JP2003248168A - 光ピックアップ装置、および光学素子 - Google Patents
光ピックアップ装置、および光学素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ピックアップ装置の温度が、使用基準温度
Ｔ0に対して変化した場合に、波面収差を抑え、光情報
記録媒体へのデータの読み書き時のエラーを防止でき
る、光ピックアップ装置、およびこれに用いられる光学
素子を提供する。 【解決手段】 使用基準波長λ0の光束が入射する時に
情報記録面上の集光スポットの球面収差をオーバー又は
最適にする屈折機能と、光軸を中心とする同心環状の複
数の輪帯が互いに異なる厚さを持つように形成されてい
るとともに、ある一つの輪帯を通過する光線の光路長を
この輪帯より光軸に近い他の輪帯を通過する光線の光路
長より使用基準波長λ0のほぼ整数倍だけ長くする光路
差付与機能とを有する光学素子を配置する。また、使用
基準温度Ｔ0の上下６０（３０）［℃］の範囲で、集光
スポットにおける波面収差を、０．１４λ（０．０７
λ）以下とする。
Ｔ0に対して変化した場合に、波面収差を抑え、光情報
記録媒体へのデータの読み書き時のエラーを防止でき
る、光ピックアップ装置、およびこれに用いられる光学
素子を提供する。 【解決手段】 使用基準波長λ0の光束が入射する時に
情報記録面上の集光スポットの球面収差をオーバー又は
最適にする屈折機能と、光軸を中心とする同心環状の複
数の輪帯が互いに異なる厚さを持つように形成されてい
るとともに、ある一つの輪帯を通過する光線の光路長を
この輪帯より光軸に近い他の輪帯を通過する光線の光路
長より使用基準波長λ0のほぼ整数倍だけ長くする光路
差付与機能とを有する光学素子を配置する。また、使用
基準温度Ｔ0の上下６０（３０）［℃］の範囲で、集光
スポットにおける波面収差を、０．１４λ（０．０７
λ）以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録媒体の
情報記録面に光束を集光させる光ピックアップ装置、お
よび光ピックアップ装置に用いられる光学素子（レン
ズ）に関する。
情報記録面に光束を集光させる光ピックアップ装置、お
よび光ピックアップ装置に用いられる光学素子（レン
ズ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＯ、ＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスク
（光情報記録媒体）に対してデータを記録し、また再生
するための光ピックアップ装置が開発され、様々な用途
で用いられている（例えば、特許文献１参照）。これら
の光ピックアップ装置では、波面が均一にそろえられた
レーザ光束（光束）が用いられ、このレーザ光束を光情
報記録媒体の記録面上に収差がない状態に集光して集光
スポットを形成するためのレンズ（光学素子）が用いら
れている。このレンズには、素材やその成型にかかるコ
ストが小さいなどの面で、ガラスよりもプラスチックで
形成されるのが好ましい。
（光情報記録媒体）に対してデータを記録し、また再生
するための光ピックアップ装置が開発され、様々な用途
で用いられている（例えば、特許文献１参照）。これら
の光ピックアップ装置では、波面が均一にそろえられた
レーザ光束（光束）が用いられ、このレーザ光束を光情
報記録媒体の記録面上に収差がない状態に集光して集光
スポットを形成するためのレンズ（光学素子）が用いら
れている。このレンズには、素材やその成型にかかるコ
ストが小さいなどの面で、ガラスよりもプラスチックで
形成されるのが好ましい。
【０００３】ここで、光ピックアップ装置は、その設置
箇所の気温の変動や、装置の動作時の発熱などにより、
温度の変化にさらされる。光ピックアップ装置の温度が
上昇すると、一般に、レーザ発振器から出射されるレー
ザ光束の波長が長くなる。また、プラスチックレンズ
は、その温度が上昇すると屈折率が下がる特性を持って
いる。この２つの要因により、光ピックアップ装置を設
計する際に想定した使用基準温度Ｔ0から温度が上昇す
ると、光ピックアップ装置の光学系の焦点距離が長くな
って、集光スポットが光情報記録媒体の記録面からずれ
てしまう（光線収差が発生する）とともに、集光スポッ
トにおける波面収差が大きくなり、光情報記録媒体にデ
ータを読み書きするのに支障を生じる。
箇所の気温の変動や、装置の動作時の発熱などにより、
温度の変化にさらされる。光ピックアップ装置の温度が
上昇すると、一般に、レーザ発振器から出射されるレー
ザ光束の波長が長くなる。また、プラスチックレンズ
は、その温度が上昇すると屈折率が下がる特性を持って
いる。この２つの要因により、光ピックアップ装置を設
計する際に想定した使用基準温度Ｔ0から温度が上昇す
ると、光ピックアップ装置の光学系の焦点距離が長くな
って、集光スポットが光情報記録媒体の記録面からずれ
てしまう（光線収差が発生する）とともに、集光スポッ
トにおける波面収差が大きくなり、光情報記録媒体にデ
ータを読み書きするのに支障を生じる。
【０００４】このような光ピックアップ装置の温度の変
化は急激に生じるものではないため、温度の変化に対応
してプラスチックレンズをアクチュエータで光軸方向に
移動させ、光情報記録媒体の情報記録面上で、集光スポ
ットの波面収差が最小となるようにすることができる。
しかし、アクチュエータによって波面収差を最小として
も、この波面収差の最小値が一定値以下、具体的には
０．０７λｒｍｓ以下に抑えられない場合には光情報記
録媒体にデータを読み書きするのに依然として支障を生
じてしまう。従って、集光スポットの波面収差は０．０
７λｒｍｓ以下となることが望ましく、この場合には光
情報記録媒体の読み書きに好適な集光スポットを形成す
ることができる。なお、温度の変化が使用基準温度Ｔ0
の上下６０［℃］の範囲で波面収差の最小値が０．１４
λｒｍｓ以下となる場合には、実使用環境と想定される
使用温度範囲、即ち使用基準温度Ｔ0の上下３０℃の範
囲では、波面収差の最小値は凡そ０．０７λｒｍｓ以下
となる。
化は急激に生じるものではないため、温度の変化に対応
してプラスチックレンズをアクチュエータで光軸方向に
移動させ、光情報記録媒体の情報記録面上で、集光スポ
ットの波面収差が最小となるようにすることができる。
しかし、アクチュエータによって波面収差を最小として
も、この波面収差の最小値が一定値以下、具体的には
０．０７λｒｍｓ以下に抑えられない場合には光情報記
録媒体にデータを読み書きするのに依然として支障を生
じてしまう。従って、集光スポットの波面収差は０．０
７λｒｍｓ以下となることが望ましく、この場合には光
情報記録媒体の読み書きに好適な集光スポットを形成す
ることができる。なお、温度の変化が使用基準温度Ｔ0
の上下６０［℃］の範囲で波面収差の最小値が０．１４
λｒｍｓ以下となる場合には、実使用環境と想定される
使用温度範囲、即ち使用基準温度Ｔ0の上下３０℃の範
囲では、波面収差の最小値は凡そ０．０７λｒｍｓ以下
となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８７９４８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光ピックア
ップ装置の温度が、使用基準温度Ｔ0に対して変化した
場合に、波面収差を抑え、光情報記録媒体へのデータの
読み書き時のエラーを防止できる、光ピックアップ装
置、および光ピックアップ装置に用いられる光学素子を
提供することである。
ップ装置の温度が、使用基準温度Ｔ0に対して変化した
場合に、波面収差を抑え、光情報記録媒体へのデータの
読み書き時のエラーを防止できる、光ピックアップ装
置、および光ピックアップ装置に用いられる光学素子を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光情報記録媒体の情報記録面に光束を集光させる光
ピックアップ装置に用いられる光学素子であって、光軸
に対して同心円に区分され、互いに光軸方向に異なる厚
みを有する複数の輪帯を備え、前記複数の輪帯における
所定の輪帯を通過する光線の光路長を、前記所定の輪帯
に対して前記光軸側に隣り合う他の輪帯を通過する光線
の光路長よりも使用基準波長λ0の略整数倍だけ長くす
る光路差付与機能と、前記使用基準波長λ0の光束が前
記情報記録面に集光される集光スポットの球面収差を最
適にする屈折機能とを有し、使用基準温度Ｔ0において
前記使用基準波長λ0の光束をほぼ波面収差なく前記情
報記録面に集光し、使用基準温度Ｔ0とは異なる使用温
度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］）において、使用基準
波長λ0とは異なる使用波長λの光束を、波面収差が
０．１４λｒｍｓ以下となるように前記情報記録面に集
光することを特徴とする。
は、光情報記録媒体の情報記録面に光束を集光させる光
ピックアップ装置に用いられる光学素子であって、光軸
に対して同心円に区分され、互いに光軸方向に異なる厚
みを有する複数の輪帯を備え、前記複数の輪帯における
所定の輪帯を通過する光線の光路長を、前記所定の輪帯
に対して前記光軸側に隣り合う他の輪帯を通過する光線
の光路長よりも使用基準波長λ0の略整数倍だけ長くす
る光路差付与機能と、前記使用基準波長λ0の光束が前
記情報記録面に集光される集光スポットの球面収差を最
適にする屈折機能とを有し、使用基準温度Ｔ0において
前記使用基準波長λ0の光束をほぼ波面収差なく前記情
報記録面に集光し、使用基準温度Ｔ0とは異なる使用温
度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］）において、使用基準
波長λ0とは異なる使用波長λの光束を、波面収差が
０．１４λｒｍｓ以下となるように前記情報記録面に集
光することを特徴とする。
【０００８】ここで、請求項１記載の発明は、光情報記
録媒体の情報記録面に光束を集光させる光ピックアップ
装置に用いられる光学素子であって、光ピックアップ装
置の光学系における光軸上に配置され、光軸を中心とす
る同心円で複数の輪帯に区分され、これら各輪帯は、互
いに異なる光軸方向の厚みを持つように形成されている
とともに、ある一つの輪帯を通過する光線の光路長を、
この輪帯に隣接し、かつこの輪帯より光軸に近い他の輪
帯を通過する光線の光路長よりも、使用基準波長λ0の
ほぼ整数倍だけ長くする光路差付与機能と、同光学系の
光軸上に配置され、使用基準波長λ0の光束が入射する
際に前記情報記録面上に形成される集光スポットの球面
収差を最適にする屈折機能とを備え、使用基準温度Ｔ0
において、この光学素子を通過する使用基準波長λ0の
光束は、前記情報記録面にほぼ収差なく集光し、使用基
準温度Ｔ0とは異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０
［℃］）において、この光学素子を通過する使用基準波
長λ0とは異なる使用波長λの光束によって形成される
集光スポットにおける波面収差は、０．１４λｒｍｓ以
下であることを特徴とするものとしても良い。
録媒体の情報記録面に光束を集光させる光ピックアップ
装置に用いられる光学素子であって、光ピックアップ装
置の光学系における光軸上に配置され、光軸を中心とす
る同心円で複数の輪帯に区分され、これら各輪帯は、互
いに異なる光軸方向の厚みを持つように形成されている
とともに、ある一つの輪帯を通過する光線の光路長を、
この輪帯に隣接し、かつこの輪帯より光軸に近い他の輪
帯を通過する光線の光路長よりも、使用基準波長λ0の
ほぼ整数倍だけ長くする光路差付与機能と、同光学系の
光軸上に配置され、使用基準波長λ0の光束が入射する
際に前記情報記録面上に形成される集光スポットの球面
収差を最適にする屈折機能とを備え、使用基準温度Ｔ0
において、この光学素子を通過する使用基準波長λ0の
光束は、前記情報記録面にほぼ収差なく集光し、使用基
準温度Ｔ0とは異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０
［℃］）において、この光学素子を通過する使用基準波
長λ0とは異なる使用波長λの光束によって形成される
集光スポットにおける波面収差は、０．１４λｒｍｓ以
下であることを特徴とするものとしても良い。
【０００９】また、使用基準温度Ｔ0とは、光ピックア
ップ装置が使用される環境の温度変化範囲内にある、常
温（１０〜４０［℃］程度）のことである。また、使用
基準波長λ0とは、光ピックアップ装置に用いられる光
源が使用基準温度Ｔ0において出射する光束の波長であ
り、使用波長λとは、同光源が使用温度Ｔにおいて出射
する光束の波長である。また、ここで言う「球面収差を
最適にする」とは、光線収差がほぼ無収差（縦球面収差
の変動幅が０．０１ｍｍより小）であることを意味す
る。また、使用基準波長λ0の略整数倍とは、光路差付
与量をΔＬ、ｋを任意の整数とした場合に、 （ｋ−０．２）λ0≦ΔＬ≦（ｋ＋０．２）λ0 で表される範囲を意味する。また、情報記録面にほぼ波
面収差なく集光するとは、集光スポットの波面収差の大
きさが０．０３０λｒｍｓ以下であることを示す。ま
た、光学素子とは、例えばプラスチックなど、屈折率が
温度依存性を持つ材料などから形成された光学素子であ
る。なお、以下の説明においては、便宜的に光学素子
を、光路差付与機能を有する部分（以下、第一光学素子
部とする）と屈折機能を有する部分（以下、第二光学素
子部とする）とに分けて説明を行うが、第一光学素子部
と第二光学素子部とは一体に形成されていても良いし、
別体として形成されていても良い。
ップ装置が使用される環境の温度変化範囲内にある、常
温（１０〜４０［℃］程度）のことである。また、使用
基準波長λ0とは、光ピックアップ装置に用いられる光
源が使用基準温度Ｔ0において出射する光束の波長であ
り、使用波長λとは、同光源が使用温度Ｔにおいて出射
する光束の波長である。また、ここで言う「球面収差を
最適にする」とは、光線収差がほぼ無収差（縦球面収差
の変動幅が０．０１ｍｍより小）であることを意味す
る。また、使用基準波長λ0の略整数倍とは、光路差付
与量をΔＬ、ｋを任意の整数とした場合に、 （ｋ−０．２）λ0≦ΔＬ≦（ｋ＋０．２）λ0 で表される範囲を意味する。また、情報記録面にほぼ波
面収差なく集光するとは、集光スポットの波面収差の大
きさが０．０３０λｒｍｓ以下であることを示す。ま
た、光学素子とは、例えばプラスチックなど、屈折率が
温度依存性を持つ材料などから形成された光学素子であ
る。なお、以下の説明においては、便宜的に光学素子
を、光路差付与機能を有する部分（以下、第一光学素子
部とする）と屈折機能を有する部分（以下、第二光学素
子部とする）とに分けて説明を行うが、第一光学素子部
と第二光学素子部とは一体に形成されていても良いし、
別体として形成されていても良い。
【００１０】請求項１記載の発明によれば、使用基準温
度Ｔ0においては、使用基準波長λ0の光束が入射する際
に、第一光学素子部によって付与される位相差はほぼな
く、第二光学素子部の屈折機能により集光される光の球
面収差が最適であるため、第一光学素子と第二光学素子
とを通過した光束は、ほぼ収差なく集光する。
度Ｔ0においては、使用基準波長λ0の光束が入射する際
に、第一光学素子部によって付与される位相差はほぼな
く、第二光学素子部の屈折機能により集光される光の球
面収差が最適であるため、第一光学素子と第二光学素子
とを通過した光束は、ほぼ収差なく集光する。
【００１１】使用基準温度Ｔ0とは異なる使用温度Ｔ
（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］）においては、使用基準波
長λ0とは異なる使用波長λの光束が入射すると、第二
光学素子部の分散の影響と、第二光学素子部の屈折率の
温度依存性から、第二光学素子部を備える光学系による
集光スポットでは、波面収差が生じる。このように温度
が使用基準温度Ｔ0に対して変化した際に生じる波面収
差は、例えば以下のようにして形成された第一光学素子
部によって０．１４λｒｍｓ以下に抑えられる。
（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］）においては、使用基準波
長λ0とは異なる使用波長λの光束が入射すると、第二
光学素子部の分散の影響と、第二光学素子部の屈折率の
温度依存性から、第二光学素子部を備える光学系による
集光スポットでは、波面収差が生じる。このように温度
が使用基準温度Ｔ0に対して変化した際に生じる波面収
差は、例えば以下のようにして形成された第一光学素子
部によって０．１４λｒｍｓ以下に抑えられる。
【００１２】第一光学素子部の光路差付与機能による位
相差付与量Ψ（λ0，Ｔ0）と、輪帯の光軸方向の厚みの
差ｄとの関係は、ｎ（λ0，Ｔ0）を屈折率、ｋを整数と
して、次式
相差付与量Ψ（λ0，Ｔ0）と、輪帯の光軸方向の厚みの
差ｄとの関係は、ｎ（λ0，Ｔ0）を屈折率、ｋを整数と
して、次式
【数１】
と表される。ここで言う、輪帯の厚みの差ｄとは、図１
に示すように、ある輪帯と、光軸を含む第１輪帯の延長
との、光軸方向の厚みの差を意味している。第１輪帯
は、非球面式で表され、その式にしたがって延長され
る。光学系の置かれる環境の温度と、光学系に入射する
光束の使用波長とが、それぞれ使用基準温度Ｔ0から使
用温度Ｔに、使用基準波長λ0から使用波長λに変化す
ることによる、位相差付与量の変化量ΔΨ（Ｔ）は、温
度が単位温度だけ上昇したときの、光学素子の線膨張率
をα、入射波長の変化量をβ、光学素子の屈折率の変化
（入射波長の変化量βによる屈折率の変化を含む）をγ
として、次式
に示すように、ある輪帯と、光軸を含む第１輪帯の延長
との、光軸方向の厚みの差を意味している。第１輪帯
は、非球面式で表され、その式にしたがって延長され
る。光学系の置かれる環境の温度と、光学系に入射する
光束の使用波長とが、それぞれ使用基準温度Ｔ0から使
用温度Ｔに、使用基準波長λ0から使用波長λに変化す
ることによる、位相差付与量の変化量ΔΨ（Ｔ）は、温
度が単位温度だけ上昇したときの、光学素子の線膨張率
をα、入射波長の変化量をβ、光学素子の屈折率の変化
（入射波長の変化量βによる屈折率の変化を含む）をγ
として、次式
【数２】
と表される。第一光学素子部がプラスチックでできてい
る場合、第一光学素子部の輪帯の厚みの差ｄがガラスに
比べて熱膨張により変化しやすく、この変化によって位
相差付与量に変化が生じる。しかしながら、この変化量
は、第一光学素子部の屈折率の温度依存性による位相差
付与量の変化量や、入射波長の温度依存性による位相差
付与量の変化量に比べると、無視できるほど小さい。こ
の位相差付与量の変化量ΔΨ（Ｔ）と、第二光学素子部
の屈折率の変化で生じる波面収差とが打ち消し合う方向
に、第一光学素子部の輪帯の厚みを形成した結果、形成
される集光スポットの波面収差が最小となる光軸上の位
置には自由度がある。その位置を、使用基準温度Ｔ0に
おいて使用基準波長λ0の光束が入射した場合の最適な
集光スポット位置よりもアンダー側に設定すると、第一
光学素子部の光路差付与機能によって付与される位相差
は、入射光束が光軸から遠ざかるにつれて、長くなる。
また、輪帯の厚みの差ｄと、各輪帯の、光軸に垂直な方
向の内径および外径は、対象とする光学系の使用基準波
長λ0、光学素子を構成する素材、開口数によって決ま
る。なお、ここで言う「アンダー」とは、入射光線が光
軸から離れるにつれて、入射光線が光軸と交わる位置が
第二光学素子部に近づくことを意味する。ただし、局所
的に、あるいは開口数の高い一部の領域において、光学
素子より遠い側で光軸と交わる場合も含む。
る場合、第一光学素子部の輪帯の厚みの差ｄがガラスに
比べて熱膨張により変化しやすく、この変化によって位
相差付与量に変化が生じる。しかしながら、この変化量
は、第一光学素子部の屈折率の温度依存性による位相差
付与量の変化量や、入射波長の温度依存性による位相差
付与量の変化量に比べると、無視できるほど小さい。こ
の位相差付与量の変化量ΔΨ（Ｔ）と、第二光学素子部
の屈折率の変化で生じる波面収差とが打ち消し合う方向
に、第一光学素子部の輪帯の厚みを形成した結果、形成
される集光スポットの波面収差が最小となる光軸上の位
置には自由度がある。その位置を、使用基準温度Ｔ0に
おいて使用基準波長λ0の光束が入射した場合の最適な
集光スポット位置よりもアンダー側に設定すると、第一
光学素子部の光路差付与機能によって付与される位相差
は、入射光束が光軸から遠ざかるにつれて、長くなる。
また、輪帯の厚みの差ｄと、各輪帯の、光軸に垂直な方
向の内径および外径は、対象とする光学系の使用基準波
長λ0、光学素子を構成する素材、開口数によって決ま
る。なお、ここで言う「アンダー」とは、入射光線が光
軸から離れるにつれて、入射光線が光軸と交わる位置が
第二光学素子部に近づくことを意味する。ただし、局所
的に、あるいは開口数の高い一部の領域において、光学
素子より遠い側で光軸と交わる場合も含む。
【００１３】つまり、温度が使用基準温度Ｔ0の上下６
０［℃］の範囲で変化した際に生じる波面収差は、第一
光学素子部の光路差付与機能により付与される位相差に
よって打ち消される結果、０．１４λｒｍｓ以下に抑え
られることとなる。従って、実使用環境と想定される使
用温度範囲、即ち使用基準温度Ｔ0の上下３０［℃］の
範囲では、波面収差は凡そ０．０７λｒｍｓ以下とな
る。よって、光ピックアップ装置の温度が使用基準温度
Ｔ0の場合は勿論のこと、使用基準温度Ｔ0に対して変化
した場合であっても波面収差を抑えることができるた
め、光情報記録媒体へのデータの読み書き時のエラーを
防止することができる。
０［℃］の範囲で変化した際に生じる波面収差は、第一
光学素子部の光路差付与機能により付与される位相差に
よって打ち消される結果、０．１４λｒｍｓ以下に抑え
られることとなる。従って、実使用環境と想定される使
用温度範囲、即ち使用基準温度Ｔ0の上下３０［℃］の
範囲では、波面収差は凡そ０．０７λｒｍｓ以下とな
る。よって、光ピックアップ装置の温度が使用基準温度
Ｔ0の場合は勿論のこと、使用基準温度Ｔ0に対して変化
した場合であっても波面収差を抑えることができるた
め、光情報記録媒体へのデータの読み書き時のエラーを
防止することができる。
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
学素子において、前記使用温度Ｔが｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０
［℃］の場合、前記使用基準波長λ0とは異なる使用波
長λの光束を、波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となる
ように前記情報記録面に集光することを特徴とする。
学素子において、前記使用温度Ｔが｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０
［℃］の場合、前記使用基準波長λ0とは異なる使用波
長λの光束を、波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となる
ように前記情報記録面に集光することを特徴とする。
【００１５】請求項２記載の発明によれば、請求項１に
記載の発明と同様の効果が得られるとともに、使用温度
Ｔが｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０［℃］の場合に、使用波長λの
光束は、波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となるように
集光される。このように、光ピックアップ装置の温度が
使用基準温度Ｔ0に対して変化した場合であっても波面
収差を確実に抑えることができるため、光情報記録媒体
へのデータの読み書き時のエラーを確実に防止すること
ができる。
記載の発明と同様の効果が得られるとともに、使用温度
Ｔが｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０［℃］の場合に、使用波長λの
光束は、波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となるように
集光される。このように、光ピックアップ装置の温度が
使用基準温度Ｔ0に対して変化した場合であっても波面
収差を確実に抑えることができるため、光情報記録媒体
へのデータの読み書き時のエラーを確実に防止すること
ができる。
【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の光ピックアップ装置において、前記使用基準
波長λ0は、 ４００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする。
２に記載の光ピックアップ装置において、前記使用基準
波長λ0は、 ４００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする。
【００１７】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、
使用基準波長λ0は４００ｎｍ＜λ0＜８００ｎｍである
ので、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ、高密度ＤＶＤ等にデータを
読み書きするのに適する。なお、高密度ＤＶＤとは、Ｄ
ＶＤと同程度の大きさで、ＤＶＤよりも大容量の光情報
記録媒体である。
たは２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、
使用基準波長λ0は４００ｎｍ＜λ0＜８００ｎｍである
ので、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ、高密度ＤＶＤ等にデータを
読み書きするのに適する。なお、高密度ＤＶＤとは、Ｄ
ＶＤと同程度の大きさで、ＤＶＤよりも大容量の光情報
記録媒体である。
【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項３記載の
光学素子において、前記使用基準波長λ0は、 ７００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする。
光学素子において、前記使用基準波長λ0は、 ７００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする。
【００１９】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、使用基
準波長λ0は、７００ｎｍ＜λ0＜８００ｎｍであるの
で、特にＣＤ−ＲＷにデータを読み書きするのに適す
る。
に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、使用基
準波長λ0は、７００ｎｍ＜λ0＜８００ｎｍであるの
で、特にＣＤ−ＲＷにデータを読み書きするのに適す
る。
【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に
記載の光ピックアップ装置において、前記輪帯の数は３
〜６０の何れかであることを特徴とする。
記載の光ピックアップ装置において、前記輪帯の数は３
〜６０の何れかであることを特徴とする。
【００２１】使用基準温度Ｔ0において使用基準波長λ0
の光束が入射した場合の最適な集光スポットよりアンダ
ー側において、温度、波長変化時に屈折機能によって生
じる波面誤差は開口数が大きくなるにつれて増大する。
ここで言う「波面誤差」とは、近軸光線の波面のずれと
特定の開口数に相当する光線の波面のずれとの差のこと
である。開口数が小さいと、波面誤差を補正するのに必
要となる輪帯の数は、波面誤差の最大値を位相差付与量
の変化量ΔΨ（Ｔ）で割ったものにほぼ等しい。しか
し、第一光学素子部と第二光学素子部とが一体に形成さ
れている場合には、特に開口数が大きくなるにつれて、
その値からのずれが大きくなる。使用基準波長λ0の光
束が入射したときに波面収差が最小となる集光スポット
の位置における、波長が変化した場合の波面収差を、光
情報記録媒体にデータを読み書きするのに必要な範囲で
幅を持たせることにより、輪帯の数が波面誤差の最大値
を位相差付与量の変化量ΔΨ（λ）で割った数より小さ
くても、温度変化時に読み取りエラーを生じることはな
い。ＣＤ−ＲＷにデータを読み書きするためには、輪帯
の数が３〜６０であるのが望ましい。つまり、輪帯の数
を３〜６０とすることにより、特にＣＤ−ＲＷに確実に
データを読み書きすることができる。また、一般に、輪
帯数が少ないほど波面収差は大きくなるが、光学素子の
加工が容易になるという利点がある。
の光束が入射した場合の最適な集光スポットよりアンダ
ー側において、温度、波長変化時に屈折機能によって生
じる波面誤差は開口数が大きくなるにつれて増大する。
ここで言う「波面誤差」とは、近軸光線の波面のずれと
特定の開口数に相当する光線の波面のずれとの差のこと
である。開口数が小さいと、波面誤差を補正するのに必
要となる輪帯の数は、波面誤差の最大値を位相差付与量
の変化量ΔΨ（Ｔ）で割ったものにほぼ等しい。しか
し、第一光学素子部と第二光学素子部とが一体に形成さ
れている場合には、特に開口数が大きくなるにつれて、
その値からのずれが大きくなる。使用基準波長λ0の光
束が入射したときに波面収差が最小となる集光スポット
の位置における、波長が変化した場合の波面収差を、光
情報記録媒体にデータを読み書きするのに必要な範囲で
幅を持たせることにより、輪帯の数が波面誤差の最大値
を位相差付与量の変化量ΔΨ（λ）で割った数より小さ
くても、温度変化時に読み取りエラーを生じることはな
い。ＣＤ−ＲＷにデータを読み書きするためには、輪帯
の数が３〜６０であるのが望ましい。つまり、輪帯の数
を３〜６０とすることにより、特にＣＤ−ＲＷに確実に
データを読み書きすることができる。また、一般に、輪
帯数が少ないほど波面収差は大きくなるが、光学素子の
加工が容易になるという利点がある。
【００２２】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
何れか一項に記載の光学素子において、入射する発散光
を前記情報記録面に集光可能であるように形成されたこ
とを特徴とする。
何れか一項に記載の光学素子において、入射する発散光
を前記情報記録面に集光可能であるように形成されたこ
とを特徴とする。
【００２３】請求項６記載の発明によれば、請求項１〜
５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られると
ともに、半導体レーザー等のレーザー光源から発散して
出射されるレーザー光束を情報記録面に集光することが
できるため、レーザー光源と第一光学素子との間に、発
散光を平行光束に変換するためのコリメータレンズ等を
設ける必要がない。従って、コリメータレンズ等を必要
としない分、光ピックアップ装置の構成を小型化するこ
とができる。
５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られると
ともに、半導体レーザー等のレーザー光源から発散して
出射されるレーザー光束を情報記録面に集光することが
できるため、レーザー光源と第一光学素子との間に、発
散光を平行光束に変換するためのコリメータレンズ等を
設ける必要がない。従って、コリメータレンズ等を必要
としない分、光ピックアップ装置の構成を小型化するこ
とができる。
【００２４】請求項７記載の発明は、請求項１〜５の何
れか一項に記載の光学素子において、前記光軸にほぼ平
行に入射する光線からなる光束を前記情報記録面に集光
可能であり、この光束のうち最も光軸から離れた位置で
光学機能面を通過する光線が前記屈折機能により光軸と
交わる位置と、近軸光線が前記屈折機能により光軸と交
わる位置との距離が０．０３ｍｍ以下であることを特徴
とする。ここで「光学機能面を通過する光線」とは、光
学素子を通過する光線を意味する。また、「最も光軸か
ら離れた位置で光学機能面を通過する光線」とは、光学
素子の開口数に相当する光線のことを示す。
れか一項に記載の光学素子において、前記光軸にほぼ平
行に入射する光線からなる光束を前記情報記録面に集光
可能であり、この光束のうち最も光軸から離れた位置で
光学機能面を通過する光線が前記屈折機能により光軸と
交わる位置と、近軸光線が前記屈折機能により光軸と交
わる位置との距離が０．０３ｍｍ以下であることを特徴
とする。ここで「光学機能面を通過する光線」とは、光
学素子を通過する光線を意味する。また、「最も光軸か
ら離れた位置で光学機能面を通過する光線」とは、光学
素子の開口数に相当する光線のことを示す。
【００２５】請求項７記載の発明によれば、請求項１〜
５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られると
ともに、光軸にほぼ平行に入射する光線からなる光束を
情報記録面に集光可能であり、この光束のうち、最も光
軸から離れた位置で前記光学素子を通過する光線が、前
記屈折機能により光軸と交わる位置と、近軸光線が前記
屈折機能により光軸と交わる位置との距離が０．０３ｍ
ｍ以下であるので、使用基準温度Ｔ0において使用基準
波長λ0の光束が入射した場合、光路差付与機能と屈折
機能とにより、ほぼ無収差となる。また、使用基準温度
Ｔ0とは異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］、
または、｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０［℃］）において使用基準
波長λ0とは異なる使用波長λの光束が入射した場合、
光路差付与機能と屈折機能とにより、ほぼ無収差とな
る。したがって、光情報記録媒体にデータを読み書きす
るために必要な回折限界以下に抑えることができる。
５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られると
ともに、光軸にほぼ平行に入射する光線からなる光束を
情報記録面に集光可能であり、この光束のうち、最も光
軸から離れた位置で前記光学素子を通過する光線が、前
記屈折機能により光軸と交わる位置と、近軸光線が前記
屈折機能により光軸と交わる位置との距離が０．０３ｍ
ｍ以下であるので、使用基準温度Ｔ0において使用基準
波長λ0の光束が入射した場合、光路差付与機能と屈折
機能とにより、ほぼ無収差となる。また、使用基準温度
Ｔ0とは異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］、
または、｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０［℃］）において使用基準
波長λ0とは異なる使用波長λの光束が入射した場合、
光路差付与機能と屈折機能とにより、ほぼ無収差とな
る。したがって、光情報記録媒体にデータを読み書きす
るために必要な回折限界以下に抑えることができる。
【００２６】請求項８記載の発明は、請求項６または７
記載の光学素子において、前記光軸に対して１２．５度
以下の光線からなる光束が入射された場合、この光束の
うち前記光軸から最も離れた位置で光学機能面を通過す
る光線が前記屈折機能により前記光軸と交わる位置と、
近軸光線が前記屈折機能により前記光軸と交わる位置と
の距離が０．０２ｍｍ以下であることを特徴とする。こ
こで「光学機能面を通過する光線」とは、光学素子を通
過する光線を意味する。また、「最も光軸から離れた位
置で光学機能面を通過する光線」とは、光学素子の開口
数に相当する光線のことを示す。
記載の光学素子において、前記光軸に対して１２．５度
以下の光線からなる光束が入射された場合、この光束の
うち前記光軸から最も離れた位置で光学機能面を通過す
る光線が前記屈折機能により前記光軸と交わる位置と、
近軸光線が前記屈折機能により前記光軸と交わる位置と
の距離が０．０２ｍｍ以下であることを特徴とする。こ
こで「光学機能面を通過する光線」とは、光学素子を通
過する光線を意味する。また、「最も光軸から離れた位
置で光学機能面を通過する光線」とは、光学素子の開口
数に相当する光線のことを示す。
【００２７】請求項８に記載の発明によれば、請求項６
または７に記載の発明と同様の効果が得られるととも
に、光軸に対して１２．５度以下の光線からなる光束が
光学素子に入射された場合、この光束のうち、最も光軸
から離れた位置で光学素子を通過する光線が、前記屈折
機能により光軸と交わる位置と、近軸光線が前記屈折機
能により光軸と交わる位置との距離が０．０２ｍｍ以下
であるので、使用基準温度Ｔ0において使用基準波長λ0
の光束が入射した場合、光路差付与機能と屈折機能とに
より、ほぼ無収差となる。また、使用基準温度Ｔ0とは
異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］、また
は、｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０［℃］）において使用基準波長
λ0とは異なる使用波長λの光束が入射した場合、光路
差付与機能と屈折機能とにより、ほぼ無収差となる。し
たがって、集光スポットの波面収差最小値を、光情報記
録媒体にデータを読み書きするために必要な回折限界以
下に抑えることができる。
または７に記載の発明と同様の効果が得られるととも
に、光軸に対して１２．５度以下の光線からなる光束が
光学素子に入射された場合、この光束のうち、最も光軸
から離れた位置で光学素子を通過する光線が、前記屈折
機能により光軸と交わる位置と、近軸光線が前記屈折機
能により光軸と交わる位置との距離が０．０２ｍｍ以下
であるので、使用基準温度Ｔ0において使用基準波長λ0
の光束が入射した場合、光路差付与機能と屈折機能とに
より、ほぼ無収差となる。また、使用基準温度Ｔ0とは
異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］、また
は、｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０［℃］）において使用基準波長
λ0とは異なる使用波長λの光束が入射した場合、光路
差付与機能と屈折機能とにより、ほぼ無収差となる。し
たがって、集光スポットの波面収差最小値を、光情報記
録媒体にデータを読み書きするために必要な回折限界以
下に抑えることができる。
【００２８】請求項９記載の発明は、請求項１〜８の何
れか一項に記載の光学素子において、所定の基板厚を有
する第一光情報記録媒体の情報記録面に使用波長λ1の
光束を、情報の記録または再生可能に集光するととも
に、前記所定の基板厚以上の基板厚を有する第二光情報
記録媒体の情報記録面に使用波長λ2（λ1＜λ2）の光
束を、情報の記録または再生可能に集光することを特徴
とする。
れか一項に記載の光学素子において、所定の基板厚を有
する第一光情報記録媒体の情報記録面に使用波長λ1の
光束を、情報の記録または再生可能に集光するととも
に、前記所定の基板厚以上の基板厚を有する第二光情報
記録媒体の情報記録面に使用波長λ2（λ1＜λ2）の光
束を、情報の記録または再生可能に集光することを特徴
とする。
【００２９】請求項９記載の発明によれば、請求項１〜
８の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られると
ともに、互いに基板厚の異なる第一光情報記録媒体と第
二光記録媒体とにデータを読み書きすることができる。
即ち、光ピックアップ装置に、第一光情報記録媒体と第
二光記録媒体とに対する互換性を持たせることができ
る。
８の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られると
ともに、互いに基板厚の異なる第一光情報記録媒体と第
二光記録媒体とにデータを読み書きすることができる。
即ち、光ピックアップ装置に、第一光情報記録媒体と第
二光記録媒体とに対する互換性を持たせることができ
る。
【００３０】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
光学素子において、前記使用波長λ1と前記使用波長λ2
とは、それぞれ ６００ｎｍ≦λ1≦７００ｎｍ ７００ｎｍ≦λ2≦８００ｎｍ であり、前記使用波長λ1の光による集光スポットの開
口数ＮＡ１と、前記使用波長λ2の光による集光スポッ
トの開口数ＮＡ２とは、 ＮＡ１＞ＮＡ２ であることを特徴とする。
光学素子において、前記使用波長λ1と前記使用波長λ2
とは、それぞれ ６００ｎｍ≦λ1≦７００ｎｍ ７００ｎｍ≦λ2≦８００ｎｍ であり、前記使用波長λ1の光による集光スポットの開
口数ＮＡ１と、前記使用波長λ2の光による集光スポッ
トの開口数ＮＡ２とは、 ＮＡ１＞ＮＡ２ であることを特徴とする。
【００３１】請求項１０記載の発明によれば、使用波長
λ1と前記使用波長λ2とがそれぞれ６００ｎｍ≦λ1≦
７００ｎｍ、７００ｎｍ≦λ2≦８００ｎｍであるの
で、ＤＶＤを第一光情報記録媒体として用いるととも
に、ＣＤ−ＲＷを第二光情報記録媒体として用い、請求
項１〜８の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得る
ことができる。
λ1と前記使用波長λ2とがそれぞれ６００ｎｍ≦λ1≦
７００ｎｍ、７００ｎｍ≦λ2≦８００ｎｍであるの
で、ＤＶＤを第一光情報記録媒体として用いるととも
に、ＣＤ−ＲＷを第二光情報記録媒体として用い、請求
項１〜８の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得る
ことができる。
【００３２】請求項１１記載の発明は、請求項９または
１０記載の光学素子において、前記複数の輪帯は、光学
機能面の一部の領域に形成されており、前記使用波長λ
1の光束のうち前記複数の輪帯を通過した光束は、前記
第一光情報記録媒体の情報記録面に形成される第一の集
光スポットが情報を記録または再生可能な状態となるよ
うに集光され、前記使用波長λ2の光束のうち前記複数
の輪帯を通過した光束は、前記第二光情報記録媒体の情
報記録面に形成される第二の集光スポットが情報を記録
または再生可能な状態となるようには集光されないこと
を特徴とする。ここで、「光学機能面の一部」とは、例
えば光学機能面上において、開口数ＮＡ２より大きく開
口数ＮＡ１以下の光線が通過する領域の一部である。
１０記載の光学素子において、前記複数の輪帯は、光学
機能面の一部の領域に形成されており、前記使用波長λ
1の光束のうち前記複数の輪帯を通過した光束は、前記
第一光情報記録媒体の情報記録面に形成される第一の集
光スポットが情報を記録または再生可能な状態となるよ
うに集光され、前記使用波長λ2の光束のうち前記複数
の輪帯を通過した光束は、前記第二光情報記録媒体の情
報記録面に形成される第二の集光スポットが情報を記録
または再生可能な状態となるようには集光されないこと
を特徴とする。ここで、「光学機能面の一部」とは、例
えば光学機能面上において、開口数ＮＡ２より大きく開
口数ＮＡ１以下の光線が通過する領域の一部である。
【００３３】請求項１１記載の発明によれば、請求項９
または１０記載の発明と同様の効果が得られるととも
に、前記複数の輪帯は光学機能面の一部の領域に形成さ
れ、使用波長λ1の光束のうちこれら複数の輪帯を通過
した光束は、第一光情報記録媒体の情報記録面に形成さ
れる第一の集光スポットが情報を記録または再生可能な
状態となるように集光され、使用波長λ2の光束のうち
複数の輪帯を通過した光束は第二光情報記録媒体の情報
記録面に形成される第二の集光スポットが情報を記録ま
たは再生可能な状態となるようには集光されない。従っ
て、第二光情報記録媒体へのデータの読み書きに影響を
与えることなく、第一光情報記録媒体へのデータの読み
書きの際のみに、光ピックアップ装置の温度変化に起因
して生じる波面収差を抑えることができる。つまり、第
一光情報記録媒体へのデータの読み書きの確実性を変化
させずに、第二光情報記録媒体へのデータの読み書きの
確実性を高めることができる。
または１０記載の発明と同様の効果が得られるととも
に、前記複数の輪帯は光学機能面の一部の領域に形成さ
れ、使用波長λ1の光束のうちこれら複数の輪帯を通過
した光束は、第一光情報記録媒体の情報記録面に形成さ
れる第一の集光スポットが情報を記録または再生可能な
状態となるように集光され、使用波長λ2の光束のうち
複数の輪帯を通過した光束は第二光情報記録媒体の情報
記録面に形成される第二の集光スポットが情報を記録ま
たは再生可能な状態となるようには集光されない。従っ
て、第二光情報記録媒体へのデータの読み書きに影響を
与えることなく、第一光情報記録媒体へのデータの読み
書きの際のみに、光ピックアップ装置の温度変化に起因
して生じる波面収差を抑えることができる。つまり、第
一光情報記録媒体へのデータの読み書きの確実性を変化
させずに、第二光情報記録媒体へのデータの読み書きの
確実性を高めることができる。
【００３４】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の光学素子において、前記光学機能面のうち前記一部の
領域以外の領域には、情報を記録または再生可能に前記
第一光情報記録媒体の情報記録面に前記使用波長λ1の
光束を集光するとともに、情報を記録または再生可能に
前記第二光情報記録媒体の情報記録面に前記使用波長λ
2の光束を集光する互換用構造が形成されていることを
特徴とする。
の光学素子において、前記光学機能面のうち前記一部の
領域以外の領域には、情報を記録または再生可能に前記
第一光情報記録媒体の情報記録面に前記使用波長λ1の
光束を集光するとともに、情報を記録または再生可能に
前記第二光情報記録媒体の情報記録面に前記使用波長λ
2の光束を集光する互換用構造が形成されていることを
特徴とする。
【００３５】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
１記載の発明と同様の効果が得られるとともに、互換用
構造を通過する使用波長λ1の光束は情報を記録または
再生可能に第一光情報記録媒体の情報記録面に集光さ
れ、かつ互換用構造を通過する使用波長λ2の光束は情
報を記録または再生可能に第二光情報記録媒体の情報記
録面に集光されるので、互換用構造に使用波長λ1，λ2
の光束をそれぞれ入射させることにより、第一光情報記
録媒体と第二光記録媒体とに確実にデータを読み書きす
ることができる。
１記載の発明と同様の効果が得られるとともに、互換用
構造を通過する使用波長λ1の光束は情報を記録または
再生可能に第一光情報記録媒体の情報記録面に集光さ
れ、かつ互換用構造を通過する使用波長λ2の光束は情
報を記録または再生可能に第二光情報記録媒体の情報記
録面に集光されるので、互換用構造に使用波長λ1，λ2
の光束をそれぞれ入射させることにより、第一光情報記
録媒体と第二光記録媒体とに確実にデータを読み書きす
ることができる。
【００３６】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の光学素子において、前記互換用構造は、回折構造であ
ることを特徴とする。
の光学素子において、前記互換用構造は、回折構造であ
ることを特徴とする。
【００３７】請求項１３記載の発明によれば、回折構造
を有する光学素子によって請求項１２に記載の発明と同
様の効果が得られる。
を有する光学素子によって請求項１２に記載の発明と同
様の効果が得られる。
【００３８】請求項１４記載の発明は、請求項１２記載
の光学素子において、前記互換用構造は、前記光学機能
面のうち前記一部の領域以外の領域に、前記光軸に対し
て同心円に区分され、互いに光軸方向に異なる厚みを有
する複数の輪帯によって形成され、この互換用構造に入
射する光線は各輪帯の表面によって屈折され、前記集光
スポットの波面収差が最小となる像面位置における、前
記互換用構造の各輪帯を通過した光線の位相と、前記情
報記録面上の集光スポットの平均位相との位相差φは、 −０．５π≦φ≦０．５π （ここで、π：円周率）となることを特徴とする。
の光学素子において、前記互換用構造は、前記光学機能
面のうち前記一部の領域以外の領域に、前記光軸に対し
て同心円に区分され、互いに光軸方向に異なる厚みを有
する複数の輪帯によって形成され、この互換用構造に入
射する光線は各輪帯の表面によって屈折され、前記集光
スポットの波面収差が最小となる像面位置における、前
記互換用構造の各輪帯を通過した光線の位相と、前記情
報記録面上の集光スポットの平均位相との位相差φは、 −０．５π≦φ≦０．５π （ここで、π：円周率）となることを特徴とする。
【００３９】ここで、集光スポットとは、情報の記録ま
たは再生可能に光が集められた集光部分をいう。請求項
１４記載の発明によれば、請求項１２記載の発明と同様
の効果が得られるとともに、前記位相差φは−０．５π
≦φ≦０．５πとなるので、光ピックアップ装置の温度
変化に起因して生じる波面収差を、記録再生に問題ない
程度に抑えることができる。
たは再生可能に光が集められた集光部分をいう。請求項
１４記載の発明によれば、請求項１２記載の発明と同様
の効果が得られるとともに、前記位相差φは−０．５π
≦φ≦０．５πとなるので、光ピックアップ装置の温度
変化に起因して生じる波面収差を、記録再生に問題ない
程度に抑えることができる。
【００４０】請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４
の何れか一項に記載の光学素子において、前記使用波長
λと屈折率ｎとの温度変化による変化率ｄλ／ｄＴ、ｄ
ｎ／ｄＴは、それぞれ、 ０．０５［ｎｍ／℃］＜ｄλ／ｄＴ＜０．５［ｎｍ／
℃］−０．０００２［／℃］＜ｄｎ／ｄＴ＜−０．００
００５［／℃］ であることを特徴とする。
の何れか一項に記載の光学素子において、前記使用波長
λと屈折率ｎとの温度変化による変化率ｄλ／ｄＴ、ｄ
ｎ／ｄＴは、それぞれ、 ０．０５［ｎｍ／℃］＜ｄλ／ｄＴ＜０．５［ｎｍ／
℃］−０．０００２［／℃］＜ｄｎ／ｄＴ＜−０．００
００５［／℃］ であることを特徴とする。
【００４１】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
〜１４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られ
るとともに、この光学系に入射する光束の使用波長λ
と、前記第２の光学素子の屈折率ｎとの、温度変化によ
る変化率ｄλ／ｄＴ、ｄｎ／ｄＴは、それぞれ、 ０．０５［ｎｍ／℃］＜ｄλ／ｄＴ＜０．５［ｎｍ／
℃］−０．０００２［／℃］＜ｄｎ／ｄＴ＜−０．００
００５［／℃］ であるので、光情報記録媒体に対する情報の読み書きの
精度がいっそう高まる。
〜１４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られ
るとともに、この光学系に入射する光束の使用波長λ
と、前記第２の光学素子の屈折率ｎとの、温度変化によ
る変化率ｄλ／ｄＴ、ｄｎ／ｄＴは、それぞれ、 ０．０５［ｎｍ／℃］＜ｄλ／ｄＴ＜０．５［ｎｍ／
℃］−０．０００２［／℃］＜ｄｎ／ｄＴ＜−０．００
００５［／℃］ であるので、光情報記録媒体に対する情報の読み書きの
精度がいっそう高まる。
【００４２】請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１
５のいずれかに記載の光ピックアップ装置において、プ
ラスチックからなることを特徴とする。
５のいずれかに記載の光ピックアップ装置において、プ
ラスチックからなることを特徴とする。
【００４３】請求項１６に記載の発明によれば、請求項
１〜１５のいずれかに記載の発明と同様の効果が得られ
るとともに、光学素子がプラスチックからなるので、成
形を行いやすく、ガラスなどに比較して素材のコストも
低く、軽いため、光ピックアップ装置を軽量かつ安価な
ものにできる。
１〜１５のいずれかに記載の発明と同様の効果が得られ
るとともに、光学素子がプラスチックからなるので、成
形を行いやすく、ガラスなどに比較して素材のコストも
低く、軽いため、光ピックアップ装置を軽量かつ安価な
ものにできる。
【００４４】請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６
の何れか一項に記載の光学素子において、前記光軸上に
それぞれ配置された、前記光路差付与機能を有する第一
光学素子と、前記屈折機能を有する第二光学素子とを備
えることを特徴とする。
の何れか一項に記載の光学素子において、前記光軸上に
それぞれ配置された、前記光路差付与機能を有する第一
光学素子と、前記屈折機能を有する第二光学素子とを備
えることを特徴とする。
【００４５】請求項１７記載の発明によれば、請求項１
〜１６のいずれかに記載の発明と同様の効果が得られる
とともに、光路差付与機能と屈折機能とを独立して設計
を行うことができるため、より設計が容易となる。ま
た、第二光学素子に更なる光学的機能を持たせることも
できる。
〜１６のいずれかに記載の発明と同様の効果が得られる
とともに、光路差付与機能と屈折機能とを独立して設計
を行うことができるため、より設計が容易となる。ま
た、第二光学素子に更なる光学的機能を持たせることも
できる。
【００４６】請求項１８記載の発明によれば、光情報記
録媒体の情報記録面に光束を集光させる光ピックアップ
装置であって、光学系における光軸上に配置された光学
素子を備え、この光学素子は、前記光軸に対して同心円
に区分され、互いに光軸方向に異なる厚みを有する複数
の輪帯を備えるとともに、前記複数の輪帯における所定
の輪帯を通過する光線の光路長を、前記所定の輪帯に対
して前記光軸側に隣り合う他の輪帯を通過する光線の光
路長よりも使用基準波長λ0の略整数倍だけ長くする光
路差付与機能と、前記使用基準波長λ0の光束が前記情
報記録面に集光される集光スポットの球面収差を最適に
する屈折機能とを有し、かつ使用基準温度Ｔ0において
前記使用基準波長λ0の光束をほぼ波面収差なく前記情
報記録面に集光し、使用基準温度Ｔ0とは異なる使用温
度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］）において、使用基準
波長λ0とは異なる使用波長λの光束を、波面収差が
０．１４λｒｍｓ以下となるように前記情報記録面に集
光することを特徴とする。
録媒体の情報記録面に光束を集光させる光ピックアップ
装置であって、光学系における光軸上に配置された光学
素子を備え、この光学素子は、前記光軸に対して同心円
に区分され、互いに光軸方向に異なる厚みを有する複数
の輪帯を備えるとともに、前記複数の輪帯における所定
の輪帯を通過する光線の光路長を、前記所定の輪帯に対
して前記光軸側に隣り合う他の輪帯を通過する光線の光
路長よりも使用基準波長λ0の略整数倍だけ長くする光
路差付与機能と、前記使用基準波長λ0の光束が前記情
報記録面に集光される集光スポットの球面収差を最適に
する屈折機能とを有し、かつ使用基準温度Ｔ0において
前記使用基準波長λ0の光束をほぼ波面収差なく前記情
報記録面に集光し、使用基準温度Ｔ0とは異なる使用温
度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０［℃］）において、使用基準
波長λ0とは異なる使用波長λの光束を、波面収差が
０．１４λｒｍｓ以下となるように前記情報記録面に集
光することを特徴とする。
【００４７】ここで、請求項１８記載の発明は、光情報
記録媒体の情報記録面に光束を集光させる光ピックアッ
プ装置であって、この光ピックアップ装置の光学系にお
ける光軸上に配置され、光軸を中心とする同心円で複数
の輪帯に区分され、これら各輪帯は、光軸方向に互いに
異なる厚さを持つように形成されているとともに、ある
一つの輪帯を通過する光線の光路長を、この輪帯に隣接
し、かつこの輪帯より光軸に近い他の輪帯を通過する光
線の光路長よりも、使用基準波長λ0のほぼ整数倍だけ
長くする光路差付与機能を有する第１の光学素子と、同
光学系の光軸上に配置され、使用基準波長λ0の光束が
入射する際に前記情報記録面上に形成される集光スポッ
トの球面収差を最適にする屈折機能を有する第２の光学
素子とを有し、使用基準温度Ｔ0において、使用基準波
長λ0の光束は、前記情報記録面にほぼ収差なく集光
し、使用基準温度Ｔ0とは異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0
｜＜６０［℃］）において、使用基準波長λ0とは異な
る使用波長λの光束によって形成される集光スポットに
おける波面収差は、０．１４λｒｍｓ以下であることを
特徴とするものとしても良い。
記録媒体の情報記録面に光束を集光させる光ピックアッ
プ装置であって、この光ピックアップ装置の光学系にお
ける光軸上に配置され、光軸を中心とする同心円で複数
の輪帯に区分され、これら各輪帯は、光軸方向に互いに
異なる厚さを持つように形成されているとともに、ある
一つの輪帯を通過する光線の光路長を、この輪帯に隣接
し、かつこの輪帯より光軸に近い他の輪帯を通過する光
線の光路長よりも、使用基準波長λ0のほぼ整数倍だけ
長くする光路差付与機能を有する第１の光学素子と、同
光学系の光軸上に配置され、使用基準波長λ0の光束が
入射する際に前記情報記録面上に形成される集光スポッ
トの球面収差を最適にする屈折機能を有する第２の光学
素子とを有し、使用基準温度Ｔ0において、使用基準波
長λ0の光束は、前記情報記録面にほぼ収差なく集光
し、使用基準温度Ｔ0とは異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0
｜＜６０［℃］）において、使用基準波長λ0とは異な
る使用波長λの光束によって形成される集光スポットに
おける波面収差は、０．１４λｒｍｓ以下であることを
特徴とするものとしても良い。
【００４８】請求項１８記載の発明においては、使用基
準温度Ｔ0において使用基準波長λ0の光束が入射する際
に、この光学素子の屈折機能による球面収差はオーバー
になるように設計される。しかしながら、この光学素子
は、屈折機能と光路差付与機能との双方を有するため、
入射光線に対して、実質的に光学素子が厚くなった場合
と同様の効果が生じる。図１に示すように、屈折機能の
みを備える光学素子を通過する光線に比べて、光学素子
が屈折機能と光路差付与機能とを備える光学素子を通過
する光線の、光学素子内における光路長は長くなり、そ
の結果として、光学素子の屈折機能によりオーバーであ
った球面収差が、アンダーとなる作用を受け、ほぼ無収
差になるのである。ここで言う「オーバー」とは、入射
光線が光軸から離れるにつれて、入射光線が光軸と交わ
る位置が光学素子に近づくことを意味する。また、ここ
で言う「アンダー」とは、オーバーの逆であり、入射光
線が光軸から離れるにつれて、入射光線が光軸と交わる
位置が光学素子に近づくことを意味する。ただし、局所
的に、あるいは開口数の高い一部の領域において、光学
素子より遠い側で光軸と交わる場合も含む。
準温度Ｔ0において使用基準波長λ0の光束が入射する際
に、この光学素子の屈折機能による球面収差はオーバー
になるように設計される。しかしながら、この光学素子
は、屈折機能と光路差付与機能との双方を有するため、
入射光線に対して、実質的に光学素子が厚くなった場合
と同様の効果が生じる。図１に示すように、屈折機能の
みを備える光学素子を通過する光線に比べて、光学素子
が屈折機能と光路差付与機能とを備える光学素子を通過
する光線の、光学素子内における光路長は長くなり、そ
の結果として、光学素子の屈折機能によりオーバーであ
った球面収差が、アンダーとなる作用を受け、ほぼ無収
差になるのである。ここで言う「オーバー」とは、入射
光線が光軸から離れるにつれて、入射光線が光軸と交わ
る位置が光学素子に近づくことを意味する。また、ここ
で言う「アンダー」とは、オーバーの逆であり、入射光
線が光軸から離れるにつれて、入射光線が光軸と交わる
位置が光学素子に近づくことを意味する。ただし、局所
的に、あるいは開口数の高い一部の領域において、光学
素子より遠い側で光軸と交わる場合も含む。
【００４９】請求項１８記載の光学素子において、光路
差付与機能による位相差付与量と輪帯の光軸方向の厚み
の差ｄとの関係式には、光学素子の入射面に入射した光
線の屈折角などの要素も含まれ、複雑な式となるが、基
本的な技術は請求項１記載の発明と同様である。屈折機
能を有する非球面の面形状を、単に光路長差分だけ光軸
方向にシフトさせることにより、単体の光学素子として
光路差付与機能と屈折機能とを兼ね備えるものが得られ
る場合がある。しかしながら、開口数が大きくなり、光
学素子の面の曲率半径が小さくなると、光路長を厳密に
考慮する必要が生じるため、屈折機能を有する非球面の
面形状を、光路長差分だけ光軸方向にシフトさせるだけ
では、上記の機能を達成できない場合がある。このよう
な場合には、屈折機能を果たす屈折面の形状をも変化さ
せることで、光路差付与機能と屈折機能とを兼ね備える
光学素子となる。このようにして、光学系の置かれる環
境の温度、光学系に入射する使用波長が変化した際の、
集光スポットの波面収差が最小となる光軸方向の位置に
おける波面収差が０．１４λｒｍｓ以下であることによ
り、集光スポットの強度を、光情報記録媒体にデータを
読み書きするために好適なものとすることができる。つ
まり、光ピックアップ装置の温度が使用基準温度Ｔ0の
上下６０［℃］の範囲内で変化した際に生じる波面収差
は、光学素子によって０．１４λｒｍｓ以下となるの
で、実使用環境と想定される使用温度範囲、即ち使用基
準温度Ｔ0の上下３０［℃］の範囲では、波面収差は凡
そ０．０７λｒｍｓ以下となる。これにより、光ピック
アップ装置の温度が使用基準温度Ｔ0の場合は勿論のこ
と、使用基準温度Ｔ0に対して変化した場合であっても
波面収差を抑えることができるため、光情報記録媒体へ
のデータの読み書き時のエラーを防止することができ
る。
差付与機能による位相差付与量と輪帯の光軸方向の厚み
の差ｄとの関係式には、光学素子の入射面に入射した光
線の屈折角などの要素も含まれ、複雑な式となるが、基
本的な技術は請求項１記載の発明と同様である。屈折機
能を有する非球面の面形状を、単に光路長差分だけ光軸
方向にシフトさせることにより、単体の光学素子として
光路差付与機能と屈折機能とを兼ね備えるものが得られ
る場合がある。しかしながら、開口数が大きくなり、光
学素子の面の曲率半径が小さくなると、光路長を厳密に
考慮する必要が生じるため、屈折機能を有する非球面の
面形状を、光路長差分だけ光軸方向にシフトさせるだけ
では、上記の機能を達成できない場合がある。このよう
な場合には、屈折機能を果たす屈折面の形状をも変化さ
せることで、光路差付与機能と屈折機能とを兼ね備える
光学素子となる。このようにして、光学系の置かれる環
境の温度、光学系に入射する使用波長が変化した際の、
集光スポットの波面収差が最小となる光軸方向の位置に
おける波面収差が０．１４λｒｍｓ以下であることによ
り、集光スポットの強度を、光情報記録媒体にデータを
読み書きするために好適なものとすることができる。つ
まり、光ピックアップ装置の温度が使用基準温度Ｔ0の
上下６０［℃］の範囲内で変化した際に生じる波面収差
は、光学素子によって０．１４λｒｍｓ以下となるの
で、実使用環境と想定される使用温度範囲、即ち使用基
準温度Ｔ0の上下３０［℃］の範囲では、波面収差は凡
そ０．０７λｒｍｓ以下となる。これにより、光ピック
アップ装置の温度が使用基準温度Ｔ0の場合は勿論のこ
と、使用基準温度Ｔ0に対して変化した場合であっても
波面収差を抑えることができるため、光情報記録媒体へ
のデータの読み書き時のエラーを防止することができ
る。
【００５０】請求項１９の発明は、請求項１８記載の光
ピックアップ装置において、前記光学素子は、前記使用
温度Ｔが｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０［℃］の場合、前記使用基
準波長λ0とは異なる使用波長λの光束を、波面収差が
０．０７λｒｍｓ以下となるように前記情報記録面に集
光することを特徴とする。
ピックアップ装置において、前記光学素子は、前記使用
温度Ｔが｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０［℃］の場合、前記使用基
準波長λ0とは異なる使用波長λの光束を、波面収差が
０．０７λｒｍｓ以下となるように前記情報記録面に集
光することを特徴とする。
【００５１】請求項１９記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００５２】請求項２０記載の発明は、請求項１８また
は１９記載の光ピックアップ装置において、前記使用基
準波長λ0は、 ４００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする。請求項２０記載の発明によれ
ば、請求項３に記載の発明と同様の効果を得ることがで
きる。
は１９記載の光ピックアップ装置において、前記使用基
準波長λ0は、 ４００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする。請求項２０記載の発明によれ
ば、請求項３に記載の発明と同様の効果を得ることがで
きる。
【００５３】請求項２１記載の発明は、請求項２０記載
の光ピックアップ装置において、前記使用基準波長λ0
は、 ７００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする。請求項２１記載の発明によれ
ば、請求項４に記載の発明と同様の効果を得ることがで
きる。
の光ピックアップ装置において、前記使用基準波長λ0
は、 ７００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする。請求項２１記載の発明によれ
ば、請求項４に記載の発明と同様の効果を得ることがで
きる。
【００５４】請求項２２記載の発明は、請求項１８〜２
１記載の光ピックアップ装置において、前記光学素子に
形成された前記輪帯の数は３〜６０の何れかであること
を特徴とする。請求項２２記載の発明によれば、請求項
５に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
１記載の光ピックアップ装置において、前記光学素子に
形成された前記輪帯の数は３〜６０の何れかであること
を特徴とする。請求項２２記載の発明によれば、請求項
５に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００５５】請求項２３記載の発明は、請求項１８〜２
２の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記光学素子には発散光が入射されることを特徴とす
る。請求項２３記載の発明によれば、請求項６に記載の
発明と同様の効果を得ることができる。
２の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記光学素子には発散光が入射されることを特徴とす
る。請求項２３記載の発明によれば、請求項６に記載の
発明と同様の効果を得ることができる。
【００５６】請求項２４記載の発明は、請求項１８〜２
３の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記光学素子は、前記光軸にほぼ平行に入射する光線か
らなる光束を前記情報記録面に集光可能であり、この光
束のうち最も光軸から離れた位置で前記光学素子を通過
する光線が、前記屈折機能により光軸と交わる位置と、
近軸光線が前記屈折機能により光軸と交わる位置との距
離が０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする。請求項
２４記載の発明によれば、請求項７記載の発明と同様の
効果を得ることができる。
３の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記光学素子は、前記光軸にほぼ平行に入射する光線か
らなる光束を前記情報記録面に集光可能であり、この光
束のうち最も光軸から離れた位置で前記光学素子を通過
する光線が、前記屈折機能により光軸と交わる位置と、
近軸光線が前記屈折機能により光軸と交わる位置との距
離が０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする。請求項
２４記載の発明によれば、請求項７記載の発明と同様の
効果を得ることができる。
【００５７】請求項２５記載の発明は、請求項２３また
は２４記載の光ピックアップ装置において、前記光軸に
対して１２．５度以下の光線からなる光束が前記光学素
子に入射された場合、この光束のうち前記光軸から最も
離れた位置で前記光学素子を通過する光線が前記屈折機
能により前記光軸と交わる位置と、近軸光線が前記屈折
機能により前記光軸と交わる位置との距離が０．０２ｍ
ｍ以下であることを特徴とする。請求項２５記載の発明
によれば、請求項８記載の発明と同様の効果を得ること
ができる。
は２４記載の光ピックアップ装置において、前記光軸に
対して１２．５度以下の光線からなる光束が前記光学素
子に入射された場合、この光束のうち前記光軸から最も
離れた位置で前記光学素子を通過する光線が前記屈折機
能により前記光軸と交わる位置と、近軸光線が前記屈折
機能により前記光軸と交わる位置との距離が０．０２ｍ
ｍ以下であることを特徴とする。請求項２５記載の発明
によれば、請求項８記載の発明と同様の効果を得ること
ができる。
【００５８】請求項２６記載の発明は、請求項１８〜２
５の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
使用波長λ1の光束を出射する第一光源と、使用波長λ2
（λ1＜λ2）の光束を出射する第二光源とを有し、所定
の基板厚を有する第一光情報記録媒体に前記使用波長λ
1の光束を集光することにより情報の記録または再生を
行うとともに、前記所定の基板厚以上の基板厚を有する
第二光情報記録媒体に前記使用波長λ 2の光束を集光す
ることにより情報の記録または再生を行うことを特徴と
する。
５の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
使用波長λ1の光束を出射する第一光源と、使用波長λ2
（λ1＜λ2）の光束を出射する第二光源とを有し、所定
の基板厚を有する第一光情報記録媒体に前記使用波長λ
1の光束を集光することにより情報の記録または再生を
行うとともに、前記所定の基板厚以上の基板厚を有する
第二光情報記録媒体に前記使用波長λ 2の光束を集光す
ることにより情報の記録または再生を行うことを特徴と
する。
【００５９】請求項２６記載の発明によれば、請求項９
に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００６０】請求項２７記載の発明は、請求項２６記載
の光ピックアップ装置において、前記使用波長λ1と前
記使用波長λ2とは、それぞれ ６００ｎｍ≦λ1≦７００ｎｍ ７００ｎｍ≦λ2≦８００ｎｍ であり、前記使用波長λ1の光による集光スポットの開
口数ＮＡ１と、前記使用波長λ2の光による集光スポッ
トの開口数ＮＡ２とは、 ＮＡ１＞ＮＡ２ であることを特徴とする。請求項２７記載の発明によれ
ば、請求項１０に記載の発明と同様の効果を得ることが
できる。
の光ピックアップ装置において、前記使用波長λ1と前
記使用波長λ2とは、それぞれ ６００ｎｍ≦λ1≦７００ｎｍ ７００ｎｍ≦λ2≦８００ｎｍ であり、前記使用波長λ1の光による集光スポットの開
口数ＮＡ１と、前記使用波長λ2の光による集光スポッ
トの開口数ＮＡ２とは、 ＮＡ１＞ＮＡ２ であることを特徴とする。請求項２７記載の発明によれ
ば、請求項１０に記載の発明と同様の効果を得ることが
できる。
【００６１】請求項２８記載の発明は、請求項２６また
は２７記載の光ピックアップ装置において、前記複数の
輪帯は、前記光学素子の光学機能面の一部の領域に形成
されており、前記使用波長λ1の光束のうち前記複数の
輪帯を通過した光束は、前記第一光情報記録媒体の情報
記録面に形成される第一の集光スポットが情報を記録ま
たは再生可能な状態となるように集光され、前記使用波
長λ2の光束のうち前記複数の輪帯を通過した光束は、
前記第二光情報記録媒体の情報記録面に形成される第二
の集光スポットが情報を記録または再生可能な状態とな
るようには集光されないことを特徴とする。
は２７記載の光ピックアップ装置において、前記複数の
輪帯は、前記光学素子の光学機能面の一部の領域に形成
されており、前記使用波長λ1の光束のうち前記複数の
輪帯を通過した光束は、前記第一光情報記録媒体の情報
記録面に形成される第一の集光スポットが情報を記録ま
たは再生可能な状態となるように集光され、前記使用波
長λ2の光束のうち前記複数の輪帯を通過した光束は、
前記第二光情報記録媒体の情報記録面に形成される第二
の集光スポットが情報を記録または再生可能な状態とな
るようには集光されないことを特徴とする。
【００６２】請求項２８記載の発明によれば、請求項１
１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００６３】請求項２９記載の発明は、請求項２８記載
の光ピックアップ装置において、前記光学素子の前記光
学機能面のうち前記一部の領域以外の領域には、情報を
記録または再生可能な状態に前記第一光情報記録媒体の
情報記録面に前記使用波長λ1の光束を集光するととも
に、情報を記録または再生可能な状態に前記第二光情報
記録媒体の情報記録面に前記使用波長λ2の光束を集光
する互換用構造が形成されていることを特徴とする。請
求項２９記載の発明によれば、請求項１２に記載の発明
と同様の効果を得ることができる。
の光ピックアップ装置において、前記光学素子の前記光
学機能面のうち前記一部の領域以外の領域には、情報を
記録または再生可能な状態に前記第一光情報記録媒体の
情報記録面に前記使用波長λ1の光束を集光するととも
に、情報を記録または再生可能な状態に前記第二光情報
記録媒体の情報記録面に前記使用波長λ2の光束を集光
する互換用構造が形成されていることを特徴とする。請
求項２９記載の発明によれば、請求項１２に記載の発明
と同様の効果を得ることができる。
【００６４】請求項３０記載の発明は、請求項２９記載
の光ピックアップ装置において、前記光学素子の前記互
換用構造は、回折構造であることを特徴とする。請求項
３０記載の発明によれば、請求項１３に記載の発明と同
様の効果を得ることができる。
の光ピックアップ装置において、前記光学素子の前記互
換用構造は、回折構造であることを特徴とする。請求項
３０記載の発明によれば、請求項１３に記載の発明と同
様の効果を得ることができる。
【００６５】請求項３１記載の発明は、請求項２９記載
の光ピックアップ装置において、前記光学素子の前記互
換用構造は、前記光学機能面のうち前記一部の領域以外
の領域に、前記光軸に対して同心円に区分され、互いに
光軸方向に異なる厚みを有する複数の輪帯によって形成
され、この互換用構造に入射する光線は各輪帯の表面に
よって屈折され、前記集光スポットの波面収差が最小と
なる像面位置における、前記互換用構造の各輪帯を通過
した光線の位相と、前記情報記録面上の集光スポットの
平均位相との位相差φは、 −０．５π≦φ≦０．５π （ここで、π：円周率）となることを特徴とする。
の光ピックアップ装置において、前記光学素子の前記互
換用構造は、前記光学機能面のうち前記一部の領域以外
の領域に、前記光軸に対して同心円に区分され、互いに
光軸方向に異なる厚みを有する複数の輪帯によって形成
され、この互換用構造に入射する光線は各輪帯の表面に
よって屈折され、前記集光スポットの波面収差が最小と
なる像面位置における、前記互換用構造の各輪帯を通過
した光線の位相と、前記情報記録面上の集光スポットの
平均位相との位相差φは、 −０．５π≦φ≦０．５π （ここで、π：円周率）となることを特徴とする。
【００６６】請求項３１記載の発明によれば、請求項１
４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００６７】請求項３２記載の発明は、請求項１８〜３
１の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記使用波長λと前記光学素子の屈折率ｎとの温度変化
による変化率ｄλ／ｄＴ、ｄｎ／ｄＴは、それぞれ、 ０．０５［ｎｍ／℃］＜ｄλ／ｄＴ＜０．５［ｎｍ／
℃］−０．０００２［／℃］＜ｄｎ／ｄＴ＜−０．００
００５［／℃］ であることを特徴とする。
１の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記使用波長λと前記光学素子の屈折率ｎとの温度変化
による変化率ｄλ／ｄＴ、ｄｎ／ｄＴは、それぞれ、 ０．０５［ｎｍ／℃］＜ｄλ／ｄＴ＜０．５［ｎｍ／
℃］−０．０００２［／℃］＜ｄｎ／ｄＴ＜−０．００
００５［／℃］ であることを特徴とする。
【００６８】請求項３２記載の発明によれば、請求項１
５に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
５に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００６９】請求項３３記載の発明は、請求項１８〜３
２の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記光学素子はプラスチックからなることを特徴とす
る。請求項３３記載の発明によれば、請求項１６に記載
の発明と同様の効果を得ることができる。
２の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記光学素子はプラスチックからなることを特徴とす
る。請求項３３記載の発明によれば、請求項１６に記載
の発明と同様の効果を得ることができる。
【００７０】請求項３４記載の発明は、請求項１８〜３
３の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記光学素子は、前記光軸上にそれぞれ配置された、前
記光路差付与機能を有する第一光学素子と、前記屈折機
能を有する第二光学素子とを備えることを特徴とする。
請求項３４記載の発明によれば、請求項１７に記載の発
明と同様の効果を得ることができる。
３の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記光学素子は、前記光軸上にそれぞれ配置された、前
記光路差付与機能を有する第一光学素子と、前記屈折機
能を有する第二光学素子とを備えることを特徴とする。
請求項３４記載の発明によれば、請求項１７に記載の発
明と同様の効果を得ることができる。
【発明の実施の形態】本発明の光ピックアップ装置、お
よび光学素子の実施の形態を、図面を参照して説明す
る。図２、図３は、後述する第１および第２の実施の形
態の光ピックアップ装置１，２の全体構成の概略図であ
る。第１および第２の実施の形態の光ピックアップ装置
１，２は、レーザー発振器Ｌ１から出射される使用基準
波長λ0がそれぞれ７８５ｎｍ、または７８０ｎｍのレ
ーザー光束を、第１の実施の形態では、コリメータレン
ズ１４と後述する多輪帯位相差レンズ１１とを通過さ
せ、第２の実施の形態では、多輪帯位相差レンズ２１を
通過させて、光軸６上でＣＤ−ＲＷ（光情報記録媒体）
８の情報記録面８ａに集めて集光スポットを形成し、Ｃ
Ｄ−ＲＷ８の情報記録面８ａからの反射光を、偏光ビー
ムスプリッタ１３，２３で取り込み、検出器Ｌ２の受光
面に再びビームスポットを形成するものである。多輪帯
位相差レンズ１１，２１は、アクチュエータ１２，２２
によって、光軸６方向に可動とされている。
よび光学素子の実施の形態を、図面を参照して説明す
る。図２、図３は、後述する第１および第２の実施の形
態の光ピックアップ装置１，２の全体構成の概略図であ
る。第１および第２の実施の形態の光ピックアップ装置
１，２は、レーザー発振器Ｌ１から出射される使用基準
波長λ0がそれぞれ７８５ｎｍ、または７８０ｎｍのレ
ーザー光束を、第１の実施の形態では、コリメータレン
ズ１４と後述する多輪帯位相差レンズ１１とを通過さ
せ、第２の実施の形態では、多輪帯位相差レンズ２１を
通過させて、光軸６上でＣＤ−ＲＷ（光情報記録媒体）
８の情報記録面８ａに集めて集光スポットを形成し、Ｃ
Ｄ−ＲＷ８の情報記録面８ａからの反射光を、偏光ビー
ムスプリッタ１３，２３で取り込み、検出器Ｌ２の受光
面に再びビームスポットを形成するものである。多輪帯
位相差レンズ１１，２１は、アクチュエータ１２，２２
によって、光軸６方向に可動とされている。
【００７１】図４、図５は、第１および第２の実施の形
態における多輪帯位相差レンズ１１，２１の概略を示す
側面図、正面図である。第１および第２の実施の形態に
おける多輪帯位相差レンズ１１，２１は、本発明に係る
光ピックアップ装置における第一光学素子と第二光学素
子とが一体に形成されたもの、または本発明に係る光学
素子の一例である。
態における多輪帯位相差レンズ１１，２１の概略を示す
側面図、正面図である。第１および第２の実施の形態に
おける多輪帯位相差レンズ１１，２１は、本発明に係る
光ピックアップ装置における第一光学素子と第二光学素
子とが一体に形成されたもの、または本発明に係る光学
素子の一例である。
【００７２】〔第１の実施の形態〕本実施の形態の光ピ
ックアップ装置１は、ＣＤ−ＲＷの読み書きを行うため
に設計されたものであって、使用基準温度Ｔ0＝２５
［℃］、使用基準波長λ0＝７８５ｎｍである。また、
各使用温度Ｔ＝Ｔ0−６０〜Ｔ0＋６０［℃］において、
ＣＤ−ＲＷ８の情報記録面８ａに形成される集光スポッ
ト７ａにおける波面収差が最小になるように、光学系１
の多輪帯位相差レンズ１１がアクチュエータ１２により
光軸６方向に移動されるようになっている。使用基準温
度Ｔ0において、使用基準波長λ0＝７８５ｎｍ、光学系
の開口数ＮＡは０．５、焦点距離は３．４ｍｍに設計さ
れている。
ックアップ装置１は、ＣＤ−ＲＷの読み書きを行うため
に設計されたものであって、使用基準温度Ｔ0＝２５
［℃］、使用基準波長λ0＝７８５ｎｍである。また、
各使用温度Ｔ＝Ｔ0−６０〜Ｔ0＋６０［℃］において、
ＣＤ−ＲＷ８の情報記録面８ａに形成される集光スポッ
ト７ａにおける波面収差が最小になるように、光学系１
の多輪帯位相差レンズ１１がアクチュエータ１２により
光軸６方向に移動されるようになっている。使用基準温
度Ｔ0において、使用基準波長λ0＝７８５ｎｍ、光学系
の開口数ＮＡは０．５、焦点距離は３．４ｍｍに設計さ
れている。
【００７３】この光ピックアップ装置１に用いられてい
る多輪帯位相差レンズ１１の輪帯最外半径は１．７２０
ｍｍであり、屈折面（第１面１１Ａ、第２面１１Ｂ）の
形状、屈折率が、以下のように設定されている。
る多輪帯位相差レンズ１１の輪帯最外半径は１．７２０
ｍｍであり、屈折面（第１面１１Ａ、第２面１１Ｂ）の
形状、屈折率が、以下のように設定されている。
【００７４】多輪帯位相差レンズ１１のレンズデータを
表１に示す。
表１に示す。
【表１】
表１において、面番号１，２はそれぞれ、多輪帯位相差
レンズ１１の第１面１１Ａ、第２面１１Ｂである。面番
号３，４はそれぞれ、ＣＤ−ＲＷ８のディスク表面、記
録層８ａである。
レンズ１１の第１面１１Ａ、第２面１１Ｂである。面番
号３，４はそれぞれ、ＣＤ−ＲＷ８のディスク表面、記
録層８ａである。
【００７５】多輪帯位相差レンズ１１の第１面１１Ａと
第２面１１Ｂの形状を以下に示す。第１面１１Ａは、図
４に破線で示す母非球面を、１１ａ光軸方向に、光軸６
を中心とした同心円上の輪帯１０１〜１３１に分割され
ていて、光軸６から離れるにしたがって、厚みが増すよ
うに形成されている。隣り合う２つの輪帯の間の段差
は、ある一つの輪帯を通過する光線と、その隣の輪帯を
通過する光線との間に使用基準波長λ0のほぼ整数倍の
光路差を生じ、かつ波面のずれが生じない長さに設定さ
れている。
第２面１１Ｂの形状を以下に示す。第１面１１Ａは、図
４に破線で示す母非球面を、１１ａ光軸方向に、光軸６
を中心とした同心円上の輪帯１０１〜１３１に分割され
ていて、光軸６から離れるにしたがって、厚みが増すよ
うに形成されている。隣り合う２つの輪帯の間の段差
は、ある一つの輪帯を通過する光線と、その隣の輪帯を
通過する光線との間に使用基準波長λ0のほぼ整数倍の
光路差を生じ、かつ波面のずれが生じない長さに設定さ
れている。
【００７６】多輪帯位相差レンズ１１の第１面１１Ａの
母非球面と、第２面１１Ｂとは、それぞれ、次式に、表
２に示す係数を代入した数式で規定される、光軸６周り
に対称な非球面に形成されている。
母非球面と、第２面１１Ｂとは、それぞれ、次式に、表
２に示す係数を代入した数式で規定される、光軸６周り
に対称な非球面に形成されている。
【数３】
【表２】
【００７７】多輪帯位相差レンズ１１の第１面１１Ａに
形成された、各輪帯１０１〜１３１の母非球面１１ａに
対する光軸方向の変位量を、表３に示す。表３におい
て、第１輪帯に対する光軸６方向の変位量は、多輪帯位
相差レンズ１１の第１面１１Ａから第２面１１Ｂに向か
う方向を正としている。
形成された、各輪帯１０１〜１３１の母非球面１１ａに
対する光軸方向の変位量を、表３に示す。表３におい
て、第１輪帯に対する光軸６方向の変位量は、多輪帯位
相差レンズ１１の第１面１１Ａから第２面１１Ｂに向か
う方向を正としている。
【表３】
【００７８】このように、多輪帯位相差レンズ１１は、
１つの非球面式で表される光学面形状（母非球面）を光
軸を中心とする同心円により複数の輪帯に分割し、隣り
合う輪帯を通過する光線が使用基準波長λ0のほぼ整数
倍の光路差を生じるように、各輪帯の面を光軸方向にシ
フトすることによって得られる形状のレンズである。使
用基準温度Ｔ0において使用基準波長λ0の入射光束に対
し波面収差がほぼ無収差となるレンズを、表３に示すよ
うに、第００１２段落で述べた方法に従って、各輪帯の
内径および外径を決定し、各輪帯の面を光軸方向に平行
移動させる。輪帯を形成することによって光束の光路長
が変化するが、使用基準波長λ0、使用波長λの光束に
対して波面収差が最小となるように、各輪帯の変位量、
面形状を調整する（レンズを再設計する）。これを繰り
返し行うことにより、使用基準波長λ0、使用波長λの
光束に対して最適な各輪帯の変位量、内径、外径、およ
び母非球面の形状が決定される。
１つの非球面式で表される光学面形状（母非球面）を光
軸を中心とする同心円により複数の輪帯に分割し、隣り
合う輪帯を通過する光線が使用基準波長λ0のほぼ整数
倍の光路差を生じるように、各輪帯の面を光軸方向にシ
フトすることによって得られる形状のレンズである。使
用基準温度Ｔ0において使用基準波長λ0の入射光束に対
し波面収差がほぼ無収差となるレンズを、表３に示すよ
うに、第００１２段落で述べた方法に従って、各輪帯の
内径および外径を決定し、各輪帯の面を光軸方向に平行
移動させる。輪帯を形成することによって光束の光路長
が変化するが、使用基準波長λ0、使用波長λの光束に
対して波面収差が最小となるように、各輪帯の変位量、
面形状を調整する（レンズを再設計する）。これを繰り
返し行うことにより、使用基準波長λ0、使用波長λの
光束に対して最適な各輪帯の変位量、内径、外径、およ
び母非球面の形状が決定される。
【００７９】この多輪帯位相差レンズ１１に使用基準温
度Ｔ0において使用基準波長λ0（７８５ｎｍ）のレーザ
ー光束７が入射したときの、多輪帯位相差レンズ１１の
屈折機能による縦球面収差図を図６に示す。また、多輪
帯位相差レンズ１１に使用基準温度Ｔ0において使用基
準波長λ0（７８５ｎｍ）のレーザー光束７が入射した
ときの、多輪帯位相差レンズ１１の光路差付与機能と屈
折機能とによる縦球面収差図を図７に示す。
度Ｔ0において使用基準波長λ0（７８５ｎｍ）のレーザ
ー光束７が入射したときの、多輪帯位相差レンズ１１の
屈折機能による縦球面収差図を図６に示す。また、多輪
帯位相差レンズ１１に使用基準温度Ｔ0において使用基
準波長λ0（７８５ｎｍ）のレーザー光束７が入射した
ときの、多輪帯位相差レンズ１１の光路差付与機能と屈
折機能とによる縦球面収差図を図７に示す。
【００８０】また、多輪帯位相差レンズ１１に、使用基
準温度Ｔ0±６０［℃］の範囲の使用温度Ｔにおいて、
使用波長λの光束が入射したときの、集光スポットにお
ける波面収差の変化を、上記「母非球面レンズ」の場合
と比較して、図８に示す。
準温度Ｔ0±６０［℃］の範囲の使用温度Ｔにおいて、
使用波長λの光束が入射したときの、集光スポットにお
ける波面収差の変化を、上記「母非球面レンズ」の場合
と比較して、図８に示す。
【００８１】図８に示すように、集光スポットにおける
波面収差の変動は、「母非球面レンズ」については、最
大で０．０２７λ程度であるのに対し、多輪帯位相差レ
ンズ１１については、０．００１λ程度に収まってい
る。
波面収差の変動は、「母非球面レンズ」については、最
大で０．０２７λ程度であるのに対し、多輪帯位相差レ
ンズ１１については、０．００１λ程度に収まってい
る。
【００８２】〔第２の実施の形態〕本実施の形態の光ピ
ックアップ装置２は、ＣＤ−ＲＷの読み書きを行うため
に設計されたものであって、使用基準温度Ｔ0＝２５
［℃］、使用基準波長λ0＝７８０ｎｍである。また、
各使用温度Ｔ＝Ｔ0−６０〜Ｔ0＋６０［℃］において、
ＣＤ−ＲＷ８の情報記録面８ａに形成される集光スポッ
ト７ａにおける波面収差が最小になるように、光学系２
の多輪帯位相差レンズ２１がアクチュエータ２２により
光軸６方向に移動されるようになっている。使用基準温
度Ｔ0において、使用基準波長λ0＝７８０ｎｍ、光学系
の開口数ＮＡは０．５、焦点距離は２．７２ｍｍに設計
されている。また、多輪帯位相差レンズ２１には、１
２．５度以下で光線が入射するようになっている。
ックアップ装置２は、ＣＤ−ＲＷの読み書きを行うため
に設計されたものであって、使用基準温度Ｔ0＝２５
［℃］、使用基準波長λ0＝７８０ｎｍである。また、
各使用温度Ｔ＝Ｔ0−６０〜Ｔ0＋６０［℃］において、
ＣＤ−ＲＷ８の情報記録面８ａに形成される集光スポッ
ト７ａにおける波面収差が最小になるように、光学系２
の多輪帯位相差レンズ２１がアクチュエータ２２により
光軸６方向に移動されるようになっている。使用基準温
度Ｔ0において、使用基準波長λ0＝７８０ｎｍ、光学系
の開口数ＮＡは０．５、焦点距離は２．７２ｍｍに設計
されている。また、多輪帯位相差レンズ２１には、１
２．５度以下で光線が入射するようになっている。
【００８３】この光ピックアップ装置２に用いられてい
る多輪帯位相差レンズ２１の輪帯最外半径は１．８２１
ｍｍであり、屈折面（第１面２１Ａ、第２面２１Ｂ）の
形状、屈折率が、以下のように設定されている。
る多輪帯位相差レンズ２１の輪帯最外半径は１．８２１
ｍｍであり、屈折面（第１面２１Ａ、第２面２１Ｂ）の
形状、屈折率が、以下のように設定されている。
【００８４】多輪帯位相差レンズ２１のレンズデータを
表４に示す。
表４に示す。
【表４】
表４において、面番号１，２はそれぞれ、多輪帯位相差
レンズ２１の第１面２１Ａ、第２面２１Ｂである。面番
号３，４はそれぞれ、ＣＤ−ＲＷ８のディスク表面、記
録層８ａである。
レンズ２１の第１面２１Ａ、第２面２１Ｂである。面番
号３，４はそれぞれ、ＣＤ−ＲＷ８のディスク表面、記
録層８ａである。
【００８５】多輪帯位相差レンズ２１の第１面２１Ａと
第２面２１Ｂの形状を以下に示す。第１面２１Ａは、図
４に破線で示す母非球面を、２１ａ光軸方向に、光軸６
を中心とした同心円上の輪帯２０１〜２３１に分割され
ていて、光軸６から離れるにしたがって、厚みが増すよ
うに形成されている。隣り合う２つの輪帯の間の段差
は、ある一つの輪帯を通過する光線と、その隣の輪帯を
通過する光線との間に使用基準波長λ0のほぼ整数倍の
光路差を生じ、かつ波面のずれが生じない長さに設定さ
れている。
第２面２１Ｂの形状を以下に示す。第１面２１Ａは、図
４に破線で示す母非球面を、２１ａ光軸方向に、光軸６
を中心とした同心円上の輪帯２０１〜２３１に分割され
ていて、光軸６から離れるにしたがって、厚みが増すよ
うに形成されている。隣り合う２つの輪帯の間の段差
は、ある一つの輪帯を通過する光線と、その隣の輪帯を
通過する光線との間に使用基準波長λ0のほぼ整数倍の
光路差を生じ、かつ波面のずれが生じない長さに設定さ
れている。
【００８６】多輪帯位相差レンズ２１の第１面２１Ａの
母非球面と、第２面２１Ｂとは、それぞれ、上記（数
１）式に、表５に示す係数を代入した数式で規定され
る、光軸６周りに対称な非球面に形成されている。
母非球面と、第２面２１Ｂとは、それぞれ、上記（数
１）式に、表５に示す係数を代入した数式で規定され
る、光軸６周りに対称な非球面に形成されている。
【表５】
【００８７】多輪帯位相差レンズ２１の第１面２１Ａに
形成された、各輪帯２０１〜２３１の母非球面２１ａに
対する光軸方向の変位量を、表６に示す。表６におい
て、第１輪帯に対する光軸６方向の変位量は、多輪帯位
相差レンズ２１の第１面２１Ａから第２面２１Ｂに向か
う方向を正としている。
形成された、各輪帯２０１〜２３１の母非球面２１ａに
対する光軸方向の変位量を、表６に示す。表６におい
て、第１輪帯に対する光軸６方向の変位量は、多輪帯位
相差レンズ２１の第１面２１Ａから第２面２１Ｂに向か
う方向を正としている。
【表６】
【００８８】このように、多輪帯位相差レンズ２１は、
１つの非球面式で表される光学面形状（母非球面）を光
軸を中心とする同心円により複数の輪帯に分割し、隣り
合う輪帯を通過する光線が使用基準波長λ0のほぼ整数
倍の光路差を生じるように、各輪帯の面を光軸方向にシ
フトすることによって得られる形状のレンズである。使
用基準温度Ｔ0において使用基準波長λ0の入射光束に対
し波面収差がほぼ無収差となるレンズを、表６に示すよ
うに、第００１２段落で述べた方法に従って、各輪帯の
内径および外径を決定し、各輪帯の面を光軸方向に平行
移動させる。輪帯を形成することによって光束の光路長
が変化するが、使用基準波長λ0、使用波長λの光束に
対して波面収差が最小となるように、各輪帯の変位量、
面形状を調整する（レンズを再設計する）。これを繰り
返し行うことにより、使用基準波長λ0、使用波長λの
光束に対して最適な各輪帯の変位量、内径、外径、およ
び母非球面の形状が決定される。
１つの非球面式で表される光学面形状（母非球面）を光
軸を中心とする同心円により複数の輪帯に分割し、隣り
合う輪帯を通過する光線が使用基準波長λ0のほぼ整数
倍の光路差を生じるように、各輪帯の面を光軸方向にシ
フトすることによって得られる形状のレンズである。使
用基準温度Ｔ0において使用基準波長λ0の入射光束に対
し波面収差がほぼ無収差となるレンズを、表６に示すよ
うに、第００１２段落で述べた方法に従って、各輪帯の
内径および外径を決定し、各輪帯の面を光軸方向に平行
移動させる。輪帯を形成することによって光束の光路長
が変化するが、使用基準波長λ0、使用波長λの光束に
対して波面収差が最小となるように、各輪帯の変位量、
面形状を調整する（レンズを再設計する）。これを繰り
返し行うことにより、使用基準波長λ0、使用波長λの
光束に対して最適な各輪帯の変位量、内径、外径、およ
び母非球面の形状が決定される。
【００８９】この多輪帯位相差レンズ２１に使用基準波
長λ0（７８０ｎｍ）のレーザー光束７が入射したとき
の、多輪帯位相差レンズ２１の屈折機能による縦球面収
差図を図９に示す。また、多輪帯位相差レンズ２１に使
用基準波長λ0（７８０ｎｍ）のレーザー光束７が入射
したときの、多輪帯位相差レンズ２１の光路差付与機能
と屈折機能とによる縦球面収差図を図１０に示す。
長λ0（７８０ｎｍ）のレーザー光束７が入射したとき
の、多輪帯位相差レンズ２１の屈折機能による縦球面収
差図を図９に示す。また、多輪帯位相差レンズ２１に使
用基準波長λ0（７８０ｎｍ）のレーザー光束７が入射
したときの、多輪帯位相差レンズ２１の光路差付与機能
と屈折機能とによる縦球面収差図を図１０に示す。
【００９０】また、多輪帯位相差レンズ２１に、使用基
準温度Ｔ0±６０［℃］の範囲の使用温度Ｔにおいて、
使用波長λの光束が入射したときの、集光スポットにお
ける波面収差の変化を、上記「母非球面レンズ」の場合
と比較して、図１１に示す。
準温度Ｔ0±６０［℃］の範囲の使用温度Ｔにおいて、
使用波長λの光束が入射したときの、集光スポットにお
ける波面収差の変化を、上記「母非球面レンズ」の場合
と比較して、図１１に示す。
【００９１】図１１に示すように、集光スポットにおけ
る波面収差の変動は、「母非球面レンズ」については、
最大で０．２１７λ程度であるのに対し、多輪帯位相差
レンズ２１については、０．０２２λ程度に収まってい
る。
る波面収差の変動は、「母非球面レンズ」については、
最大で０．２１７λ程度であるのに対し、多輪帯位相差
レンズ２１については、０．０２２λ程度に収まってい
る。
【００９２】なお、本発明の光ピックアップ装置、およ
び光学素子は、上記の各実施の形態に限定されることな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、以下のよ
うに種々の改良ならびに設計の変更を行ってもよい。な
お、以下の説明においては、上記実施の形態と同様の構
成要素には同一の符号を付け、その説明を省略する。例
えば、図１２に示すように、光路差付与機能を有する第
一光学素子３１と、屈折機能を有する第二光学素子４１
とを別体として形成し、光ピックアップ装置３を構成し
ても良い。このような構成とすることにより、光路差付
与機能と屈折機能とをそれぞれ独立して考慮した設計を
行うことができるため、その分、設計の自由度を広くす
ることができる。
び光学素子は、上記の各実施の形態に限定されることな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、以下のよ
うに種々の改良ならびに設計の変更を行ってもよい。な
お、以下の説明においては、上記実施の形態と同様の構
成要素には同一の符号を付け、その説明を省略する。例
えば、図１２に示すように、光路差付与機能を有する第
一光学素子３１と、屈折機能を有する第二光学素子４１
とを別体として形成し、光ピックアップ装置３を構成し
ても良い。このような構成とすることにより、光路差付
与機能と屈折機能とをそれぞれ独立して考慮した設計を
行うことができるため、その分、設計の自由度を広くす
ることができる。
【００９３】また、２種類の光源（第一光源及び第二光
源）Ｌ５５，Ｌ５６と、図１３に示した本発明の多輪帯
位相差レンズ５１等とを用いて、図１４に示した光ピッ
クアップ装置４を構成することとしても良い。光源Ｌ５
５は７８０ｎｍの使用波長のレーザー光束を出射するレ
ーザー光源であり、光源Ｌ５６は６５０ｎｍの使用波長
のレーザー光束を出射するレーザー光源である。多輪帯
位相差レンズ５１は、光軸を中心とした複数の輪帯５１
１〜５１７が入射面に形成されたものである。光源Ｌ５
６から出射されるレーザー光束は入射面に入射し、情報
の記録または再生可能な状態でＤＶＤ９の情報記録面９
ａに集光されるようになっている。また光源Ｌ５５から
出射されるレーザー光束は多輪帯位相差レンズ５１に入
射するが、このレーザー光のうち輪帯５１１〜５１４の
領域（互換用構造）５１５ａを通過した光束はＣＤ−Ｒ
Ｗ８の情報記録面８ａに集光して情報の記録または再生
可能な集光スポットとなり、輪帯５１５〜５１７を通過
した光束はＣＤ−ＲＷ８の情報記録面８ａに集光しな
い。この輪帯５１５よりも内側の領域は回折によって光
束を屈折させることとしても良いし、表面での屈折作用
によって光束を屈折させることとしても良い。輪帯５１
５よりも内側の領域が表面での屈折作用によって光束を
屈折する場合には、集光スポットの波面収差が最小とな
る像面位置における、各輪帯５１１〜５１４を通過した
光線の位相と、情報記録面上の集光スポットにおける平
均位相との位相差φは、−０．５π≦φ≦０．５π（こ
こで、π：円周率）となっている。なお、偏光ビームス
プリッタ２３と検出器Ｌ２との間にはコリメータレンズ
１００及びセンサーレンズ１０１が配設されている。こ
のような多輪帯位相差レンズ５１を備える光ピックアッ
プ装置４によれば、ＣＤ−ＲＷ８とＤＶＤ９とに対する
記録または再生が可能となる。更に、光源Ｌ５５，Ｌ５
６と、多輪帯位相差レンズ５１等とを用いて、図１５に
示した光ピックアップ装置５を構成することも可能であ
る。この光ピックアップ装置５によってもＣＤ−ＲＷ８
とＤＶＤ９とに対する記録または再生を可能にしてい
る。この光ピックアップ装置５は、多輪帯位相差レンズ
５１に発散光が入射する点で上記光ピックアップ装置４
と異なっている。この光ピックアップ装置５によれば、
光源Ｌ５５，Ｌ５６から出射される発散光を平行光束に
変換するためのコリメータレンズ１４等を用いる必要が
ないため、光ピックアップ装置５全体を小型化すること
ができる。また、具体的な細部構造についても適宜に変
更可能であることは勿論である。
源）Ｌ５５，Ｌ５６と、図１３に示した本発明の多輪帯
位相差レンズ５１等とを用いて、図１４に示した光ピッ
クアップ装置４を構成することとしても良い。光源Ｌ５
５は７８０ｎｍの使用波長のレーザー光束を出射するレ
ーザー光源であり、光源Ｌ５６は６５０ｎｍの使用波長
のレーザー光束を出射するレーザー光源である。多輪帯
位相差レンズ５１は、光軸を中心とした複数の輪帯５１
１〜５１７が入射面に形成されたものである。光源Ｌ５
６から出射されるレーザー光束は入射面に入射し、情報
の記録または再生可能な状態でＤＶＤ９の情報記録面９
ａに集光されるようになっている。また光源Ｌ５５から
出射されるレーザー光束は多輪帯位相差レンズ５１に入
射するが、このレーザー光のうち輪帯５１１〜５１４の
領域（互換用構造）５１５ａを通過した光束はＣＤ−Ｒ
Ｗ８の情報記録面８ａに集光して情報の記録または再生
可能な集光スポットとなり、輪帯５１５〜５１７を通過
した光束はＣＤ−ＲＷ８の情報記録面８ａに集光しな
い。この輪帯５１５よりも内側の領域は回折によって光
束を屈折させることとしても良いし、表面での屈折作用
によって光束を屈折させることとしても良い。輪帯５１
５よりも内側の領域が表面での屈折作用によって光束を
屈折する場合には、集光スポットの波面収差が最小とな
る像面位置における、各輪帯５１１〜５１４を通過した
光線の位相と、情報記録面上の集光スポットにおける平
均位相との位相差φは、−０．５π≦φ≦０．５π（こ
こで、π：円周率）となっている。なお、偏光ビームス
プリッタ２３と検出器Ｌ２との間にはコリメータレンズ
１００及びセンサーレンズ１０１が配設されている。こ
のような多輪帯位相差レンズ５１を備える光ピックアッ
プ装置４によれば、ＣＤ−ＲＷ８とＤＶＤ９とに対する
記録または再生が可能となる。更に、光源Ｌ５５，Ｌ５
６と、多輪帯位相差レンズ５１等とを用いて、図１５に
示した光ピックアップ装置５を構成することも可能であ
る。この光ピックアップ装置５によってもＣＤ−ＲＷ８
とＤＶＤ９とに対する記録または再生を可能にしてい
る。この光ピックアップ装置５は、多輪帯位相差レンズ
５１に発散光が入射する点で上記光ピックアップ装置４
と異なっている。この光ピックアップ装置５によれば、
光源Ｌ５５，Ｌ５６から出射される発散光を平行光束に
変換するためのコリメータレンズ１４等を用いる必要が
ないため、光ピックアップ装置５全体を小型化すること
ができる。また、具体的な細部構造についても適宜に変
更可能であることは勿論である。
【００９４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、温度が使
用基準温度Ｔ0の上下６０［℃］の範囲で変化した際に
生じる波面収差は、第一光学素子部の光路差付与機能に
より付与される位相差によって打ち消される結果、０．
１４λｒｍｓ以下に抑えられることとなる。従って、実
使用環境と想定される使用温度範囲、即ち使用基準温度
Ｔ0の上下３０［℃］の範囲では、波面収差は凡そ０．
０７λｒｍｓ以下となる。よって、光ピックアップ装置
の温度が使用基準温度Ｔ0の場合は勿論のこと、使用基
準温度Ｔ0に対して変化した場合であっても波面収差を
抑えることができるため、光情報記録媒体へのデータの
読み書き時のエラーを防止することができる。
用基準温度Ｔ0の上下６０［℃］の範囲で変化した際に
生じる波面収差は、第一光学素子部の光路差付与機能に
より付与される位相差によって打ち消される結果、０．
１４λｒｍｓ以下に抑えられることとなる。従って、実
使用環境と想定される使用温度範囲、即ち使用基準温度
Ｔ0の上下３０［℃］の範囲では、波面収差は凡そ０．
０７λｒｍｓ以下となる。よって、光ピックアップ装置
の温度が使用基準温度Ｔ0の場合は勿論のこと、使用基
準温度Ｔ0に対して変化した場合であっても波面収差を
抑えることができるため、光情報記録媒体へのデータの
読み書き時のエラーを防止することができる。
【００９５】請求項２記載の発明によれば、光ピックア
ップ装置の温度が使用基準温度Ｔ0に対して変化した場
合であっても波面収差を確実に抑えることができるた
め、光情報記録媒体へのデータの読み書き時のエラーを
確実に防止することができる。
ップ装置の温度が使用基準温度Ｔ0に対して変化した場
合であっても波面収差を確実に抑えることができるた
め、光情報記録媒体へのデータの読み書き時のエラーを
確実に防止することができる。
【００９６】請求項３に記載の発明によれば、使用基準
波長λ0は４００ｎｍ＜λ0＜８００ｎｍであるので、Ｃ
Ｄ−ＲＷやＤＶＤ、高密度ＤＶＤ等にデータを読み書き
するのに適する。
波長λ0は４００ｎｍ＜λ0＜８００ｎｍであるので、Ｃ
Ｄ−ＲＷやＤＶＤ、高密度ＤＶＤ等にデータを読み書き
するのに適する。
【００９７】請求項４に記載の発明によれば、特にＣＤ
−ＲＷにデータを読み書きするのに適する。
−ＲＷにデータを読み書きするのに適する。
【００９８】請求項５に記載の発明によれば、輪帯の数
を３〜６０とすることにより、特にＣＤ−ＲＷに確実に
データを読み書きすることができる。また、光学素子の
加工が容易になるという利点がある。
を３〜６０とすることにより、特にＣＤ−ＲＷに確実に
データを読み書きすることができる。また、光学素子の
加工が容易になるという利点がある。
【００９９】請求項６に記載の発明によれば、レーザー
光源と第一光学素子との間に、発散光を平行光束に変換
するためのコリメータレンズ等を設ける必要がない。従
って、コリメータレンズ等を必要としない分、光ピック
アップ装置の構成を小型化することができる。
光源と第一光学素子との間に、発散光を平行光束に変換
するためのコリメータレンズ等を設ける必要がない。従
って、コリメータレンズ等を必要としない分、光ピック
アップ装置の構成を小型化することができる。
【０１００】請求項７に記載の発明によれば、光情報記
録媒体にデータを読み書きするために必要な回折限界以
下に抑えることができる。
録媒体にデータを読み書きするために必要な回折限界以
下に抑えることができる。
【０１０１】請求項８に記載の発明によれば、集光スポ
ットの波面収差最小値を、光情報記録媒体にデータを読
み書きするために必要な回折限界以下に抑えることがで
きる。
ットの波面収差最小値を、光情報記録媒体にデータを読
み書きするために必要な回折限界以下に抑えることがで
きる。
【０１０２】請求項９に記載の発明によれば、光ピック
アップ装置に、第一光情報記録媒体と第二光記録媒体と
に対する互換性を持たせることができる。
アップ装置に、第一光情報記録媒体と第二光記録媒体と
に対する互換性を持たせることができる。
【０１０３】請求項１０に記載の発明によれば、ＣＤ−
ＲＷを第二光情報記録媒体として用い、請求項１〜８の
何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができ
る。
ＲＷを第二光情報記録媒体として用い、請求項１〜８の
何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができ
る。
【０１０４】請求項１１に記載の発明によれば、第一光
情報記録媒体へのデータの読み書きの確実性を変化させ
ずに、第二光情報記録媒体へのデータの読み書きの確実
性を高めることができる。
情報記録媒体へのデータの読み書きの確実性を変化させ
ずに、第二光情報記録媒体へのデータの読み書きの確実
性を高めることができる。
【０１０５】請求項１２に記載の発明によれば、第一光
情報記録媒体と第二光記録媒体とに確実にデータを読み
書きすることができる。
情報記録媒体と第二光記録媒体とに確実にデータを読み
書きすることができる。
【０１０６】請求項１３に記載の発明によれば、回折構
造を有する光学素子によって請求項１２に記載の発明と
同様の効果が得られる。
造を有する光学素子によって請求項１２に記載の発明と
同様の効果が得られる。
【０１０７】請求項１４に記載の発明によれば、光ピッ
クアップ装置の温度変化に起因して生じる波面収差を、
記録再生に問題ない程度に抑えることができる。
クアップ装置の温度変化に起因して生じる波面収差を、
記録再生に問題ない程度に抑えることができる。
【０１０８】請求項１５に記載の発明によれば、光情報
記録媒体に対する情報の読み書きの精度がいっそう高ま
る。
記録媒体に対する情報の読み書きの精度がいっそう高ま
る。
【０１０９】請求項１６に記載の発明によれば、光学素
子がプラスチックからなるので、成形を行いやすく、ガ
ラスなどに比較して素材のコストも低く、軽いため、光
ピックアップ装置を軽量かつ安価なものにできる。
子がプラスチックからなるので、成形を行いやすく、ガ
ラスなどに比較して素材のコストも低く、軽いため、光
ピックアップ装置を軽量かつ安価なものにできる。
【０１１０】請求項１７に記載の発明によれば、光路差
付与機能と屈折機能とを独立して設計を行うことができ
るため、より設計が容易となる。また、第二光学素子に
更なる光学的機能を持たせることもできる。
付与機能と屈折機能とを独立して設計を行うことができ
るため、より設計が容易となる。また、第二光学素子に
更なる光学的機能を持たせることもできる。
【０１１１】請求項１８に記載の発明によれば、光ピッ
クアップ装置の温度が使用基準温度Ｔ0の場合は勿論の
こと、使用基準温度Ｔ0に対して変化した場合であって
も波面収差を抑えることができるため、光情報記録媒体
へのデータの読み書き時のエラーを防止することができ
る。
クアップ装置の温度が使用基準温度Ｔ0の場合は勿論の
こと、使用基準温度Ｔ0に対して変化した場合であって
も波面収差を抑えることができるため、光情報記録媒体
へのデータの読み書き時のエラーを防止することができ
る。
【０１１２】請求項１９に記載の発明によれば、請求項
２に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請求
項２０に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と
同様の効果を得ることができる。請求項２１記載の発明
によれば、請求項４に記載の発明と同様の効果を得るこ
とができる。
２に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請求
項２０に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と
同様の効果を得ることができる。請求項２１記載の発明
によれば、請求項４に記載の発明と同様の効果を得るこ
とができる。
【０１１３】請求項２２記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請求項
２３記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様
の効果を得ることができる。請求項２４記載の発明によ
れば、請求項７に記載の発明と同様の効果を得ることが
できる。
に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請求項
２３記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様
の効果を得ることができる。請求項２４記載の発明によ
れば、請求項７に記載の発明と同様の効果を得ることが
できる。
【０１１４】請求項２５記載の発明によれば、請求項８
に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請求項
２６記載の発明によれば、請求項９に記載の発明と同様
の効果を得ることができる。請求項２７記載の発明によ
れば、請求項１０に記載の発明と同様の効果を得ること
ができる。
に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請求項
２６記載の発明によれば、請求項９に記載の発明と同様
の効果を得ることができる。請求項２７記載の発明によ
れば、請求項１０に記載の発明と同様の効果を得ること
ができる。
【０１１５】請求項２８記載の発明によれば、請求項１
１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請求
項２９記載の発明によれば、請求項１２に記載の発明と
同様の効果を得ることができる。請求項３０記載の発明
によれば、請求項１３に記載の発明と同様の効果を得る
ことができる。請求項３１記載の発明によれば、請求項
１４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請
求項３２記載の発明によれば、請求項１５に記載の発明
と同様の効果を得ることができる。請求項３３記載の発
明によれば、請求項１６に記載の発明と同様の効果を得
ることができる。請求項３４記載の発明によれば、請求
項１７に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請求
項２９記載の発明によれば、請求項１２に記載の発明と
同様の効果を得ることができる。請求項３０記載の発明
によれば、請求項１３に記載の発明と同様の効果を得る
ことができる。請求項３１記載の発明によれば、請求項
１４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。請
求項３２記載の発明によれば、請求項１５に記載の発明
と同様の効果を得ることができる。請求項３３記載の発
明によれば、請求項１６に記載の発明と同様の効果を得
ることができる。請求項３４記載の発明によれば、請求
項１７に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の一例におけ
る、第一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る
光学素子の、屈折機能による光線の光路と、光路差付与
機能と屈折機能とによる光線の光路の概略図である。
る、第一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る
光学素子の、屈折機能による光線の光路と、光路差付与
機能と屈折機能とによる光線の光路の概略図である。
【図２】本発明に係る光ピックアップ装置の一例の全体
構成の概略図である。
構成の概略図である。
【図３】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例の
全体構成の概略図である。
全体構成の概略図である。
【図４】本発明に係る光ピックアップ装置における、第
一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る光学素
子の一例の概略を示す、側面図である。
一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る光学素
子の一例の概略を示す、側面図である。
【図５】本発明に係る光ピックアップ装置における、第
一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る光学素
子の一例の概略を示す、正面図である。
一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る光学素
子の一例の概略を示す、正面図である。
【図６】本発明に係る光ピックアップ装置の一例におけ
る第一光学素子、または本発明に係る光学素子の一例で
ある多輪帯位相差レンズに、使用基準波長λ0の光束が
入射したときの、屈折機能による縦球面収差図である。
る第一光学素子、または本発明に係る光学素子の一例で
ある多輪帯位相差レンズに、使用基準波長λ0の光束が
入射したときの、屈折機能による縦球面収差図である。
【図７】本発明に係る光ピックアップ装置の一例におけ
る第一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る光
学素子の一例である多輪帯位相差レンズに、使用基準波
長λ0の光束が入射したときの、光路差付与機能と屈折
機能とによる縦球面収差図である。
る第一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る光
学素子の一例である多輪帯位相差レンズに、使用基準波
長λ0の光束が入射したときの、光路差付与機能と屈折
機能とによる縦球面収差図である。
【図８】本発明に係る光ピックアップ装置の一例におけ
る第一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る光
学素子の一例である多輪帯位相差レンズに、使用基準温
度Ｔ0±６０［℃］の範囲の使用温度Ｔにおいて、使用
波長λの光束が入射したときの、集光スポットにおける
波面収差を示す図である。
る第一光学素子と第二光学素子、または本発明に係る光
学素子の一例である多輪帯位相差レンズに、使用基準温
度Ｔ0±６０［℃］の範囲の使用温度Ｔにおいて、使用
波長λの光束が入射したときの、集光スポットにおける
波面収差を示す図である。
【図９】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例に
おける第一光学素子と第二光学素子、または本発明に係
る光学素子の他の一例である多輪帯位相差レンズに、光
軸上に配置された光源から光軸に対して１２．５度の範
囲内で出射された使用基準波長λ0の光束が入射したと
きの、屈折機能による縦球面収差図である。
おける第一光学素子と第二光学素子、または本発明に係
る光学素子の他の一例である多輪帯位相差レンズに、光
軸上に配置された光源から光軸に対して１２．５度の範
囲内で出射された使用基準波長λ0の光束が入射したと
きの、屈折機能による縦球面収差図である。
【図１０】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例
における第一光学素子と第二光学素子、または本発明に
係る光学素子の他の一例である多輪帯位相差レンズに、
光軸上に配置された光源から光軸に対して１２．５度の
範囲内で出射された使用基準波長λ0の光束が入射した
ときの、光路差付与機能と屈折機能とによる縦球面収差
図である。
における第一光学素子と第二光学素子、または本発明に
係る光学素子の他の一例である多輪帯位相差レンズに、
光軸上に配置された光源から光軸に対して１２．５度の
範囲内で出射された使用基準波長λ0の光束が入射した
ときの、光路差付与機能と屈折機能とによる縦球面収差
図である。
【図１１】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例
における第２の光学素子、または本発明に係る光学素子
の一例である多輪帯位相差レンズに、使用基準温度Ｔ0
±６０［℃］の範囲の使用温度Ｔにおいて、光軸上に配
置された光源から光軸に対して１２．５度の範囲内で出
射された使用波長λの光束が入射したときの、集光スポ
ットにおける波面収差を示す図である。
における第２の光学素子、または本発明に係る光学素子
の一例である多輪帯位相差レンズに、使用基準温度Ｔ0
±６０［℃］の範囲の使用温度Ｔにおいて、光軸上に配
置された光源から光軸に対して１２．５度の範囲内で出
射された使用波長λの光束が入射したときの、集光スポ
ットにおける波面収差を示す図である。
【図１２】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例
の全体構成を示す概略図である。
の全体構成を示す概略図である。
【図１３】本発明に係る光学素子の他の一例を示す側面
図である。
図である。
【図１４】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例
の全体構成を示す概略図である。
の全体構成を示す概略図である。
【図１５】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例
の全体構成を示す概略図である。
の全体構成を示す概略図である。
１，２，３，４，５ 光ピックアップ装置
６ 光軸
７ 光束（レーザー光束）
７ａ 集光スポット
８ 光情報記録媒体（ＣＤ−Ｒ
Ｗ） ８ａ，９ａ 情報記録面 ９ 光情報記録媒体（ＤＶＤ） １１，２１，５１ 光学素子（多輪帯位相差レ
ンズ） ３１ 第一光学素子 ４１ 第二光学素子 ５１ａ 互換用構造 １０１〜１３１，２０１〜２３１，５１１〜５１７
輪帯 Ｌ５５ 第一光源（レーザー光源） Ｌ５６ 第二光源（レーザー光源）
Ｗ） ８ａ，９ａ 情報記録面 ９ 光情報記録媒体（ＤＶＤ） １１，２１，５１ 光学素子（多輪帯位相差レ
ンズ） ３１ 第一光学素子 ４１ 第二光学素子 ５１ａ 互換用構造 １０１〜１３１，２０１〜２３１，５１１〜５１７
輪帯 Ｌ５５ 第一光源（レーザー光源） Ｌ５６ 第二光源（レーザー光源）
Claims (34)
- 【請求項１】 光情報記録媒体の情報記録面に光束を集
光させる光ピックアップ装置に用いられる光学素子であ
って、 光軸に対して同心円に区分され、互いに光軸方向に異な
る厚みを有する複数の輪帯を備え、 前記複数の輪帯における所定の輪帯を通過する光線の光
路長を、前記所定の輪帯に対して前記光軸側に隣り合う
他の輪帯を通過する光線の光路長よりも使用基準波長λ
0の略整数倍だけ長くする光路差付与機能と、前記使用
基準波長λ0の光束が前記情報記録面に集光される集光
スポットの球面収差を最適にする屈折機能とを有し、 使用基準温度Ｔ0において前記使用基準波長λ0の光束を
ほぼ波面収差なく前記情報記録面に集光し、 使用基準温度Ｔ0とは異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜
６０［℃］）において、使用基準波長λ0とは異なる使
用波長λの光束を、波面収差が０．１４λｒｍｓ以下と
なるように前記情報記録面に集光することを特徴とする
光学素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の光学素子において、 前記使用温度Ｔが｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０［℃］の場合、前
記使用基準波長λ0とは異なる使用波長λの光束を、波
面収差が０．０７λｒｍｓ以下となるように前記情報記
録面に集光することを特徴とする光学素子。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の光学素子におい
て、 前記使用基準波長λ0は、 ４００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする光学素子。 - 【請求項４】 請求項３記載の光学素子において、 前記使用基準波長λ0は、 ７００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする光学素子。
- 【請求項５】 請求項１〜４の何れか一項に記載の光学
素子において、 前記輪帯の数は３〜６０の何れかであることを特徴とす
る光学素子。 - 【請求項６】 請求項１〜５の何れか一項に記載の光学
素子において、 入射する発散光を前記情報記録面に集光可能であるよう
に形成されたことを特徴とする光学素子。 - 【請求項７】 請求項１〜５の何れか一項に記載の光学
素子において、 前記光軸にほぼ平行に入射する光線からなる光束を前記
情報記録面に集光可能であり、 この光束のうち最も光軸から離れた位置で光学機能面を
通過する光線が、前記屈折機能により光軸と交わる位置
と、近軸光線が前記屈折機能により光軸と交わる位置と
の距離が０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする光学
素子。 - 【請求項８】 請求項６または７記載の光学素子におい
て、 前記光軸に対して１２．５度以下の光線からなる光束が
入射された場合、この光束のうち前記光軸から最も離れ
た位置で光学機能面を通過する光線が前記屈折機能によ
り前記光軸と交わる位置と、近軸光線が前記屈折機能に
より前記光軸と交わる位置との距離が０．０２ｍｍ以下
であることを特徴とする光学素子。 - 【請求項９】 請求項１〜８の何れか一項に記載の光学
素子において、 所定の基板厚を有する第一光情報記録媒体の情報記録面
に使用波長λ1の光束を、情報の記録または再生可能に
集光するとともに、 前記所定の基板厚以上の基板厚を有する第二光情報記録
媒体の情報記録面に使用波長λ2（λ1＜λ2）の光束
を、情報の記録または再生可能に集光することを特徴と
する光学素子。 - 【請求項１０】 請求項９記載の光学素子において、 前記使用波長λ1と前記使用波長λ2とは、それぞれ ６００ｎｍ≦λ1≦７００ｎｍ ７００ｎｍ≦λ2≦８００ｎｍ であり、前記使用波長λ1の光による集光スポットの開
口数ＮＡ１と、前記使用波長λ2の光による集光スポッ
トの開口数ＮＡ２とは、 ＮＡ１＞ＮＡ２ であることを特徴とする光学素子。 - 【請求項１１】 請求項９または１０記載の光学素子に
おいて、 前記複数の輪帯は、光学機能面の一部の領域に形成され
ており、 前記使用波長λ1の光束のうち前記複数の輪帯を通過し
た光束は、前記第一光情報記録媒体の情報記録面に形成
される第一の集光スポットが情報を記録または再生可能
な状態となるように集光され、 前記使用波長λ2の光束のうち前記複数の輪帯を通過し
た光束は、前記第二光情報記録媒体の情報記録面に形成
される第二の集光スポットが情報を記録または再生可能
な状態となるようには集光されないことを特徴とする光
学素子。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の光学素子において、 前記光学機能面のうち前記一部の領域以外の領域には、
情報を記録または再生可能な状態に前記第一光情報記録
媒体の情報記録面に前記使用波長λ1の光束を集光する
とともに、情報を記録または再生可能な状態に前記第二
光情報記録媒体の情報記録面に前記使用波長λ2の光束
を集光する互換用構造が形成されていることを特徴とす
る光学素子。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の光学素子において、 前記互換用構造は、回折構造であることを特徴とする光
学素子。 - 【請求項１４】 請求項１２記載の光学素子において、 前記互換用構造は、前記光学機能面のうち前記一部の領
域以外の領域に、前記光軸に対して同心円に区分され、
互いに光軸方向に異なる厚みを有する複数の輪帯によっ
て形成され、 この互換用構造に入射する光線は各輪帯の表面によって
屈折され、 前記集光スポットの波面収差が最小となる像面位置にお
ける、前記互換用構造の各輪帯を通過した光線の位相
と、前記情報記録面上の集光スポットの平均位相との位
相差φは、 −０．５π≦φ≦０．５π （ここで、π：円周率）となることを特徴とする光学素
子。 - 【請求項１５】 請求項１〜１４の何れか一項に記載の
光学素子において、 前記使用波長λと屈折率ｎとの温度変化による変化率ｄ
λ／ｄＴ、ｄｎ／ｄＴは、それぞれ、 ０．０５［ｎｍ／℃］＜ｄλ／ｄＴ＜０．５［ｎｍ／
℃］−０．０００２［／℃］＜ｄｎ／ｄＴ＜−０．００
００５［／℃］ であることを特徴とする光学素子。 - 【請求項１６】 請求項１〜１５の何れか一項に記載の
光学素子において、 プラスチックからなることを特徴とする光学素子。 - 【請求項１７】 請求項１〜１６の何れか一項に記載の
光学素子において、 前記光軸上にそれぞれ配置された、前記光路差付与機能
を有する第一光学素子と、前記屈折機能を有する第二光
学素子とを備えることを特徴とする光学素子。 - 【請求項１８】 光情報記録媒体の情報記録面に光束を
集光させる光ピックアップ装置であって、 光学系における光軸上に配置された光学素子を備え、 この光学素子は、前記光軸に対して同心円に区分され、
互いに光軸方向に異なる厚みを有する複数の輪帯を備え
るとともに、 前記複数の輪帯における所定の輪帯を通過する光線の光
路長を、前記所定の輪帯に対して前記光軸側に隣り合う
他の輪帯を通過する光線の光路長よりも使用基準波長λ
0の略整数倍だけ長くする光路差付与機能と、前記使用
基準波長λ0の光束が前記情報記録面に集光される集光
スポットの球面収差を最適にする屈折機能とを有し、か
つ使用基準温度Ｔ0において前記使用基準波長λ0の光束
をほぼ波面収差なく前記情報記録面に集光し、使用基準
温度Ｔ0とは異なる使用温度Ｔ（｜Ｔ−Ｔ0｜＜６０
［℃］）において、使用基準波長λ0とは異なる使用波
長λの光束を、波面収差が０．１４λｒｍｓ以下となる
ように前記情報記録面に集光することを特徴とする光ピ
ックアップ装置。 - 【請求項１９】 請求項１８記載の光ピックアップ装置
において、 前記光学素子は、前記使用温度Ｔが｜Ｔ−Ｔ0｜＜３０
［℃］の場合、前記使用基準波長λ0とは異なる使用波
長λの光束を、波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となる
ように前記情報記録面に集光することを特徴とする光ピ
ックアップ装置。 - 【請求項２０】 請求項１８または１９記載の光ピック
アップ装置において、 前記使用基準波長λ0は、 ４００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項２１】 請求項２０記載の光ピックアップ装置
において、 前記使用基準波長λ0は、 ７００ｎｍ≦λ0≦８００ｎｍ であることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項２２】 請求項１８〜２１記載の光ピックアッ
プ装置において、 前記光学素子に形成された前記輪帯の数は３〜６０の何
れかであることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項２３】 請求項１８〜２２の何れか一項に記載
の光ピックアップ装置において、 前記光学素子には発散光が入射されることを特徴とする
光ピックアップ装置。 - 【請求項２４】 請求項１８〜２３の何れか一項に記載
の光ピックアップ装置において、 前記光学素子は、前記光軸にほぼ平行に入射する光線か
らなる光束を前記情報記録面に集光可能であり、 この光束のうち最も光軸から離れた位置で前記光学素子
を通過する光線が、前記屈折機能により光軸と交わる位
置と、近軸光線が前記屈折機能により光軸と交わる位置
との距離が０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする光
ピックアップ装置。 - 【請求項２５】 請求項２３または２４記載の光ピック
アップ装置において、 前記光軸に対して１２．５度以下の光線からなる光束が
前記光学素子に入射された場合、この光束のうち前記光
軸から最も離れた位置で前記光学素子を通過する光線が
前記屈折機能により前記光軸と交わる位置と、近軸光線
が前記屈折機能により前記光軸と交わる位置との距離が
０．０２ｍｍ以下であることを特徴とする光ピックアッ
プ装置。 - 【請求項２６】 請求項１８〜２５の何れか一項に記載
の光ピックアップ装置において、 使用波長λ1の光束を出射する第一光源と、使用波長λ2
（λ1＜λ2）の光束を出射する第二光源とを有し、 所定の基板厚を有する第一光情報記録媒体に前記使用波
長λ1の光束を集光することにより情報の記録または再
生を行うとともに、 前記所定の基板厚以上の基板厚を有する第二光情報記録
媒体に前記使用波長λ 2の光束を集光することにより情
報の記録または再生を行うことを特徴とする光ピックア
ップ装置。 - 【請求項２７】 請求項２６記載の光ピックアップ装置
において、 前記使用波長λ1と前記使用波長λ2とは、それぞれ ６００ｎｍ≦λ1≦７００ｎｍ ７００ｎｍ≦λ2≦８００ｎｍ であり、 前記使用波長λ1の光による集光スポットの開口数ＮＡ
１と、前記使用波長λ2の光による集光スポットの開口
数ＮＡ２とは、 ＮＡ１＞ＮＡ２ であることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項２８】 請求項２６または２７記載の光ピック
アップ装置において、 前記複数の輪帯は、前記光学素子の光学機能面の一部の
領域に形成されており、 前記使用波長λ1の光束のうち前記複数の輪帯を通過し
た光束は、前記第一光情報記録媒体の情報記録面に形成
される第一の集光スポットが情報を記録または再生可能
な状態となるように集光され、 前記使用波長λ2の光束のうち前記複数の輪帯を通過し
た光束は、前記第二光情報記録媒体の情報記録面に形成
される第二の集光スポットが情報を記録または再生可能
な状態となるようには集光されないことを特徴とする光
ピックアップ装置。 - 【請求項２９】 請求項２８記載の光ピックアップ装置
において、 前記光学素子の前記光学機能面のうち前記一部の領域以
外の領域には、情報を記録または再生可能な状態に前記
第一光情報記録媒体の情報記録面に前記使用波長λ1の
光束を集光するとともに、情報を記録または再生可能な
状態に前記第二光情報記録媒体の情報記録面に前記使用
波長λ2の光束を集光する互換用構造が形成されている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項３０】 請求項２９記載の光ピックアップ装置
において、 前記光学素子の前記互換用構造は、回折構造であること
を特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項３１】 請求項２８記載の光ピックアップ装置
において、 前記光学素子の前記互換用構造は、前記光学機能面のう
ち前記一部の領域以外の領域に、前記光軸に対して同心
円に区分され、互いに光軸方向に異なる厚みを有する複
数の輪帯によって形成され、この互換用構造に入射する
光線は各輪帯の表面によって屈折され、 前記集光スポットの波面収差が最小となる像面位置にお
ける、前記互換用構造の各輪帯を通過した光線の位相
と、前記情報記録面上の集光スポットの平均位相との位
相差φは、 −０．５π≦φ≦０．５π （ここで、π：円周率）となることを特徴とする光ピッ
クアップ装置。 - 【請求項３２】 請求項１８〜３１の何れか一項に記載
の光ピックアップ装置において、 前記使用波長λと前記光学素子の屈折率ｎとの温度変化
による変化率ｄλ／ｄＴ、ｄｎ／ｄＴは、それぞれ、 ０．０５［ｎｍ／℃］＜ｄλ／ｄＴ＜０．５［ｎｍ／
℃］−０．０００２［／℃］＜ｄｎ／ｄＴ＜−０．００
００５［／℃］ であることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項３３】 請求項１８〜３２の何れか一項に記載
の光ピックアップ装置において、 前記光学素子はプラスチックからなることを特徴とする
光ピックアップ装置。 - 【請求項３４】 請求項１８〜３２の何れか一項に記載
の光ピックアップ装置において、 前記光学素子は、前記光軸上にそれぞれ配置された、前
記光路差付与機能を有する第一光学素子と、前記屈折機
能を有する第二光学素子とを備えることを特徴とする光
ピックアップ装置。
Priority Applications (6)
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