JP2004288346A - 光ピックアップ装置用の光学素子、カップリングレンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対物レンズ16の回折構造が、光源波長がより長くなるよう変化すると、かかる回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有しているので、温度変化に伴う対物レンズの屈折率変化と、温度変化に伴う光源の波長変動に対して、球面収差をより良好に補正することが可能となる。又、1.1 ≧(n1×λ1)/(n3×λ3)≧ 0.9 を満たすことで、対物レンズ16の回折構造を介して高密度DVDの情報記録面に照射される回折光束の光量及びCDの情報記録面に照射される回折光束の光量がより高まるので、情報の書き込みエラーや読み取りエラーの発生などを効果的に抑制できる。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置用の光学素子、カップリングレンズ及び光ピックアップ装置に関し、特に、光源波長の異なる3つの光源から出射される光束を用いて、3つの異なる光情報記録媒体に対して、それぞれ情報の記録及び/又は再生が可能な光ピックアップ装置用の光学素子、カップリングレンズ及び光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、短波長赤色半導体レーザの実用化に伴い、従来の光ディスク(光情報記録媒体ともいう)である、CD(コンパクトディスク)と同程度の大きさで大容量化させた高密度の光ディスクであるDVD(デジタルバーサタイルディスク)が開発・製品化されているが、近い将来には、より高密度な次世代の光ディスクが登場することが予想される。このような次世代の光ディスクを媒体とした光情報記録再生装置(光ピックアップ装置ともいう)の集光光学系では、記録信号の高密度化を図るため、或いは高密度記録信号を再生するため、対物レンズを介して情報記録面上に集光するスポッ卜の径を小さくすることが要求される。そのためには、光源であるレーザの短波長化や対物レンズの高開口数(高NA)化が必要となる。短波長レーザ光源としてその実用化が期待されているのは、波長400nm程度の青紫色半導体レーザである。
【0003】
このような波長400nm程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録/再生を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が進んでいる。一例として、NA0.85、光源波長405nmの仕様で情報記録/再生を行う光ディスク(以下、本明細書ではかかる光ディスクを「高密度DVD」と呼ぶ)では、DVD(NA0.6、光源波長650nm、記憶容量4、7GB)と同じ大きさである直径12cmの光ディスクに対して、1面あたり20〜30GBの情報の記録が可能である。かかる高密度DVDの情報記録面に対して適切な集光スポットを形成できるように、回折構造を設けた集光光学系も開発されている(特許文献1参照)。
【特許文献1】
特開2002−236253号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように高密度DVDに対して適切に情報を記録/再生できるというだけでは、光ピックアップ装置の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したDVDやCDが販売されている現実をふまえると、高密度DVDに対して適切に情報を記録/再生できるだけでは足らず、例えばユーザーが所有している従来のDVD或いはCDに対しても同様に適切に情報を記録/再生できるようにすることが、互換タイプの光ピックアップ装置として製品の価値を高めることに通じるのである。このような背景から、互換タイプの光ピックアップ装置に用いる集光光学系は、高密度DVD、従来のDVD、CDいずれに対しても、適切に情報を記録/再生するために所定のスポット光量を確保する必要がある。ところが、上述した特許文献1においては、対物レンズに回折構造を設けた光ピックアップ装置については開示があるものの、かかる回折構造においては回折効率が考慮されていないため、最適なスポット光量を確保できない場合もあった。
【0005】
本発明は、かかる問題点に鑑みて成されたものであり、十分なスポット光量を確保しつつ、例えば高密度DVDと従来のDVD、CDの全てに対して適切に情報の記録及び/再生を行える光ピックアップ装置用の光学素子、カップリングレンズ及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、波長λ1の第1光源と、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、波長λ3(1.6・λ1≦λ3≦2.0・λ1且つλ2<λ3)の第3光源と、光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第1光源からの光束を、厚さt1の保護層を介して第1光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第2光源からの光束を、厚さt2(0.8・t1≦t2≦1.2・t1)の保護層を介して第2光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、更に前記第3光源からの光束を、厚さt3(1.9・t1≦t3≦2.1・t1)の保護層を介して第3光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置用の光学素子において、
前記光学素子の少なくとも1面には回折構造が設けられ、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それぞれ記録及び/又は再生を行う際に、前記第1光源、前記第2光源、及び前記第3光源からそれぞれ照射された光束は、前記回折構造を共通して通過した後、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光情報記録媒体の情報記録面のそれぞれに集光されてスポットを形成するようになっており、
更に、前記波長λ1、λ3の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をそれぞれn1、n3(n1、n3は自然数)とすると、
1.1 ≧(n1×λ1)/(n3×λ3)≧ 0.9 (1)
を満たすことを特徴とする。
【0007】
請求項1に記載の光学素子においては、(1)式を満たすことで、前記光学素子の回折構造を介して前記第1光情報記録媒体の情報記録面に照射される回折光束の光量及び前記第3光情報記録媒体の情報記録面に照射される回折光束の光量がより高まる[(n1×λ1)/(n3×λ3)が1に近い程良い]ので、情報の書き込みエラーや読み取りエラーの発生などを効果的に抑制できる。
【0008】
請求項2に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項1に記載の発明において、前記次数n1,n3が、 n1:n3=2:1(2)
を満たすので、回折構造の段差量をなるべく小さくでき、それにより前記光学素子の実質的な透過率の損失を抑えることができる。
【0009】
請求項3に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項2に記載の発明において、前記波長λ1の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm1とすると、
m1=0 (3)
であるので、球面収差等を補正する上で最も困難とされる前記波長λ1の光束を平行光束として前記光学素子に入射させることで、その軸外特性を良好にし、より適切な補正を行えるようにしている。又、前記光学素子に加えて、ビームシェイパーやビームエキスパンダー等を用いて光束を整形するような場合、それらを前記光学素子の光源側に挿入すると平行光束が入射するようになり、それにより適切に整形を行うことができる。尚、以上の発明の趣旨から解釈して、光学系倍率m1=0というときは、1%程度の誤差を見込み、少なくとも|m1|≦1/100の場合を含むものとする。
【0010】
請求項4に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項2又は3に記載の発明において、前記波長λ3の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm3とすると、
−1/12.0≦ m3 ≦ −1/16.0 (4)
であるので、前記第1及び前記第2光情報記録媒体の保護層と、前記第3光情報記録媒体の保護層との厚さの違いや波長の違いによる球面収差の差を、(4)式に従う発散光束として前記第3光源からの光束を前記光学素子に入射させることで、適切に補正できる。
【0011】
請求項5に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項2又は3に記載の発明において、前記波長λ3の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm3とすると、
−1/12.0≦ m3 ≦ −1/13.4 (4’)
であると、より好ましい。
【0012】
請求項6に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項2乃至5のいずれかに記載の発明において、前記波長λ2の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をn2(n2は自然数)とすると、
(n2×λ2)/(n3×λ3)≦ 1 (5)
であることを特徴とする。設計的には(n2×λ2)は、種々の値を取り得るが、いわゆる2レーザ1パッケージと呼ばれる、現在実用化されている前記第2光源と前記第3光源とを同じ基板上に配置したユニット光源を用いる場合、どちらの光源からの光束に対しても前記光学素子の光学系倍率を等しくする必要がある。そこで、(5)式を満たすようにすることで、前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率と、前記波長λ3の光束に対する前記光学素子の光学系倍率とを等しくできるようにしている。
【0013】
請求項7に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項6に記載の発明において、前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
−1/12.0≦ m2 ≦ −1/17.0 (6)
であるので、いわゆる2レーザ1パッケージのごときユニット光源を用いることができる。
【0014】
請求項8に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項6に記載の発明において、前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
−1/12.0≦ m2 ≦ −1/13.4 (6’)
であると、より好ましい。
【0015】
請求項9に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項7又は8に記載の発明において、前記波長λ2の光束を出射する第2光源と、前記波長λ3の光を出射する第3光源とがユニット化され、いわゆる2レーザ1パッケージのごときユニット光源となっていれば、光ピックアップ装置のコンパクト化が図れる。尚、「光源がユニット化される」とは、例えば2つの光源が同一基板上に取り付けられて一体化されたごとき構成をいうが、これに限られることはない。
【0016】
請求項10に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項2乃至5のいずれかに記載の発明において、前記波長λ2の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をn2(n2は自然数)とすると、
(n1×λ1)/(n2×λ2)≦ 1 (7)
であると好ましい。将来的には、前記第1光源と前記第2光源とを同じ基板上に配置したユニット光源も開発されることが十分予想され、かかる場合、どちらの光源からの光束に対しても前記光学素子の光学系倍率を等しくする必要がある。そこで、(7)式を満たすようにすることで、前記波長λ1の光束に対する前記光学素子の光学系倍率と、前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率とを等しくできるようにしている。
【0017】
請求項11に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項3,4,5又は10に記載の発明において、前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
m2=0 (8)
であるので、いわゆる前記第1光源と前記第2光源とが同一基板上に配置されたユニット光源が開発されたとき、これを用いることができる。尚、以上の発明の趣旨から解釈して、光学系倍率m2=0というときは、1%程度の誤差を見込み、少なくとも|m2|≦1/100の場合を含むものとする。
【0018】
請求項12に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項7,8又は11に記載の発明において、前記回折構造が、光源波長がより長くなるよう変化すると、前記回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有することを特徴とする。前記回折構造が、光源波長がより長くなるよう変化すると、前記回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有しているので、前記回折構造に各光源からの光束を通過させることで、屈折効果により温度変化時に生じる球面収差や光源のロット間バラツキが原因で生じる球面収差を減少させる方向に補正を行えるため、その集光スポットにおける波面収差をより小さく抑えることができる。
【0019】
請求項13に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項11又は12に記載の発明において、前記波長λ1の光束を出射する第1光源と、前記波長λ2の光を出射する第2光源とがユニット化されていると、光ピックアップ装置のコンパクト化が図れる。
【0020】
請求項14に記載の光ピックアップ装置用の前記光学素子は、請求項2乃至13のいずれかに記載の発明において、対物レンズであると好ましいが、これに限られることはない。
【0021】
請求項15に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項1乃至14のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しないダイクロイックコートを施した第2領域と、を有していると、前記第3光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0022】
請求項16に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項15に記載の発明において、前記ダイクロイックコートが施されている光学面には、回折構造が設けられていないと、コートムラの要因を減少させることができる。
【0023】
請求項17に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項1乃至14のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させて情報記録面に集光させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しても情報記録面に集光させない第2領域と、を有し、前記第1領域には第1回折構造が設けられており、前記第2領域には第2回折構造が設けられており、前記第1回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Aとし、前記第1回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Dとし、前記第2回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Aとし、前記第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Dとしたときに、
n1A:n1D≠n2A:n2D (9)
であることを特徴とする。
【0024】
ところで、前記第3光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NAを、それ以外の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NAより小さくすることが行われるが、かかる場合には、前記第3光情報記録媒体に使用時に開口数NAを絞り込む構成が必要となる。本発明においては、(9)式を満たすようにしている。3つの光情報記録媒体の互換を実現するためには、波長λ1、λ2、λ3の光が入射した場合に生じる最大の回折効率を有する次数の組み合わせに対して、それぞれの光に対する対物光学素子の光学系倍率を変える必要がある。それぞれの光に対する対物光学素子の光学系倍率は第1領域と第2領域とで同じであるが回折次数の組み合わせを変えているため、前記第2領域を通過した前記波長λ3の光束における最大の回折効率を有する回折光に球面収差を持たせることができ、従って前記第3光情報記録媒体の情報記録面に集光がなされず、それにより開口数NAを絞る効果が得られる。
【0025】
請求項18に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項1乃至14のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させて情報記録面に集光させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しても情報記録面に集光させない第2領域と、を有し、前記第1領域には第1回折構造が設けられており、前記第2領域には第2回折構造が設けられており、前記第1回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Aとし、前記第1回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Dとし、前記第2回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Aとし、前記第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Dとしたときに、
n1A:n1D=n2A:n2D (10)
であり、n2Aは奇数であることを特徴とする。
【0026】
本発明においては、(10)式を満たしているので、前記波長λ3が前記波長λ1の2倍であるとするならば、前記第2回折構造を通過した前記波長λ1の光束における最大の回折効率の次数をn2Aとすると、前記第2回折構造を通過した前記波長λ3の光束における最大の回折効率は次数n2A/2となるため、次数n2Aが偶数であれば、前記第2領域を通過した前記波長λ3の光束における最大の回折効率を有する回折光に球面収差を持たせることができなくなる。しかしながら、n2Aを奇数とすればn2A/2に近い整数の次数の回折効率が高くなる。その回折光は集光されないため、前記第2回折構造を通過した波長λ3の光は前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に効率よく集光されず、開口数NAを絞ることができる。
【0027】
請求項19に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項18に記載の発明において、n2A=5、n2D=3であることを特徴とするので、適切な次数の回折光を用いて前記第1及び第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0028】
請求項20に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項18及び21のいずれかに記載の発明において、n2A=3、n2D=2であることを特徴とするので、適切な次数の回折光を用いて前記第1及び第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0029】
請求項21に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項18に記載の発明において、前記第2回折構造により生じる波長λ3の回折光のうち、最大の回折効率は60%以下であることを特徴とするので、前記第3光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0030】
請求項22に記載の光ピックアップ装置用の光学素子は、請求項18乃至21のいずれかに記載の発明において、前記波長λ1の光束に対して色補正を行うことを特徴とする。波長λ1とλ2の光が入射した場合に生じる最大の回折効率を有する回折次数の組み合わせが第1回折構造と第2回折構造とで異なる場合は、回折の近軸パワーを利用してそれぞれの領域を通過した回折光の集光位置を一致させる必要がある。これに対し、(10)式を満たせば、回折の近軸パワーを利用して、前記波長λ1又はλ2の光束に対して色補正を行うことができるため、前記第1の光情報記録媒体に対してより適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0031】
請求項23に記載の光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源と、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、波長λ3(1.6・λ1≦λ3≦2.0・λ1且つλ2<λ3)の第3光源と、光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第1光源からの光束を、厚さt1の保護層を介して第1光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第2光源からの光束を、厚さt2(0.8・t1≦t2≦1.2・t1)の保護層を介して第2光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、更に前記第3光源からの光束を、厚さt3(1.9・t1≦t3≦2.1・t1)の保護層を介して第3光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記光学素子の少なくとも1面には第1回折構造が設けられ、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それぞれ記録及び/又は再生を行う際に、前記第1光源、前記第2光源、及び前記第3光源からそれぞれ照射された光束は、前記第1回折構造を共通して通過した後、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光情報記録媒体の情報記録面のそれぞれに集光されてスポットを形成するようになっており、
更に、前記波長λ1、λ3の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記第1回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をそれぞれn1、n3(n1、n3は自然数)とすると、
1.1 ≧(n1×λ1)/(n3×λ3)≧ 0.9 (1)
を満たすことを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項1に記載の発明と同様である。
【0032】
請求項24に記載の光ピックアップ装置は、請求項23の発明において、前記次数n1,n3は、
n1:n3=2:1 (2)
を満たすことを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項2に記載の発明と同様である。
【0033】
請求項25に記載の光ピックアップ装置は、請求項24の発明において、前記波長λ1の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm1とすると、
m1=0 (3)
であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項3に記載の発明と同様である。
【0034】
請求項26に記載の光ピックアップ装置は、請求項24又は25の発明において、前記波長λ3の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm3とすると、
−1/12.0≦ m3 ≦ −1/16.0 (4)
であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項4に記載の発明と同様である。
【0035】
請求項27に記載の光ピックアップ装置は、請求項24又は25の発明において、前記波長λ3の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm3とすると、
−1/12.0≦ m3 ≦ −1/13.4 (4’)
であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項5に記載の発明と同様である。
【0036】
請求項28に記載の光ピックアップ装置は、請求項24乃至27のいずれかの発明において、前記波長λ2の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記第1回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をn2(n2は自然数)とすると、
(n2×λ2)/(n3×λ3)≦ 1 (5)
であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項6に記載の発明と同様である。
【0037】
請求項29に記載の光ピックアップ装置は、請求項28の発明において、前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
−1/12.0≦ m2 ≦ −1/17.0 (6)
であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項7に記載の発明と同様である。
【0038】
請求項30に記載の光ピックアップ装置は、請求項28の発明において、前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
−1/12.0≦ m2 ≦ −1/13.4 (6’)
であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項8に記載の発明と同様である。
【0039】
請求項31に記載の光ピックアップ装置は、請求項30の発明において、前記波長λ2の光束を出射する第2光源と、前記波長λ3の光を出射する第3光源とがユニット化されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項9に記載の発明と同様である。
【0040】
請求項32に記載の光ピックアップ装置は、請求項24乃至27のいずれかの発明において、前記波長λ2の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記第1回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をn2(n2は自然数)とすると、
(n1×λ1)/(n2×λ2)≦ 1 (7)
であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項10に記載の発明と同様である。
【0041】
請求項33に記載の光ピックアップ装置は、請求項25,26,27又は32の発明において、前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
m2=0 (8)
であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項11に記載の発明と同様である。
【0042】
請求項34に記載の光ピックアップ装置は、請求項29,30又は33に記載の発明において、前記第1回折構造が、光源波長がより長くなるよう変化すると、前記回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項12に記載の発明と同様である。
【0043】
請求項35に記載の光ピックアップ装置は、請求項33又は34に記載の発明において、前記波長λ1の光束を出射する第1光源と、前記波長λ2の光を出射する第2光源とがユニット化されていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項13に記載の発明と同様である。
【0044】
請求項36に記載の光ピックアップ装置は、請求項24乃至35のいずれかに記載の発明において、前記光学素子が対物レンズであることを特徴とする。
【0045】
請求項37に記載の光ピックアップ装置は、請求項23乃至31のいずれかに記載の発明において、前記波長λ2の光束は、前記光学素子に対して発散光束の状態で入射し、且つ前記第2光源と前記光学素子との間にはカップリングレンズが配置されていることを特徴とする。
【0046】
請求項38に記載の光ピックアップ装置は、請求項37に記載の発明において、前記第2光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NADに対応する位置を境界として、前記カップリングレンズの光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ2の光束は、前記内側領域を通過したときと、前記外側領域とを通過したときとで発散角が異なることを特徴とする。
【0047】
ところで、光情報記録媒体における保護層の厚さが異なると、各光情報記録媒体に対する情報の記録及び/又は再生時における対物レンズの倍率が同じ場合には、異なる厚さの保護層を有する光情報記録媒体の情報記録面における集光スポットに球面収差が発生する。これに対し、異なる厚さの保護層を介して集光させた場合でも適切な集光スポットを形成するために発散角を変えるようにし、例えば一方は無限光束、他方は有限光束として対物光学素子に入射させることが行われている。しかしながら、球面収差は補正されても正弦条件を共に満足することは出来ない。正弦条件が満足されていない対物光学素子において特に有限光が入射する場合、組立精度の問題やトラッキングなどで対物光学素子と他の光学素子との間に光軸ズレが生じた場合は、無視できないコマ収差が発生する恐れがある。
【0048】
そこで、本発明では、かかる問題を以下のようにして解消している。より具体的に本発明を説明すると、光ピックアップ装置を示す図1を参照して、たとえばカップリングレンズ(コリメータ)115には、開口数NAD=0.65に対応する位置(有効径という)付近を境として球面収差の発生量を変化させる回折構造等を設けることができる。この場合、集光光学系全体で見ると、NADの範囲内では球面収差が回折限界以下であり、そのNADの外側の領域ではオーバーの球面収差を発生させている。このようにすることで、波長λ2の光束を有限光束の状態で入射させた場合でも、対物光学素子(対物レンズ)16が光軸に垂直な方向にシフトした場合のコマ収差を補正することが可能となる。
【0049】
すなわち、対物光学素子とカップリングレンズとの光軸ズレがなければ、前記波長λ2の光束は、有効径の外側を通過した場合、集光スポットの内側に関与しないため、特にカップリングレンズに工夫を凝らさなくても、適切に情報の記録及び/又は再生を行えるのに対し、両者に光軸ズレがあった場合には、例えばカップリングレンズの有効径外を介して、対物光学素子の有効径内に入射した光束は、情報記録面において収差劣化が著しいものとなってしまい、適切な情報の記録及び/又は再生を阻害することになる。そこで、上述したカップリングレンズを用いることで、有効径外を通過した光束について情報記録面に集光させないようにし、対物光学素子の有効径とカップリングレンズの有効径が重合した領域のみを通過した収差劣化の少ない光束を用いて、適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができるのである。又、波長λ1の光束は無限光束で対物光学素子に入射するので、上述のごときカップリングレンズを設けても、第1光情報記録媒体の情報の記録及び/又は再生には悪影響はない。
【0050】
請求項39に記載の光ピックアップ装置は、請求項38に記載の発明において、前記外側領域を通過した前記波長λ2の光束の発散角は、前記内側領域を通過した前記波長λ2の光束の発散角よりも大きいことを特徴とするので、上述の効果をより有効に発揮できる。
【0051】
請求項40に記載の光ピックアップ装置は、請求項37乃至39のいずれかに記載の発明において、前記波長λ3の光束は、前記カップリングレンズを通過して前記光学素子に入射することを特徴とするので、光ピックアップ装置の構成を簡素化できる。
【0052】
請求項41に記載の光ピックアップ装置は、請求項40に記載の発明において、前記第3光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NACに対応する位置を境界として、前記カップリングレンズの光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ3の光束は、前記内側領域を通過したときと、前記外側領域とを通過したときとで発散角が異なることを特徴とするので、波長λ3の光束を有限光束の状態で対物光学素子に入射させた場合にも、より適切な情報の記録及び/又は再生を行うことができる。
【0053】
請求項42に記載の光ピックアップ装置は、請求項38乃至41のいずれかに記載の発明において、前記カップリングレンズの前記内側領域と前記外側領域の少なくとも一方に回折構造を設けたことを特徴とするので、上述の作用を実現できる。
【0054】
請求項43に記載の光ピックアップ装置は、請求項37に記載の発明において、前記第2光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NADに対応する位置を境界として、前記カップリングレンズの光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ2の光束を通過させないダイクロイックコートを前記外側領域に施し、前記第2光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NADに対応する位置を境界として、前記光学素子の光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ2の光束を通過させないダイクロイックコートを前記外側領域に施していることを特徴とするので、対物光学素子の開口数NADに対応した有効径と、カップリングレンズの開口数NADに対応した有効径が重合した領域のみを通過した収差劣化の少ない光束を用いて、適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる。尚、「光束を通過させない」とは、情報の記録及び/又は再生に影響を与えない程度に光透過量を減少させる(光透過量ゼロを含む)ことを意味する。
【0055】
請求項44に記載の光ピックアップ装置は、請求項37に記載の発明において、前記第3光源と前記光学素子との間にはカップリングレンズが配置されており、前記第3光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NACに対応する位置を境界として、前記カップリングレンズの光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ3の光束を通過させないダイクロイックコートを前記外側領域に施し、前記第3光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NACに対応する位置を境界として、前記光学素子の光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ3の光束を通過させないダイクロイックコートを前記外側領域に施していることを特徴とするので、対物光学素子の開口数NACに対応した有効径と、カップリングレンズの開口数NACに対応した有効径が重合した領域のみを通過した収差劣化の少ない光束を用いて、適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる。
【0056】
請求項45に記載の光ピックアップ装置は、請求項37乃至44のいずれかに記載の光ピックアップ装置に用いるカップリングレンズにおいて、前記波長λ1の光束は、前記カップリングレンズを通過して前記光学素子に入射することを特徴とする。
【0057】
請求項46に記載の光ピックアップ装置は、請求項23乃至44のいずれかに記載の発明において、前記波長λ3の光束の光路上において、前記集光光学系より光源側に、前記波長λ3の光束に対する開口制限素子が配置されていると、前記第3光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0058】
請求項47に記載の光ピックアップ装置は、請求項46に記載の発明において、前記開口制限素子はダイクロイックフィルタであると好ましい。
【0059】
請求項48に記載の光ピックアップ装置は、請求項46に記載の発明において、前記開口制限素子はダイクロイックプリズムであると好ましい。
【0060】
請求項49に記載の光ピックアップ装置は、請求項46に記載の発明において、前記開口制限素子はカップリングレンズであると好ましい。
【0061】
請求項50に記載の光ピックアップ装置は、請求項46に記載の発明において、前記開口制限素子は位相差板であると好ましい。
【0062】
請求項51に記載の光ピックアップ装置は、請求項23乃至44,46乃至50のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しないダイクロイックコートを施した第2領域と、を有することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項15に記載の発明と同様である。
【0063】
請求項52に記載の光ピックアップ装置は、請求項51に記載の発明において、前記ダイクロイックコートが施されている光学面には、回折構造が設けられていないことを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項16に記載の発明と同様である。
【0064】
請求項53に記載の光ピックアップ装置は、請求項23乃至44,46乃至52のいずれかに記載の発明において、前記集光光学系の少なくとも一つの光学面は、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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しないダイクロイックコートを施した第2領域と、を有していると、前記第3光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0065】
請求項54に記載の光ピックアップ装置は、請求項23乃至44,46乃至53のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させて情報記録面に集光させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しても情報記録面に集光させない第2領域と、を有し、前記第1領域には第1回折構造が設けられており、前記第2領域には第2回折構造が設けられており、前記第1回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Aとし、前記第1回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Dとし、前記第2回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Aとし、前記第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Dとしたときに、
n1A:n1D≠n2A:n2D (9)
であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項17に記載の発明と同様である。
【0066】
請求項55に記載の光ピックアップ装置は、請求項23乃至44,46乃至53のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させて情報記録面に集光させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しても情報記録面に集光させない第2領域と、を有し、前記第1領域には第1回折構造が設けられており、前記第2領域には第2回折構造が設けられており、前記第1回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Aとし、前記第1回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Dとし、前記第2回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Aとし、前記第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Dとしたときに、
n1A:n1D=n2A:n2D (10)
であり、n2Aは奇数であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項18に記載の発明と同様である。
【0067】
請求項56に記載の光ピックアップ装置は、請求項55に記載の発明において、n2A=5、n2D=3であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項19に記載の発明と同様である。
【0068】
請求項57に記載の光ピックアップ装置は、請求項55に記載の発明において、n2A=3、n2D=2であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項20に記載の発明と同様である。
【0069】
請求項58に記載の光ピックアップ装置は、請求項55乃至57のいずれかに記載の発明において、前記第2回折構造により生じる波長λ3の回折光のうち、最大の回折効率は60%以下であることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項21に記載の発明と同様である。
【0070】
請求項59に記載の光ピックアップ装置は、請求項55乃至58のいずれかに記載の発明において、前記波長λ1の光束に対して色補正を行うことを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項22に記載の発明と同様である。
【0071】
請求項60に記載の光ピックアップ装置は、請求項33乃至59のいずれかに記載の発明において、前記第3光源はホロレーザであると、前記第3光源と光検出器をユニット化したものであるから、光ピックアップ装置をよりコンパクト化できる。
【0072】
請求項61に記載の光ピックアップ装置は、請求項33に記載の発明において、前記波長λ1の光束の光路上に、前記波長λ1の光束について色収差補正を行うための第1色収差補正素子が配置されていると、前記第1情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0073】
請求項62に記載の光ピックアップ装置は、請求項61に記載の発明において、前記波長λ2の光の光路上に、前記波長λ2の光束について色収差補正を行うための第2色収差補正素子が配置されていると、前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0074】
請求項63に記載の光ピックアップ装置は、請求項33に記載の発明において、前記波長λ1の光束のみが通過する光路上に、前記波長λ1の光束について色収差補正を行うための第1色収差補正素子が配置され、前記波長λ2の光束のみが通過する光路上に、前記波長λ2の光束について色収差補正を行うための第2色収差補正素子が配置されていると、前記第1及び前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0075】
請求項64に記載の光ピックアップ装置は、請求項33に記載の発明において、前記波長λ1の光束と前記波長λ2の光束とが共通して通過する光路上に、前記波長λ1の光束について色収差補正を行うための第1色収差補正素子が配置され、前記波長λ2の光束のみが通過する光路上に、前記波長λ2の光束について色収差補正を行うための第2色収差補正素子が配置されていると、前記第1及び前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0076】
請求項65に記載の光ピックアップ装置は、請求項21又は61乃至64のいずれかに記載の発明において、前記波長λ1の光束と前記波長λ2の光束とが共通して通過する光路上にコリメータが配置されていると、前記第1及び前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0077】
請求項66に記載の光ピックアップ装置は、請求項65に記載の発明において、前記波長λ1の光束が通過する光路上には、前記コリメータより光源側に、前記波長λ1の光束を整形するための第1ビームシェイパーが配置されていると、前記第1光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0078】
請求項67に記載の光ピックアップ装置は、請求項66に記載の発明において、前記第1ビームシェイパーは、前記波長λ1の光束について色収差を補正すると、前記第1光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行えるとともに、光ピックアップ装置の構成をより簡素化できる。
【0079】
請求項68に記載の光ピックアップ装置は、請求項65に記載の発明において、前記波長λ2の光束が通過する光路上には、前記コリメータより光源側に、前記波長λ2の光束を整形するための第2ビームシェイパーが配置されていると、前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0080】
請求項69に記載の光ピックアップ装置は、請求項68に記載の発明において、前記第2ビームシェイパーは、前記波長λ2の光束について色収差を補正すると、前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行えるとともに、光ピックアップ装置の構成をより簡素化できる。
【0081】
請求項70に記載の光ピックアップ装置は、請求項65に記載の発明において、前記波長λ1の光束と前記第2の光束とが共通して通過する光路上には、前記コリメータより光源側に、前記波長λ1の光束を整形し又は前記波長λ2の光束を整形するためのビームシェイパーが配置されていると、前記第1及び前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0082】
請求項71に記載の光ピックアップ装置は、請求項65乃至70のいずれかに記載の発明において、前記コリメータの硝材はプラスチックであると、低コストで生産が可能である。
【0083】
請求項72に記載の光ピックアップ装置は、請求項65に記載の発明において、前記波長λ1の光束と前記波長λ2の光束とが共通して通過する光路上において、前記コリメータと前記集光光学系との間に、前記波長λ1の光束を整形し又は前記波長λ2の光束を整形するためのビーム整形プリズムが配置されていると、前記第1及び前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0084】
請求項73に記載の光ピックアップ装置は、請求項72に記載の発明において、前記コリメータの硝材はガラスであると、優れた光学特性を得ることができる。
【0085】
請求項74に記載の光ピックアップ装置は、請求項33、61乃至63のいずれかに記載の発明において、前記波長λ1の光束のみが通過する光路上に第1コリメータが配置され、前記波長λ2の光束のみが通過する光路上に第2コリメータが配置されていると、前記第1及び前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0086】
請求項75に記載の光ピックアップ装置は、請求項74に記載の発明において、前記第1コリメータと前記第2コリメータのうち、少なくとも一方のコリメータの硝材はプラスチックであると、低コストで生産できる。
【0087】
請求項76に記載の光ピックアップ装置は、請求項75に記載の発明において、プラスチックを硝材とする前記少なくとも一方のコリメータが色収差補正素子であると、前記第1及び/又は前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0088】
請求項77に記載の光ピックアップ装置は、請求項74に記載の発明において、前記波長λ1の光束が通過する光路上には、前記第1コリメータより光源側に、前記波長λ1の光束を整形するための第1ビームシェイパーが配置されていると、前記第1光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0089】
請求項78に記載の光ピックアップ装置は、請求項77に記載の発明において、前記第1ビームシェイパーは前記第1色収差補正素子であると、前記第1光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行えるとともに、光ピックアップ装置の構成をより簡素化できる。
【0090】
請求項79に記載の光ピックアップ装置は、請求項78に記載の発明において、前記波長λ2の光束が通過する光路上には、前記コリメータより光源側に、前記波長λ2の光束を整形するための第2ビームシェイパーが配置されていると、前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0091】
請求項80に記載の光ピックアップ装置は、請求項79に記載の発明において、前記第2ビームシェイパーは前記第2色収差補正素子であると、前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行えるとともに、光ピックアップ装置の構成をより簡素化できる。
【0092】
請求項81に記載の光ピックアップ装置は、請求項74に記載の発明において、前記波長λ1の光の光路上には、前記第1コリメータと前記集光光学系との間に、前記波長λ1の光束を整形するための第1ビーム整形プリズムが配置されていると、前記第1光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0093】
請求項82に記載の光ピックアップ装置は、請求項81に記載の発明において、前記波長λ2の光の光路上には、前記第2コリメータと前記集光光学系との間に、前記波長λ2の光束を整形するための第2ビーム整形プリズムが配置されていると、前記第2光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える。
【0094】
請求項83に記載の光ピックアップ装置は、請求項37乃至82のいずれかに記載の発明において、前記光学素子が対物レンズ(すなわち対物光学素子)であると好ましい。
【0095】
本明細書で用いる「色収差補正」とは、波長が変化した場合に、対物光学素子による光軸方向の集光スポット位置(集光スポットの波面収差が最小となる位置)の変動を抑えることをいい、その結果、波長変動前の集光スポット位置(集光スポットの波面収差が最小となる位置)における波長変動後の波面収差が、光情報記録媒体に対する情報の記録及び/又は再生可能な範囲に抑えられることをいう。
【0096】
本明細書中、「球面収差をアンダーにする」とは、図1に示すように、近軸像点位置を原点とする球面収差において、近軸像点よりも物点側で光軸と交わるようにする場合を「アンダーにする」と定義する。尚、近軸像点よりも像点側で光軸と交わるようにする場合を「オーバーにする」という。
【0097】
本明細書中で用いる「回折構造」とは、光学素子の表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせた部分のことをいう。レリーフの形状としては、光学素子の表面に、光軸を中心とする略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものであり、そのような形状を特に「回折輪帯」という。
【0098】
本明細書中において、対物光学素子とは、狭義には光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズ(例えば対物レンズ)を指し、広義にはそのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズを指すものとする。従って、本明細書中において、光学素子の光情報記録媒体側(像側)の開口数NAとは、光学素子の最も光情報記録媒体側に位置する面の開口数NAを指すものである。また、本明細書中では必要開口数NAは、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数、あるいはそれぞれの光情報記録媒体に対して、使用する光源の波長に応じ、情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる回折限界性能の対物レンズの開口数を示すものとする。
【0099】
本明細書中において、第1光情報記録媒体とは、例えば、高密度DVD系の光ディスクをいい、第2光情報記録媒体とは、再生専用に用いるDVD−ROM,DVD−Videoの他、再生/記録を兼ねるDVD−RAM,DVD−R,DVD−RW等の各種DVD系の光ディスクを含むものである。又、第3光情報記録媒体とは、CD−R,CD−RW等のCD系の光ディスクをいう。
【0100】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図2は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第1の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。尚、本実施の形態においては、第1半導体レーザ111と第2半導体レーザ112とは、同一基板上に隣接して配置され、いわゆる2レーザ1パッケージのごときユニット光源を構成しており、請求項11、33に記載の光ピックアップ装置に対応している。
【0101】
図2においては、第1光源としての第1半導体レーザ111(波長λ1=380nm〜450nm)から出射された光束は、1/4波長板113及び第1のビームスプリッタ114を透過し、コリメータ115で平行光束に変換された後、更に第2のビームスプリッタ116を通過し、さらに絞り17によって絞られ、集光光学素子としての対物レンズ16により第1の光ディスク20の保護層21(厚さt1=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面22に集光される。
【0102】
そして情報記録面22で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16、絞り17を透過して、第2のビームスプリッタ116,コリメータ115を通過し、第1のビームスプリッタ114に入射し、ここで反射され、シリンドリカルレンズ117で非点収差が与えられ、凹レンズ118を介して光検出器119上へ入射し、その出力信号を用いて、第1の光ディスク20に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0103】
また、光検出器119上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第1半導体レーザ111からの光束を第1の光ディスク20の記録面22上に結像するように対物レンズ16を移動させると共に、半導体レーザ111からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ16を移動させる。
【0104】
一方、第2光源としての第2半導体レーザ112(波長λ2=600nm〜700nm)から出射された光束は、1/4波長板113及び第1のビームスプリッタ114を透過し、コリメータ115で平行光束に変換された後、更に第2のビームスプリッタ116を通過し、さらに絞り17によって絞られ、集光光学素子としての対物レンズ16により第2の光ディスク20の保護層21(厚さt2=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面22に集光される。
【0105】
そして情報記録面22で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16、絞り17を透過して、第2のビームスプリッタ116,コリメータ115を通過し、第1のビームスプリッタ114に入射し、ここで反射され、シリンドリカルレンズ117で非点収差が与えられ、凹レンズ118を介して光検出器119上へ入射し、その出力信号を用いて、第2の光ディスク20に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0106】
また、光検出器119上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第2の半導体レーザ112からの光束を第2の光ディスク20の記録面22上に結像するように対物レンズ16を移動させると共に、半導体レーザ112からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ16を移動させる。
【0107】
更に、第3光源としての第3半導体レーザ121(波長λ3=700nm〜800nm)から出射された光束は、1/4波長板123及び第3のビームスプリッタ124を透過し、補正素子であるコリメータ125で平行光束に変換された後、更に第2のビームスプリッタ116を通過し、さらに絞り17によって絞られ、対物レンズ16により第3の光ディスク20の保護層21(厚さt3=1.1〜1.3mm、好ましくは1.2mm)を介して情報記録面22に集光される。
【0108】
そして情報記録面22で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16、絞り17を透過して、第2のビームスプリッタ116に入射し,ここで反射され、コリメータ125を通過し、第3のビームスプリッタ124に入射し、更に反射され、シリンドリカルレンズ127で非点収差が与えられ、凹レンズ128を介して光検出器129上へ入射し、その出力信号を用いて、第3の光ディスク20に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0109】
また、光検出器129上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第3の半導体レーザ121からの光束を第3の光ディスク20の記録面22上に結像するように対物レンズ16を移動させると共に、半導体レーザ121からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ16を移動させる。
【0110】
尚、以上の実施の形態においては、第1光源と第2光源とを同一基板上に配置しているが、それに限らず第2光源と第3光源とを同一基板上に配置しても良いし、第1光源、第2光源及び第3光源を同一基板上でなく、異なる位置に配置しても良い。
【0111】
図3は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第2の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【0112】
図3においては、第1光源としての第1半導体レーザAL(波長λ1=380nm〜450nm)から出射された光束は、1/4波長板HFで反射され、第1ビームスプリッタBS1を通過し、プラスチック製のコリメータPLCLで平行光束に変換された後、更に第2のビームスプリッタBS2を通過し、集光光学素子としての対物レンズOBLにより第1の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt1=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0113】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2,コリメータPLCL、第1のビームスプリッタBS1を通過し、1/4波長板HFを通過し、第1光源用の光検出器AS上へ入射し、その出力信号を用いて、第1の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0114】
また、光検出器AS上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第1半導体レーザALからの光束を第1の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザALからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0115】
一方、第2光源でありホロレーザでもある第2半導体レーザDHL(波長λ2=600nm〜700nm)から出射された光束は、第1ビームスプリッタBS1で反射され、プラスチック製のコリメータPLCLで平行光束に変換された後、更に第2のビームスプリッタBS2を通過し、集光光学素子としての対物レンズOBLにより第2の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt2=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0116】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2,コリメータPLCLを通過し、第1のビームスプリッタBS1で反射され、第2半導体レーザDHL内の光検出器(不図示)上へ入射し、その出力信号を用いて、第2の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0117】
また、その光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第2の半導体レーザDHLからの光束を第2の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザDHLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0118】
更に、第3光源でありホロレーザでもある第3半導体レーザCHL(波長λ3=700nm〜800nm)から出射された光束は、カップリングレンズCPLを通過し、第2のビームスプリッタBS2で反射されて、発散拘束の状態で集光光学素子である対物レンズ16入射し、そこから第3の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt3=1.1〜1.3mm、好ましくは1.2mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0119】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2に入射し,ここで反射され、カップリングレンズCPLで集光されて、第3半導体レーザCHL内の光検出器(不図示)上へ入射し、その出力信号を用いて、第3の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0120】
また、その光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第3の半導体レーザCHLからの光束を第3の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザCHLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0121】
本実施の形態において、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部(光軸を中心とした膜が形成されていない円形領域)を有する遮光膜を、カップリングレンズCPLの光学面に付与することで、波長λ3の光束を円形非膜部のみを介して通過させることにより、カップリングレンズCPLを開口制限素子として用いることができる(請求項46、49参照)。
【0122】
ただし、変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば第2のビームスプリッタBS2と対物レンズOBLとの間に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを備えたダイクロイックフィルタを、開口制限素子として設けてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する(請求項47参照)。
【0123】
更に、別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば波長λ3の光路内に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成したダイクロイックプリズムを設けて、開口制限素子としてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する(請求項51参照)。
【0124】
又、更に別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば対物レンズOBLの光学面に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成してもよい。この場合、ダイクロイックコートのある領域は、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するので第2領域として機能し、円形非膜部は第1領域として機能する(請求項50参照)。かかる場合、ダイクロイックコートのある領域には回折構造は設けられていない(請求項51参照)。
【0125】
本実施の形態では、対物レンズOBLの円形非膜部に回折構造を設けて、前記第1半導体レーザALからの光束又は前記第2半導体レーザDHLからの光束について色収差を補正している(請求項37,38参照)。すなわち、対物レンズOBLが第1色収差補正素子又は第2色収差補正素子を構成する。尚、その変形例として、対物レンズOBLの円形非膜部に回折構造を設ける代わりに、それに対応するコリメータPLCLの領域に、同様な色収差機能を備えた回折構造を設けてもよい。又、別な変形例として、第2半導体レーザDHLをホロレーザとする代わりに、光検出器ASで、第1半導体レーザALからの波長λ1の光束の反射光のみならず、第2半導体レーザDHLからの波長λ2の光束の反射光も検出するようにしてもよい。尚、本実施の形態では、ビーム整形は行っていないが、変形例として、波長λ1の光束と波長λ2の光束とが共通して通過するコリメータPLCLより光源側にビームシェイパーを配置することで、波長λ1の光束又は波長λ2の光束をビーム整形することができる(請求項64,66参照)。又、コリメータPLCLにビーム整形の機能を持たせても良い。ここで、ビームシェイパーとは、例えば断面形状が楕円である光束を入射し、断面形状が円形となるように整形して出射させるような機能を有する光学素子をいう。
【0126】
ただし、更に別な変形例として、ダイクロイックコートを設ける代わりに、例えば対物レンズOBLの光学面に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した領域(第2領域)に第2回折構造を設けることもできる。この場合、対物レンズOBLの光学面は、第1光ディスク、第2光ディスク及び第3光ディスクに対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、第1半導体レーザAL、第2半導体レーザDHL及び第3半導体レーザCHLからそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、第1光ディスク及び第2光ディスクに対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、第1半導体レーザAL及び第2半導体レーザDHLからそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させて情報記録面に集光させるが、第3半導体レーザCHLから照射された波長λ3の光束が通過しても情報記録面に集光させない第2領域と、を有し、第1領域には第1回折構造が設けられており、第2領域には第2回折構造が設けられており、第1回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Aとし、前記第1回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Dとし、第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Aとし、第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Dとしたときに、
n1A:n1D=n2A:n2D (10)
であり、n2Aは奇数である(請求項18参照)。又、このとき、n2A=5、n2D=3であるか(請求項19参照)、n2A=3、n2D=2であると好ましい(請求項20参照)。更に第2回折構造により生じる波長λ3の回折光のうち、最大の回折効率は60%以下である(請求項21参照)。
【0127】
ただし、n1A:n1D≠n2A:n2Dであるならば、n2Aは奇数に限らない(請求項17参照)。
【0128】
図4は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第3の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。尚、本実施の形態においては、図3の実施の形態に対し、第2半導体レーザDHLと第1のビームスプリッタBS1との間(波長λ2の光束のみが通過する光路上)に、第2半導体レーザDHLからの波長λ2の光束について色収差補正を行う回折構造を備えた色収差補正光学素子DSEを配置した点のみが異なるため、その他の点については、図3の実施の形態(変形例含む)と同様であるので説明を省略する。尚、波長λ1の光束及び波長λ2の光束が共通して通過する光路上にある対物レンズOBL又はコリメータPLCLに回折構造を設けて、前記第1半導体レーザALからの光束について色収差を補正することができる(請求項59,61参照)。又、対物レンズOBLの回折構造により、第2半導体レーザDHLからの光束について色収差補正を行い、コリメータPLCLの回折構造により、前記第1半導体レーザALからの光束について色収差を補正することもできる。
【0129】
図5は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第4の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【0130】
図5においては、第1光源としての第1半導体レーザAL(波長λ1=380nm〜450nm)から出射された光束は、第1ビームスプリッタBS1を通過し、ガラスモールド製のコリメータGMCLで平行光束とされた後、ビーム整形プリズムBSPに入射してビーム整形され、更にプリズムP、第2のビームスプリッタBS2を通過し、集光光学素子としての対物レンズOBLから第1の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt1=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0131】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2を通過し、プリズムPで反射され、1/4波長板HFを通過し、光検出器ADS上へ入射し、その出力信号を用いて、第1の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0132】
また、光検出器ADS上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第1半導体レーザALからの光束を第1の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザALからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0133】
一方、第2光源としての第2半導体レーザDL(波長λ2=600nm〜700nm)から出射された光束は、第1ビームスプリッタBS1で反射され、コリメータGMCLで平行光束に変換された後、更にビーム整形プリズムBSPを通過する際に整形され、また第2のビームスプリッタBS2を通過し、集光光学素子としての対物レンズOBLにより第2の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt2=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0134】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2を通過し、プリズムPで反射され、1/4波長板HFを通過し、光検出器ADS上へ入射し、その出力信号を用いて、第2の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0135】
また、その光検出器ADS上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第2の半導体レーザDLからの光束を第2の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザDLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0136】
更に、第3光源でありホロレーザでもある第3半導体レーザCHL(波長λ3=700nm〜800nm)から出射された光束は、カップリングレンズCPLを通過し、第2のビームスプリッタBS2で反射されて、発散拘束の状態で集光光学素子である対物レンズ16入射し、そこから第3の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt3=1.1〜1.3mm、好ましくは1.2mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0137】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2に入射し,ここで反射され、カップリングレンズCPLで集光されて、第3半導体レーザCHL内の光検出器(不図示)上へ入射し、その出力信号を用いて、第3の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0138】
また、その光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第3の半導体レーザCHLからの光束を第3の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザCHLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0139】
本実施の形態において、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部(光軸を中心とした膜が形成されていない円形領域)を有する遮光膜を、カップリングレンズCPLの光学面に付与することで、波長λ3の光束を円形非膜部のみを介して通過させることにより、カップリングレンズCPLを開口制限素子として用いることができる(請求項48、51参照)。
【0140】
ただし、変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば第2のビームスプリッタBS2と対物レンズOBLとの間に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを備えたダイクロイックフィルタを、開口制限素子として設けてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する(請求項49参照)。
【0141】
更に、別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば波長λ3の光路内に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成したダイクロイックプリズムを設けて、開口制限素子としてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する(請求項50参照)。
【0142】
又、更に別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば対物レンズOBLの光学面に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成してもよい。この場合、ダイクロイックコートのある領域は、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するので第2領域として機能し、円形非膜部は第1領域として機能する(請求項51参照)。かかる場合、ダイクロイックコートのある領域には回折構造は設けられていない(請求項52参照)。
【0143】
本実施の形態では、対物レンズOBLの円形非膜部に回折構造を設けて、前記第1半導体レーザALからの光束又は前記第2半導体レーザDLからの光束について色収差を補正している(請求項64参照)。すなわち、対物レンズOBLが第1色収差補正素子又は第2色収差補正素子を構成する。尚、その変形例として、対物レンズOBLの円形非膜部に回折構造を設ける代わりに、それに対応するコリメータGMCLの領域に、同様な色収差機能を備えた回折構造を設けてもよい。更に、本実施の形態においては、ビーム整形プリズムBSPを、波長λ1の光束と波長λ2の光束とが共通して通過する光路上において、コリメータGMCLと対物レンズOBLとの間に配置することで、第1半導体レーザALからの光束と、第2半導体レーザDLからの光束のビーム整形を行っている(請求項66参照)。
【0144】
図6は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第5の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【0145】
図6においては、第1光源としての第1半導体レーザAL(波長λ1=380nm〜450nm)から出射された光束は、第1ビームスプリッタBS1を通過し、ビームシェイパーBSEでビーム整形され、第3のビームスプリッタBS3を通過して、プラスチック製のコリメータPLCLで平行光束にされ、更に第2のビームスプリッタBS2を通過し、集光光学素子としての対物レンズOBLに入射し、ここから第1の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt1=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0146】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2、コリメータPLCLを通過し、第3のビームスプリッタBS3で反射されて、1/4波長板HFを通過し、光検出器ADS上へ入射し、その出力信号を用いて、第1の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0147】
また、光検出器ADS上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第1半導体レーザALからの光束を第1の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザALからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0148】
一方、第2光源としての第2半導体レーザDL(波長λ2=600nm〜700nm)から出射された光束は、第1ビームスプリッタBS1で反射され、ビームシェイパーBSEでビーム整形され、第3のビームスプリッタBS3を通過して、プラスチック製のコリメータPLCLで平行光束にされ、更に第2のビームスプリッタBS2を通過し、集光光学素子としての対物レンズOBLに入射し、ここから第2の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt2=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0149】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2、コリメータPLCLを通過し、第3のビームスプリッタBS3で反射されて、1/4波長板HFを通過し、光検出器ADS上へ入射し、その出力信号を用いて、第1の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0150】
また、その光検出器ADS上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第2の半導体レーザDHLからの光束を第2の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザDHLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0151】
更に、第3光源でありホロレーザでもある第3半導体レーザCHL(波長λ3=700nm〜800nm)から出射された光束は、カップリングレンズCPLを通過し、第2のビームスプリッタBS2で反射されて、発散拘束の状態で集光光学素子である対物レンズ16入射し、そこから第3の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt3=1.1〜1.3mm、好ましくは1.2mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0152】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2に入射し,ここで反射され、カップリングレンズCPLで集光されて、第3半導体レーザCHL内の光検出器(不図示)上へ入射し、その出力信号を用いて、第3の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0153】
また、その光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第3の半導体レーザCHLからの光束を第3の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザCHLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0154】
本実施の形態において、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部(光軸を中心とした膜が形成されていない円形領域)を有する遮光膜を、カップリングレンズCPLの光学面に付与することで、波長λ3の光束を円形非膜部のみを介して通過させることにより、カップリングレンズCPLを開口制限素子として用いることができる。
【0155】
ただし、変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば第2のビームスプリッタBS2と対物レンズOBLとの間に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを備えたダイクロイックフィルタを、開口制限素子として設けてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する。
【0156】
更に、別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば波長λ3の光路内に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成したダイクロイックプリズムを設けて、開口制限素子としてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する。
【0157】
又、更に別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば対物レンズOBLの光学面に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成してもよい。この場合、ダイクロイックコートのある領域は、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するので第2領域として機能し、円形非膜部は第1領域として機能する。かかる場合、ダイクロイックコートのある領域には回折構造は設けられていない。
【0158】
本実施の形態では、対物レンズOBLの円形非膜部に回折構造を設けて、前記第1半導体レーザALからの光束又は前記第2半導体レーザDHLからの光束について色収差を補正している。すなわち、対物レンズOBLが第1色収差補正素子又は第2色収差補正素子を構成する。尚、その変形例として、対物レンズOBLの円形非膜部に回折構造を設ける代わりに、それに対応するコリメータPLCL又はビームシェイパーBSEの領域に、同様な色収差機能を備えた回折構造を設けてもよい。
【0159】
更に、本実施の形態においては、ビームシェイパーBSEを、波長λ1の光束及び波長λ2の光束が共通して通過する光路上において、コリメータPLCLより光源側に配置することで、第1半導体レーザALからの光束及び第2半導体レーザDLからの光束のビーム整形を行っている。
【0160】
図7は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第6の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。尚、本実施の形態においては、図6の実施の形態に対し、ビームシェイパーBSEを、第2半導体レーザDHLと第1のビームスプリッタBS1との間に配置した点のみが異なるため、その他の点については、図6の実施の形態(変形例含む)と同様であるので説明を省略する。本実施の形態においては、波長λ1の光束のみビーム整形を行っているが、その変形例として、第1ビームスプリッタBS1と第2半導体レーザDLとの間に、第2ビームシェイパー(不図示)を配置すれば、波長λ2の光束についてもビーム整形を行える。
【0161】
図8は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第7の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。尚、本実施の形態においては、図3の実施の形態に対し、共通のコリメータを廃し、第1半導体レーザALと第1のビームスプリッタBS1との間に、第1光源からの光束専用のプラスチック製の第1コリメータAPLCLを配置し、第2半導体レーザDHLと第1のビームスプリッタBS1との間に、第2光源からの光束専用のプラスチック製の第2コリメータDPLCLを配置した点のみが異なる。これにより、波長λ1の光束のみが通過する第1コリメータAPLCLに回折構造を設けて、波長λ1の光束について色収差補正を行うことができ、波長λ2の光束のみが通過する第2コリメータDPLCLに回折構造を設けて、波長λ2の光束について色収差補正を行うことができるようになる(請求項62,63,64参照)。尚、このような色収差補正用の回折構造を、波長λ1の光束専用のコリメータと波長λ2の光束専用のコリメータとにそれぞれ設けることは、後述する図9〜13の実施の形態にも適用できる。その他の点については、図3の実施の形態(変形例含む)と同様であるので説明を省略する。
【0162】
図9は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第8の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。尚、本実施の形態においては、図8の実施の形態に対し、第2光源からの光束専用のプラスチック製コリメータDPLCLに回折構造を設けて、波長λ2の光束について色収差補正を行えるようにした点が異なる。この場合、対物レンズOBLに回折構造を設けて、波長λ1の光束について色収差補正を行えるようにすると好ましい。その他の点については、図3又は図8の実施の形態(変形例含む)と同様であるので説明を省略する。
【0163】
図10は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第9の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【0164】
図10においては、第1光源としての第1半導体レーザAL(波長λ1=380nm〜450nm)から出射された光束は、ガラスモールド製の第1コリメータAGMCLで平行光束とされ、その後第1ビーム整形プリズムBSPでビーム整形され(請求項72参照)、プリズムP、第1のビームスプリッタBS1、第2のビームスプリッタBS2を通過して、集光光学素子としての対物レンズOBLに入射し、ここから第1の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt1=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0165】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2を通過し、第1のビームスプリッタBS1で反射されて、1/4波長板HFを通過し、光検出器AS上へ入射し、その出力信号を用いて、第1の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0166】
また、光検出器AS上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第1半導体レーザALからの光束を第1の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザALからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0167】
一方、第2光源でありホロレーザである第2半導体レーザDHL(波長λ2=600nm〜700nm)から出射された光束は、プラスチック製の第2コリメータDPLCLで平行光束とされ、プリズムPで反射されて、第1のビームスプリッタBS1、第2のビームスプリッタBS2を通過して、集光光学素子としての対物レンズOBLに入射し、ここから第2の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt2=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0168】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2及び第1のビームスプリッタBS1を通過し、プリズムPで反射されて、第2コリメータDPLCLを通過し、第2半導体レーザDHL内の光検出器(不図示)上へ入射し、その出力信号を用いて、第2の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0169】
また、その光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第2の半導体レーザDHLからの光束を第2の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザDHLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0170】
更に、第3光源でありホロレーザでもある第3半導体レーザCHL(波長λ3=700nm〜800nm)から出射された光束は、カップリングレンズCPLを通過し、第2のビームスプリッタBS2で反射されて、発散拘束の状態で集光光学素子である対物レンズ16入射し、そこから第3の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt3=1.1〜1.3mm、好ましくは1.2mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0171】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2に入射し,ここで反射され、カップリングレンズCPLで集光されて、第3半導体レーザCHL内の光検出器(不図示)上へ入射し、その出力信号を用いて、第3の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0172】
また、その光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第3の半導体レーザCHLからの光束を第3の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザCHLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0173】
本実施の形態において、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部(光軸を中心とした膜が形成されていない円形領域)を有する遮光膜を、カップリングレンズCPLの光学面に付与することで、波長λ3の光束を円形非膜部のみを介して通過させることにより、カップリングレンズCPLを開口制限素子として用いることができる。
【0174】
ただし、変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば第2のビームスプリッタBS2と対物レンズOBLとの間に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを備えたダイクロイックフィルタを、開口制限素子として設けてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する。
【0175】
更に、別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば波長λ3の光路内に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成したダイクロイックプリズムを設けて、開口制限素子としてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する。
【0176】
又、更に別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば対物レンズOBLの光学面に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成してもよい。この場合、ダイクロイックコートのある領域は、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するので第2領域として機能し、円形非膜部は第1領域として機能する。かかる場合、ダイクロイックコートのある領域には回折構造は設けられていない。
【0177】
本実施の形態では、第1コリメータAPLCLに回折構造を設けて、前記第1半導体レーザALからの光束ついて色収差を補正し、第2コリメータDPLCLに回折構造を設けて、前記第2半導体レーザDHLからの光束について色収差補正を行っている。尚、変形例としては、第1コリメータAPLCL又は第2コリメータDPLCLに回折構造を設ける代わりに、対物レンズOBLの円形非膜部に、色収差補正機能を有する回折構造を設けてもよい。
【0178】
図11は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第10の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。尚、本実施の形態においては、図10の実施の形態に対し、プリズムPの代わりに第2光源からの光束専用の第2ビーム整形プリズムBSP2を設けて、波長λ2の光束についてもビーム整形を行えるようにした点が異なる(請求項82参照)。その他の点については、図10の実施の形態(変形例含む)と同様であるので説明を省略する。
【0179】
図12は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第11の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【0180】
図12においては、第1光源としての第1半導体レーザAL(波長λ1=380nm〜450nm)から出射された光束は、第1ビームシェイパーBSEでビーム整形され、1/4波長板HFで反射され、プラスチック製の第1コリメータAPLCLで平行光束とされ、その後第1のビームスプリッタBS1、第2のビームスプリッタBS2を通過して、集光光学素子としての対物レンズOBLに入射し、ここから第1の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt1=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0181】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2、第1のビームスプリッタBS1、第1コリメータAPLCLで集光され、1/4波長板HFを通過し、光検出器AS上へ入射し、その出力信号を用いて、第1の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0182】
また、光検出器AS上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第1半導体レーザALからの光束を第1の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザALからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0183】
一方、第2光源でありホロレーザである第2半導体レーザDHL(波長λ2=600nm〜700nm)から出射された光束は、プラスチック製の第2コリメータDPLCLで平行光束とされ、第1のビームスプリッタBS1で反射され、第2のビームスプリッタBS2を通過して、集光光学素子としての対物レンズOBLに入射し、ここから第2の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt2=0.5〜0.7mm、好ましくは0.6mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0184】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2を通過し、第1のビームスプリッタBS1で反射されて、第2コリメータDPLCLを通過し、第2半導体レーザDHL内の光検出器(不図示)上へ入射し、その出力信号を用いて、第2の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0185】
また、その光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第2の半導体レーザDHLからの光束を第2の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザDHLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0186】
更に、第3光源でありホロレーザでもある第3半導体レーザCHL(波長λ3=700nm〜800nm)から出射された光束は、カップリングレンズCPLを通過し、第2のビームスプリッタBS2で反射されて、発散拘束の状態で集光光学素子である対物レンズ16入射し、そこから第3の光ディスクDSKの保護層TL(厚さt3=1.1〜1.3mm、好ましくは1.2mm)を介して情報記録面RPに集光される。
【0187】
そして情報記録面RPで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズOBLを透過して、第2のビームスプリッタBS2に入射し,ここで反射され、カップリングレンズCPLで集光されて、第3半導体レーザCHL内の光検出器(不図示)上へ入射し、その出力信号を用いて、第3の光ディスクDSKに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0188】
また、その光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ(不図示)が第3の半導体レーザCHLからの光束を第3の光ディスクDSKの記録面RP上に結像するように対物レンズOBLを移動させると共に、半導体レーザCHLからの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズOBLを移動させる。
【0189】
本実施の形態において、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部(光軸を中心とした膜が形成されていない円形領域)を有する遮光膜を、カップリングレンズCPLの光学面に付与することで、波長λ3の光束を円形非膜部のみを介して通過させることにより、カップリングレンズCPLを開口制限素子として用いることができる。
【0190】
ただし、変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば第2のビームスプリッタBS2と対物レンズOBLとの間に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを備えたダイクロイックフィルタを、開口制限素子として設けてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する。
【0191】
更に、別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば波長λ3の光路内に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成したダイクロイックプリズムを設けて、開口制限素子としてもよい。この場合、ダイクロイックコートは、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するように機能する。
【0192】
又、更に別な変形例として、カップリングレンズCPLに遮光膜を設ける代わりに、例えば対物レンズOBLの光学面に、第3の光ディスクDSKの情報記録面RPに適切に情報の記録及び/又は再生を行える開口数に対応した円形非膜部を有するダイクロイックコートを形成してもよい。この場合、ダイクロイックコートのある領域は、第3半導体レーザCHLからの波長λ3の光束のみ通過を阻止するので第2領域として機能し、円形非膜部は第1領域として機能する。かかる場合、ダイクロイックコートのある領域には回折構造は設けられていない。
【0193】
本実施の形態では、波長λ1の光束と波長λ2の光束とが共通して通過する対物レンズOBLの円形非膜部に回折構造を設けて、前記第1半導体レーザALからの波長λ1の光束について色収差を補正し、前記第2半導体レーザDHLからの波長λ2の光束のみが通過する第2コリメータDPLCLに回折構造を設けて、その光束について色収差補正を行っている(請求項62参照)。
【0194】
更に、本実施の形態においては、第1ビームシェイパーBSEを、波長λ1の光束が通過する光路上において、第1コリメータAPLCLと第1半導体レーザALとの間に配置することで、第1半導体レーザALからの光束のビーム整形を行っている。その変形例として、対物レンズOBLに回折構造を設ける代わりに、波長λ1の光束のみが通過する第1ビームシェイパーBSE又はコリメータAPLCLに回折構造を設けて、波長λ1の光束について色収差補正を行ってもよい。
【0195】
図13は、高密度DVD(第1の光ディスクともいう)、従来のDVD(第2の光ディスクともいう)及びCD(第3の光ディスクともいう)の全てに対して情報の記録/再生を行える、第12の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。尚、本実施の形態においては、図12の実施の形態に対し、ホロレーザの第2半導体レーザに変えて、第2半導体レーザDLからの光束を、第2ビームシェイパーBSE2でビーム整形し、1/4波長板HFで反射させて第2コリメータDPLCAに入射させている点が異なる。第2のディスクDSKからの反射光は、第2コリメータDPLCAを介して1/4波長板HFを通過し、光検出器DSで受光される。又、第2ビームシェイパーBSE2に回折構造を設けて、波長λ2の光束について色収差補正を行っている。その他の点については、図12の実施の形態(変形例含む)と同様であるので説明を省略する。
【0196】
以下、上述の実施の形態に好適な実施例について説明する。
対物レンズの両面は[数1]で示される非球面である。ただし、Zは光軸方向の軸で、hは光軸からの高さ、rは近軸曲率半径、κは円錐係数、A2iは非球面係数である。
【数1】
【0197】
更に、対物レンズの光源側非球面の表面には回折構造が一体で形成されている。この回折構造は、ブレーズ化波長λBに対する光路差関数Φにより単位をmmとして[数2]で表される。この2次係数が回折部分の近軸的なパワーが表される。また、2次以外の係数、例えば4次、6次係数等で球面収差を制御できる。ここで制御できるとは、屈折部分が有する球面収差を回折部分で逆特性の球面収差を持たせてトータルとして球面収差を補正したり、回折部分の波長依存性を利用して、入射波長によって球面収差を補正したりフレアを生じさせたりすることができる。この場合、温度変化時の球面収差も、屈折部分の球面収差の温度変化と回折部分の球面収差変化のトータルと考えることが出来る。尚、以下の各実施例において、ブレーズ化波長λB=1mmとする。
【数2】
【0198】
(実施例1)
表1に、上述した実施の形態に好適な実施例である光学素子(対物レンズ)のレンズデータを示す。表1より明らかであるが、対物レンズにおいて、第1半導体レーザと第2半導体レーザと第3半導体レーザからの光束が通過する領域(共用領域という)に回折構造が設けられている。又、かかる回折構造は、光源波長が長くなるよう変化すると、それを通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有している。本実施例は、請求項6,7に記載の光学素子に対応している。尚、これ以降(表のレンズデータ含む)において、10のべき乗数(例えば、2.5×10−3)を、E(例えば、2.5×E―3)を用いて表すものとする。
【表1】
【0199】
本実施例の仕様は、以下の通りである。
(1)第1半導体レーザの光源波長λ1:407nm
(2)第1半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n1(n1A):2次
(3)第1半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m1:0
(4)第2半導体レーザの光源波長λ2:655nm
(5)第2半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n2(n1D):1次
(6)第2半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m2:−1/13.1
(7)第3半導体レーザの光源波長λ3:785nm
(8)第3半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n3(n1C):1次
(9)第3半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m3:−1/13.0
【0200】
(実施例2)
表2に、上述した実施の形態に好適な実施例である光学素子(対物レンズ)のレンズデータを示す。表2より明らかであるが、対物レンズにおいて、第1半導体レーザと第2半導体レーザと第3半導体レーザからの光束が通過する領域(共用領域という)に回折構造が設けられている。又、かかる回折構造は、光源波長が長くなるよう変化すると、それを通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有している。本実施例は、請求項11に記載の光学素子に対応している。
【表2】
【0201】
本実施例の仕様は、以下の通りである。
(1)第1半導体レーザの光源波長λ1:407nm
(2)第1半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n1(n1A):6次
(3)第1半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m1:0
(4)第2半導体レーザの光源波長λ2:655nm
(5)第2半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n2(n1D):4次
(6)第2半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m2:0
(7)第3半導体レーザの光源波長λ3:785nm
(8)第3半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n3(n1C):3次
(9)第3半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m3:−1/12.7
【0202】
(実施例3)
表3に、上述した実施の形態に好適な実施例である光学素子(対物レンズ)のレンズデータを示す。表3より明らかであるが、対物レンズにおいて、第1半導体レーザと第2半導体レーザと第3半導体レーザからの光束が通過する領域(共用領域という)に回折構造が設けられている。又、かかる回折構造は、光源波長が長くなるよう変化すると、それを通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有している。本実施例は、請求項11に記載の光学素子に対応している。
【表3】
【0203】
本実施例の仕様は、以下の通りである。
(1)第1半導体レーザの光源波長λ1:407nm
(2)第1半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n1(n1A):6次
(3)第1半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m1:0
(4)第2半導体レーザの光源波長λ2:655nm
(5)第2半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n2(n1D):4次
(6)第2半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m2:0
(7)第3半導体レーザの光源波長λ3:785nm
(8)第3半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n3(n1C):3次
(9)第3半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m3:−1/13.2
【0204】
(実施例4)
表4に、上述した実施の形態に好適な実施例である光学素子(対物レンズ)のレンズデータを示す。表4より明らかであるが、対物レンズにおいて、第1半導体レーザと第2半導体レーザと第3半導体レーザからの光束が通過する領域(共用領域という)に回折構造が設けられている。又、かかる回折構造は、光源波長が長くなるよう変化すると、それを通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有している。本実施例は、請求項11に記載の光学素子に対応している。
【表4】
【0205】
本実施例の仕様は、以下の通りである。
(1)第1半導体レーザの光源波長λ1:407nm
(2)第1半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n1(n1A):8次
(3)第1半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m1:0
(4)第2半導体レーザの光源波長λ2:655nm
(5)第2半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n2(n1D):5次
(6)第2半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m2:−1/333
(7)第3半導体レーザの光源波長λ3:785nm
(8)第3半導体レーザからの光束が回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n3(n1C):4次
(9)第3半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m3:−1/13.4
【0206】
(実施例5)
表5に、上述した実施の形態に好適な実施例である光学素子(対物レンズ)のレンズデータを示す。表5より明らかであるが、対物レンズにおいて、第1半導体レーザと第2半導体レーザと第3半導体レーザからの光束が通過する領域(HD−DVD/DVD/CD共用領域という)に第1回折構造が設けられ、第1半導体レーザと第2半導体レーザからの光束が通過する領域(HD−DVD/DVD共用領域という)に第2回折構造が設けられている。本実施例は、請求項32に記載の光ピックアップ装置用の光学素子に対応している。
【表5】
【0207】
本実施例の仕様は、以下の通りである。
(1)第1半導体レーザの光源波長λ1:407nm
(2)第1半導体レーザからの光束が第1回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n1(n1A):2次
(3)第1半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m1:0
(4)第2半導体レーザの光源波長λ2:655nm
(5)第2半導体レーザからの光束が第1回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n2(n1D):1次
(6)第2半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m2:0
(7)第3半導体レーザの光源波長λ3:785nm
(8)第3半導体レーザからの光束が第1回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n3(n1C):1次
(9)第3半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m3:−1/14.3
【0208】
表6に、本実施例にかかる対物レンズの回折効率表を示す。表6において、高密度DVD/DVD/CD共用領域において波長420nmの光束が通過したとき、その2次回折光が100%となるように設計された第1回折構造を、表6に示す各光情報記録媒体に使用する波長の光束が通過したときの回折効率が示されており、且つ高密度DVD/DVD共用領域において波長420nmの光束が通過したとき、その2次回折光が100%となるように設計された第2回折構造を、表6に示す各光情報記録媒体に使用する波長の光束が通過したときの回折効率が示されている。
【表6】
【0209】
図14〜図16は、本実施例の対物レンズにおける、最大の回折効率となる次数の回折光に関する縦球面収差図である。
【0210】
表7に、請求項20,55に対応する実施の形態に好適な実施例である光学素子(対物レンズ)のレンズデータを示す。
【表7】
本実施例の仕様は、以下の通りである。
(1)第1半導体レーザの光源波長λ1:407nm
(2)第1半導体レーザからの光束が第1回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n1(n1A):6次
(2’)第1半導体レーザからの光束が第2回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n2A:3次
(3)第1半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m1:0
(4)第2半導体レーザの光源波長λ2:655nm
(5)第2半導体レーザからの光束が第1回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n2(n1D):4次
(5’)第2半導体レーザからの光束が第2回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n2D:2次
(6)第2半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m2:0
(7)第3半導体レーザの光源波長λ3:785nm
(8)第3半導体レーザからの光束が第1回折構造を通過する際に最大回折効率を発揮する次数n3(n1C):3次
(9)第3半導体レーザからの光束についての対物レンズの倍率m3:−1/13.2
【0211】
【発明の効果】
本発明によれば、十分なスポット光量を確保しつつ、高密度DVDと従来のDVD、CDの全てに対して適切に情報の記録及び/再生を行える光ピックアップ装置用の光学素子、カップリングレンズ及び光ピックアップ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】収差特性がアンダーかオーバーかを示す図である。
【図2】第1の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図3】第2の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図4】第3の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図5】第4の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図6】第5の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図7】第6の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図8】第7の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図9】第8の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図10】第9の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図11】第10の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図12】第11の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図13】第12の実施の形態にかかる光情報記録再生装置又は光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図14】実施例の対物レンズにおける、高密度DVD用の光束が通過した際の最大の回折効率となる次数の回折光に関する縦球面収差図である。
【図15】実施例の対物レンズにおける、DVD用の光束が通過した際の最大の回折効率となる次数の回折光に関する縦球面収差図である。
【図16】実施例の対物レンズにおける、CD用の光束が通過した際の最大の回折効率となる次数の回折光に関する縦球面収差図である。
【符号の説明】
16、OBL 対物レンズ
17 絞り
20、DSK 光ディスク
111、AL 第1半導体レーザ
112、DL、DHL 第2半導体レーザ
121,CHL 第3半導体レーザ
115,125、PLCL、APLCL,AGMCL コリメータ
119,129,AS,DS 光検出器
Claims (83)
- 波長λ1の第1光源と、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、波長λ3(1.6・λ1≦λ3≦2.0・λ1且つλ2<λ3)の第3光源と、光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第1光源からの光束を、厚さt1の保護層を介して第1光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第2光源からの光束を、厚さt2(0.8・t1≦t2≦1.2・t1)の保護層を介して第2光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、更に前記第3光源からの光束を、厚さt3(1.9・t1≦t3≦2.1・t1)の保護層を介して第3光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置用の光学素子において、
前記光学素子の少なくとも1面には回折構造が設けられ、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それぞれ記録及び/又は再生を行う際に、前記第1光源、前記第2光源、及び前記第3光源からそれぞれ照射された光束は、前記回折構造を共通して通過した後、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光情報記録媒体の情報記録面のそれぞれに集光されてスポットを形成するようになっており、
更に、前記波長λ1、λ3の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をそれぞれn1、n3(n1、n3は自然数)とすると、
1.1 ≧(n1×λ1)/(n3×λ3)≧ 0.9 (1)
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記次数n1,n3は、
n1:n3=2:1 (2)
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ1の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm1とすると、
m1=0 (3)
であることを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ3の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm3とすると、
−1/12.0≦ m3 ≦ −1/16.0 (4)
であることを特徴とする請求項2又は3に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ3の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm3とすると、
−1/12.0≦ m3 ≦ −1/13.4 (4’)
であることを特徴とする請求項2又は3に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ2の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をn2(n2は自然数)とすると、
(n2×λ2)/(n3×λ3)≦ 1 (5)
であることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
−1/12.0≦ m2 ≦ −1/17.0 (6)
であることを特徴とする請求項6に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
−1/12.0≦ m2 ≦ −1/13.4 (6’)
であることを特徴とする請求項6に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ2の光束を出射する第2光源と、前記波長λ3の光を出射する第3光源とがユニット化されていることを特徴とする請求項7又は8に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
- 前記波長λ2の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をn2(n2は自然数)とすると、
(n1×λ1)/(n2×λ2)≦ 1 (7)
であることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
m2=0 (8)
であることを特徴とする請求項3,4、5又は10に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記回折構造は、光源波長がより長くなるよう変化すると、前記回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有することを特徴とする請求項7,8又は11に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
- 前記波長λ1の光束を出射する第1光源と、前記波長λ2の光を出射する第2光源とがユニット化されていることを特徴とする請求項11又は12に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
- 前記光学素子が対物レンズであることを特徴とする請求項2乃至13のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
- 前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、
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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、
前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しないダイクロイックコートを施した第2領域と、を有することを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記ダイクロイックコートが施されている光学面には、回折構造が設けられていないことを特徴とする請求項15に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
- 前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、
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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、
前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させて情報記録面に集光させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しても情報記録面に集光させない第2領域と、を有し、
前記第1領域には第1回折構造が設けられており、前記第2領域には第2回折構造が設けられており、
前記第1回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Aとし、前記第1回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Dとし、
前記第2回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Aとし、前記第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Dとしたときに、
n1A:n1D≠n2A:n2D (9)
であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、
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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、
前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させて情報記録面に集光させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しても情報記録面に集光させない第2領域と、を有し、
前記第1領域には第1回折構造が設けられており、前記第2領域には第2回折構造が設けられており、
前記第1回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Aとし、前記第1回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Dとし、
前記第2回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Aとし、前記第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Dとしたときに、
n1A:n1D=n2A:n2D (10)
であり、n2Aは奇数であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - n2A=5、n2D=3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用の光学素子。
- n2A=3、n2D=2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用の光学素子。
- 前記第2回折構造により生じる波長λ3の回折光のうち、最大の回折効率は60%以下であることを特徴とする請求項18乃至20のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
- 前記波長λ1の光束に対して色補正を行うことを特徴とする請求項18乃至21のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
- 波長λ1の第1光源と、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、波長λ3(1.6・λ1≦λ3≦2.0・λ1且つλ2<λ3)の第3光源と、光学素子を含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第1光源からの光束を、厚さt1の保護層を介して第1光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第2光源からの光束を、厚さt2(0.8・t1≦t2≦1.2・t1)の保護層を介して第2光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、更に前記第3光源からの光束を、厚さt3(1.9・t1≦t3≦2.1・t1)の保護層を介して第3光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置において、
前記光学素子の少なくとも1面には第1回折構造が設けられ、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それぞれ記録及び/又は再生を行う際に、前記第1光源、前記第2光源、及び前記第3光源からそれぞれ照射された光束は、前記第1回折構造を共通して通過した後、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光情報記録媒体の情報記録面のそれぞれに集光されてスポットを形成するようになっており、
更に、前記波長λ1、λ3の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記第1回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をそれぞれn1、n3(n1、n3は自然数)とすると、
1.1 ≧(n1×λ1)/(n3×λ3)≧ 0.9 (1)
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記次数n1,n3は、
n1:n3=2:1 (2)
を満たすことを特徴とする請求項23に記載の光ピックアップ装置。 - 前記波長λ1の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm1とすると、
m1=0 (3)
であ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。 - 前記波長λ3の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm3とすると、
−1/12.0≦ m3 ≦ −1/16.0 (4)
であることを特徴とする請求項24又は25に記載の光ピックアップ装置。 - 前記波長λ3の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm3とすると、
−1/12.0≦ m3 ≦ −1/13.4 (4’)
であることを特徴とする請求項24又は25に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ2の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記第1回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をn2(n2は自然数)とすると、
(n2×λ2)/(n3×λ3)≦ 1 (5)
であることを特徴とする請求項24乃至27のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
−1/12.0≦ m2 ≦ −1/17.0 (6)
であることを特徴とする請求項28に記載の光ピックアップ装置。 - 前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
−1/12.0≦ m2 ≦ −1/13.4 (6’)
であることを特徴とする請求項28に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。 - 前記波長λ2の光束を出射する第2光源と、前記波長λ3の光を出射する第3光源とがユニット化されてい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。
- 前記波長λ2の光束が前記光学素子に入射した場合に、前記第1回折構造により発生する回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光束の次数をn2(n2は自然数)とすると、
(n1×λ1)/(n2×λ2)≦ 1 (7)
であることを特徴とする請求項24乃至27のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記波長λ2の光束に対する前記光学素子の光学系倍率をm2とすると、
m2=0 (8)
であることを特徴とする請求項25,26,27又は32に記載の光ピックアップ装置。 - 前記第1回折構造は、光源波長がより長くなるよう変化すると、前記回折構造を通過した光束において球面収差をよりアンダーにする光学特性を有することを特徴とする請求項29,30又は33に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束を出射する第1光源と、前記波長λ2の光を出射する第2光源とがユニット化されていることを特徴とする請求項33又は34に記載の光ピックアップ装置。
- 前記光学素子が対物レンズであることを特徴とする請求項24乃至35のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ2の光束は、前記光学素子に対して発散光束の状態で入射し、且つ前記第2光源と前記光学素子との間にはカップリングレンズが配置されていることを特徴とする請求項23乃至31の光ピックアップ装置。
- 前記第2光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NADに対応する位置を境界として、前記カップリングレンズの光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ2の光束は、前記内側領域を通過したときと、前記外側領域とを通過したときとで発散角が異なることを特徴とする請求項37に記載の光ピックアップ装置。
- 前記外側領域を通過した前記波長λ2の光束の発散角は、前記内側領域を通過した前記波長λ2の光束の発散角よりも大きいことを特徴とする請求項38に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ3の光束は、前記カップリングレンズを通過して前記光学素子に入射することを特徴とする請求項37乃至39のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第3光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NACに対応する位置を境界として、前記カップリングレンズの光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ3の光束は、前記内側領域を通過したときと、前記外側領域とを通過したときとで発散角が異なることを特徴とする請求項40に記載の光ピックアップ装置。
- 前記カップリングレンズの前記内側領域と前記外側領域の少なくとも一方に回折構造を設けたことを特徴とする請求項38乃至41のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第2光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NADに対応する位置を境界として、前記カップリングレンズの光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ2の光束を通過させないダイクロイックコートを前記外側領域に施し、
前記第2光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NADに対応する位置を境界として、前記光学素子の光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ2の光束を通過させないダイクロイックコートを前記外側領域に施していることを特徴とする請求項37に記載の光ピックアップ装置。 - 前記第3光源と前記光学素子との間にはカップリングレンズが配置されており、
前記第3光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NACに対応する位置を境界として、前記カップリングレンズの光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ3の光束を通過させないダイクロイックコートを前記外側領域に施し、
前記第3光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の開口数NACに対応する位置を境界として、前記光学素子の光学面を、光軸に近い内側領域と、光軸から遠い外側領域とに分けたとき、前記波長λ3の光束を通過させないダイクロイックコートを前記外側領域に施していることを特徴とする請求項37に記載の光ピックアップ装置。 - 請求項37乃至44のいずれかに記載の光ピックアップ装置に用いるカップリングレンズにおいて、前記波長λ1の光束は、前記カップリングレンズを通過して前記光学素子に入射することを特徴とするカップリングレンズ。
- 前記波長λ3の光束の光路上において、前記集光光学系より光源側に、前記波長λ3の光束に対する開口制限素子が配置されていることを特徴とする請求項23乃至44のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記開口制限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46に記載の光ピックアップ装置。
- 前記開口制限素子はダイクロイックプリズム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。
- 前記開口制限素子はカップリングレンズ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。
- 前記開口制限素子は位相差板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。
- 前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、
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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、
前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しないダイクロイックコートを施した第2領域と、を有することを特徴とする請求項23乃至44,46乃至50のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記ダイクロイックコートが施されている光学面には、回折構造が設けられていないことを特徴とする請求項51に記載の光ピックアップ装置。
- 前記集光光学系の少なくとも一つの光学面は、
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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、
前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しないダイクロイックコートを施した第2領域と、を有することを特徴とする請求項23乃至44,46乃至52のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、
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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、
前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させて情報記録面に集光させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しても情報記録面に集光させない第2領域と、を有し、
前記第1領域には第1回折構造が設けられており、前記第2領域には第2回折構造が設けられており、
前記第1回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Aとし、前記第1回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Dとし、
前記第2回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Aとし、前記第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Dとしたときに、
n1A:n1D≠n2A:n2D (9)
であることを特徴とする請求項23乃至44,46乃至53のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、
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光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源、前記第2光源及び前記第3光源からそれぞれ照射された波長λ1,λ2及びλ3の光束を通過させる第1領域と、
前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体に対してそれぞれ記録及び/又は再生を行うために、前記第1光源及び前記第2光源からそれぞれ照射された波長λ1及びλ2の光束を通過させて情報記録面に集光させるが、前記第3光源から照射された波長λ3の光束が通過しても情報記録面に集光させない第2領域と、を有し、
前記第1領域には第1回折構造が設けられており、前記第2領域には第2回折構造が設けられており、
前記第1回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Aとし、前記第1回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn1Dとし、
前記第2回折構造により生じる波長λ1の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Aとし、前記第2回折構造により生じる波長λ2の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光の次数をn2Dとしたときに、
n1A:n1D=n2A:n2D (10)
であり、n2Aは奇数であることを特徴とする請求項23乃至44,46乃至53のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - n2A=5、n2D=3であることを特徴とする請求項55に記載の光ピックアップ装置。
- n2A=3、n2D=2であることを特徴とする請求項55に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第2回折構造により生じる波長λ3の回折光のうち、最大の回折効率は60%以下であることを特徴とする請求項55乃至57のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束に対して色補正を行うことを特徴とする請求項55乃至58のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第3光源はホロレーザであることを特徴とする請求項33乃至59のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束の光路上に、前記波長λ1の光束について色収差補正を行うための第1色収差補正素子が配置されていることを特徴とする請求項33に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ2の光の光路上に、前記波長λ2の光束について色収差補正を行うための第2色収差補正素子が配置されていることを特徴とする請求項61に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束のみが通過する光路上に、前記波長λ1の光束について色収差補正を行うための第1色収差補正素子が配置され、前記波長λ2の光束のみが通過する光路上に、前記波長λ2の光束について色収差補正を行うための第2色収差補正素子が配置されていることを特徴とする請求項33に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束と前記波長λ2の光束とが共通して通過する光路上に、前記波長λ1の光束について色収差補正を行うための第1色収差補正素子が配置され、前記波長λ2の光束のみが通過する光路上に、前記波長λ2の光束について色収差補正を行うための第2色収差補正素子が配置されていることを特徴とする請求項33に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束と前記波長λ2の光束とが共通して通過する光路上にコリメータが配置されていることを特徴とする請求項21又は請求項61乃至64のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束が通過する光路上には、前記コリメータより光源側に、前記波長λ1の光束を整形するための第1ビームシェイパーが配置されてい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。
- 前記第1ビームシェイパーは、前記波長λ1の光束について色収差を補正することを特徴とする請求項66に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ2の光束が通過する光路上には、前記コリメータより光源側に、前記波長λ2の光束を整形するための第2ビームシェイパーが配置されてい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。
- 前記第2ビームシェイパーは、前記波長λ2の光束について色収差を補正することを特徴とする請求項68に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束と前記第2の光束とが共通して通過する光路上には、前記コリメータより光源側に、前記波長λ1の光束を整形し又は前記波長λ2の光束を整形するためのビームシェイパーが配置されてい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。
- 前記コリメータの硝材はプラスチックであることを特徴とする請求項65乃至70のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束と前記波長λ2の光束とが共通して通過する光路上において、前記コリメータと前記集光光学系との間に、前記波長λ1の光束を整形し又は前記波長λ2の光束を整形するためのビーム整形プリズムが配置されてい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。
- 前記コリメータの硝材はガラスであることを特徴とする請求項72に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束のみが通過する光路上に第1コリメータが配置され、前記波長λ2の光束のみが通過する光路上に第2コリメータが配置されていることを特徴とする請求項33又は請求項61乃至63のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1コリメータと前記第2コリメータのうち、少なくとも一方のコリメータの硝材はプラスチックであることを特徴とする請求項74に記載の光ピックアップ装置。
- プラスチックを硝材とする前記少なくとも一方のコリメータが色収差補正素子であることを特徴とする請求項75に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光束が通過する光路上には、前記第1コリメータより光源側に、前記波長λ1の光束を整形するための第1ビームシェイパーが配置されていることを特徴とする請求項74に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1ビームシェイパーは前記第1色収差補正素子であることを特徴とする請求項77に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ2の光束が通過する光路上には、前記コリメータより光源側に、前記波長λ2の光束を整形するための第2ビームシェイパーが配置されていることを特徴とする請求項78に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第2ビームシェイパーは前記第2色収差補正素子であることを特徴とする請求項79に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ1の光の光路上には、前記第1コリメータと前記集光光学系との間に、前記波長λ1の光束を整形するための第1ビーム整形プリズムが配置されていることを特徴とする請求項74に記載の光ピックアップ装置。
- 前記波長λ2の光の光路上には、前記第2コリメータと前記集光光学系との間に、前記波長λ2の光束を整形するための第2ビーム整形プリズムが配置されていることを特徴とする請求項81に記載の光ピックアップ装置。
- 前記光学素子が対物レンズであることを特徴とする請求項37乃至82のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
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