学素子５を配置することが提案されていた。
【００２１】
この光学素子５は、ビームスプリッタ側のレンズ面１によって、ビームスプリッタを透過した復路光から、ビームスプリッタ透過時発生収差を除去し、受光素子側のレンズ面２によって、復路光に、フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を付与するようになっていた。
【００２２】
【特許文献１】特開２０００−３４８３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、前述したような２つのレンズ面１、２の双方が光線光軸３に対して傾きを有する光学素子５は、図４に示すように、受光素子側のレンズ面２の径方向における中心となる外径中心Ｓ１と、受光素子側のレンズ面２の面形状の中心（換言すれば、設計上の中心）となる形状中心Ｓ２とが互いにずれている。
【００２４】
このため、金型の寸法精度等の光学素子５の製造時の精度如何によっては、図５に示すように、実際に作製されたレンズ面の形状中心Ｓ２’が、設計時に狙った形状中心Ｓ２から図５のθ方向にずれる現象が生じることがあった。この現象は、θ偏芯と呼称されている。
【００２５】
そして、このθ偏芯の影響により、光学素子５の受光素子側のレンズ面２上での光線出射位置が設計時の狙いからずれ、この結果、復路光からビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去することができず、また、これにともなって、復路光に過剰な非点収差を付与してしまうことによって正確なフォーカスエラー信号を検出することができなくなるといった問題が生じていた。
【００２６】
さらに、光学素子５を光ピックアップ装置の本体に設置する際には、光学素子５を光軸回りに回転させながら、ビームスプリッタ透過時発生収差を除去し、かつ、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のための非点収差を付与するために最適な位置（回転位置）で光学素子５を設置すべきところ、レンズ面１、２が光線光軸３に対して傾いている場合には、最適な位置を決め難いため、光学素子５の設置が困難になるといった問題も生じていた。
【００２７】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、復路光からビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去するとともに、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を付与することができ、さらに、光学素子を光ピックアップ装置の本体に簡便かつ適切に設置することができ、ひいては、光学的情報記録媒体への記録および光学的情報記録媒体の再生の少なくとも一方を高精度に行うことができ、さらに、光ピックアップ装置の製造効率を向上させることができる光ピックアップ装置およびこれに用いる光学素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る光ピックアップ装置の特徴は、コヒーレントな光を出射する光源と、この光源から出射された前記光を光学的情報記録媒体上に集光させる対物レンズと、前記光学的情報記録媒体によって反射された後の前記光である復路光を透過させるビームスプリッタと、このビームスプリッタを透過した前記復路光を受光する受光素子とを有する光ピックアップ装置であって、前記ビームスプリッタと前記受光素子との間の光路上に、第１の光学面および第２の光学面を有し、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光を前記第１の光学面および前記第２の光学面を通して前記受光素子の側に透過させる光学素子が配設され、前記第１の光学面および前記第２の光学面が、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光の中心である光線光軸との交点における前記光線光軸とのなす角度が９０°となるような形状に形成され、前記第１の光学面が、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光から、前記復路光が前記ビームスプリッタを透過することによって発生した収差を除去する機能と、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光に、フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を付与する機能とを併有する点にある。
【００２９】
そして、この請求項１に係る発明によれば、光学機能部における第１の光学面および第２の光学面を、光線光軸との交点において光線光軸に対して傾きを有しない形状に形成したうえで、第１の光学面により、ビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去するとともに、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を付与することが可能となり、さらに、第１光学面および第２光学面を、光線光軸との交点において、光線光軸に対して傾きを有しない形状に形成したことにより、光学素子を光ピックアップ装置の本体に簡便かつ適切に設置することが可能となる。
【００３０】
また、請求項２に係る光ピックアップ装置の特徴は、請求項１において、前記第１の光学面が、次の（１）および（２）の各条件式、
ｚ＝ａｘ２＋ｂｘｙ＋ｃｙ２＋ｄｘ３＋ｅｘ２ｙ＋ｆｘｙ２＋ｇｙ３      （１）
（ａ−ｃ）２＋ｂ２≠０      （２）
但し、
ｚ：前記第１の光学面と前記光線光軸との交点を原点とした前記第１の光学面上の任意の点の前記光線光軸に平行なｚ軸方向の座標
ｘ：前記任意の点の前記ｚ軸方向に直交するｘ軸方向の座標
ｙ：前記任意の点の前記ｚ軸方向および前記ｘ軸方向に直交するｙ軸方向の座標
ａ〜ｇ：任意の実数
を満足する点にある。
【００３１】
そして、この請求項２に係る発明によれば、更に、光学素子における第１の光学面が（１）および（２）の各条件式を満足するようにすることによって、ビームスプリッタ透過時発生収差をさらに確実に除去するとともに、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を確実に付与することが可能となる。
【００３２】
さらに、請求項３に係る光ピックアップ装置の特徴は、請求項２において、更に、前記第１の光学面が、次の（３）の条件式、
ｂ≠０ （３）
を満足する点にある。
【００３３】
そして、この請求項３に係る発明によれば、更に、光学素子における第１の光学面が（３）の条件式を満足するようにすることによって、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差をさらに確実に付与することが可能となる。
【００３４】
さらにまた、請求項４に係る光ピックアップ装置の特徴は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記ビームスプリッタを透過することによって発生した収差が、非点収差およびコマ収差の少なくとも一方を含む点にある。
【００３５】
そして、この請求項４に係る発明によれば、光学素子における第１の光学面により、非点収差およびコマ収差の少なくとも一方を含むビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去することが可能となる。
【００３６】
また、請求項５に係る光学素子の特徴は、コヒーレントな光を出射する光源と、この光源から出射された前記光を光学的情報記録媒体上に集光させる対物レンズと、前記光学的情報記録媒体によって反射された後の前記光である復路光を透過させるビームスプリッタと、このビームスプリッタを透過した前記復路光を受光する受光素子とを有する光ピックアップ装置における前記ビームスプリッタと前記受光素子との間の光路上に配設され、第１の光学面および第２の光学面を有し、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光を前記第１の光学面および前記第２の光学面を通して前記受光素子の側に透過させる光学素子であって、前記第１の光学面および前記第２の光学面が、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光の中心である光線光軸との交点における前記光線光軸とのなす角度が９０°となるような形状に形成され、前記第１の光学面が、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光から、前記復路光が前記ビームスプリッタを透過することによって発生した収差を除去する機能と、前記ビームスプリッタを透過した前記復路光に、フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を付与する機能とを併有する点にある。
【００３７】
そして、この請求項５に係る発明によれば、第１の光学面および第２の光学面を、光線光軸との交点において光線光軸に対して傾きを有しない形状に形成したうえで、第１の光学面により、ビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去するとともに、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を付与することが可能となり、さらに、第１光学面および第２光学面を、光線光軸との交点において光線光軸に対して傾きを有しない形状に形成したことにより、光学素子を光ピックアップ装置の本体に簡便かつ適切に設置することが可能となる。
【００３８】
さらに、請求項６に係る光学素子の特徴は、請求項５において、前記第１の光学面が、次の（１）および（２）の各条件式、
ｚ＝ａｘ２＋ｂｘｙ＋ｃｙ２＋ｄｘ３＋ｅｘ２ｙ＋ｆｘｙ２＋ｇｙ３      （１）
（ａ−ｃ）２＋ｂ２≠０      （２）
但し、
ｚ：前記第１の光学面と前記光線光軸との交点を原点とした前記第１の光学面上の任意の点の前記光線光軸に平行なｚ軸方向の座標
ｘ：前記任意の点の前記ｚ軸方向に直交するｘ軸方向の座標
ｙ：前記任意の点の前記ｚ軸方向および前記ｘ軸方向に直交するｙ軸方向の座標
ａ〜ｇ：任意の実数
を満足する点にある。
【００３９】
そして、この請求項６に係る発明によれば、更に、第１の光学面が（１）および（２）の各条件式を満足するようにすることによって、ビームスプリッタ透過時発生収差をさらに確実に除去するとともに、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を確実に付与することが可能となる。
【００４０】
さらにまた、請求項７に係る光学素子の特徴は、請求項６において、更に、前記第１の光学面が、次の（３）の条件式、
ｂ≠０ （３）
を満足する点にある。
【００４１】
そして、この請求項７に係る発明によれば、更に、第１の光学面が（３）の条件式を満足するようにすることによって、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差をさらに確実に付与することが可能となる。
【００４２】
また、請求項８に係る光学素子の特徴は、請求項５〜７のいずれか1項において、前記ビームスプリッタを透過することによって発生した収差が、非点収差およびコマ収差の少なくとも一方を含む点にある。
【００４３】
そして、この請求項８に係る発明によれば、第１の光学面により、非点収差およびコマ収差の少なくとも一方を含むビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去することが可能となる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る光ピックアップ装置およびこれに用いる光学素子によれば、復路光からビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去するとともに、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を付与することができ、さらに、光学素子を光ピックアップ装置の本体に簡便かつ適切に設置することができ、ひいては、光学的情報記録媒体への記録および光学的情報記録媒体の再生の少なくとも一方を高精度に行うことができ、さらに、光ピックアップ装置の製造効率を向上させることができる。
【００４５】
また、本発明によれば、第１の光学面の形状を（１）および（２）の各条件式を満足する３次関数で規定したことにより、復路光からビームスプリッタ透過時発生収差をさらに確実に除去するとともに、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を確実に付与することができる。
【００４６】
さらに、本発明によれば、第１の光学面の形状を更に（３）の条件式をも満足する３次関数で規定したことにより、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差をさらに確実に付与することができる。
【００４７】
さらにまた、本発明によれば、ビームスプリッタ透過時発生収差として、特に、コマ収差および非点収差の少なくとも一方を有効に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置およびこれに用いる光学素子の実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
【００４９】
図１に示すように、本実施形態における光学素子７は、光学機能部８と、この光学機能部８を囲むホルダ９とによって構成されている。
【００５０】
光学機能部８とホルダ9とは、樹脂材料の射出成形によって一体的に形成するようにしてもよい。
【００５１】
光学機能部８における受光素子側（図１における右側）の面には、第１の光学面としての第１レンズ面１１が形成されており、この第１レンズ面１１は、ビームスプリッタを透過した復路光からビームスプリッタ透過時発生収差を除去する機能と、ビームスプリッタを透過した復路光にフォーカスエラー信号の検出のための非点収差を付与する機能とを併有している。
【００５２】
一方、光学機能部８におけるビームスプリッタ側（図１における左側）の面には、第２の光学面としての第２レンズ面１２が形成されている。
【００５３】
本実施形態において、第１レンズ面１１は、復路光の中心である光線光軸１４との交点Ｐ１における光線光軸１４とのなす角度が９０°となるような形状に形成されている。
【００５４】
また、本実施形態において、第２レンズ面１２は、光線光軸１４との交点Ｐ２における光線光軸１４とのなす角度が９０°となるような形状に形成されている。
【００５５】
すなわち、第１レンズ面１１および第２レンズ面１２は、光線光軸１４との交点において、光線光軸１４に対して傾きを有しない形状に形成されている。
【００５６】
さらに換言すれば、第１レンズ面１１および第２レンズ面１２は、それぞれ、前述した外径中心と形状中心とが互いに一致した形状に形成されている。
【００５７】
これにより、光学素子７の製造時において前述したθ偏芯の影響が無くなり、第１レンズ面１１が、ビームスプリッタを透過した復路光からビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去するとともに、ビームスプリッタを透過した復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を付与することが可能となる。
【００５８】
なお、第２レンズ面１２は、回転対称の非球面形状に形成されていることが、より好ましい。
【００５９】
さらに、本実施形態において、第１レンズ面１１は、次の（１）および（２）の各条件式を満足する。
【００６０】
ｚ＝ａｘ２＋ｂｘｙ＋ｃｙ２＋ｄｘ３＋ｅｘ２ｙ＋ｆｘｙ２＋ｇｙ３      （１）
（ａ−ｃ）２＋ｂ２≠０      （２）
但し、（１）式におけるｚは、第１レンズ面１１と光線光軸１４との交点Ｐ１を原点とした第１レンズ面１１上の任意の点の光線光軸１４に平行なｚ軸方向（図１における横方向）の座標である。また、（１）式におけるｘは、第１レンズ面１１と光線光軸１４との交点Ｐ１を原点とした第１レンズ面１１上の任意の点のｚ軸方向に直交するｘ軸方向（図１における縦方向）の座標である。さらに、（１）式におけるｙは、第１レンズ面１１と光線光軸１４との交点Ｐ１を原点とした第１レンズ面１１上の任意の点のｚ軸方向およびｘ軸方向に直交するｙ軸方向（図１における紙面垂直方向）の座標である。さらにまた、（１）式および（２）式におけるａ〜ｃは、任意の実数である。また、（１）式におけるｄ〜ｇは、任意の実数である。
【００６１】
ここで、（１）式は、第１レンズ面１１が、光線光軸１４との交点Ｐ１における光線光軸１４とのなす角度が９０°となる３次関数で規定された曲面であることを示している。
【００６２】
また、（１）式は、第１レンズ面１１が、ビームスプリッタを透過した復路光からビームスプリッタ透過時発生収差を除去することができることを示している。なお、第１レンズ面１１によって除去されるビームスプリッタ透過時発生収差には、前述した楕円形状の光スポットにおける長軸が、４分割受光面の十字分割線のうちの１つの分割線に対して、十字分割線を含む仮想平面と同一平面上における時計回りに＋４５°または−４５°の角度を有するような理想的な方向の非点収差とは異なる方向の非点収差が含まれている。
【００６３】
一方、（２）式は、第１レンズ面１１が、ビームスプリッタを透過した復路光に対して、任意の方向の非点収差を付与することができることを示している。
【００６４】
そして、このような（２）式を踏まえた上で、（１）式におけるａ〜ｇの各係数の値を適宜設定することで、ビームスプリッタを透過した復路光に対して前述した理想的な方向の非点収差を付与することができる第１レンズ面１１を確実に得ることができる。ただし、前述した理想的な方向の非点収差は、４分割受光面を採用した場合の例であり、受光面の構成（分割数等）や、フォーカスエラー信号を検出するための受光素子の演算方法によっては、理想的とされる非点収差の具体的な方向は種々変更され得る。
【００６５】
このように、本実施形態においては、第１レンズ面１１および第２レンズ面１２を、光線光軸１４に対して傾きを有しない形状に形成し、さらに、第１レンズ面１１が（１）および（２）の各条件式を満足するようにすることにより、第１レンズ面１１によって、復路光からビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去し、かつ、復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を確実に付与することが可能となる。
【００６６】
さらに、本実施形態においては、第１レンズ面１１および第２レンズ面１２が、光線光軸１４との交点において、光線光軸１４に対して傾きを有しない形状に形成されていることにより、光学素子７を光ピックアップ装置の本体に簡便かつ適切に設置することが可能となる。
【００６７】
さらに、本実施形態において、第１レンズ面１１は、次の（３）の条件式を満足する。
【００６８】
ｂ≠０ （３）
ここで、（３）式は、第１レンズ面１１が、ビームスプリッタを透過した復路光に対して、ビームスプリッタ透過時発生収差とは異なる方向の非点収差を付与することができることを示している。
【００６９】
そして、更に、このような（３）式をも踏まえた上で、（１）式におけるａ〜ｇの各係数の値を適宜設定することで、ビームスプリッタを透過した復路光に対して前述した理想的な方向の非点収差を付与することができる第１レンズ面１１をさらに確実に得ることができる。
【００７０】
このように、本実施形態においては、第１レンズ面１１が（３）の条件式を満足するようにすることにより、ビームスプリッタを透過した復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差をさらに確実に付与することが可能となる。
【００７１】
このような光学素子７は、光ピックアップ装置の本体に設置されることによって、図２に示す本実施形態の光ピックアップ装置１５を構成する。
【００７２】
図２に示すように、本実施形態における光ピックアップ装置１５は、光源１６を有しており、この光源１６は、所定の波長を有するコヒーレントな光を出射する。
【００７３】
この光源１６は、例えば、光学的情報記録媒体としてのＣＤに対応する波長７８０ｎｍのコヒーレントな光を出射するＣＤ用の光源であってもよいし、または、光学的情報記録媒体としてのＤＶＤに対応する波長６６０ｎｍのコヒーレントな光を出射するＤＶＤ用の光源であってもよい。
【００７４】
光源１６に対して光の出射側の位置には、３ビーム発生用回折格子１８が配設されており、この３ビーム発生用回折格子１８には、光源１６から出射された光が入射する。
【００７５】
そして、３ビーム発生用回折格子１８は、光源１６側から入射した光を回折させることによって、１つのメインビーム（０次光）および２つのサブビーム（±１次光）からなる３ビーム（以下、往路３ビームと称する）を発生させて出射させる。
【００７６】
３ビーム発生用回折格子１８に対して往路３ビームの出射側の位置には、ビームスプリッタとしてのハーフミラー１９が配設されており、このハーフミラー１９には、３ビーム発生用回折格子１８から出射された往路３ビームが入射する。
【００７７】
そして、ハーフミラー１９は、３ビーム発生用回折格子１８側から入射した往路３ビームを反射させる。
【００７８】
ハーフミラー１９に対して往路３ビームの反射側の位置には、コリメータレンズ２０が配設されており、このコリメータレンズ２０には、ハーフミラー１９によって反射された往路３ビームが入射する。
【００７９】
そして、コリメータレンズ２０は、ハーフミラー１９側から入射した往路３ビームを平行光に変換して出射させる。
【００８０】
コリメータレンズ２０に対して往路３ビームの出射側の位置には、１／４波長板２２が配設されており、この１／４波長板２２には、コリメータレンズ２０から出射された往路３ビームが入射する。
【００８１】
そして、１／４波長板２２は、コリメータレンズ２０側から入射した往路３ビームを直線偏光から円偏光に変換して出射する。
【００８２】
１／４波長板２２に対して往路３ビームの出射側の位置には、対物レンズ２３が配設されており、この対物レンズ２３には、１／４波長板２２から出射された往路３ビームが入射する。
【００８３】
そして、対物レンズ２３は、１／４波長板２２側から入射した往路３ビームを収束光に変換（集光）して出射させる。
【００８４】
対物レンズ２３に対して往路３ビームの出射側の位置には、光学的情報記録媒体としてのＣＤやＤＶＤ等の光ディスク２４が配設されており、この光ディスク２４の記録面上に、対物レンズ２３から出射された往路３ビームが、３つの光スポットとして照射される。
【００８５】
光ディスク２４の記録面上に照射された往路３ビームは、光ディスク２４の記録面によって反射された後に、復路光としての復路３ビームとして往路と逆方向に進行する。
【００８６】
光ディスク２４の記録面を出た復路３ビームは、対物レンズ２３によって平行光に変換され、次いで、１／４波長板２２によって往路とは電場成分の振動方向が９０°異なる直線偏光に変換され、次いで、ハーフミラー１９に入射する。
【００８７】
ハーフミラー１９に入射した復路３ビームは、ハーフミラー１９を透過する。
【００８８】
このとき、復路３ビームには、ハーフミラー１９を透過することによって、ビームスプリッタ透過時発生収差としてのコマ収差および非点収差を含む収差が発生する。
【００８９】
そして、ハーフミラー１９に対して復路３ビームの透過側の位置には、本実施形態における光学素子７が配設されており、この光学素子７には、ハーフミラー１９を透過した復路３ビームが光学素子７の第２レンズ面１２側から入射する。
【００９０】
そして、第２レンズ面１２側から光学素子７内に入射した復路３ビームは、光学素子７の内部を進行して第１レンズ面１１から光学素子７の外部に出射される。
【００９１】
このとき、復路３ビームは、第１レンズ面１１によって、復路３ビームがハーフミラー１９を透過することによって発生した収差を除去されるとともに、フォーカスエラー信号の検出に好適な非点収差を付与される。
【００９２】
光学素子７に対して復路３ビームの出射側の位置には、ＰＤＩＣ等の受光素子２６が配設されており、この受光素子２６には、光学素子７から出射された復路３ビームが入射する。
【００９３】
受光素子２６に入射した復路３ビームは、３つの光スポットとして受光素子２３の３つの受光面（図示せず）にそれぞれ受光される。３つの受光面のうち、復路３ビームにおけるメインビームの光スポットが受光される中央の受光面（４分割受光面）は、このメインビームの光スポットからフォーカスエラー信号を検出する。
【００９４】
このとき、光学素子７により、復路３ビームがハーフミラー１９を透過することによって発生した収差が除去され、かつ、フォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差が付与されているため、オフセットのない正確なフォーカスエラー信号を検出することができる。
【００９５】
これにより、光ディスク２４への記録および光ディスク２４の再生の少なくとも一方を高精度に行うことができる。
【００９６】
以上述べたように、本実施形態によれば、光学素子７によって、ビームスプリッタを透過した復路光からビームスプリッタ透過時発生収差を確実に除去するとともに、ビームスプリッタを透過した復路光に対してフォーカスエラー信号の検出のために好適な非点収差を付与することができ、さらに、光学素子７を光ピックアップ装置の本体に簡便かつ適切に設置することができる。これにより、光学的情報記録媒体への記録および光学的情報記録媒体の再生の少なくとも一方を高精度に行うことができ、さらに、光ピックアップ装置の製造効率を向上させることができる。
【００９７】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００９８】
例えば、光学的情報記録媒体として、ＨＤ−ＤＶＤディスクまたはＢｌｕ−ｒａｙディスクを用いるようにしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る光学素子の実施形態を示す断面図
【図２】本発明に係る光ピックアップ装置の実施形態を示す構成図
【図３】従来の光学素子の一例を示す断面図
【図４】従来の光学素子の構成を示す正面図
【図５】従来の光学素子の問題点を示す説明図
【符号の説明】
【０１００】
７  光学素子
１１  第１レンズ面
１２  第２レンズ面
１４  光線光軸
１５  光ピックアップ装置
１６  光源
２４  光ディスク
【図１】
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【図２】
2007226861.tif 000004
【図３】
2007226861.tif 000005
【図４】
2007226861.tif 000006
【図５】
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