JP2008052787A - 複合光学素子及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】情報記録媒体に設けられた複数の情報記録面のそれぞれに対して好適にレーザー光を合焦させることが可能な複合光学素子及び光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】互いに異なる材料で構成された第１の光学部２５と第２の光学部３５とを接合してなる複合光学素子１５であって、第１の光学部２５の光学機能表面２６に第２の光学部３５が接合され、第１の光学部２５と第２の光学部３５との接合面の中央領域には、凹凸面部２６ａが形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、複合光学素子及び光ピックアップ装置に関する。

近年、複数の情報記録面を有する情報記録媒体（例えば、ＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））等の光ディスクなど）の研究開発が進められている。しかしながら、複数の情報記録面が設けられている場合、情報記録媒体の光源側表面から各情報記録面までの距離が相互に異なるため、通常、１つの対物レンズで複数の情報記録面のそれぞれにレーザー光を合焦させようとした場合、情報記録媒体の光源側表面から各情報記録面までの距離の相違に起因して球面収差が発生するため、すべての情報記録面に対して好適にレーザー光を合焦させるのは困難である。

このような問題に鑑み、例えば、特許文献１等には、ビームエキスパンダーレンズやコリメータレンズを光軸方向に駆動させて対物レンズに入射するビームの発散角を変化させることにより、情報記録媒体の光源側表面から各情報記録面までの距離の相違に起因する球面収差を補正する技術が開示されている。
特開２００６−３１９０１号公報

しかしながら、単にコリメータレンズ等を光軸方向に駆動させるのみでは、十分に収差を補正できないおそれがある。特に、情報記録面が３面以上、例えば４面ある場合には各情報記録面に対して十分に収差を補正することが困難となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、情報記録媒体に設けられた複数の情報記録面のそれぞれに対して好適にレーザー光を合焦させることが可能な複合光学素子及び光ピックアップ装置を提供することにある。

すなわち、本発明の複合光学素子は、互いに異なる材料で構成された第１の光学部と第２の光学部とを接合してなり、第１の光学部の光学機能表面に第２の光学部が接合され、第１の光学部と第２の光学部との接合面の一部領域には、第１の回折面が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の光ピックアップ装置は、相互に平行な複数の情報記録面を有する情報記録媒体の複数の情報記録面のそれぞれにレーザー光を合焦させるものであり、レーザー光を出射する光源と、レーザー光を各情報記録面に合焦させるための対物レンズと、光源と対物レンズとの間の基準位置に位置し、基準位置から光軸上を変位可能に構成されており、複数の情報記録面のうちのレーザー光を合焦しようとする情報記録面にレーザー光が合焦するように基準位置から光軸上を変位して対物レンズに入射するレーザー光の形状を変化させる収差補正素子とを備え、対物レンズは、互いに異なる材料で構成された第１の光学部と第２の光学部とを接合してなる複合光学素子で構成され、第１の光学部の光学機能表面に第２の光学部が接合され、第１の光学部と第２の光学部との接合面の一部領域には、回折面が形成されていることを特徴とするものである。

以上のように、本発明によれば、情報記録媒体に設けられた複数の情報記録面のそれぞれに対して好適にレーザー光を合焦させることが可能な複合光学素子及び光ピックアップ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

＜実施形態１＞
図１は本実施形態１に係る光ピックアップ装置１の主要部の構成を表す図である。図２は対物光学系１４周辺の構成を拡大した断面図である。

本実施形態１に係る光ピックアップ装置１は、情報記録媒体Ｄの情報記録面２１に対してレーザー光を合焦させるためのものである。詳細に、情報記録媒体Ｄは、相互に平行で、且つ相互に離間するように配置された複数の情報記録面２１を備えており、光ピックアップ装置１は、それら複数の情報記録面２１のそれぞれに対してレーザー光を合焦させるためのものである。

具体的に、情報記録媒体Ｄは、光源１０側からこの順で配置された、波長λ１の光に対応する第１の情報記録面２１ａと、波長λ２（λ１＜λ２）の光に対応する第２の情報記録面２１ｂと、波長λ３（λ２＜λ３）の光に対応する第３の情報記録面２１ｃとの３面の情報記録面２１を有している。第１の情報記録面２１ａの光源１０側には保護基板厚ｔ１の第１の保護層２２ａが設けられている。第１の情報記録面２１ａと第２の情報記録面２１ｂとの間には、保護基板厚ｔ２（ｔ１≦ｔ２）の第２の保護層２２ｂが設けられている。第２の情報記録面２１ｂと第３の情報記録面２１ｃとの間には、保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３の保護層２２ｃが設けられている。第１の保護層２２ａ、第２の保護層２２ｂ、及び第３の保護層２２ｃは、相互に略同一の層厚であってもよく、また、相互に異なる層厚であってもよい。

なお、ここでは、このように３面の情報記録面２１を有する場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係るピックアップ装置は、例えば、２面又は３面の情報記録面、若しくは５面以上の情報記録面を有する情報記録媒体の各情報記録面に対してレーザー光を合焦するものであってもよい。

ここで、情報記録媒体Ｄの種類は特に限定されるものではない。情報記録媒体Ｄは、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc ReWritable）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc Recordable）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random Access Memory）、ＥＶＤ（Enhanced Versatile Disc）、ＥＶＤ−Ｒ（Enhanced Versatile Disc Recordable）、ＥＶＤ−ＲＷ（Enhanced Versatile Disc ReWritable）、ＥＶＤ−ＲＯＭ（Enhanced Versatile Disc Read Only Memory）、ＥＶＤ−ＲＡＭ（Enhanced Versatile Disc Random Access Memory）、ＢＤ（Blu-ray Disc）、ＢＤ−Ｒ（Blu-ray Disc Recordable）、ＢＤ−ＲＷ（Blu-ray Disc ReWritable）、ＢＤ−ＲＯＭ（Blu-ray Disc Read Only Memory）、ＢＤ−ＲＡＭ（Blu-ray Disc Random Access Memory）、ＨＤ−ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）、ＨＤ−ＤＶＤ−Ｒ（High Definition Digital Versatile Disc Recordable）、ＨＤ−ＤＶＤ−ＲＷ（High Definition Digital Versatile Disc ReWritable）、ＨＤ−ＤＶＤ−ＲＯＭ（High Definition Digital Versatile Disc Read Only Memory）、ＨＤ−ＤＶＤ−ＲＡＭ（High Definition Digital Versatile Disc Random Access Memory）等の光ディスク（以上、すべて登録商標）であってもよい。

光ピックアップ装置１は、３つの光源１０，２０，３０と、ビーム成形レンズ１１と、３つの光源１０，２０，３０にそれぞれ対応するビームスプリッタ１２，２２，３２と、コリメータレンズ１３と、対物光学系１４と、検出系１６とを備えている。

光源１０は、情報記録媒体ＤがＢＤ（登録商標）である場合に、波長が３７８〜４３８ｎｍ（４２０ｎｍ未満であってもよい）のレーザー光（発散光）を出射するものとすることができる。

光源２０は、情報記録媒体ＤがＤＶＤ（登録商標）である場合に、波長が６３０〜６９０ｎｍのレーザー光を出射するものとすることができる。

光源３０は、情報記録媒体ＤがＣＤ（登録商標）である場合に、波長が７５０〜８１０ｎｍのレーザー光を出射するものとすることができる。

光源１０の前方にはビーム成形レンズ１１が配置されている。このビーム成形レンズ１１によって光源１０から出射されたレーザー光が所望の形状に成形される。ビーム成形レンズ１１により成形されたレーザー光は、ビームスプリッタ１２の反射面１２ａにより情報記録媒体Ｄ方向へと反射される。

光源２０の前方にはビームスプリッタ２３が配置されている。光源２０から出射したレーザー光はビームスプリッタ２３の反射面２３ａにより情報記録媒体Ｄ方向へと反射される。

光源３０の前方にはビームスプリッタ３２が配置されている。光源３０から出射したレーザー光はビームスプリッタ３２の反射面３２ａにより情報記録媒体Ｄ方向へと反射される。

ビームスプリッタ１２，２２，３２と情報記録媒体Ｄとの間には、コリメータレンズ（単一のレンズにより構成されていてもよく、複数のレンズにより構成されていてもよい。）１３と、情報記録媒体Ｄの各情報記録面２１にレーザー光を合焦するための対物光学系１４とが配置されている。

なお、本実施形態１では、対物光学系１４は複合光学素子１５のみによって構成されているが、必要に応じて、対物光学系１４を複合光学素子１５と位相補正素子やビームエキスパンダーレンズ等の他の１又は複数の光学素子とにより構成してもよい。

複合光学素子１５のＮＡは特に限定されるものではないが、特に光ピックアップ装置１がＢＤ（登録商標）等に対してレーザー光を合焦させるものである場合は、例えば０．８以上であることが好ましい。

対物光学系１４により情報記録媒体Ｄの情報記録面２１に合焦されたレーザー光は、情報記録面２１により反射される。そして、その情報記録面２１における反射光は再度、対物光学系１４、コリメータレンズ１３（収差補正素子）、ビームスプリッタ１２を透過して検出系１６に入射するように構成されている。

検出系１６は、検出器１８と、検出器１８に合焦するための検出レンズ１７とにより構成されており、検出器１８において検出レンズ１７によって合焦された反射光が検出されるように構成されている。

なお、本実施形態１では、検出器１８を１つだけ設けた形態について説明したが、それぞれの波長に対応する専用の検出器を３つ設けるようにしても構わない。

本実施形態１では、コリメータレンズ１３は収差補正素子としての機能を有するものであり、ビームスプリッタ１２と複合光学素子１５（対物光学系１４）との間の基準位置に位置し、その基準位置から光軸ＡＸ上を変位可能に構成されている。そして、複数の情報記録面２１のうちレーザー光を合焦しようとする情報記録面２１にレーザー光が合焦するように基準位置から光軸ＡＸ上を変位して複合光学素子１５（対物光学系１４）により情報記録面２１にレーザー光が好適に合焦するように構成されている。言い換えれば、レーザー光を合焦しようとする情報記録面２１の光軸ＡＸ上の位置に応じて収差補正素子としてのコリメータレンズ１３の光軸ＡＸ上の位置が調整されて各情報記録面２１にレーザー光が好適に合焦されるように構成されている。

具体的に、例えば、コリメータレンズ１３が基準位置に位置するときに、レーザー光が対物光学系１４により第１の情報記録面２１ａに好適に合焦されるように複合光学素子１５が光学的に設計されている場合、第１の情報記録面２１ａ以外の情報記録面２１、例えば、第２の情報記録面２１ｂにレーザー光を合焦させる際には、対物光学系１４により第２の情報記録面２１ｂにレーザー光が好適に合焦するように、コリメータレンズ１３の光軸ＡＸ上の位置が調整されてレーザー光の形状（発散角等）が調整される。従って、本実施形態１に係る光ピックアップ装置１では、複数の情報記録面２１を有する情報記録媒体Ｄの各情報記録面２１に対して好適にレーザー光を合焦することができる。

さらに、本実施形態１では、対物光学系１４を構成する複合光学素子１５は、第１の光学部２５と第２の光学部３５とを備えている。第１の光学部２５は、それぞれ凸状非球面の光学機能表面（レンズ面）２６と光学機能表面（レンズ面）２７とを有する両凸のレンズにより構成されている。

前記光学機能表面２６は、その中央部に設けられた凹凸面部２６ａ（第１の回折面）と、凹凸面部２６ａに隣接するように設けられた滑面部２６ｂとを含む。具体的に、本実施形態１では、凹凸面部２６ａは断面鋸歯状の回折面により構成されている。

なお、本明細書において「滑面」とは、段差や稜線がなく、滑らかな面のことをいう。それに対して、「凹凸面」とは、凹部と凸部とが周期的又は非周期的に複数配列された面をいう。なお、凹凸面において、凹部と凸部との境界は稜線でなくてもよく、面取り状等の丸みを帯びた形状であってもよい。

前記第２の光学部３５は、光学機能表面２６上において第１の光学部２５に接合されたメニスカス状のレンズにより構成されている。第２の光学部３５の第１の光学部２５側の光学機能表面３７は、光学機能表面２６に対応した形状をしており、具体的には、その中央部に位置する回折面と、その回折面に隣接して設けられた滑面とにより構成されている。

一方、光学機能表面２６と対面する光学機能表面３６は、その中央部に設けられた滑面部３６ａと、滑面部３６ａに隣接し且つ光軸方向において凹凸面部２６ａとオーバーラップしない領域の少なくとも一部、すなわち外周部に設けられた凹凸面部３６ｂとを含む。具体的に、凹凸面部３６ｂは断面鋸歯状の回折面により構成されている。

このように、本実施形態１に係る複合光学素子１５は、第１面乃至第３面の３つの面を有している。具体的に、光源１０側の面から順番に説明すると、第１面（入射面）は、２つの領域からなり、中心からＮＡ０．６までの領域は非球面であり、ＮＡ０．６からＮＡ０．８５までの領域は回折構造を有している。また、第２面（接合面）は、２つの領域からなり、中心からＮＡ０．６までの領域は回折構造を有し、ＮＡ０．６からＮＡ０．８５までの領域は非球面となっている。また、第３面（出射面）は、１つの領域からなり、非球面となっている。

本実施形態１では、上述したように第１の光学部２５の光学機能表面２６が凹凸面部２６ａと滑面部２６ｂとにより構成されているため、凹凸面部２６ａが設けられている中央領域における光学機能表面２６の光学的パワーと、滑面部２６ｂが設けられている周辺領域における光学機能表面２６の光学的パワーとを異ならしめることができる。

さらに、第２の光学部３５の光学機能表面３６が滑面部３６ａと凹凸面部３６ｂとにより構成されているため、滑面部３６ａが設けられている中央領域における光学機能表面３６の光学的パワーと、凹凸面部３６ｂが設けられている周辺領域における光学機能表面３６の光学的パワーとを異ならしめることができる。

従って、例えば、ある波長の光を中央領域を使用して集光させるとともに、異なる波長の光を周辺領域を使用して集光させることができる。

具体的には、このような複合光学素子１５を用いることによって、例えば、複合光学素子１５の中央領域によって波長約６５５ｎｍの光をＤＶＤの情報記録面に集光させ、中央領域とともに周辺領域とによって波長約４０５ｎｍの光をＢＤの情報記録面に集光させることが可能となり、複数種類の情報記録媒体（例えば、光ディスク）に対して互換性を有する光ピックアップ装置を実現することが可能となる。なお、凹凸面部２６ａがさらに光学的パワーの異なる複数の回折面により構成されており、中央領域が相互に光学的パワーの異なる複数の領域により構成されていてもよい。

なお、ここでは、１種類の情報記録媒体に対してのみレーザー光を合焦可能な構成の光ピックアップ装置を例に挙げて説明したが、複数種類の情報記録媒体のそれぞれに対してレーザー光を合焦可能な構成であってもよい。その場合、対物光学系１４を複合光学素子１５と複合光学素子１５に入射する光の位相を補正する位相補正素子やビームエキスパンダーレンズ等とにより構成しても構わない。

また、ここでは、収差補正素子としてコリメータレンズ１３を使用する場合を例に挙げて説明したが、収差補正素子は、コリメータレンズと複合光学素子との間に配置されたビームエキスパンダーレンズ単体、又はビームエキスパンダーレンズ及びコリメータレンズにより構成してもよい。また、液晶レンズや液体レンズ等を収差補正素子として用いてもよい。

また、本実施形態１において、レンズ等の光学素子は、実質的に屈折作用のみを有する屈折面のみにより構成されたものであってもよいが、例えば、回折面や位相段差面等の他の光学機能面を有するものであってもよい。さらに、レンズ等の光学素子の材質は特に限定されるものではなく、例えばガラス製であってもよく、樹脂製であってもよい。

また、光ピックアップ装置１は、光源１０，２０，３０と情報記録媒体Ｄとの間に透過波面収差に実質的に影響を及ぼさないような素子をさらに備えるものであってもよい。

また、本実施形態１では、光ピックアップ装置１内に３つの光源１０，２０，３０を設けて、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤの３種の光ディスクに対してレーザー光を合焦させるようにしたが、この形態に限定するものではなく、光源を１つだけ設けておき、この光源を光ピックアップ装置１に対して配置された光ディスクの種類に応じた波長の光を選択的に出射するものとしても構わない。

なお、本実施形態１では、滑面部が非球面により構成されており、凹凸面部が断面鋸歯状の回折面により構成されている例について説明したが、本発明において、滑面部は、例えば、平面、球面、円筒面、楕球面、トーリック面等であってもよい。また、凹凸面部は、例えば、断面矩形状や断面正弦波状の回折面、複数の凸状又は凹状レンズ面からなるレンズアレイ面、位相段差面、若しくは光反射防止構造（例えば、反射を抑制しようとする光の波長以下のピッチで配列された複数の錐体状突起部又は錐体状凹部からなる構造）が形成された光反射防止面であってもよい。

＜実施形態２＞
図３は本実施形態２に係る光ピックアップ装置に用いる複合光学素子の構成を示す断面図である。なお、前記実施形態１との違いは、第１の光学部の表面に加工性に優れる樹脂材料等のコーティング層を設け、このコーティング層に回折面を形成して光学機能表面とした点であるため、以下、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

図３に示すように、本実施形態２に係る複合光学素子２４は、第１の光学部２５と第２の光学部３５とを備えている。第１の光学部２５は、ガラス材料で構成されたベースレンズ２５ａと、ベースレンズ２５ａの表面に接合されたコーティング層２５ｂとを備えている。

前記ベースレンズ２５ａは、それぞれ凸状非球面の光学機能表面（レンズ面）２６と光学機能表面（レンズ面）２７とを有する両凸のレンズにより構成されている。コーティング層２５ｂは樹脂材料で構成されており、ベースレンズ２５ａの光学機能表面２６に接合されている。

前記光学機能表面２６は、その中央部に設けられた凹凸面部２６ａと、凹凸面部２６ａに隣接するように設けられた滑面部２６ｂとを含む。具体的に、本実施形態２では、凹凸面部２６ａは断面鋸歯状の回折面により構成されている。

前記第２の光学部３５は、光学機能表面２６上において第１の光学部２５に接合されたメニスカス状のレンズにより構成されている。第２の光学部３５の第１の光学部２５側の光学機能表面３７は、光学機能表面２６に対応した形状をしており、具体的には、その中央部に位置する回折面と、その回折面に隣接して設けられた滑面とにより構成されている。

一方、光学機能表面２６と対面する光学機能表面３６は、その中央部に設けられた滑面部３６ａと、滑面部３６ａに隣接し且つ光軸方向において凹凸面部２６ａとオーバーラップしない領域の少なくとも一部、すなわち外周部に設けられた凹凸面部３６ｂとを含む。具体的に、凹凸面部３６ｂは断面鋸歯状の回折面により構成されている。

このように、本実施形態２に係る複合光学素子２４は、第１面乃至第４面の４つの面を有している。具体的に、光源１０側の面から順番に説明すると、第１面（入射面）は２つの領域からなり、中心からＮＡ０．６までの領域は非球面であり、ＮＡ０．６からＮＡ０．８５までの領域は回折構造を有している。また、第２面（接合面）は、２つの領域からなり、中心からＮＡ０．６までの領域は回折構造を有し、ＮＡ０．６からＮＡ０．８５までの領域は非球面となっている。また、第３面（接合面）は、２つの領域からなり、中心からＮＡ０．６までの領域は非球面を有し、ＮＡ０．６からＮＡ０．８５までの領域はＮＡ０．６の領域とは異なる非球面となっている。また、第４面（出射面）は、１つの領域からなり、非球面となっている。

以上のように、本実施形態２に係る複合光学素子２４によれば、第１の光学部２５をなすベースレンズ２５ａの表面に樹脂材料で構成されたコーティング層２５ｂを設けたから、ベースレンズ２５ａに屈折率が高い材料を使用することができ、高ＮＡレンズの場合、レンズ面の傾斜角を小さくすることができて製造上有利となる。さらに、コーティング層２５ｂが樹脂材料で構成されているので、容易且つ高い形状精度で光学機能表面２６に回折面を形成することができる。

なお、本実施形態２では、第１の光学部２５として、ガラス材料と樹脂材料とを接合して構成したものについて説明したが、レンズ等の光学素子の材質は特に限定するものではなく、例えばガラス材料のみで構成したり、樹脂材料のみで構成しても構わない。

＜その他の実施形態＞
図４は光ピックアップ装置に用いる複合光学素子の別の構成を示す断面図である。図４に示すように、複合光学素子４０は、第１の光学部４１と第２の光学部４５とを備えている。第１の光学部４１は、それぞれ凸状非球面の光学機能表面（レンズ面）４２と光学機能表面（レンズ面）４３とを有する両凸のレンズにより構成されている。

前記光学機能表面４２は、その中央部に設けられた凹凸面部４２ａと、凹凸面部４２ａに隣接するように設けられた滑面部４２ｂとを含む。具体的に、凹凸面部４２ａは断面鋸歯状の回折面により構成されている。

前記第２の光学部４５は、光学機能表面４２上において凹凸面部４２ａが形成された領域のみを覆うように第１の光学部４１に接合されたメニスカス状のレンズにより構成されている。

前記第２の光学部４５の第１の光学部４１側の光学機能表面３７は、光学機能表面４２に対応した形状をしており、具体的には、その中央部に位置する回折面により構成されている。一方、光学機能表面４２と対面する光学機能表面４６は、凸状非球面形状に形成されている。

図５は光ピックアップ装置に用いる複合光学素子のさらに別の構成を示す断面図である。図５に示すように、複合光学素子５０は、第１の光学部５１と第２の光学部５５とを備えている。第１の光学部５１は、それぞれ凸状非球面の光学機能表面（レンズ面）５２と光学機能表面（レンズ面）５３とを有する両凸のレンズにより構成されている。

前記光学機能表面５２は、その中央部に設けられた凹凸面部５２ａ（第１の回折面）と、凹凸面部５２ａに隣接するように設けられた滑面部５２ｂとを含む。具体的に、凹凸面部５２ａは断面鋸歯状の回折面により構成されている。

前記光学機能表面は５３は、その中央部に設けられた滑面部５３ａと、滑面部５３ａに隣接し且つ光軸方向において凹凸面部５２ａとオーバーラップしない領域の少なくとも一部、すなわち外周部に設けられた凹凸面部５３ｂとを含む。具体的に、凹凸面部５３ｂは断面鋸歯状の回折面により構成されている。

前記第２の光学部５５は、光学機能表面５２上において第１の光学部５１に接合されたメニスカス状のレンズにより構成されている。第２の光学部５５の第１の光学部５１側の光学機能表面５７は、光学機能表面５２に対応した形状をしており、具体的には、その中央部に位置する回折面と、その回折面に隣接して設けられた滑面とにより構成されている。一方、光学機能表面５２と対面する光学機能表面５６は、凸状非球面形状に形成されている。

以下、本発明を実施した光ピックアップ装置１を、コンストラクションデータ、収差図等を挙げてさらに具体的に説明する。なお、各数値実施例において、非球面係数が与えられた面は、非球面形状の屈折光学面又は非球面と透過な屈折作用を有する面（例えば回折面等）であることを示し、非球面の面形状を表す下記条件式（＊）で定義されるものとする。

但し、
Ｘ：光軸からの高さがｈである非球面状の点の非球面頂点の接平面からの距離、
ｈ：光軸からの高さ、
Ｃｊ：レンズ第ｊ面の非球面頂点の曲率（Ｃｊ＝１／Ｒｊ）、
Ｋｊ：レンズ第ｊ面の円錐定数、
Ａｊ，ｎ：レンズ第ｊ面のｎ次の非球面定数、である。

−数値実施例１−
本実施形態１に係る複合光学素子１５を用いたときの数値実施例１におけるコンストラクションデータを下記表１乃至表４に示す。

また、複合光学素子１５の光源１０側の面から順番に、その非球面係数を下記表５乃至表１１に示す。

図６は本数値実施例１に係る光ピックアップ装置１の複合光学素子１５周辺における、ＢＤ対応時の光路を表す図である。図６において、ＢＤの場合、波長４０５ｎｍ、保護基板厚０．０８７５ｍｍ、焦点距離２．３ｍｍ、有効径３．９ｍｍ、ＮＡ０．８５である。

図７は本数値実施例１において、平行光が複合光学素子１５に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＢＤ対応時の球面収差を表す図である。

図８は本数値実施例１において、平行光が複合光学素子１５に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＢＤ対応時の正弦条件を表す図である。

図７及び図８に示すように、Ｔｏｔａｌ収差は２．０ｍλと良好な性能を得られていることが分かる。

図９は本数値実施例１に係る光ピックアップ装置１の複合光学素子１５周辺における、ＤＶＤ対応時の光路を表す図である。図９において、ＤＶＤの場合、波長６５８ｎｍ、保護基板厚０．６ｍｍ、焦点距離２．４ｍｍ、有効径２．８ｍｍ、ＮＡ０．６である。

図１０は本数値実施例１において、平行光が複合光学素子１５に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＤＶＤ対応時の球面収差を表す図である。

図１１は本数値実施例１において、平行光が複合光学素子１５に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＤＶＤ対応時の正弦条件を表す図である。

図１０及び図１１に示すように、Ｔｏｔａｌ収差は１．５ｍλと良好な性能を得られていることが分かる。

図１２は本数値実施例１に係る光ピックアップ装置１の複合光学素子１５周辺における、ＣＤ対応時の光路を表す図である。図１２において、ＣＤの場合、波長７８５ｎｍ、保護基板厚１．２ｍｍ、焦点距離２．４ｍｍ、有効径２．２ｍｍ、ＮＡ０．４７である。

図１３は本数値実施例１において、平行光が複合光学素子１５に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＣＤ対応時の球面収差を表す図である。

図１４は本数値実施例１において、平行光が複合光学素子１５に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＣＤ対応時の正弦条件を表す図である。

図１３及び図１４に示すように、Ｔｏｔａｌ収差は５．３ｍλと良好な性能を得られていることが分かる。

−数値実施例２−
本実施形態２に係る複合光学素子２４を用いたときの数値実施例２におけるコンストラクションデータを下記表１２乃至表１５に示す。

また、複合光学素子２４の光源１０側の面から順番に、その非球面係数を下記表１６乃至表２３に示す。

図１５は本数値実施例２に係る光ピックアップ装置１の複合光学素子２４周辺における、ＢＤ対応時の光路を表す図である。図１５において、ＢＤの場合、波長４０５ｎｍ、保護基板厚０．０８７５ｍｍ、焦点距離２．３ｍｍ、有効径３．９ｍｍ、ＮＡ０．８５である。

図１６は本数値実施例２において、平行光が複合光学素子２４に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＢＤ対応時の球面収差を表す図である。

図１７は本数値実施例２において、平行光が複合光学素子２４に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＢＤ対応時の正弦条件を表す図である。

図１６及び図１７に示すように、Ｔｏｔａｌ収差２６．７ｍλと良好な性能を得られていることが分かる。

図１８は本数値実施例２に係る光ピックアップ装置１の複合光学素子２４周辺における、ＤＶＤ対応時の光路を表す図である。図１８において、ＤＶＤの場合、波長６５８ｎｍ、保護基板厚０．６ｍｍ、焦点距離２．４ｍｍ、有効径２．８ｍｍ、ＮＡ０．６である。

図１９は本数値実施例２において、平行光が複合光学素子２４に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＤＶＤ対応時の球面収差を表す図である。

図２０は本数値実施例２において、平行光が複合光学素子２４に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＤＶＤ対応時の正弦条件を表す図である。

図１９及び図２０に示すように、Ｔｏｔａｌ収差１６．５ｍλと良好な性能を得られていることが分かる。

図２１は本数値実施例２に係る光ピックアップ装置１の複合光学素子２４周辺における、ＣＤ対応時の光路を表す図である。図２１において、ＣＤの場合、波長７８５ｎｍ、保護基板厚１．２ｍｍ、焦点距離２．４ｍｍ、有効径２．２ｍｍ、ＮＡ０．４７である。

図２２は本数値実施例２において、平行光が複合光学素子２４に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＣＤ対応時の球面収差を表す図である。

図２３は本数値実施例２において、平行光が複合光学素子２４に入射した場合（物点距離：∞、倍率：∞）のＣＤ対応時の正弦条件を表す図である。

図２２及び図２３に示すように、Ｔｏｔａｌ収差３．６ｍλと良好な性能を得られていることが分かる。

以上説明したように、本発明は、情報記録媒体に設けられた複数の情報記録面のそれぞれに対して好適にレーザー光を合焦させることが可能な複合光学素子及び光ピックアップ装置を提供することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置の主要部の構成を表す図である。 対物光学系周辺の構成を拡大した断面図である。 本実施形態２に係る複合光学素子の構成を示す断面図である。 複合光学素子の別の構成を示す断面図である。 複合光学素子の別の構成を示す断面図である。 数値実施例１に係る光ピックアップ装置の対物レンズ周辺における、ＢＤ対応時の光路を表す図である。 数値実施例１において、平行光が対物レンズに入射した場合のＢＤ対応時の球面収差を表す図である。 数値実施例１において、平行光が対物レンズに入射した場合のＢＤ対応時の正弦条件を表す図である。 数値実施例１に係る光ピックアップ装置の複合光学素子周辺における、ＤＶＤ対応時の光路を表す図である。 数値実施例１において、平行光が複合光学素子に入射した場合のＤＶＤ対応時の球面収差を表す図である。 数値実施例１において、平行光が複合光学素子に入射した場合のＤＶＤ対応時の正弦条件を表す図である。 数値実施例１に係る光ピックアップ装置の複合光学素子周辺における、ＣＤ対応時の光路を表す図である。 数値実施例１において、平行光が複合光学素子に入射した場合のＣＤ対応時の球面収差を表す図である。 数値実施例１において、平行光が複合光学素子に入射した場合のＣＤ対応時の正弦条件を表す図である。 数値実施例２に係る光ピックアップ装置の対物レンズ周辺における、ＢＤ対応時の光路を表す図である。 数値実施例２において、平行光が対物レンズに入射した場合のＢＤ対応時の球面収差を表す図である。 数値実施例２において、平行光が対物レンズに入射した場合のＢＤ対応時の正弦条件を表す図である。 数値実施例２に係る光ピックアップ装置の複合光学素子周辺における、ＤＶＤ対応時の光路を表す図である。 数値実施例２において、平行光が複合光学素子に入射した場合のＤＶＤ対応時の球面収差を表す図である。 数値実施例２において、平行光が複合光学素子に入射した場合のＤＶＤ対応時の正弦条件を表す図である。 数値実施例２に係る光ピックアップ装置の複合光学素子周辺における、ＣＤ対応時の光路を表す図である。 数値実施例２において、平行光が複合光学素子に入射した場合のＣＤ対応時の球面収差を表す図である。 数値実施例２において、平行光が複合光学素子に入射した場合のＣＤ対応時の正弦条件を表す図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
１０，２０，３０ 光源
１３ コリメータレンズ（収差補正素子）
１４ 対物光学系
１５ 複合光学素子（対物レンズ）
Ｄ 情報記録媒体
２１ 情報記録面
２１ａ 第１の情報記録面
２１ｂ 第２の情報記録面
２１ｃ 第３の情報記録面
２２ａ 第１の保護層
２２ｂ 第２の保護層
２２ｃ 第３の保護層
２５ 第１の光学部
２６ 光学機能表面
２６ａ 凹凸面部（第１の回折面）
２６ｂ 滑面部
２７ 光学機能表面
３５ 第２の光学部
３６ 光学機能表面
３６ａ 滑面部
３６ｂ 凹凸面部（第２の回折面）
３７ 光学機能表面
５０ 複合光学素子
５１ 第１の光学部
５２ 光学機能表面
５２ａ 凹凸面部
５２ｂ 滑面部
５３ａ 滑面部
５３ｂ 凹凸面部（第２の回折面）
５５ 第２の光学部
５６ 光学機能表面

Claims (6)

1. 互いに異なる材料で構成された第１の光学部と第２の光学部とを接合してなる複合光学素子であって、
   前記第１の光学部の光学機能表面に前記第２の光学部が接合され、
   前記第１の光学部と前記第２の光学部との接合面の一部領域には、第１の回折面が形成されていることを特徴とする複合光学素子。
2. 請求項１において、
   前記第２の光学部の光学機能表面における、光軸方向において前記第１の回折面とオーバーラップしない領域の少なくとも一部には、第２の回折面が形成されていることを特徴とする複合光学素子。
3. 請求項２において、
   前記第１の回折面は前記接合面の中央部に形成され、
   前記第２の回折面は前記第２の光学部の光学機能表面の外周部に形成されていることを特徴とする複合光学素子。
4. 請求項１において、
   前記第１の光学部の光学機能表面は、該第１の光学部の両面にそれぞれ設けられ、
   前記第１の光学部の接合面と反対側の光学機能表面における、光軸方向において前記第１の回折面とオーバーラップしない領域の少なくとも一部には、第２の回折面が形成されていることを特徴とする複合光学素子。
5. 請求項１において、
   保護基板厚がｔ１で且つ波長λ１の光に対応する第１の情報記録媒体と、保護基板厚がｔ２（ｔ１≦ｔ２）で且つ波長λ２（λ１＜λ２）の光に対応する第２の情報記録媒体と、保護基板厚がｔ３（ｔ２＜ｔ３）で且つ波長λ３（λ２＜λ３）の光に対応する第３の情報記録媒体とのそれぞれの情報記録面にレーザー光を合焦させる光ピックアップ装置に用いられることを特徴とする複合光学素子。
6. 相互に平行な複数の情報記録面を有する情報記録媒体の該複数の情報記録面のそれぞれにレーザー光を合焦させる光ピックアップ装置であって、
   レーザー光を出射する光源と、
   前記レーザー光を前記各情報記録面に合焦させるための対物レンズと、
   前記光源と前記対物レンズとの間の基準位置に位置し、該基準位置から光軸上を変位可能に構成されており、前記複数の情報記録面のうちの前記レーザー光を合焦しようとする情報記録面に該レーザー光が合焦するように前記基準位置から前記光軸上を変位して前記対物レンズに入射するレーザー光の形状を変化させる収差補正素子とを備え、
   前記対物レンズは、互いに異なる材料で構成された第１の光学部と第２の光学部とを接合してなる複合光学素子で構成され、
   前記第１の光学部の光学機能表面に前記第２の光学部が接合され、該第１の光学部と該第２の光学部との接合面の一部領域には、回折面が形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。

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