JP2004164817A - Objective optical element used for optical pickup system, and optical pickup system - Google Patents

Objective optical element used for optical pickup system, and optical pickup system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an objective optical element which has an interchangeability with respect to three formats, satisfies required performance/specifications and is compact, and to provide an optical pickup system. <P>SOLUTION: A luminous flux emitted from a first light source LD1 of a wavelength λ1 is used for a first optical information recording medium of a protective substrate thickness t1, a luminous flux of a wavelength λ2 (λ1<λ2) is used for a second optical information recording medium of a protective substrate thickness t2 (t1≤t2), and a luminous flux of a wavelength λ3 (λ2<λ3) is used for a third optical information recording medium of a protective substrate thickness t3 (t2<t3). The optical pickup system is provided with a diffraction optical element DP which makes the luminous flux of infinite parallel light rays incident on an objective optical element OBL and is arranged in a common optical path. The system is so constituted that a beam-condensing spot of diffracted light of m (m is a natural number) order is formed on the first optical information recording medium and that a beam-condensing spot by diffracted light of n (n is a natural number which is n≠m) order is formed on the second optical information recording medium. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置、及び光ピックアップ装置に用いる対物光学素子に関するものであり、より詳しくは、複数の光情報記録媒体（光ディスク）の規格に対応できる光ピックアップ装置、及び光ピックアップ装置に用いる対物光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から現在にかけて、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスク、あるいはディジタル・バーサタイル・ディスク）などの光情報記録媒体（光ディスク、あるいはメディアともいう）に対して情報の再生・記録を行うための光ピックアップ装置（光ヘッド、光ヘッド装置などともいわれる）が開発・製造され、一般に普及している。
【０００３】
また最近では、より高密度の情報記録を可能とした光情報記録媒体の規格についても研究開発が行われている。
そしてこのような光ピックアップ装置は、光源（主にレーザーダイオードが用いられる）から出射された光束を、ビーム整形プリズム、コリメータ、ビームスプリッタ、対物光学素子等の光学素子からなる光学系を介して光ディスクの情報記録面に集光させてスポットを形成し、記録面上の情報記録孔（ピットともいう）からの反射光を、再度光学系を介して今度はセンサー上に集光させ、電気信号に変換することにより情報を再生する。この際、情報記録孔の形状によって反射光の光束も変化するため、これを利用して、「０」「１」の情報を区別する。なお、光ディスクの情報記録面の上には保護基板（プラスティック製の保護層。カバーガラスともいう）が設けられている。
【０００４】
またＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等の記録型メディアに情報の記録を行う場合、記録面上にレーザー光束によるスポットを形成し、記録面上の記録材に熱化学変化を生ぜしめる。これによってたとえばＣＤ−Ｒの場合は熱拡散性色素が不可逆変化することにより、情報記録孔と同様の形状が形成される。ＣＤ−ＲＷの場合は相変化型材料を用いているため、熱化学変化によって結晶状態と非晶質状態との間で可逆変化するので、情報の書き換えが可能である。
【０００５】
そしてＣＤ規格の光ディスクから情報を再生するための光ピックアップ装置は、対物レンズのＮＡが０．４５前後であり、用いられる光源の波長は７８５ｎｍ前後である。また記録用としては、０．５０程度のものが用いられることが多い。なお、ＣＤ規格の光ディスクの保護基板厚さは１．２ｍｍである。
【０００６】
さて光情報記録媒体としてＣＤが広く普及しているが、ここ数年、ＤＶＤが普及している。これはＣＤに比べて保護基板厚を薄くし、さらに情報記録孔を小さくすることにより、情報記録量を多くしたもので、ＣＤが約６００〜７００ＭＢ（メガバイト）程度であるのに対し、約４．７ＧＢ（ギガバイト）という大容量の記録容量を有し、映画等の動画像を記録した頒布媒体として用いられることが多い。
【０００７】
またＤＶＤ規格の光ディスクから情報を再生するための光ピックアップ装置は、原理的にはＣＤ用のそれと同じであるが、前述のように情報記録孔が小さくなっていること等から、対物レンズのＮＡが０．６０前後であり、用いられる光源の波長は６５５ｎｍ前後のものが用いられている。また記録用としては、０．６５程度のものが用いられることが多い。なお、ＤＶＤ規格の光ディスクの保護基板厚さは０．６ｍｍである。
【０００８】
またＤＶＤ規格の光ディスクについても記録型のものが既に実用化されており、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ／Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ／Ｒなどの各規格がある。これらに関する技術的原理もまた、ＣＤ規格の場合と同じである。
【０００９】
そして上述の通り、さらに高密度・高容量の光ディスクが提案されつつある。
これは主に光源として波長が４０５ｎｍ前後の、いわゆる青紫光のレーザー光源を用いるものである。
【００１０】
このような「高密度な光ディスク」については、使用される波長が決まったとしても、保護基板厚、記憶容量、ＮＡ等は一律には決まらない。
記録密度を大幅に向上させる方向を選択すると、光ディスクの保護基板厚を薄くし、それにともなってＮＡを大きくすることになる。逆に保護基板厚・ＮＡについて、ＤＶＤなどの従来の光ディスクの規格と同じにすることもできる。この際は物理的な記録密度は大幅には増大しないが、光学系として要求される性能が比較的緩やかになる。
【００１１】
具体的には、保護基板の厚さについて、０．１ｍｍと、さらに薄くしたものや、ＤＶＤと同じ０．６ｍｍにしたものなどが提案されている。
このような「高密度な光ディスク」の複数の規格は、原理的にはＣＤ、ＤＶＤと同じであるが、保護基板厚の厚さが異なると、情報記録孔の大きさも異なることになり、たとえ同じ波長の光源を用いたとしても単純に同じ光ピックアップ装置を用いて情報の再生・記録を行うことはできない。
【００１２】
そこで、対物光学素子も含めた単一の光ピックアップ装置によって「高密度な光ディスク」と、在来の複数規格に対して情報の再生・記録が可能な「互換」を達成しようとすると、いくつかの問題点を解決しなければならない。
（１）それぞれの光ディスクに対して、好適なＮＡが異なるため、各々のＮＡをメディアに応じて選択的に用いるための「絞り」機能が必要になる。
（２）保護基板厚が異なる光ディスク間では、その差によって球面収差が発生するため、これを解消する必要がある。特にＤＶＤでは０．６ｍｍ、ＣＤでは１．２ｍｍであるため、非常に顕著な球面収差が発生する。また「高密度な光ディスク」の保護基板厚を０．１ｍｍにした場合、さらに球面収差を補正する必要がある。
【００１３】
これらの課題については、波長選択性のあるダイクロイックフィルターを用いる方法や、対物光学素子に回折構造あるいは光路差付与構造を設けることによって波長選択性を与える方法が提案され、実現されている。また対物光学素子を特殊な輪帯構造に分割する方法も提案されている。
【００１４】
また次のような課題もある。
（３）保護基板厚・ＮＡが同じ（ほぼ同じ場合を含む）で、使用波長が異なる光ディスクの規格の間で「互換」を達成しようとする場合（例えば６５５ｎｍと４０５ｎｍとを使用する場合）、保護基板厚の差による球面収差は生じないが、波長差による球面収差（＝色収差分の球面収差）の発生は避けられず、これを解消する必要がある。
（４）対物光学素子に入射させる光束について、波長が異なっていても、すべてコリメートされた無限平行光である場合、倍率の差に基づく球面収差は発生しないが、有限光（発散光・収束光）である場合、倍率差が生じ、これに基づく球面収差が発生してしまう。
（５）ＣＤ、ＤＶＤ、「高密度な光ディスク」の３つのフォーマットに対して、単一の光ピックアップ装置によって「互換」を達成しようとすると、２つのフォーマット間の「互換」を行う場合よりも複雑な球面収差補正を行わなければならない。つまりＣＤとＤＶＤとの間の補正を行うだけでよかったのが、「ＣＤとＤＶＤとの間」「ＣＤと『高密度な光ディスク』との間」「ＤＶＤと『高密度な光ディスク』との間」の補正を行う必要が生じる。
【００１５】
特許文献１には、本願発明でいうところの、「高密度な光ディスク」とＤＶＤとの互換光ピックアップ装置であって、回折構造を有する光学素子を光路中に有し、「高密度な光ディスク」に対して２次回折・ＤＶＤに対して１次回折、あるいは「高密度な光ディスク」に対して３次回折・ＤＶＤに対して２次回折という異なった次数の回折光による集光スポットを形成するようにしている。
【００１６】
しかし本願発明のような、３種類のフォーマットに対応する技術については開示・示唆がない。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−９３１７９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の通り、従来、異なる光ディスク間の「互換」については、波長選択性のあるダイクロイックフィルタを用いる方法や、対物光学素子に回折構造を設けることによって波長選択性を与える方法が提案され、実現されてきた。
【００１９】
しかし様々な光学的機能を、対物光学素子に持たせることは、部品点数を減らし、低コスト化、小型化するために好適であるが、光学的性能を達成できなくなるおそれもある。
【００２０】
そして今回解決しようとしているような、３つのフォーマットに対して互換を行う場合は、補正する対象が多くなるため、上記のような方法を単純に採用するだけでは解決できない。
【００２１】
さらに対物光学素子に入射する光束の倍率によっても、球面収差が発生することがあり、それを解消する必要もある。
また光ピックアップ装置自体も小型化、軽量化、特に薄型化が要望されているため、要素部品、特に光学素子について、非常に厳しい性能が要求されている。
【００２２】
特に薄型化することにより、作動距離（対物光学素子と光ディスクとの距離のこと。ワーキングディスタンスともいう）が短くなる。倍率をあげて、ワーキングディスタンスを大きくしても、像高特性を悪化させるので好ましくない。またワーキングディスタンスの差が大きくなると、アクチュエーターへの負担が大きくなり、消費電力も増大してしまう。
【００２３】
そこで本願発明は、３つのフォーマットに対して互換を達成可能であると共に、要求される性能・スペックを満たしかつコンパクトな対物光学素子、あるいは光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
（１）保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行なう光ピックアップ装置であって、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記光ピックアップ装置に含まれる対物光学素子に対して無限平行光の光束を入射させるとともに、前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第3光源の共通光路に配置され、回折構造を有する回折光学素子を備え、前記第１光情報記録媒体に対して前記回折光学素子によって生じるｍ（ｍは自然数）次の回折光による集光スポットが形成され、前記第２光情報記録媒体に対して前記回折光学素子によって生じるｎ（ｎはｎ≠ｍである自然数）次の回折光による集光スポットが形成されるように構成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
（２）前記回折光学素子は、前記対物光学素子であることを特徴とする（１）に記載の光ピックアップ装置。
（３）前記回折光学素子は、コリメータであることを特徴とする（１）に記載の光ピックアップ装置。
（４）前記回折光学素子は、前記対物光学素子及びコリメータとは別に設けられた光学素子であることを特徴とする（１）に記載の光ピックアップ装置。
（５）保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第3光源の共通光路に配置される第１互換光学素子と、前記第１光源、前記第２光源及び前記第3光源のうちのある１つの光源のみの光路か、又はある２つの光源の共通光路に配置される第２互換光学素子とを備え、前記第１互換光学素子は、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のうちの、少なくとも１つの光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成する第１互換機能を有し、前記第２互換光学素子は、前記第１互換光学素子と組み合わされる事により、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のうちの、他の光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成する第２互換機能を有し、かつ、前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第3光源の共通光路に配置され、回折構造を有する回折光学素子を備え、前記第１光情報記録媒体に対して前記回折光学素子によって生じるｍ（ｍは自然数）次の回折光による集光スポットが形成され、前記第２光情報記録媒体に対して前記回折光学素子によって生じるｎ（ｎはｎ≠ｍである自然数）次の回折光による集光スポットが形成されるように構成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
（６）前記第１互換光学素子は対物光学素子であることを特徴とする（５）に記載の光ピックアップ装置。
（７）前記第２互換光学素子はダイクロイックフィルタであることを特徴とする（５）に記載の光ピックアップ装置。
（８）前記第２互換光学素子は液晶素子であることを特徴とする（５）乃至（６）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（９）前記第２互換光学素子は回折光学素子であることを特徴とする（５）乃至（６）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（１０）光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のすべてに対して、等しい倍率の光束を対物光学素子に入射させるとともに、前記第１互換機能及び前記第２互換機能は、波長差に基づく球面収差及び光情報記録体間の保護基板厚差に基づく球面収差を補正することを特徴とする（５）乃至（９）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（１１）光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、異なる倍率の光束を前記対物光学素子に入射させるとともに、
前記第１互換機能及び前記第２互換機能は、波長差に基づく球面収差、光情報記録媒体間の保護基板厚差に基づく球面収差及び前記対物光学素子に入射する光束の倍率差に基づく球面収差を補正することを特徴とする（５）乃至（９）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（１２）ｍ＝２であることを特徴とする（１）乃至（１１）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（１３）ｎ＝１であることを特徴とする（１）乃至（１２）のいずれか１つに記載の光ピックアップ。
（１４）前記第３光情報記録媒体に対して、前記回折光学素子によって生じるｎ次の回折光による集光スポットが形成されることを特徴とする（１）乃至（１３）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（１５）温度補償及び／又は色収差補償を行うための光学的補正構造を有することを特徴とする（１）乃至（１４）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（１６）保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（ｔ１＝ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源の共通光路に配置される回折光学素子及び、該回折光学素子よりも光源側に配置され、波長毎に光学的作用を切り替え可能な互換光学素子を備え、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記互換光学素子に対して無限平行光の光束を入射させ、前記回折光学素子は、少なくとも前記第１光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録を行うのに十分な集光スポットを形成するとともに、前記λ２の光束または前記λ３の光束に対して、前記λ１の光束とは異なった次数の回折光を発生させ、前記互換光学素子は、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、前記λ１の光束に対する光学的作用とは異なった光学的作用を生じるとともに、前記回折光学素子の光学的作用と組み合わされる事により、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録を行うのに十分な集光スポットを形成することを特徴とする光ピックアップ装置。
（１７）保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（ｔ１＝ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源の共通光路に配置される回折光学素子及び、該回折光学素子よりも光源側に配置され、波長毎に光学的作用を切り替え可能な互換光学素子を備え、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記互換光学素子に対して無限平行光の光束を入射させ、前記回折光学素子は、前記第１光情報記録媒体と、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のうちの一方の、２つの光情報記録媒体に対して、各々異なった次数の回折光によって情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成し、前記互換光学素子は、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、前記λ１の光束に対する光学的作用とは異なった光学的作用を生じるとともに、前記回折光学素子の光学的作用と組み合わされる事により、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のうちの、他方の光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成することを特徴とする光ピックアップ装置。
（１８）前記回折光学素子は、対物光学素子であることを特徴とする（１６）乃至（１７）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（１９）前記対物光学素子は単玉であることを特徴とする（１８）に記載の光ピックアップ装置。
（２０）前記対物光学素子は複数玉であることを特徴とする（１８）に記載の光ピックアップ装置。
（２１）前記互換光学素子は、前記λ１の光束に対して、光学的作用を生じないことを特徴とする（１６）乃至（２０）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（２２）前記互換光学素子は液晶素子であることを特徴とする（１６）乃至（２０）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（２３）前記液晶素子に対して、入射する光束の波長によって通電状態を異ならしめ、光学的作用を切り替えることを特徴とする（２２）に記載の光ピックアップ装置。
（２４）前記互換光学素子は可動型のビームエキスパンダーであることを特徴とする（１６）乃至（２０）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（２５）前記ビームエキスパンダーに対して、入射する光束の波長によって光軸方向に移動させ、光学的作用を切り替えることを特徴とする（２４）に記載の光ピックアップ装置。
（２６）前記回折光学素子と前記互換光学素子とが一体化して保持され、一の駆動手段によって駆動されることを特徴とする（１６）乃至（２５）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（２７）前記回折面はマルチレベル構造であることを特徴とする（１６）乃至（２６）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（２８）前記回折光学素子は、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録を行うのに不十分な集光スポットを形成することを特徴とする（１６）、および（１８）乃至（２７）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（２９）前記回折光学素子によって、前記λ１の光束に対してｋ（ｋは自然数）次の回折光が生じ、前記λ２の光束に対してｍ（ｍはｍ≠ｋである自然数）次の回折光が生じ、前記λ１の光束に対してｎ（ｎはｎ≠ｋである自然数）次の回折光が生じることを特徴とする（１６）に記載の光ピックアップ装置。
（３０）ｍ≠ｎであることを特徴とする（１８）に記載の光ピックアップ装置。
（３１）ｍ＝ｎであることを特徴とする（１８）に記載の光ピックアップ装置。
（３２）ｋ＝１、ｍ＝０、ｎ＝２であることを特徴とする（３０）に記載の光ピックアップ装置。
（３３）ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝１であることを特徴とする（３１）に記載の光ピックアップ装置。
（３４）ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝０であることを特徴とする（３０）に記載の光ピックアップ装置。
（３５）ｋ＝２、ｍ＝２、ｎ＝１であることを特徴とする（３０）に記載の光ピックアップ装置。
（３６）ｋ＝３、ｍ＝２、ｎ＝２であることを特徴とする（３１）に記載の光ピックアップ装置。
（３７）ｋ＝４、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする（３０）に記載の光ピックアップ装置。
（３８）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする（３０）に記載の光ピックアップ装置。
（３９）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝３であることを特徴とする（３１）に記載の光ピックアップ装置。
（４０）ｋ＝６、ｍ＝４、ｎ＝３であることを特徴とする（３０）に記載の光ピックアップ装置。
（４１）ｋ＝７、ｍ＝４、ｎ＝４であることを特徴とする（３１）に記載の光ピックアップ装置。
（４２）ｋ＝８、ｍ＝５、ｎ＝４であることを特徴とする（３０）に記載の光ピックアップ装置。
（４３）前記回折光学素子は、前記第１光情報記録媒体と、前記第２光情報記録媒体に対して、各々異なった次数の回折光によって情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成する回折面を有することを特徴とする（１７）に記載の光ピックアップ装置。
（４４）回折面は、回折光学素子の光学機能面の全面に設けられてなり、前記波長λ１と前記波長λ２との波長差に基づく球面収差を補正する回折面であることを特徴とする（４３）に記載の光ピックアップ装置。
（４５）前記互換光学素子は、基板厚ｔ１と基板厚ｔ３との基板厚差によって発生する球面収差および、前記波長λ１と前記波長λ３との波長差に基づく球面収差を補正する（４３）乃至（４４）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（４６）前記回折光学素子によって、前記λ１の光束に対してｋ（ｋは自然数）次の回折光が生じ、前記λ２の光束に対してｍ（ｍはｍ≠ｋである自然数）次の回折光が生じ、前記λ１の光束に対してｎ（ｎはｎ≠ｋである自然数）次の回折光が生じることを特徴とする（４３）乃至（４５）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（４７）ｍ≠ｎであることを特徴とする（４６）に記載の光ピックアップ装置。
（４８）ｍ＝ｎであることを特徴とする（４６）に記載の光ピックアップ装置。
（４９）ｋ＝１、ｍ＝０、ｎ＝２であることを特徴とする（４７）に記載の光ピックアップ装置。
（５０）ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝１であることを特徴とする（４８）に記載の光ピックアップ装置。
（５１）ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝０であることを特徴とする（４７）に記載の光ピックアップ装置。
（５２）ｋ＝２、ｍ＝２、ｎ＝１であることを特徴とする（４７）に記載の光ピックアップ装置。
（５３）ｋ＝３、ｍ＝２、ｎ＝２であることを特徴とする（４８）に記載の光ピックアップ装置。
（５４）ｋ＝４、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする（４７）に記載の光ピックアップ装置。
（５５）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする（４７）に記載の光ピックアップ装置。
（５６）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝３であることを特徴とする（４８）に記載の光ピックアップ装置。
（５７）ｋ＝６、ｍ＝４、ｎ＝３であることを特徴とする（４７）に記載の光ピックアップ装置。
（５８）ｋ＝７、ｍ＝４、ｎ＝４であることを特徴とする（４８）に記載の光ピックアップ装置。
（５９）ｋ＝８、ｍ＝５、ｎ＝４であることを特徴とする（４７）に記載の光ピックアップ装置。
（６０）回折光学素子は、前記第１光情報記録媒体と、前記第３光情報記録媒体に対して、各々異なった次数の回折光によって情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成する回折面を有することを特徴とする（１７）に記載の光ピックアップ装置。
（６１）回折面は、回折光学素子の光学機能面の所定の領域に設けられてなり、基板厚ｔ１と基板厚ｔ３との基板厚差によって発生する球面収差および、前記波長λ１と前記波長λ３との波長差に基づく球面収差を補正する回折面である（６０）に記載の光ピックアップ装置。
（６２）前記互換光学素子は、前記波長λ１と前記波長λ２との波長差に基づく球面収差を補正する（６０）乃至（６１）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（６３）前記回折光学素子によって、前記λ１の光束に対してｋ（ｋは自然数）次の回折光が生じ、前記λ２の光束に対してｍ（ｍはｍ≠ｋである自然数）次の回折光が生じ、前記λ１の光束に対してｎ（ｎはｎ≠ｋである自然数）次の回折光が生じることを特徴とする（６０）乃至（６２）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
（６４）ｍ≠ｎであることを特徴とする（６３）に記載の光ピックアップ装置。
（６５）ｍ＝ｎであることを特徴とする（６３）に記載の光ピックアップ装置。
（６６）ｋ＝１、ｍ＝０、ｎ＝２であることを特徴とする（６４）に記載の光ピックアップ装置。
（６７）ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝０であることを特徴とする（６４）に記載の光ピックアップ装置。
（６８）ｋ＝３、ｍ＝２、ｎ＝２であることを特徴とする（６５）に記載の光ピックアップ装置。
（６９）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする（６４）に記載の光ピックアップ装置。
（７０）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝３であることを特徴とする（６５）に記載の光ピックアップ装置。
（７１）ｋ＝７、ｍ＝４、ｎ＝４であることを特徴とする（６５）に記載の光ピックアップ装置。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。
（第１の実施の形態）
図１を用いて、請求項１の発明について説明する。
【００２６】
本実施例では、使用波長が４０５ｎｍのいわゆる青紫色レーザー光源を用いた「高密度な光ディスク」をターゲットとしており、第１光情報記録媒体として保護基板厚ｔ１が０．６ｍｍの「高密度な光ディスク」、第２光情報記録媒体として保護基板厚ｔ２が０．６ｍｍのＤＶＤ、第３光情報記録媒体として保護基板厚ｔ３が１．２ｍｍのＣＤを想定している。
【００２７】
図１は、本願発明に関わる光ピックアップ装置を示す模式図である。
レーザーダイオードＬＤ１は、第１光源であり、波長λ１が４０５ｎｍの青紫色レーザーが用いられるが、波長が３９０ｎｍ〜４２０ｎｍである範囲のものを適宜採用することができる。ＬＤ２は、第２光源であり、波長λ２が６５５ｎｍの赤色レーザーが用いられるが、波長が６３０ｎｍ〜６８０ｎｍである範囲のものを適宜採用することができる。ＬＤ３は、第３光源であり、波長λ３が７８０ｎｍの赤外レーザーが用いられるが、波長が７５０ｎｍ〜８００ｎｍである範囲のものを適宜採用することができる。
【００２８】
ビームスプリッタＢＳ１はＬＤ１から入射する光源を対物光学素子であるＯＢＬの方向へ透過させるが、光ディスク（第１光情報記録媒体）からの反射光（戻り光）について、センサーレンズ群ＳＬ１を経て受光センサーＳ１に集光させる機能を有する。ＢＳ２も機能は同様である。
【００２９】
ＢＳ３はＬＤ１からの光束と、ＬＤ２からの光束とを同一の光路に載せるために配置される。またＢＳ４は、ＬＤ３からの光束と、ＢＳ３からの光束とを同一の光路に載せるために配置される。
【００３０】
ＬＤ１から投光された光束は、ＢＳ１を経て、コリメータＣＬ１に入射し、これによって無限平行光にコリメートされたのち、ＢＳ３、ＢＳ４を経て対物光学素子である対物レンズＯＢＬに入射する。そして第１光情報記録媒体の保護基板を介して情報記録面上に集光スポットを形成する。情報記録面上で反射したのち、同じ経路をたどって、コリメータＣＬ１を通過してから、ＢＳ１によってセンサーレンズＳＬ１を経てセンサーＳ１に集光する。このセンサーによって光電変換され、電気的な信号となる。
【００３１】
ＬＤ２から投光された光束も、同様に光ディスク（第２光情報記録媒体）に集光スポットを形成し、反射して最終的にセンサーＳ２に集光する。
ちなみにＬＤ３から投光された光束についても同様であるが、この例ではビームスプリッタの代わりに回折板ＤＰを設ける事により、センサーＳ３へ戻り光が集光するようになっている。ＣＤからの情報の再生を行う場合は、ＤＶＤや「高密度な光ディスク」に比べて受光する光量が少なくても良いので、このような構成を採用することができる。
【００３２】
なお対物光学素子ＯＢＬは、この図では単一のレンズであるが、必要に応じて複数の光学素子から構成されるようにしてもよい。また材質はプラスティック樹脂でもよいし、ガラスでも良い。
【００３３】
またＬＤ１から投光された光束、ＬＤ２から投光された光束が光ディスクＤ１、Ｄ２の保護基板を介して情報記録面に集光する状態が、ＯＢＬの光軸左側に描かれており、ＬＤ３から投光された光束が光ディスクＤ３の保護基板を介して情報記録面に集光する状態が、ＯＢＬの光軸右側に描かれている。このように、再生／記録する光ディスクによって、基本的な位置が図示しないアクチュエーターによって切り替わり、その基準位置からピント合わせ（フォーカシング）を行う。
【００３４】
そして各々の光情報記録媒体の保護基板厚、さらにピットの大きさにより、対物光学素子ＯＢＬに要求される開口数も異なる。ここでは、ＣＤ用の開口数は０．４５、ＤＶＤおよび「高密度な光ディスク」の開口数は０．６５としている。ただし、ＣＤについては０．４３〜０．５０、ＤＶＤについては０．５８〜０．６８の範囲で適宜選択可能である。
【００３５】
なおＩＲは不要光をカットするための絞りである。
さて本実施例では、「第１光源、前記第２光源及び前記第3光源の共通光路に配置され、回折構造を有する回折光学素子」の役割を、対物光学素子ＯＢＬに持たせている。そのため、対物光学素子に鋸歯状の回折構造を設けている。
【００３６】
そしてこの鋸歯のピッチ（回折パワー）や深さ（ブレイズド化波長）を設定することにより、「高密度な光ディスク」に対しては、第１光源からの光束が２次回折光による集光スポットとして形成され、ＤＶＤに対しては、第２光源からの光束が１次回折光による集光スポットとして形成されるようになっている。
【００３７】
このように、回折次数が異なる光を利用することにより、各々の場合における回折効率を高くすることができ、光量を確保することができる。
まだＣＤに対しては、第３光源からの光束を、ＤＶＤと同じ次数の回折光にすることが好ましいが、これは適宜他の次数になるようにしても良い。この例では、ＤＶＤと同じ１次の回折光として集光スポットを形成するようにしている。
【００３８】
この例では、回折光学素子として、回折構造を対物光学素子に設けた例を説明したが、請求項３や４のように、このような異次回折光を生じる回折構造をコリメータに設けても良いし、また別の光学素子を光路中に設けることも可能である。
【００３９】
また上記した開口の切り替えについても、回折光学素子を始めとして、公知の技術を適用することができる。
なお上記の実施例では、情報の再生について説明してきたが、情報の記録においても基本的な構成・光学的作用は変わらず、光情報記録媒体の記録面に集光スポットを形成することにより、記録層に熱化学変化を生ぜしめて、記録を行う。
【００４０】
また、温度補償及び／又は色収差補償を行うための光学的補正構造を有する光学素子を、必要に応じて光路中に設ける事ができるのはいうまでもない。そしてこれらの光学的補正構造は回折構造や位相差付与構造によって実現できるし、対物光学素子、コリメータ及びその他の素子に設けることが出来る。
（第２の実施の形態）
同じく図１を用いて、請求項５の発明について説明する。
【００４１】
各光学素子に関して、第１の実施の形態と同じ機能については説明を省略する。
この実施例では、第１互換光学素子の役割を、対物光学素子ＯＢＬに持たせている。そして第２互換光学素子の役割をコリメータＣＬ３に持たせている。
【００４２】
つまり、第１互換光学素子である対物光学素子ＯＢＬは、全ての光源が通過する光路に配置されており、第２互換光学素子であるコリメータＣＬ３は、第３光源のみが通過する光路に配置される。
【００４３】
さて第１互換光学素子である対物光学素子ＯＢＬは、回折構造を有していて、それによって「高密度な光ディスク」およびＤＶＤ間の互換（第１互換機能）を達成する。
【００４４】
具体的には、第１光源と第２光源との間の波長差に基づく球面収差を補正する。また、回折構造で無くとも、位相差付与構造を用いても、同様の光学的作用を得る事が出来る。
【００４５】
なお、光情報記録媒体について、保護基板の厚さが異なると、その差にもとづく球面収差が発生するが、ここでは「高密度な光ディスク」とＤＶＤとは共に同じ０．６ｍｍの保護基板を用いているので、そのような基板厚差に基づく球面収差は生じない。
【００４６】
第２互換光学素子であるコリメータＣＬ３にも回折構造が設けられている。これは先の対物光学素子ＯＢＬの回折構造と組み合わされることにより、「高密度な光ディスク」およびＣＤ間の互換、さらにＤＶＤおよびＣＤ間の互換（第２互換機能）を達成する。
【００４７】
具体的には、「高密度な光ディスク」およびＣＤ間の互換についてみると、使用波長も保護基板の厚さも異なる事から、第１光源と第３光源との間の波長差に基づく球面収差と、保護基板厚差（０．１ｍｍと１．２ｍｍ）に基づく球面収差の両方を補正する。
【００４８】
ＤＶＤおよびＣＤ間の互換についても同様で、第２光源と第３光源との間の波長差に基づく球面収差と、保護基板厚差（０．６ｍｍと１．２ｍｍ）に基づく球面収差の両方を補正する。
【００４９】
これにより、各光情報記録媒体に対して、好適な集光スポットを形成することができる。
また先の実施の形態と同様に、異なった回折次数の回折光による集光スポットが形成されるようにしているので、「高密度な光ディスク」、ＤＶＤについて、光量を確保し、確実な情報の記録及び／又は再生が可能になる。
【００５０】
この実施例では、第２互換光学素子として、コリメータＣＬ３に回折光学素子を設けた例（請求項９）を示したが、他にも、たとえば波長選択性のあるダイクロイックフィルタや、電気的に光学的作用を切り替えることが出来る液晶素子を用いても、同様の光学的作用を得ることが出来る（請求項７、８）。特に液晶素子は、屈折率を変化させることができるという作用があるため、動的な制御が可能である。
【００５１】
また他にも、第１互換機能、第２互換機能については、位相差付与構造を設ける事によっても達成できる。
（第３の実施の形態）
この実施例は請求項１１の発明に対応するもので、図１の構成から所定のコリメータのかわりにカップリングレンズを設けた光ピックアップ装置である。具体的には、コリメータＣＬ１〜ＣＬ３のかわりにカップリングレンズＣｏ１〜３を設ける。
【００５２】
光源からの入射光を平行光にコリメートするコリメータを設けないため、有限発散光が対物光学素子に入射する。カップリングレンズはコリメータほどのパワーを有しないので、小型であり、このような構成にすることにより、ピックアップ装置を小型にすることができる。
【００５３】
このように、無限平行光でなく、有限発散光を用いることにより、対物光学素子ＯＢＬに入射する光束の倍率が変わるので、これによって波長差に基づく球面収差及び基板厚差に基づく球面収差を補正することができることが知られているが、それでも十分な補正が出来ない場合がある。
【００５４】
また有限光を用いることにより、温度特性が劣化するという問題もあるし、入射光束の倍率の差に基づく球面収差が発生するため、これを解消する必要がある。
【００５５】
そこでこの実施例では、対物光学素子ＯＢＬに、波長毎にそれぞれ異なる倍率の光束を入射させるが、第１互換光学素子、第２互換光学素子によって、波長差に基づく球面収差、保護基板厚差に基づく球面収差及び光束の倍率差に基づく球面収差を補正するようにしている。
【００５６】
第１互換素子は、第２の実施の形態と同じく、対物光学素子に回折光学素子を設けたものであり、第２互換光学素子は、カップリングレンズＣｏ３に回折光学素子を設けたものである。
【００５７】
これによって、第１光源乃至第３光源からの光束は、全て有限発散光で対物光学素子ＯＢＬに入射するが、球面収差を全て補正され、好適な集光スポットを形成する。
【００５８】
ここではすべての光源について、無限発散光で対物光学素子ＯＢＬに入射するようにしてあるが、どれか一つの光源をそのようにしてもよく、また別の光源については無限平行光が入射するようにしてもよい。
（第４の実施の形態）
図２を用いて、請求項１の発明の、別の実施の形態について説明する。同じ符号を付しているものは、基本的には第１の実施の形態と同じ機能を有するが、異なるものについて説明する。なお光学的な作用についても殆ど同じである。
【００５９】
この例では、光源を２つのユニットによって構成している。具体的には、図２のＬＤ２'は、第２の光源（ＤＶＤ用の光源）、第３の光源（ＣＤ用の光源）について、同一のパッケージに収めた、いわゆる２レーザー１パッケージの光源ユニットを用いている。
【００６０】
このパッケージのうち、第２の光源を光軸上に位置するように調整するので、第３の光源については光軸上からやや離れた処に位置するため、像高が生じてしまうが、この特性を改善するための技術も既に知られており、それらの技術を必要に応じて適用できる。ここでは補正板ＤＰを用いることによりその補正を行っている。補正板ＤＰにはグレーティングが形成されており、それによって光軸からのズレを補正すると共に、センサーＳ２への集光にも寄与する。
【００６１】
なおＬＤ２'から実線で描かれているのがＤＶＤ用の光源光束であり、点線で描かれているのがＣＤ用の光源光束である。
ＢＳ２はＬＤ１からの光束と、ＬＤ２'からの光束とを同一の光路に載せるために配置される。またＢＳ３は、ＬＤ２'からの光束をセンサーレンズＳＬ２に入射させるために配置される。
【００６２】
ＬＤ１から投光された光束は、ＢＳ１を経て、コリメータＣＬ１に入射し、これによって無限平行光にコリメートされたのち、ＢＳ２を経て対物光学素子である対物レンズＯＢＬに入射する。そして第１光情報記録媒体の保護基板を介して情報記録面上に集光スポットを形成する。情報記録面上で反射したのち、同じ経路をたどって、コリメータＣＬ１を通過してから、ＢＳ１によってセンサーレンズＳＬ１を経てセンサーＳ１に集光する。このセンサーによって光電変換され、電気的な信号となる。
【００６３】
ＬＤ２'から投光された光束も、同様に光ディスク（第２光情報記録媒体または第３光情報記録媒体）に集光スポットを形成し、反射して最終的にセンサーＳ２に集光する。
【００６４】
さて本実施例では、「第１光源、前記第２光源及び前記第3光源の共通光路に配置され、回折構造を有する回折光学素子」の役割を、対物光学素子ＯＢＬに持たせている。そのため、対物光学素子に鋸歯状の回折構造を設けている。
【００６５】
そしてこの鋸歯のピッチ（回折パワー）や深さ（ブレイズド化波長）を設定することにより、「高密度な光ディスク」に対しては、第１光源からの光束が２次回折光による集光スポットとして形成され、ＤＶＤに対しては、第２光源からの光束が１次回折光による集光スポットとして形成されるようになっている。
【００６６】
このように、回折次数が異なる光を利用することにより、各々の場合における回折効率を高くすることができ、光量を確保することができる。
まだＣＤに対しては、第３光源からの光束を、ＤＶＤと同じ次数の回折光にすることが好ましいが、これは適宜他の次数になるようにしても良い。この例では、ＤＶＤと同じ１次の回折光として集光スポットを形成するようにしている。
【００６７】
この例では、回折光学素子として、回折構造を対物光学素子に設けた例を説明したが、請求項３や４のように、このような異次回折光を生じる回折構造をコリメータＣＬ１に設けても良いし、また別の光学素子を光路中に設けることも可能である。
【００６８】
また上記した開口の切り替えについても、回折光学素子を始めとして、公知の技術を適用することができる。
なお上記の実施例では、情報の再生について説明してきたが、情報の記録においても基本的な構成・光学的作用は変わらず、光情報記録媒体の記録面に集光スポットを形成することにより、記録層に熱化学変化を生ぜしめて、記録を行う。
【００６９】
また、温度補償及び／又は色収差補償を行うための光学的補正構造を有する光学素子を、必要に応じて光路中に設ける事ができるのはいうまでもない。そしてこれらの光学的補正構造は回折構造や位相差付与構造によって実現できるし、対物光学素子、コリメータ及びその他の素子に設けることが出来る。
（第５の実施の形態）
同じく図２を用いて、請求項５の発明の、別の実施の形態について説明する。
【００７０】
各光学素子に関して、第４の実施の形態と同じ機能については説明を省略する。
この実施例では、第１互換光学素子の役割を、対物光学素子ＯＢＬに持たせている。そして第２互換光学素子の役割をコリメータＣＬ２に持たせている。
【００７１】
つまり、第１互換光学素子である対物光学素子ＯＢＬは、全ての光源が通過する光路に配置されており、第２互換光学素子であるコリメータＣＬ２は、第２光源と第３光源とが通過する光路に配置される。
【００７２】
さて第１互換光学素子である対物光学素子ＯＢＬは、回折構造を有していて、それによって「高密度な光ディスク」に必要な集光スポットの形成に寄与する。
具体的には、第１光源と第２光源との間の波長差に基づく球面収差、第１光源と第３光源との間の波長差に基づく球面収差を補正する。さらに、「高密度な光ディスク」とＣＤとの保護基板厚差に基づく球面収差を補正する。
【００７３】
また、回折構造で無くとも、位相差付与構造を用いても、同様の光学的作用を得る事が出来る。
なお、光情報記録媒体について、保護基板の厚さが異なると、その差にもとづく球面収差が発生するが、ここでは「高密度な光ディスク」とＤＶＤとは共に同じ０．６ｍｍの保護基板を用いているので、基板厚差に基づく球面収差は生じない。
【００７４】
第２互換光学素子であるコリメータＣＬ２にも回折構造が設けられている。これは先の対物光学素子ＯＢＬの回折構造と組み合わされることにより、ＤＶＤおよびＣＤ間の互換（第２互換機能）を達成する。
【００７５】
ＤＶＤおよびＣＤ間の互換についてみると、使用波長も保護基板の厚さも異なる事から、第２光源と第３光源との間の波長差に基づく球面収差と、保護基板厚差（０．６ｍｍと１．２ｍｍ）に基づく球面収差の両方を補正する。
【００７６】
これにより、各光情報記録媒体に対して、好適な集光スポットを形成することができる。
また先の実施の形態と同様に、異なった回折次数の回折光による集光スポットが形成されるようにしているので、「高密度な光ディスク」、ＤＶＤについて、光量を確保し、確実な情報の記録及び／又は再生が可能になる。
【００７７】
この実施例では、第２互換光学素子として、コリメータＣＬ２に回折光学素子を設けた例（請求項９）を示したが、他にも、たとえば波長選択性のあるダイクロイックフィルタや、電気的に光学的作用を切り替えることが出来る液晶素子を用いても、同様の光学的作用を得ることが出来る（請求項７、８）。特に液晶素子は、屈折率を変化させることができるという作用があるため、動的な制御が可能である。
【００７８】
また他にも、第１互換機能、第２互換機能については、位相差付与構造を設ける事によっても達成できる。
（第６の実施の形態）
この実施例は請求項１１の発明に対応する別の実施例で、図２の構成から所定のコリメータのかわりにカップリングレンズを設けた光ピックアップ装置である。具体的には、コリメータＣＬ１、ＣＬ２のかわりにカップリングレンズＣｏ１、２を設ける。
【００７９】
光源からの入射光を平行光にコリメートするコリメータを設けないため、有限発散光が対物光学素子に入射する。カップリングレンズはコリメータほどのパワーを有しないので、小型であり、このような構成にすることにより、ピックアップ装置を小型にすることができる。
【００８０】
このように、無限平行光でなく、有限発散光を用いることにより、対物光学素子ＯＢＬに入射する光束の倍率が変わるので、これによって波長差に基づく球面収差及び基板厚差に基づく球面収差を補正することができることが知られているが、それでも十分な補正が出来ない場合がある。
【００８１】
また有限光を用いることにより、温度特性が劣化するという問題もあるし、入射光束の倍率の差に基づく球面収差が発生するため、これを解消する必要がある。
【００８２】
そこでこの実施例では、対物光学素子ＯＢＬに、波長毎にそれぞれ異なる倍率の光束を入射させるが、第１互換光学素子、第２互換光学素子によって、波長差に基づく球面収差、保護基板厚差に基づく球面収差及び光束の倍率差に基づく球面収差を補正するようにしている。
【００８３】
第１互換素子は、第５の実施の形態と同じく、対物光学素子に回折光学素子を設けたものであり、第２互換光学素子は、カップリングレンズＣｏ２に回折光学素子を設けたものである。
【００８４】
これによって、第１光源乃至第３光源からの光束は、全て有限発散光で対物光学素子ＯＢＬに入射するが、球面収差を全て補正され、好適な集光スポットを形成する。
【００８５】
ここではすべての光源について、無限発散光で対物光学素子ＯＢＬに入射するようにしてあるが、どれか一つの光源をそのようにしてもよく、また別の光源については無限平行光が入射するようにしてもよい。
（第６の実施の形態）
次に図３を用いて、請求項１６または１７の発明について説明する。
【００８６】
各光学素子に関して、第１〜第５の実施の形態と同じ機能については説明を省略する。
対物光学素子である単玉プラスチックレンズＯＢＬは、レンズホルダＬＨによって液晶素子ＬＣＤと一体化されている。ＡＣはアクチュエータであり、レンズホルダＬＨを保持して、フォーカシングなどのために、光軸方向に移動させることが可能である。
【００８７】
なお単玉プラスチックレンズＯＢＬの光学機能面には回折構造が設けられており、請求項でいうところの回折光学素子に相当する。
またここではプラスチック製の単玉レンズであるが、２枚以上の複数玉を組み合わせたものでも良いし、ガラス製のレンズであっても良い。
【００８８】
液晶素子ＬＣＤには、光軸対称なパターンが設けられており、電気的な通電状態を変化させることにより、入射する光束に対する光学的作用を切り替える事ができるようになっている。これは請求項でいうところの互換光学素子に相当する。
【００８９】
この液晶素子に、各コリメータによって無限平行光とされた光束が入射するように構成されている。
無限平行光を利用する光学系には、様々な利点があるが、反面、集光スポット形成に影響する低次の収差が生じるという欠点がある。そのため、対物光学素子のみで３種類の光情報記録媒体に対応することは難しい。
【００９０】
そこで請求項１６の発明では、回折面をそなえた対物光学素子は、第１光情報記録媒体である「高密度な光ディスク」に対して、対物光学素子単独で使用可能であるかわりに、他の情報記録媒体に対しては不十分な性能（情報の再生および／または記録のために十分な集光スポットの形成ができない性能）であるように回折構造や非球面を設計する。
【００９１】
そしてこれとは別の互換光学素子（液晶素子）を用意し、これと対物光学素子とを組み合わせる事により、対物光学素子において不十分であった点を補い、第２光情報記録媒体（ＤＶＤ）及び第３光情報記録媒体（ＣＤ）に対して情報の再生および／または記録のために十分な集光スポットの形成ができるようにする。
【００９２】
なお、対物光学素子は、第２光情報記録媒体（ＤＶＤ）に用いる波長λ２（６５５ｎｍ）の光束、第３光情報記録媒体（ＣＤ）に用いる波長λ３（７８０ｎｍ）の光束に対しては、不十分な性能とはいえ、出来る限り回折光率が高く、液晶素子による補正の負荷を低減するためにも、波長λ１（４０５ｎｍ）の光束とは別の次数の回折光を利用する。
【００９３】
また請求項１７の発明では、回折面をそなえた対物光学素子の設計を工夫し、第１光情報記録媒体（高密度な光ディスク）の他、第２光情報記録媒体（ＤＶＤ）又は第３光情報記録媒体（ＣＤ）のいずれか一方の、２種類の光情報記録媒体に対して、対物光学素子単独で使用可能であるように、回折構造や非球面を設計する。そして、残りの１種類の光情報記録媒体に対して、対物光学素子の光学的作用に別の互換光学素子（液晶素子）の光学的作用を重畳することにより、情報の再生および／または記録のために十分な集光スポットの形成ができるようにする。
【００９４】
以上の通り、液晶素子である互換光学素子は、波長λ１の光束に対しては光学的作用を生じず、必要に応じて波長λ２の光束および／または波長λ３の光束に対して光学的作用を生じる。
【００９５】
なお、レンズホルダＬＨによって一体に保持された対物光学素子と液晶素子とをまとめて、対物光学素子としてみなすことも可能であり、本実施の形態は請求項１の発明の応用例であるともいえる。
【００９６】
ここで述べてきた回折構造としては、鋸歯状のものの他、所定段数の階段形状を周期的に繰り返した形状である、いわゆるマルチレベル構造のものを採用することもできる。
【００９７】
また回折構造によって発生する回折光の次数については、必要に応じて様々な組合せを用いることが可能である。
請求項１６の発明の場合は、以下のような次数の組合せを選択することが好ましい。なおｋは波長λ１の光束に対して生じる回折光の次数、ｍは波長λ２の光束に対して生じる回折光の次数、ｎは波長λ３の光束に対して生じる回折光の次数である。
【００９８】
イ）ｋ＝１、ｍ＝０、ｎ＝２
ロ）ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝１
ハ）ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝０
ニ）ｋ＝２、ｍ＝２、ｎ＝１
ホ）ｋ＝３、ｍ＝２、ｎ＝２
ヘ）ｋ＝４、ｍ＝３、ｎ＝２
ト）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝２
チ）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝３
リ）ｋ＝６、ｍ＝４、ｎ＝３
ヌ）ｋ＝７、ｍ＝４、ｎ＝４
ル）ｋ＝８、ｍ＝５、ｎ＝４
請求項１７の発明の場合であって、対物光学素子で第１光情報記録媒体と第２光情報記録媒体との互換を行ない、液晶素子を組み合わせて第３光情報記録媒体との互換を図る場合も、上記と同じ次数の組合せが好ましい。
【００９９】
また、請求項１７の発明の場合であって、対物光学素子で第１光情報記録媒体と第２光情報記録媒体との互換を行ない、液晶素子を組み合わせて第３光情報記録媒体との互換を図る場合は、λ１とλ３の波長がほぼ２倍の関係となっていることから、ｋ：ｎが２：１となっている場合は、ほぼ同じ回折作用を生じてしまうため、採用できない。したがって上記の（イ）から（ル）の組合せのうち、ｋ：ｎが２：１となっている場合を除外した、次の組合せを採用することが好ましい。
【０１００】
イ）ｋ＝１、ｍ＝０、ｎ＝２
ハ）ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝０
ホ）ｋ＝３、ｍ＝２、ｎ＝２
ト）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝２
チ）ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝３
ヌ）ｋ＝７、ｍ＝４、ｎ＝４
（第７の実施の形態）
次に図４を用いて、請求項１６または１７の発明の別の実施の形態について説明する。
【０１０１】
これは液晶素子ＬＣＤのかわりに、光軸方向に移動可能なビームエキスパンダーＢＥを備えたものである。
このビームエキスパンダーは独自のアクチュエータを備えており、光軸方向に移動することが可能になっている。これによって球面収差補正を行なう。
【０１０２】
実際に使用する場合は、使用する光源光束に応じて、光軸方向に進退させることにより球面収差補正を行ない、対応する光情報記録媒体に対して良好な集光スポットを形成する。
【０１０３】
回折光学素子である対物レンズとその作用については、第６の実施の形態と同じであり、少なくとも第1光情報記録媒体に対しては単独で良好な集光スポットを形成することができる。第２光情報記録媒体、第３光情報記録媒体に対しては十分な集光スポット形成性能を有しないか、あるいは片方についてのみ、集光スポットの形成が可能である。
【０１０４】
またそのために、波長毎に異なった次数の回折光が生じるようにされている。
互換光学素子であるビームエキスパンダーは、上述の通り光軸方向に進退可能であるので、これによって球面収差の補正が可能である。そこで、対物光学素子で不十分な点を補い、第２光情報記録媒体および／または第３光情報記録媒体に対して良好な集光スポット形成が可能になる。
【０１０５】
なお、光学要素の大型化につながるが、ビームエキスパンダーと対物光学素子とを一体化させる構成もありうる。この場合は、第３光情報記録媒体に対する収差補正の観点からは好ましい。
【０１０６】
【発明の効果】
以上、本発明に関わる光ピックアップ装置によれば、３つのフォーマットの光ディスクに対して互換の光ピックアップ装置を実現することができる。またコンパクトな構成であり、光量も確保されるので、性能上も好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる光ピックアップ装置の図である。
【図２】本発明に関わる、別の態様の光ピックアップ装置の図である。
【図３】本発明に関わる、別の態様の光ピックアップ装置の図である。
【図４】本発明に関わる、別の態様の光ピックアップ装置の図である。
【符号の説明】
ＬＤ１ 第１光源
ＬＤ２ 第２光源
ＬＤ３ 第３光源
ＬＤ２' 第２光源（２波長１パッケージ）
Ｓ１ センサー
Ｓ２ センサー
Ｓ３ センサー
Ｓ２' センサー
ＳＬ１ センサーレンズ
ＳＬ２ センサーレンズ
ＳＬ３ センサーレンズ
ＤＰ 回折板
ＢＳ１ ビームスプリッタ
ＢＳ２ ビームスプリッタ
ＢＳ３ ビームスプリッタ
ＢＳ４ ビームスプリッタ
ＣＬ１ コリメータ
ＣＬ２ コリメータ
ＣＬ３ コリメータ
ＩＲ 絞り
ＯＢＬ 対物光学素子
Ｄ１ 光ディスク（「高密度な光ディスク」）
Ｄ２ 光ディスク（ＤＶＤ）
Ｄ３ 光ディスク（ＣＤ）
ＡＣ アクチュエータ
ＬＨ レンズホルダ
ＬＣＤ 液晶素子
ＢＥ ビームエキスパンダー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device and an objective optical element used for the optical pickup device, and more particularly, to an optical pickup device capable of complying with the standards of a plurality of optical information recording media (optical discs) and an optical pickup device. It relates to an objective optical element.
[0002]
[Prior art]
From the past to the present, the reproduction and recording of information on optical information recording media (also called optical disks or media) such as CDs (compact disks) and DVDs (digital video disks or digital versatile disks). An optical pickup device (also referred to as an optical head, an optical head device, and the like) for performing the operation has been developed and manufactured, and has been widely used.
[0003]
In recent years, research and development have also been carried out on standards for optical information recording media capable of recording information at a higher density.
In such an optical pickup device, a light beam emitted from a light source (mainly a laser diode is used) is converted into an optical disk through an optical system including optical elements such as a beam shaping prism, a collimator, a beam splitter, and an objective optical element. To form a spot by condensing the light on the information recording surface, and then condensing the reflected light from the information recording holes (also called pits) on the recording surface again on the sensor through the optical system, and converting it into an electric signal. The information is reproduced by the conversion. At this time, since the luminous flux of the reflected light also changes depending on the shape of the information recording hole, the information of "0" and "1" is distinguished using this. Note that a protective substrate (a protective layer made of plastic; also referred to as a cover glass) is provided on the information recording surface of the optical disc.
[0004]
When recording information on a recordable medium such as a CD-R or CD-RW, a spot is formed by a laser beam on a recording surface, and a thermochemical change occurs on a recording material on the recording surface. Thereby, for example, in the case of CD-R, the shape similar to the information recording hole is formed by the irreversible change of the thermal diffusible dye. In the case of CD-RW, since a phase change material is used, the information is reversibly changed between a crystalline state and an amorphous state by a thermochemical change, so that information can be rewritten.
[0005]
In an optical pickup device for reproducing information from a CD-standard optical disk, the NA of the objective lens is about 0.45, and the wavelength of the light source used is about 785 nm. For recording, about 0.50 is often used. The thickness of the protective substrate of the optical disk of the CD standard is 1.2 mm.
[0006]
Now, CDs have become widespread as optical information recording media, but DVDs have become widespread in recent years. This is to increase the information recording amount by making the protective substrate thinner and making the information recording hole smaller than the CD. The CD is about 600 to 700 MB (megabyte), whereas about 4 to 4 MB. It has a large recording capacity of 0.7 GB (gigabyte) and is often used as a distribution medium that records moving images such as movies.
[0007]
An optical pickup device for reproducing information from a DVD-standard optical disk is in principle the same as that for a CD, but the information recording hole is small as described above. Is about 0.60, and the wavelength of the light source used is about 655 nm. For recording, about 0.65 is often used. The thickness of the protective substrate of the DVD standard optical disk is 0.6 mm.
[0008]
As for optical discs of the DVD standard, recordable optical discs have already been put into practical use, and there are various standards such as DVD-RAM, DVD-RW / R, and DVD + RW / R. The technical principle regarding these is also the same as in the case of the CD standard.
[0009]
As described above, optical disks with higher density and higher capacity are being proposed.
In this method, a so-called blue-violet laser light source having a wavelength of about 405 nm is mainly used as a light source.
[0010]
Regarding such a “high-density optical disk”, even if the wavelength to be used is determined, the thickness of the protective substrate, the storage capacity, the NA, etc. are not uniformly determined.
If the direction in which the recording density is significantly improved is selected, the thickness of the protective substrate of the optical disk is reduced, and accordingly, the NA is increased. Conversely, the thickness and NA of the protective substrate can be the same as the standard of a conventional optical disk such as a DVD. In this case, the physical recording density does not increase significantly, but the performance required as an optical system becomes relatively moderate.
[0011]
Specifically, the thickness of the protective substrate has been proposed to be 0.1 mm or thinner, or 0.6 mm which is the same as that of DVD.
The plurality of standards for such a “high-density optical disk” are in principle the same as CDs and DVDs, but if the thickness of the protective substrate is different, the size of the information recording hole will also be different. Even if a light source having the same wavelength is used, it is not possible to simply read and record information using the same optical pickup device.
[0012]
In order to achieve “high-density optical disc” and “compatibility” that can reproduce and record information with respect to multiple existing standards using a single optical pickup device including an objective optical element, Problem must be solved.
(1) Since a suitable NA differs for each optical disc, a “aperture” function for selectively using each NA according to the medium is required.
(2) Spherical aberration occurs between optical disks having different protective substrate thicknesses due to the difference, and it is necessary to eliminate this. Particularly, since DVD is 0.6 mm and CD is 1.2 mm, very remarkable spherical aberration occurs. When the protective substrate thickness of the “high-density optical disk” is set to 0.1 mm, it is necessary to further correct spherical aberration.
[0013]
Regarding these problems, a method of using a dichroic filter having wavelength selectivity and a method of providing wavelength selectivity by providing a diffraction structure or an optical path difference providing structure in an objective optical element have been proposed and realized. A method of dividing the objective optical element into a special annular zone structure has also been proposed.
[0014]
There are also the following issues.
(3) When trying to achieve “compatibility” between optical disc standards having different protection wavelengths and the same NA (including substantially the same case) (for example, when using 655 nm and 405 nm), Although spherical aberration does not occur due to the difference in the thickness of the protective substrate, generation of spherical aberration (= spherical aberration corresponding to chromatic aberration) due to the wavelength difference is unavoidable and needs to be eliminated.
(4) Even if the light beams incident on the objective optical element have different wavelengths, if they are all collimated infinite parallel light, spherical aberration based on the difference in magnification does not occur, but finite light (divergent light / convergent light) ), A magnification difference occurs, and spherical aberration based on this difference occurs.
(5) Attempting to achieve “compatibility” with a single optical pickup device for the three formats of CD, DVD, and “high-density optical disk” is more difficult than performing “compatibility” between the two formats. Complicated spherical aberration correction must be performed. In other words, it was only necessary to perform the correction between the CD and the DVD, between the "CD and the DVD", "between the CD and the" high-density optical disk "", and "between the DVD and the" high-density optical disk "". Needs to be corrected.
[0015]
Patent Document 1 discloses a "high-density optical disk" which is an optical pickup device compatible with a "high-density optical disk" and a DVD, which has an optical element having a diffraction structure in an optical path. Focused spots are formed by diffracted light of different orders, ie, second-order diffraction for DVD, first-order diffraction for DVD, or third-order diffraction for "high-density optical disc", second-order diffraction for DVD. Like that.
[0016]
However, there is no disclosure or suggestion of a technology corresponding to three types of formats as in the present invention.
[0017]
[Patent Document 1]
JP 2001-93179 A
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, conventionally, regarding "interchangeability" between different optical discs, a method of using a dichroic filter having wavelength selectivity and a method of providing wavelength selectivity by providing a diffraction structure in an objective optical element have been proposed and realized. Have been.
[0019]
However, giving various optical functions to the objective optical element is suitable for reducing the number of parts, reducing cost and size, but may not achieve optical performance.
[0020]
In the case where compatibility is to be achieved for the three formats, which are to be solved this time, the number of objects to be corrected increases, so that it cannot be solved simply by adopting the above method.
[0021]
Further, depending on the magnification of the light beam incident on the objective optical element, spherical aberration may occur, and it is necessary to eliminate it.
In addition, since the optical pickup device itself is required to be reduced in size and weight, and particularly reduced in thickness, extremely strict performance is required for element parts, particularly optical elements.
[0022]
In particular, by reducing the thickness, the working distance (the distance between the objective optical element and the optical disk; also referred to as the working distance) is reduced. Increasing the magnification and increasing the working distance is not preferable because the image height characteristics are deteriorated. When the difference in working distance increases, the load on the actuator increases, and the power consumption also increases.
[0023]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a compact objective optical element or an optical pickup device which can achieve compatibility between three formats and satisfy required performance and specifications.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
(1) Information is reproduced and / or recorded on a first optical information recording medium having a protective substrate thickness t1 using a light beam emitted from a first light source having a wavelength λ1, and a protective substrate thickness t2 (t1 ≦ t2) is obtained. The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium using the light flux emitted from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2), and the protective substrate thickness t3 (t2 <t3). An optical pickup device for reproducing and / or recording information on a third optical information recording medium using a light beam emitted from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3), wherein the first light When reproducing and / or recording information from / to the information recording medium, the second optical information recording medium and the third optical information recording medium, infinite parallel light is applied to an objective optical element included in the optical pickup device. A light beam is incident, and the light The up device includes a diffractive optical element having a diffractive structure, which is disposed on a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source, and is provided on the first optical information recording medium by the diffractive optical element. A condensed spot is formed by the generated m-th (m is a natural number) order diffracted light, and the n-th (n is a natural number that is n ≠ m) -order diffracted light generated by the diffractive optical element on the second optical information recording medium. An optical pickup device characterized in that a converging spot is formed by the method.
(2) The optical pickup device according to (1), wherein the diffractive optical element is the objective optical element.
(3) The optical pickup device according to (1), wherein the diffractive optical element is a collimator.
(4) The optical pickup device according to (1), wherein the diffractive optical element is an optical element provided separately from the objective optical element and the collimator.
(5) Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t1 using the light beam emitted from the first light source having the wavelength λ1, and the protective substrate thickness t2 (t1 ≦ t2) is obtained. The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium using the light flux emitted from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2), and the protective substrate thickness t3 (t2 <t3). An optical pickup device for reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium by using a light beam emitted from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3), wherein the optical pickup device Is a first compatible optical element disposed on a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source, and one of the first light source, the second light source, and the third light source. Arranged in the optical path of only the light source or in the common optical path of some two light sources A second compatible optical element, wherein the first compatible optical element includes at least one of the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium. The information recording medium has a first compatible function of forming a condensed spot necessary for reproducing and / or recording information, and the second compatible optical element is combined with the first compatible optical element. Focusing on the other optical information recording medium of the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium necessary for reproducing and / or recording information; The optical pickup device has a second compatibility function of forming a spot, and the optical pickup device includes a diffractive optical element arranged in a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source, and having a diffractive structure. With respect to the first optical information recording medium A condensed spot of m (m is a natural number) diffracted light generated by the diffractive optical element is formed, and n (n is a natural number satisfying n ≠ m) generated by the diffractive optical element on the second optical information recording medium. 3. An optical pickup device characterized in that a condensed spot by the next diffracted light is formed.
(6) The optical pickup device according to (5), wherein the first compatible optical element is an objective optical element.
(7) The optical pickup device according to (5), wherein the second compatible optical element is a dichroic filter.
(8) The optical pickup device according to any one of (5) and (6), wherein the second compatible optical element is a liquid crystal element.
(9) The optical pickup device according to any one of (5) and (6), wherein the second compatible optical element is a diffractive optical element.
(10) When reproducing and / or recording information from / to the optical information recording medium, all of the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium are A light beam having the same magnification is incident on the objective optical element, and the first compatibility function and the second compatibility function correct spherical aberration based on a wavelength difference and spherical aberration based on a protective substrate thickness difference between optical information recording media. The optical pickup device according to any one of (5) to (9), wherein:
(11) When reproducing and / or recording information on the optical information recording medium, different magnifications are applied to the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium. While the light beam is incident on the objective optical element,
The first compatibility function and the second compatibility function include a spherical aberration based on a wavelength difference, a spherical aberration based on a protective substrate thickness difference between optical information recording media, and a spherical aberration based on a magnification difference of a light beam incident on the objective optical element. The optical pickup device according to any one of (5) to (9), wherein
(12) The optical pickup device according to any one of (1) to (11), wherein m = 2.
(13) The optical pickup according to any one of (1) to (12), wherein n = 1.
(14) A condensed spot is formed on the third optical information recording medium by n-th order diffracted light generated by the diffractive optical element, (1) to (13). An optical pickup device according to item 1.
(15) The optical pickup device according to any one of (1) to (14), further including an optical correction structure for performing temperature compensation and / or chromatic aberration compensation.
(16) Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t1 using the light beam emitted from the first light source having the wavelength λ1, and the protective substrate thickness t2 (t1 = t2 The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium using the light flux emitted from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2), and the protective substrate thickness t3 (t2 <t3). An optical pickup device for reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium by using a light beam emitted from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3), wherein the optical pickup device Is disposed on a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source, and is disposed closer to the light source than the diffractive optical element, and can switch an optical action for each wavelength. A first optical information storage device comprising a compatible optical element; When performing reproduction and / or recording of information on the medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium, a beam of infinite parallel light is incident on the compatible optical element, The element forms a condensed spot sufficient to reproduce and / or record information on at least the first optical information recording medium, and the light beam of λ2 or the light beam of λ3 The compatible optical element generates diffracted light of a different order from the luminous flux of λ1, and the compatible optical element has an optical effect on the second optical information recording medium and the third optical information recording medium on the luminous flux of λ1. A different optical action is generated and combined with the optical action of the diffractive optical element to reproduce and / or record information on the second optical information recording medium and the third optical information recording medium. line Optical pickup device characterized by forming a sufficient focusing spot for.
(17) Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t1 using the light flux emitted from the first light source having the wavelength λ1, and the protective substrate thickness t2 (t1 = t2 The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium using the light flux emitted from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2), and the protective substrate thickness t3 (t2 <t3). An optical pickup device for reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium by using a light beam emitted from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3), wherein the optical pickup device Is disposed on a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source, and is disposed closer to the light source than the diffractive optical element, and can switch an optical action for each wavelength. A first optical information storage device comprising a compatible optical element; When performing reproduction and / or recording of information on the medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium, a beam of infinite parallel light is incident on the compatible optical element, The device is configured to diffract light of different orders with respect to the first optical information recording medium and one of the second optical information recording medium and the third optical information recording medium. Forming a condensing spot necessary for reproducing and / or recording information, and the compatible optical element optically transmits the λ1 light beam to the second optical information recording medium and the third optical information recording medium. An optical action different from the action is generated, and the other optical information recording medium of the second optical information recording medium and the third optical information recording medium is combined with the optical action of the diffractive optical element. Against the medium Distribution of reproduction and / or an optical pickup device characterized by forming a focused spot necessary for recording.
(18) The optical pickup device according to any one of (16) to (17), wherein the diffractive optical element is an objective optical element.
(19) The optical pickup device according to (18), wherein the objective optical element is a single ball.
(20) The optical pickup device according to (18), wherein the objective optical element is a plurality of balls.
(21) The optical pickup device according to any one of (16) to (20), wherein the compatible optical element does not cause an optical effect on the light beam of λ1.
(22) The optical pickup device according to any one of (16) to (20), wherein the compatible optical element is a liquid crystal element.
(23) The optical pickup device according to (22), wherein an energization state is changed depending on a wavelength of a light beam incident on the liquid crystal element to switch an optical function.
(24) The optical pickup device according to any one of (16) to (20), wherein the compatible optical element is a movable beam expander.
(25) The optical pickup device according to (24), wherein the beam expander is moved in an optical axis direction according to a wavelength of a light beam incident thereon to switch an optical function.
(26) The optical pickup according to any one of (16) to (25), wherein the diffractive optical element and the compatible optical element are integrally held and driven by one driving unit. apparatus.
(27) The optical pickup device according to any one of (16) to (26), wherein the diffraction surface has a multi-level structure.
(28) The diffractive optical element may form a condensed spot that is insufficient for reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium and the third optical information recording medium. The optical pickup device according to any one of (16) and (18) to (27), which is characterized in that:
(29) The diffractive optical element generates k-th (k is a natural number) diffracted light with respect to the λ1 light beam, and m-th (m is a natural number with m ≠ k) -order diffraction with respect to the λ2 light beam. The optical pickup device according to (16), wherein light is generated, and n-th (n is a natural number that is n ≠ k) order diffracted light is generated with respect to the light beam of λ1.
(30) The optical pickup device according to (18), wherein m ≠ n.
(31) The optical pickup device according to (18), wherein m = n.
(32) The optical pickup device according to (30), wherein k = 1, m = 0, and n = 2.
(33) The optical pickup device according to (31), wherein k = 2, m = 1, and n = 1.
(34) The optical pickup device according to (30), wherein k = 2, m = 1, and n = 0.
(35) The optical pickup device according to (30), wherein k = 2, m = 2, and n = 1.
(36) The optical pickup device according to (31), wherein k = 3, m = 2, and n = 2.
(37) The optical pickup device according to (30), wherein k = 4, m = 3, and n = 2.
(38) The optical pickup device according to (30), wherein k = 5, m = 3, and n = 2.
(39) The optical pickup device according to (31), wherein k = 5, m = 3, and n = 3.
(40) The optical pickup device according to (30), wherein k = 6, m = 4, and n = 3.
(41) The optical pickup device according to (31), wherein k = 7, m = 4, and n = 4.
(42) The optical pickup device according to (30), wherein k = 8, m = 5, and n = 4.
(43) The diffractive optical element is a condensed spot necessary for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium and the second optical information recording medium by diffracted lights of different orders. The optical pickup device according to (17), further comprising a diffraction surface that forms
(44) The diffractive surface is provided on the entire optical function surface of the diffractive optical element, and is a diffractive surface for correcting spherical aberration based on a wavelength difference between the wavelength λ1 and the wavelength λ2. An optical pickup device according to item 43).
(45) The compatible optical element corrects a spherical aberration caused by a substrate thickness difference between the substrate thicknesses t1 and t3 and a spherical aberration based on a wavelength difference between the wavelengths λ1 and λ3. The optical pickup device according to any one of (44).
(46) The diffractive optical element generates k-th (k is a natural number) order diffracted light with respect to the λ1 light beam, and m-th (m is a natural number with m ≠ k) -order diffraction light with respect to the λ2 light beam. The optical pickup according to any one of (43) to (45), wherein light is generated, and n-th (n is a natural number that is n ≠ k) -order diffracted light is generated with respect to the light beam of λ1. apparatus.
(47) The optical pickup device according to (46), wherein m ≠ n.
(48) The optical pickup device according to (46), wherein m = n.
(49) The optical pickup device according to (47), wherein k = 1, m = 0, and n = 2.
(50) The optical pickup device according to (48), wherein k = 2, m = 1, and n = 1.
(51) The optical pickup device according to (47), wherein k = 2, m = 1, and n = 0.
(52) The optical pickup device according to (47), wherein k = 2, m = 2, and n = 1.
(53) The optical pickup device according to (48), wherein k = 3, m = 2, and n = 2.
(54) The optical pickup device according to (47), wherein k = 4, m = 3, and n = 2.
(55) The optical pickup device according to (47), wherein k = 5, m = 3, and n = 2.
(56) The optical pickup device according to (48), wherein k = 5, m = 3, and n = 3.
(57) The optical pickup device according to (47), wherein k = 6, m = 4, and n = 3.
(58) The optical pickup device according to (48), wherein k = 7, m = 4, and n = 4.
(59) The optical pickup device according to (47), wherein k = 8, m = 5, and n = 4.
(60) The diffractive optical element forms a condensed spot necessary for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium and the third optical information recording medium by using diffracted lights of different orders. The optical pickup device according to (17), having a diffraction surface to be formed.
(61) The diffractive surface is provided in a predetermined region of the optical function surface of the diffractive optical element. The diffractive surface has a spherical aberration caused by a difference in substrate thickness between the substrate thicknesses t1 and t3, and the wavelengths λ1 and λ3. The optical pickup device according to (60), which is a diffractive surface that corrects spherical aberration based on a wavelength difference between the optical pickup and the optical pickup.
(62) The optical pickup device according to any one of (60) to (61), wherein the compatible optical element corrects a spherical aberration based on a wavelength difference between the wavelength λ1 and the wavelength λ2.
(63) The diffractive optical element generates k-th (k is a natural number) -order diffracted light with respect to the λ1 light beam, and m-th (m is a natural number with m ≠ k) -order diffraction light with respect to the λ2 light beam. The optical pickup according to any one of (60) to (62), wherein light is generated, and diffracted light of order n (n is a natural number that is n ≠ k) is generated with respect to the light beam of λ1. apparatus.
(64) The optical pickup device according to (63), wherein m ≠ n.
(65) The optical pickup device according to (63), wherein m = n.
(66) The optical pickup device according to (64), wherein k = 1, m = 0, and n = 2.
(67) The optical pickup device according to (64), wherein k = 2, m = 1, and n = 0.
(68) The optical pickup device according to (65), wherein k = 3, m = 2, and n = 2.
(69) The optical pickup device according to (64), wherein k = 5, m = 3, and n = 2.
(70) The optical pickup device according to (65), wherein k = 5, m = 3, and n = 3.
(71) The optical pickup device according to (65), wherein k = 7, m = 4, and n = 4.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but embodiments of the present invention are not limited thereto.
(First Embodiment)
The invention of claim 1 will be described with reference to FIG.
[0026]
In this embodiment, the target is a “high-density optical disk” using a so-called blue-violet laser light source with a wavelength of 405 nm, and the “high-density optical disk” having a protective substrate thickness t1 of 0.6 mm as a first optical information recording medium. It is assumed that the second optical information recording medium is a DVD having a protective substrate thickness t2 of 0.6 mm, and the third optical information recording medium is a CD having a protective substrate thickness t3 of 1.2 mm.
[0027]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical pickup device according to the present invention.
The laser diode LD1 is a first light source, and a blue-violet laser having a wavelength λ1 of 405 nm is used, but a laser having a wavelength in a range of 390 nm to 420 nm can be appropriately used. The LD2 is a second light source, and a red laser having a wavelength λ2 of 655 nm is used, but a laser having a wavelength in a range of 630 nm to 680 nm can be appropriately used. The LD 3 is a third light source, and an infrared laser having a wavelength λ3 of 780 nm is used. A laser having a wavelength in the range of 750 nm to 800 nm can be appropriately used.
[0028]
The beam splitter BS1 transmits the light source incident from the LD1 in the direction of the OBL as the objective optical element, but receives the reflected light (return light) from the optical disk (first optical information recording medium) through the sensor lens group SL1 and receives the light from the light receiving sensor. It has the function of focusing light on S1. BS2 has the same function.
[0029]
The BS3 is arranged to place the light beam from the LD1 and the light beam from the LD2 on the same optical path. The BS 4 is disposed so that the light beam from the LD 3 and the light beam from the BS 3 are placed on the same optical path.
[0030]
The light beam projected from the LD 1 enters the collimator CL1 via BS1, is collimated into infinite parallel light by this, and then enters the objective lens OBL, which is an objective optical element, via BS3 and BS4. Then, a condensed spot is formed on the information recording surface via the protection substrate of the first optical information recording medium. After being reflected on the information recording surface, following the same path and passing through the collimator CL1, the light is condensed on the sensor S1 by the BS1 via the sensor lens SL1. The photoelectric conversion is performed by this sensor to be an electrical signal.
[0031]
Similarly, the light beam projected from the LD 2 forms a condensed spot on the optical disk (second optical information recording medium), reflects the light beam, and finally condenses it on the sensor S2.
Incidentally, the same applies to the light beam projected from the LD 3, but in this example, by providing the diffraction plate DP instead of the beam splitter, the light returns to the sensor S3 and is condensed. When reproducing information from a CD, the amount of light received may be smaller than that of a DVD or a "high-density optical disk", so such a configuration can be employed.
[0032]
Although the objective optical element OBL is a single lens in this figure, it may be constituted by a plurality of optical elements as needed. The material may be plastic resin or glass.
[0033]
The state in which the light beam emitted from LD1 and the light beam emitted from LD2 are condensed on the information recording surface via the protection substrates of the optical disks D1 and D2 is depicted on the left side of the optical axis of the OBL. The state where the projected light beam is focused on the information recording surface via the protection substrate of the optical disk D3 is depicted on the right side of the optical axis of the OBL. As described above, the basic position is switched by the actuator (not shown) depending on the optical disk to be reproduced / recorded, and focusing is performed from the reference position.
[0034]
The numerical aperture required for the objective optical element OBL differs depending on the thickness of the protective substrate of each optical information recording medium and the size of the pit. Here, the numerical aperture for CD is 0.45, and the numerical aperture for DVD and “high-density optical disk” is 0.65. However, the selection can be appropriately made in the range of 0.43 to 0.50 for CD and 0.58 to 0.68 for DVD.
[0035]
IR is an aperture for cutting unnecessary light.
In the present embodiment, the objective optical element OBL has a role of “a diffractive optical element that is disposed in a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source and has a diffractive structure”. For this purpose, a sawtooth diffraction structure is provided on the objective optical element.
[0036]
By setting the pitch (diffraction power) and depth (blazed wavelength) of the sawtooth, a light beam from the first light source is formed as a condensed spot by the second-order diffracted light on a "high-density optical disk". For a DVD, the light flux from the second light source is formed as a condensed spot by the first-order diffracted light.
[0037]
As described above, by using lights having different diffraction orders, the diffraction efficiency in each case can be increased, and the amount of light can be secured.
For a CD, it is still preferable that the light beam from the third light source be diffracted light of the same order as that of the DVD, but this may be appropriately changed to another order. In this example, a condensed spot is formed as first-order diffracted light, which is the same as DVD.
[0038]
In this example, an example in which a diffractive structure is provided in the objective optical element as the diffractive optical element has been described. However, such a diffractive structure that generates such different-order diffracted light may be provided in the collimator. However, it is also possible to provide another optical element in the optical path.
[0039]
Also, for the above-described switching of the aperture, a known technique such as a diffractive optical element can be applied.
Although the reproduction of information has been described in the above embodiment, the basic configuration and optical function do not change in the recording of information, and by forming a converging spot on the recording surface of the optical information recording medium, Recording is performed by causing a thermochemical change in the recording layer.
[0040]
Also, needless to say, an optical element having an optical correction structure for performing temperature compensation and / or chromatic aberration compensation can be provided in the optical path as needed. These optical correction structures can be realized by a diffraction structure or a phase difference providing structure, and can be provided in an objective optical element, a collimator, and other elements.
(Second embodiment)
The invention of claim 5 will be described with reference to FIG.
[0041]
Regarding each optical element, description of the same function as that of the first embodiment will be omitted.
In this embodiment, the objective optical element OBL plays the role of the first compatible optical element. The role of the second compatible optical element is assigned to the collimator CL3.
[0042]
That is, the objective optical element OBL, which is the first compatible optical element, is disposed in an optical path through which all light sources pass, and the collimator CL3, which is the second compatible optical element, is disposed in an optical path through which only the third light source passes. You.
[0043]
The objective optical element OBL, which is the first compatible optical element, has a diffractive structure, thereby achieving compatibility (first compatible function) between the “high-density optical disk” and the DVD.
[0044]
Specifically, the spherical aberration based on the wavelength difference between the first light source and the second light source is corrected. Further, a similar optical action can be obtained even if a phase difference providing structure is used instead of the diffraction structure.
[0045]
When the thickness of the protective substrate of the optical information recording medium is different, spherical aberration is generated based on the difference. However, here, the same high-density optical disk and DVD use the same 0.6 mm protective substrate. Therefore, spherical aberration based on such a difference in substrate thickness does not occur.
[0046]
The diffraction structure is also provided in the collimator CL3, which is the second compatible optical element. This achieves compatibility between the “high-density optical disk” and the CD and between DVD and CD (second compatibility function) by being combined with the diffraction structure of the objective optical element OBL.
[0047]
Specifically, regarding the compatibility between the “high-density optical disk” and the CD, since the wavelength used and the thickness of the protective substrate are different, the spherical aberration based on the wavelength difference between the first light source and the third light source is different. And both spherical aberrations based on the protective substrate thickness difference (0.1 mm and 1.2 mm) are corrected.
[0048]
The same applies to the compatibility between DVD and CD. Both spherical aberration based on the wavelength difference between the second light source and the third light source and spherical aberration based on the protective substrate thickness difference (0.6 mm and 1.2 mm) are calculated. to correct.
[0049]
Thereby, a suitable condensing spot can be formed on each optical information recording medium.
Also, as in the previous embodiment, since a condensed spot is formed by diffracted light beams of different diffraction orders, the light amount is secured for “high-density optical disks” and DVDs, and Recording and / or reproduction can be performed.
[0050]
In this embodiment, an example in which a diffractive optical element is provided in the collimator CL3 as the second compatible optical element (Claim 9) has been described. However, for example, a dichroic filter having wavelength selectivity or an electrically optical element may be used. The same optical function can be obtained even if a liquid crystal element capable of switching the functional function is used (claims 7 and 8). In particular, the liquid crystal element has an effect of changing the refractive index, so that dynamic control is possible.
[0051]
In addition, the first compatibility function and the second compatibility function can also be achieved by providing a phase difference providing structure.
(Third embodiment)
This embodiment corresponds to the eleventh aspect of the present invention, which is an optical pickup device in which a coupling lens is provided instead of a predetermined collimator in the configuration of FIG. Specifically, coupling lenses Co1 to Co3 are provided instead of the collimators CL1 to CL3.
[0052]
Since no collimator for collimating the incident light from the light source into parallel light is not provided, finite divergent light is incident on the objective optical element. The coupling lens does not have as much power as the collimator, and therefore is small. By adopting such a configuration, the pickup device can be downsized.
[0053]
As described above, since the magnification of the light beam incident on the objective optical element OBL is changed by using finite divergent light instead of infinite parallel light, the spherical aberration based on the wavelength difference and the spherical aberration based on the substrate thickness difference are corrected. Although it is known that the correction can be performed, there are cases where sufficient correction cannot be performed.
[0054]
In addition, there is a problem that the temperature characteristic is deteriorated by using the finite light, and a spherical aberration is generated based on a difference in magnification of an incident light beam.
[0055]
Therefore, in this embodiment, light beams having different magnifications are respectively incident on the objective optical element OBL for each wavelength. However, the first compatible optical element and the second compatible optical element reduce spherical aberration based on the wavelength difference and the protective substrate thickness difference. The spherical aberration based on the spherical aberration and the spherical aberration based on the magnification difference of the light beam are corrected.
[0056]
The first compatible element has an objective optical element provided with a diffractive optical element as in the second embodiment, and the second compatible optical element has a coupling lens Co3 provided with a diffractive optical element. .
[0057]
As a result, the light beams from the first to third light sources all enter the objective optical element OBL as finite divergent light, but all spherical aberrations are corrected and a suitable condensed spot is formed.
[0058]
Here, all the light sources are designed to be incident on the objective optical element OBL with infinite divergent light. However, any one light source may be used as such, and for another light source, infinite parallel light may be incident. It may be.
(Fourth embodiment)
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Components denoted by the same reference numerals have basically the same functions as those in the first embodiment, but different components will be described. The optical operation is almost the same.
[0059]
In this example, the light source is constituted by two units. Specifically, the LD 2 ′ in FIG. 2 is a so-called two-laser one-package light source unit in which the second light source (light source for DVD) and the third light source (light source for CD) are housed in the same package. Is used.
[0060]
In this package, since the second light source is adjusted to be located on the optical axis, the third light source is located slightly away from the optical axis, so that an image height is generated. Techniques for improving the characteristics are already known, and these techniques can be applied as needed. Here, the correction is performed by using the correction plate DP. A grating is formed on the correction plate DP, which corrects the deviation from the optical axis and contributes to the light collection on the sensor S2.
[0061]
The light source beam for DVD is drawn by a solid line from the LD 2 ′, and the light source beam for CD is drawn by a dotted line.
BS2 is arranged to place the light beam from LD1 and the light beam from LD2 'on the same optical path. Further, BS3 is arranged to make the light beam from LD2 'incident on sensor lens SL2.
[0062]
The light beam projected from the LD 1 enters the collimator CL1 via the BS1, is collimated into infinite parallel light, and then enters the objective lens OBL, which is an objective optical element, via the BS2. Then, a condensed spot is formed on the information recording surface via the protection substrate of the first optical information recording medium. After being reflected on the information recording surface, following the same path and passing through the collimator CL1, the light is condensed on the sensor S1 by the BS1 via the sensor lens SL1. The photoelectric conversion is performed by this sensor to be an electrical signal.
[0063]
Similarly, the light beam emitted from the LD 2 ′ forms a condensed spot on the optical disc (the second optical information recording medium or the third optical information recording medium), reflects the light, and finally condenses it on the sensor S 2.
[0064]
In the present embodiment, the objective optical element OBL has a role of “a diffractive optical element that is disposed in a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source and has a diffractive structure”. For this purpose, a sawtooth diffraction structure is provided on the objective optical element.
[0065]
By setting the pitch (diffraction power) and depth (blazed wavelength) of the sawtooth, a light beam from the first light source is formed as a condensed spot by the second-order diffracted light on a "high-density optical disk" For a DVD, the light flux from the second light source is formed as a condensed spot by the first-order diffracted light.
[0066]
As described above, by using lights having different diffraction orders, the diffraction efficiency in each case can be increased, and the amount of light can be secured.
For a CD, it is still preferable that the light beam from the third light source be diffracted light of the same order as that of the DVD, but this may be appropriately changed to another order. In this example, a condensed spot is formed as first-order diffracted light, which is the same as DVD.
[0067]
In this example, an example in which a diffractive structure is provided on the objective optical element as the diffractive optical element has been described. Good, and it is also possible to provide another optical element in the optical path.
[0068]
Also, for the above-described switching of the aperture, a known technique such as a diffractive optical element can be applied.
Although the reproduction of information has been described in the above embodiment, the basic configuration and optical function do not change in the recording of information, and by forming a converging spot on the recording surface of the optical information recording medium, Recording is performed by causing a thermochemical change in the recording layer.
[0069]
Also, needless to say, an optical element having an optical correction structure for performing temperature compensation and / or chromatic aberration compensation can be provided in the optical path as needed. These optical correction structures can be realized by a diffraction structure or a phase difference providing structure, and can be provided in an objective optical element, a collimator, and other elements.
(Fifth embodiment)
Another embodiment of the invention of claim 5 will be described with reference to FIG.
[0070]
Regarding each optical element, the description of the same function as in the fourth embodiment is omitted.
In this embodiment, the objective optical element OBL plays the role of the first compatible optical element. The role of the second compatible optical element is given to the collimator CL2.
[0071]
That is, the objective optical element OBL, which is the first compatible optical element, is disposed in an optical path through which all light sources pass, and the collimator CL2, which is the second compatible optical element, allows the second light source and the third light source to pass. Placed in the optical path.
[0072]
Now, the objective optical element OBL, which is the first compatible optical element, has a diffractive structure, thereby contributing to the formation of a condensed spot required for a “high-density optical disk”.
Specifically, spherical aberration based on the wavelength difference between the first light source and the second light source and spherical aberration based on the wavelength difference between the first light source and the third light source are corrected. Furthermore, spherical aberration based on the difference in protective substrate thickness between the “high-density optical disk” and the CD is corrected.
[0073]
Further, a similar optical action can be obtained even if a phase difference providing structure is used instead of the diffraction structure.
When the thickness of the protective substrate of the optical information recording medium is different, spherical aberration is generated based on the difference. However, here, the same high-density optical disk and DVD use the same 0.6 mm protective substrate. Therefore, spherical aberration based on the difference in substrate thickness does not occur.
[0074]
The diffraction structure is also provided in the collimator CL2 which is the second compatible optical element. This achieves compatibility between DVD and CD (second compatibility function) by being combined with the diffraction structure of the objective optical element OBL.
[0075]
Regarding the compatibility between DVD and CD, since both the used wavelength and the thickness of the protective substrate are different, the spherical aberration based on the wavelength difference between the second light source and the third light source and the protective substrate thickness difference (0.6 mm 1.2 mm).
[0076]
Thereby, a suitable condensing spot can be formed on each optical information recording medium.
Also, as in the previous embodiment, since a condensed spot is formed by diffracted light beams of different diffraction orders, the light amount is secured for “high-density optical disks” and DVDs, and Recording and / or reproduction can be performed.
[0077]
In this embodiment, an example in which a diffractive optical element is provided in the collimator CL2 as the second compatible optical element (Claim 9) has been described. However, for example, a dichroic filter having wavelength selectivity or an electrically optical element may be used. The same optical function can be obtained even if a liquid crystal element capable of switching the functional function is used (claims 7 and 8). In particular, the liquid crystal element has an effect of changing the refractive index, so that dynamic control is possible.
[0078]
In addition, the first compatibility function and the second compatibility function can also be achieved by providing a phase difference providing structure.
(Sixth embodiment)
This embodiment is another embodiment corresponding to the invention of claim 11, and is an optical pickup device in which a coupling lens is provided instead of a predetermined collimator in the configuration of FIG. Specifically, coupling lenses Co1 and Co2 are provided instead of the collimators CL1 and CL2.
[0079]
Since no collimator for collimating the incident light from the light source into parallel light is not provided, finite divergent light is incident on the objective optical element. The coupling lens does not have as much power as the collimator, and therefore is small. By adopting such a configuration, the pickup device can be downsized.
[0080]
As described above, since the magnification of the light beam incident on the objective optical element OBL is changed by using finite divergent light instead of infinite parallel light, the spherical aberration based on the wavelength difference and the spherical aberration based on the substrate thickness difference are corrected. Although it is known that the correction can be performed, there are cases where sufficient correction cannot be performed.
[0081]
In addition, there is a problem that the temperature characteristic is deteriorated by using the finite light, and a spherical aberration is generated based on a difference in magnification of an incident light beam.
[0082]
Therefore, in this embodiment, light beams having different magnifications are respectively incident on the objective optical element OBL for each wavelength. However, the first compatible optical element and the second compatible optical element reduce spherical aberration based on the wavelength difference and the protective substrate thickness difference. The spherical aberration based on the spherical aberration and the spherical aberration based on the magnification difference of the light beam are corrected.
[0083]
The first compatible element is, as in the fifth embodiment, provided with a diffractive optical element on the objective optical element, and the second compatible optical element is provided with a diffractive optical element on the coupling lens Co2. .
[0084]
As a result, the light beams from the first to third light sources all enter the objective optical element OBL as finite divergent light, but all spherical aberrations are corrected and a suitable condensed spot is formed.
[0085]
Here, all the light sources are designed to be incident on the objective optical element OBL with infinite divergent light. However, any one light source may be used as such, and for another light source, infinite parallel light may be incident. It may be.
(Sixth embodiment)
Next, the invention of claim 16 or 17 will be described with reference to FIG.
[0086]
Regarding each optical element, description of the same function as in the first to fifth embodiments will be omitted.
The single plastic lens OBL, which is an objective optical element, is integrated with the liquid crystal element LCD by a lens holder LH. AC denotes an actuator which holds the lens holder LH and can be moved in the optical axis direction for focusing or the like.
[0087]
The optical function surface of the single lens plastic lens OBL is provided with a diffractive structure, and corresponds to a diffractive optical element described in the claims.
Although a single lens made of plastic is used here, it may be a combination of two or more lenses or a lens made of glass.
[0088]
The liquid crystal element LCD is provided with a pattern that is symmetrical with respect to the optical axis. By changing the state of electrical conduction, the optical action on the incident light beam can be switched. This corresponds to a compatible optical element in the claims.
[0089]
The liquid crystal element is configured such that a light flux converted into infinite parallel light by each collimator is incident.
An optical system using infinite parallel light has various advantages, but has a drawback that low-order aberrations that affect the formation of a focused spot occur. Therefore, it is difficult to correspond to three types of optical information recording media using only the objective optical element.
[0090]
Therefore, in the invention of claim 16, the objective optical element having the diffractive surface can be used for the "high-density optical disk" as the first optical information recording medium, instead of using the objective optical element alone, The diffractive structure and the aspherical surface are designed so as to have insufficient performance for the information recording medium (performance that cannot form a sufficient converging spot for information reproduction and / or recording).
[0091]
Then, another compatible optical element (liquid crystal element) is prepared and combined with the objective optical element to compensate for the insufficiency of the objective optical element, and the second optical information recording medium (DVD) In addition, it is possible to form a sufficient focused spot for reproducing and / or recording information on a third optical information recording medium (CD).
[0092]
Note that the objective optical element is insensitive to a light beam of wavelength λ2 (655 nm) used for the second optical information recording medium (DVD) and a light beam of wavelength λ3 (780 nm) used for the third optical information recording medium (CD). Although the performance is sufficient, the diffracted light rate is as high as possible, and in order to reduce the correction load due to the liquid crystal element, diffracted light of a different order from the light flux of wavelength λ1 (405 nm) is used.
[0093]
In the seventeenth aspect of the present invention, the design of the objective optical element having a diffractive surface is devised, and the second optical information recording medium (DVD) or the third optical information medium is used in addition to the first optical information recording medium (high-density optical disk). A diffractive structure and an aspherical surface are designed for two types of optical information recording media, one of the information recording media (CD), so that the objective optical element can be used alone. Then, by superimposing the optical action of another compatible optical element (liquid crystal element) on the optical action of the objective optical element with respect to the remaining one type of optical information recording medium, information reproduction and / or recording can be performed. Therefore, it is possible to form a sufficient focused spot.
[0094]
As described above, the compatible optical element, which is a liquid crystal element, does not produce an optical effect on the light beam having the wavelength λ1, but has an optical effect on the light beam having the wavelength λ2 and / or the light beam having the wavelength λ3 as necessary. Occurs.
[0095]
Note that the objective optical element and the liquid crystal element which are integrally held by the lens holder LH can be regarded collectively as an objective optical element, and this embodiment can be said to be an application of the invention of claim 1. .
[0096]
As the diffraction structure described here, in addition to the sawtooth shape, a so-called multi-level structure having a shape in which a predetermined number of steps are periodically repeated may be employed.
[0097]
As for the order of the diffracted light generated by the diffractive structure, various combinations can be used as necessary.
In the case of the sixteenth aspect, it is preferable to select the following combinations of orders. Here, k is the order of the diffracted light generated for the light beam of wavelength λ1, m is the order of the diffracted light generated for the light beam of wavelength λ2, and n is the order of the diffracted light generated for the light beam of wavelength λ3.
[0098]
B) k = 1, m = 0, n = 2
B) k = 2, m = 1, n = 1
C) k = 2, m = 1, n = 0
D) k = 2, m = 2, n = 1
E) k = 3, m = 2, n = 2
F) k = 4, m = 3, n = 2
G) k = 5, m = 3, n = 2
H) k = 5, m = 3, n = 3
I) k = 6, m = 4, n = 3
Nu) k = 7, m = 4, n = 4
Le) k = 8, m = 5, n = 4
In the case of the seventeenth aspect, the first optical information recording medium and the second optical information recording medium are interchangeable by the objective optical element, and the compatibility with the third optical information recording medium is achieved by combining liquid crystal elements. Also in this case, a combination of the same order as described above is preferable.
[0099]
Also, in the case of the seventeenth aspect, the first optical information recording medium and the second optical information recording medium are interchangeable by the objective optical element, and the compatibility with the third optical information recording medium is achieved by combining a liquid crystal element. When k: n is 2: 1 since the wavelengths of λ1 and λ3 are almost doubled, almost the same diffraction action occurs, so that it cannot be adopted. Therefore, it is preferable to adopt the following combination excluding the case where k: n is 2: 1 among the combinations of the above (A) to (L).
[0100]
B) k = 1, m = 0, n = 2
C) k = 2, m = 1, n = 0
E) k = 3, m = 2, n = 2
G) k = 5, m = 3, n = 2
H) k = 5, m = 3, n = 3
Nu) k = 7, m = 4, n = 4
(Seventh embodiment)
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0101]
This is provided with a beam expander BE movable in the optical axis direction instead of the liquid crystal element LCD.
This beam expander has its own actuator and can move in the optical axis direction. Thus, spherical aberration correction is performed.
[0102]
When actually used, spherical aberration correction is performed by moving the light beam in the optical axis direction according to the light source light beam used, thereby forming a good condensed spot on the corresponding optical information recording medium.
[0103]
The objective lens, which is a diffractive optical element, and its operation are the same as in the sixth embodiment, and a good condensed spot can be formed independently on at least the first optical information recording medium. The second optical information recording medium and the third optical information recording medium do not have sufficient condensing spot forming performance, or condensing spots can be formed only on one of them.
[0104]
For this purpose, diffracted light of different orders is generated for each wavelength.
Since the beam expander, which is a compatible optical element, can advance and retreat in the optical axis direction as described above, it is possible to correct spherical aberration. Therefore, the objective optical element compensates for the insufficiency, and a good converged spot can be formed on the second optical information recording medium and / or the third optical information recording medium.
[0105]
Although the size of the optical element is increased, a configuration in which the beam expander and the objective optical element are integrated may be used. This case is preferable from the viewpoint of aberration correction for the third optical information recording medium.
[0106]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical pickup device according to the present invention, it is possible to realize an optical pickup device compatible with optical disks of three formats. In addition, since it has a compact configuration and secures a sufficient amount of light, it is preferable in terms of performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram of an optical pickup device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram of an optical pickup device of another embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram of an optical pickup device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram of another embodiment of the optical pickup device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
LD1 First light source
LD2 Second light source
LD3 Third light source
LD2 '2nd light source (2 wavelengths 1 package)
S1 sensor
S2 sensor
S3 sensor
S2 'sensor
SL1 sensor lens
SL2 sensor lens
SL3 sensor lens
DP diffraction plate
BS1 beam splitter
BS2 beam splitter
BS3 beam splitter
BS4 beam splitter
CL1 Collimator
CL2 collimator
CL3 collimator
IR aperture
OBL objective optical element
D1 optical disk ("high-density optical disk")
D2 optical disk (DVD)
D3 Optical Disk (CD)
AC actuator
LH lens holder
LCD liquid crystal element
BE Beam Expander

Claims (71)

保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記光ピックアップ装置に含まれる対物光学素子に対して無限平行光の光束を入射させるとともに、
前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第3光源の共通光路に配置され、回折構造を有する回折光学素子を備え、
前記第１光情報記録媒体に対して前記回折光学素子によって生じるｍ（ｍは自然数）次の回折光による集光スポットが形成され、前記第２光情報記録媒体に対して前記回折光学素子によって生じるｎ（ｎはｎ≠ｍである自然数）次の回折光による集光スポットが形成されるように構成されることを特徴とする光ピックアップ装置。Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t1 using the light beam emitted from the first light source having the wavelength λ1, and the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t2 (t1 ≦ t2) is obtained. The information is reproduced and / or recorded on the two-optical information recording medium using the light flux emitted from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2), and the third information having the protective substrate thickness t3 (t2 <t3) is obtained. An optical pickup device for reproducing and / or recording information on an optical information recording medium using a light beam emitted from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3),
When reproducing and / or recording information from / to the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium, the objective optical element included in the optical pickup device is While injecting an infinite parallel light beam,
The optical pickup device includes a diffractive optical element having a diffractive structure, which is disposed in a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source.
A condensed spot is formed by the diffracted light of order m (m is a natural number) generated by the diffractive optical element on the first optical information recording medium, and generated by the diffractive optical element on the second optical information recording medium. An optical pickup device characterized in that a condensed spot is formed by n-th (n is a natural number that is n ≠ m) order diffracted light. 前記回折光学素子は、前記対物光学素子であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 1, wherein the diffractive optical element is the objective optical element. 前記回折光学素子は、コリメータであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 1, wherein the diffractive optical element is a collimator. 前記回折光学素子は、前記対物光学素子及びコリメータとは別に設けられた光学素子であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 1, wherein the diffractive optical element is an optical element provided separately from the objective optical element and the collimator. 保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第3光源の共通光路に配置される第１互換光学素子と、
前記第１光源、前記第２光源及び前記第3光源のうちのある１つの光源のみの光路か、又はある２つの光源の共通光路に配置される第２互換光学素子とを備え、
前記第１互換光学素子は、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のうちの、少なくとも１つの光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成する第１互換機能を有し、
前記第２互換光学素子は、前記第１互換光学素子と組み合わされる事により、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のうちの、他の光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成する第２互換機能を有し、
かつ、前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第3光源の共通光路に配置され、回折構造を有する回折光学素子を備え、
前記第１光情報記録媒体に対して前記回折光学素子によって生じるｍ（ｍは自然数）次の回折光による集光スポットが形成され、前記第２光情報記録媒体に対して前記回折光学素子によって生じるｎ（ｎはｎ≠ｍである自然数）次の回折光による集光スポットが形成されるように構成されることを特徴とする光ピックアップ装置。Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t1 using the light beam emitted from the first light source having the wavelength λ1, and the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t2 (t1 ≦ t2) is obtained. The information is reproduced and / or recorded on the two-optical information recording medium using the light flux emitted from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2), and the third information having the protective substrate thickness t3 (t2 <t3) is obtained. An optical pickup device for reproducing and / or recording information on an optical information recording medium using a light beam emitted from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3),
The optical pickup device includes: a first compatible optical element disposed on a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source;
The first light source, an optical path of only one of the second light source and the third light source, or a second compatible optical element disposed in a common optical path of the two light sources,
The first compatible optical element reproduces and reproduces information from at least one of the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium. And / or having a first compatibility function of forming a condensed spot required for recording,
The second compatible optical element is combined with the first compatible optical element, so that other light of the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium is used. The information recording medium has a second compatibility function of forming a converging spot required for reproducing and / or recording information,
And the optical pickup device includes a diffractive optical element having a diffractive structure, which is disposed on a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source.
A condensed spot is formed by the diffracted light of order m (m is a natural number) generated by the diffractive optical element on the first optical information recording medium, and generated by the diffractive optical element on the second optical information recording medium. An optical pickup device characterized in that a condensed spot is formed by n-th (n is a natural number that is n ≠ m) order diffracted light. 前記第１互換光学素子は対物光学素子であることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 5, wherein the first compatible optical element is an objective optical element. 前記第２互換光学素子はダイクロイックフィルタであることを特徴とする請求項５乃至６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to any one of claims 5 to 6, wherein the second compatible optical element is a dichroic filter. 前記第２互換光学素子は液晶素子であることを特徴とする請求項５乃至６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 5, wherein the second compatible optical element is a liquid crystal element. 前記第２互換光学素子は回折光学素子であることを特徴とする請求項５乃至６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to any one of claims 5 to 6, wherein the second compatible optical element is a diffractive optical element. 光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のすべてに対して、等しい倍率の光束を対物光学素子に入射させるとともに、
前記第１互換機能及び前記第２互換機能は、波長差に基づく球面収差及び光情報記録媒体間の保護基板厚差に基づく球面収差を補正することを特徴とする請求項５乃至９いずれか１つに記載の光ピックアップ装置。When information is reproduced and / or recorded on an optical information recording medium, all of the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium have the same magnification. While letting the light beam enter the objective optical element,
10. The device according to claim 5, wherein the first compatibility function and the second compatibility function correct spherical aberration based on a wavelength difference and spherical aberration based on a protective substrate thickness difference between optical information recording media. An optical pickup device according to any one of the above. 光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、異なる倍率の光束を前記対物光学素子に入射させるとともに、
前記第１互換機能及び前記第２互換機能は、波長差に基づく球面収差、光情報記録媒体間の保護基板厚差に基づく球面収差及び前記対物光学素子に入射する光束の倍率差に基づく球面収差を補正することを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。When reproducing and / or recording information on an optical information recording medium, light beams having different magnifications are applied to the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium. While allowing the light to enter the objective optical element,
The first compatibility function and the second compatibility function include a spherical aberration based on a wavelength difference, a spherical aberration based on a protective substrate thickness difference between optical information recording media, and a spherical aberration based on a magnification difference of a light beam incident on the objective optical element. The optical pickup device according to any one of claims 5 to 9, wherein is corrected. ｍ＝２であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 1, wherein m = 2. ｎ＝１であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 1, wherein n = 1. 前記第３光情報記録媒体に対して、前記回折光学素子によって生じるｎ次の回折光による集光スポットが形成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。14. The optical pickup according to claim 1, wherein a condensed spot is formed on the third optical information recording medium by n-th order diffracted light generated by the diffractive optical element. apparatus. 温度補償及び／又は色収差補償を行うための光学的補正構造を有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。15. The optical pickup device according to claim 1, further comprising an optical correction structure for performing temperature compensation and / or chromatic aberration compensation. 保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（ｔ１＝ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源の共通光路に配置される回折光学素子及び、該回折光学素子よりも光源側に配置され、波長毎に光学的作用を切り替え可能な互換光学素子を備え、
前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記互換光学素子に対して無限平行光の光束を入射させ、
前記回折光学素子は、少なくとも前記第１光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録を行うのに十分な集光スポットを形成するとともに、前記λ２の光束または前記λ３の光束に対して、前記λ１の光束とは異なった次数の回折光を発生させ、
前記互換光学素子は、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、前記λ１の光束に対する光学的作用とは異なった光学的作用を生じるとともに、前記回折光学素子の光学的作用と組み合わされる事により、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録を行うのに十分な集光スポットを形成することを特徴とする光ピックアップ装置。Information reproduction and / or recording is performed on the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t1 using the light beam emitted from the first light source having the wavelength λ1, and the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t2 (t1 = t2). Information reproduction and / or recording is performed on the two-optical information recording medium using the light beam emitted from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2), and the third information having the protection substrate thickness t3 (t2 <t3) is obtained. An optical pickup device for reproducing and / or recording information on an optical information recording medium using a light beam emitted from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3),
The optical pickup device includes a diffractive optical element disposed on a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source, and is disposed closer to the light source than the diffractive optical element. Compatible optical elements that can be switched
When reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium, a light beam of infinite parallel light is transmitted to the compatible optical element. Incident
The diffractive optical element forms a condensed spot sufficient to reproduce and / or record information on at least the first optical information recording medium, and generates a light beam of λ2 or a light beam of λ3. To generate diffracted light of a different order from the luminous flux of λ1,
The compatible optical element produces an optical action on the second optical information recording medium and the third optical information recording medium that is different from the optical action on the light beam of λ1, and And forming a condensed spot sufficient for reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium and the third optical information recording medium by being combined with an optical action. Optical pickup device. 保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（ｔ１＝ｔ２）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源の共通光路に配置される回折光学素子及び、該回折光学素子よりも光源側に配置され、波長毎に光学的作用を切り替え可能な互換光学素子を備え、
前記第１光情報記録媒体、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合、前記互換光学素子に対して無限平行光の光束を入射させ、
前記回折光学素子は、前記第１光情報記録媒体と、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のうちの一方の、２つの光情報記録媒体に対して、各々異なった次数の回折光によって情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成し、
前記互換光学素子は、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、前記λ１の光束に対する光学的作用とは異なった光学的作用を生じるとともに、前記回折光学素子の光学的作用と組み合わされる事により、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体のうちの、他方の光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成することを特徴とする光ピックアップ装置。Information reproduction and / or recording is performed on the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t1 using the light beam emitted from the first light source having the wavelength λ1, and the first optical information recording medium having the protective substrate thickness t2 (t1 = t2). Information reproduction and / or recording is performed on the two-optical information recording medium using the light beam emitted from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2), and the third information having the protection substrate thickness t3 (t2 <t3) is obtained. An optical pickup device for reproducing and / or recording information on an optical information recording medium using a light beam emitted from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3),
The optical pickup device includes a diffractive optical element disposed on a common optical path of the first light source, the second light source, and the third light source, and is disposed closer to the light source than the diffractive optical element. Compatible optical elements that can be switched
When reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium, the second optical information recording medium, and the third optical information recording medium, a light beam of infinite parallel light is transmitted to the compatible optical element. Incident
The diffractive optical element may have different orders for the first optical information recording medium and two optical information recording media, one of the second optical information recording medium and the third optical information recording medium. Forming a focused spot required for information reproduction and / or recording by the diffracted light of
The compatible optical element produces an optical action on the second optical information recording medium and the third optical information recording medium that is different from the optical action on the light beam of λ1, and Of the second optical information recording medium and the third optical information recording medium, a condensing spot necessary for reproducing and / or recording information on the other optical information recording medium. An optical pickup device characterized by being formed. 前記回折光学素子は、対物光学素子であることを特徴とする請求項１６乃至１７のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。18. The optical pickup device according to claim 16, wherein the diffractive optical element is an objective optical element. 前記対物光学素子は単玉であることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置。19. The optical pickup device according to claim 18, wherein the objective optical element is a single ball. 前記対物光学素子は複数玉であることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置。19. The optical pickup device according to claim 18, wherein the objective optical element is a plurality of balls. 前記互換光学素子は、前記λ１の光束に対して、光学的作用を生じないことを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to any one of claims 16 to 20, wherein the compatible optical element does not cause an optical effect on the light beam of λ1. 前記互換光学素子は液晶素子であることを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to any one of claims 16 to 20, wherein the compatible optical element is a liquid crystal element. 前記液晶素子に対して、入射する光束の波長によって通電状態を異ならしめ、光学的作用を切り替えることを特徴とする請求項２２に記載の光ピックアップ装置。23. The optical pickup device according to claim 22, wherein an energization state is changed depending on a wavelength of a light beam incident on the liquid crystal element, and an optical function is switched. 前記互換光学素子は可動型のビームエキスパンダーであることを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。21. The optical pickup device according to claim 16, wherein the compatible optical element is a movable beam expander. 前記ビームエキスパンダーに対して、入射する光束の波長によって光軸方向に移動させ、光学的作用を切り替えることを特徴とする請求項２４に記載の光ピックアップ装置。25. The optical pickup device according to claim 24, wherein the optical expander is moved in the optical axis direction with respect to the beam expander according to the wavelength of the incident light beam to switch an optical function. 前記回折光学素子と前記互換光学素子とが一体化して保持され、一の駆動手段によって駆動されることを特徴とする請求項１６乃至２５のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to any one of claims 16 to 25, wherein the diffractive optical element and the compatible optical element are integrally held and driven by one driving unit. 前記回折面はマルチレベル構造であることを特徴とする請求項１６乃至２６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to any one of claims 16 to 26, wherein the diffraction surface has a multi-level structure. 前記回折光学素子は、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して、情報の再生及び／又は記録を行うのに不十分な集光スポットを形成することを特徴とする請求項１６、および１８乃至２７のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The diffractive optical element forms a condensed spot that is insufficient for reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium and the third optical information recording medium. An optical pickup device according to any one of claims 16 and 18 to 27. 前記回折光学素子によって、前記λ１の光束に対してｋ（ｋは自然数）次の回折光が生じ、前記λ２の光束に対してｍ（ｍはｍ≠ｋである自然数）次の回折光が生じ、前記λ１の光束に対してｎ（ｎはｎ≠ｋである自然数）次の回折光が生じることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。The diffractive optical element generates a k-th (k is a natural number) order diffracted light for the λ1 light beam, and generates an m-th (m is a natural number that is m ≠ k) -order diffracted light for the λ2 light beam. 17. The optical pickup device according to claim 16, wherein n (n is a natural number that is n ≠ k) -order diffracted light is generated with respect to the light beam of λ1. ｍ≠ｎであることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置。19. The optical pickup device according to claim 18, wherein m ≠ n. ｍ＝ｎであることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置。19. The optical pickup device according to claim 18, wherein m = n. ｋ＝１、ｍ＝０、ｎ＝２であることを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。31. The optical pickup device according to claim 30, wherein k = 1, m = 0, and n = 2. ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝１であることを特徴とする請求項３１に記載の光ピックアップ装置。32. The optical pickup device according to claim 31, wherein k = 2, m = 1, and n = 1. ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝０であることを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。31. The optical pickup device according to claim 30, wherein k = 2, m = 1, and n = 0. ｋ＝２、ｍ＝２、ｎ＝１であることを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。31. The optical pickup device according to claim 30, wherein k = 2, m = 2, and n = 1. ｋ＝３、ｍ＝２、ｎ＝２であることを特徴とする請求項３１に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 31, wherein k = 3, m = 2, and n = 2. ｋ＝４、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。31. The optical pickup device according to claim 30, wherein k = 4, m = 3, and n = 2. ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。31. The optical pickup device according to claim 30, wherein k = 5, m = 3, and n = 2. ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝３であることを特徴とする請求項３１に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 31, wherein k = 5, m = 3, and n = 3. ｋ＝６、ｍ＝４、ｎ＝３であることを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。31. The optical pickup device according to claim 30, wherein k = 6, m = 4, and n = 3. ｋ＝７、ｍ＝４、ｎ＝４であることを特徴とする請求項３１に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 31, wherein k = 7, m = 4, and n = 4. ｋ＝８、ｍ＝５、ｎ＝４であることを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。31. The optical pickup device according to claim 30, wherein k = 8, m = 5, and n = 4. 前記回折光学素子は、前記第１光情報記録媒体と、前記第２光情報記録媒体に対して、各々異なった次数の回折光によって情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成する回折面を有することを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ装置。The diffractive optical element forms condensed spots necessary for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium and the second optical information recording medium by using diffracted lights of different orders. The optical pickup device according to claim 17, further comprising a diffraction surface. 回折面は、回折光学素子の光学機能面の全面に設けられてなり、前記波長λ１と前記波長λ２との波長差に基づく球面収差を補正する回折面であることを特徴とする請求項４３に記載の光ピックアップ装置。The diffractive surface is provided on the entire optical function surface of the diffractive optical element, and is a diffractive surface for correcting spherical aberration based on a wavelength difference between the wavelength λ1 and the wavelength λ2. An optical pickup device as described in the above. 前記互換光学素子は、基板厚ｔ１と基板厚ｔ３との基板厚差によって発生する球面収差および、前記波長λ１と前記波長λ３との波長差に基づく球面収差を補正する請求項４３乃至４４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。45. The optical element according to claim 43, wherein the compatible optical element corrects a spherical aberration caused by a substrate thickness difference between the substrate thicknesses t1 and t3 and a spherical aberration based on a wavelength difference between the wavelengths λ1 and λ3. The optical pickup device according to any one of the above. 前記回折光学素子によって、前記λ１の光束に対してｋ（ｋは自然数）次の回折光が生じ、前記λ２の光束に対してｍ（ｍはｍ≠ｋである自然数）次の回折光が生じ、前記λ１の光束に対してｎ（ｎはｎ≠ｋである自然数）次の回折光が生じることを特徴とする請求項４３乃至４５のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The diffractive optical element generates a k-th (k is a natural number) order diffracted light for the λ1 light beam, and generates an m-th (m is a natural number that is m ≠ k) -order diffracted light for the λ2 light beam. The optical pickup device according to any one of claims 43 to 45, wherein diffracted light of order n (n is a natural number that is n ≠ k) is generated for the light beam of λ1. ｍ≠ｎであることを特徴とする請求項４６に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 46, wherein m ≠ n. ｍ＝ｎであることを特徴とする請求項４６に記載の光ピックアップ装置。47. The optical pickup device according to claim 46, wherein m = n. ｋ＝１、ｍ＝０、ｎ＝２であることを特徴とする請求項４７に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 47, wherein k = 1, m = 0, and n = 2. ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝１であることを特徴とする請求項４８に記載の光ピックアップ装置。49. The optical pickup device according to claim 48, wherein k = 2, m = 1, and n = 1. ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝０であることを特徴とする請求項４７に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 47, wherein k = 2, m = 1, and n = 0. ｋ＝２、ｍ＝２、ｎ＝１であることを特徴とする請求項４７に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 47, wherein k = 2, m = 2, and n = 1. ｋ＝３、ｍ＝２、ｎ＝２であることを特徴とする請求項４８に記載の光ピックアップ装置。49. The optical pickup device according to claim 48, wherein k = 3, m = 2, and n = 2. ｋ＝４、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする請求項４７に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 47, wherein k = 4, m = 3, and n = 2. ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする請求項４７に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 47, wherein k = 5, m = 3, and n = 2. ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝３であることを特徴とする請求項４８に記載の光ピックアップ装置。49. The optical pickup device according to claim 48, wherein k = 5, m = 3, and n = 3. ｋ＝６、ｍ＝４、ｎ＝３であることを特徴とする請求項４７に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 47, wherein k = 6, m = 4, and n = 3. ｋ＝７、ｍ＝４、ｎ＝４であることを特徴とする請求項４８に記載の光ピックアップ装置。49. The optical pickup device according to claim 48, wherein k = 7, m = 4, and n = 4. ｋ＝８、ｍ＝５、ｎ＝４であることを特徴とする請求項４７に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 47, wherein k = 8, m = 5, and n = 4. 回折光学素子は、前記第１光情報記録媒体と、前記第３光情報記録媒体に対して、各々異なった次数の回折光によって情報の再生及び／又は記録に必要な集光スポットを形成する回折面を有することを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ装置。The diffractive optical element forms diffraction spots on the first optical information recording medium and the third optical information recording medium by using diffracted lights of different orders, respectively, to form condensed spots necessary for reproducing and / or recording information. The optical pickup device according to claim 17, wherein the optical pickup device has a surface. 回折面は、回折光学素子の光学機能面の所定の領域に設けられてなり、基板厚ｔ１と基板厚ｔ３との基板厚差によって発生する球面収差および、前記波長λ１と前記波長λ３との波長差に基づく球面収差を補正する回折面である請求項６０に記載の光ピックアップ装置。The diffractive surface is provided in a predetermined area of the optical function surface of the diffractive optical element. 61. The optical pickup device according to claim 60, wherein the optical pickup device is a diffraction surface that corrects spherical aberration based on the difference. 前記互換光学素子は、前記波長λ１と前記波長λ２との波長差に基づく球面収差を補正する請求項６０乃至６１のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。62. The optical pickup device according to claim 60, wherein the compatible optical element corrects spherical aberration based on a wavelength difference between the wavelength λ1 and the wavelength λ2. 前記回折光学素子によって、前記λ１の光束に対してｋ（ｋは自然数）次の回折光が生じ、前記λ２の光束に対してｍ（ｍはｍ≠ｋである自然数）次の回折光が生じ、前記λ１の光束に対してｎ（ｎはｎ≠ｋである自然数）次の回折光が生じることを特徴とする請求項６０乃至６２のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。The diffractive optical element generates a k-th (k is a natural number) order diffracted light for the λ1 light beam, and generates an m-th (m is a natural number that is m ≠ k) -order diffracted light for the λ2 light beam. 63. The optical pickup device according to claim 60, wherein n-th (n is a natural number that is n ≠ k) order diffracted light is generated with respect to the light beam of λ1. ｍ≠ｎであることを特徴とする請求項６３に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 63, wherein m ≠ n. ｍ＝ｎであることを特徴とする請求項６３に記載の光ピックアップ装置。64. The optical pickup device according to claim 63, wherein m = n. ｋ＝１、ｍ＝０、ｎ＝２であることを特徴とする請求項６４に記載の光ピックアップ装置。65. The optical pickup device according to claim 64, wherein k = 1, m = 0, and n = 2. ｋ＝２、ｍ＝１、ｎ＝０であることを特徴とする請求項６４に記載の光ピックアップ装置。65. The optical pickup device according to claim 64, wherein k = 2, m = 1, and n = 0. ｋ＝３、ｍ＝２、ｎ＝２であることを特徴とする請求項６５に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 65, wherein k = 3, m = 2, and n = 2. ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝２であることを特徴とする請求項６４に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 64, wherein k = 5, m = 3, and n = 2. ｋ＝５、ｍ＝３、ｎ＝３であることを特徴とする請求項６５に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 65, wherein k = 5, m = 3, and n = 3. ｋ＝７、ｍ＝４、ｎ＝４であることを特徴とする請求項６５に記載の光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 65, wherein k = 7, m = 4, and n = 4.
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