(57)【要約】【課題】簡素且つ低コストでありながら、同一の光束を用いるＢＤとＨＤについて一つの光学素子ユニットで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用の補正素子及び光学素子ユニット並びにそれらを用いた光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光源側光学面Ｓ１の第１領域Ａ１に、図２に示すように光軸に平行な光束Ｌが入射した場合、その一部は第１領域Ａ１で反射することとなるが、第１領域Ａ１は円錐面であるので、その反射光は、光軸に対して傾いた方向に戻ることとなる。これにより第１領域Ａ１の反射光が光ピックアップ装置の光検出器に入射することが抑制され、エラー信号の発生を抑えることができる。【選択図】図２
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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補正素子及び非球面レンズからなる対物光学素子ユニットを有し、前記光学素子ユニットを介して前記第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、また前記第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用の補正素子において、
前記補正素子は、光学面上に光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を有し、前記複数の輪帯は、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第１領域と、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第２領域とを有し、
前記第２領域を球面もしくは非球面から形成し、
光源側光学面に設けた前記第１領域の少なくとも一部を、光軸直交方向に対して１°以上傾けたことを特徴とする光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項２】
前記第１領域及び前記第２領域は全て屈折面であ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用の補正素子。
【請求項３】
光源側光学面に設けた前記第１領域の面積の８０％以上の領域が、光軸直交方向に対して１°以上傾いてい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用の補正素子。
【請求項４】
前記第１領域は、前記第２領域を間に挟んで複数個配置されており、前記第１領域の少なくとも一部とは、最も光軸から遠い前記第１領域であ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用の補正素子。
【請求項５】
前記光軸直交方向に対して傾いている少なくとも一つの前記第１領域は、光軸を含む断面形状が、傾いた直線となること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用の補正素子。
【請求項６】
前記光軸直交方向に対して傾いている少なくとも一つの前記第１領域は、光軸に対して回転対称な形状であることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項７】
前記光軸直交方向に対して傾いている少なくとも一つの前記第１領域は、光軸を含む断面形状が、近軸曲率を有する曲線となること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用の補正素子。
【請求項８】
前記光軸直交方向に対して傾いている少なくとも一つの前記第１領域は、球面であることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項９】
前記補正素子の光源側光学面の、前記光軸直交方向に対して傾いている前記第１領域に平行光が入射した際に、前記補正素子の光ディスク側光学面の前記第１領域から、平行光が出射される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用の補正素子。
【請求項１０】
波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する光源と、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補正素子及び非球面レンズからなる対物光学素子ユニットを有し、前記光学素子ユニットを介して前記第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、また前記第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用の補正素子において、
前記補正素子は、光学面上に光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を有し、前記複数の輪帯は、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第１領域と、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第２領域とを有し、
前記第１領域を球面もしくは非球面から形成し、
光源側光学面に設けた前記第２領域の少なくとも一部を、光軸直交方向に対して傾けたことを特徴とする光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項１１】
前記第１領域及び前記第２領域は全て屈折面であることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項１２】
光源側光学面に設けた前記第２領域の面積の８０％以上の領域が、光軸直交方向に対して１°以上傾いていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項１３】
前記光軸直交方向に対して傾いている前記第２領域は、光軸を含む断面形状が、傾いた平面であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項１４】
前記光軸直交方向に対して傾いている前記第１領域は、円錐面であることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項１５】
前記光軸直交方向に対して傾いている前記第２領域は、光軸を含む断面形状が、曲率を有する面であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項１６】
前記光軸直交方向に対して傾いている前記第２領域は、球面であることを特徴とする請求項１５に記載の光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項１７】
前記補正素子の光源側光学面の、前記光軸直交方向に対して傾いている前記第２領域に平行光が入射した際に、前記補正素子の光ディスク側光学面の前記第２領域から、平行光が出射されることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の補正素子。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の補正素子と、非球面レンズとを一体的に連結してなることを特徴とする対物光学素子ユニット。
【請求項１９】
請求項１８に記載の対物光学素子ユニットを有することを特徴とす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、同一の波長の光束を用いて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用の補正素子及び対物光学素子ユニット並びにそれらを用いた光ピックアップ装置に関する。
【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。 
【０００３】
ところで、一方の高密度光ディスク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いえない。ユーザーの利便性を考えると、市販されている高密度光ディスク全てに対して同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、いずれの高密度光ディスク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、ＣＤやＤＶＤなど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。これに対し、ＢＤ用の対物光学素子と、ＨＤ用の対物光学素子とを備えて、光ディスクに応じて切り換えることも考えられるが、光ピックアップ装置の大型化を招くという問題がある。 
【０００５】
そのような中、特許文献１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】特開２００６−１４７０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記の特許文献１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％（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％となるから、トータルの利用効率（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、光検出器上のスポットに寄与する光量の比率）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。 
【０００７】
本発明は、上述の問題を考慮したものであり、簡素且つ低コストでありながら、同一の光束を用いるＢＤとＨＤについて一つの光学素子ユニットで互換可能に情報の記録及び／又は再生を行え、しかも光利用効率が高く、加えて、光学素子の反射光が検出光に悪影響を及ぼすことを防止する光ピックアップ装置用の補正素子及び光学素子ユニット並びにそれらを用いた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】
波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する光源と、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補正素子及び非球面レンズからなる対物光学素子ユニットを有し、前記光学素子ユニットを介して前記第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、また前記第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用の補正素子において、
前記補正素子は、光学面上に光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を有し、前記複数の輪帯は、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第１領域と、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第２領域とを有し、
前記第２領域を球面もしくは非球面から形成し、
光源側光学面に設けた前記第１領域の少なくとも一部を、光軸直交方向に対して１°以上傾けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、前記補正素子は、光学面上に光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を有し、前記複数の輪帯は、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第１領域と、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第２領域とを光学面上に有しているので、前記第１領域を通過した光束の発散角又は収束角（角度ゼロを含む、以下同じ）と、前記第２領域を通過した光束の発散角又は収束角とを異ならせることで、及び／又は、前記第１領域を通過した光束に与える収差（与える収差がゼロである場合も含む、以下同じ）と、前記第２領域を通過した光束に与える収差とを異ならせることにより、同一の対物光学素子を用いながらも、保護基板厚の異なるいずれのディスクの情報記録面に対しても良好に集光することが出来る。
【００１０】
ここで、非球面レンズが、補正素子がなくても、第１光束を第１光ディスクに情報の記録及び／又は再生できる様に集光する光学性能を有している場合、前記第２領域を球面もしくは非球面としたときに、前記第１領域を光軸直交方向に延在する平面とすることもできる。ところが、光源側光学面における前記第１領域が光軸直交方向に延在していると、前記光源から前記第１領域に照射された光束が、光軸に平行に反射して戻り、光検出器に入射することでエラー信号を発生させる恐れがある。かかる不具合は、例えば光軸から離れた領域で反射すると、有効径に占める面積比が大きくなりがちなため、特に生じやすいという傾向もある。そこで、本発明においては、光源側光学面に設けた前記第１領域の少なくとも一部を、光軸直交方向に対して１°以上傾けることにより、前記第１領域で反射した光束が光軸と平行に戻ることを抑制し、光検出器での受光精度を高めるようにしている。
【００１１】
請求項２に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１に記載の発明において、前記第１領域及び前記第２領域は全て屈折面であることを特徴とする。
【００１２】
前記補正素子は屈折面のみから形成することで、回折効果を用いて光束を振り分ける場合に比べて、光の利用効率を高めることができる。
【００１３】
請求項３に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１又は２に記載の発明において、光源側光学面に設けた全ての前記第１領域の面積の８０％以上の領域が、光軸直交方向に対して１°以上傾いていることを特徴とする。
【００１４】
前記第１領域の面積の８０％以上の領域を光軸直交方向に対して傾ける事により、より光検出器での受光精度を高めることが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第１領域は、前記第２領域を間に挟んで複数個配置されており、前記第１領域の少なくとも一部とは、最も光軸から遠い前記第１領域であることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記光軸直交方向に対して傾いている少なくとも一つの前記第１領域は、光軸を含む断面形状が、傾いた直線となることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項５に記載の発明において、前記光軸直交方向に対して傾いている少なくとも一つの前記第１領域は、光軸に対して回転対称な形状であることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記光軸直交方向に対して傾いている少なくとも一つの前記第１領域は、光軸を含む断面形状が、近軸曲率を有する曲線となることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項７に記載の発明において、前記光軸直交方向に対して傾いている少なくとも一つの前記第１領域は、球面であることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記補正素子の光源側光学面の、前記光軸直交方向に対して傾いている前記第１領域に平行光が入射した際に、前記補正素子の光ディスク側光学面の前記第１領域から、平行光が出射されることを特徴とする。
【００２１】
この様な構成にする事により、入射光に対して入射面が垂直でないため、反射光は入射光と別の光路を進み、反射光がセンサー常で検出されてしまうことを防止できると共に、補正素子より平行光が出射するため、補正素子と非球面レンズとの間隔は自在に変えることができるため、設計の自由度を増すことが可能となる。
【００２２】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する光源と、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補正素子及び非球面レンズからなる対物光学素子ユニットを有し、前記光学素子ユニットを介して前記第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、また前記第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用の補正素子において、
前記補正素子は、光学面上に光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を有し、前記複数の輪帯は、前記第１光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第１領域と、前記第２光ディスクの情報記録面上に集光する光束が通過する第２領域とを有し、
前記第１領域を球面もしくは非球面から形成し、
光源側光学面に設けた前記第２領域の少なくとも一部を、光軸直交方向に対して傾けたことを特徴とする。
【００２３】
ここで、非球面レンズが、補正素子がなくても、第１光束を第２光ディスクに情報の記録及び／又は再生できる様に集光する光学性能を有している場合、前記第１領域を球面もしくは非球面としたときに、前記第２領域を光軸直交方向に延在する平面とすることもできる。ところが、光源側光学面における前記第２領域が光軸直交方向に延在していると、前記光源から前記第２領域に照射された光束が、光軸に平行に反射して戻り、光検出器に入射することでエラー信号を発生させる恐れがある。そこで、本発明においては、光源側光学面に設けた前記第２領域の少なくとも一部を、光軸直交方向に対して１°以上傾けることにより、前記第２領域で反射した光束が光軸と平行に戻ることを抑制し、光検出器での受光精度を高めるようにしている。
【００２４】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１０に記載の発明において、前記第１領域及び前記第２領域は全て屈折面であることを特徴とする。
【００２５】
前記補正素子は屈折面のみから形成することで、回折効果を用いて光束を振り分ける場合に比べて、光の利用効率を高めることができる。
【００２６】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１０又は１１に記載の発明において、光源側光学面に設けた前記第２領域の面積の８０％以上の領域が、光軸直交方向に対して１°以上傾いていることを特徴とする。
【００２７】
前記第１領域の面積の８０％以上の領域を光軸直交方向に対して傾ける事により、より光検出器での受光精度を高めることが可能となる。
【００２８】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１０〜１２のいずれかに記載の発明において、前記光軸直交方向に対して傾いている前記第２領域は、光軸を含む断面形状が、傾いた平面であることを特徴とする。
【００２９】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１３に記載の発明において、前記光軸直交方向に対して傾いている前記第２領域は、円錐面であることを特徴とする。
【００３０】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１０〜１２のいずれかに記載の発明において、前記光軸直交方向に対して傾いている前記第２領域は、光軸を含む断面形状が、曲率を有する面であることを特徴とする。
【００３１】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１５に記載の発明において、前記光軸直交方向に対して傾いている前記第２領域は、球面であることを特徴とする。
【００３２】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置用の補正素子は、請求項１０〜１６のいずれかに記載の発明において、前記補正素子の光源側光学面の、前記光軸直交方向に対して傾いている前記第２領域に平行光が入射した際に、前記補正素子の光ディスク側光学面の前記第２領域から、平行光が出射されることを特徴とする。
【００３３】
この様な構成にする事により、光源側光学面での反射光の悪影響を抑制するために、第２領域を光軸直交方向から傾けたとしても、第２領域を傾けない設計の際に用いていたのと同じ非球面レンズを用いて、第２領域を通過した第１光束を良好に第２光ディスクの情報記録面上に集光する事が可能となる。
【００３４】
請求項１８に記載の対物光学素子ユニットは、請求項１〜１５のいずれかに記載の補正素子と、前記非球面レンズとを一体的に連結してなることを特徴とする。
【００３５】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１６に記載の対物光学素子ユニットを有することを特徴とする。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
ＢＤは、ＮＡ０．８５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、ＮＡ０．６５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、ＮＡ０．６０〜０．６７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、ＮＡ０．４５〜０．５１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。
【００４０】
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。
【００４１】
０．０７５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１１２５ｍｍ    （１）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ                （２）
０．５ｍｍ≦ｔ３≦０．７ｍｍ                （３）
１．０ｍｍ≦ｔ４≦１．３ｍｍ                （４）
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
集光光学系は、対物光学素子ユニットを有する。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、対物光学素子ユニットのみを有していても良いが、対物光学素子ユニットの他にコリメーター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、コリメーターレンズは、カップリングレンズの一種であって、コリメーター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ユニットの他に、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ユニットが、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。
【００４６】
本明細書において、対物光学素子ユニット又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。対物光学素子ユニットは、少なくとも補正素子と非球面レンズとから構成されている。また、対物光学素子ユニット又は対物光学素子は、ガラスレンズを有していても、プラスチックレンズを有していても、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を有していていもよい。対物光学素子ユニットは、ガラスレンズとプラスチックレンズを共に有していてもよいし、いずれかのみからなっていてもよい。対物光学素子ユニットは、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。また、対物光学素子ユニットは屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物光学素子ユニットは、非球面レンズと補正素子とが直接係合して一体化されていてもよいし、鏡枠によって、非球面レンズと補正素子を保持し、一体化していてもよい。この場合、鏡枠の材料は特に限定されるものではないが、プラスチック製であることが好ましい。
【００４７】
また、対物光学素子ユニットがプラスチックレンズ又はプラスチック製の光学素子を有する場合は、プラスチックの材料として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、対物光学素子ユニットがプラスチックレンズを有する場合、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。
【００４８】
第１光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子ユニットの像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子ユニットの像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１＞ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子ユニット又は対物光学素子の像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２≧ＮＡ３）とし、第４光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子ユニット又は対物光学素子の像側開口数を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。ＮＡ２及びＮＡ３は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。また、ＮＡ４は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。
【００４９】
対物光学素子ユニットは、前述した様に補正素子及び非球面レンズを有する。補正素子は、平板状の光学素子又は平板に近い形状の光学素子であることが好ましい。補正素子は、その光学面上に光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を有する。その複数の輪帯は、第１領域と第２領域を有する。補正素子の第１領域及び非球面レンズを通過した第１光束は、第１光ディスクの情報記録面上に、情報の記録及び／又は再生が可能な様に集光される。補正素子の第２領域及び非球面レンズを通過した第１光束は、第２光ディスクの情報記録面上に、情報の記録及び／又は再生が可能な様に集光される。一方、補正素子の第１領域及び非球面レンズを通過した第１光束は、第２光ディスクの情報記録面上では、大きな収差を発生し、情報の記録及び／又は再生には用いる事ができないことが好ましいが、これに限られない。また、補正素子の第２領域及び非球面レンズを通過した第１光束は、第１光ディスクの情報記録面上では、大きな収差を発生し、情報の記録及び／又は再生には用いる事ができないことが好ましいが、これに限られない。
【００５０】
補正素子の第１領域及び第２領域は、共に屈折面であることが好ましい。特に好ましくは、第１領域及び第２領域の全てが屈折面である事である。この場合、屈折作用を利用して、第１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、反射光が補正素子を通過する際に、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。尚、境界の段差で僅かな回折光が発生することが考えられるが、補正素子を通過した光量の殆どが屈折光によるものである場合は、ここでいう屈折面と考える。
【００５１】
第１領域と第２領域とは、光軸から外側に向かって交互に設けられていることが好ましい。非球面レンズが、補正素子がない状態で、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及び／又は再生ができるように集光する光学性能を有している場合は、光軸を含む領域が第２領域であることが好ましい。一方、非球面レンズが、補正素子がない状態で、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及び／又は再生ができるように集光する光学性能を有している場合は、光軸を含む領域が第１領域であることが好ましい。
【００５２】
また、第１領域と第２領域とは、それぞれ複数存在していることが好ましく、第１領域と前記第２領域とは、光軸直交方向に交互に合計４領域以上配置されていることが好ましい。即ち、補正素子は４輪帯以上の輪帯数を有することが好ましい。
【００５３】
また、補正素子において、最も光軸から離れた領域は、第１領域であることが好ましい。最も光軸から離れた第１領域が、ＮＡ２以上に相当する領域である事が好ましい。
【００５４】
また、非球面レンズが、補正素子がない状態で、第１光ディスクに対して第１光束が倍率０で収差補正されている場合（即ち、非球面レンズが、補正素子がない状態で、平行光である第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する事ができる光学性能を有している場合）、第１領域を通過した光束に与える収差（与える収差がゼロである場合も含む、以下同じ）と、第２領域を通過した光束に与える収差とを異ならせる必要がある。
【００５５】
例えば、第１領域は通過する第１光束に対して収差を与えず、第２領域は通過する第１光束に対して収差を与える光学性能を有している例が挙げられる。この例において、補正素子の第１領域に平行光束の状態で入射した第１光束は、補正素子より平行光束の状態で出射し、補正素子の第２領域に平行光束の状態で入射した第１光束は、補正素子より収束光束の状態で出射するような光学性能を補正素子に持たせてもよい。このときの第１領域と第２領域の形状としては、第１領域は光軸に直交な平面とすることができ、第２領域は球面又は非球面形状とできる。
【００５６】
しかしながら、光源側光学面における第１領域が光軸に直交な平面を有すると、光源から第１領域に照射された光束が、光軸に平行に反射して戻り、光検出器に入射することでエラー信号を発生させる恐れがある。そこで、光源側光学面に設けた第１領域の少なくとも一部を、光軸直交方向に対して１°以上傾けたることにより、第１領域で反射した光束が光軸と平行に戻ることを抑制し、光検出器での受光精度を高めることが可能となる。  尚、第１領域が、第２領域を間に挟んで複数個配置されている場合、第１領域の少なくとも一部とは、最も光軸から遠い第１領域であることが好ましい。また、第１領域は光軸を中心とした点対称な形状となっている事が好ましい。
【００５７】
尚、更に好ましくは、光源側光学面に設けた第１領域の面積の８０％以上の領域が、光軸直交方向に対して１°以上傾いていることである。最も好ましくは、光源側光学面に設けた全ての第１領域が、光軸直交方向に対して１°以上傾いていることである。
【００５８】
第１領域を１°以上傾けた形状としては、大きく２つに分けられる。一つは、第１領域を、光軸を含む断面形状が傾いた直線となる形状とすることである。光軸を含む断面形状が傾いた直線の形状となるものとしては、例えば図６に示すように、少なくとも一つの第１領域全体が同一方向に傾いている場合である。また、図７に示すように、第１領域がくの字型になっている場合もある（これは、円錐面の一部であるととらえることもできる）。尚、図６、図７に示す例では、中心部が第２領域、その外側に第１領域、更にその外側に第２領域が設けられている。もう一つは、第１領域を、光軸を含む断面形状が近軸曲率を有する曲線となる形状とすることである。光軸を含む断面形状が近軸曲率を有する曲線の形状となるものとしては、非球面形状や球面形状が挙げられるが、好ましくは球面形状である。
【００５９】
また、第１領域を光軸直交方向から１°以上傾けたとしても、補正素子の光源側光学面の第１領域に平行光が入射した際に、補正素子の光ディスク側光学面の第１領域から、平行光が出射されるような光学設計、即ち、アフォーカル設計とすることが好ましい。
【００６０】
なお、上述の例に限られず、第１光束を平行光とはせずに、第１領域は通過する第１光束に対して収差を与え、第２領域は通過する第１光束に対して収差を与えないような光学性能を補正素子が有するようにしてもよい。
【００６１】
また、補正素子が、第１領域は通過する第１光束に対して収差を与えず、第２領域は通過する第１光束に対して収差を与える光学性能を有している場合、補正素子は、光軸直交方向において、少なくとも第１領域の内側と外側とに第２領域が配置される構成となっている事が好ましい。加えて、内側の第２領域の、その光軸直交方向外方の隣にある第１領域との境界における光軸方向の厚さΔ１は、外側の第２領域の、その光軸直交方向内方の隣にある前記第１領域との境界における光軸方向の厚さΔ２と異なっていることが好ましい。また、この場合、第２領域によって第１光束を発散させるような光学性能を持たせることが好ましいため、Δ１＜Δ２であることが好ましい。
【００６２】
一方、非球面レンズが、補正素子がない状態で、第２光ディスクに対して第１光束が倍率０で収差補正されている場合（即ち、非球面レンズが、補正素子がない状態で、平行光である第１光束を第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する事ができる光学性能を有している場合）も、第１領域を通過した光束に与える収差（与える収差がゼロである場合も含む、以下同じ）と、第２領域を通過した光束に与える収差とを異ならせる必要がある。
【００６３】
例えば、第２領域は通過する第１光束に対して収差を与えず、第１領域は通過する第１光束に対して収差を与える光学性能を有している例が挙げられる。この例において、補正素子の第２領域に平行光束の状態で入射した第１光束は、補正素子より平行光束の状態で出射し、補正素子の第１領域に平行光束の状態で入射した第１光束は、補正素子より収束光束の状態で出射するような光学性能を補正素子に持たせてもよい。このときの第１領域と第２領域の形状としては、第２領域は光軸に直交な平面とすることができ、第１領域は球面又は非球面形状とできる。
【００６４】
しかしながら、光源側光学面における第２領域が光軸に直交な平面を有すると、光源から第２領域に照射された光束が、光軸に平行に反射して戻り、光検出器に入射することでエラー信号を発生させる恐れがある。そこで、光源側光学面に設けた第２領域の少なくとも一部を、光軸直交方向に対して１°以上傾けたることにより、第２領域で反射した光束が光軸と平行に戻ることを抑制し、光検出器での受光精度を高めることが可能となる。第２領域の少なくとも一部とは、最も光軸から遠い第２領域であることが好ましい。尚、第２領域は光軸を中心とした点対称な形状となっている事が好ましい。  
【００６５】
尚、更に好ましくは、光源側光学面に設けた第２領域の面積の８０％以上の領域が、光軸直交方向に対して１°以上傾いていることである。最も好ましくは、光源側光学面に設けた全ての第２領域が、光軸直交方向に対して１°以上傾いていることである。
【００６６】
第２領域を１°以上傾けた形状としては、大きく２つに分けられる。一つは、第２領域を、光軸を含む断面形状が傾いた直線となる形状とすることである。光軸を含む断面形状が傾いた直線の形状となるものとしては、少なくとも一つの第２領域全体が同一方向に傾いている場合がある。また、第２領域が、くの字型になっている場合もある（これは、円錐面の一部であるととらえることもできる）。もう一つは、第２領域を、光軸を含む断面形状が近軸曲率を有する曲線となる形状とすることである。光軸を含む断面形状が近軸曲率を有する曲線の形状となるものとしては、非球面形状や球面形状が挙げられるが、好ましくは球面形状である。
【００６７】
また、第２領域を光軸直交方向から１°以上傾けたとしても、補正素子の光源側光学面の第２領域に平行光が入射した際に、補正素子の光ディスク側光学面の第２領域から、平行光が出射されるような光学設計、即ち、アフォーカル設計とすることが好ましい。
【００６８】
なお、上述の例に限られず、第１光束を平行光とはせずに、第２領域は通過する第１光束に対して収差を与え、第１領域は通過する第１光束に対して収差を与えないような光学性能を補正素子が有するようにしてもよい。
【００６９】
補正素子が、第２領域は通過する第１光束に対して収差を与えず、第１領域は通過する第１光束に対して収差を与える光学性能を有している場合、補正素子は、光軸直交方向において、少なくとも第２領域の内側と外側とに第１領域が配置される構成となっている事が好ましい。加えて、内側の第１領域の、その光軸直交方向外方の隣にある第２領域との境界における光軸方向の厚さΔ１´は、外側の第１領域の、その光軸直交方向内方の隣にある第２領域との境界における光軸方向の厚さΔ２´と異なっていることが好ましい。また、この場合、第１領域によって第１光束を収束させるような光学性能を持たせることが好ましいため、Δ１´＞Δ２´であることが好ましい。
【００７０】
尚、非球面レンズが、補正素子がない状態では、第１光束を第１光ディスクの情報記録面上にも、第２光ディスクの情報記録面上にも、情報の記録及び／又は再生ができるように集光する事ができない場合は、第１領域は通過する第１光束に対して収差を与え、第２領域も通過する第１光束に対して収差を与える光学性能を有していることが好ましい。このときの第１領域と第２領域の形状としては、第１領域も第２領域も、共に、球面又は非球面形状である事が好ましい。この場合、光源側光学面の第１領域も第２領域も、光軸直交方向から１°以上傾いている面を有することになる。
【００７１】
上述の様な光学性能や形状を補正素子に持たせる場合、補正素子は、段差や、光学面の面形状を変化させることによって光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯に分割されることになる。即ち、第１領域と第２領域の境界には段差が設けられているか、または、境界において補正素子の光学面形状が変化している。尚、像高特性を良好にするという観点から、補正素子の一方の光学面にのみ段差を設けたり、一方の光学面のみ領域毎に面形状を変化させるよりも、補正素子の光源側の光学面も光ディスク側の光学面も、共に、段差や、光学面の面形状を変化させることによって同心円状の複数の輪帯に分割することが好ましい。
【００７２】
ここで、第１領域と第２領域との間に大きな段差が存在する場合、特に、第１領域と、その隣の第２領域との境界における段差の光軸方向の深さが５０μｍ以上である場合は、補正素子の成形時に金型から抜きにくくなり、成形が困難になるという問題が発生する。そこで、第１領域とその隣の第２領域との境界の少なくとも一つの境界において、光軸に対して１０度以上７０度以下の傾斜面を設け、当該傾斜面を介して第１領域と第２領域とがつなげられていることが好ましい。２０度以上５０度以下であることが更に好ましい。また、好ましくは、第１領域と第２領域の境界における光軸方向の段差量が５０μｍ以上である境界にのみ、傾斜面を設けることである。傾斜面を設ける段差を限定する事により、傾斜面による光量のロスを低減することができる。また、段差量が大きい境界にのみ傾斜面を設ける場合、光源側の光学面に設けられる傾斜面と光ディスク側の光学面に設けられる傾斜面とは光軸からそれぞれの傾斜面までの光軸直交方向の距離が異なる場合と、同じ場合とがある。
【００７３】
また、補正素子の第１領域と、その隣の第２領域との間において、そこを通過した第１光束が、第１光ディスクの情報記録面上にも集光せず、第２光ディスクの情報記録面上にも集光しない領域、または、光束が通過しない領域が存在する場合がある。この領域を未使用領域と呼ぶ。即ち、未使用領域は、第１光ディスクの情報記録面に集光する光束及び第２光ディスクの情報記録面に集光する光束が通過しない光学面上の領域である。傾斜面は、この未使用領域に設けることが好ましい。未使用領域に傾斜面を設けることにより、傾斜面を設ける事による光量のロスを防止することができる。より好ましくは、未使用領域にのみ傾斜面を設けることである。
【００７４】
また、補正素子の光源側の光学面における未使用領域と、光ディスク側の光学面における未使用領域において、光軸からの高さが異なる位置に存在する場合がある。この様な場合、未使用領域に設けられる傾斜面は、光源側の傾斜面と光ディスク側の傾斜面とは光軸からそれぞれの傾斜面までの光軸直交方向の距離が異なることになる。
【００７５】
また、対物光学素子ユニットは、非球面レンズの光学面上及び／又は補正素子の光学面上に、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、対物光学素子ユニットは、非球面レンズの光学面上及び／又は補正素子の光学面上に、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が、波長λ１の第１光束のみが通過する場合には、効率を考慮すると、光路差は波長λ１の整数倍である事が望ましい。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。
【００７６】
第１光束は、平行光として対物光学素子ユニット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ユニットに入射してもよい。好ましくは、第１光束の、対物光学素子ユニット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ユニットに入射させる場合、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】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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】
【００８４】
本発明によれば、簡素且つ低コストでありながら、同一の光束を用いるＢＤとＨＤについて一つの対物光学素子ユニットで互換可能に情報の記録及び／又は再生を行え、しかも光利用効率が高く、加えて、光学素子の反射光が検出光に悪影響を及ぼすことを防止する光ピックアップ装置用の補正素子及び光学素子ユニット並びにそれらを用いた光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかる補正素子を含む対物光学素子ユニットの断面図である。図２は、図１に示す補正素子の矢印II部を拡大して図である。図１において、対物光学素子ユニットＯＵは、補正素子ＯＥと非球面レンズＯＢＪとを鏡枠ＦＲで同軸に連結してなる。補正素子ＯＥの光源側光学面Ｓ１と光ディスク側光学面Ｓ２は、それぞれ屈折面のみからなる。非球面レンズＯＢＪは、第１光ディスクＢＤに対して球面収差が最適に補正された形状となっている。
【００８６】
光源側光学面Ｓ１と光ディスク側光学面Ｓ２は、それぞれ輪帯状の第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とを交互に形成している。ここでは、中央の第２領域Ａ２を光軸ＡＸが通過している。第１領域Ａ１を通過した光束は、非球面レンズＯＢＪを介して第１光ディスクの情報記録面に集光し、第２領域Ａ２を通過した光束は、非球面レンズＯＢＪを介して、第２光ディスクの情報記録面に集光するようになっている。
【００８７】
ここで、第１光ディスクと第２光ディスクの保護層の厚さが異なるので、これに起因する球面収差を補正する必要がある。そこで、本実施の形態においては、第１領域Ａ１を通過した光束の発散角又は収束角が、第２領域Ａ２を通過した光束の発散角又は収束角と異なるようにしている。従って、第１領域Ａ１の球面もしくは非球面形状は、第２領域Ａ２の球面もしくは非球面形状とは異なる。ここでは、第１領域Ａ１を点対象な球面とし、第２領域Ａ２を非球面屈折面とするが、それに限られない。（図１、図２では、第１領域Ａ１は直線の様に描かれているが、実際は球面である。）  
【００８８】
光源側光学面Ｓ１の第１領域Ａ１に、図２に示すように光軸ＡＸに平行な光束Ｌが入射した場合、その一部は第１領域Ａ１で反射することとなるが、第１領域Ａ１は球面であるので、その反射光は、光軸ＡＸに対して傾いた方向に戻ることとなる。これにより第１領域Ａ１の反射光が光ピックアップ装置の光検出器に入射することが抑制され、エラー信号の発生を抑えることができる。尚、第１領域Ａ１は球面に限らない。
【００８９】
第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の形状が異なる場合、図２に示すように、両者の間に段差が生じることとなる。本実施の形態においては、かかる光源側光学面Ｓ１の段差を、光軸に対する傾き角がθ１の傾斜面ＣＰ１で連結し，光ディスク側光学面Ｓ２の段差を、光軸に対する傾き角がθ２の傾斜面ＣＰ２で連結しているので、成形時に補正素子ＯＥを離型させる際の抜き勾配を与えることができる。
【００９０】
又、第１領域Ａ１を光軸直交方向に挟む第２領域Ａ２のうち、内側の第２領域Ａ２の、その光軸直交方向外方の隣の第１領域Ａ１との境界における光軸方向の厚みΔ１は、外側の第２領域Ａ２の、その光軸直交方向内方の隣の第１領域Ａ１との境界における光軸方向の厚みΔ２より小さくなっていると望ましい。更に、本実施の形態において、第１領域Ａ１と、その隣の第２領域Ａ２との光軸方向の段差量δが５０μｍ以上の境界に、傾斜面ＣＰ１、ＣＰ２が形成されている。
【００９１】
更に、第１領域Ａ１を球面のアフォーカル面とし、第２領域Ａ２を非球面屈折面とすると、図２に示すように、第１領域Ａ１に入射した平行光束は、補正素子ＯＥを平行光束のまま出射する。これに対し、第２領域Ａ２に入射した平行光束は、補正素子ＯＥより収束光束の状態で出射する。従って、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との間には、第１光ディスクの情報記録面に集光する光束及び第２光ディスクの情報記録面に集光する光束が通過しない領域が存在する。この領域を未使用領域と呼ぶこととする。未使用領域は、情報の記録及び／又は再生に無関係であることから、どのような形状にしてもよい。そこで、本実施の形態においては、未使用領域に傾斜面ＣＰ１，ＣＰ２を形成しているのである。
【００９２】
図３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及び／又は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。  
【００９３】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物光学素子ユニットＯＵ、λ／４波長板ＱＷＰ、コリメートレンズＣＬ、偏光プリズムＰＰＳ、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。
【００９４】
対物光学素子ユニットＯＵは、前述した図１、２に示されるように、補正素子ＯＥと非球面レンズＯＢＪと一体的に連結して構成されている。
【００９５】
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、対物光学素子ユニットＯＵによって厚さ０．１ｍｍ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。
【００９６】
このとき、補正素子ＯＥの第１領域Ａ１を通過した光束は、平行光束の状態で非球面レンズＯＢＪに入射し、非球面レンズＯＢＪによって、ＢＤの情報記録面上に集光されスポットを形成する。一方、補正素子ＯＥの第２領域Ａ２を通過した光束は、収束光束の状態で非球面レンズＯＢＪに入射し、非球面レンズＯＢＪを通過したときに、ＢＤの情報記録面上に集光スポットを形成しない。
【００９７】
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、再び対物光学素子ユニットＯＵ、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により光学素子ユニットＯＵ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。
【００９８】
次に、ＨＤの記録／再生を行う場合について説明する。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、対物光学素子ユニットＯＵ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。
【００９９】
このとき、補正素子ＯＥの第２領域Ａ２を通過した光束は、収束光束の状態で非球面レンズＯＢＪに入射し、非球面レンズＯＢＪによって、ＨＤの情報記録面上に集光されスポットを形成する。一方、補正素子ＯＥの第１領域Ａ１を通過した光束は、平行光束の状態で非球面レンズＯＢＪに入射し、非球面レンズＯＢＪを通過したときに、ＨＤの情報記録面上に集光スポットを形成しない。
【０１００】
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、再び対物光学素子ユニットＯＵ、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により光学素子ユニットＯＵ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。
【０１０１】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、補正素子ＯＥにおける光軸に遠い領域からの戻り光がゴーストを発生させ易いということに鑑みて、光軸に近い第１の領域Ａ１を平面とし、光軸に遠い第１領域Ａ１を球面としても良い。領域Ａ１，Ａ２を、４領域以上設けることは任意である。
【０１０２】
（実施例１）
次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。実施例１は、補正素子と非球面レンズからなっている。補正素子は、光軸を含む最も中心の領域が第２領域（内側第２領域）であり、そこから光軸直交方向の外側に向かって、順に第１領域（内側第１領域）、第２領域（外側第２領域）、第１領域（外側第２領域）を有している。第１領域は、内側第１領域及び外側第１領域共に、全て非球面形状のアフォーカル設計となっており、第２領域は、内側第２領域及び外側第２領域共に、全て非球面形状を有している。また、光源側の光学面には、内側第１領域と外側第２領域の間に傾斜面が設けられている。一方、光ディスク側の光学面には、内側第２領域と内側第１領域との間に傾斜面が設けられている。この対物が光学素子の概略図を、図４、図５として示す。図４は、第１光ディスクとしてＢＤを使用している場合の集光状態を示す図であり、図５は、第２光ディスクとしてＨＤを使用している場合の集光状態を示す図である。
【０１０３】
表１に実施例１のレンズデータを示す。表１中のｒｉは曲率半径、ｄｉは第ｉ面から第ｉ＋１面までの光軸方向の位置、ｎｉは各面の屈折率を表している。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。また、補正素子の光源側の光学面において、２−１面が内側第２領域、２−２面が内側第１領域、２−３面が傾斜面、２−４面が外側第２領域、２−５面が外側第１領域である。一方、補正素子の光ディスク側の光学面において、３−１面が内側第２領域、３−２面が傾斜面、３−３面が内側第１領域、３−４面が外側第２領域、３−５面が外側第１領域である。
【０１０４】
【表１】
2009015951.tif 000003
【０１０５】
尚、対物光学素子の光学面は、それぞれ数１式に表１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。
【０１０６】
【数１】
2009015951.tif 000004
【０１０７】
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ｂ2iは非球面係数、ｈは光軸からの高さ、ｒは近軸曲率半径である。
【０１０８】
また、表２に実施例１の焦点距離などのデータをまとめて示す。
【０１０９】
【表２】
2009015951.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本実施の形態にかかる補正素子を含む光学素子ユニットの断面図である。
【図２】図１に示す補正素子の矢印II部を拡大して図である。
【図３】本実施の形態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４】第１光ディスクとしてＢＤを使用している場合の集光状態を示す図である。
【図５】第２光ディスクとしてＨＤを使用している場合の集光状態を示す図である。
【図６】第１領域を傾けた補正素子の一例を示す断面図である。
【図７】第１領域を傾けた補正素子の別例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
Ａ１    第１領域
Ａ２    第２領域
ＡＸ    光軸
ＦＲ    鏡枠
ＯＥ    補正素子
ＯＵ    光学素子ユニット
Ｓ１    光源側光学面
Ｓ２    光ディスク側光学面
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】
2009015951.tif 000006
【図２】
2009015951.tif 000007
【図３】
2009015951.tif 000008
【図４】
2009015951.tif 000009
【図５】
2009015951.tif 000010
【図６】
2009015951.tif 000011
【図７】
2009015951.tif 000012