(57)【要約】本発明の光ピックアップ装置は、波長λ１、λ２及びλ３の光束が通過する対物光学素子と、前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が通過すると共に少なくとも前記波長λ１の光束を平行光として出射する出射角変換素子とを備え、光ピックアップ装置使用時において、前記波長λ１又はλ２の光束が通過する場合と前記波長λ３の光束が通過する場合とで、前記出射角変換素子の光軸方向の位置を変えることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、以下の構成を有する：
保護基板厚ｔ１を有する第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ１の光束を射出する第１光源、
保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２≦１．２ｔ１）を有する第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源、
保護基板厚ｔ３（１．９ｔ１≦ｔ３≦２．１ｔ１）を有する第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ３（１．６λ１≦λ３＜２λ１，λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置され、光軸方向に移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射された前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が入射する対物光学素子と、
前記出射角変換素子は、前記波長λ１又はλ２の光束が前記出射角変換素子を通過する場合と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合とで光軸方向における位置が異なる。
【請求項２】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は媒体側から順に配置される第１レンズと第２レンズから構成され、前記第１、第２レンズの光軸方向における間隔は、出射角変換素子は波長λ１の光束が前記出射角変換素子を通過する場合の前記間隔ｔ１と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合の前記間隔ｔ２とが異なる。
【請求項３】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を平行光として出射すること。
【請求項４】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を平行光、前記波長λ２の光束を発散光、前記波長λ３の光束を発散光として出射すること。
【請求項５】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ２の光束を平行光として出射すること。
【請求項６】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を収束光、前記波長λ３の光束を発散光として出射すること。
【請求項７】
請求の範囲第６項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ２の光束を平行光として出射すること。
【請求項８】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源ユニットであること。
【請求項９】
請求の範囲第２項の光ピックアップ装置において、前記間隔ｔ２は、前記第１レンズを前記光源側に移動させることによって得られる。
【請求項１０】
請求の範囲第２項の光ピックアップ装置において、前記間隔ｔ２は、前記第２レンズを前記媒体側に移動させることによって得られる。
【請求項１１】
請求の範囲第２項の光ピックアップ装置において、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体のうちの少なくとも一方は２層の記録層とその間に中間層を備えており、前記中間層厚に起因して発生する球面収差を前記第１レンズを光源側に移動させる事により補正する。
【請求項１２】
請求の範囲第２項の光ピックアップ装置において、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体のうちの少なくとも一方は２層の記録層とその間に中間層を備えており、前記中間層厚に起因して発生する球面収差を前記第２レンズを前記媒体側に移動させる事により補正する。
【請求項１３】
請求の範囲第２項の光ピックアップ装置において、前記第１レンズ又は前記第２レンズの移動距離Ｌ（ｍｍ）が１≦Ｌ≦３の範囲内であること。
【請求項１４】
請求の範囲第１１項の光ピックアップ装置において、前記中間層の厚さに起因して発生する球面収差を補正する際の前記第１レンズの移動距離Ｌ１（ｍｍ）が０．１≦Ｌ２≦０．５であること。
【請求項１５】
請求の範囲第１２項の光ピックアップ装置において、前記中間層の厚さに起因して発生する球面収差を補正する際の前記第２レンズの移動距離Ｌ２（ｍｍ）が０．１≦Ｌ２≦０．５であること。
【請求項１６】
請求の範囲第２項の光ピックアップ装置において、前記第１レンズが正の屈折力を有し、前記第２レンズが負の屈折力を有する。
【請求項１７】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子の前記波長λ１の光束に対する焦点距離ｔ（ｍｍ）が２５≦ｔ≦３５を満たすこと。
【請求項１８】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子がプラスチック製であること。
【請求項１９】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記対物素子の少なくとも一つの光学面に回折構造を備える。
【請求項２０】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記対物素子は単玉レンズで構成されていること。
【請求項２１】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記対物素子は複数の光学素子で構成されていること。
【請求項２２】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ１の光束に対する焦点距離ｔ２（ｍｍ）が１．５≦ｔ２≦４．０であること。
【請求項２３】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ１の光束に対する像面側開口数ＮＡ１が、０．６３≦ＮＡ１≦０．６７を満たす。
【請求項２４】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ２の光束に対する像面側開口数ＮＡ２が、０．５９≦ＮＡ２≦０．６７を満たす。
【請求項２５】
請求の範囲第２３項の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ２の光束に対する像面側開口数ＮＡ２が、０．５９≦ＮＡ２≦０．６７を満たす。
【請求項２６】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ３の光束に対する像面側の開口数ＮＡ３が、０．４４≦ＮＡ３≦０．５５を満たす。
【請求項２７】
請求の範囲第２３項の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ３の光束に対する像面側の開口数ＮＡ３が、０．４４≦ＮＡ３≦０．５５を満たす。
【請求項２８】
請求の範囲第２４項の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ３の光束に対する像面側の開口数ＮＡ３が、０．４４≦ＮＡ３≦０．５５を満たす。
【請求項２９】
請求の範囲第２５項の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ３の光束に対する像面側の開口数ＮＡ３が、０．４４≦ＮＡ３≦０．５５を満たす。
【請求項３０】
請求の範囲第１項の光ピックアップ装置において、前記波長λ３の光束の前記対物光学素子に対する光学系倍率ｍ３が、−１／１０≦ｍ３≦−１／１００を満たす。
【請求項３１】
請求の範囲第１項乃至第３０項の光ピックアップ装置に用いられる発散角変換素子。
【請求項３２】
複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、
保護基板厚ｔ１を有する第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ１の光束を射出する第１光源、
保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２≦１．２ｔ１）を有する第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源、
保護基板厚ｔ３（１．９ｔ１≦ｔ３≦２．１ｔ１）を有する第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ３（１．６λ１≦λ３＜２λ１，λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置され、前記波長λ１及びλ２の光束を平行光として出射する、光軸方向に移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射された前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が入射する、光学面に回折構造を備えた対物光学素子、
ｗｈｅｒｅｉｎ前記出射角変換素子は、前記波長λ３の光束を発散光として出射するために前記波長λ１及びλ２の光束が前記出射角変換素子を通過する場合と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合とで光軸方向の位置を変える。
【請求項３３】
複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、
記憶容量Ｓ１を有する光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ１の光束を射出する第１光源、
記憶容量Ｓ２（Ｓ１＞Ｓ２）を有する第２の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源、
記憶容量Ｓ３（Ｓ２＞Ｓ３）を有する第３の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ３（１．６λ１≦λ３＜２λ１，λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置された、光軸方向に移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射された前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が入射する対物光学素子、
前記出射角変換素子は、前記波長λ１又はλ２の光束が前記出射角変換素子を通過する場合と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合とで光軸方向における位置が異なる。
【請求項３４】
請求の範囲第３３項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は媒体側から順に配置される第１レンズと第２レンズを有し、前記第１、第２レンズの光軸方向における間隔は、出射角変換素子は波長λ１の光束が前記出射角変換素子を通過する場合の前記間隔ｔ１と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合の前記間隔ｔ２とが異なる。
【請求項３５】
請求の範囲第３３項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を平行光として出射すること。
【請求項３６】
請求の範囲第３３項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を平行光、前記波長λ２の光束を発散光、前記波長λ３の光束を発散光として出射すること。
【請求項３７】
請求の範囲第３３項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ２の光束を平行光として出射すること。
【請求項３８】
請求の範囲第３３項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を収束光、前記波長λ３の光束を発散光として出射すること。
【請求項３９】
請求の範囲第３８項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ２の光束を平行光として出射すること。
【請求項４０】
請求の範囲第３３項の光ピックアップ装置において、前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源ユニットであること。
【請求項４１】
請求の範囲第３４項の光ピックアップ装置において、前記第１情報記録媒体は保護基板厚ｔ１を有し、前記第２情報記録媒体は
前記保護基板厚ｔ１とは異なる保護基板厚ｔ２を有し前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体のうちの少なくとも一方は２層の記録層とその間に中間層を備えており、前記中間層厚に起因して発生する球面収差を前記第１レンズを光源側に移動させる事により補正すること。
【請求項４２】
請求の範囲第３４項の光ピックアップ装置において、前記第１光情報記録媒体は保護基板厚ｔ１を有し、前記第２光情報記録媒体は前記保護基板厚ｔ１とは異なる保護基板厚ｔ２を有し、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体のうちの少なくとも一方は２層の記録層とその間に中間層を備えており、前記中間層厚に起因して発生する球面収差を前記第２レンズを前記媒体側に移動させる事により補正すること。
【請求項４３】
請求の範囲第３４項の光ピックアップ装置において、前記第１レンズ又は前記第２レンズの移動距離Ｌ（ｍｍ）が１≦Ｌ≦３の範囲内であること。
【請求項４４】
請求の範囲第３４項の光ピックアップ装置において、前記対物素子の少なくとも一つの光学面に回折構造を備える。
【請求項４５】
請求の範囲第３４項の光ピックアップ装置において、前記対物素子は単玉レンズで構成されていること。
【請求項４６】
請求の範囲第３３項の光ピックアップ装置において、前記対物素子は複数の光学素子で構成されていること。
【請求項４７】
請求の範囲第３３項の光ピックアップ装置において、前記波長λ１の光束により情報の記録及び／又は再生を行う第１の光情報記録媒体は第１の保護基板厚ｔ１を有し、前記波長λ２の光束により情報の記録及び／又は再生を行う第２の光情報記録媒体は第２の保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２≦１．２ｔ１）を有し、前記波長λ３の光束により情報の記録及び／又は再生を行う第３の光情報記録媒体は、第３の保護基板厚ｔ３（１．９ｔ１≦ｔ３≦２．１ｔ１）を有する。
【請求項４８】
請求の範囲第３２項乃至第４７項記載の光ピックアップ装置に用いられる発散角変換素子。
【請求項４９】
光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、
波長λ１の光束を射出する第１光源、
波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源
波長λ３（λ１≦λ３＜２λ１、λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置された、移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射した前記波長λ１，λ２及びλ３の各光束が入射する対物光学素子、
とを有し、
前記出射角変換素子を光軸方向に移動させる事により前記波長λ１又はλ２の光束に対する前記出射角変換素子の光学系倍率と前記波長λ３の光束に対する前記出射角変換素子の光学倍率とを異ならせる。
【請求項５０】
請求の範囲第４９項の光ピックアップ装置において、前記波長λ１の光束により情報の記録及び／又は再生を行う第１の光情報記録媒体は第１の保護基板厚ｔ１を有し、前記波長λ２の光束により情報の記録及び／又は再生を行う第２の光情報記録媒体は第２の保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２≦１．２ｔ１）を有し、前記波長λ３の光束により情報の記録及び／又は再生を行う第３の光情報記録媒体は、第３の保護基板厚ｔ３（１．９ｔ１≦ｔ３≦２．１ｔ１）を有する。
【請求項５１】
請求の範囲第４９項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は第１レンズと第２レンズを有し、前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔を変える事により前記光学倍率が変更可能である。
【請求項５２】
請求の範囲第４９項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を平行光として出射可能であること。
【請求項５３】
請求の範囲第４９項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を平行光、前記波長λ２の光束を発散光、前記波長λ３の光束を発散光として出射可能であること。
【請求項５４】
請求の範囲第４９項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ２の光束を平行光として出射可能であること。
【請求項５５】
請求の範囲第４９項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を収束光、前記波長λ３の光束を発散光として出射可能であること。
【請求項５６】
請求の範囲第４９項の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ２の光束を平行光として出射可能であること。
【請求項５７】
請求の範囲第４９項乃至第５６項記載の光ピックアップ装置に用いられる発散角変換素子。
【発明の詳細な説明】
関連出願
本出願は、日本に出願された特願２００３−３８５０２９及び特願２００４−２８８０５３を基礎としており、それらの全内容がここに包含されている。
【技術分野】  本発明は、光ピックアップ装置及びそれに用いられる光学素子に関する。
【背景技術】  近年、波長４００ｎｍ程度の青色レーザー光を用いることにより光情報記録媒体（光ディスク）の記録密度を高め、記憶容量を大きくしたいわゆる高密度光ディスクの研究・開発が進められている。
高密度光ディスクの規格としては、例えば、対物レンズの像側開口数（ＮＡ）を０．８５程度、保護基板厚を約０．１ｍｍとするものや、ＮＡ及び保護基板厚を従来のＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同程度の約０．６５及び約０．６ｍｍに抑えたものが知られている。以下の説明においては、ＮＡを０．６５程度、保護基板厚を０．６ｍｍ程度とする高密度光ディスクを「ＡＯＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｃ）」と表記する。
そして、このような高密度光ディスクと、ＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）等の従来より広く用いられている光ディスクとの互換性を有する光ピックアップ装置に関する技術が種々提案されている。
なお、ＡＯＤ／ＤＶＤ／ＣＤに用いられる光束の波長λ１／λ２／λ３はそれぞれ約４００ｎｍ／約６５０ｎｍ／約７８０ｎｍであり、保護基板厚ｔ１／ｔ２／ｔ３はそれぞれ約０．６ｍｍ／約０．６ｍｍ／約１．２ｍｍである。
このような複数種類の光ディスク間での互換を達成するには、各光ディスクに用いる光束の光量を確保しつつ、波長や保護基板厚の差に起因して発生する収差を補正する必要があり、光ピックアップ装置を構成する光学素子の光学面に回折構造を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に開示された発明は、高密度の光ディスクとＤＶＤ又は高密度の光ディスクとＤＶＤ、ＣＤとの互換性を有する光ピックアップ装置であり、回折光学素子と対物レンズとを組み合わせることで高密度の光ディスクの色収差補正を行うものである。
［特許文献１］特開２００１−６０３３６号公報
ところが、上述のように、波長λ３が波長λ１の約２倍となることに起因して、波長λ１の光束に対して適切な回折作用を与えるように回折構造を設計した場合、波長λ３の光束に適切な回折作用を与えることができず、保護基板厚ｔ１とｔ３の差に基づく球面収差の補正がかならずしも十分であるとはいえなかった。
【発明の開示】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、少なくとも３種類の記憶容量が異なる記録媒体の互換性を有し、保護基板厚の違いに起因する球面収差、特にＡＯＤとＤＶＤとＣＤの互換性を有すると共に、ＡＯＤとＣＤとの保護基板厚の違いに起因する球面収差を補正することができる光ピックアップ装置及びそれに用いられる光学系を提供することである。
（１）複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、以下の構成を有する：
保護基板厚ｔ１を有する第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ１の光束を射出する第１光源、
保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２≦１．２ｔ１）を有する第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源、
保護基板厚ｔ３（１．９ｔ１≦ｔ３≦２．１ｔ１）を有する第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ３（１．６λ１≦λ３＜２λ１，λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置され、光軸方向に移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射された前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が入射する対物光学素子、
前記出射角変換素子は、前記波長λ１又はλ２の光束が前記出射角変換素子を通過する場合と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合とで光軸方向における位置が異なる
（２）複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、以下の構成を有する：
保護基板厚ｔ１を有する第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ１の光束を射出する第１光源、
保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２≦１．２ｔ１）を有する第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源、
保護基板厚ｔ３（１．９ｔ１≦ｔ３≦２．１ｔ１）を有する第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ３（１．６λ１≦λ３＜２λ１，λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置され、前記波長λ１及びλ２の光束を平行光として出射する、光軸方向に移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射された前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が入射する、光学面に回折構造を備えた対物光学素子、
前記出射角変換素子は、前記波長λ３の光束を発散光として出射するために前記波長λ１及びλ２の光束が前記出射角変換素子を通過する場合と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合とで光軸方向の位置を変える
（３）複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、以下の構成を有する：
記憶容量Ｓ１を有する光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ１の光束を射出する第１光源、
記憶容量Ｓ２（Ｓ１＞Ｓ２）を有する第２の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源、
記憶容量Ｓ３（Ｓ２＞Ｓ３）を有する第３の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ３（１．６λ１≦λ３＜２λ１，λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置された、光軸方向に移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射された前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が入射する対物光学素子、
前記出射角変換素子は、前記波長λ１又はλ２の光束が前記出射角変換素子を通過する場合と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合とで光軸方向における位置が異なる
（４）光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、以下の構成を有する：
波長λ１の光束を射出する第１光源、
波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源
波長λ３（λ１≦λ３＜２λ１、λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置された、移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射した前記波長λ１，λ２及びλ３の各光束が入射する対物光学素子、
とを有し、
前記出射角変換素子を光軸方向に移動させる事により前記波長λ１又はλ２の光束に対する前記出射角変換素子の光学系倍率と前記波長λ３の光束に対する前記出射角変換素子の光学倍率とを異ならせる。
なお、本発明自体は更なるいくつかの作用効果を伴うが、以下に説明する図面とその詳細な説明を参照する事によって理解できる。
【図面の簡単な説明】  第１図は光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
第２図は対物光学素子の構造を示す要部平面図である。
第３図は対物光学素子の構造を示す要部平面図である。
第４図は別の実施例の光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本明細書中において、「色収差」とは、光の波長が＋１ｎｍ変化した場合に、光情報記録媒体上の集光スポットの光軸方向に関する波面収差最小位置の変動量を、集光光学素子から遠ざかる方向を正として表したものをいう。
また、「像面側の開口数」とは、光情報記録媒体の情報記録面上に形成される集光スポットのスポット径から換算される開口数（ビーム径換算ＮＡ）をいう。
またここでいう「発散角変換素子」とは、少なくとも一つの使用波長の光束の入射角に対して出射角が変化する様攻勢された素子をいう。従って、他の使用波長の光束に対しては出射角を変更させずに光束の径のみを変化させる機能を有するもの、いわゆるビームエキスパンダ機能を有するものであっても良い。
上記課題を解決するために第１に記載された発明は複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、以下の構成を有する：
保護基板厚ｔ１を有する第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ１の光束を射出する第１光源、保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２≦１．２ｔ１）を有する第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源、保護基板厚ｔ３（１．９ｔ１≦ｔ３≦２．１ｔ１）を有する第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ３（１．６λ１≦λ３＜２λ１，λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置され、光軸方向に移動可能な出射角変換素子、前記出射角変換素子から出射された前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が入射する対物光学素子、前記出射角変換素子は、前記波長λ１又はλ２の光束が前記出射角変換素子を通過する場合と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合とで光軸方向における位置が異なる事を特徴とする。
第１に記載された発明によれば、光ピックアップ装置使用時において、前記波長λ１又はλ２の光束が通過する場合と前記波長λ３の光束が通過する場合とで、波長λ１の光束と波長λ３の光束の対物光学素子に対する光学系倍率とを異なるものとし、ＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正することができる。
第２に記載された発明は、複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、以下の構成を有する：
保護基板厚ｔ１を有する第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ１の光束を射出する第１光源、
保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２≦１．２ｔ１）を有する第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源、
保護基板厚ｔ３（１．９ｔ１≦ｔ３≦２．１ｔ１）を有する第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ３（１．６λ１≦λ３＜２λ１，λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置され、前記波長λ１及びλ２の光束を平行光として出射する、光軸方向に移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射された前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が入射する、光学面に回折構造を備えた対物光学素子、
前記出射角変換素子は、前記波長λ３の光束を発散光として出射するために前記波長λ１及びλ２の光束が前記出射角変換素子を通過する場合と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合とで光軸方向の位置を変える事を特徴とする。
第２記載の発明によれば、第１記載の発明と同様に、前記波長λ１又はλ２の光束が通過する場合と前記波長λ３の光束が通過する場合とで、波長λ１の光束と波長λ３の光束の対物光学素子に対する光学系倍率とを異なるものとし、ＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正することができる。
第３記載の発明は、複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、以下の構成を有する：
記憶容量Ｓ１を有する光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ１の光束を射出する第１光源、
記憶容量Ｓ２（Ｓ１＞Ｓ２）を有する第２の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源、
記憶容量Ｓ３（Ｓ２＞Ｓ３）を有する第３の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う波長λ３（１．６λ１≦λ３＜２λ１，λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置された、光軸方向に移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射された前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が入射する対物光学素子、
前記出射角変換素子は、前記波長λ１又はλ２の光束が前記出射角変換素子を通過する場合と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合とで光軸方向における位置が異なる事を特徴とする。
第３記載の発明によれば、異なる複数種類の記録媒体のいずれに対しても収差が良好に補正された状態で情報の記録／再生が可能となる。
第４記載の発明は、光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置は、以下の構成を有する：
波長λ１の光束を射出する第１光源、
波長λ２（λ１＜λ２）の光束を射出する第２光源
波長λ３（λ１≦λ３＜２λ１、λ２＜λ３）の光束を射出する第３光源、
前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過する共通光路中に配置された、移動可能な出射角変換素子、
前記出射角変換素子から出射した前記波長λ１，λ２及びλ３の各光束が入射する対物光学素子、
とを有し、
前記出射角変換素子を光軸方向に移動させる事により前記波長λ１又はλ２の光束に対する前記出射角変換素子の光学系倍率と前記波長λ３の光束に対する前記出射角変換素子の光学倍率とを異ならせる事を特徴とする。
第４記載の発明によれば、異なる複数種類の記録媒体のいずれに対しても収差が良好に補正された状態で情報の記録／再生が可能となる。
第５に記載された発明は、第１乃至第４に記載された光ピックアップ装置において前記出射角変換素子は媒体側から順に配置される第１レンズと第２レンズから構成され、前記第１、第２レンズの光軸方向における間隔は、出射角変換素子は波長λ１の光束が前記出射角変換素子を通過する場合の前記間隔ｔ１と前記波長λ３の光束が前記出射角変換素子を通過する場合の前記間隔ｔ２とが異なる。
第５に記載された発明によれば、出射角変換素子を第１レンズと第２レンズの２群構成とする事で出射角変換素子を単玉のレンズ構成とする場合と比較して、レンズの移動量を抑える事ができ、光ピックアップ装置の小型化を図る事ができる。
第６に記載された発明は、第１乃至第５に記載された光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を平行光として出射することを特徴とする。
第７に記載された発明は、第１乃至第６に記載された光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を平行光、前記波長λ２の光束を発散光、前記波長λ３の光束を発散光として出射することを特徴とする。
第７に記載された発明によれば、第１に記載された発明と同様に、前記出射角変換素子の光軸方向の位置を変えることで、波長λ１の光束は平行光として対物光学素子に入射させると共に、波長λ２及びλ３の光束を発散光として対物光学素子に入射させることができる。これにより、ＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正する事が出来る。ＤＶＤとＣＤは同じ発散角で発散角変換素子より出射させた場合には対物レンズでＤＶＤとＣＤとの互換を行うが、異なる発散角で出射させて発散角変換素子で互換を行うこともできる。両方とも発散角変換素子と対物レンズを組み合わせれば、３つの波長の光に対して互換を達成できる。
第８に記載された発明は、第１乃至第６に記載の光ピッグアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ２の光束を平行光として出射することを特徴とする。
第８に記載された発明によれば、第１に記載された発明と同様に、前記出射角変換素子の光軸方向の位置を変えることで、波長λ１及びλ２の光束は平行光として対物光学素子に入射させると共に、λ３の光束を発散光として対物光学素子に入射させることができるため、ＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正する事が出来る。ＡＯＤとＤＶＤではＰＵの調整がしやすく、有限光が入射するＣＤでもトラッキングの問題が生じないためである。
第９に記載された発明は、第１乃至第５の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ１の光束を収束光、前記波長λ３の光束を発散光として出射することを特徴とする。
第９に記載された発明によれば、ＡＯＤとＣＤで有限光が対物レンズに入射するが有限倍率が０に近いため、対物レンズがトラッキングした場合コマ収差が生じても問題にならない。
第１０に記載された発明は、第９に記載の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子は前記波長λ２の光束を平行光として出射することを特徴とする。
第１０に記載された発明によれば、ＤＶＤにおいてトラッキング時のコマ収差の問題が解消される。またＡＯＤが収束光として発散角変換素子から出射する構成であれば、互換に加えてＡＯＤの温度特性も補正する事ができる。
第１１に記載された発明は、第１乃至第１０記載の光ピックアップ装置のいずれかにおいて、前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源ユニットであることを特徴とする。
第１１に記載された発明によれば、光ピックアップ装置の光学系を構成する光学素子や波長λ２の光束と波長λ３の光束とで共通化できるので、光ピックアップ装置の小型化や部品点数の削減を実現できる。
第１２に記載された発明は、第５記載の光ピックアップ装置において、前記間隔ｔ２は、前記第１レンズを前記光源側に移動させることによって得られる事を特徴とする。
第１２に記載された発明によれば、λ１とλ３との発散角変換素子における倍率の差がｔ１とｔ２との差に対して敏感な光学系となる。
第１３に記載された発明は、第５記載の光ピックアップ装置において、前記間隔ｔ２は、前記第２レンズを前記光情報記録媒体側に移動させることによって得られる事を特徴とする。
第１３に記載された発明によれば、λ１とλ３との発散角変換素子における倍率の差が光源方向に移動する事によりｔ１とｔ２との差に対して敏感となる。また、発散角変換素子自体がコンパクトとなる。
第１４に記載された発明は、第５記載の光ピックアップ装置において、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体のうちの少なくとも一方は２層の記録層とその間に中間層を備えており、前記中間層厚に起因して発生する球面収差を前記第１レンズを光源側に移動させる事により補正する事を特徴とする。
第１４に記載された発明によれば、ＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正すべくＣＤ使用時に移動させるレンズを、層間のフォーカスジャンプに起因して発生する球面収差を補正するために移動させる構成とすることにより、光ピックアップ装置に、フォーカスジャンプに起因して発生する球面収差を補正するための機構を新たに設ける必要が無くなり、光ピックアップ装置の小型化や部品点数の削減を実現できる。
第１５に記載された発明は、第５記載の光ピックアップ装置において、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体のうちの少なくとも一方は２層の記録層とその間に中間層を備えており、前記中間層厚に起因して発生する球面収差を前記第２レンズを前記光情報記録媒体側に移動させる事により補正する事を特徴とする。
第１５に記載された発明によれば、第１４に記載された発明と同様の作用効果を得る事が出来る。また、補正しない光学系でも２層の記録層の記録、再生が可能であるが、実際のピックアップ装置で想定されるような機械的な誤差が積み重なった状況下では不安定な動作となる可能性があるが、本発明により正確な記録、再生を行う事が可能となる。
第１６に記載された発明は、第５記載の光ピックアップ装置において、前記第１レンズ又は前記第２レンズの移動距離Ｌ（ｍｍ）が１≦Ｌ≦３の範囲内であることを特徴とする。
第１６に記載された発明によれば、移動距離が小さいため発散角変換素子のためのスペースを小さくする事ができ、ピックアップ装置の小型化につながる。また発散角変換素子を移動させるアクチュエータの消費電力が少なくなり、省エネルギーのピックアップ装置を提供できる。
第１７に記載された発明は、第１４の光ピックアップ装置において、前記中間層の厚さに起因して発生する球面収差を補正する際の前記第１レンズの移動距離Ｌ１（ｍｍ）が０．１≦Ｌ２≦０．５であることを特徴とする。
第１７に記載された発明によれば、発散角変換素子を移動させるアクチュエータの消費電力が少なくなり、省エネルギーのピックアップ装置を提供できる。
第１８に記載された発明は、第１５記載の光ピックアップ装置において、前記中間層の厚さに起因して発生する球面収差を補正する際の前記第２レンズの移動距離Ｌ２（ｍ）が０．１≦Ｌ２≦０．５であることを特徴とする。
第１８に記載された発明によれば、発散角変換素子を移動させるアクチュエータの消費電力が少なくなり、省エネルギーのピックアップ装置を提供できる。
第１９に記載された発明は、第５乃至第１８記載の光ピックアップ装置において、前記第１レンズが正の屈折力を有し、前記第２レンズが負の屈折力を有する
第１９に記載された発明によれば、λ１とλ３との発散角変換素子における倍率の差がｔ１とｔ２との差に対して敏感な光学系となる。
第２０に記載された発明は、第１乃至第１９記載の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子の前記波長λ１の光束に対する焦点距離ｔ（ｍｍ）が２５≦ｔ≦３５を満たすことを特徴とする。
第２０に記載された発明によれば、発散角変換素子から光源までの距離が十分確保でき、その間にビームシェーパー、回折板、ビームスプリッター等の光学素子を配置できる。焦点距離が長いと光学系全体の倍率が小さくなり講演から出射される光に対して利用する光量が小さくなる問題点はカップリングレンズを配置することで回避できる。
第２１に記載された発明は、第１乃至第２０記載の光ピックアップ装置において、前記出射角変換素子がプラスチック製であることを特徴とする。
第２１に記載された発明によれば、軽量で低コストな発散角変換素子が製造可能となり、発散角変換素子に別の作用を付加する場合に回折構造を設ける事が容易となる。
第２２に記載された発明は、第１乃至第２１記載の光ピックアップ装置において、前記対物素子の少なくとも一つの光学面に回折構造を備える事を特徴とする。
第２２に記載された発明によれば、アクチュエータでは追随不可能な色収差等の瞬間的な変化に対して補正が可能となる。また追随は可能であっても移動することなく補正ができるため頻繁に補正が必要な温度特性等も回折構造により省電力に補正が可能である。
第２３に記載された発明は、第１乃至第２２記載の光ピックアップ装置において、前記対物素子は単玉レンズで構成されていることを特徴とする。
第２３に記載された発明によれば、対物素子が軽量且つコンパクトなためアクチュエータの負担が小さく、ミラーから光ディスクまでの距離を狭くすることが要求されるスリムタイプの光学系に有効である。
第２４に記載された発明は、第１乃至第２２記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子は複数の光学素子を組み合わせて構成される事を特徴とする。
第２４に記載された発明によれば、複数枚構成にすることで曲率の大きい面で対物光学素子を構成することが出来るため成形性が向上する。回折構造を対物光学素子に設ける場合においても、回折構造のステップによる光の遮断が少なくなり効率の低下を防止できる。
第２５に記載された発明は、第１乃至第２４記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ１の光束に対する焦点距離ｔ２（ｍｍ）が１．５≦ｔ２≦４．０であることを特徴とする。
第２５に記載された発明によれば、コンパクトでありながら十分に互換を達成可能な発散角変換素子を提供するための数値規定である。特に下限は互換機能を十分に発揮するために必要な数値であり、上限はコンパクトな光ピックアップ装置を構成する上で必要である。
第２６に記載された発明は、第１乃至第２５記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ１の光束に対する像面側開口数ＮＡ１が、０．６３≦ＮＡ１≦０．６７を満たす事を特徴とする。
第２６に記載された発明によれば、ＡＯＤ記録、再生に適応した光学素子を提供できる。
第２７に記載された発明は、第１乃至第２６記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ２の光束に対する像面側開口数ＮＡ２が、０．５９≦ＮＡ２≦０．６７を満たす事を特徴とする。
第２７に記載された発明によれば、ＤＶＤ記録、再生に適応した光学素子を提供できる。
第２８に記載された発明は、第１乃至第２７記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学素子の前記波長λ３の光束に対する像面側の開口数ＮＡ３が、０．４４≦ＮＡ３≦０．５５を満たす。
第２８に記載された発明によれば、ＣＤ記録、再生に適応した光学素子を提供できる。
第２９に記載された発明は、第１乃至第２７記載の光ピックアップ装置において、前記波長λ３の光束に対する前記対物光学素子の光学系倍率ｍ３が、−１／１０≦ｍ３≦−１／１００を満たす事を特徴とする。
第２９に記載された発明によれば、対物光学素子がトラッキングしても収差劣化の小さいピックアップ装置を提供できる。
第３０記載の発明は、第５記載の光ピックアップ装置において、前記第１光情報記録媒体は保護基板厚ｔ１を有し、前記第２光情報記録媒体は前記保護基板厚ｔ１とは異なる保護基板厚ｔ２を有し、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体のうちの少なくとも一方は２層の記録層とその間に中間層を備えており、前記中間層厚に起因して発生する球面収差を前記第１レンズを光源側に移動させる事により補正することを特徴とする。
第３０記載の発明によれば、第１４に記載された発明と同様の作用効果を得る事が出来る。
第３１記載の発明は、第５記載の光ピックアップ装置において、前記第１情報記録媒体は保護基板厚ｔ１を有し、前記第２情報記録媒体は前記保護基板厚ｔ１とは異なる保護基板厚ｔ２を有し前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体のうちの少なくとも一方は２層の記録層とその間に中間層を備えており、前記中間層厚に起因して発生する球面収差を前記第２レンズを媒体側に移動させる事により補正することを特徴とする。
第３１記載の発明によれば、第１５記載の発明と同様の作用効果を得る事ができる。
第３２記載の発明は、第３，４記載の光ピックアップ装置において、前記波長λ１の光束により情報の記録及び／又は再生を行う第１の光情報記録媒体は第１の保護基板厚ｔ１を有し、前記波長λ２の光束により情報の記録及び／又は再生を行う第２の光情報記録媒体は第２の保謹基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２≦１．２ｔ１）を有し、前記波長λ３の光束により情報の記録及び／又は再生を行う第３の光情報記録媒体は、第３の保護基板厚ｔ３（１．９ｔ１≦ｔ３≦２．１ｔ１）を有する。
第３２記載の発明によれば、ＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正することができる。
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
第１図は、ＡＯＤ（第１光情報記録媒体）とＤＶＤ（第２光情報記録媒体）とＣＤ（第３光情報記録媒体）との何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第１の光ピックアップ装置ＰＵの構成を概略的に示す図である。光ピックアップ装置ＰＵは、記憶容量Ｓ１のＡＯＤ（第１光情報記録媒体）と記憶容量Ｓ２のＤＶＤ（第２光情報記録媒体）と記憶容量Ｓ３のＣＤ（第３光情報記録媒体）のいずれに対しても適切に情報の記録／再生を行えるものである。ＡＯＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０７ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．６５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５５ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５１である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
光ピックアップ装置ＰＵは、ＡＯＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０７ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、第１光束用の光検出器ＰＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５５ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）とＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）とが一体化された光源ユニットＬＵ２３、第２光束及び第３光束共通の光検出器ＰＤ２３、第１〜第３の光束が通過する出射角変換素子ＯＣ、各光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する対物レンズ（対物光学素子）ＯＢＪ、第１ビームスプリッタＢＳ１、第２ビームスプリッタＢＳ２、第３ビームスプリッタＢＳ３、絞りＳＴＯ、センサーレンズＳＥＮ１及びＳＥＮ２、１軸アクチュエータＡＣ１、２軸アクチュエータＡＣ２、ビーム整形素子ＢＳＨ、光検出器ＰＤ２３のサブセンサー上にＣＤの光を集光させる回折板ＤＩＦ等から構成されている。この光ピックアップ装置ＰＵにおいては、回折板ＤＩＦで回折された光のサブセンサー上での強度分布より対物光学素子ＯＢＪのトラッキング方法を行うようになっている。
出射角変換素子ＯＣは媒体側から順に配置した、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２とから構成されている。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のうちの両方又は片方がプラスチック製のレンズである。
そして、詳しい説明は後述するが、光ピックアップ装置使用時において、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２の位置を、波長λ１又はλ２の光束が通過する場合と波長λ３の光束が通過する場合とで変化させることで、第１レンズと第２レンズの光軸方向の間隔を変え、各光束の出射角を変化させるようになっている。
なお、対物レンズＯＢＪには回折構造が設けられている。また、対物光学素子ＯＢＪの波長λ１の光束に対する焦点距離が１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。また、波長λ３の光束に対する対物光学素子ＯＢＪの光学系倍率が−１／１０以上−１／１００以下を満たす事が好ましい。
光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＡＯＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、まず、１軸アクチュエータＡＣ１を駆動して、第１レンズＬ１を光軸上の位置Ｐ１まで移動させておく。  そして、第１図において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、ビーム整形素子ＢＳＨを透過することによりその断面形状が楕円形から円形に整形された後、第１、第２ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２を通過し、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を通過することにより平行光束に変換された後、対物光学素子ＯＢＪに至る。
そして、対物光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第１光束の所定次数の回折光を、ＡＯＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に集光させることで第１集光スポットを形成する。この第１集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられており、具体的には、第１集光スポットの色収差の絶対値が０．１５μｍ／ｎｍ以下に抑えられている。
そして、対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ２によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１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ＯＢＪ、第２レンズＬ２、第１レンズＬ１、第２ビームスプリッタＢＳ２を通過し、第１ビームスプリッタＢＳ１で分岐され、センサーレンズＳＥＮ１により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いてＡＯＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合にも、ＡＯＤに対して情報の記録／再生を行う場合と同様に、まず、１軸アクチュエータＡＣ１を駆動して、第１レンズＬ１を光軸上の位置Ｐ１まで移動させておく。
そして、第１図において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、回折板ＤＩＦを通過後、第３ビームスプリッタＢＳ３を通過し、第２ビームスプリッタＢＳ２で反射して、第２レンズＬ２及び第１レンズＬ１を通過することにより平行光束に変換された後、対物光学素子ＯＢＪに至る。
そして、対物光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第２光束の所定次数の回折光を、ＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に集光させることで第２集光スポットを形成する。この第２集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられており、具体的には、第２集光スポットの色収差の絶対値を０．２５μｍ／ｎｍ以下に抑えている。
そして、対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２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ＯＢＪ、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を通過し、第２ビームスプリッタＢＳ２で反射し、第３ビームスプリッタＢＳ３で分岐され、センサーレンズＳＥＮ２により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２３の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
一方、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、まず、１軸アクチュエータＡＣ１を駆動して、第１レンズＬ１を光軸上の位置Ｐ２まで移動させておく。この時点での第１レンズを第１図に点線で表す。即ち、第１レンズＬ１が位置Ｐ２に位置する場合における第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間隔は、第１レンズＬ１が位置Ｐ１に位置する場合における第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間隔よりも小さい。
そして、第１図において一点鎖線でその光線経路を描いたように、まず、赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、回折板ＤＩＦを通過後、第３ビームスプリッタＢＳ３を通過して、第２ビームスプリッタＢＳ２で反射して、第１レンズＬ１及び第２レンズを通過する。
ここで、上述のように、第１レンズＬ１の光軸上の位置が光源側に移動しているので、第２レンズＬ２に発散光として入射した第３光束は、第１レンズＬ１から平行光としては出射されず、第２レンズＬ２への入射時とは発散角が異なる発散光としそ出射され、対物光学素子ＯＢＪに至る。
そして、対物光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第３光束の所定次数の回折光を、ＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に集光させることで第３集光スポットを形成する。この第３集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられている。
そして、対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３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ＯＢＪ、第２レンズＬ２、第１レンズＬ１を通過し、第２ビームスプリッタＢＳ２で反射し、第３ビームスプリッタＢＳ３で分岐され、センサーレンズＳＥＮ２により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
このように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間隔をＡＯＤ使用時とＣＤ使用時とで変化させ、波長λ１の光束と波長λ３の光束に対する対物光学素子ＯＢＪの光学系倍率を異ならしめることで、ＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正するようになっている。
対物光学素子ＯＢＪは、第１〜第３光束を光ディスクの情報記録面ＲＬ１〜ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面非球面の単玉のプラスチックレンズである。なお、複数の光学素子を組み合わせて対物光学素子を構成してもよいし、後述するような回折構造を対物光学素子の光学面の少なくとも一つに形成しても良い。
対物光学素子ＯＢＪの形成される回折構造としては、例えば、第２図に示すようなブレーズ型回折構造ＤＯＥや、第３図に示すような、内部に階段構造が形成された複数の輪帯Ｒが、光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥが挙げられる。
一般的な重畳型回折構造ＨＯＥの構造及び設計手法について説明すると、各輪帯Ｒ内に形成された階段構造の１段あたりの深さｄ０は、ｄ０＝ｋ×λ１／（ｎ１−１）（μｍ）で算出される値に設定され、各輪帯Ｒの分割数Ｎは５に設定されている。但し、λ１は青紫色半導体レーザから射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０８μｍ）、ｎ１は収差補正素子Ｌ１の波長λ１に対する屈折率である（ここでは、ｎ１＝１．５２４２）。
この重畳型回折構造ＨＯＥに対して、波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段間ではｋ×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する。尚、以下の説明では、重畳型回折構造により実質的に位相差が与えられずにそのまま透過する光束を０次回折光という。
例えばｋ＝２の場合、この重畳型回折構造ＨＯＥに対して、赤色半導体レーザから射出される波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段間ではｄ０×（ｎ２−１）−λ２＝０．１３μｍの光路差が生じることになり、５分割された輪帯Ｒ１つ分では、０．１３×５＝０．６５μｍと波長λ２の１波長分の光路差が生じるので、隣接する輪帯Ｒを透過した波面がそれぞれ１波長ずれて重なり合うことになる。即ち、この重畳型回折構造ＨＯＥにより波長λ２の光束は１次方向に回折される回折光となる。尚、ｎ２は収差補正素子Ｌ２の波長λ２に対する屈折率である（ここでは、ｎ２＝１．５０６４）。このときの波長λ２のレーザ光束の１次回折光の回折効率は、８７．５％となるが、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。
対物光学素子ＯＢＪに重畳型回折構造ＨＯＥを形成する場合には、重畳型回折構造ＨＯＥの作用により、ＡＯＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正することができる。
また、このような構造とした重畳型回折構造ＨＯＥに対して、赤外半導体レーザから射出される波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）のレーザ光束が入射した場合、λ３≒２×λ１であるので、隣接する階段間では１×λ３（μｍ）の光路差が発生し、波長λ３のレーザ光束も波長λ１のレーザ光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
以上のように、本実施の形態に示した光ピックアップ装置ＰＵでは、波長λ１又はλ２の光束が通過する場合と波長λ３の光束が通過する場合とで、第１レンズを光軸方向に沿って移動させることで第１レンズと第２レンズの光軸方向の間隔を変えることで、波長λ１の光束は平行光として対物光学素子ＯＢＪに入射させると共に、波長λ３の光束を発散光として対物光学素子ＯＢＪに入射させる。これにより、波長λ１の光束と波長λ３の光束に対する対物光学素子ＯＢＪの光学系倍率を異なるものとし、ＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正することができる。
また、発散角変換素子の光学倍率としては以下の（１）〜（３）を満たす事が好ましい。
−１／１００≦ｍ１≦１／１００  ・・・（１）
−１／１００≦ｍ２≦１／１００  ・・・（２）
１／３≦ｍ３≦１                ・・・（３）
ｍ１：波長λ１の光束に対する発散角変換素子の光学倍率
ｍ２：波長λ２の光束に対する発散角変換素子の光学倍率
ｍ３：波長λ３の光束に対する発散角変換素子の光学倍率
なお、本実施の形態においては、出射角変換素子ＯＣが波長λ２の光束を平行光として出射するものとしたが、これに限らず、発散光や収束光として出射する構成であってもよい。
但し、この場合でも、上述したようなＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差の補正機能を確保するためには、波長λ３の光束は波長λ２の光束よりも大きな発散角で出射角変換素子ＯＣから出射されるものとする。
また、第２光源ＬＤ２と第３光源ＬＤ３とがパッケージ化された光源ユニットＬＵ２３を用いるものとしたが、これに限らず、第２光源ＬＤ２と第３光源ＬＤ３とを別体に配置してもよい。光源ユニットＬＵ２３を用いることで、光ピックアップ装置ＰＵの光学系を構成する光学素子を第２光束と第３光束とで共通化できるので、光ピックアップ装置ＰＵの小型化や部品点数の削減を実現できる。
また、ＣＤ使用時には、第１レンズＬ１を光軸方向に沿って光源側に移動させるものとしたが、これに限らず、媒体側に移動させてもよく、あるいは、第２レンズＬ２を移動させてもよい。例えば、ＣＤ使用時には、第２レンズＬ２を光軸方向に沿って媒体側に移動させておく。これによりＣＤ使用時における第２レンズＬ２と第１レンズＬ１との間隔を、ＡＯＤ，ＤＶＤ使用時におけるそれらの間隔よりも小さくする。
また、ＡＯＤやＤＶＤが、光源側から光軸方向に順に少なくとも透明保護基板、第１情報記録面、中間層、第二情報記録面を積層して構成される二層ディスク等の多層ディスクである場合には、記録／再生時における層間のフォーカスジャンプに起因して発生する球面収差を補正する必要が生じる。この球面収差の補正方法としては、対物レンズＯＢＪへの入射光束の入射角を変化させる方法が挙げられる。
そこで、ＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正すべくＣＤ使用時に移動させるレンズ（第１レンズＬ１又は第２レンズＬ２）を、層間のフォーカスジャンプに起因して発生する球面収差を補正するために移動させる構成とすることにより、光ピックアップ装置ＰＵに、多層ディスクのフォーカスジャンプに起因して発生する球面収差を補正するための機構を新たに設ける必要が無くなり、光ピックアップ装置ＰＵの小型化や部品点数の削減を実現できる。
なお、ＣＤ使用時における第１レンズ又は第２レンズの移動距離としては１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。
また、多層ディスクのフォーカスジャンプに起因して発生する球面収差を補正するための第１レンズ又は第２レンズの移動距離としては０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
なお当然であるが、ここでいう「移動距離」とは、第１又は第２レンズを移動させた場合のレンズ間隔変化量であって、実際の各レンズ移動量とは異なる。
（第２の実施形態）
第４図は、ＡＯＤ（第１光情報記録媒体）とＤＶＤ（第２光情報記録媒体）とＣＤ（第３光情報記録媒体）との何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第１の光ピックアップ装置ＰＵの構成を概略的に示す図である。ＡＯＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０７ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．６５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５５ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５１である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
光ピックアップ装置ＰＵは、ＡＯＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０７ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５５ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）とが全て一体化された光源ユニットＬＵと、第１光束、第２光束及び第３光束共通の光検出器ＰＤ、第１〜第３の光束が通過する出射角変換素子ＯＣ、各光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する対物レンズ（対物光学素子）ＯＢＪ、光検出器に至る光に非点較差を生じさせる非点較差板ＡＰ、光を円偏光に変換する１／４波長板ＷＰ、絞りＳＴＯ、モニターセンサーレンズＭＳＥＮ及びモニター光検出器ＭＰＤ、ＯＣ駆動用１軸アクチュエータＡＣ１、対物レンズ駆動用２軸アクチュエータＡＣ２等から構成されている。なお、各波長の光の光線経路は図示していない。
出射角変換素子ＯＣは媒体側から順に配置した、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２とから構成されている。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のうちの両方又は片方がプラスチック製のレンズである。
そして、詳しい説明は後述するが、光ピックアップ装置使用時において、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２の位置を、波長λ１又はλ２の光束が通過する場合と波長λ３の光束が通過する場合とで変化させることで、第１レンズと第２レンズの光軸方向の間隔を変え、各光束の出射角を変化させるようになっている。
なお、対物レンズＯＢＪには回折構造が設けられている。
光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＡＯＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、まず、１軸アクチュエータＡＣ１を駆動して、第１レンズＬ１を光軸上の位置Ｐ１まで移動させておく。
そして、第４図において、まず、光源ユニットＬＵ内にある青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、非点較差板ＡＰで分岐し、殆どの光は出射角変換素子ＯＣを通過し、一部はモニターセンサーレンズＭＳＥＮに向う。出射角変換素子ＯＣより収束光として出射した光はミラーにより折り曲げられ波長板ＷＰ、対物光学素子ＯＢＪに至る。一方、モニターセンサーレンズＭＳＥＮを通過した光はモニター光検出器に集光され、光源ユニットＬＵの出力調整に利用される。
そして、対物光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第１光束の所定次数の回折光を、ＡＯＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に集光させることで第１集光スポットを形成する。
そして、対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ２によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１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ＯＢＪ、１／４波長板ＷＰ、出射角変換素子ＯＣ、非点較差板を通過し、光検出器ＰＤの受光面上に集光する。そして、光検出器ＰＤの出力信号を用いてＡＯＤに記録された情報を読み取ることができる。
ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合は、まず、１軸アクチュエータＡＣ１を駆動して、第１レンズＬ１を光軸上の位置Ｐ２０まで移動させておく。この時点での第１レンズを第４図に一点鎖線で表す。即ち、第１レンズが位置Ｐ２０に位置する場合における第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔は、第１レンズＬ１が位置Ｐ１０に位置する場合における第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔よりも小さい。
そして、第４図に示すように、光源ユニットＬＵ内にある赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、ＡＯＤの場合と同様、非点収差板ＡＰで分岐し、殆どの光は出射角変換素子ＯＣを通過し、一部はモニターセンサーレンズＭＳＥＮに向う。出射角変換素子ＯＣより収束光として出射した光はミラーにより折り曲げられ波長板ＷＰ、対物光学素子ＯＢＪに至る。一方、モニターセンサーレンズＭＳＥＮを通過した光はモニター光検出器に集光され、光源ユニットＬＵの出力調整に利用される。
そして、対物光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第２光束の所定次数の回折光を、ＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に集光させることで第２集光スポットを形成する。この第２集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられており、具体的には、第２集光スポットの色収差の絶対値を０．２５μｍ／ｎｍ以下に抑えている。
そして、対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ２によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２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ＯＢＪ、１／４波長板ＷＰ、出射角変換素子ＯＣ、非点較差板を通過し、光検出器ＰＤの受光面上に集光する。そして、光検出器ＰＤの出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、まず、１軸アクチュエータＡＣ１を駆動して、第１レンズＬ１を光軸上の位置Ｐ３０まで移動させておく。この時点での第１レンズを第４図に点線で表す。即ち、第１レンズＬ１が位置Ｐ３０に位置する場合における第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔は、第１レンズＬ１が位置Ｐ２０に位置する場合における第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔よりも小さい。
そして、第４図に示すように、光源ユニットＬＵ内にある赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、ＡＯＤの場合と同様、非点収差板ＡＰで分岐し、殆どの光は出射角変換素子ＯＣを通過し、一部はモニターセンサーレンズＭＳＥＮに向う。出射角変換素子ＯＣより発散光として出射した光はミラーにより折り曲げられ波長板ＷＰ、対物光学素子ＯＢＪに至る。一方、モニターセンサーレンズＭＳＥＮを通過した光はモニター光検出器に集光され、光源ユニットＬＵの出力調整に利用される。
そして、対物光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第３光束の所定次数の回折光を、ＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ２上に集光させることで第３集光スポットを形成する。この第３集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられており、具体的には、第３集光スポットの色収差の絶対値を０．２５μｍ／ｎｍ以下に抑えている。
そして、対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ２によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３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ＯＢＪ、１／４波長板ＷＰ、出射角変換素子ＯＣ、非点較差板を通過し、光検出器ＰＤの受光面上に集光する。そして、光検出器ＰＤの出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
このように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間隔をＡＯＤ、ＤＶＤ、ＣＤ全ての使用時に異なる位置に配置することで、波長λ１、λ２、λ３の光束に対する対物光学素子ＯＢＪの光学系倍率を異ならしめ、ＡＯＤとＤＶＤとの波長による球面収差と、ＡＯＤとＣＤとの波長、保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正するようになっている。
また、このように各波長の光を出射する光源をユニット化した光源ユニットでは、波長により発光点位置が光軸方向に多少異なる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間隔を変えることにより、発光点位置が異なっても同一の光検出器で受光することができる。
また、非点較差板ＡＰをビームスプリッターに換えてもよいが、その場合センサー上に光を集光させるためのセンサーレンズが必要となる。
更に、モニター用としては光の受光量が少なくても良いため、モニターセンサーレンズはホログラムレンズに変更すれば光ピックアップ装置のサイズに合わせて適当な角度で配置することができる。
また、本実施の形態では３つの光源が一体化された光源ユニットを使用しているが、ＡＯＤの光源と、一般に普及されているＤＶＤとＣＤとの光源がユニット化された２レーザ１パッケージを使用しても良い。
対物光学素子ＯＢＪは、第１〜第３光束を光ディスクの情報記録面ＲＬ１〜ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面非球面の単玉のプラスチックレンズである。なお、このような対物光学素子ＯＢＪは複数の光学素子を組み合わせて構成してもよいし、前述したような回折構造を少なくとも一つの光学面に形成したものであっても良い。
なお、上記第１、第２の実施形態においては第１光情報記録媒体としてＡＯＤを例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されず、他の高密度光ディスク、例えば像側開口数（ＮＡ）として０．８５程度、保護基板厚約０．１ｍｍの光ディスクにおいても適用可能である。
また、上記第１、第２の実施の形態において詳細は記載されていないが、発散角変換素子を移動させるための具体的構成は種々の公知の方法を採用でき、ここではその構成自体は特に限定されない。例えば特開２００２−３７３４４１号公報に記載されているように光ディスクの種類を判別して得られた判別信号に応じて前記発散角変換素子を適当な位置にアクチュエータで駆動させるものであっても良い。
また、出射角変換素子が複数枚のレンズで構成されている場合のレンズ移動は、いずれか一方のレンズを物体側もしくは光情報記録媒体側に移動させて各レンズの間隔が変わるように移動する場合と、各レンズ間隔を変えずに一体的に物体側もしくは光情報記録媒体側に移動させる場合とがある。
従って、このような出射角変換素子における「光軸方向における位置が異なる」とは上記移動による位置移動のいずれも含まれるものとする。
【実施例１】  次に、上記第１の実施の形態で示した光ピックアップ装置の実施例について説明する。
本実施例の光ピックアップ装置は、第１図に示した光ピックアップ装置ＰＵと同様に、ＣＤ使用時に第１レンズＬ１を光情報記録媒体側に移動させる構成となっているが、ビーム整形素子ＢＳＨは備えない。
表１、表２に各光学素子のレンズデータを示す。
【表１】
2005048250.tif 000002
【表２−１】
2005048250.tif 000003
【表２−２】
2005048250.tif 000004
【表２−２】
2005048250.tif 000005
表１に示すように、本実施例の対物光学素子ＯＢＪは、波長λ１＝４０７ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝３．０ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５に設定されており、波長λ２＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝３．１０ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．６５に設定されており、波長λ３＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ３＝３．１２ｍｍ、像側開口数ＮＡ３＝０．５１に設定されている。
また、対物光学素子ＯＢＪは２枚のレンズ（第１対物レンズと第２対物レンズ）を組み合わせて構成されており、第１対物レンズの入射面が光軸を中心とした同心円状の３つの領域（表１中の第８面、第８´面及び第８´´面）に区分されており、各領域にブレーズ型回折構造が形成されている。
また、第１光束及び第２光束は対物光学素子に平行光として入射し、第３光束は対物光学素子に発散光として入射する構成となっている。
第１レンズＬ１の入射面（第３面）及び出射面（第４面）、第２レンズＬ２の入射面（第５面）及び出射面（第６面）、第１対物レンズの入射面（第８面、第８´面及び第８´´面）及び出射面（第９面）、第２対物レンズの入射面（第１０面）及び出射面（第１１面）には、それぞれ次式（数１）に表１及び表２に示す係数を代入した数式で規定される、光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
【数１】
2005048250.tif 000006
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、Ａ２ｉは非球面係数である。
また、回折輪帯のピッチは数２の光路差関数に、表２に示す係数を代入した数式で規定される。
【数２】
2005048250.tif 000007
ここで、Ｂ２ｉは光路差関数の係数、λは使用波長、λＢは回折のブレーズ化波長（λＢ＝１ｍｍ）である。
次に、上記第２の実施の形態で示した光ピックアップ装置の実施例について説明する。
第４図の光ピックアップ装置に適した出射角変換素子と対物光学素子の具体例を表３、表４に示す。
【表３】
2005048250.tif 000008
【表４−１】
2005048250.tif 000009
【表４−２】
2005048250.tif 000010
表３、表４は、第４図より、光源はＡＯＤの光源と一般に普及されているＤＶＤとＣＤとの光源がユニット化された２レーザ１パッケージを用いていること、ＡＯＤの専用光路上にビームシェーパーを配置することを想定していること、フォーカス信号のための波長板が配置されていること、等が異なるが、出射角変換素子と対物光学素子は第４図の実施の形態に用いる事ができる。
本実施例の対物光学素子ＯＢＪは、波長λ１＝４０７ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝１．８ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５に設定されており、波長λ２＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝１．８５ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．６７に設定されており、波長λ３＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ３＝１．８６ｍｍ、像側開口数ＮＡ３＝０．５１に設定されている。対物光学素子には、ＡＯＤ，ＤＶＤ，ＣＤの光が収束光、収束光、発散光が入射する。対物光学素子はプラスチックの単玉レンズであり、光源側の全面に回折構造が設けられている。ＣＤの記録再生に用いられる領域とその外側の領域とでＣＤの光に対する回折作用が異なり、外側領域を通過した光は情報記録面上に集光しない。従って対物光学素子の光源側にある１つの絞りだけで、全ての光に対して仕様の開口数が満たされる。
第１レンズＬ１の入射面（第３面）及び出射面（第４面）、第２レンズＬ２の入射面（第５面）及び出射面（第６面）、第１対物レンズの入射面（第８面、第８´面及び第８´´面）及び出射面（第９面）、第２対物レンズの入射面（第１０面）及び出射面（第１１面）には、それぞれ次式（数１）に表３に示す係数を代入した数式で規定される、光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
【数１】
2005048250.tif 000011
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、Ａ２ｉは非球面係数である。
また、回折輪帯のピッチは数２の光路差関数に、表３に示す係数を代入した数式で規定される。
【数２】
2005048250.tif 000012
ここで、Ｂ２ｉは光路差関数の係数、λは使用波長、λＢは回折のブレーズ化波長（λＢ＝１ｍｍ）である。
また、この対物光学素子はＡＯＤの色収差補正機能を持たないが、回折作用を利用して持たせることも可能となる。
発散角変換素子の光学倍率としては以下の（４）〜（６）を満たす事が好ましい。
−１／２≦ｍ１≦−１／５      ・・・（４）
−２／５≦ｍ２≦−１／１００  ・・・（５）
１／１００≦ｍ３≦１／３      ・・・（６）
ｍ１：波長λ１の光束に対する発散角変換素子の光学倍率
ｍ２：波長λ２の光束に対する発散角変換素子の光学倍率
ｍ３：波長λ３の光束に対する発散角変換素子の光学倍率
但し、この場合でも、上述したようなＡＯＤとＣＤの保護層の厚さの違いに起因する球面収差の補正機能を確保するためには、波長λ３の光束は波長λ２の光束よりも大きな発散角で出射角変換素子ＯＣから出射されるものとする。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、異なる基板厚を有する情報記録媒体の互換性、特にＡＯＤとＤＶＤとＣＤの互換性を有すると共に、ＡＯＤとＣＤとの保護基板厚の違いに起因する球面収差を補正することができる光ピックアップ装置を得られる。なお、種々の変更や修正が可能である事は当業者の技術常識から明らかであり、従って、そのような修正や変更は本発明の範疇に含まれるものと解釈すべきである。
【図１】
2005048250.tif 000013
【図２】
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【図３】
2005048250.tif 000015
【図４】
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【国際調査報告】
2005048250.tif 000017
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