(57)【要約】      （修正有）【課題】同一の光束を用いるＢＤとＨＤの一つの対物光学素子での互換を可能とする光ピックアップ装置及び対物光学素子を提供する。【解決手段】第１光ディスク使用時の像側開口数ＮＡ１は、第２光ディスク使用時の像側開口数ＮＡ２よりも大きく、且つ前記第２光ディスク使用時における有効径が、前記第１光ディスク使用時における有効径より大きいので、前記第２光ディスク使用時の焦点距離と、前記第１光ディスク使用時の焦点距離との差を大きく確保でき、それにより前記第２光ディスクの情報記録面に対して、前記第１光ディスク用領域を通過した光束が良好なフレアを形成し、前記第１光ディスクの情報記録面に対して、前記第２光ディスク用領域を通過した光束が良好なフレアを形成するため、記録／再生信号の誤検出を抑制できる。また、光利用効率を高める事が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子を有する集光光学系を有し、
前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第１光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子は、その光学面が同心円状の複数の領域に分割され、
前記複数の領域は、少なくとも一つの第１光ディスク用領域と、少なくとも一つの第２光ディスク用領域とを有し、
前記第１光ディスク用領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光され、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光されず、
前記第２光ディスク用領域を通過した前記第１光束は、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光され、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光されず、
前記第１光ディスクの規格上の必要開口数ＮＡ１は、前記第２光ディスクの規格上の必要開口数ＮＡ２よりも大きく、且つ前記第２光ディスク使用時における有効径は、前記第１光ディスク使用時における有効径より大きい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光ディスク用領域の少なくとも一つは、前記対物光学素子の光軸から最も離れた前記第１光ディスク用領域より、更に光軸から離れてい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】
前記第１光ディスクがＢＤであり、前記第２光ディスクがＨＤであって、
前記対物光学素子の光軸を含む最も中心に近い領域が前記第２光ディスク用領域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】
前記第１光ディスクがＢＤであり、前記第２光ディスクがＨＤであって、
前記対物光学素子の光軸を含む最も中心に近い領域が前記第１光ディスク用領域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５】
前記対物光学素子は、単玉のレンズからなる事を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記対物光学素子は、第１光学素子と第２光学素子を有し、
前記第１光学素子の光学面が同心円状の前記複数の領域に分割される事を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記対物光学素子は、前記第１光ディスク用領域及び前記第２光ディスク用領域を合わせて、３以上、１０以下の輪帯状の領域を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスと、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスとが異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスＷＤ1と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスＷＤ2とが、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
（｜ＷＤ1−ＷＤ2｜）  ≦  ０．１（ｍｍ）
【請求項１０】
波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子を有する集光光学系を有し、
前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第１光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子は、その光学面が同心円状の複数の領域に分割され、
前記複数の領域は、少なくとも一つの第１光ディスク用領域と、少なくとも一つの第２光ディスク用領域とを有し、
前記第１光ディスク用領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光され、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光されず、
前記第２光ディスク用領域を通過した前記第１光束は、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光され、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光されず、
前記第１光ディスク使用時の像側開口数ＮＡ１は、前記第２光ディスク使用時の像側開口数ＮＡ２よりも大きく、且つ前記第２光ディスク使用時における有効径は、前記第１光ディスク使用時における有効径より大きいことを特徴とする対物光学素子。
【請求項１１】
前記第２光ディスク用領域の少なくとも一つは、前記対物光学素子の光軸から最も離れた前記第１光ディスク用領域より、更に光軸から離れていることを特徴とする請求項１０に記載の対物光学素子。
【請求項１２】
前記第１光ディスクがＢＤであり、前記第２光ディスクがＨＤであって、
前記対物光学素子の光軸を含む最も中心に近い領域が前記第２光ディスク用領域であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の対物光学素子。
【請求項１３】
前記第１光ディスクがＢＤであり、前記第２光ディスクがＨＤであって、
前記対物光学素子の光軸を含む最も中心に近い領域が前記第１光ディスク用領域であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の対物光学素子。
【請求項１４】
前記対物光学素子は、単玉のレンズからなる事を特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の対物光学素子。
【請求項１５】
前記対物光学素子は、第１光学素子と第２光学素子を有し、
前記第１光学素子の光学面が同心円状の前記複数の領域に分割される事を特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の対物光学素子。
【請求項１６】
前記対物光学素子は、前記第１光ディスク用領域及び前記第２光ディスク用領域を合わせて、３以上、１０以下の輪帯状の領域を有することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の対物光学素子。
【請求項１７】
前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスＷＤ1と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスＷＤ2とが、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載の対物光学素子。
（｜ＷＤ1−ＷＤ2｜）  ≦  ０．１（ｍｍ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の波長の光束を用いる異なる種類の光ディスク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及び対物光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を「記録／再生」と記載する）を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４．７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２３〜２７ＧＢの情報の記録が可能であり、又、ＮＡ０．６５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ ＤＶＤ（以下、ＨＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能である。これらの光ディスクを本明細書では高密度光ディスクと呼ぶ。 
【０００３】
ところで、かかるタイプの高密度光ディスクのいずれかに対してのみ適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダ（光情報記録再生装置）の製品としての価値は十分なものとはＢＤ及びＨＤのいずれに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。 
【０００４】
しかしながら、ＢＤとＨＤについては、使用する光束の波長が同一であるにも関わらずそれぞれの保護基板の厚さが異なるため、波長差を利用して保護基板の厚さの差に基づいて発生する球面収差を補正することが困難である。従って、他の光ディスクとの互換に比べて、一つの対物光学素子を用いてＢＤとＨＤの互換性を持たせることはより困難であった。 
【０００５】
そのような中、特許文献１には、光学面が３つ以上のレンズ面に同心円状に分割されており、中心から奇数番目のレンズ面と偶数番目のレンズ面とは焦点位置が異なる光学ヘッド用のレンズが記載されている。 
【０００６】
また、特許文献２には、回折効果を用いて同一波長の光束を振り分けることで、一つの対物光学素子でＢＤとＨＤの互換を可能としているピックアップ装置が記載されている。 
【特許文献１】特許第３４３５２４９号明細書
【特許文献２】特開２００６−１４７０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上記の特許文献１に記載されたレンズは、ＣＤ、ＬＤ互換用の光学ヘッドに用いるものであり、ＣＤの像側開口数よりＬＤの像側開口数の方が大きくなっており、更にＣＤの情報記録面に光束を集光する最も光軸から離れたレンズ面の外側に、ＬＤの情報記録面に光束を集光するレンズ面が配置されている。しかるに、このような構成であると、ＣＤ使用時の焦点距離とＬＤ使用時の焦点距離とが近くなるために、ＣＤ使用時にＬＤ用レンズ面を通過した光束が誤検出されたり、ＬＤ使用時にＣＤ用レンズ面を通過した光束が誤検出されたりする恐れがある。
【０００８】
また、上記の特許文献２に記載された光ピックアップ装置のように、回折効果を用いてＢＤとＨＤの互換を実現する場合、例えば光源から回折構造を通過して一方の光ディスクへ向かう光の利用効率（ここでいう利用効率は、対物光学素子の光源側の光学面に入射した光量に対して、光ディスク上のスポットに寄与する光量の比率）が４０％（回折構造を利用した回折振り分けの場合、理論上５０％を超えない）であるとすると、光ディスクから同じ回折構造を通過して光検出器に向かう光の利用効率（ここでいう利用効率は、対物光学素子の光ディスク側の光学面に入射した光量に対して、光検出器上のスポットに寄与する光量の比率）は４０％になるから、トータルの利用効率で（ここでいう利用効率は、対物光学素子の光源側の光学面に入射した光量に対して、光検出器上のスポットに寄与する光量の比率）４０％の二乗で１６％の光しか利用できず、光源の発光強度を大幅に高める必要があり実用化は極めて困難であるといえる。
【０００９】
本発明は、上述の問題を考慮したものであり、複雑な機構を用いることなく、例えばＢＤとＨＤの情報記録面に対して、同一波長の光束を共通の対物レンズを用いて集光することにより、情報の記録又は再生を可能とし、ＢＤに対してもＨＤに対しても、及び／又は、記録時においても再生時においても良好に作動し、しかも、光利用効率の高い光ピックアップ装置および対物光学素子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】
【００１０】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子を有する集光光学系を有し、
前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第１光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子は、その光学面が同心円状の複数の領域に分割され、
前記複数の領域は、少なくとも一つの第１光ディスク用領域と、少なくとも一つの第２光ディスク用領域とを有し、
前記第１光ディスク用領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光され、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光されず、
前記第２光ディスク用領域を通過した前記第１光束は、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光され、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光されず、
前記第１光ディスク使用時の像側開口数ＮＡ１は、前記第２光ディスク使用時の像側開口数ＮＡ２よりも大きく、且つ前記第２光ディスク使用時における有効径は、前記第１光ディスク使用時における有効径より大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、前記第１光ディスクの規格上の必要開口数ＮＡ１は、前記第２光ディスクの規格上の必要開口数ＮＡ２よりも大きく、且つ前記第２光ディスク使用時における有効径が、前記第１光ディスク使用時における有効径より大きいので、前記第２光ディスク使用時の焦点距離と、前記第１光ディスク使用時の焦点距離との差を大きく確保でき、それにより前記第２光ディスクの情報記録面に対して、前記第１光ディスク用領域を通過した光束が良好なフレアを形成し、前記第１光ディスクの情報記録面に対して、前記第２光ディスク用領域を通過した光束が良好なフレアを形成するため、記録／再生信号の誤検出を抑制できる。また、この様な構成にする事により、回折効果を用いて第１光ディスクと第２光ディスクの互換を行なう対物光学素子に比べて、光利用効率を高める事が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記第２光ディスク用領域の少なくとも一つは、前記対物光学素子の光軸から最も離れた前記第１光ディスク用領域より、更に光軸から離れていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１光ディスクがＢＤであり、前記第２光ディスクがＨＤであって、
前記対物光学素子の光軸を含む最も中心に近い領域が前記第２光ディスク用領域であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１光ディスクがＢＤであり、前記第２光ディスクがＨＤであって、
前記対物光学素子の光軸を含む最も中心に近い領域が前記第１光ディスク用領域であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉のレンズからなる事を特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、第１光学素子と第２光学素子を有し、
前記第１光学素子の光学面が同心円状の前記複数の領域に分割される事を特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、前記第１光ディスク用領域及び前記第２光ディスク用領域を合わせて、３以上、１０以下の輪帯状の領域を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスと、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスとが異なることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスＷＤ1と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスＷＤ2とが、以下の式を満たすことを特徴とする。
（｜ＷＤ1−ＷＤ2｜）  ≦  ０．１（ｍｍ）
【００２０】
上記構成を満たすことにより、１つの対物レンズで互換を行う光ピックアップ装置において、２つの光ディスクでワーキングディスタンスが近くできるため、光ピックアップ装置の省スペース化・省電力化が可能となる。
【００２１】
請求項１０に記載の対物光学素子は、波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子を有する集光光学系を有し、
前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第１光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子は、その光学面が同心円状の複数の領域に分割され、
前記複数の領域は、少なくとも一つの第１光ディスク用領域と、少なくとも一つの第２光ディスク用領域とを有し、
前記第１光ディスク用領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光され、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光されず、
前記第２光ディスク用領域を通過した前記第１光束は、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光され、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光されず、
前記第１光ディスク使用時の像側開口数ＮＡ１は、前記第２光ディスク使用時の像側開口数ＮＡ２よりも大きく、且つ前記第２光ディスク使用時における有効径は、前記第１光ディスク使用時における有効径より大きいことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の対物光学素子は、請求項１０に記載の発明において、前記第２光ディスク用領域の少なくとも一つは、前記対物光学素子の光軸から最も離れた前記第１光ディスク用領域より、更に光軸から離れていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の対物光学素子は、請求項１０又は１１に記載の発明において、前記第１光ディスクがＢＤであり、前記第２光ディスクがＨＤであって、
前記対物光学素子の光軸を含む最も中心に近い領域が前記第２光ディスク用領域であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１３に記載の対物光学素子は、請求項１０又は１１に記載の発明において、前記第１光ディスクがＢＤであり、前記第２光ディスクがＨＤであって、
前記対物光学素子の光軸を含む最も中心に近い領域が前記第１光ディスク用領域であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１４に記載の対物光学素子は、請求項１０〜１３のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉のレンズからなる事を特徴とする。
【００２６】
請求項１５に記載の対物光学素子は、請求項１０〜１３のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、第１光学素子と第２光学素子を有し、
前記第１光学素子の光学面が同心円状の前記複数の領域に分割される事を特徴とする。
【００２７】
請求項１６に記載の対物光学素子は、請求項１０〜１５のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、前記第１光ディスク用領域及び前記第２光ディスク用領域を合わせて、３以上、１０以下の輪帯状の領域を有することを特徴とする。
【００２８】
請求項１７に記載の対物光学素子は、請求項１０〜１６のいずれかに記載の発明において、前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスＷＤ1と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時における前記対物光学素子のワーキングディスタンスＷＤ2とが、以下の式を満たすことを特徴とする。
（｜ＷＤ1−ＷＤ2｜）  ≦  ０．１（ｍｍ）
【００２９】
本発明の光ピックアップ装置は、少なくとも第１光ディスク及び第２光ディスクに対して情報の記録／再生行うものである。光ピックアップ装置は、少なくとも一つの第一光源を有する。さらに、光ピックアップ装置は、第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第１光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、光ピックアップ装置は、第１光ディスク又は第２光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。
【００３０】
光ピックアップ装置が、第１光ディスク及び第２光ディスクに加えて、第３光ディスク及び／又は第４光ディスクの記録／再生を行う装置である場合は、第１光源の他に、第２光源及び／又は第３光源を有してもよい。光ピックアップ装置が、第１光ディスク及び第２光ディスクに加えて、第３光ディスク及び／又は第４光ディスクの記録／再生を行う装置である場合は、集光光学系は、第２光源からの第２光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させ、第３光源からの第３光束を第４光ディスクの情報記録面上に集光させる。また、光ピックアップ装置が、第１光ディスク及び第２光ディスクに加えて、第３光ディスク及び／又は第４光ディスクの記録／再生を行う装置である場合は、第３光ディスク又は第４光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有してもよい。
【００３１】
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクと第２光ディスクは、記録／再生に用いられる光束の波長が同じである。第１光ディスクがＢＤであり、第２光ディスクがＨＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。第３光ディスクや第４光ディスクを用いる場合、第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２≦ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第４光ディスクは、厚さがｔ４（ｔ３＜ｔ４）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクがＤＶＤであり、第４光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。なお、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスク又は第４光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。
【００３２】
ＢＤは、像側開口数ＮＡ１＝０．８５の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．１ｍｍ程度である。また、ＨＤは、像側開口数ＮＡ２＝０．６５乃至０．６７の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度である。更に、ＤＶＤとは、像側開口数ＮＡ３＝０．６０〜０．６７程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、像側開口数ＮＡ４＝０．４５〜０．５１程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、ＢＤの記録密度が最も高く、次いでＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。
【００３３】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４に関しては、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満たすことが好ましいが、これに限られない。
【００３４】
０．０７５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１１２５ｍｍ        （１）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ                    （２）
０．５ｍｍ≦ｔ３≦０．７ｍｍ                    （３）
１．０ｍｍ≦ｔ４≦１．３ｍｍ                    （４）
【００３５】
本明細書において、第１光源、第２光源又は第３光源などの光源は好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。
【００３６】
また、第１光ディスクとしてＢＤを用い、第２光ディスクとしてＨＤを用いる場合、第１光源から射出される第１光束の波長λ１は、３８０ｎｍ以上、４５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、第３光ディスクとしてＤＶＤを用い、第４光ディスクとしてＣＤを用いる場合、第２光源から射出される第２光束の波長λ２は好ましくは６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第３光源から射出される第３光束の波長λ３は好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。
【００３７】
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上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い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物光学素子を移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光部を有していてもよい。
【００３８】
集光光学系は、対物光学素子を有する。対物光学素子は、第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、第１光束を第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。集光光学系は、対物光学素子のみを有していても良いが、対物光学素子の他にコリメートレンズ等のカップリングレンズやビームエキスパンダーを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物光学素子と光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。ビームエキスパンダーとは、対物光学素子と光源の間に配置され、光束の発散角は変えず、光束の径を変えるレンズ群のことをいう。また、コリメートレンズは、カップリングレンズの一種であって、コリメートレンズに入射した光束を平行光に変えるレンズをいう。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。また、集光光学系は、第１光ディスク、第２光ディスク用の対物光学素子の他に、第３光ディスク用の対物光学素子や、第４光ディスク用の対物光学素子を有していてもよい。また、第１光ディスク、第２光ディスク用の対物光学素子が、第３光ディスク及び／又は第４光ディスク用の対物光学素子を兼ねるようにしてもよい。
【００３９】
本明細書において、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクが装填された状態で光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。好ましくは、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変位可能とされた光学系を指す。対物光学素子は、二つ以上の複数のレンズ及び光学素子から構成されていてもよいし、単玉のレンズのみでもよい。また、対物光学素子は、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂などで光路差付与構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよい。対物光学素子が複数のレンズを有する場合は、ガラスレンズとプラスチックレンズを混合して用いてもよい。対物光学素子が複数のレンズを有する場合、光路差付与構造を有する平板光学素子と非球面レンズの組み合わせであってもよいし、平板部と斜板部を有する光学素子と非球面レンズの組み合わせであってもよい。また、対物光学素子は、光路差付与構造を有していてもよい。また、対物光学素子は屈折面が非球面であることが好ましい。
【００４０】
また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃-1）が−２０×１０-5乃至−５×１０-5（より好ましくは、−１０×１０-5乃至−８×１０-5）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。
【００４１】
第１光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な規格上の像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な規格上の像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１＞ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な規格上の像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２≧ＮＡ３）とし、第４光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な規格上の像側開口数をＮＡ４（ＮＡ３>ＮＡ４）とする。ＮＡ１は、０．８以上、０．９以下であることが好ましい。より好ましくはＮＡ１は０．８５である。ＮＡ２及びＮＡ３は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。より好ましくはＮＡ２は０．６５であり、ＮＡ３は０．６５である。また、ＮＡ４は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。より好ましくはＮＡ４は０．４５である。
【００４２】
対物光学素子は、少なくとも光軸を含む第１領域と、第１領域の周囲の第２領域とに分けられる。この第１領域と第２領域とは、対物光学素子の光学面上の第１領域と第２領域において、明確な構造の差異を設けてもよい。一方、対物光学素子に構成上明確な領域を設けずに、便宜上の領域としてもよい。
【００４３】
対物光学素子の第１領域を通過した第１光束は、第１光ディスク及び第２光ディスクの記録／再生に用いられ、第２領域を通過した第１光束は、第２光ディスクの記録／再生に用いられ、第１光ディスクの記録／再生には用いられない。即ち、第１領域は、第１光ディスクと第２光ディスクの両方に用いられる所謂、共用領域（第１光ディスク用領域＋第２光ディスク用領域）であり、第２領域は、第２光ディスクのみに用いられる所謂、専用領域（第２光ディスク用領域）である、とも言える。
【００４４】
対物光学素子を別の観点で捉える場合、対物光学素子の光学面が同心円状の複数の領域に分割され、当該複数の領域が少なくとも一つの第１光ディスク用領域と少なくとも一つの第２光ディスク用領域とを有していると言える。但し、第２光ディスク用領域の少なくとも一つは、対物光学素子の光軸から最も離れた第１光ディスク用領域より、更に光軸から離れている。即ち、第２光ディスク使用時における有効径は、前記第１光ディスク使用時における有効径より大きくなっている。尚、本明細書でいう有効径とは、対物光学素子の光学面上で光ディスクの記録・再生に使用される光束が通過する領域の径をいう。特に平行光が入射する対物光学素子では、対物光学素子の平行光側（光源側）の光学面において対物光学素子の有効径を定義してもよい。尚、第１光ディスク用領域を通過した第１光束は、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光され、第２光ディスクの情報記録面上に集光されず、第２光ディスク領域を通過した第１光束は、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光され、第１光ディスクの情報記録面上に集光されない。
【００４５】
対物光学素子は、第３光ディスク及び／又は第４光ディスクの使用を可能とする互換用の光路差付与構造を有していてもよい。また、対物光学素子は、温度変化時や波長変化時に収差変化を補正するための光路差付与構造を有していてもよい。なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。
【００４６】
第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域は交互に設けられていることが好ましいが、これに限られない。光軸を含む最も中心の領域は、第１光ディスク用領域であっても、第２光ディスク用領域であってもよい。
【００４７】
即ち、第１光ディスク用領域を通過した第１光束は、第１光ディスクの情報記録面上では、収差が非常に小さくなり、第２光ディスクの情報記録面上では、情報の記録／再生ができないほどに収差が大きい。逆に、第２光ディスク用領域を通過した第１光束は、第１光ディスクの情報記録面上では、情報の記録／再生ができないほどに収差が大きくなり、第２光ディスクの情報記録面上では、収差が非常に小さくなる。
【００４８】
第１光ディスク用領域及び第２光ディスク用領域は、共に屈折面であることが好ましく、この場合、屈折作用を利用して、第１光ディスク用領域を通過した光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第２光ディスク用領域を通過した光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させるということを成し遂げている。このような構成とすることで、光ディスクの情報記録面上での反射光が補正面を通過する際に、光量のロスを低減する事ができるため好ましい。この場合、受光素子として比較的低感度の受光素子を用いることが可能となるので、光ピックアップ装置のコストを削減することが可能となる。
【００４９】
なお、対物光学素子が第１光学素子と第２光学素子とを有し、第１光学素子の光学面が同心円状の複数の領域に分割されている場合、第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域の一方は、第１光束を透過し（第１光束に対してパワーを有さない）、他方は、通過した第１光束に対して、光ディスクの情報記録面上で情報の記録／再生が可能に集光するように収差を補正する（第１光束に対してパワーを有する）構成としてもよい。特に、対物光学素子が補正面を有する第１光学素子と非球面レンズである第２光学素子とを有し、非球面レンズのみで、第１光ディスク又は第２光ディスクのいずれかに対して、保護基板を介して情報記録面上に第１光束を集光できるような光学性能を、非球面レンズが有している場合に、上述の構成とする事が好ましい。例えば、非球面レンズが、非球面レンズのみでＢＤに対して第１光束を情報記録面に集光できるような設計となっている場合、第１光学素子の第１光ディスク（ＢＤ）用領域は、第１光束を透過し、第２光ディスク（ＨＤ）用領域は、第１光束に対して、ＨＤの情報記録面上で集光するように収差を補正するような構造を有していることが好ましい。
【００５０】
それとは異なり、第１光ディスク用領域は、通過した第１光束に対して、第１光ディスクの情報記録面上で情報の記録／再生が可能に集光するように収差を補正し、第２光ディスク用領域は、通過した第２光ディスクの情報記録面上で情報の記録／再生が可能に集光するように収差を補正する構成としてもよい。特に、対物光学素子が補正面を有する第１光学素子と非球面レンズである第２光学素子とを有し、非球面レンズのみでは、第１光ディスク又は第２光ディスクのいずれに対しても、保護基板を介して情報記録面上に第１光束を集光できない場合は、上述の構成とする事が好ましい。例えば、非球面レンズが、非球面レンズのみでＢＤに対してもＨＤに対しても第１光束を集光できない設計となっている場合、第１光学素子の第１光ディスク（ＢＤ）用領域は、第１光束に対して、ＢＤの情報記録面上で集光するように収差を補正し、第２光ディスク（ＨＤ）用領域は、第１光束に対して、ＨＤの情報記録面上で集光するように収差を補正するような構造を有していることが好ましい。
【００５１】
対物光学素子が、単玉のレンズからなる場合、単玉対物レンズの非球面光学面に、段差を設け、それによって同心円状の複数の領域に分割してもよい。尚、第１光ディスク用領域は、同じ非球面形状とし、第２光ディスク用領域はそれと異なる形状の非球面形状とする事が好ましい。対物光学素子が複数の第１光ディスク用領域を有する場合、これらの第１光ディスク用領域は同一の非球面形状である事が好ましく、対物光学素子が複数の第２光ディスク用領域を有する場合、これらの第２光ディスク用領域は同一の非球面形状である事が好ましい。
【００５２】
また、対物光学素子の製造を容易にするという観点から、第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域とを合わせた輪帯状の領域数が、３以上、１０以下であることが好ましい。輪帯状の領域数を３とする場合、例えば、図３に示すような、光軸を含む最も中央の領域を第２光ディスク用領域ＨＡ１とし、その周りを第１光ディスク用領域ＢＡ、更にその周りの最外周の領域を第２光ディスク用領域ＨＡ２とする例などが考えられる。尚、本発明者は、鋭意研究の結果、スポットのサイドロープを小さくし、しかも、対物光学素子の製造を容易にするという観点からは、第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域とを合わせた輪帯状の領域数を５以上、１０以下とすることが好ましいことを見出した。更に好ましくは、輪帯状の領域数を６以上、１０以下とすることである。尚、対物光学素子が、光源側の第１光学素子と光ディスク側の第２光学素子とを有する場合にも、上記の好ましい輪帯状の領域数の範囲を適用可能である。
【００５３】
次に、第２光ディスクの記録／再生を行う際に、第１光ディスク用領域を通過した光束が、デフォーカスエリアにかぶらないようにするために、第１光ディスク用領域を通過した光束が、第２光ディスクの情報記録面上でフレアになるような対物光学素子であることが好ましい。尚、具体的に「フレアにする」とは、第２光ディスクの情報記録面上で第１光ディスク用領域を通過した光がドーナツ型領域に分布することをいう。特に、第１光ディスクがＢＤであって、第２光ディスクがＨＤである場合、そのドーナツ型領域の内径をΦ０．０３０ｍｍ以上となるようにすることが好ましい。複数のドーナツ型領域となる場合には、各ドーナツ型領域の内径のうち、最も小さい径がΦ０．０３０ｍｍ以上であることが好ましい。そのためには、下記（A）
（ｆBD−ｆHD）≦−０．１５（ｍｍ） （Ａ）
を満たすことが望ましいが、請求項１に記載の「前記第２光ディスク使用時における有効径は、前記第１光ディスク使用時における有効径より大きい」条件により、（Ａ）が満たされる。
【００５４】
更に、１つの対物レンズで互換を行う光ピックアップ装置では、２つの光ディスクでワーキングディスタンスが近いと光ピックアップ装置の省スペース化・省電力化が可能となることから、以下の条件式（Ｂ）を満たすのが望ましい。
（｜ＷＤ1−ＷＤ2｜）  ≦  ０．１（ｍｍ）            （Ｂ）
尚、ｆ１は第１光束における対物光学素子の第１光ディスク用領域の焦点距離、ｆ２は第１光束における対物光学素子の第２光ディスク用領域の焦点距離、ＮＡ１´は対物光学素子の第１光ディスク用領域の規格上の開口数、ＮＡ２´物光学素子の第２光ディスク用領域の規格上の開口数を示す。尚、対物光学素子が、光源側の第１光学素子と光ディスク側の第２光学素子とを有する場合にも、上記のフレアを発生させる好ましい条
件を適用可能である。
【００５５】
次に、単玉レンズである対物光学素子の軸外特性を良好にするための構成として、１）第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域との非球面形状を変えるか、または、２）例えば、図４に示すように、第１光ディスク用領域（又は第２光ディスク領域）に光路差付与構造を設ける、等の構成が考えられる。尚、ここでいう軸外特性を良好にするとは、光束が０．５°の斜入射で対物光学素子に入射したときに、波面収差が０．１ＲＭＳ以下となることをいう。
【００５６】
１）の第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域との非球面形状を異ならせる構成の場合、第１光ディスクの記録／再生時における対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ1）と、第２光ディスクの記録／再生時における対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ2）とを異ならせることが好ましい。
【００５７】
一方で、光学面において大きな段差を生じさせないようにするためには、２）のように第２光ディスク用領域に光路差付与構造を設けることにより、軸外特性を良好にする事が好ましい。他の設計条件に応じて、上述の１）の方法とするか、２）の方法とするかを使い分ければよい。
【００５８】
尚、単玉の対物光学素子の光ディスク側の光学面において、第１光ディスクの記録／再生に用いられる光束が通過する領域と、第２光ディスクの記録／再生に用いられる光束が通過する領域とが、重ならないような対物光学素子であると、光量のロスを減らすことができるため好ましい。この観点を重視する場合は、対物光学素子の輪帯数が少ない方が好ましい。例えば、３輪帯の対物光学素子であることが好ましい。
【００５９】
また、単玉の対物光学素子を薄型化すると言う観点からは、対物光学素子の光学面表面に段差を設け、その段差はその段差を境とする光軸に近い側の領域が遠い側の領域よりも光路が短くなる段差であることが望ましい。例えば、図７に示す例は、図３に示す対物光学素子に対し、中央の領域である第２光ディスク用領域において対物光学素子を薄型化する段差をさらに設けた例である。尚、このような段差を設けた場合でも球面収差と、正弦条件が必要な程度に補正されていることが望ましい。
【００６０】
図７に示す例に限らず、第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域との間の段差が、薄型化に寄与する段差であっても良い。また対物光学素子がプラスチックからなる場合は、プラスチックの温度変化で生じる球面収差変化を、温度変化に伴うレーザ発振波長の変化によって補うような回折作用を生じる段差であっても良い。また対物光学素子がガラスからなる場合は、温度変化の影響が小さいので、温度特性を劣化させることなく深い段差を得ることが容易である。
【００６１】
対物光学素子の光学面に設けられたすべての段差の、光軸方向の符号込みの長さの和Δ（符号は、各段差の光軸に近い側の領域が遠い側の領域よりも光路が短くなる場合を正とする）は以下の条件式（６）を満たすことが望ましい。
０．１ｍｍ  ≦  Δ  ≦  １．０ｍｍ            （６）
下限以上であると薄型化の効果が大きく、上限以下であると、薄型化しながら正弦条件を必要な程度に補正することが出来る。尚、「符号込みの長さの和」とは、正の長さの値と、負の長さの値が共に存在していた場合、それらをそのまま足すことをいう。例えば、正の長さの値が＋１であって、負の長さの値が−０．５であった場合は、（＋１）＋（−０．５）＝＋０．５、即ち、＋０．５が「符号込みの長さの和」である。
【００６２】
尚、図３に示すように、単玉の対物光学素子に、第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域を設ける場合、各領域の境界で大きな段差（例えば、光軸方向に５０μｍ以上の段差）を生じる可能性がある。この様な大きな段差は、対物光学素子を金型を用いて成形する場合、金型から光学素子を抜く際の支障となる可能性があり、対物光学素子の製造がより困難なものとなる。そこで、各領域の境界で大きな段差（例えば、光軸方向に５０μｍ以上の段差）を生じる場合には、金型から抜きやすくするために、その段差部分に光軸に対して傾いている傾斜面（テーパ）を設けることが好ましい。例えば、図３に示すような、中間の領域が光軸方向に凹んでいる形状の場合には、図８に示すように、段差面が光軸の方を向いている面ＳＳ１のみを傾斜面とし、段差面が光軸とは逆の方向を向いている面ＳＳ２は傾斜面としないことが、光学性能に与える影響を最低限にし、テーパを設ける事による光量のロスを低減でき、金型から抜きやすくできるため、好ましい。
【００６３】
更に、対物光学素子の光学面に、第３光ディスクや第４光ディスクとの互換を目的とした光路差付与構造や、温度変化時や波長変化時に発生する収差の変化を補正する事を目的とした光路差付与構造を、重ね合わせてもよい。好ましい例の一つは、対物光学素子の第１光ディスク用領域のみ、又は、第２領域のみに、温度変化時や波長変化時に発生する収差の変化を補正する事を目的とした光路差付与構造を設ける構成である。尚、上述では、光路差付与構造を、光源側の光学面に設ける例について記載しているが、上述の目的のための光路差付与構造を、光ディスク側の光学面に設けるようにしてもよい。
【００６４】
対物光学素子が第１光学素子と第２光学素子とを有し、第１光学素子が同心円状の複数の領域に分割されている場合、複数の領域が、収差を与える領域と収差を与えず透過する領域とを有していることが好ましい（例えば、平板部分の領域と、非球面形状の領域）が、これに限られない。第１光学素子に設けられた複数の領域を、何れも収差を与える領域としてもよい。
【００６５】
第１光学素子が、収差を与えない領域（例えば平板部分の領域）と、収差を与える領域（例えば、非球面形状や斜板上の領域）を有している場合、収差を与えない領域が、第１光ディスク用領域又は第２光ディスク用領域の一方であり、収差を与える領域が、他方であることが好ましい。
【００６６】
ここで、対物光学素子の好ましい例を、図面を参照して説明する。図１は、単玉の対物光学素子ＯＥの断面図であり、光軸から上がＢＤ使用時における光路を示し、光軸から下がＨＤ使用時における光路を示すが、実際とは異なっている。ここで、対物光学素子ＯＥの光ディスク側光学面は、光軸を中心として、第２光ディスク用領域ＡＲ１、第１光ディスク用領域ＡＲ２、第２光ディスク用領域ＡＲ３の３つの輪帯状領域に分けられ、この順序で光軸から離れる方向に並んでいる。ここで、ＨＤ使用時の絞りＡＰ２の内径（２・Δ２）は、ＢＤ使用時の絞りＡＰ１の内径（２・Δ１）よりも大きくなっており、即ちＨＤ使用時における有効径は、ＢＤ使用時における有効径よりも大きくなっている。
【００６７】
ＢＤの記録／再生を行う際は、第１光ディスク用領域ＡＲ２を通過した光束が、対物光学素子ＯＥによってＢＤの情報記録面上に集光され、第２光ディスク用領域ＡＲ１、ＡＲ３を通過した光束はＢＤの情報記録面上に集光されない。一方、ＨＤの記録／再生を行う際は、第２光ディスク用領域ＡＲ１、ＡＲ３を通過した第１光束が、対物光学素子ＯＥによって、ＨＤの情報記録面上に集光され、第１光ディスク用領域ＡＲ２を通過した第１光束は、ＨＤの情報記録面上に集光されない。
【００６８】
なお、第１光ディスクと第２光ディスクだけでなく、他の光ディスクに対する互換も一つの対物光学素子で行う場合、以下のような態様が考えられる。
【００６９】
第一の例としては、例えば、第３光源から射出される波長λ３の第３光束を当該対物光学素子により第４光ディスクの情報記録面上に集光させる場合であって、波長λ３が波長λ１の略整数倍である場合、回折構造によって第４光ディスクとの互換を可能にしようとすると、１）λ１の第１光束とλ３の第３光束とで、回折角を異ならせることが困難となり、また、２）第１光束と第３光束の回折角を異ならせることができる特殊な回折構造を用いた場合は、光利用効率が低下する、という問題がある。そこで、第２領域中に、第１光ディスク用領域、第２光ディスク用領域に加えて、第４光ディスク用領域を設けるようにしてもよい。例えば、図５に示すように、光軸を含む内側の領域から順に、第４光ディスク用領域ＣＤ、第２光ディスク用領域ＨＤ、第１光ディスク用領域ＢＤ、更にその外側に、第２領域である第２光ディスク用領域ＨＤを設ける例などが考えられる。尚、波長λ３が波長λ１の略整数倍であるとは、以下の条件式（７）を満たすことをいう。
（ｍ−０．２）・λ１≦λ３≦（ｍ＋０．２）・λ１ （７）
尚、ｍは２以上の任意の正の整数を表す。
【００７０】
さらに、第２領域内の、第４光ディスク用領域、第１光ディスク用領域、第２光ディスク用領域の少なくとも一つに、光路差付与構造を設けることにより、第３光ディスク（例えば、ＤＶＤ）の記録／再生を可能にするようにしてもよい。例えば、図６に示すように、光軸を含む内側の領域から順に、第４光ディスク用領域ＣＤ、第２光ディスク用領域ＨＤ、第１光ディスク用領域ＢＤ、更にその外側に、第２領域である第２光ディスク用領域ＨＤとし、内側の第２光ディスク用領域ＨＤ及び外側の第２光ディスク用領域ＨＤに、第３光ディスクの記録／再生を可能とする光路差付与構造ＤＶＤを設ける例などが考えられる。
【００７１】
また、本発明の対物光学素子を、第１光ディスク、第２光ディスクを含む複数種類の光ディスクの記録層を一枚の光ディスクに積層させたハイブリッド光ディスクにも適用することが可能である。尚、複数種類の光ディスクの記録層を一枚の光ディスクに積層させた例としては、特開２００７−４２２５４に開示されているＢＤ／ＨＤ／ＤＶＤの各記録層を片面に積層したハイブリッドディスクなどが挙げられる。
【００７２】
尚、図９に示すように、第１光ディスク及び第２光ディスク用の本発明の単玉の対物光学素子ＯＬ１と、他の光ディスク（例えば、第３光ディスク／第４光ディスク）用の対物光学素子ＯＬ２とを一体的に形成したレンズユニットを用いてもよい。尚、一体的に形成したレンズユニットとは、図９に示すように、第１の対物光学素子ＯＬ１及び第２の対物光学素子ＯＬ２とが融合している場合（例えば、第１の対物光学素子及び第２の対物光学素子とを有するレンズユニットを射出成形による一体成形により得る場合）だけでなく、図１０又は図１１に示すような、第１の対物光学素子と第２の対物光学素子とを別々に成形し、後で嵌合させたり、接着したり係合することなどによって一体化した光学素子であっても良い。
【００７３】
図１０は、第１の対物光学素子と第２の対物光学素子とを係合して一体的に形成しているレンズユニットの一例を示している。プラスチック製の第２の対物光学素子ＯＬ２が、その矩形板状のフランジ部ＦＬ２に段差部ＳＴを有する開口ＨＬを形成しており、開口ＨＬ内の段差部ＳＴに、フランジ部ＦＬ１を保持されるようにして、本発明のガラス製又はプラスチック製の第１の対物光学素子ＯＬ１が光軸方向から組み付けられ、接着等により一体化されて、第１の対物光学素子ＯＬ１と第２の対物光学素子ＯＬ２が並列になったレンズユニットＯＥが形成される。
【００７４】
図１１は、第１の対物光学素子と第２の対物光学素子とを係合して一体的に形成しているレンズユニットの別の例を示している。プラスチック製の第２の対物光学素子ＯＬ２が、その矩形板状のフランジ部ＦＬ２に段差部ＳＴを有する切欠ＣＴを形成しており、切欠ＣＴ内の段差部ＳＴに、フランジ部ＦＬ１を保持されるようにして、本発明のガラス製又はプラスチック製の第１の対物光学素子ＯＬ１が光軸直交方向から組み付けられ、接着等により一体化されて、第１の対物光学素子ＯＬ１と第２の対物光学素子ＯＬ２が並列になったレンズユニットＯＥが形成される。
【００７５】
尚、図１２に示すように、開口ＨＬ又は切欠ＣＴ内に段差ＳＴを形成することなく、第１の対物光学素子ＯＬ１のフランジ部ＦＬ１は、フランジ部ＦＬ２の上面で支持されても良い。或いは、図示していないが、ガラス製又はプラスチック製の第１の対物光学素子ＯＬ１と、プラスチック製の第２の対物光学素子ＯＬ２とを、別部材である保持部材に組み付けることで一体化しても良い。何れの場合も、保持部材が開口を有し、そこに対物レンズ部を嵌め込むように配置する事が好ましい。
【００７６】
第１光束は、平行光として対物光学素子に入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物光学素子に入射してもよい。好ましくは、第１光束の、対物光学素子への入射光束の倍率ｍ１が、下記の式（８）を満たすことである。
【００７７】
−０．０２＜ｍ１＜０．０２          （８）
【００７８】
一方で、第１光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第１光束の対物光学素子への入射光束の倍率ｍ１が、下記の式（９）を満たすことが好ましい。
【００７９】
−０．１０＜ｍ１＜０．００          （９）
【００８０】
尚、第１光ディスクの記録／再生時と、第２光ディスク記録／再生時の両方において正弦条件を両立させるためには、以下の条件式（１０）を満たすことが好ましい。
ｍ１１＜ｍ１２          （１０）
尚、ｍ１１は、第１光ディスクの記録／再生時の、第１光束の対物光学素子への入射光束の倍率を示し、ｍ１２は、第２光ディスクの記録／再生時の、第１光束の対物光学素子への入射光束の倍率を示す。
【００８１】
例えば、第１光ディスクの記録／再生時には、第１光束を対物光学素子に無限平行光として入射させ、第２光ディスクの記録／再生時には、第１光束を対物光学素子に有限収束光として入射させる態様が、好ましい一例として挙げられる。
【００８２】
光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。
【００８３】
ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体毎、外部に取り出される方式とがある。
【００８４】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。 ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。
【００８５】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００８６】
本発明によれば、簡単且つ低コストの構成で、ＢＤ及びＨＤに対して、複雑な機構を用いることなく、低コストで、同一の光束を用いるＢＤとＨＤの一つの対物光学素子での互換を可能とし、しかも、光利用効率の高い光ピックアップ装置及び対物光学素子を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、第１光ディスクであるＢＤと第２光ディスクであるＨＤに対して適切に情報の記録／再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。
【００８８】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物光学素子ＯＥ、λ／４波長板ＱＷＰ、コリメートレンズＣＬ、偏光プリズムＰＢＳ、４０５ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する半導体レーザＬＤ（第１光源）と、センサ用レンズＳＬ、ＢＤの情報記録面ＲＬ１及びＨＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する受光素子ＰＤとを有する。尚、本図面では対物光学素子ＯＥとして、単玉の対物光学素子を有する例が示されているが、この対物光学素子に代えて、複数の素子からなる対物光学素子を使用してもよい。
【００８９】
対物光学素子ＯＥは、前述した図１に示される光学面形状を有する。
【００９０】
ＢＤの記録／再生を行う場合について説明する。まず、青紫色半導体レーザＬＤから射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物光学素子ＯＥによって厚さ０．０８７５ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【００９１】
このとき、第１光ディスク用領域ＡＲ２を通過した光束が、対物光学素子ＯＥによってＢＤの情報記録面上に集光され、第２光ディスク用領域ＡＲ１、ＡＲ３を通過した光束はＢＤの情報記録面上に集光されない。
【００９２】
情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＥ、絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣにより対物光学素子ＯＥをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００９３】
次に、ＨＤの記録／再生を行う場合について説明する。まず、青紫色半導体レーザＬＤから射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物光学素子ＯＥによって厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＨＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
【００９４】
このとき、第２光ディスク用領域ＡＲ１、ＡＲ３を通過した第１光束が、対物光学素子ＯＥによって、ＨＤの情報記録面上に集光され、第１光ディスク用領域ＡＲ２を通過した第１光束は、ＨＤの情報記録面上に集光されない。
【００９５】
情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＥ、絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣにより対物光学素子ＯＥをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る対物光学素子ＯＥの一例の断面図である。
【図２】本発明に係る光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明に係る対物光学素子の一例の断面図である。
【図４】本発明に係る対物光学素子の一例の断面図である。
【図５】本発明に係る対物光学素子の一例を光軸方向から見た際の概略図である。
【図６】本発明に係る対物光学素子の一例を光軸方向から見た際の概略図である。
【図７】本発明に係る対物光学素子の一例の断面図である。
【図８】本発明に係る対物光学素子の一例の断面図の一部である。
【図９】本発明に係るレンズユニットの一例の断面図である。
【図１０】本発明に係るレンズユニットの一例の概略斜視図である。
【図１１】本発明に係るレンズユニットの一例の概略斜視図である。
【図１２】本発明に係るレンズユニットの一例の断面図の一部である。
【符号の説明】
【００９７】
ＡＲ２          第１光ディスク用領域
ＡＲ１，ＡＲ３  第２光ディスク用領域
ＢＡ            ＢＤ用領域
ＨＡ            ＨＤ用領域
ＯＥ            対物光学素子
ＰＵ１            光ピックアップ装置
ＬＤ            青紫色半導体レーザ
ＡＣ              二軸アクチュエータ
ＰＢＳ            偏光プリズム
ＣＬ              コリメートレンズ
ＰＬ１            保護基板
ＰＬ２            保護基板
ＲＬ１            情報記録面
ＲＬ２            情報記録面
ＱＷＰ            λ／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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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