(57)【要約】【課題】複数の光源が隣接位置である光学ヘッドにおいて、光路途中のレンズ中心位置を特定の波長の光に対してずらすことにより、特定波長の光の進行方向を変化させることのできる複数の光源が１つのパッケージ内で隣接されている光学ヘッドを提供する。【解決手段】  この発明の１つの実施の形態は、特定の波長光に対して選択的にレンズ作用を有する波長選択性波面変換素子７を複数の光源１，２，３から出射されたそれぞれの光の光路途中に共通に配置すると共に、波長選択性波面変換素子の前記レンズ作用の中心位置を特定の波長光の光軸からずらした位置に配置して、前記特定の波長光の光軸の進行方向を変化させたことを特徴とする光学ヘッドである。【選択図】  図１
2009134832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに波長の異なる複数の光源が隣接位置に配置された光学ヘッドにおいて、
特定の波長光に対して選択的にレンズ作用を有する波長選択性波面変換素子を前記複数の光源から出射されたそれぞれの光の光路途中に共通に配置すると共に、
前記波長選択性波面変換素子の前記レンズ作用の中心位置を前記特定の波長光の光軸からずらした位置に配置して、前記特定の波長光の光軸の進行方向を変化させたことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
互いに波長の異なる複数の光源が隣接位置に配置され、特定の波長光に対して選択的に波面変換作用を有する波長選択性波面変換素子が前記複数の光源から出射されたそれぞれの光の光路途中に共通に配置されると共に、前記複数の光源から出射されたそれぞれの光が同一の対物レンズにより集光する光学ヘッドにおいて、
前記特定の波長光の光軸が前記対物レンズの光軸に対して傾きをなし、前記特定の波長光の光軸と前記対物レンズの光軸を含む第１の仮想平面が定義され、前記波長選択性波面変換素子表面が互いに高さの異なる複数平面から構成されると共に、前記波長選択性波面変換素子表面の互いに高さの異なる複数平面が非点対称形状に配置され、前記波長選択性波面変換素子を経た後の前記特定の波長光に対して位相を進める作用を有する第１の実平面と位相を遅らせる作用を有する第２の実平面との間の配置方向が前記第１の仮想平面と略平行の関係に有ることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項３】
互いに波長の異なる複数の光源が隣接位置に配置され、特定の波長光に対して選択的に波面変換作用を有する波長選択性波面変換素子が前記複数の光源から出射されたそれぞれの光の光路途中に共通に配置されると共に、前記複数の光源から出射されたそれぞれの光が同一の対物レンズにより集光する光学ヘッドにおいて、
前記特定の波長光の光軸が前記対物レンズの光軸に対して傾きをなし、前記特定の波長光の光軸と前記対物レンズの光軸を含む第１の仮想平面が定義され、前記波長選択性波面変換素子表面が互いに高さの異なる複数平面から構成されると共に、前記波長選択性波面変換素子表面の互いに高さの異なる複数平面が非点対称形状に配置され、前記波長選択性波面変換素子を経た後の前記特定の波長光に対して位相を進める作用を有する第１の実平面と位相を遅らせる作用を有する第２の実平面との間の配置方向が前記第１の仮想平面と平行であることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項４】
第１の波長の光を出射する第１の光源と、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を出射する第２の光源と、前記第１及び第２の波長のいずれとも異なる第３の波長の光を出射する第３の光源と、が隣接して単一のパッケージに収容された光源ユニットと、
前記光源ユニット内のいずれか１つの光源からの光の主光線に対して光軸が一致されて光路中に位置されたコリメートレンズと、
前記コリメートレンズによりコリメートされた前記第１、第２および第３の波長の光を記録媒体に集光するとともに、記録媒体で反射された反射光を取り込む対物レンズと、
を有し、
前記コリメートレンズは、前記光軸と前記主光線とが一致しない光源からの光に対して位相差を与えることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項５】
前記コリメートレンズの前記光軸と前記主光線とが一致される光源からの光の波長は、４０５ｎｍであることを特徴とする請求項４記載の光学ヘッド。
【請求項６】
第１の波長の光を出射する第１の光源と、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を出射する第２の光源と、前記第１及び第２の波長のいずれとも異なる第３の波長の光を出射する第３の光源と、が隣接して単一のパッケージに収容された光源ユニットと、
前記光源ユニット内のいずれか１つの光源からの光の主光線に対して光軸が一致されて光路中に位置されたコリメートレンズと、
前記コリメートレンズによりコリメートされた前記第１、第２および第３の波長の光を記録媒体に集光するとともに、記録媒体で反射された反射光を取り込む対物レンズと、
を有し、
前記コリメートレンズは、前記光軸と前記主光線とが一致しない光源からの光に対して透過量を制限することを特徴とする光学ヘッド。
【請求項７】
前記コリメートレンズの前記光軸と前記主光線とが一致される光源からの光の波長は、４０５ｎｍであることを特徴とする請求項６記載の光学ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の光源が隣接位置である光学ヘッドにおいて、光路途中のレンズ中心位置を特定の波長の光に対してずらすことにより、特定波長の光の進行方向を変化させることのできる光学ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長７８０ｎｍ前後のレーザ光を用いるＣＤ規格の光ディスクと波長６５０ｎｍ前後のレーザ光を用いるＤＶＤ規格の光ディスクが実用化されて久しい。また、波長４０５ｎｍ前後のレーザ光を用いるＨＤ  ＤＶＤ規格の光ディスクも既に実用化されている。
【０００３】
なお、当然のことながら、総ての波長のレーザ光を単一のレンズ系により取り扱うことに対する要求は、光ディスクの規格が増える都度生起し、既に、様々な手法が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、近接配置された第１および第２の光源と対物レンズとの間に、各光源から対物レンズに向けられる光路を変更する導光用光学素子を有する光ヘッド装置が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、隣接して配置され、異なる波長の光を出射する第１および第２の光源と集光レンズとの間に配置され、第１および第２の波長の光の少なくとも一方と集光レンズとの組み合わせにより生じる球面収差を低減する光学素子を有する光学ヘッドが開示されている。
【０００６】
非特許文献１には、１個の対物レンズで、基板厚みが異なる情報記憶媒体間の互換性の確保のために、対物レンズへの入射光の結像倍率を変化させる例が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２５０９９
【特許文献２】ＷＯ２００４／０９７８２０
【非特許文献１】KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT Vol. 2(2005)p.79
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された光ヘッド装置は、第１および第２の光の光軸を一致させることに言及されているが、３つの光に対する展開は示されていない。
【０００８】
特許文献２に記載された光学ヘッドは、球面収差を低減するため、第１または第２の光の少なくとも一方の光を集光レンズの光軸に対してシフトすることに言及されているが、光軸からのずれにより生起するコマ収差に関する記載が見当たらない。
【０００９】
非特許文献１には、トラックずれ補正時の対物レンズのシフトにより軸外（コマ）収差が発生し、光学ヘッドとしての記録／再生性能が低下することが記載されている。
【００１０】
この発明の目的は、複数の光源が隣接位置である光学ヘッドにおいて、光路途中のレンズ中心位置を特定の波長の光に対してずらすことにより、特定波長の光の進行方向を変化させることのできる光学ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、互いに波長の異なる複数の光源が隣接位置に配置された光学ヘッドにおいて、特定の波長光に対して選択的にレンズ作用を有する波長選択性波面変換素子を前記複数の光源から出射されたそれぞれの光の光路途中に共通に配置すると共に、前記波長選択性波面変換素子の前記レンズ作用の中心位置を前記特定の波長光の光軸からずらした位置に配置して、前記特定の波長光の光軸の進行方向を変化させたことを特徴とする光学ヘッドである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の実施の形態を用いることで、出力レーザ光の波長の異なる複数の光源を単一のパッケージに収容した場合に生じるレンズの光軸と主光線のずれの影響が低減できる。
【００１３】
また、光学ヘッドの小形軽量化が可能となる。
【００１４】
さらに、１個の対物レンズを用いる場合において、基板厚みが異なる情報記憶媒体間の互換性を確保できる。
【００１５】
またさらに、トラックずれの補正において生じる対物レンズのシフトに起因して生じる軸外（コマ）収差の発生を防止できる。
【００１６】
さらにまた、情報記憶媒体にチルトが生じた場合においてもマージンを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１、図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の実施の形態を用いた多波長対応互換用光学ヘッド構造を示している。なお、図２Ａは、図１に示した光学ヘッドの共通化されたパッケージ４内の半導体レーザ素子２からの波長６５０ｎｍのレーザ光について説明している。また、図２Ｂは、図１に示した光学ヘッドの共通化されたパッケージ４内の半導体レーザ素子３からの波長７８０ｎｍのレーザ光について説明している。
【００１９】
図１、図２Ａ及び図２Ｂにおいては、互いに波長の異なる複数の光源が、それぞれ隣接位置に配置されていることにより、前記複数の光源が１個のパッケージ（共通化されたレーザパッケージ）４内に収納されるため、光学ヘッドの小形軽量化が可能となることに大きな特徴がある。
【００２０】
この光源である４０５ｎｍ半導体レーザ発光素子１と、６５０ｎｍ半導体レーザ発光素子２、および７８０ｎｍ半導体レーザ発光素子３が、共通化されたレーザパッケージ４の中に内蔵されている。
【００２１】
それぞれの異なる波長の複数の光源が、それぞれ光学ヘッド内の離れた位置に配置された場合、光学ヘッド全体が大きくなり重くなるという問題が生じる。
【００２２】
本実施例では、全ての複数の光源を同一の共通化されたパッケージ４に内蔵させることにより、光学ヘッド全体を小さくしている。図１に示す本実施例の多波長対応互換用光学ヘッドでは、１個の光源のみを有する光学ヘッドと殆ど類似した構造を持ち、波長選択性送光系の波面変換素子７と波長選択性検出系の波面変換素子８のみが追加された形となっている。
【００２３】
従って、図１に示す光学ヘッドの構造配置では１個のみの光源を有する光学ヘッドと、光学的な構造が殆ど類似しており、１個のみの光源を有する光学ヘッドと比べて殆ど同じサイズ、同じ重さの光学ヘッドが実現できることに大きな特徴がある。
【００２４】
すなわち、図１に示すように４０５ｎｍ半導体レーザ発光素子１を出た４０５ｎｍ光は波長選択性送光系の波面変換素子７を通過後、偏光ビームスプリッタ９を通過し、コリメートレンズ１１により平行光になる。ハーフプリズム１０で通過した光は発光量制御用光検出器１３で一部検出され、４０５ｎｍ半導体レーザ発光素子１から発光させる発光光量にフィードバックがかけられる。
【００２５】
前記ハーフプリズム１０で反射した４０５ｎｍ光は３波長対応１／４波長板１２を通過後、３波長対応対物レンズ６により情報記録媒体５の記録面１６上に集光される。４０５ｎｍ光においては、情報記憶媒体５の透明基板厚は０．６ｍｍと薄くなっている。本実施例においては４０５ｎｍ光に対応した情報記憶媒体５としてＨＤ＿ＤＶＤ−ＲＯＭ媒体やＨＤ＿ＤＶＤ−Ｒ媒体、ＨＤ＿ＤＶＤ−ＲＡＭ媒体、ＨＤ＿ＤＶＤ−ＲＷ媒体を前提としている。記録面１６で反射した光は再度、３波長対応対物レンズ６を通過後、３波長対応１／４波長板１２を経てハーフプリズム１０で反射し、コリメートレンズ１１を通過後、偏光ビームスプリッタ９で反射し、波長選択性検出系の波面変換素子８を通過後、シリンドリカルレンズ１４を経て、光検出器１５で信号検出される。
【００２６】
本実施例における多波長対応互換用光学ヘッドでは、４０５ｎｍ光のみならず６５０ｎｍ光、７８０ｎｍ光いずれも同一の光検出器１５により信号検出されることに大きな特徴がある。図１に示すように、３波長対応対物レンズ６の光軸上には４０５ｎｍ半導体レーザ発光素子１のみが配置されている。また、６５０ｎｍ半導体レーザ発光素子２と７８０ｎｍ半導体レーザ発光素子３は、３波長対応対物レンズ６の光軸上からずれた位置に配置されている。従って、６５０ｎｍ光と７８０ｎｍ光の光軸は３波長対応対物レンズ６に対して、傾いた角度に配置されるため、軸外収差や情報記憶媒体５の傾きによるコマ収差の影響を受け易い構造となっている。
【００２７】
それに対し、本実施例では波長選択性送光系の波面変換素子７を用い、６５０ｎｍ光と７８０ｎｍ光に対して波面変換することで軸外収差の補正を行うと共に、情報記憶媒体５の傾いた時のコマ収差の影響を低減している。さらに、本実施例では３波長対応対物レンズ６上に独自な光学特性を持たせ、コマ収差に対する自己相殺機能を持たせている。それにより、軸外収差またはコマ収差によるマージンを向上させ、光学ヘッドの記録／再生性能の安定性を向上させている。
【００２８】
図２Ａに、６５０ｎｍ半導体レーザ発光素子２から出射された６５０ｎｍレーザ光の光軸を示す。
【００２９】
参考のために、４０５ｎｍ光との光軸も併記し、４０５ｎｍ光と６５０ｎｍ光間での光軸中心の光路間の関係を示している。
【００３０】
６５０ｎｍ半導体レーザ発光素子２は、４０５ｎｍ半導体レーザ発光素子１に対し、隣接位置に配置されてはいるが完全に位置が一致しないため、光軸中心の光路が４０５ｎｍ光に対して傾いた角度となる。そのため、３波長対応対物レンズ６に対して、斜め傾いた角度から光が入射されることになる。
【００３１】
６５０ｎｍ光で記録／再生する情報記憶媒体５はＤＶＤ−Ｒ媒体を始めとするＤＶＤ−ＲＯＭ媒体やＤＶＤ−ＲＡＭ媒体、ＤＶＤ−ＲＷ媒体を前提としている。そのため、図２Ａに示すように透明基板厚は０．６ｍｍと４０５ｎｍ光と同じになっている。図２Ａに示す実施例では３波長対応対物レンズ６に入射する直前の６５０ｎｍ光は平行光束になっている。３波長対応対物レンズ６が６５０ｎｍ光に対して正弦条件を満足するようにレンズ設計がなされている場合には、３波長対応対物レンズ６に対し、斜めの角度から入射した６５０ｎｍ光は大きな収差を発生すること無く、情報記憶媒体５の記録面１６上で集光される。
【００３２】
この場合には表だった軸外収差は発生せず、情報記憶媒体５の傾きがない場合には安定に記録再生の処理を行うことができる。しかし、元々傾いて入射されている状況は変わらない。情報記憶媒体５が光学ヘッドに対して傾くと、コマ収差が発生する。そのコマ収差を補正する方法として、情報記憶媒体５の傾いた方向に沿って３波長対応対物レンズ６を傾け、コマ収差を補正する方法が主力となっている。
【００３３】
このように情報記憶媒体５の傾きに対し、３波長対応対物レンズ６を平行に傾けることでコマ収差の軽減をすることはできる。しかし元々６５０ｎｍ光が３波長対応対物レンズ６に対して斜めから入射されているため、３波長対応対物レンズ６の光軸に並行に入射される場合と比べてコマ収差補正範囲が低下する。
【００３４】
本実施例における多波長対応互換用光学ヘッド内での７８０ｎｍ光の光路を図２Ｂに示す。
【００３５】
図２Ｂに示すように７８０ｎｍ光に対しては情報記憶媒体５の透明基板の厚みが１．２ｍｍと厚くなっている。
【００３６】
そのため３波長対応対物レンズ６に７８０ｎｍの平行光を入射された場合には、情報記憶媒体５の記録面１６上での集光スポット強度分布が球面収差の影響で歪む。この時に発生する球面収差を補正するため、図２Ｂに示す実施例では３波長対応対物レンズ６に対して発散光を入射させて球面収差を補正している。
【００３７】
図２Ｂに示す実施例では波長選択性送光系の波面変換素子７の入射面側（共通化されたレーザパッケージ４に近い側）の表面では７８０ｎｍ光に対して選択的にレンズ作用（凹レンズ作用）を行うホログラム構造（回折構造）を持たせている。その結果、７８０ｎｍ光は波面変換素子７の入射面側（共通化されたレーザパッケージ４に近い側）の表面で波面変換され、コリメートレンズ１１を通過した後で発散光になる。
【００３８】
図２Ｂに示す多波長対応互換用光学ヘッドでは、さらに波長選択性検出系の波面変換素子８の出射側（シリンドリカルレンズ１４側）に発散性（凹レンズ）のレンズ作用を持たせることで、７８０ｎｍ光においても光検出器１５上に最適な検出用スポットを結ぶような構造になっている。
【００３９】
本実施例では、波長選択性送光系の波面変換素子７および波長選択性検出系の波面変換素子８の入射面側の表面と出射面側の表面それぞれに異なる波長光に対して選択的に光学的特性を変換させることに特徴がある。それにより１個の光学素子で２波長光に対してそれぞれ独自に光学的特性制御が可能になるため、本実施例のようにそれぞれ異なる３波長以上の光源を持った光学ヘッドの小形軽量化が可能になる。
【００４０】
本実施例では特定波長光に対して選択的に変換させる光学的特性として波面変換（局所的な位相変換）を行っているが、それに限らず例えば色フィルターなどを用いた振幅変換（局所的な透過光量変換）を行っても良い。
【００４１】
波長選択性送光系の波面変換素子７の入射面側（共通化されたレーザパッケージ４に近い側）の表面での各平面間の段差ｈを２．２９１５μｍとして前述した（１）式を用いて計算すると、４０５ｎｍ光に対する位相差はδ（４０５ｎｍ）＝６πとなり４０５ｎｍ光に対しては影響を与えない形となる。
【００４２】
また、この時には、７８０ｎｍ光に対する位相差はδ（７８０ｎｍ）＝２π×１．５０１８となり、回折効率を非常に高くできる。
【００４３】
しかし、６５０ｎｍ光に対する位相差は、δ（６５０ｎｍ）＝３．６２７８πとなり、６５０ｎｍ光に対して波長選択性送光系の波面変換素子７の入射面側で迷光が発生することになる。但し本実施例では、下記に示す光学設計上の工夫をすることで６５０ｎｍ光の迷光の影響を問題のないレベルまで低減可能となる。
【００４４】
６５０ｎｍ光の迷光成分は波長選択性送光系の波面変換素子７の入射面側（共通化されたレーザパッケージ４に近い側）の表面で７８０ｎｍ光と同様にレンズ作用（凹レンズ作用）を受ける。その結果、６５０ｎｍ光の迷光成分はコリメートレンズ１１通過後に発散光となる。この発散光は６５０ｎｍ光の理想光で集光させている時の集光面とは異なる位置（記録面１６から離れた位置）に集光されるので、この迷光が記録面１６で反射した後に光検出器１５へ到達する時には非常に大きなビームとなる。
【００４５】
その状況を考慮して本実施例では、この６５０ｎｍ光の迷光成分がその光検出器１５よりも大きくはみ出して照射されるように光検出器１５の光検出部の外形サイズを充分小さく設計している。それにより情報記憶媒体５の記録面１６上に記録された情報を６５０ｎｍ光で再生するときの上記迷光の影響がほとんど現れない。
【００４６】
図２Ｂに示すように３波長対応対物レンズ６に入射する時の７８０ｎｍ光の結像倍率を４０５ｎｍ光や６５０ｎｍ光とは異なる値に変化させている。もし７８０ｎｍ光の光軸中心が３波長対応対物レンズ６の光軸に対して傾いた角度で配置されている場合には軸外（コマ）収差が発生する。さらにトラックずれ補正をするために３波長対応対物レンズ６が中心位置からシフトすると、さらに軸外（コマ）収差量が増大する。
【００４７】
この問題を低減するため、本実施例では波長選択性送光系の波面変換素子７のレンズ中心位置を７８０ｎｍ光の光軸中心からずらしたことに大きな特徴がある。それにより７８０ｎｍ光の光軸中心の進行方向は波長選択性送光系の波面変換素子７の入射面側（共通化されたレーザパッケージ４に近い側）の表面で曲げられ、７８０ｎｍ光の光軸中心が３波長対応対物レンズ６の光軸と平行関係になるように補正されている。その結果、７８０ｎｍ半導体レーザ発光素子３の発光点位置があたかも３波長対応対物レンズ６の光軸延長線上に配置されているかのように工夫できる。
【００４８】
より詳細には、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ及びＨＤ＿ＤＶＤ−ＲやＢＤ−Ｒの情報記憶媒体の全てに対して安定な記録と再生を確保するためには、光学ヘッドとして、７８０ｎｍ、６５０ｎｍ及び４０５ｎｍの中心発光波長を持つ３個の光源１、２、３（半導体レーザ発光素子）を持つ必要が有る。図１、図２Ａまたは図２Ｂに示すように互いに波長の異なる複数の光源が隣接位置に配置させる（具体的には１個の共通化されたレーザパッケージ４内に配置する）ことで光学ヘッド全体の小形化と軽量化が可能となる。
【００４９】
本実施例では、４０５ｎｍ半導体レーザ発光素子１から発光された光の光軸を３波長対応対物レンズ６の光軸に平行に設定している（最も収差に敏感な最短波長光を平行にアライメントすることで光学ヘッド全体のマージンが向上する）。しかし、６５０ｎｍ半導体レーザ発光素子２から発光された光の光軸と７８０ｎｍ半導体レーザ発光素子３から発光された光の光軸が傾くため、チルトマージンなどのマージンが低下する。特に７８０ｎｍ半導体レーザ発光素子３から発光された光では対物レンズへの入射光の結像倍率を変化させてＣＤ−Ｒ媒体に対して記録または再生する時に発生する球面収差を補正している。そのため先行技術で説明したようにトラックずれ補正時の対物レンズシフトによる軸外（コマ）収差が発生するだけでなく、光軸が傾いているために軸外（コマ）収差の影響がより一層顕著となる（例えばトラックずれ補正を行わずに３波長対応対物レンズ６が理想位置に居る場合でも軸外（コマ）収差が発生する）。
【００５０】
光学ヘッド全体の小形化と軽量化を目指して複数の光源を隣接位置に配置させると、光軸ずれが生じて、記録／再生性能劣化が発生する問題に対して、    
〔Ａ〕送光系光路途中に波長選択性送光系の波面変換素子７を配置して波長選択的に波面を変換して性能マージンを広げる    
〔Ｂ〕３波長対応対物レンズ６に独自な光学特性を持たせることで軸外収差またはコマ収差に対するマージンを広げる    
ことに本実施例の大きな技術的特徴が有る。
【００５１】
具体的には、    
〔Ｃ〕レンズ作用を有する波長選択性波面変換素子（波長選択性送光系の波面変換素子７）のレンズ中心位置を特定の波長光（７８０ｎｍ光）の光軸からずらす配置にすることで前記特定の波長光の光軸の進行方向を変化させて３波長対応対物レンズ６の光軸に平行にする    
〔Ｄ〕波長選択性送光系の波面変換素子７表面に互いに高さの異なる複数平面が非点対称形状に配置された構造として特定の波長光（６５０ｎｍ光）に対して、光軸の傾き方向に対応した擬似的なコマ収差を与える    
〔Ｅ〕３波長対応対物レンズ６自体にコマ収差に対する自己相殺機能を持たせる    
すなわち、特定の波長光（６５０ｎｍ光）の光軸が３波長対応対物レンズ６の光軸に対して傾き、その傾きに対応して（特定の波長光（６５０ｎｍ光）の光軸と３波長対応対物レンズ６の光軸を含む）仮想平面を定義し、波長選択性送光系の波面変換素子７を経た後の特定の波長光（６５０ｎｍ光）に対して位相を進める作用を有する第１の実平面と位相を遅らせる作用を有する第２の実平面との間の配置方向をこの仮想平面と略平行の関係にする    
と言う、技術的な工夫を行っている。
【００５２】
本実施例では〔Ｃ〕から〔Ｅ〕に対していずれか１個のみを実施しても良いし、〔Ｃ〕から〔Ｅ〕に対していずれかの２個の組み合わせ、または３個全ての組み合わせを光学ヘッド内に適用しても良い。また、いずれか１個のみを実施するよりも、組み合わせを適用した方が光学ヘッドとしてのマージンは向上し、記録または再生性能の劣化防止効果が増大する。
【００５３】
図２Ａにおける６５０ｎｍ光のみに作用する波長選択性送光系の波面変換素子７の出射側（偏光ビームスプリッタ９に近い側の）平面の形状を図３に示す。波長選択性送光系の波面変換素子７の出射側には、６５０ｎｍ光２１の通過領域内にそれぞれＡ面からＧまでの段差を有する平面が形成されている。図３に示すように、各Ａ面からＧ面はそれぞれ高さが等しい等高平面であり、Ｄ面が最も高さが高く、Ｇ面が最も高さが低い形状となっている。その結果、Ｄ面を通過した６５０ｎｍ光２１が光の位相が最も遅れ、Ｇ面を通過した６５０ｎｍ光２１の位相が最も進む。
【００５４】
Ａ面に対するＢ面、およびＡ面に対するＥ面の段差は、前述したように１．５２７７μｍとなっており、Ｅ面に対するＦ面、およびＢ面に対するＣ面の段差、またＦ面に対するＧ面、およびＣ面に対するＤ面の段差も同様に、ｈ＝１．５２７７μｍになっている。その結果、前述したように各面を通過した６５０ｎｍ光２１は、それぞれの面の間で０．４２π＝０．２１λの位相差が発生する。
【００５５】
図３に示すように波長選択性送光系の波面変換素子７の６５０ｎｍ光２１の出射面（偏光ビームスプリッタ９に近い側の面）では、互いに高さの異なるＡからＧまでの複数の平面の配置形状はＸ軸とＹ軸の交点（図３の中心点位置）に対して、非点対称な形状に形成され、Ｘ軸に対し軸対象な形状となっている。
【００５６】
位相を遅らせる平面Ｂ，Ｃ，Ｄと位相を進める平面Ｅ，Ｆ，Ｇの配置方向はＸ軸方向に沿って配置されており、位相の進みと遅れの状況は、図３におけるＹ軸を中心として正反対の関係になっている。
【００５７】
この位相を進める作用を有する平面Ｅ，Ｆ，Ｇと位相を遅らせる作用を有する平面Ｂ，Ｃ，Ｄの配置方向と平行なＸ軸方向が、図２Ａにおける３波長対応対物レンズ６の光軸に対する６５０ｎｍ光の光軸中心の傾き方向と一致している。
【００５８】
すなわち、３波長対応対物レンズ６の光軸と６５０ｎｍ光の光軸中心の両方を含む第１の仮想平面は、図２Ａでの紙面と平行な面上に定義され、この第１の仮想平面（図２Ａの紙面の方向）とＸ軸を含む図３の紙面と直行する平面の方向が略平行の関係を持っている。それにより、３波長対応対物レンズ６の光軸に対して傾いた光軸中心を持つ６５０ｎｍ光の軸外収差またはコマ収差を補正することが可能となる。
【００５９】
図３に示した形状を有する波長選択性送光系の波面変換素子７による６５０ｎｍ光に選択的に作用する軸外収差またはコマ収差の補正原理を図４を用いて説明する。
【００６０】
３波長対応対物レンズ６の光軸に対して光軸中心が傾いた６５０ｎｍ光が情報記憶媒体５の記録面１６上に集光した時の集光スポットには（６５０ｎｍ光に対して正弦条件を満足しない形でレンズ設計をした場合には）軸外収差または（６５０ｎｍ光に対して正弦条件を満足する形でレンズ設計をした場合には情報記憶媒体５が大きく傾いた時の３波長対応対物レンズ６の傾き補正によっても補正し切れない）コマ収差が発生するが、その時の波面収差特性は３波長対応対物レンズ６の瞳面上での中心位置からの半径距離をｒ、特定の軸に対する回転角をφ、コマ収差係数をω３１で現すと、    
ωｃ（ｒ，φ）＝ω３１｛ｒ３ｃｏｓφ−（２／３）ｒｃｏｓφ｝      （２）    
の関係で表される。
【００６１】
（２）式は、３波長対応対物レンズ６に対して入射する６５０ｎｍ光の強度分布が均一の場合の波面収差特性を示している。（２）式に示す波面収差特性を図４（ａ）に示す。
【００６２】
これに対し、図３のＡからＧ面で位相の進みまたは遅れを与えることにより、前記波長選択性送光系の波面変換素子７を通過した６５０ｎｍ光２１の波面収差特性が図４（ｂ）のように変化する。その結果、波面収差量（波面収差のＲＭＳ値（二乗平均値））が大幅に低下する。
【００６３】
６５０ｎｍ光に対して正弦条件を満足しないように３波長対応対物レンズ６をレンズ設計した場合には、図４（ａ）に示した波面収差特性が軸外収差として現れる。それは図２Ａに示したように、３波長対応対物レンズ６の光軸に対して６５０ｎｍ光の光軸中心が傾いた角度で入射するためである。
【００６４】
その時には、図３に示す波長選択性送光系の波面変換素子７を通過した後では前記軸外収差を相殺する形で位相進みと位相遅れを起こすので、図４（ｂ）のように波面収差量の最大値が減り、波面収差のＲＭＳ値が大幅に低下する。その結果、軸外収差が相殺される。
【００６５】
前述したように、６５０ｎｍ光に対しても正弦条件を満足するように３波長対応対物レンズ６のレンズ設計を行った場合には、３波長対応対物レンズ６の光軸に対して斜めの角度から６５０ｎｍ光が入射しても大きな軸外収差は発生しない。
【００６６】
しかし、この場合、あらかじめ３波長対応対物レンズ６に対して斜めの方向から６５０ｎｍ光が入射しているので、図１４（ａ）に示すように情報記憶媒体５に対するチルトマージンが低下する。すなわち６５０ｎｍ光に対しても正弦条件を満足するように３波長対応対物レンズ６のレンズ設計を行った場合には、情報記憶媒体５の透明基板の傾きに合わせて３波長対応対物レンズ６を傾けることでコマ収差を補正できる。
【００６７】
しかし、３波長対応対物レンズ６の光軸に対する６５０ｎｍ光の光軸中心の傾き角を増大する方向（図１４（ａ）におけるα方向）へさらに情報記憶媒体５と３波長対応対物レンズ６を傾けると、図１４（ａ）に示すようにわずかに傾けただけで情報記憶媒体５の記録面１６からの再生信号のエラーレートが大幅に悪くなってしまう。
【００６８】
すなわち、図１４（ａ）に示すように情報記録媒体の傾き角がα方向、すなわち元々６５０ｎｍ光の斜め入射方向とは反対方向に傾いた場合には、僅かに情報記憶媒体５が傾いただけで再生信号のエラーレートが低下するという問題が発生する。その結果、結果的に情報記憶媒体５のチルトマージンが低下する。
【００６９】
仮に、この３波長対応対物レンズ６が６５０ｎｍ光に対して正弦条件を満足しないようにレンズ設計されていた場合には、６５０ｎｍ光が３波長対応対物レンズ６に対して斜めから入射させるために軸外（コマ）収差が発生して記録面１６上での集光スポット強度分布波形が乱れる問題が発生する。
【００７０】
このように、正弦条件を満足した場合でのチルトマージン低下、または正弦条件を満足しない場合での軸外収差の影響を補正するため、本実施例では波長選択性送光系の波面変換素子７により６５０ｎｍ光に対してのみ選択的に波面変換を行い、チルトマージンを向上させるか、もしくは軸外収差の影響を相殺する働きをしている。
【００７１】
それに対し、図３に示す波長選択性送光系の波面変換素子７を挿入すると、波長選択性送光系の波面変換素子７により６５０ｎｍ光に対して、図１３に示すような擬似コマ収差特性を与えることになる。
【００７２】
図１３における実線は、図３に示した波長選択性送光系の波面変換素子７を通過後の波面収差特性を表し、破線は一般的なコマ収差（もしくは軸外収差）が発生した時の波面収差を表す。
【００７３】
図１３に見るように実線と破線がほぼ類似した形となっており、３波長対応対物レンズ６上に僅かな擬似コマ収差を与えることになる。その結果、図１４（ｂ）に示すように情報記憶媒体の傾き角をα方向に僅かに傾いても再生信号のエラーレートが増加しないように作用させることが可能となり、それにより情報記憶媒体５のチルトマージンを向上させることが可能となる。
【００７４】
また、図２Ａに示したように、本実施例を用いた多波長対応互換用光学ヘッド１では、４０５ｎｍ光と６５０ｎｍ光および７８０ｎｍ光の３つの波長の異なる光に対して同一の光検出器１５により信号検出していることに大きな特徴が有る。
【００７５】
送光系では４０５ｎｍ光の光軸中心に対し６５０ｎｍ光の光軸中心が傾いている。本実施例では、図２Ａに示すように波長選択性検出系の波面変換素子８で６５０ｎｍ光の光軸を傾けることで、光検出器１５上の同じ位置に４０５ｎｍ光と６５０ｎｍ光を照射させている。
【００７６】
図２Ａに示す波長選択性検出系の波面変換素子８では、入射面側（偏光ビームスプリッタ９に近い側）に６５０ｎｍ光のみ選択的に作用する波面変換機能を持たせている。
【００７７】
すなわち、波長選択性検出系の波面変換素子８では、入射面側（偏光ビームスプリッタ９に近い側）の表面に段差が１．５２７７μｍのグレーティングもしくはホログラム（回折素子）の構造を持たせ、６５０ｎｍ光の光軸中心が回折により光検出器１５の中心に曲がるように設計している。図２Ａおよび図１に示す実施例では、焦点ぼけ検出にシリンドリカルレンズ１４を用いた非点収差法を用い、トラックずれ検出法にプッシュプル（push-pull）法を使用している。
【００７８】
本実施例における波長選択性送光系の波面変換素子７および波長選択性検出系の波面変換素子８における波長選択の原理について説明する。
【００７９】
波長選択性送光系の波面変換素子７および波長選択性検出系の波面変換素子８は、互いに平行な複数の平面が段差ｈを持った表面構造を有するガラス平板または光透過性の高いプラスチック平板から基本的に構成されている。
【００８０】
この場合には、平井ほか、Ricoh tech. Report vol.30 (2004) 62、を参照し、その一部を再掲した図１５および図１６に示す通り、所定の段差が与えられた平行平板である球面収差補正部材（図１５）について、波長７８０ｎｍと波長４０５ｎｍには作用しない段差（図１６の０〜−１．０に示すような光路長の差を与える段差）を設け、その平行平板の屈折率をｎ、通過する光の波長をλで表すと、前記段差ｈを持った２平面から構成される平行平板を通過後の光の位相差δ（λ）は、    
δ（λ）＝２π（ｎ−１）ｈ／λ      （１）    
で与えられる。
【００８１】
ＢＫ７（レンズ用ガラス材）の屈折率は、４０５ｎｍ光で１．５３０２２、６５０ｎｍ光で１．５１４５２、及び７８０ｎｍ光で５１１２となるため、ｈ＝２÷１．３０９２μｍ＝１．５２７７μｍとすると、    
δ（４０５ｎｍ）＝４π    
となり、７８０ｎｍ光に対する位相差は、    
δ（７８０ｎｍ）＝２．００２π    
であり、６５０ｎｍ光に対する位相差は、    
δ（６５０ｎｍ）＝２．４１８５π    
となる。
【００８２】
従って、段差ｈ＝１．５２７７μｍの場合には、４０５ｎｍ光と７８０ｎｍ光に対しては位相差が生じず、６５０ｎｍ光に対してのみ選択的に位相差が発生する。このように段差ｈを適正に設定することにより、特定の波長にのみ波面変換作用を持つ波面変換素子を形成することが可能となる。
【００８３】
図５を用いて、上記の原理について詳細に説明する。
【００８４】
図３において、波長選択性送光系の波面変換素子７の入射面側は、段差ｈが２．２９１５μｍであるホログラム構造（回折素子構造）を有し、凹レンズ作用を示す（凹レンズとして機能する）ことを前述した。図５は、このホログラム構造による凹レンズ作用を、擬似的に１個の凹レンズ１７で示している。すなわち、図５に示すように、凹レンズ１７の光軸１８を７８０ｎｍ光の光軸中心からずらすことにより、図５に示すように７８０ｎｍ光の光軸中心の進行方向を傾け、３波長対応対物レンズ６の光軸中心上に乗せている。
【００８５】
これにより３波長対応対物レンズ６の光軸に対して元々傾いた角度に有った７８０ｎｍ光の光軸中心の入射角度を補正することで、４０５ｎｍ光の光軸中心と同様に３波長対応対物レンズ６の光軸と平行にさせている。
【００８６】
ところで、図２Ｂまたは図５に示した通り、７８０ｎｍ光の光軸中心を３波長対応対物レンズ６の光軸中心に一致させることで軸外（コマ）収差を低減できるが、トラックずれ補正時の３波長対応対物レンズ６のシフトによる軸外（コマ）収差の影響を無くすことはできない。
【００８７】
それに対し、図１１または図１２を用いて後述するように、本実施例では３波長対応対物レンズ６に独自の軸外（コマ）収差補正機能を持たせてトラックずれ補正時の３波長対応対物レンズ６シフトによる軸外（コマ）収差の影響を大幅に低減している。
【００８８】
いうまでもなく、図２Ｂ、図２Ａおよび図１に示すように複数の発光素子（６５０ｎｍ半導体レーザ発光素子２と４５０ｎｍ半導体レーザ発光素子１、７８０ｎｍ半導体レーザ発光素子３）を共通化されたレーザパッケージ４内に配置させて光学ヘッドの小形化と軽量化を図る場合、１個の発光素子（４５０ｎｍ半導体レーザ発光素子１）しか３波長対応対物レンズ６の光軸延長線上に配置できない。
【００８９】
このため、本実施例においては、３波長対応対物レンズ６の光軸延長線外に配置された複数の発光素子（６５０ｎｍ半導体レーザ発光素子２と７８０ｎｍ半導体レーザ発光素子３）から出射された光に対し、    
［１］一方の光（４５０ｎｍ光）に対して光軸中心と３波長対応対物レンズ６の光軸間の傾きを補正せずに、波面特性を変化させて収差特性を改善させ、    
［２］他方の光（７８０ｎｍ光）に対して光軸中心の進行方向を変化させる    
（両者に対する光学的操作方法をそれぞれ変える）ことを特徴としている。
【００９０】
それにより、３波長対応対物レンズ６の光軸延長線外に配置された複数の発光素子から出射された光毎の最適化が図れる。すなわち他方の光（７８０ｎｍ光）では球面収差補正の目的で光路途中で（レンズ作用と用いて）パワー（発散性または集束性）を変化させると同時に光軸中心の進行方向を変化させることで光学配置の効率化が可能となる。また、一方の光（４５０ｎｍ光）に対して収差特性のみを改善することで、光路途中での複雑な光学的特定変更処理を回避し光学ヘッド全体の小型化と軽量化を可能としている。
【００９１】
なお、本実施例では上記に限らず、波長選択性送光系の波面変換素子７のレンズ中心位置を７８０ｎｍ光の光軸中心からずらさずに７８０ｎｍ光に対して選択的にレンズ作用（凹レンズ作用）を行うホログラム構造（回折構造）に、さらに図２Ｂまたは図４に示す軸外収差補正機能を付加しても良い。
【００９２】
また、本実施例では、４０５ｎｍ光で再生する情報記憶媒体５としてＨＤ＿ＤＶＤを想定している。そのため４０５ｎｍ光に対応した３波長対応対物レンズ６のＮＡは０．６５になるように設定されている。それに対して、６５０ｎｍ光のＮＡは０．６（ＤＶＤ対応）である。さらに７８０ｎｍ光に対応した情報記憶媒体５としてはＣＤを想定しているため、３波長対応対物レンズ６のＮＡは０．４７に設定されている。このように、異なる各波長の光に対して異なるＮＡ値になるような工夫が３波長対応対物レンズ６ではなされている。
【００９３】
なお、本実施例では、図６に示すように、３波長対応対物レンズ６上に色フィルターを配置して各波長光に対する開口制限を行っている。すなわち、３波長対応対物レンズ６の半径１（１で正規化）の開口部３３に対して４０５ｎｍ光は全て通過する。それに対して半径０．９２３以上の領域では６５０ｎｍ以上の波長光のみを遮光する色フィルター領域３４を設けることで、６５０ｎｍ光は半径０．９２３より内側のみ通過する。さらに半径０．９２３から半径Ｈの領域に７８０ｎｍ以上の波長光のみを遮光する色フィルター領域３５が設けられており、７８０ｎｍ光は半径Ｈの内部のみを通過する。
【００９４】
情報記憶媒体５の透明基板の厚みと傾き角が等しい場合に発生するコマ収差量は、使用する波長に反比例して大きくなる。従って、図１に示した光学ヘッド１においては、４０５ｎｍ光において、最もコマ収差が大きく発生し易い。
【００９５】
また、前述したように７８０ｎｍ光に対しては３波長対応対物レンズ６に入射する時の結像倍率を変化させているので、トラックずれ補正時の３波長対応対物レンズ６のシフトにより軸外（コマ）収差が発生し易い。本実施例では４０５ｎｍ光と７８０ｎｍ光に対してコマ収差と軸外収差の影響を低減する工夫が３波長対応対物レンズ６に施されている。
【００９６】
以下に、３波長対応対物レンズ６上でのコマ収差と軸外収差の影響を低減する本実施例（図８〜図１１）原理を説明する。
【００９７】
均一強度分布光が３波長対応対物レンズ６に入射した場合、コマ収差もしくは軸外収差が発生した時には、（２）式及び図７（ａ）に示す特性を示す波面収差が発生する。
【００９８】
（２）式及び図７（ａ）に示すコマ収差特性もしくは軸外収差特性では、開口部半径ｒが＋０．４７または−０．４７の時に波面収差振幅値が最も大きく、開口部半径ｒが＋０．８２または−０．８２の所で波面収差振幅値が０となっている。
【００９９】
図７（ｂ）は、この波面収差振幅の最も大きい開口部半径ｒ＝±０．４７の近傍を遮光させた時の波面収差特性を示している。図７（ｂ）に示すように波面収差振幅の大きい部分が遮光されると波面収差のＲＭＳ値が大幅に低下し、その結果コマ収差による集光スポット強度分布の波形歪みが大幅に緩和される。
【０１００】
図７（ｃ）では、この波面収差振幅の大きい部分を通過した光の位相を１８０度反転させて波面収差の振幅を反転させることで逆のコマ収差を与え、コマ収差による集光スポットの強度分布歪みを補正している。
【０１０１】
このようにコマ収差と軸外収差の影響を低減する本実施例では、開口部上で遮光もしくは一部の通過光量を低下させる（図７（ｂ））だけで無く、一部の通過光の位相を反転させることでコマ収差の影響を低減（図７（ｃ））させても良い。
【０１０２】
図７（ｂ）に示した本実施例の原理を利用し、３波長対応対物レンズ６での４０５ｎｍ光に対するコマ収差（または軸外収差）の影響を低減させる具体的な方法をに示す。
【０１０３】
図８は、図７（ｂ）に示す原理に対応し、半径Ｊから半径Ｉまでの領域を４０５ｎｍ以下の波長光のみを遮光する色フィルター領域３６に設定している（対物レンズ６の半径１（１で正規化））。この領域では、６５０ｎｍ光と７８０ｎｍ光はそのまま通過するので、前記色フィルター領域３６の影響を受けない。それに対して４０５ｎｍ光のみが部分的に遮光されるため、図７（ｂ）に示した原理によりコマ収差または軸外収差の影響を低減できる。
【０１０４】
本実施例では４０５ｎｍ光に対応した情報記憶媒体５の一つにＨＤ＿ＤＶＤ−Ｒを想定している。ＨＤ＿ＤＶＤ−Ｒでは使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５、トラックピッチ０．４０μｍになっているので、図８に示すように対物レンズ内瞳領域とプリグルーブからの＋１次回折光との重なり領域４１の外周部での対物レンズ６の中心からの距離は０．５６となる。また同様にプリグルーブからの−１次回折光との重なり領域４２の外周部の対物レンズ６の中心からの距離も０．５６となっている。半径Ｉの値を０．５６よりも大きくするとプリグルーブからの±１次回折光との重なり領域４１、４２の一部を遮光することになり、プッシュプル（push-pull）法によるトラックずれ検出信号振幅が低下する。
【０１０５】
従って、本実施例では４０５ｎｍ以下の波長光のみを遮光する色フィルター領域３６の内周半径Ｊの値を最低限０．５６よりも小さくし、プッシュプル法によるトラックずれ検出信号振幅の低下を防止している。さらに望ましくは４０５ｎｍ以下の波長光のみを遮光する色フィルター領域３６の外周半径Ｉの値も０．５６よりも小さくすると、４０５ｎｍ以下の波長光のみを遮光する色フィルター領域３６がプリグルーブからの±１次回折光との重なり領域４１、４２と完全に重ならず、プッシュプル法によるトラックずれ検出信号振幅の低下を完全に防止できる。
【０１０６】
図９と図１０は、図８に示したコマ収差の影響を補正する別の実施例を示している。
【０１０７】
図９におけるＸ軸方向は情報記憶媒体５の半径方向を示し、Ｙ軸方向は情報記憶媒体５の円周方向を示している。情報記憶媒体５のチルト角（傾き角）は円周方向よりも半径方向に大きくなる場合が多い。従って４０５ｎｍ以下の波長光のみを遮光する色フィルター領域３６の幅を半径Ｍの円を中心としてＹ軸に接するところでは０とし、Ｘ軸に接する部分で最も太い形にすることで情報記憶媒体５の半径方向のチルトにより発生するコマ収差量を効率的に低減すると共に４０５ｎｍ光の利用効率を高めている（対物レンズ６の半径１（１で正規化））。
【０１０８】
図９において４０５ｎｍ以下の波長光のみを遮光する色フィルター領域３６の中心部の半径Ｍの値を大きくすると、４０５ｎｍ以下の波長光のみを遮光する色フィルター領域３６がプリグルーブからの±１次回折光との重なり領域４１、４２に重なりプッシュプル（push-pull）法によるトラックずれ検出信号振幅が低下する。従って本実施例ではこの半径Ｍの値を０．５６よりも小さくすることでプッシュプル法によるトラックずれ検出信号振幅の低下を防止している。
【０１０９】
図１０では４０５ｎｍ以下の波長光のみを遮光する色フィルター領域３６の中心部の半径Ｍの値を大きくすると共に、プリグルーブからの±１次回折光との重なり領域４１、４２では４０５ｎｍ以下の波長光のみを遮光する色フィルター領域３６を形成しない構造にしている。それによりコマ収差量を低減してコマ収差発生時の集光スポット強度分布の歪みを少なくすると共に、プッシュプル法によるトラックずれ検出信号振幅の低下を防止している。
【０１１０】
なお、図１０に示す例では、図７（ｂ）に示したコマ収差の影響低減原理を７８０ｎｍ光に対する軸外収差の影響低減にも応用している。
【０１１１】
図１１に示すように、図６により既に説明した通り、半径１の３波長対応対物レンズ６の開口部に対して半径Ｈ以上の領域に対して７８０ｎｍ以上の波長光のみを遮光する色フィルター領域３５を設け、７８０ｎｍ光に対する半径Ｈまでの開口制限を行っている。７８０ｎｍ光を用いた時の情報記憶媒体５としてＣＤ−Ｒを使用した場合には、この半径Ｈ以下の領域の中にプリグルーブからの＋１次回折光との重なり領域４１とプリグルーブからの−１次回折光との重なり領域４２が存在する。
【０１１２】
本実施例では、図１１に示すように半径Ｌから半径Ｋまでの領域を７８０ｎｍ以上の波長光のみを遮光する色フィルター領域３７に設定することで、４０５ｎｍ光と６５０ｎｍ光に影響を与えること無く７８０ｎｍ光に対してのみ軸外収差の影響を低減できる。
【０１１３】
また、本実施例における軸外収差の影響を低減する方法は、図１１に限らず、図１２に示す形状のように、７８０ｎｍ以上の波長光のみを遮光する色フィルター領域３７を形成しても良い。
【０１１４】
図１２に示す実施例では、半径Ｎの円を中心としてＹ軸上（情報記憶媒体５の円周方向）で幅が０となり、Ｘ軸上（情報記憶媒体５の半径方向）で幅が最大になるような７８０ｎｍ以上の波長光のみを遮光する色フィルター領域３７を形成する。ＣＤ−Ｒから得られるプッシュプル法によるトラックずれ検出信号振幅は元々充分に大きく、多少振幅低下が有っても安定にトラックずれ検出が行える。
【０１１５】
従って、図１２の実施例ではプリグルーブからの±１次回折光との重なり領域４１、４２に一部重なって７８０ｎｍ以上の波長光のみを遮光する色フィルター領域３７を形成している。しかしそれに限らず、図１０のようにプリグルーブからの±１次回折光との重なり領域４１、４２を避けて７８０ｎｍ以上の波長光のみを遮光する色フィルター領域３７を形成しても良い。
【０１１６】
このように、本発明の実施の形態を適用することで、７８０ｎｍ、６５０ｎｍ及び４０５ｎｍの中心発光波長を持つ３個の光源（半導体レーザ発光素子）が隣接位置に配置（１個の共通化されたレーザパッケージ４内に配置）させて光学ヘッド全体の小形化と軽量化が実現できる。
【０１１７】
また、レンズ作用を有する波長選択性波面変換素子（波長選択性送光系の波面変換素子７）のレンズ中心位置を特定の波長光（７８０ｎｍ光）の光軸からずらす配置にすることで前記特定の波長光の光軸の進行方向を変化させて３波長対応対物レンズ６の光軸に平行にすることで、擬似的に３波長対応対物レンズ６の光軸上に７８０ｎｍ半導体レーザ発光素子３を配置させることになるので、軸外収差またはコマ収差に対するマージンが向上する（例えばチルトマージンに対して図１４（ａ）から図１４（ｂ）に変わりマージンが広がる）。
【０１１８】
さらに、波長選択性送光系の波面変換素子７表面を互いに高さの異なる複数平面で構成される構造として特定の波長光（６５０ｎｍ光）に対して、光軸の傾き方向に対応した擬似的なコマ収差を与えることで軸外（コマ）収差を相殺させることでトラックずれ補正時の対物レンズシフト量を大きく取れるばかりで無く、光学ヘッドのチルトマージンを向上させることで情報記憶媒体の許容チルト量（傾き角）を大きくできる。
【０１１９】
これにより、３波長対応対物レンズ６自体にコマ収差に対する自己相殺機能を持たせることで図７に示した原理からトラックずれ補正時の対物レンズシフトによる軸外（コマ）収差が自動的に相殺される。その結果、トラックずれ補正時の許容対物レンズシフト量が増加する。またコマ収差に対する自己相殺機能を３波長対応対物レンズ６自体に兼用して持たせたことで光学系全体が簡素化され、光学ヘッドの小形化と軽量化が可能となる。
【０１２０】
またさらに、３波長対応対物レンズ６自体にコマ収差に対する自己相殺機能を持たせることで、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示した原理と、図１４（ａ）および図１４（ｂ）の説明から光学ヘッドのチルトマージンが向上する。その結果、情報記憶媒体の許容チルト量（傾き角）が大きくなる。またコマ収差に対する自己相殺機能を３波長対応対物レンズ６自体に兼用して持たせたことで光学系全体が簡素化され、光学ヘッドの小形化と軽量化が可能となる。
【０１２１】
なお、本発明は、上述のいずれかの実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記のいずれかの実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】この発明の実施形態が適用される光学ヘッドの一例を示す概略図。
【図２Ａ】図１に示した光学ヘッドの共通化されたパッケージ内の半導体レーザ素子からの波長６５０ｎｍのレーザ光について説明する概略図。
【図２Ｂ】図１に示した光学ヘッドの共通化されたパッケージ内の半導体レーザ素子からの波長７８０ｎｍのレーザ光について説明する概略図。
【図３】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドに組み込まれる波面変換素子を、波長６５０ｎｍのレーザ光に作用する面から見た構造を説明する概略図。
【図４】図３に示した波面変換素子により軸外収差が補正できる原理を説明する概略図。
【図５】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドに組み込まれる波面変換素子を、波長７８０ｎｍのレーザ光に作用する面について説明する概略図。
【図６】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドにおける対物レンズ上の開口制限（対波長）について説明する概略図。
【図７】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドにおいて、コマ（coma）収差の影響を低減できる原理を説明する概略図（その１）。
【図８】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドにおいて、コマ（coma）収差の影響を低減できる原理を説明する概略図（その２）。
【図９】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドにおいて、コマ（coma）収差の影響を低減できる原理を説明する概略図（その３）。
【図１０】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドにおいて、コマ（coma）収差の影響を低減できる原理を説明する概略図（その４）。
【図１１】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドにおいて、コマ（coma）収差の影響を低減できる原理を説明する概略図（その５）。
【図１２】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドにおいて、コマ（coma）収差の影響を低減できる原理を説明する概略図（その６）。
【図１３】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドに用いられる波面変換素子により、波長６５０ｎｍの光に付与される擬似コマ収差の例を説明する概略図。
【図１４】図１、図２Ａ、図２Ｂに示した光学ヘッドに用いられる波面変換素子により、波長６５０ｎｍの光に対する記録媒体のチルトマージンについて説明する概略図。
【図１５】屈折型の位相差を与える光学素子（平行平板）の一例を示す概略図。
【図１６】図１５に示した光学素子において、平行平板の屈折率をｎ、通過する光の波長をλとするとき、ＯＰＤ（Optical Path difference）を説明する概略図。
【符号の説明】
【０１２３】
１…第１の光源（４０５ｎｍ）、２…第２の光源（６５０ｎｍ）、３…第３の光源（７８０ｎｍ）、４…パッケージ、６…対物レンズ、７…波長選択素子、８…波長選択素子、１１…コリメートレンズ、１５…光検出器。
【図１】
2009134832.tif 000003
【図２Ａ】
2009134832.tif 000004
【図２Ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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