JP2005285150A - 光ピックアップ装置及びそれを搭載した光ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で複数の光源からの光束を効率良くカップリングする光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】ＤＶＤ１５ａ，ＣＤ１５ｂ（いずれも光情報記録媒体）に対応した２つの光源１１Ｌ，１２Ｌと、その２つの光源からの光束の合成と分離を行うビームスプリッタ（光路合成分離手段）２０と光源１１Ｌ，１２Ｌに共通した第１カップリングレンズ（１群のレンズ）３１、第２カップリングレンズ（１群のレンズ）３２からなり、前記２群のレンズによって光束を集光するカップリングレンズ系（カップリングレンズ）３０と、集光した光束をＤＶＤ１５ａ，ＣＤ１５ｂの記録面上に集光させる対物レンズ４２とを備え、カップリングレンズ系３０を構成する２群のレンズが、光源１１Ｌの光軸方向ａに対してビームスプリッタ２０を挟んで配設されるとともに、第１カップリングレンズ３１を光軸方向ａに移動させるアクチュエータ（レンズ移動手段）３３を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源からの光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させ、前記光情報記録媒体の記録と再生を行う光ピックアップ装置及び、その光ピックアップ装置を搭載した光ディスクドライブ装置に関する。

近年、光ディスクシステムに対する高記録密度化及び大容量化の要求がますます高まってきている。記録密度を向上させるためには、光ピックアップ装置に用いられている対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくするとともに、使用する光の波長を短くして、対物レンズによって集光される光のスポット径を小径化することが有効である。

また、大容量化に伴い、記録再生速度の向上も強く求められており、光源の高出力化、光学系の高効率化も重要な課題となっている。さらに、新しい規格の光ディスクシステムにおいて、従来市販されてきたＣＤやＤＶＤディスクの記録再生が可能であるという互換性を有することも望まれている。

例えば、ＣＤでは、対物レンズの開口数（ＮＡ）０．５０、波長７８５ｎｍであったのに対して、ＤＶＤでは、対物レンズの開口数（ＮＡ）０．６５、波長６６０ｎｍであり、ＣＤよりもさらに高記録密度化及び大容量化がなされている。近年はさらにＢｌｕ−ｒａｙディスクと呼ばれる、対物レンズの開口数（ＮＡ）０．８５、波長４０５ｎｍの光ディスクシステム、あるいはＡＯＤと呼ばれる、対物レンズの開口数（ＮＡ）０．６５、波長４０５ｎｍの光ディスクシステムなどが開発されている。

複数の光源を持つ光ピックアップ装置では、光学系の簡易化のために光学部品、とりわけ対物レンズやカップリングレンズを共通化する技術が開発されてきている。
対物レンズについては、レンズ面に回折格子を形成して多波長互換にしたものがＤＶＤ／ＣＤ系ではすでに実用化されており、さらにそれらにＢｌｕ−ｒａｙ又はＡＯＤを含む３波長互換回折レンズも開発されつつある。
しかし、カップリングレンズについては、各光源のカップリング効率を最適にするためは、各光源について開口数や光源光束の取り込み角度が異なるため光源毎に焦点距離の異なるものを採用する必要があり、共通化が困難であった。

そこで、光路合成部品と光源間に光束を収束、発散させる補助レンズを持つ波長６２０ｎｍ乃至６８０ｎｍ帯の第１の波長で発振する第１のレーザー光源と、波長７５０ｎｍないし８１０ｎｍ帯の第２波長で発振する第２のレーザー光源の少なくとも２個のレーザー光源と、第１および第２のレーザー光源から出射された光束をそれぞれ略平行光束にするために設けられたコリメートレンズと、第１および第２のレーザー光源とコリメートレンズとの間の光路中に第１および第２のレーザー光源から出射される光束の光路を合成する光学部品を備えると共に、光路合成部品と第１のレーザー光源との間の光路中に光束を発散させる機能を有する第１の補助レンズを配置し、光路合成部品と第２のレーザー光源との間の光路中に光束を収束させる機能を有する第２の補助レンズを配置した光ピックアップ装置が開示されている（例えば特許文献１）。

また、図１２に示すように、カップリングレンズ２を構成する２つのレンズ２ａ，２ｂ要素のうち、少なくとも１つを光軸方向に沿って変移可能とすることで、集光光学系中の各光学面、特に対物レンズ１の光学面で生じる球面収差の変動が補正可能となる光ピックアップ装置が開示されている（例えば特許文献２）。
これによると、従来の光情報記録媒体より高密度に情報を記録及び／又は高密度記録された情報を再生するために必要な高開口数の対物レンズを用いた場合に問題となる、レーザ光源の発振波長の微少変動、及び／又は温湿度変化、及び／又は光情報記録媒体の透明基板の厚さの誤差等に起因して対物レンズで大きく発生する球面収差をリアルタイムで補正できるので、常に光情報記録媒体の情報記録面に適正なスポットを形成することができる。

また、多層構造の光ディスクを記録・再生すると、層の厚さの違いにより球面収差が発生し、集光スポットが拡大され信号品質が劣化する。この為、多層構造の光ディスクを記録・再生する光ピックアップでは、基板厚差によって生じる球面収差を補正する手段が講じられている。
たとえば、ビームエキスパンダによる補正としては、図１３に示すように、対物レンズ４とカップリングレンズ５の間に配置したビームエキスパンダのレンズ間隔を光軸にそって移動することで、基板厚差による球面収差を補正する技術が開示されている（例えば特許文献３）。
また、ＣＬの移動による補正として、図１４に示すように、対物レンズ６と光源７の間に配置したカップリングレンズ８を光軸にそって移動することで、基板厚差による球面収差を補正する技術が開示されている（例えば特許文献４）。

特開２００２−２３７０８６号公報 特開２００２−１９７７１２号公報 特開平０５−２６６５１１号公報 特開平１１−２５９８９３号公報

しかし、上記特許文献１では、２つの光源にそれぞれ収束、発散レンズを持たせることにより、この不具合を解決した。カップリングレンズを個々に持たせた従来例よりもレンズ個数は増えるが、収束、発散レンズは光源の発散光路中に配置されるので形状が小さくできて小型化は可能となる。しかし、この発明だけでは短波長化や高ＮＡ化に伴い必要となってくる、光源の波長変動、多層ディスク、ディスクの基板厚誤差によって発生する色収差や球面収差の補正ができないという欠点があった。
これらの収差を補正するための通常の手段としては、カップリングレンズと対物レンズの間に、２群構成のエキスパンダレンズを挿入して、移動調整する方法が考えられるが、部品点数が増えるために装置が大きくなり、また光束の透過率が低下してしまい、盤面でのスポットパワーも低下して高速記録が困難になるなどの不具合が予想されるという問題があった。
また、上記特許文献２では、光源が１つしかなく、複数の光情報記録媒体に対応することができないという問題があった。
上記特許文献３では、対物レンズに入射する光束の倍率を変えることで球面収差を補正できる。ところが、本構成では、光学系に配置するレンズの枚数が多いので、小型化を要求する光ディスクドライブ用の光ピックアップには向いていないという問題があった。
上記特許文献４では、ＣＬの倍率変化が大きいので、球面収差補正時の駆動量が微小になり実現するのが困難であるという問題があった。

本発明の目的は、以上のような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、複数光源を持つ光ピックアップ装置において、簡易な構成で各々の光源からの光束を効率良くカップリングすると共に、光源の波長変動、多層ディスク、ディスクの基板厚誤差によって発生する色収差や球面収差をも補正可能な光ピックアップ装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、光源からの光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させ、前記光情報記録媒体の記録と再生を行う光ピックアップ装置において、
複数の光情報記録媒体に対応した複数の光源と、
該複数の光源からの光束の合成と分離を行う光路合成分離手段と、
該複数の光源に共通した少なくとも１群のレンズを備え、該少なくとも１群のレンズを含めた複数群のレンズからなり前記光源からの光束を集光するカップリングレンズと、
該カップリングレンズによって集光した光束を前記複数の光源に対応したそれぞれの光情報記録媒体の記録面上に集光させる対物レンズとを備える光ピックアップ装置であって、
前記カップリングレンズを構成する前記複数群のレンズが、少なくとも１つの光源の光軸方向に対して前記光路合成分離手段を挟んで配設されるとともに、
前記複数群のレンズのうちの少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させるレンズ移動手段を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記複数群のレンズのうち、焦点距離の絶対値が最も大きいレンズに前記レンズ移動手段を設けることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記光情報記録媒体が層状に形成された複数の記録面を有するとともに、
該記録面のそれぞれに対して光束を集光させるように、前記レンズ移動手段によって前記カップリングレンズの少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記光情報記録媒体が光透過層を有し、該光透過層の厚さ誤差に応じて前記レンズ移動手段によって前記カップリングレンズの少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記光源の波長変動に応じて前記レンズ移動手段によって前記カップリングレンズの少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、少なくとも最短波長の光束について、該光束が透過する前記カップリングレンズと前記対物レンズとが、それぞれについて色消しレンズ系であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、少なくとも最短波長の光束について、該光束が透過する前記カップリングレンズと前記対物レンズとが、その全系について色消しレンズ系であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記少なくとも１つの光源からの光束を集光させた前記光情報記録媒体の記録面上からの反射光の球面収差を検出する球面収差検出手段を備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記カップリングレンズのうち、前記光源に最も接近して配設された１群のレンズが凹レンズであることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光ピックアップ装置において、前記凹レンズを透過する光束の波長をλＡとし、前記凹レンズを透過しない光束の波長をλＢとするとき、
λＡ＜λＢ
となることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記カップリングレンズのうち、前記光源に最も接近して配設された１群のレンズが凸レンズであることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光ピックアップ装置において、前記凸レンズを透過する光束の波長をλＡとし、前記凸レンズを透過しない光束の波長をλＢとするとき、
λＢ＜λＡ
となることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記レンズ移動手段により光軸方向に移動される前記少なくとも１群のレンズは前記光源と前記光路合成分離手段との間に配設されることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記レンズ移動手段により光軸方向に移動される前記少なくとも１群のレンズは前記光路合成分離手段と前記対物レンズとの間に配設されることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記カップリングレンズのうち、前記光源に最も接近して配設された１群のレンズと前記光源との間にビーム整形手段を備えることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記複数の光情報記録媒体の種類を判別する光ディスク判別手段を備え、
前記光情報記録媒体の種類に応じて、前記レンズ移動手段によって前記カップリングレンズを構成する少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させることを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記光源の発振波長に応じて、各光学面で生じる球面収差が最小になる位置に前記カップリングレンズまたは前記対物レンズの光軸方向を定めることを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項１ないし１７のいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする光ディスクドライブ装置である。

請求項１に記載の発明によれば、複数の光情報記録媒体に対応した複数の光源と、その複数の光源からの光束の合成と分離を行う光路合成分離手段と、その複数の光源に共通した少なくとも１群のレンズを備え、その少なくとも１群のレンズを含めた複数群のレンズからなり光源からの光束を集光するカップリングレンズと、そのカップリングレンズによって集光した光束を複数の光源に対応したそれぞれの光情報記録媒体の記録面上に集光させる対物レンズとを備える光ピックアップ装置であって、カップリングレンズを構成する複数群のレンズが、少なくとも１つの光源の光軸方向に対して光路合成分離手段を挟んで配設されるとともに、複数群のレンズのうちの少なくとも１群のレンズを光軸方向に移動させるレンズ移動手段を備えるので、各光源について最適なカップリング効率を実現しながらカップリングのための光学系を小型化でき、かつ、球面収差や色収差補正が必要な光源光路については、他部品を追加することなく補正できるので、小型化や高速記録化ができる。

また、複数群のレンズのうち少なくとも１群のレンズを動かし、対物レンズに入射する光束の倍率を変更できるので、球面収差を補正することができる。さらに、レンズ移動手段は、カップリングレンズの機能を有しているので、光学部品の点数を抑え、光学系を小型化することができる。加えて、複数の光源に対してカップリングレンズを共有化するので、さらに光学部品の点数を抑えることができ、光学系を小型化することができる。光束合成手段を配置したことで、光源とカップリングレンズとの間にその他光学部品を配置できる空間を確保することが可能となる。

また、複数の光源の光束が透過するカップリングレンズを動かすことで、複数の光源の光束に対して球面収差の補正を行うことが可能になる。
さらに、例えば第１光源と第２光源の第１光束合成手段をカップリングレンズの少なくとも１群のレンズと対物レンズとの間に配置し、さらに第３光源のカップリングレンズの少なくとも１群のレンズを第３光源と第２光束合成手段との間に配置すると、第１光源、第２光源の光束透過部品点数を増やすことなく、第３光源の光学系を一体化させた光ピックアップを提供することが可能になる。
したがって、簡易な構成で各々の光源からの光束を効率良くカップリングすると共に、光源の波長変動、多層ディスク、ディスクの基板厚誤差によって発生する色収差や球面収差をも補正可能な光ピックアップ装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、複数群のレンズのうち、焦点距離の絶対値が最も大きいレンズにレンズ移動手段を設けるので、球面収差補正時のレンズ駆動精度を緩和することができる。

請求項３に記載の発明によれば、光情報記録媒体が層状に形成された複数の記録面を有するとともに、その記録面のそれぞれに対して光束を集光させるように、レンズ移動手段によってカップリングレンズの少なくとも１群のレンズを光軸方向に移動させるので、各層の基板厚の違い、基板厚の製造誤差、光源波長変動などに対応してカップリングレンズの少なくとも１群のレンズを光軸方向に移動させて、対物レンズに入射する光束の発散度合いを変えることにより球面収差や色収差を補正し、常に良好なスポットが形成され記録再生特性が向上する。

請求項４に記載の発明によれば、光情報記録媒体が光透過層を有し、その光透過層の厚さ誤差に応じてレンズ移動手段によってカップリングレンズの少なくとも１群のレンズを光軸方向に移動させるので、各層の基板厚の違い、基板厚の製造誤差、光源波長変動などに対応してカップリングレンズの少なくとも１群のレンズを光軸方向に移動させて、対物レンズに入射する光束の発散度合いを変えることにより球面収差や色収差を補正し、常に良好なスポットが形成され記録再生特性が向上する。
また、光ディスクの基板厚を検出して、その情報をもとにカップリングレンズを動かすことで、多層からなる光ディスクに対し、球面収差補正を行なうことが可能になる。

請求項５に記載の発明によれば、光源の波長変動に応じてレンズ移動手段によってカップリングレンズの少なくとも１群のレンズを光軸方向に移動させるので、各層の基板厚の違い、基板厚の製造誤差、光源波長変動などに対応してカップリングレンズの少なくとも１群のレンズを光軸方向に移動させて、対物レンズに入射する光束の発散度合いを変えることにより球面収差や色収差を補正し、常に良好なスポットが形成され記録再生特性が向上する。

請求項６に記載の発明によれば、少なくとも最短波長の光束について、その光束が透過するカップリングレンズと対物レンズとが、それぞれについて色消しレンズ系であるので、モードホップなどの瞬時に波長が変わってしまう時にも色収差をなくし、記録再生時のエラーを低減することができる。また、カップリングレンズと対物レンズの間にビーム整形プリズムなどのアナモルフィック素子が配置されている時には、アナモルフィック素子の入射光は常に平行光となる色消しが必要であり、アナモルフィック素子で非点収差を発生させないためには本構成が必須となる。

請求項７に記載の発明によれば、少なくとも１つの光源からの光束を集光させた光情報記録媒体の記録面上からの反射光の球面収差を検出する球面収差検出手段を備えるので、対物レンズに屈折レンズを用いた時にも色収差を補正することができ、光利用効率が良く、色収差のない光学系が実現できて、高速化、高安定化が可能となる。
また、光源の光学系に対して、短時間の波長変動により生じる色収差を抑えることも可能になる。

請求項８に記載の発明によれば、少なくとも１つの光源からの光束を集光させた光情報記録媒体の記録面上からの反射光の球面収差を検出する球面収差検出手段を備えるので、球面収差検出信号により、カップリングレンズの駆動方向と駆動量が瞬時にわかるので、最適位置を探す必要がなく、どのような原因の時でも常にディスク面スポットの球面収差や色収差を補正できる。従って高速で良好な記録再生が可能となる。

請求項９に記載の発明によれば、カップリングレンズのうち、光源に最も接近して配設された１群のレンズが凹レンズであるので、光路合成分離手段よりも光源に近い側のレンズを凹レンズとすることにより、その光源からの発散光束の発散角を拡大して、対物レンズに入射する光束の端部光量強度（ＲＩＭ）を大きくできるので、盤面スポット径が小さくなり、記録再生性能が向上する。
また、光路合成分離手段よりも対物レンズに近い側の凸レンズと組合せることにより、それぞれが単レンズであっても色消し設計が可能となる。

請求項１０に記載の発明によれば、凹レンズを透過する光束の波長をλＡとし、凹レンズを透過しない光束の波長をλＢとするとき、λＡ＜λＢとなるので、凹レンズ側の光源を、他方の光源よりも波長の短いものに設定すると、凹レンズの発散作用により請求項９に記載のＲＩＭを大きくする効果がより顕著になる。

請求項１１に記載の発明によれば、カップリングレンズのうち、光源に最も接近して配設された１群のレンズが凸レンズであるので、カップリングレンズの対物レンズ側の一群のレンズを凸レンズとすることにより、カップリングのための光路を短縮することができ、光ピックアップ装置を小型化できる。また、凸レンズに最も近接して配設された光源の光束は、より小さいＲＩＭまでカップリングされるので、カップリング効率と盤面パワー大きくなり、高速記録が実現される。

請求項１２に記載の発明によれば、凸レンズを透過する光束の波長をλＡとし、凸レンズを透過しない光束の波長をλＢとするとき、λＢ＜λＡとなるので、凸レンズ側の光源を、他方の光源よりも波長の長いものに設定すると、凸レンズの収束作用により請求項１１の効果をより顕著にすることができる。

請求項１３に記載の発明によれば、レンズ移動手段により光軸方向に移動される少なくとも１群のレンズは光源と光路合成分離手段との間に配設されるので、駆動調整が必要な光源の光束についてだけその発散度を変えることができるので、その他の光源については常にレンズ位置が固定されていて安定した性能が得られる。

請求項１４に記載の発明によれば、レンズ移動手段により光軸方向に移動される少なくとも１群のレンズは光路合成分離手段と対物レンズとの間に配設されるので、駆動調整が必要な光束を発する光源が複数ある場合には、レンズ移動手段（駆動機構）を共用することができ、光ピックアップ装置を小型化できる。

請求項１５記載の発明によれば、カップリングレンズのうち、光源に最も接近して配設された１群のレンズと光源との間にビーム整形手段を備えるので、カップリングレンズと光源との間のスペースを利用してビーム整形手段を配置することで、半導体レーザ出射光束を円形化し、光利用効率（カップリング効率）を高めることができる。

請求項１６に記載の発明によれば、複数の光情報記録媒体の種類を判別する光ディスク判別手段を備え、光情報記録媒体の種類に応じて、レンズ移動手段によってカップリングレンズを構成する少なくとも１群のレンズを光軸方向に移動させるので、光ディスク判別手段を介して光ディスクの種類を識別し、その情報をもとにカップリングレンズを動かすことで、様々な基板厚を持つ光ディスクに対して、球面収差補正を行なうことができる。

請求項１７に記載の発明によれば、光源の発振波長に応じて、各光学面で生じる球面収差が最小になる位置にカップリングレンズまたは対物レンズの光軸方向を定めるので、光源の発振波長のバラツキに応じて、レンズ群の位置を光軸方向に調整することで、光学系の波面収差を最適にすることが可能になる。また、例えば、第１光源が選択された時と、第２光源が選択された時で、カップリングレンズを構成する少なくとも１群のレンズの位置を切り換えることで、それぞれの光源の光学系に対して波面収差を最適にすることが可能になる。

請求項１８に記載の発明によれば、上記いずれかの効果を奏する光ピックアップ装置をを搭載した光ディスクドライブ装置を提供することができる。また、簡易な構成で各々の光源からの光束を効率良くカップリングすると共に、光源の波長変動、多層ディスク、ディスクの基板厚誤差によって発生する色収差や球面収差をも補正可能な光ディスクドライブ装置を実現できる。
また、小型な光ディスクドライブ装置を提供することができる。

発明者らは上記課題に対して本願発明に至るまでにいくつかの発明をしている。以下にその例を示す。
まず、図１（ａ），（ｂ）に示すように、ＤＶＤ１５ａ、ＣＤ１５ｂに対応した複数の光源１１Ｌ，１２Ｌと、その光源１１Ｌ，１２Ｌに共通した第１カップリングレンズ３１，第２カップリングレンズ３２からなり、それらにより光束を集光するカップリングレンズ系３０と、その集光された光束の開口径を光源１１Ｌ，１２Ｌに対応して変更しうるアパーチャ４１ａ，４１ｂと、それらを通過した光束を光源１１Ｌ，１２Ｌに対応したＤＶＤ１５ａ、ＣＤ１５ｂそれぞれの記録面上に集光させる対物レンズ４２ａ，４２ｂとを備え、アパーチャ４１ａ，４１ｂの開口径に応じて、少なくとも１群のレンズを光軸方向ａに移動させるアクチュエータ３３を備える光ピックアップ装置を発明している。

この発明によれば、カップリングレンズの移動量を開口径と光源からの光束の最適な取り込み角から決めることができ、各光源について常に最適なスポット径や最高のカップリング効率を得ることができる。よって、簡易な構成で高速高性能な多波長の光ピックアップ装置を提供することができる。

ところで、光ピックアップの光源には半導体レーザが一般的に使われている。半導体レーザを出射した光束は放射状であると同時に、半導体レーザの接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径が異なる。このため、光ピックアップでは、一般的にはビーム整形プリズムを用いて、各方向の径をほぼ等しくし、円形開口の対物レンズに入射する光束のリム強度を各方向でそろえることで、光量の低下を抑えている。
ＣＬエキスパンダを用いた光学系では、光路が発散／収束光路になるのでビーム整形プリズムを配置することができない。このため、ＣＬエキスパンダを用いた光学系でビーム整形を行うには、光源と倍率変更が可能なカップリングレンズの間にビーム整形レンズを配置した光学系を適用するのが望ましい。
そこで、図２に示すように、カップリングレンズ系３０は、光源１１Ｌから出射した発散光束を光軸に対して略平行な光束にする第１カップリングレンズ３１と、光学系全体の色収差を補正する第２カップリングレンズ（第１手段）３２により構成し、光源１１Ｌの波長変動で発生する光学系の色収差は、回折部の色収差補正により低減する。光源１１Ｌの波長バラツキに応じて発生する球面収差は、カップリングレンズ系３０に光源１１Ｌからの光束が入射する第１面と光源１１Ｌとの距離を第２手段により設定して小さくした光ピックアップ装置を発明している。
この発明によれば、波長変動はカップリングレンズ系３０に設けた第２カップリングレンズ（回折面、第１手段）３２で、波長バラツキはカップリングレンズ系３０の光軸方向ａで光源１１Ｌとの距離を調整する第２手段により、短波長の広い範囲において、収差を小さくすることができる。

以下、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図３はこの発明の光ピックアップ装置の一実施の形態の光学系を示したものである。光学系１０は、第１ホログラムユニット１１、第１カップリングレンズ（１群のレンズ）３１、ビームスプリッタ（光路合成分離手段）２０、第２カップリングレンズ（１群のレンズ）３２、アパーチャ４１、対物レンズ４２をこの順にほぼ一直線上に備える。一方、この直線からほぼ直角方向に第２ホログラムユニット１２をビームスプリッタ２０に向かって備えている。
なお、カップリングレンズ系（カップリングレンズ）３０は、第１カップリングレンズ（１群のレンズ）３１，第２カップリングレンズ（１群のレンズ）３２を備え、さらに第１カップリングレンズ３１には第１カップリングレンズ３１を光軸方向ａに駆動する１軸のアクチュエータ３３などを備える。
また、対物レンズ４２は、アクチュエータ４３によって光軸方向ａに移動する。
ここでは、ビームスプリッタ２０として、第１ホログラムユニット１１、第２ホログラムユニット１２の波長の違いを利用したダイクロイックプリズムを用いるが、偏光プリズムを用いてもよい。

第１ホログラムユニット１１には、レーザ光源１１Ｌと、光情報記録媒体からの反射光を回折して必要な信号を得るためのホログラム素子１１ｈ、各種信号を生成するための受光素子１１ｐを備える。第１ホログラムユニット１１は、この例ではＤＶＤ（光情報記録媒体）１５ａの記録・再生を行う。
同様に、第２ホログラムユニット１２には、レーザ光源１２Ｌと、光情報記録媒体からの反射光を回折して必要な信号を得るためのホログラム素子１２ｈ、各種信号を生成するための受光素子１２ｐを備える。第２ホログラムユニット１２は、この例ではＣＤ（光情報記録媒体）１５ｂの記録・再生を行う。

すなわち、光源１１Ｌ，１２Ｌからの光束をＤＶＤ１５ａ，ＣＤ１５ｂ（いずれも光情報記録媒体）の記録面上に集光させ、ＤＶＤ１５ａ，ＣＤ１５ｂの記録と再生を行う光ピックアップ装置において、ＤＶＤ１５ａ，ＣＤ１５ｂに対応した２つの光源１１Ｌ，１２Ｌと、その２つの光源１１Ｌ，１２Ｌからの光束の合成と分離を行うビームスプリッタ（光路合成分離手段）２０とその光源１１Ｌ，１２Ｌに共通した少なくとも１群のレンズ（第１カップリングレンズ３１）を備え、その第１カップリングレンズ３１を含めた複数群のレンズからなり光源１１Ｌ，１２Ｌからの光束を集光するカップリングレンズ系（カップリングレンズ）３０と、そのカップリングレンズ系３０によって集光した光束を光源１１Ｌ，１２Ｌに対応したそれぞれのＤＶＤ１５ａ，ＣＤ１５ｂの記録面上に集光させる対物レンズ４２とを備える光ピックアップ装置であって、カップリングレンズ系３０を構成する複数群のレンズが、少なくとも１つの光源１１Ｌの光軸方向に対してビームスプリッタ２０を挟んで配設されるとともに、複数群のレンズのうちの少なくとも第１カップリングレンズ３１を光軸方向ａに移動させるレンズ移動手段を備えるアクチュエータ（レンズ移動手段）３３を備える。
なお、カップリングレンズ系３０を構成するレンズは、２群に限定されるものではない。

また、アクチュエータ（レンズ移動手段）３３は、第１カップリングレンズ（１群のレンズ）３１を移動することに限定されるものではなく、第２カップリングレンズ（１群のレンズ）３２を移動するようにしてもよい。
さらに、アクチュエータ（レンズ移動手段）３３により光軸方向ａに移動される第１カップリングレンズ（１群のレンズ）３１は光源１１Ｌとビームスプリッタ（光路合成分離手段）２０との間に配設されるようにしてもよいし、ビームスプリッタ（光路合成分離手段）２０と対物レンズ４２との間に配設されるようにしてもよい。

図３は、第１ホログラムユニット１１が発光した状態を実線で、第２ホログラムユニット１２が発光した状態を点線で示した図である。
この図において、第１ホログラムユニット１１からの光束は、１軸のアクチュエータ３３によって適宜移動させられた第１カップリングレンズ３１、ビームスプリッタ２０を透過し、第２カップリングレンズ３２を透過して平行光となって、アパーチャ４１で適宜開口径を制限された後に対物レンズ４２によりＤＶＤ１５ａの記録面上に集光する。ＤＶＤ１５ａからの反射光は、対物レンズ４２、第２カップリングレンズ３２、ビームスプリッタ２０、第１カップリングレンズ３１を経て、再び第１ホログラムユニット１１に入射して、受光素子１１ｐによりトラック信号、フォーカス信号、情報信号などを生成する。

一方、第２ホログラムユニット１２からの光束は、ビームスプリッタ２０によって反射して、第２カップリングレンズ３２を透過して平行光となり、アパーチャ４１で適宜開口径を制限された後に対物レンズ４２によりＣＤ１５ｂの記録面上に集光する。ＣＤ１５ｂからの反射光は、対物レンズ４２、第２カップリングレンズ３２、ビームスプリッタ２０を経て、再び第２ホログラムユニット１２に入射して、受光素子１２ｐによりトラック信号、フォーカス信号、情報信号などを生成する。

なお、対物レンズ４２は２軸のアクチェータ４３により、トラック信号やフォーカス信号に従ってサーボがかけられて常にディスクの動きに追従してＤＶＤ１５ａ及びＣＤ１５ｂ上に回折限界のスポットを集光する。

カップリングレンズからの平行光は、アパーチャ（波長開口制限素子）４１によってＤＶＤ１５ａではＮＡ０．６５相当、ＣＤ１５ｂではＮＡ０．５０相当の開口径に制限されて対物レンズ４２に入射する。
対物レンズ４２は、ＤＶＤ／ＣＤ互換回折レンズであり、それぞれの光束は、ＤＶＤ１５ａでは０．６ｍｍの基板厚のディスクの記録面に、ＣＤ１５ｂでは１．２ｍｍの基板厚のディスクの記録面に集光する。
ＤＶＤ１５ａ、ＣＤ１５ｂの各ディスクからの反射光は再びホログラムユニット１１，１２にそれぞれ入射して、受光素子１１ｐ，１２ｐによりトラック信号、フォーカス信号、情報信号などを生成する。

ここで、光束のカップリング効率について説明する。
図４（ａ）よりＤＶＤ１５ａについて、対物レンズ４２の開口径φｄｖｄと、ＲＩＭ仕様（光軸の光量強度を１００とした時の開口端部での光量強度の仕様）を満足する発散光束の取り込み角度θｄｖｄが決まると、カップリングレンズの焦点距離ｆｄｖｄは以下の式で与えられる。
ｆｄｖｄ＝φｄｖｄ／（２×ｓｉｎθｄｖｄ） ・・・（１）
図４（ｂ）のＣＤ１５ｂについても同様に、
ｆｃｄ＝φｃｄ／（２×ｓｉｎθｃｄ） ・・・（２）
１例としてＤＶＤとＣＤの場合について、具体的な例を下記表１に示す。

ここで光束取り込み角度θは、ＤＶＤとＣＤについてガウス分布の一般式から以下の式で与えられる。
θ＝ 〔{ｌｎ（ＲＩＭ）／ｌｎ０．５}×（θＬＤ／２）²〕^1/2 ・・・（３）
ＤＶＤとＣＤの光束取り込み角度θと開口径φの値を（１）式に代入して、
ｆｄｖｄ＝１７．０ｍｍ
ｆｃｄ ＝１０．４ｍｍ
が得られる。
従って図４において、レーザ光源１２Ｌと第２カップリングレンズ３２の焦点距離を１０．４ｍｍ、レーザ光源１１Ｌと第１カップリングレンズ３１及び第２カップリングレンズ３２の合成焦点距離を１７ｍｍとなるようにカップリングレンズ系３０を配置すると最適なカップリング光学系が得られる。

ここで、２つのレンズにおける合成焦点距離ｆは一般的に以下の式で与えられる。
１／ｆ＝１／ｆ１＋１／ｆ２−ｄ／（ｆ１×ｆ２） ・・・（４）
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｄ：第１レンズと第２レンズとの間隔
上式より、ｆ２＝ｆｃｄ＝１０．４ｍｍ、ｄ＝６とすると、ｆ１＝―１１付近で
ｆ＝ｆｄｖｄ＝１７ｍｍ
が得られることがわかる。

以上をもとに設計したカップリングレンズの設計例を下記表２及び表３に示す。
厚みのある実際のレンズでは、それぞれの焦点距離をｆ１＝−９．０８ｍｍ、ｆ２＝１０．４ｍｍとすることにより、合成焦点距離ｆ＝１７．０ｍｍが得られた。なお、この例では各ホログラムユニットのホログラム基板の厚さは省略している。
また、表２，３において、非球面１：ｋ＝０，Ａ４＝−０．４３７８×１０^-4，Ａ６＝０．×１０^-4，Ａ８＝−０．１２４７×１０^-4
非球面２：ｋ＝０，Ａ４＝−０．４０２９×１０^-3，Ａ６＝０．７７１１×１０^-5，Ａ８＝−０．１４０２×１０^-6
である。
そして設計には下記式（５）を用いて計算した。
Ｚ＝ｃｈ²／（１＋{１−（１＋ｋ）ｃ²ｈ²}＋Ａ４ｈ⁴＋Ａ６ｈ⁶＋Ａ８ｈ⁸＋Ａ１０ｈ¹⁰ ・・・（５）
ここで、Ｚ：面形状を表す光軸方向の座標、ｃ：面の曲率半径ｒの逆数（＝曲率）
ｈ：光軸垂直方向の半径、ｋ：コーニック係数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０：非球面係数
である。

上述した実施の形態では、第１カップリングレンズ３１に、光源１１Ｌの光束の光軸方向ａに移動させるアクチュエータ（レンズ移動手段）３３を設けている。これにより、光源１１Ｌの光束に対しては、ＤＶＤ（光記録媒体）１５ａの各光学面（記録面）で生じる球面収差を補正することが可能になる。
しかし、第１カップリングレンズ３１にアクチュエータ３３を設けた場合、光源１２Ｌに対しては球面収差を補正することができない。
光源１１Ｌの波長を４０５ｎｍ、光源１２Ｌの波長を６６０ｎｍとし、光ディスク基板の材料にポリカーボネードを使用した場合、各波長での屈折率ｎ（４０５）、ｎ（６６０）はそれぞれ、ｎ（４０５）＝１．６２１、ｎ（６６０）＝１．５７９になる。このとき、各光ディスクの基板の厚さが７０μｍずれたとすると、下記式より各波長における球面収差ΔＷ（４０５）、ΔＷ（６６０）はそれぞれ、ΔＷ（４０５）＝０．００７λ、ΔＷ（６６０）＝０．００４λ発生する。このことから、波長が短いほど球面収差ΔＷが発生しやすいことがわかる。

また、上記式（５）を用いた別の設計例を下記表４，５に示す。なお、その際の硝材の屈折率およびアッべ数は下記表６を用いた。

これにより、第１カップリングレンズ３１は、面６〜７、第２カップリングレンズ３２は面１０〜１１である。ここで、面１５の厚さが増して球面収差が発生した場合、第１カップリングレンズ３１を光軸方向ａに動かすことで、図５に示すような波面収差低減効果が得られる。
なお、カップリングレンズ系３０を構成する２群のレンズ（第１カップリングレンズ３１、第２カップリングレンズ３２）のうち、焦点距離の絶対値が最も大きいレンズにアクチュエータ（レンズ移動手段）３３を設けるようにしてもよい。
レンズの光軸方向変位量に対する発散具合の変化量は、動かすレンズの焦点距離の絶対値が大きいほど、小さくなる。このため、光源１に対する球面収差補正に対するレンズの駆動精度を緩和するには、第１カップリングレンズ３１と第２カップリングレンズ３２のうち、焦点距離の長い側のレンズを駆動する。
レンズ群の光軸方向移動量に対する発散具合の変化量は、動かすレンズの焦点距離の絶対値が大きいほど、小さくなる。つまり、動かすレンズ群の焦点距離の絶対値が大きいほど、駆動誤差に対する球面収差変化量が小さくなる。このため、光源１１Ｌの球面収差を補正する際、レンズ群の駆動精度を緩和するには、第１カップリングレンズ３１と第２カップリングレンズ３２のうち、焦点距離の長い側のレンズを駆動すればよい。

ところで、光源１１Ｌとビームスプリッタ２０との間に配設するレンズは、第１カップリングレンズ３１のみに限定されるものではなく、複数群のレンズであってもよい。

また、ＤＶＤ１５ａなど光情報記録媒体が層状に形成された複数の記録面を有するとともに、その記録面のそれぞれに対して光束を集光させるように、アクチュエータ（レンズ移動手段）３３によってカップリングレンズ系３０の少なくとも１群のレンズ（第１カップリングレンズ３１または第２カップリングレンズ３２）を光軸方向ａに移動させるようにしてもよい。
ＤＶＤでは記録面２層の規格があり、各層で基板厚が変わるために球面収差が発生する。この球面収差は、ＲＯＭなどのデータリード時にはあまり問題にならないが、ＲやＲＷなどのデータライト時には隣接マークを消去してしまうなど記録特性に顕著な劣化を与える。従って、各層に対応してカップリングレンズ３１を光軸方向に移動させることにより、対物レンズに入射する光束の発散度合いを変えて、この球面収差を補正することにより記録再生時ともに特性を向上させることが可能となる。

さらに、ＤＶＤ１５ａ，ＣＤ１５ｂなどの光情報記録媒体が光透過層を有し、その光透過層の厚さ誤差に応じてアクチュエータ（レンズ移動手段）３３によってカップリングレンズ系３０の少なくとも１群のレンズ（第１カップリングレンズ３１または第２カップリングレンズ３２）を光軸方向ａに移動させるようにしてもよい。
ＣＤやＤＶＤではあまり問題にならないが、波長の短いＢｌｕ−ｒａｙやＡＯＤディスクでは、ディスク基板厚の製造誤差により盤面スポットに球面収差が発生して、記録再生性能を劣化させる場合がある。このような場合には、基板厚誤差に対応して第１カップリングレンズ３１または第２カップリングレンズ３２を光軸方向ａに移動させることにより、対物レンズ４２に入射する光束の発散度合いを変えて、この球面収差を補正することができる。レンズの移動量は、例えばＲＦ信号の振幅が最大になるように調整すれば良い。

また、光源１１Ｌ，１２Ｌの波長変動に応じてアクチュエータ（レンズ移動手段）３３によってカップリングレンズ系３０の少なくとも１群のレンズ（第１カップリングレンズ３１または第２カップリングレンズ３２）を光軸方向ａに移動させるようにしてもよい。
さらにＢｌｕ−ｒａｙやＡＯＤディスクでは、周囲温度や出力パワーの変化にともなって、光源１１Ｌ，１２Ｌの波長が変動して盤面スポットに色収差が発生して、記録再生性能を劣化させる場合がある。このような場合には、波長変動に対応して第１カップリングレンズ３１または第２カップリングレンズ３２を光軸方向ａに移動させることにより、対物レンズ４２に入射する光束の発散度合いを変えて、この色収差を補正することができる。レンズの移動量は、例えばＲＦ信号の振幅が最大になるように調整すれば良い。

また、少なくとも最短波長の光束について、その光束が透過するカップリングレンズ系３０と対物レンズ４２とが、それぞれについて色消しレンズ系であってもよい。
モードホップなどの瞬時に波長も変わってしまう時にも色収差をなくし、記録再生時のエラーを低減することができる。
光源の半導体レーザは、出力パワーが変わるとモードホップを起こして瞬時に波長も変わってしまう。従って、再生時と記録時には波長がわずかに異なり、色収差が発生する。この色収差は瞬時に発生するため、カップリングレンズを駆動させて補正したのでは、時間的な遅れがでてしまい再生や記録エラーの原因となる。この不具合は特に波長の短いＢｌｕｅ−ｒａｙやＡＯＤにおいて顕著となる。この不具合を解決するには、レンズ系を色消しにするのが有効であり、図５に示すようにカップリングレンズ３２に貼り合せレンズを用いることにより、さらに対物レンズに色消し回折レンズなどを用いることにより、それぞれのレンズ系においてモードホップによる色収差をなくし、記録再生時のエラーを低減することができる。

さらに、少なくとも最短波長の光束について、その光束が透過するカップリングレンズ系３０と対物レンズ４２とが、その全系について色消しレンズ系であってもよい。
回折レンズは屈折レンズと比較すると、収差補正の機能が大きい半面、透過率が低い欠点がある。光学系の高い透過率を望む場合には、図５のＤＶＤ光束を発散光として対物レンズに屈折レンズが用いられる。この時には対物レンズの色収差を補正するために、カップリングレンズに補正の色収差をもたせた設計がなされる。すなわち、カップリングレンズと対物レンズを合わせた光学系の全系において色消しが行なわれる。

なお、図６に示すように、第２ホログラムユニット１２とビームスプリッタ２０との間に第３カップリングレンズ３４を設けて、その第３カップリングレンズ３４で光源１２Ｌの光束の倍率を変えるようにし、第３カップリングレンズ（１群のレンズ）３４に、第２カップリングレンズ３２及び対物レンズ４２の色収差を補正する色収差補正手段を備えててもよい。このとき、光源１２Ｌの光束に対しては、第３カップリングレンズ３４と第２カップリングレンズ３２とでカップリングレンズ系を構成するものとする。
本構成では、第３カップリングレンズ３４が、第３カップリングレンズ３４と第２カップリングレンズ３２と対物レンズ４２の色収差をまとめて補正する色収差補正機能を有する。第３カップリングレンズ３４の色収差補正機能は、硝材の屈折率が異なる複数のレンズを張り合せた張り合わせレンズ、組合せレンズ、レンズの１面に回折面をもたせた回折レンズのいずれの方法でも実現できる。
第３カップリングレンズ３４の各レンズ要素（１〜ｎ）の焦点距離をｆ₃₁〜ｆ_3n、部分分散をν₃₁〜ν_3n、として、以下の条件を満たすように、第３カップリングレンズ３４を設計する。

ところで本発明は、図７に示すように、光源１１Ｌまたは１２Ｌからの光束を集光させたＤＶＤ（光情報記録媒体）１５ａまたはＣＤ（光情報記録媒体）１５ｂの記録面上からの反射光の球面収差を検出する球面収差検出手段２５を備えるようにしてもよい。
球面収差検出手段２５は、ビームスプリッタ２６、レンズ２７、ホログラム２８、受光素子２９などを備える。なお、ホログラム２８は２つの異なる回折領域２８ａ，２８ｂを有し、受光素子２９は２つの受光素子２９ａ，２９ｂを有する。この図のその他の構成は図３と同様であるので説明を省略する。

ホログラム２８に入射した光束は２つの異なる回折領域２８ａ，２８ｂよりそれぞれ受光素子２９ａ，２９ｂへ向けて光束を回折する。そして受光素子２９ａ，２９ｂの受光量を比較することによってディスク反射光の球面収差の量と方向を検出できる。色収差がある場合についても、同様にこの検出手段で検出可能である。
従って、このような球面収差検出手段２５により、カップリングレンズを駆動させて検出信号を０とすることにより、常にディスク面スポットに球面収差や色収差を発生させないようにすることができる。

また、カップリングレンズ系３０のうち、光源１１Ｌに最も接近して配設された第１カップリングレンズ（１群のレンズ）３１が凹レンズであるようにしてもよい。
このようにすると、光源１１Ｌからの発散光束の発散角を拡大して、対物レンズ４２に入射する光束の端部光量強度（ＲＩＭ）を大きくできる。ＲＩＭが大きくなると盤面スポット径が小さくなり、記録再生性能が向上する。

このとき、凹レンズである第１カップリングレンズ（１群のレンズ）３１を透過する光束の波長をλＡとし、凹レンズを透過しない光束の波長をλＢとするとき、λＡ＜λＢとなるようにしてもよい。
ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕｅ−ｒａｙの順に光源波長は短くなるが、記録密度はこれらのＮＡの違いを考慮してもさらに大きくなり、盤面スポット径のさらなる縮小が必要とされる。このような場合には、凹レンズ側の光源１１Ｌを、光源１２Ｌよりも波長の短いものに設定すると、ＲＩＭが大きくなり、盤面スポット径のさらなる縮小が実現される。

一方、カップリングレンズ系３０のうち、光源１１Ｌに最も接近して配設された第１カップリングレンズ（１群のレンズ）３１または光源１２Ｌに最も接近して配設された第３カップリングレンズ（１群のレンズ）３４が凸レンズであるようにしてもよい。
図８に示すように、それぞれ光源波長の異なる第１ホログラムユニット１１，第２ホログラムユニット１２，第３ホログラムユニット１３を有する光ピックアップ装置の光学系１０ａにおいて、ホログラムユニット１１，１２からの発散光束は、それぞれ第１カップリングレンズ３１、第３カップリングレンズ３４を透過した後、ビームスプリッタ（光路合成分離手段）２０，２１で反射して、第２カップリングレンズ３２を透過する。このとき、第１カップリングレンズ３１、第３カップリングレンズ３４、第２のカップリングレンズ３２とは、それぞれ凸レンズとする。

同様に、第３ホログラムユニット１３からの発散光束は、ビームスプリッタ２０，２１と第２カップリングレンズ３２を透過して平行光となる。
ビームスプリッタ２０，２１は、３つのホログラムユニット１１，１２，１３の波長の違いを利用したダイクロイックプリズムが用いられる。
例えば、第１ホログラムユニット１１をＤＶＤ用のホログラムユニット、第２ホログラムユニット１２をＣＤ用のホログラムユニット、第３ホログラムユニット１３をＡＯＤ用のホログラムユニットとすると、カップリングレンズ系３０からの光束は、アパーチャ（波長開口制限素子）４１によってＤＶＤではＮＡ０．６５相当、ＣＤではＮＡ０．５０相当、ＡＯＤではＮＡ０．６５相当の開口径に制限されて対物レンズ４２に入射する。

対物レンズ４２は、３波長互換回折レンズであり、それぞれの光束について、ＤＶＤでは０．６ｍｍの基板厚のディスク５１の記録面へ、ＣＤでは１．２ｍｍの基板厚のディスク５２の記録面へ、ＡＯＤでは０．６ｍｍの基板厚のディスク５３の記録面へ集光する。
対物レンズに入射する光束は、ＤＶＤ，ＡＯＤは平行光、ＣＤは発散光とする。各ディスクからの反射光は再び各ホログラムユニット１１，１２，１３に入射して、各受光素子１１ｈ，１２ｈ，１３ｈによりトラック信号、フォーカス信号、情報信号などを生成する。
対物レンズ４２は、２軸アクチェータ４３により、トラック信号やフォーカス信号に従ってサーボがかけられて常にディスクの動きに追従してディスク記録面上にそれぞれの波長について回折限界のスポットを集光する。
第１カップリングレンズ３１、第２カップリングレンズ３２、第３カップリングレンズ３４を全て凸レンズとすることにより、カップリングのための光路を短縮できるので、装置を小型化できるメリットがある。

加えて、第１カップリングレンズ３１または第３カップリングレンズ３４（いずれも凸レンズ）を透過する光束の波長をλＡとし、第１カップリングレンズ３１または第３カップリングレンズ３４を透過しない光束の波長をλＢとするとき、λＢ＜λＡとなるようにしてもよい。
このような場合には、光源１１Ｌ，１２Ｌを、光源１３Ｌよりも波長の長いものに設定すると、より小さいＲＩＭまでカップリングされるので、カップリング効率と盤面パワー大きくなり、高速記録が実現される。
また、レンズ移動手段により光軸方向に移動される少なくとも１群のレンズは光源と光路合成分離手段との間に配設されるようにしてもよいし、レンズ移動手段により光軸方向に移動される少なくとも１群のレンズは光路合成分離手段と対物レンズとの間に配設されるようにしてもよい。

また、図８に示すように、３つの光情報記録媒体（ＤＶＤ１５ａ，ＣＤ１５ｂ、ＡＯＤ１５ｃ）に対応した第１ホログラムユニット１１、第２ホログラムユニット１２、第３ホログラムユニット１３を備え、第３ホログラムユニット１３と第２カップリングレンズ３２との間にビームスプリッタ２０に加えて、さらに別のビームスプリッタ（別の光路合成分離手段）２１を備える。このとき、第３ホログラムユニット１３、ビームスプリッタ２０、ビームスプリッタ２１、第２カップリングレンズ３２、対物レンズ４２をこの順に略一直線上に備えるとともに、第１ホログラムユニット１１を第１カップリングレンズ３１を介してビームスプリッタ２０に直交するように備えるとともに、第２ホログラムユニット１２を第３カップリングレンズ３４を介してビームスプリッタ２１に直交するように備える。

図３と図８を比較すると、図３では、アクチュエータ３３によって駆動されるカップリングレンズ系３０の第１カップリングレンズ（一群のレンズ）３１は、ビームスプリッタ（光路合成分離手段）２０に対して光源１１Ｌ側に備えるのに対して、図９では、アクチュエータ３３によって駆動されるカップリングレンズ系３０の第２カップリングレンズ（一群のレンズ）３２は、ビームスプリッタ（光路合成分離手段）２０及び別のビームスプリッタ（光路合成分離手段）２１に対して、対物レンズ４２側に備える。
図３では、ＣＤ用の第２ホログラムユニット１２のカップリング状態は通常の基板厚や波長変動によって変える必要がなく、もっぱらＤＶＤ用の第１ホログラムユニット１１の光束のみをカップリングレンズ系３０の移動調整によって変えれば良い。このような場合には、ビームスプリッタ２０よりも光源１１Ｌに近い側のレンズ、すなわち第１カップリングレンズ３１を駆動することによって、一方の光束だけを変えることができる。

図８においても、ＣＤ用のホログラムユニット１２のカップリング状態は変える必要がないが、ＤＶＤ用のホログラムユニット１１とＡＯＤ用のホログラムユニット１３の光束のカップリング状態は第２カップリングレンズ３２の移動調整によって変える必要がある。このような時には、ビームスプリッタ２１よりも対物レンズ４２に近い側の第２カップリングレンズ３２を駆動することによって、ＤＶＤとＡＯＤの駆動機構を共用することができる。ＣＤの場合には、第２カップリングレンズ３２は常に定まった位置に戻される。

また、上述の実施の形態において、図９に示すように、カップリングレンズ系３０のうち、光源１１Ｌに最も接近して配設された第１カップリングレンズ（１群のレンズ）３１と光源１１Ｌとの間にビーム整形手段３５を備えるようにしてもよい。
ビーム整形手段３５とは、光軸方向ａに対して垂直な面において、光源１３Ｌの半導体レーザの活性層に平行な方向と垂直な方向で、倍率の異なるアナモルフィックなレンズ、または回折面である。半導体レーザの出射光束のうち、活性層に平行な方向の発散角をθ_//、活性層に垂直な方向の発散角をθ_⊥とすると、光ピックアップではＭ×θ_//／θ_⊥≒１．０にするのが望ましい。ここでＭを整形倍率と呼ぶ。ビーム整形手段３５は、活性層に平行な方向の発散角をｆ_//、活性層に垂直な方向の発散角をｆ_⊥とすると、以下の関係式を満たすように設計する。
Ｍ＝ｆ_//／ｆ_⊥

光源１１Ｌと第１カップリングレンズ３１の間に光源１１Ｌの半導体レーザの活性層に平行な方向と垂直な方向で、倍率の異なるアナモルフィックなレンズ（ビーム整形手段３５）を配置する。平行な方向と垂直な方向の２方向で倍率の異なるレンズであるビーム整形手段３５を光束が通過すると、ビームの発散角が２方向で変わるのでビーム整形することができる。つまり、ビーム整形手段３５により、アナモルフィックなレンズは、半導体レーザから出射した楕円発散光を円形発散光に変換することが可能になるので、光ピックアップ内の光利用効率（カップリング効率）を、高効率にすることが可能になる。アナモルフィック非球面式を以下に示す。

また、光ピックアップ装置内に図８に示すような複数の光情報記録媒体（ＤＶＤ１５ａ，ＣＤ１５ｂ，ＡＯＤ１５ｃ）の種類を判別する不図示の光ディスク判別手段を備え、光情報記録媒体の種類に応じて、アクチュエータ（レンズ移動手段）３３によってカップリングレンズ系３０を構成する、第１カップリングレンズ３１、第２カップリングレンズ３２、第３カップリングレンズ３４の少なくとも１群のレンズを光軸方向ａに移動させるようにしてもよい。
本構成では、光ピックアップ装置に、装着された光ディスク（光情報記録媒体）の種類を判別する光ディスク判別手段を備えている。図１０に示すように、光ディスク判別手段は、光ピックアップ装置の信号検出系から出力される信号を元に判断する受光素子、および信号演算回路からなる。光ディスク判別手段から出力された信号は、アクチュエータ３３などのレンズ移動手段のコントローラに入力され、駆動ドライバにより、レンズ移動手段が制御される。
光ディスクは種類によって、基板の厚さ、屈折率が異なる。このため光ディスク毎に球面収差が発生する。本構成では、光ディスク判別手段から得られた情報をもとに、カップリングレンズ系３０の位置を切り換えることで、光学系の波面収差を低減することが可能になる。

また、光源の発振波長に応じて、各光学面で生じる球面収差が最小になる位置にカップリングレンズ系３０または対物レンズ４２の光軸方向ａを定めるようにしてもよい。
一般的な半導体レーザは、活性層構造の製造バラツキにより、発振波長にバラツキを持つ。本構成では、図３に示すように、光源１１Ｌの発振波長に応じて、各光学面で生じる球面収差が最小になるように、各レンズの光軸方向ａの位置を定める。光学系の球面収差が変化した場合、その定めた各レンズの位置を中心に、光軸方向ａにレンズを動かす。
また、図８に示すように、光源が３つある場合、光源１１Ｌが選択された場合、光源１１Ｌの発振波長に応じて、各光学面で生じる球面収差が最小になるように、カップリングレンズ３２の光軸方向ａ位置を定める。光源１１Ｌの光学系の球面収差が変化した場合、その定めたレンズの位置を中心に、光軸方向ａにカップリングレンズ３２を動かす。
光源１２Ｌが選択された場合、光源１２Ｌの発振波長に応じて、各光学面で生じる球面収差が最小になるように、カップリングレンズ３２の光軸方向ａ位置を定める。光源１２Ｌの光学系の球面収差が変化した場合、その定めたカップリングレンズ３２の位置を中心に、光軸方向ａにカップリングレンズ３２を動かす。

発振波長がずれると、レンズに用いている材料の分散特性により屈折率が変わり、球面収差が生じる。その球面収差をレンズの位置を光軸方向にずらすことで、最適な波面収差にすることが可能になる。さらに、光ピックアップの光学面に球面収差が生じた場合は、ずらしたレンズの位置からさらにレンズを動かすことで、最適な波面収差にすることが可能になる。また、例えば、光源１１Ｌが選択された場合、光源１１Ｌの発振波長に応じて、各光学面で生じる球面収差が最小になるように、カップリングレンズ３２の光軸方向ａの位置を定める。これにより、光源１１Ｌの発振波長バラツキにより生じる球面収差を低減できる。光源１２Ｌが選択された場合、光源１２Ｌの発振波長に応じて、各光学面で生じる球面収差が最小になるように、カップリングレンズ３２の光軸方向ａの位置を定める。これにより、光源１１Ｌの発振波長バラツキにより生じる球面収差を低減できる。

上述の説明により構成される光ピックアップ装置を図１１に示すように、光ディスクドライブ装置に搭載してもよい。
光ピックアップ２５の光源である半導体レーザは、光ディスクドライブのレーザドライバ・レーザコントローラにより駆動・制御される。光ピックアップ４５の受光素子から出力された信号は、信号演算回路４６を介して各コントローラに送られる。対物レンズを制定する為のＦｏ信号・Ｔｒ信号は、Ｆｏコントローラ４７ａ、Ｔｒコントローラ４７ｂにより対物レンズの制御信号に変換される。さらに、ＡＣＴドライバ４８を介することで、対物レンズの位置制御が行われる。
レンズ移動手段は、信号演算回路からの出力信号をレンズ移動手段コントローラ４９ａにより制御信号に変え、レンズ移動手段ドライバ４９ｂにより駆動される。これらのレンズ移動手段コントローラ４９ａおよびレンズ移動手段ドライバ４９ｂは、光ディスクドライブに搭載する。これにより様々な要因で生じる球面収差を低減することが可能になる。

以上の説明から明らかなようにこの発明によれば、簡易な構成で各々の光源からの光束を効率良くカップリングすると共に、光源の波長変動、多層ディスク、ディスクの基板厚誤差によって発生する色収差や球面収差をも補正可能な光ピックアップ装置を提供することができる。

この発明による光ピックアップ装置の光学系の概略構成図であり、（ａ）は第１ホログラムユニットが発光したときであり、（ｂ）は第２ホログラムユニットが発光したときである。 この発明による別の光ピックアップ装置の光学系の概略構成図である。 この発明による最良の実施の形態である光ピックアップ装置の光学系の概略構成図である。 図３におけるカップリングレンズ系の焦点距離を説明するための図であり、（ａ）は光情報記録媒体をＤＶＤとしたときの例であり、（ｂ）は光情報記録媒体をＣＤとしたときの例である。 図３の構成に基づいて球面収差を補正したときの波面収差低減効果を示す図である。 図３の光ピックアップ装置の実施の形態における光学系の変形例を説明するための図である。 図３の光ピックアップ装置の実施の形態における光学系の別の変形例を説明するための図である。 図３の光ピックアップ装置の実施の形態における光学系のさらに別の変形例を説明するための図である。 図３の光ピックアップ装置の実施の形態における光学系のさらに別の変形例を説明するための図である。 この発明の光ピックアップ装置に備える光ディスク判別手段の構成を説明するための図である。 この発明の光ピックアップ装置を搭載した光ディスクドライブ装置の概略構成を説明するためのブロック図である。 従来の光ピックアップ装置の光学系を説明するための図である。 従来の別の光ピックアップ装置の光学系を説明するための図である。 従来のさらに別の光ピックアップ装置の光学系を説明するための図である。

符号の説明

１０，１０ａ 光学系
１１ 第１ホログラムユニット
１１ｈ，１２ｈ，１３ｈ ホログラム素子
１１Ｌ，１２Ｌ，１３Ｌ 光源
１１ｐ，１２ｐ，１３ｐ 受光素子
１２ 第２ホログラムユニット
１３ 第３ホログラムユニット
１５ 光情報記録媒体
１５ａ ＤＶＤ（光情報記録媒体）
１５ｂ ＣＤ（光情報記録媒体）
１５ｃ ＡＯＤ（光情報記録媒体）
２０，２１ ビームスプリッタ（光路合成分離手段）
２５ 球面収差検出手段
２６ ビームスプリッタ
２７ レンズ
２８ ホログラム
２８ａ，２８ｂ 回折領域
２９，２９ａ，２９ｂ 受光素子
３０ カップリングレンズ系（カップリングレンズ）
３１ 第１カップリングレンズ（１群のレンズ）
３２ 第２カップリングレンズ（１群のレンズ）
３３，４３ アクチュエータ
３４ 第３カップリングレンズ（１群のレンズ）
３５ ビーム整形手段
４１，４１ａ，４１ｂ アパーチャ
４２，４２ａ，４２ｂ 対物レンズ
４５ 光ピックアップ（光ピックアップ装置）
４６ 信号演算回路
４７ａ Ｆｏコントローラ
４７ｂ Ｔｒコントローラ
４８ ＡＣＴドライバ
４９ａ レンズ移動手段コントローラ
４９ｂ レンズ移動手段ドライバ
ａ 光軸方向

Claims (18)

1. 光源からの光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させ、前記光情報記録媒体の記録と再生を行う光ピックアップ装置において、
   複数の光情報記録媒体に対応した複数の光源と、
   該複数の光源からの光束の合成と分離を行う光路合成分離手段と、
   該複数の光源に共通した少なくとも１群のレンズを備え、該少なくとも１群のレンズを含めた複数群のレンズからなり前記光源からの光束を集光するカップリングレンズと、
   該カップリングレンズによって集光した光束を前記複数の光源に対応したそれぞれの光情報記録媒体の記録面上に集光させる対物レンズとを備える光ピックアップ装置であって、
   前記カップリングレンズを構成する前記複数群のレンズが、少なくとも１つの光源の光軸方向に対して前記光路合成分離手段を挟んで配設されるとともに、
   前記複数群のレンズのうちの少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させるレンズ移動手段を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記複数群のレンズのうち、焦点距離の絶対値が最も大きいレンズに前記レンズ移動手段を設け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。
3. 前記光情報記録媒体が層状に形成された複数の記録面を有するとともに、
   該記録面のそれぞれに対して光束を集光させるように、前記レンズ移動手段によって前記カップリングレンズの少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させ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。
4. 前記光情報記録媒体が光透過層を有し、該光透過層の厚さ誤差に応じて前記レンズ移動手段によって前記カップリングレンズの少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させ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。
5. 前記光源の波長変動に応じて前記レンズ移動手段によって前記カップリングレンズの少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させ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。
6. 少なくとも最短波長の光束について、該光束が透過する前記カップリングレンズと前記対物レンズとが、それぞれについて色消しレンズ系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。
7. 少なくとも最短波長の光束について、該光束が透過する前記カップリングレンズと前記対物レンズとが、その全系について色消しレンズ系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。
8. 前記少なくとも１つの光源からの光束を集光させた前記光情報記録媒体の記録面上からの反射光の球面収差を検出する球面収差検出手段を備え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。
9. 前記カップリングレンズのうち、前記光源に最も接近して配設された１群のレンズが凹レンズ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。
10. 前記凹レンズを透過する光束の波長をλＡとし、前記凹レンズを透過しない光束の波長をλＢとするとき、
    λＡ＜λＢ
    となることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
11. 前記カップリングレンズのうち、前記光源に最も接近して配設された１群のレンズが凸レンズ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。
12. 前記凸レンズを透過する光束の波長をλＡとし、前記凸レンズを透過しない光束の波長をλＢとするとき、
    λＢ＜λＡ
    となることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
13. 前記レンズ移動手段により光軸方向に移動される前記少なくとも１群のレンズは前記光源と前記光路合成分離手段との間に配設され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。
14. 前記レンズ移動手段により光軸方向に移動される前記少なくとも１群のレンズは前記光路合成分離手段と前記対物レンズとの間に配設され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。
15. 前記カップリングレンズのうち、前記光源に最も接近して配設された１群のレンズと前記光源との間にビーム整形手段を備え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。
16. 前記複数の光情報記録媒体の種類を判別する光ディスク判別手段を備え、
    前記光情報記録媒体の種類に応じて、前記レンズ移動手段によって前記カップリングレンズを構成する少なくとも１群のレンズを前記光軸方向に移動させ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。
17. 前記光源の発振波長に応じて、各光学面で生じる球面収差が最小になる位置に前記カップリングレンズまたは前記対物レンズの光軸方向を定め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。
18. 請求項１ないし１７のいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする光ディスクドライブ装置。
    
    

Images