JP2013131280A - 光ピックアップおよび光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダ、対物レンズ - Google Patents

光ピックアップおよび光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダ、対物レンズ Download PDF

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俊靖 田中
Hiroaki Matsumiya
寛昭 松宮
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文朝 山崎
Kazuo Momoo
和雄 百尾
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Abstract

【課題】複数規格の光ディスクの高品質の記録又は再生動作を可能としながら、部品点数を削減し、コンパクトかつ安価な光ピックアップおよび光ディスク装置を提供する。
【解決手段】本発明の光ピックアップは、1つの互換対物レンズでBD,DVD,CDに対応し、BD用の青紫色光ビームは対物レンズへレンズ光軸に沿って入射し、DVD用の赤色光ビームとCD用の赤外光ビームはレンズ光軸からずれた角度で対物レンズへ入射しても性能が劣化しない対物レンズを採用したことで、受光素子内にはBD信号受光部とDVD信号受光部とCD信号受光部を独立に備える事が出来、BDの差動プッシュプル法によるトラッキングを実現する回折格子の設計自由度を高め、かつDVD用の赤色光ビームを出射する光源とCD用の赤外光ビームを出射する光源を1つの筐体におさめた2波長光源の配置自由度を高めることが出来た。
【選択図】図３

Description

本発明は、互いに波長の異なる複数の光源を備え、複数種類の光ディスク等の情報記録媒体に対して、光学的に情報の記録または再生を行う光ピックアップおよび光ピックアップを具備した光ディスク装置と、この光ディスク装置を具備したコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダに関するものである。
近年、青紫半導体レーザの実用化に伴い、CD（Compact Disc）やDVDと同じサイズで、高密度・大容量の光情報記録媒体（以下、光ディスクともいう）であるBlu-ray Disc（以下、BD）が実用化されている。このBDは、波長400nm程度の青紫色光ビームと、開口数（Numerical Aperture, NA）を0.85まで高めた対物レンズを用いて情報の記録または再生を行う保護基板厚約0.1mmの光ディスクであり、DVDは波長650nm程度の赤色光ビームと、開口数0.6前後の対物レンズを用いて、情報の記録または再生を行う保護基板厚約0.6mmの光ディスクであり、CDは波長780nm程度の赤外光ビームと、開口数0.45前後の対物レンズを用いて情報の記録または再生を行う保護基板厚約1.2mmの光ディスクである。そこで、それぞれ保護基板厚が異なる光ディスクの情報記録面に対して、それぞれ異なる波長の光ビームを単一あるいは複数の対物レンズを用いて収束させて情報の記録または再生を行う、互換性を有する光ピックアップが提案されている。
例えば特許文献1（特開2002-245660号公報）には、発振波長の異なる3個の半導体レーザ光源のうち、2個の半導体レーザを同一筐体内に設けた2波長マルチレーザ光源を用い、さらに受光素子の受光面を共有化することでピックアップの小型化、簡素化を図れる構成が示されている。特許文献1に示された、従来の光ピックアップの構成例を図34に示す。図34(a)はDVDディスク再生時の構成図であり、図34(b)はCDディスク再生時の構成図であり、図34(c)は高密度DVDディスク再生時の構成図である。図34において、レーザ光源101は、例えば、発振波長が略650nm帯の波長を有する半導体レーザ光源101aと、発振波長略780nm帯の波長を有する半導体レーザ光源101bを、同一のパッケージ内に設けた2波長マルチレーザ光源であり、レーザ光源102は略400nm帯の半導体レーザ光源である。対物レンズ109aは、例えば650nm帯波長および780nm帯波長のレーザ光に対応し、異なる基板厚さの光ディスクに対して集光可能なものである。対物レンズ109bは、例えば400nm帯波長のレーザ光に対応したものである。これらの対物レンズはアクチュエータ114によって一体に保持されており、再生・記録を行なう光ディスクに応じて選択的に切り替わる。いずれのディスク再生時も光ディスクで反射したレーザ光は検出レンズ115を通過し、共通の光検出器103内の所定の位置に集光される。所定の位置とは、レーザ光が集光した場合に、光検出器103によって光スポットが検出され、検出に基づいて出力される出力信号が、その後の信号処理等に使用可能であるような出力信号を出力可能である照射位置のことであるとしている。その一例として図35のような構成が示されている。図35(a)はDVDディスク再生時の光スポットの位置を示し、図35(b)はCDディスク再生時の光スポットの位置を示しており、受光面パターンは例えば4分割された3つの受光面103a1、103a2、103a3を一列に並べた第1の受光面群と、4分割された受光面103b1の両端に受光面103b2，103b3を配置した第2の受光面群とを並べた構成となっている。このような構成とすることで、DVDディスクを再生する際に光検出に用いる第1の受光面群、及びCDディスクを再生する際に光検出に用いる第2の受光面群、及び高密度DVDディスクを再生する際に光検出に用いる第1または第2の受光面群を同一の光検出器内に設けており、さらに高密度DVDディスクを再生する際に光検出に用いる受光面群は、DVDディスクを再生もしくはCDディスクを再生する際に光検出に用いる受光面群と同一のものを使用、つまり受光面を共有でき、各々の受光面群を同一の光検出器内に設ける事により、光学部品点数の低減が出来、受光面を共有することにより光を検出した際に出力される電流を引き出すピン数を低減することが可能であるとしている。
また、特許文献2（特開2009-146476号公報）には、3種類以上の光ディスクに対応し、光検出器内の受光部を2種類以上の光ディスクで共用する光再生記録装置に於いて差動非点収差法によってフォーカスサーボ精度を向上する構成が示されている。特許文献2に示された、従来の光ピックアップの光検出器受光面の構成例を図36に示す。なお特許文献2の具体的なピックアップの構成については特許文献1と類似する部分も多く、説明は省略する。図36に示すように、光検出器220は、DVDの光ビームを受光するために用いられる光検出部220Lと，CD及び青色光ディスクの光ビームを受光するために用いられる光検出部220Rとを備えている。光検出部220Lは、光ビームの0次回折光であるメインビームMBを受光するメインビーム受光部MLと、光ビームの＋1次回折光である第1サブビームSB1を受光する第1サブビーム受光部S1Lと、光ビームの−1次回折光である第2サブビームSB2を受光する第2サブビーム受光部S2Lとから構成されており、光検出部220Rも同様に、メインビーム受光部MRと、第１サブビーム受光部S1Rと、第2サブビーム受光部S2Rとから構成されている。光検出部220L内の第１サブビーム受光部S1L、メインビーム受光部ML、第２サブビーム受光部S2Lは、それぞれDVD用の第１サブビームSB1DVD、メインビームMBDVD、第２サブビームSB2DVDを受光できるよう、光ディスクの接線方向に対応する方向（図面上下方向）にこの順で並んで配置されている。また、これらの各受光部の中心位置は、焦点が合っているときのDVD用の各光ビームのスポット中心と一致するよう決定されている。一方、光検出部220R内の第1サブビーム受光部S1R、メインビーム受光部MR、第２サブビーム受光部S2Rは、それぞれ青色光ディスク用の第1サブビームSB1BD、メインビームMBBD、第2サブビームSB2BDを受光できるよう、光ディスクの接線方向に対応する方向（図面上下方向）にこの順で並んで配置されている。また、これらの各受光部の中心位置は、焦点が合っているときの青色光ディスク用の各光ビームのスポット中心と一致するよう決定されており、青色光ディスク用の光ビームの光軸とCD用の光ビームの光軸が一致しているので、CD用の第1サブビームSB1CD、メインビームMBCD、第2サブビームSB2CDも、第1サブビーム受光部S1R、メインビーム受光部MR、第2サブビーム受光部S2Rにおいて受光可能となっている。このような構成とすることで、サブビーム受光部を全て4分割受光部で構成できるので、青色光ディスクとCDとで光検出部220Rを共用することができ、CDは差動非点収差法によるフォーカスサーボを行う必要がないので、光検出部220R内の各受光部の配置は光検出部220Rの光ビームのスポット位置に応じて決定でき、青色光ディスクについて行う差動非点収差法によるフォーカスサーボの精度を向上することが可能になるとしている。同時に、DVDについては、単独で光検出部を用いるため、共用によるフォーカスサーボの精度劣化は生じない。したがって、青色光ディスク、DVD、CDのいずれについても、安定したフォーカスサーボを行うことが可能になるとしている。
また、詳細な説明は省略するが、特許文献3（特開2011-150775号公報）や特許文献4（特開2011-204336号公報）には、3つの波長が異なるレーザ光を放射する3波長レーザダイオードと1つの対物レンズによって異なる規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行なう光ピックアップ装置とその受光部の構成について述べられている。
特開2002-245660号公報 特開2009-146476号公報 特開2011-150775号公報 特開2011-204336号公報
特許文献1や特許文献2に示されているように、青色光源を用いるBDのトラッキング方式に3ビームを用いたDPP法（差動プッシュプル法）が有用である。しかしながら、BDのトラッキング方式に3ビームを用いた場合、光検出器の受光部において、DVDまたはCDのメインビーム受光部をBDのメインビーム受光部と共有させると、共用させなかった方（CDまたはDVD）のメインビーム受光部は、BDのサブビーム受光部を避けて配置する必要があり、必然的に光学配置構成に制約を受けてしまうという課題があった。例えば、特許文献1や特許文献2では、例えば図35や図36内に示してあるが、その受光素子のパターンから分かるように、BDに相当する高密度ディスクの、メインビームに対するサブビームの方向は略光ディスクの接線方向（タンジェンシャル方向）に等しいか一定の角度で配置してあるのに対し、DVD発光点とCD発光点を結ぶ（並べる）方向は光ディスクの半径方向（ラジアル方向）を向けることで、例えばBDのメインビーム受光部とDVDのメインビーム受光部を共用しても、BDのサブビーム受光部とCDのメインビーム受光部が重なることなく、独立に設けることが出来ていた。一方で、他の光学構成の関係で、DVD発光点とCD発光点をタンジェンシャル方向に向けた場合には、BDのメインビーム受光部とDVDのメインビーム受光部を共用したとすると、BDのサブビーム受光部とCDのメインビーム受光部が重なってしまい、独立して配置出来なくなる課題がある。BDのサブビーム受光部とCDのメインビーム受光部を共用することも考えられるが、DVDのメインビーム受光部とCDのメインビーム受光部の間隔距離は、2波長レーザ光源内のDVD発光点とCD発光点間隔距離と、光学系の倍率によって定まっており、BDのメインビームに対するサブビーム間隔をそのDVDのメインビーム受光部とCDのメインビーム受光部の間隔距離と同じにしなければならならなくなり、BDのサブビーム間隔は、サブビームを生成するための例えば回折格子の作りやすさ（格子間隔の自由度）や、光ピックにその回折格子を取付ける際の取付け精度（主に回転位置ずれ）の余裕度が、制約を受けてしまうという課題があった。また、DVDやCDに3ビーム方式のフォーカスまたはトラッキング制御を導入する場合には、DVDやCDのサブビーム受光部も、さらに光学配置構成に制約を受けてしまうというため更なる課題となる。一方で、対物レンズに光束が傾斜して入射した場合に収差が悪化する軸外特性に対する考慮が不十分であり、光ディスクの再生または記録特性が劣化するか、例えば光軸補正素子を挿入して光軸補正を行なう場合には光ピックアップの大型化や、光利用効率低下に伴う消費電力アップ、コストアップのいずれかまたは全て関連するといった課題があった。
また、特許文献3や特許文献4に示されるように、1つの対物レンズによって異なる規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行なう光ピックアップ装置とその受光部の構成について述べられているが、こちらも同様に、前述のBD,DVD,CDの各発光点と受光素子内の受光部配置の制約を受けるという課題や、対物レンズの光束が傾斜して入射した場合に収差が悪化する軸外特性に対する考慮が不十分であり、光ディスクの再生または記録特性が劣化するか、光軸補正素子を挿入して光軸補正を行なう場合には光ピックアップの大型化や、光利用効率低下に伴う消費電力アップや、コストアップのいずれかまたは全て関連するといった課題があった。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項1に記載の発明は、光ピックアップであって、波長λ1の発散光束を出射する半導体レーザである第1の光源と、前記λ1とは異なる波長λ2（λ2＞λ1）の発散光束を出射する第2の光源と、前記λ1および前記λ2とは異なる波長λ3（λ3＞λ2）の発散光束を出射する第3の光源と、前記波長λ1の光束を保護基板厚みt1である第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ2の光束を前記t1とは異なる保護基板厚みt2（t2＞t1）である第2の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ3の光束を前記t1および前記t2とは異なる保護基板厚みt3（t3＞t2）である第3の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズと、前記第1〜第3の光ディスクからの前記波長λ1または前記波長λ2または前記波長λ3のそれぞれの反射光を受光する受光素子と、前記受光素子内に、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の反射光を主として受光する第1の受光部と、前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の反射光を主として受光する第2の受光部と、前記第3の光ディスクからの前記波長λ3の反射光を主として受光する第3の受光部とを備え、前記第1〜第3の受光部はそれぞれ受光面を共用せず独立しており、前記第1の受光部の中心と前記第2の受光部中心の距離よりも、前記第1の受光部の中心と前記第3の受光部中心の距離の方が長いことを特徴とする光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項2に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第1の光源は前記波長λ1が350〜450nmである青紫色半導体レーザであり、前記第2の光源は前記波長λ2が600〜700nmである赤色半導体レーザであり、前記第3の光源は前記波長λ3が750〜850nmである赤外半導体レーザであり、前記第2の光源と前記第3の光源が1つの筐体内におさめられた2波長光源である、請求項１記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項3に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第1の光源と前記対物レンズとの間に、前記波長λ1の光束の発散度を変換するカップリングレンズをさらに備え、前記カップリングレンズの光軸方向は、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向に一致することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項4に記載の発明は、光ピックアップであって、前記カップリングレンズは、さらに前記第2の光源と前記対物レンズとの間かつ、前記第3の光源と前記対物レンズとの間に配置されており、前記波長λ2の光束の発散度を変換し、かつ前記波長λ3の光束の発散度を変換する、請求項3記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項5に記載の発明は、光ピックアップであって、前記波長λ1の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸に沿って入射し、前記波長λ2の光束および前記波長λ3の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸から一定量ずれた角度で入射することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項6に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第1の光源と前記対物レンズとの間に回折格子をさらに備え、前記波長λ1の光束を少なくとも3つ以上の光束に分割して、前記対物レンズにより前記第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、さらに前記受光素子内の前記第1の受光部は、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち最も光量が多い第1の主光束を受光し、さらに第1〜第3の受光部とは別に、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第1の主光束以外の光束を主として受光する第4の受光部と、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第4の受光部で受光する光束とは別の前記第1の主光束以外の光束を受光する第5の受光部を備えることを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項7に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第4の受光部と、前記第5の受光部は、いずれも、中心近傍に受光面を持たず、少なくとも2つ以上の受光面の組合せで、1つの受光部を構成していることを特徴とする、請求項6記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項8に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第2の光源と前記対物レンズとの間に回折格子をさらに備え、前記波長λ2の光束を少なくとも3つ以上の光束に分割して、前記対物レンズにより前記第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、さらに前記受光素子内の前記第2の受光部は、前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の分割された複数の反射光のうち最も光量が多い第2の主光束を受光し、さらに第1〜第5の受光部とは別に、前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の分割された複数の反射光のうち前記第2の主光束以外の光束を主として受光する第6の受光部を備え、前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の分割された複数の反射光のうち前記第6の受光部で受光する光束とは別の前記第2の主光束以外の光束を第3の受光部で主として受光することを特徴とする、請求項6記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項9に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第2の光ディスクの再生時に前記第3の受光部で検出される光スポットに基づいた出力信号を生成する第1の回路と、前記第3の光ディスクの再生時に前記第3の受光部で検出される光スポットに基づいた出力信号を生成する第2の回路とをさらに備え、前記第2の回路の遮断周波数が、前記第1の回路の遮断周波数の5倍〜30倍であることを特徴とする、請求項8記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項10に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第4の受光部と、前記第5の受光部は、それぞれ中心近傍に受光面を持たず、2分割された1対の受光面で、1つの受光部を構成していることを特徴とする、請求項6記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項11に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第1の受光部と、前記第2の受光部と、前記第3の受光部は、それぞれ大きさが異なる事を特徴とする、請求項1記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項12に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第1の受光部の面積をS1、前記第2の受光部の面積をS2、前記第3の受光部の面積をS3、とすると、S1＞S2＞S3であることを特徴とする請求項11記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項13に記載の発明は、光ピックアップであって、前記対物レンズは、前記対物レンズへの軸外入射に対して単位角度あたりに発生する3次非点収差AS3と3次コマ収差CM3の複合的な大きさを示すAB値を

と定義すると、同量のAB値を発生させる時のBDの画角をAngBD、DVDの画角をAngDVD、CDの画角をAngCDとしたときに、AB≧20mλにおいて
AngBD ＜AngDVD ＜AngCD
の関係を満たすことを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項14に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第1の受光部の中心と前記第2の受光部の中心を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの半径方向と一致する線を前記受光素子に投影させた線と、略一致することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項15に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第2の受光部の中心と前記第3の受光部の中心を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向と一致する線を前記受光素子に投影させた線と、略一致することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項16に記載の発明は、光ピックアップであって、前記第2の光源と前記第3の光源が1つの筐体内におさめられた2波長光源であって、前記第2の光源と前記第3の光源を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向と一致する線を前記2波長光源に投影させた線と、略一致することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項17に記載の発明は、光ピックアップであって、前記対物レンズを傾けるための駆動手段をさらに備え、前記第2の光ディスクの再生又は記録時には、前記対物レンズを前記駆動手段によって前記光ディスクの半径方向に向かって傾ける事を特徴とする、請求項14に記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項18に記載の発明は、光ピックアップであって、前記対物レンズは、前記対物レンズへの軸外入射に対して単位角度あたりに発生するBDの3次非点収差の絶対値をAS3BD、単位角度あたりに発生するDVDの3次非点収差の絶対値をAS3DVD、単位角度あたりに発生するCDの3次非点収差の絶対値をAS3CD、とすると、AS3BD＞AS3DVD、かつAS3BD＞AS3CDであることを特徴とする、請求項15記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項19に記載の発明は、光ピックアップであって、前記対物レンズは、前記対物レンズのレンズ傾きが1°以内の範囲において、前記レンズ傾きにより発生するDVDの3次非点収差は略10mλ以下であり、かつ前記レンズ傾きにより発生するCDの3次非点収差は略5mλ以下であることを特徴とする、請求項18記載の光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項20に記載の発明は、光ピックアップであって、波長λ1（350〜450nm）の発散光束を出射する青紫色半導体レーザである第1の光源と、波長λ2（600〜700nm）の発散光束を出射する赤色半導体レーザである第2の光源と、波長λ3（750〜850nm）の発散光束を出射する赤外半導体レーザである第3の光源と、前記波長λ1の光束を保護基板厚みt1である第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ2の光束を前記t1とは異なる保護基板厚みt2（t2＞t1）である第2の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ3の光束を前記t1および前記t2とは異なる保護基板厚みt3（t3＞t2）である第3の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズと、前記第1〜第3の光ディスクからの前記波長λ1または前記波長λ2または前記波長λ3のそれぞれの反射光を受光する受光素子と、前記第1の光源と前記対物レンズとの間に配置され波長λ1の光束を少なくとも3つ以上の光束に分割して、前記対物レンズにより前記第1の光ディスクの情報記録面に集光させる回折格子と、前記受光素子内に、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち最も光量が多い反射光を主として受光する第1の受光部と、前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の反射光を主として受光する第2の受光部と、前記第3の光ディスクからの前記波長λ3の反射光を主として受光する第3の受光部と、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第1の主光束以外の光束を主として受光する第4の受光部と、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第4の受光部で受光する光束とは別の前記第1の主光束以外の光束を受光する第5の受光部と、前記第1の光源と前記対物レンズとの間に、前記波長λ1の光束の発散度を変換するカップリングレンズを備え、前記カップリングレンズの光軸方向は、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向に一致しており、前記第2の光源と前記第3の光源が1つの筐体内におさめられた2波長光源であり、前記波長λ1の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸に沿って入射し、前記波長λ2の光束および前記波長λ3の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸から一定量ずれた角度で入射し、前記第1〜第5の受光部はそれぞれ受光面を共用せず独立しており、前記第1の受光部の中心と前記第2の受光部中心の距離よりも、前記第1の受光部の中心と前記第3の受光部中心の距離の方が長いことを特徴とする光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項21に記載の発明は、光ピックアップであって、波長λ1（350〜450nm）の発散光束を出射する青紫色半導体レーザである第1の光源と、波長λ2（600〜700nm）の発散光束を出射する赤色半導体レーザである第2の光源と、波長λ3（750〜850nm）の発散光束を出射する赤外半導体レーザである第3の光源と、前記波長λ1の光束を保護基板厚みt1である第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ2の光束を前記t1とは異なる保護基板厚みt2（t2＞t1）である第2の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ3の光束を前記t1および前記t2とは異なる保護基板厚みt3（t3＞t2）である第3の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズと、前記第1〜第3の光ディスクからの前記波長λ1または前記波長λ2または前記波長λ3のそれぞれの反射光を受光する受光素子と、前記第1の光源と前記対物レンズとの間に配置され波長λ1の光束を少なくとも3つ以上の光束に分割して、前記対物レンズにより前記第1の光ディスクの情報記録面に集光させる回折格子と、前記受光素子内に、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち最も光量が多い反射光を主として受光する第1の受光部と、前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の反射光を主として受光する第2の受光部と、前記第3の光ディスクからの前記波長λ3の反射光を主として受光する第3の受光部と、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第1の主光束以外の光束を主として受光する第4の受光部と、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第4の受光部で受光する光束とは別の前記第1の主光束以外の光束を受光する第5の受光部と、前記第1の光源と前記対物レンズとの間に、前記波長λ1の光束の発散度を変換するカップリングレンズと、前記対物レンズを前記光ディスクの半径方向に傾けるための駆動手段を備え、前記カップリングレンズの光軸方向は、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向に一致しており、前記第2の光源と前記第3の光源が1つの筐体内におさめられた2波長光源であり、前記第2の光源と前記第3の光源を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向と一致する線を前記2波長光源に投影させた線と、略一致しており、前記波長λ1の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸に沿って入射し、前記波長λ2の光束および前記波長λ3の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸から一定量ずれた角度で入射し、前記第1〜第5の受光部はそれぞれ受光面を共用せず独立しており、前記第1の受光部の中心と前記第2の受光部の中心を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの半径方向と一致する線を前記受光素子に投影させた線と略一致しており、前記第2の受光部の中心と前記第3の受光部の中心を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向と一致する線を前記受光素子に投影させた線と略一致していることを特徴とする光ピックアップである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項22に記載の発明は、光ディスク装置であって、光ピックアップと、情報記録媒体を回転駆動するためのモータと、前記光ピックアップと前記モータを制御する制御部を備えた光ディスク装置であって、前記光ピックアップは請求項1から請求項21のいずれか一つに規定される光ピックアップであることを特徴とする光ディスク装置である。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項23に記載の発明は、コンピュータであって、請求項22に規定される光ディスク装置と、情報を入力するための入力手段と、前記光ディスク装置から再生された情報および／または前記入力手段から入力された情報に基づいて演算を行う演算手段と、前記光ディスク装置から再生された情報および／または前記入力手段から入力された情報および／または前記演算手段によって演算された結果を出力するための出力手段を備えたコンピュータである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項24に記載の発明は、光ディスクプレーヤであって、請求項22に規定される光ディスク装置と、前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダを備えた光ディスクプレーヤである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項25に記載の発明は、光ディスクレコーダであって、請求項22に規定される光ディスク装置と、画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダを備えた光ディスクレコーダである。
上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項26に記載の発明は、対物レンズであって、波長λ1の光束を保護基板厚みt1である第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ波長λ2（λ2＞λ1）の光束を前記t1とは異なる保護基板厚みt2（t2＞t1）である第2の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ波長λ3（λ3＞λ2）の光束を前記t1および前記t2とは異なる保護基板厚みt3（t3＞t2）である第3の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズであって、前記対物レンズへの軸外入射に対して単位角度あたりに発生するBDの3次非点収差の絶対値をAS3BD、単位角度あたりに発生するDVDの3次非点収差の絶対値をAS3DVD、単位角度あたりに発生するCDの3次非点収差の絶対値をAS3CD、とすると、AS3BD＞AS3DVD、かつAS3BD＞AS3CDであることを特徴とする対物レンズである。
本発明によれば、複数種類の光ビームを用いて複数種類の光ディスクの記録または再生が可能な光ピックアップ、特に高密度光ディスクに対して記録または再生可能な、青紫レーザ光源を用いた光ピックアップにおいて、コンパクトかつ安価で高性能な光ピックアップおよび光ディスク装置を実現することが可能となる。また、このような光ピックアップおよび光ディスク装置を実現できるので、本発明のコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダを、コンパクトかつ安価に提供できる。
本発明におけるBDを再生（記録）する場合の光ピックアップの概略構成図である。 本発明におけるDVDまたはCDを再生（記録）する場合の光ピックアップの概略構成図である。 本発明の第1実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第1実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第1実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第1実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第1実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第1実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第1実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第1実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第2実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第2実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第2実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第2実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第2実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第2実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明の第2実施の形態における受光素子内の受光部配置を模式的に示す図である。 本発明における対物レンズの概略構成図である。 本発明の対物レンズにおける使用可能な階段形状の回折構造のレベル数と、BD、DVD、CDそれぞれの再生に用いる回折効率が最大となる回折次数を示す説明図である。 本発明の対物レンズのBD再生（記録）時の軸外特性を示す説明図である。 本発明の対物レンズのDVD再生（記録）時の軸外特性を示す説明図である。 本発明の対物レンズのCD再生（記録）時の軸外特性を示す説明図である。 本発明の対物レンズのBD再生（記録）時のレンズ傾き特性を示す説明図である。 本発明の対物レンズのDVD再生（記録）時のレンズ傾き特性を示す説明図である。 本発明の対物レンズのCD再生（記録）時のレンズ傾き特性を示す説明図である。 本発明の対物レンズのBD再生（記録）時のディスク傾き特性を示す説明図である。 本発明の対物レンズのDVD再生（記録）時のディスク傾き特性を示す説明図である。 本発明の対物レンズのCD再生（記録）時のディスク傾き特性を示す説明図である。 本発明の対物レンズのAB値の軸外特性を示す説明図である。 本発明の第3の実施の形態における光ディスク装置の概略構成図である。 本発明の第4の実施の形態におけるコンピュータの概略構成図である。 本発明の第5の実施の形態における光ディスクプレーヤの概略構成図である。 本発明の第6の実施の形態における光ディスクレコーダの概略構成図である。 従来の互換性を有する光ピックアップの概略構成図である。 従来の互換性を有する光ピックアップの概略構成図である。 従来の互換性を有する光ピックアップの概略構成図である。
以下、本発明の光ピックアップおよび光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図1から図10は本発明の一実施の形態における光ピックアップの概略構成図、及び受光素子の受光部の構成例である。また、図18〜図22, 図29は本発明の一実施の形態における対物レンズの構成例である。
図1を用いてBD再生時の一例について説明する。図1において、1は青紫光ビームを出射する光源、2は回折格子、3はプリズム型ビームスプリッタ、4は平板型ビームスプリッタ、5は1/4波長板、6はコリメートレンズ、7は立上げミラー、8は対物レンズ、9は検出レンズ、10は赤色光ビームと赤外光ビームを出射する2波長光源、11は受光素子、20は光ディスク（BD）、30は光ディスク（DVD）、40は光ディスク（CD）であり、これらが光ピックアップ50を構成している。対物レンズ8やコリメートレンズ6を駆動するアクチュエータや、各種光学部品を保持するホルダ類、光学基台等は図の簡略化のため省略する。
光源１から出射された波長390〜420nm（代表として405nm）の略直線偏光の青紫光ビームは、回折格子2にて0次回折光（回折されない光）と±1次回折光に分割され、プリズム型ビームスプリッタ3に入射する。プリズム型ビームスプリッタ3で反射された青紫光ビームは、1/4波長板5によって直線偏光が略円偏光に変換され、カップリングレンズであるコリメートレンズ6で略平行光に変換され、立上げミラー7で反射され光ディスク（BD）20に略垂直な光軸8axに沿って対物レンズ8に導かれ、対物レンズ8によって、保護基板越しに光ディスク（BD）20の情報記録面に光スポットとして収束される。情報記録面上の光スポットは、回折格子2にて生成された0次回折光からなるメインスポット20aと±1次回折光からなるサブスポット20bである。
光ディスク（BD）20の情報記録面で反射した青紫光ビームは、再び対物レンズ8を透過し、立上げミラー7で反射され、コリメートレンズ6で収束光に変換され、1/4波長板5で往路とは異なる直線偏光に変換された後、プリズム型ビームスプリッタ3に入射する。プリズム型ビームスプリッタ3を透過した青紫光ビームは、平板型ビームスプリッタ4を透過し、検出レンズ9で非点収差が与えられて、受光素子11に導かれる。詳しくは、メインスポット20aの反射光はメイン受光部11a、サブスポット20bの反射光はサブ受光部11bに導かれる。
対物レンズアクチュエータ（図示せず）は、複数のサスペンションワイヤによって対物レンズホルダ（可動部）を支持しており、回転する光ディスクの情報トラックに光スポットが追従するよう、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号によって、フォーカス方向およびトラッキング方向に対物レンズ8を駆動する。
コリメートレンズアクチュエータ（図示せず）は、例えば、ステッピングモータ等の駆動により、コリメートレンズ6を光軸方向に移動可能となっている。コリメートレンズ6の出射光が略平行光となる基準位置に対して、コリメートレンズ6を光源側（図1における1/4波長板5側）に移動させることによって、コリメートレンズ6の出射光は発散光となり、例えば光ディスク（BD）20の保護基板が厚くなった場合に発生する球面収差を補正することができる。一方、コリメートレンズ6を対物レンズ側（図1における立上げミラー7側）に移動させることによって、コリメートレンズ6の出射光は収束光となり、例えば光ディスク（BD）20の保護基板が薄くなった場合に発生する球面収差を補正することができる。すなわち、複数の情報記録面を備えた光ディスク（BD）20において、それぞれの情報記録面の保護基板の厚さに応じてコリメートレンズ6を移動させることにより、球面収差を補正することができる。なお、コリメートレンズ6を移動させることにより、対物レンズ8の温度変化によって発生する球面収差や、光源1から出射される青紫光ビームの波長の変化によって発生する球面収差を補正することも可能である。
なお、光源1は半導体レーザであることが望ましい。このような構成とすることで、光ピックアップ50を小型、軽量、低消費電力にできるといった効果がある。
なお、プリズム型ビームスプリッタ3の反射面には特定の直線偏光の反射率を高く、またそれと直交する直線偏光の透過率を高くした偏光分離膜を備えることが望ましい。このような構成とすることにより、1/4波長板5と組み合わせることで光源1からの出射光すなわち往路の反射率を最大に、また光ディスク（BD）20からの反射光すなわち復路の透過率を最大にすることにより、光の利用効率を高めることができ、光ピックアップ50の再生性能の向上や低消費電力化が可能になるといった効果がある。
なお、検出レンズ9は一般的な非点収差法による、フォーカス誤差制御用の非点収差を発生する素子であるが、例えばシリンドリカルレンズで構成する場合には、レンズ設計を最適化することで良好な検出スポットを得てフォーカス制御性能を向上させることが出来る効果がある。または、図示しないが、検出レンズ9にかわって、収束光路中であるから平行平板を光軸に対し斜めに挿入することで非点収差を発生するような構成であっても良く、シリンドリカルレンズを用いるよりも素子単体の作りやすさが向上するためコストダウンが可能になり、さらに平板素子であるから取付け精度の余裕が増加するといった効果もある。
ここで、コリメートレンズ6の光軸6axは光ディスク（BD）20の接線方向（タンジェンシャル方向：T方向）に略平行としている。このような構成とすることにより、光ピックアップ50全体の大きさを光ディスク（BD）20の半径方向（ラジアル方向：R方向）に小さくすることが出来る。一般に光ピックアップ50は光ディスク（BD）20の内外周方向、すなわちラジアル方向にシーク動作を行なうため、光ピックアップ50のラジアル方向を小さくすることにより、その光ピックアップ50を搭載する光情報記録再生装置全体の大きさを小型化できる等といった効果がある。
BDのトラッキングに差動プッシュプル法（DPP法：詳細な説明は省略）を用いるために、回折格子2により生成される±1次回折光からなるサブスポット20bは、メインスポット20aに対し、光ディスク（BD）20のタンジェンシャル方向に略平行もしくは一定の角度をもって配置するのが一般的である。従って、受光素子11上のBDメイン受光部11aとBDサブ受光部11bは図1中においてy方向に略平行もしくは前述の一定の角度に合わせて配置される構成となる。この構成により、光ディスク（BD）20再生時に、安定なトラッキング制御を行なうことが出来る。
次に図2を用いて、DVDまたはCD再生時の一例について説明する。図2において図1と同じ構成については同じ符号を用い説明を省略する。DVD再生時において、2波長光源10から出射された波長650〜680nm（代表として660nm）の略直線偏光の赤色光ビームは、平板型ビームスプリッタ4で反射され、プリズム型ビームスプリッタ3に入射する。プリズム型ビームスプリッタ3を透過した赤色光ビームは、1/4波長板5によって直線偏光が略円偏光に変換され、コリメートレンズ6で略平行光に変換され、立上げミラー7で反射されて対物レンズ8に導かれ、対物レンズ8によって、保護基板越しに光ディスク（DVD）30の情報記録面に光スポットとして収束される。
光ディスク（DVD）30の情報記録面で反射した赤色光ビームは、再び対物レンズ8を透過し、立上げミラー7で反射され、コリメートレンズ6で収束光に変換され、1/4波長板5で往路とは異なる直線偏光に変換された後、プリズム型ビームスプリッタ3に入射する。プリズム型ビームスプリッタ3を透過した赤色光ビームは、平板型ビームスプリッタ4を透過し、検出レンズ9で非点収差が与えられて、受光素子11に導かれる。
また、CDの再生時においては、DVDの再生時とほぼ同様に、2波長光源10から出射された波長750〜810nm（代表として780nm）の略直線偏光の赤外光ビームは、平板型ビームスプリッタ4で反射され、プリズム型ビームスプリッタ3に入射する。プリズム型ビームスプリッタ3を透過した赤外光ビームは、1/4波長板5によって直線偏光が略円偏光に変換され、コリメートレンズ6で略平行光に変換され、立上げミラー7で反射されて対物レンズ8に導かれ、対物レンズ8によって、保護基板越しに光ディスク（CD）40の情報記録面に光スポットとして収束される。光ディスク（CD）40の情報記録面で反射した赤外光ビームは、再び対物レンズ8を透過し、立上げミラー7で反射され、コリメートレンズ6で収束光に変換され、1/4波長板5で往路とは異なる直線偏光に変換された後、プリズム型ビームスプリッタ3に入射する。プリズム型ビームスプリッタ3を透過した赤色光ビームは、平板型ビームスプリッタ4を透過し、検出レンズ9で非点収差が与えられて、受光素子11に導かれる。
ここで、DVDとCDのいずれの再生時においても、往路すなわち2波長光源10から出射され、平板型ビームスプリッタ4に入射する光ビームの偏光方向は、主としてS偏光としている。さらに1/4波長板5の作用により、復路すなわち光ディスク（DVD）30または光ディスク（CD）40による反射光は主としてP偏光で平板型ビームスプリッタ4に入射する構成としている。これは、平板型ビームスプリッタ4の反射膜を偏光分離膜で構成する場合に、一般的にはS偏光の反射率を高め、かつP偏光の透過率を高めやすいため、その偏光分離膜としての構成を最大限活用できるため、光の利用効率を高めることができ、光ピックアップ50の再生性能の向上や低消費電力にできるといった効果がある。2波長光源10と平板型ビームスプリッタ4の間に例えば1/2波長板を配置して偏光方向を前述の方向にそろえることも出来るが、本実施の形態の構成では1/2波長板が不要であるため、ピックアップの小型化・軽量化・低コスト化が可能であるといった利点がある。
2波長光源10は半導体レーザであることが望ましい。このような構成とすることで、光ピックアップ50を小型、軽量、低消費電力にできるといった効果がある。一般に、半導体レーザは、薄い活性層の端面からビームが放射し、ビームの形状は楕円で偏光方向は楕円の短軸方向に一致している。光源10に2波長半導体レーザを用いると、一般的にDVD発光点10dとCD発光点10cの並びは、サブマウント10s上に配置され、従って、各々の出射光の偏光方向は発光点の並び方向と略一致している。従って、平板型ビームスプリッタ4にS偏光の光ビームを入射させるためには、DVDとCDの発光点を光ピックアップ50内で図2に示すようにy方向に並べる構成が適当である。従って、この構成の場合、光検出器11上のDVD受光部11dとCD受光部11cは図2中においてy方向に略平行に配置される構成が最適である。なお、DVDとCDの発光点は完全にy軸と一致せず、±10°程度傾いていても、多少の光の利用効率の低下はあっても、ほぼ同様の効果が得られる物である。
ここで、コリメートレンズアクチュエータの図1と異なる作用について述べておく。コリメートレンズ6を光源側（図2における1/4波長板5側）に移動させることによって、コリメートレンズ6の出射光は発散光となり、仮想的に正（＋）方向の物点から出射された光ビームを対物レンズ8に入射させることができ、コリメートレンズ6を対物レンズ側（図2における立上げミラー7側）に移動させることによって、コリメートレンズ6の出射光は収束光となり、仮想的に負（−）方向の物点から出射された光ビームを対物レンズ8に入射させることができる。例えば、光ディスク（DVD）30の再生時は、コリメートレンズ6を対物レンズ側に移動させることによって、2波長光源10から出射された赤色光ビームを収束光として対物レンズ8に入射させ、球面収差の一部を効果的に補正している。一方、光ディスク（CD）40の再生時は、コリメートレンズ6を光源側に移動させることによって、2波長光源10から出射された赤外光ビームを発散光として対物レンズ8に入射させ、球面収差の一部を効果的に補正している。
このようにコリメートレンズアクチュエータを用いることで、光源１から出射された青紫色光ビームと、2波長光源10から出射された赤色光ビームおよび赤外光ビームを、それぞれ平行光、収束光あるいは発散光で選択的に対物レンズ8に入射させることができる。従って、BD, DVD, CDそれぞれの光源の波長や保護基板の厚さの差によって生じる球面収差の一部を効果的に補正できるので、例えば対物レンズ8が回折構造を有する場合に、その回折構造の設計自由度を上げることができ、回折構造のピッチを大きくして回折効率を向上させたり、製造マージンを拡大させたりすることができる。また、光ビームを発散光で対物レンズ8に入射させることで、作動距離（Working Distance: WD）を大きくすることができる。複数規格の互換性がある対物レンズを用いた場合、特に保護基板の厚さが大きいCDにおいて作動距離が小さくなるため、CDの記録または再生時には、赤外光ビームを発散光で対物レンズ8に入射させることが好ましい。
なお、それぞれの光源から出射された光ビームを、平行光、収束光あるいは発散光のうち、いずれの状態で対物レンズに入射させるかは、対物レンズの設計に因るものであって、青紫色光ビームを略平行光、赤色光ビームを収束光、赤外光ビームを発散光とする本実施の形態の組み合わせに限定されるものではない。
なお、コリメートレンズアクチュエータの構成は、ステッピングモータを用いた構成に限定されるものではなく、例えば、磁気回路や圧電素子の駆動によるアクチュエータ等、いかなる構成であっても良い。ステッピングモータを用いた構成では、コリメートレンズの光軸方向の位置をモニタする必要がなくシステムを簡素化でき、一方、磁気回路や圧電素子の駆動によるアクチュエータは駆動部分が小さいため、光学ヘッドの小型化に適している。
ここで、図3に本実施の形態の受光素子の受光部の配置の一例を示す。図3において前述の通り、BDメイン受光部11a、BDサブ受光部11b、DVD受光部11d、CD受光部11cがそれぞれ別に設けられている。更に、BDメイン受光部11aとDVD受光部11dそれぞれの中心間距離P1とBDメイン受光部11aとCD受光部11cそれぞれの中心間距離P2は、P1<P2の関係としている。この詳細について次に述べる。
光軸8axは、対物レンズ8の設計的な中心軸（一般的には仮想的もしくは物理的な対物レンズ8の基準面に垂直な軸）と略一致している。BDメイン受光部11a、DVD受光部11d、CD受光部11cがそれぞれ別に設けられていることから、BD用に光源1から出射される青紫色光ビーム、2波長光源10から出射されるDVD用の赤色光ビームまたはCD用の赤外光ビーム、のいずれか１つしか選択的に光軸8axと一致させることが出来ない。すなわち、少なくともいずれか2つの光ビームは対物レンズ8に対し光軸からずれて傾斜させた、所謂、軸外で入射させる必要がある。
一般的に対物レンズに軸外入射させる場合には、収差の発生を考慮する必要がある。そこで、本発明においては、後に詳細を述べるが、BD用の光源1から出射される青紫色光ビームを光軸8axとほぼ一致させる構成とし、一方で、2波長光源10から出射されるDVD用の赤色光ビーム、CD用の赤外光ビームを光軸8axから一定量ずれた角度で対物レンズ8に入射させる構成とした。ここで、従来例に示すように受光素子においてBDメイン受光部とDVD受光部もしくはBDメイン受光部とCD受光部いずれかを共用すれば、その共用する2種のディスクに対応する光ビームを光軸中心に配置することが出来るため、軸外に配置しなければならないのは残る1種のディスクに対応する光ビームであったが、本発明においてDVDとCDのいずれの光ビームも軸外に配置するために、後述の対物レンズ8として、対物レンズ8におけるCDの軸外特性を最良、すなわち軸外の度合いが大きくなっても再生性能に与える影響を低減した構成とし、光軸8axからのずれはDVD<CDとして配置している。従って、図3における、BDメイン受光部11aが光軸8xと一致した光路中であり、そのBDメイン受光部11aとDVD受光部11dそれぞれの中心間距離P1、Dメイン受光部11aとCD受光部11cそれぞれの中心間距離P2は、P1<P2の関係とするのが最適である。
次に、本発明を実現する、本実施の形態の対物レンズ8の一例について詳細に説明する。
図18は、対物レンズ8の構成を示す図である。図18の左図（a）は、対物レンズ8の模式的な構成を示す平面図であり、図18の右図（b）は、対物レンズ8の模式的な構成を示す断面図である。
本実施の形態の対物レンズ8は、例えば、波長λ1の青紫色光ビームを用いて情報を記録または再生するBDと、波長λ1より大きい波長λ2の赤色光ビームを用いて情報を記録または再生するDVDと、波長λ2より大きい波長λ3の赤外光ビームを用いて情報を記録または再生するCDとを互換可能な対物レンズとして用いられる。
対物レンズ8は、光源側（光ビームの入射する側）の入射面8aにベースとなる球面または非球面を備えている。このベースとなる球面または非球面（以下、ベース非球面と総称する）には、対物レンズ8の光軸OAを中心とした輪帯状の回折構造が形成されている。一方、入射面8aに対向する光ディスク側（光ビームが出射する側）の出射面8bは、回折構造が形成されていない球面または非球面となっている。
対物レンズ8は、光源から出射された光ビームを、情報記録媒体（光ディスク）の情報記録面に収束させる。対物レンズ8は、光源側の入射面8aに形成された、回折構造を有する内周領域8iと、内周領域8iの外側に形成された、回折構造を有する中周領域8jと、中周領域8jの外側に形成された、回折構造を有する外周領域8kとを備える。
光軸OAを含む内周領域8iと、内周領域8iの周辺の中周領域8jと、中周領域8jの周辺の外周領域8kとは、それぞれ異なる回折構造を有している。
内周領域8i、中周領域8j、外周領域8kは、内周領域8i、中周領域8j、外周領域8kで回折される波長λ1（略405nm）の光ビームのうち、最も回折効率の大きい回折次数の光ビームを、厚さt1の保護基板を有する光ディスク（BD）20の情報記録面に収束させる。
内周領域8i、中周領域8jは、内周領域8i、中周領域8jで回折される波長λ2（略660nm）の光ビームのうち、最も回折効率の大きい回折次数の光ビームを、厚さt2（t2>t1）の保護基板を有する光ディスク（DVD）30の情報記録面に収束させる。
内周領域8iは、内周領域8iで回折される波長λ3（略780nm）の光ビームのうち、最も回折効率の大きい回折次数の光ビームを、厚さt3（t3>t2）の保護基板を有する光ディスク（CD）40の情報記録面に収束させる。
内周領域8iは、例えば5段6レベルを一周期とする階段形状の回折構造を備え、波長λ3の赤外光ビームを用いたCDの再生、波長λ2の赤色光ビームを用いたDVDの再生、および、波長λ1の青紫光ビームを用いたBDの再生のいずれにも使用される互換領域である。内周領域8iは、青紫光ビームの+2次回折光を厚さ約0.1mmの保護基板を通してBDの情報記録面に収束させ、赤色光ビームの-1次回折光を厚さ約0.6mmの保護基板を通してDVDの情報記録面に収束させ、赤外光ビームの-2次回折光を厚さ約1.2mmの保護基板を通してCDの情報記録面に収束させるように設計されている。この内周領域8iは、CDのNA（約0.45〜0.52）に対応する領域としている。
なお、本実施の形態においては、波長λ3の赤外光ビームを用いたCDの再生、波長λ2の赤色光ビームを用いたDVDの再生、および、波長λ1の青紫光ビームを用いたBDの再生のいずれにも使用される内周領域8iを、5段6レベルを一周期とする階段形状の回折構造を備えた互換領域として説明を行うが、内周領域8iの回折構造は5段6レベルに限定されるものではない。
例えば、内周領域8iは、4段5レベルを一周期とする階段形状の回折構造を備え、青紫光ビームの+1次回折光を厚さ約0.1mmの保護基板を通してBDの情報記録面に収束させ、赤色光ビームの-1次回折光を厚さ約0.6mmの保護基板を通してDVDの情報記録面に収束させ、赤外光ビームの-2次回折光を厚さ約1.2mmの保護基板を通してCDの情報記録面に収束させるように設計してもよい。
また例えば、内周領域8iは、6段7レベルを一周期とする階段形状の回折構造を備え、青紫光ビームの+1次回折光を厚さ約0.1mmの保護基板を通してBDの情報記録面に収束させ、赤色光ビームの-2次回折光を厚さ約0.6mmの保護基板を通してDVDの情報記録面に収束させ、赤外光ビームの-3次回折光を厚さ約1.2mmの保護基板を通してCDの情報記録面に収束させるように設計してもよい。
また例えば、内周領域8iは、7段8レベルを一周期とする階段形状の回折構造を備え、青紫光ビームの+2次回折光を厚さ約0.1mmの保護基板を通してBDの情報記録面に収束させ、赤色光ビームの-2次回折光を厚さ約0.6mmの保護基板を通してDVDの情報記録面に収束させ、赤外光ビームの-3次回折光を厚さ約1.2mmの保護基板を通してCDの情報記録面に収束させるように設計してもよい。
また例えば、内周領域8iは、8段9レベルを一周期とする階段形状の回折構造を備え、青紫光ビームの+1次回折光を厚さ約0.1mmの保護基板を通してBDの情報記録面に収束させ、赤色光ビームの-3次回折光を厚さ約0.6mmの保護基板を通してDVDの情報記録面に収束させ、赤外光ビームの-4次回折光を厚さ約1.2mmの保護基板を通してCDの情報記録面に収束させるように設計してもよい。
図19は、BD、DVD、CDの再生に用いられる互換領域について、使用可能な階段形状の回折構造のレベル数と、BD、DVD、CDそれぞれの再生に用いる回折効率が最大となる回折次数をまとめたものである。
次に、中周領域8jは、例えば3段4レベルを一周期とする階段形状の回折構造を備え、波長λ2の赤色光ビームを用いたDVDの再生、および、波長λ1の青紫光ビームを用いたBDの再生のいずれにも使用される互換領域である。中周領域8jは、青紫光ビームの+1次回折光を厚さ約0.1mmの保護基板を通してBDの情報記録面に収束させ、赤色光ビームの-1次回折光を厚さ約0.6mmの保護基板を通してDVDの情報記録面に収束させるように設計されている。
また、中周領域8jは、波長λ3の赤外光ビームにCDの情報記録面上で収差を与えるように、すなわち赤外光ビームの集光スポットの焦点が大きくずれるよう、すなわち、フレアを形成するよう設計される。中周領域8jは、CDの再生時には、実質的に開口制限として機能する。この中周領域8jは、DVDのNA（約0.60〜0.67）に対応する領域としている。
なお、本実施の形態においては、中周領域8jを、3段4レベルを一周期とする階段形状の回折構造を備えた互換領域として説明を行うが、中周領域8jの回折構造は3段4レベルに限定されるものではない。
そして、青紫光ビームを用いてBDを再生する際のNA（約0.85）は、上述の赤色光ビームを用いてDVDを再生する際のNA（約0.60〜0.67）よりも大きい。そのため、外周領域8kは、BDの専用領域とされ、波長λ1の青紫光ビームをBDの情報記録面に収束させるように設計される。
また、外周領域8kは、波長λ3の赤外光ビームにCDの情報記録面上で収差を与えるよう、すなわち、フレアを形成するように設計され、波長λ2の赤色光ビームにDVDの情報記録面上で収差を与えるよう、すなわち、フレアを形成するように設計される。したがって、外周領域8kは、CDおよびDVDへの記録または再生時には、実質的に開口制限として機能する。
すなわち、外周領域8kは、外周領域8kを通過する波長λ2の光ビームを、DVDの情報記録面に収束させない。また、中周領域8jおよび外周領域8kは、中周領域8jおよび外周領域8kを通過する波長λ3の光ビームを、CDの情報記録面に収束させない。
なお、外周領域8kは、屈折面であってもよい。
内周領域8iの回折構造の段差の一単位は、波長λ1の青紫光ビーム（例えばλ1＝405nm）に対して、約1.33×λ1[nm]の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたり2π/3となる。この時、+2次回折光の回折効率はスカラー計算で70%となり、回折次数の中で最も大きくなる。
一方、内周領域8iの回折構造の段差の一単位は、波長λ2の赤色光ビーム（例えばλ2＝660nm）に対して、約0.80×λ2[nm］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたり-π/3となる。この時、-1次回折光の回折効率はスカラー計算で約90%となり、回折次数の中で最も大きくなる。
さらに、内周領域8iの回折構造の段差の一単位は、波長λ3の赤外光ビーム（例えばλ3＝780nm）に対して、約0.67×λ3[nm]の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたり-2π/3となる。この時、-2次回折光の回折効率はスカラー計算で約70%となり、回折次数の中で最も大きくなる。
内周領域8iが有する回折構造は、階段形状の断面を有している。内周領域8iの階段形状の断面の段差の1段は、波長λ1の光ビームに対して、略1.33波長の光路差を与えると共に、凸レンズのパワーを与え、波長λ2の光ビームに対して、略0.80波長の光路差を与えると共に、凹レンズのパワーを与え、波長λ3の光ビームに対して、略0.67波長の光路差を与えると共に、凹レンズのパワーを与える。なお、上記の1.33波長、0.80波長および0.67波長は、それぞれ±10%程度の誤差を含む。
中周領域8jの回折構造の段差の一単位は、波長λ1の青紫光ビーム（例えばλ1＝405nm）に対して、約1.25×λ1[nm]の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたりπ/2となる。この時、+1次回折光の回折効率はスカラー計算で約80%となり、回折次数の中で最も大きくなる。
一方、中周領域8jの回折構造の段差の一単位は、波長λ2の赤色光ビーム（例えばλ2＝660nm）に対して、約0.75×λ2[nm]の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたり-π/2となる。この時、-1次回折光の回折効率はスカラー計算で約80%となり、回折次数の中で最も大きくなる。
中周領域8jが有する回折構造は、階段形状の断面を有している。中周領域8jの階段形状の断面の段差の1段は、波長λ1の光ビームに対して、略1.25波長の光路差を与えると共に、凸レンズのパワーを与え、波長λ2の光ビームに対して、略0.75波長の光路差を与えると共に、凹レンズのパワーを与える。なお、上記の1.25波長および0.75波長は、それぞれ±10%程度の誤差を含む。
内周領域8iを上述の回折構造とすることで、波長λ1と、波長λ2および波長λ3とで逆方向の鋸歯形状を近似できる。また、中周領域8jを上述の回折構造とすることで、波長λ1と波長λ2とで逆方向の鋸歯形状を近似できるため、厚さ約1.2mmの保護基板を有するCD、厚さ約0.6mmの保護基板を有するDVD、厚さ約0.1mmの保護基板を有するBDに対し、高い光利用効率で、情報の互換再生を実現できる。
さらに、外周領域8kは、BDの専用領域となっており、波長λ1で最適化された鋸歯形状の回折構造を有している。外周領域8kが有する回折構造は、鋸歯形状の断面を有し、波長λ1の光ビームに対して、0.5波長未満の光路差を与えると共に、凸レンズのパワーを与える。
ここで、外周領域8kに設けられる鋸歯形状の回折構造の段差高さは、波長λ1において、+1次回折光の回折効率が最大となるように設計されている。なお、回折効率が最大となるのは、+1次回折光に限定されるものではなく、+2次回折光あるいは+3次回折光等、他の次数の回折効率が最大となるように設計してもよい。また、+1次回折光の回折効率が最大となる領域、+2次回折光の回折効率が最大となる領域、+3次回折光の回折効率が最大となる領域等を混在させても良い。
ただし、外周領域8kはBD専用領域であり、CDおよびDVDの再生時には、実質的に開口制限として機能することが好ましい。従って、外周領域8kを通過する波長λ2の赤色光ビームと波長λ3の赤外光ビームは、情報記録面に収束することなく、かつ、情報記録面や情報記録面以外から反射した迷光が、受光素子11上に集光しないことが望まれる。なお、迷光とは、光ディスクの表面や情報記録面、光路上の光学素子や光学ヘッドの内部等で反射して、受光素子上の検出スポットに影響を与える不要光を指す。
次に、本発明の実施の形態の対物レンズ8の数値実施例について、コンストラクションデータを示して説明する。なお、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または非球面と等価な屈折作用を有する面である。
非球面の面形状は、以下の数式で定義される。
ここで、
Z[mm]：距離ｈにおける非球面上の点と、非球面頂点の接平面との光軸方向の距離
H[mm]：光軸上の頂点から光軸と垂直方向の距離
R[mm]：曲率半径
k：円錐定数
Ai：i次の非球面係数
であり、このZの値で決まる曲線が各面の非球面断面形状を与える。
次に、光学面に付加された回折構造によって生じる位相差は、以下の数式で定義される。
ここで、
Φ(h)[rad]：位相関数
M：回折次数
H[mm]：光軸上の頂点から光軸と垂直方向の距離
Pm：ｍ次の位相関数係数
表1および表2は、対物レンズ8の仕様を示しており、BD、DVD、CDのそれぞれの光ディスクの再生を行う際の波長、焦点距離、開口数、開口径と、回折次数を示している。表2における面番号は、面番号0が光源、面番号1が対物レンズ8の第1面（入射面）、面番号2が対物レンズ8の第2面（出射面）、面番号3が光ディスクの表面（入射面）、面番号4が光ディスクの情報記録面を表している。なお、面間隔は、該当する面番号と次の面番号との間の間隔を示しており、材質は、該当する面番号と次の面番号との間の材質を示している。
表3は、対物レンズ8の材質であるZEONEX（日本ゼオン社製）の屈折率、光ディスクの保護基板の材質であるポリカーボネイトの屈折率を、波長毎に示している。また、BD、DVD、CDのそれぞれの再生を行う際の物点距離OP、作動距離WD、保護基板厚さDTを示している。なお、物点距離OP、作動距離WD、保護基板厚さDTは、それぞれ、表2の面間隔に対応している。
表4は、対物レンズ8の第1面、第2面の非球面係数を示している。第1面は、内周領域、中周領域、外周領域の3領域から構成されており、第2面は、第1領域と第2領域とから構成されている。
また、表5は、対物レンズ8の第1面に形成された回折構造の位相関数係数を示している。
なお、表4および表5における「E+03」〜「E-04」はそれぞれ10の3乗〜10の-4乗を表している。
記録密度の大きいBDに対し、記録密度の小さいCDのほうが、再生時の検出スポットの位置ずれ許容量は大きい。ここで発明者らは、BDの記録または再生時の検出スポットの位置ずれ許容量に対し、CDの記録または再生時の検出スポットの位置ずれ許容量が、1.5倍程度であることを、実験的に見いだした。
これは、CDの記録または再生時の検出スポット径が、BDの記録または再生時の検出スポット径の2/3程度であれば、検出スポットの位置ずれの影響が、CDとBDとでほぼ等しくなることを示している。
本実施の形態の光ピックアップ50におけるBDの再生時の検出スポット径は約90μm、CDの再生時の検出スポット径は約63μmであり、CDの再生時の検出スポット径は、BDの再生時の検出スポット径の2/3以上となっている。
従って、BDのノイズ性能と周波数特性を満足し、かつ、BDの検出スポットの位置ずれの影響が許容範囲内になるように、受光素子上に形成される検出スポット径を決定した場合、CDの検出スポットの位置ずれの影響も許容範囲内となる。
次に、図20〜図22を用いて、本実施の形態の対物レンズ8の軸外特性について詳細な説明を行う。図20〜図22において、RMSはトータルの波面収差、AS3は3次非点収差、CM3は3次コマ収差、SA3は3次球面収差を示している。図20〜図22は、本実施の形態の対物レンズ8において、BD、DVD、CDの再生時に、対物レンズ8の光軸に対して傾斜した光線が入射した場合の収差特性、いわゆる軸外特性を示している。図20〜図22において、横軸は入射光線の軸外角度（画角）[deg.]、縦軸は各収差成分の収差量[mλ]を示している。図20はBDの再生時の軸外特性であり、図21はDVDの再生時の軸外特性であり、図22はCDの再生時の軸外特性である。
ここで、本発明の実施の形態の軸外特性を考慮するにあたり、3次球面収差SA3については、コリメートレンズアクチュエータを動作させることにより補正できるから、発生量の差については考慮しない。一方で3次非点収差AS3と3次コマ収差CM3については補正する手段がないため、残存するから考慮が必要である。
そこで、3次非点収差AS3と3次コマ収差CM3の大きさを示すAB値を、以下の数式を用いて定義する。
上述の数式を用いて、AB値を、入射光線の軸外角度（画角）[deg.]に対するAB値はBD,DVD,CDにおいて図29で示される特性としている。ここで、一般的に収差に対する余裕度が最も厳しいBDの軸外特性、すなわちBDのAB値を低減した設計とする方が好ましいが、本発明においてはBDを光軸中心に配置できるため、DVDやCDの軸外AB値の低減を優先させた。一方でDVDとCDについては、相対的に記録密度が高く再生性能に影響を生じやすいDVDを相対的に光軸に近く使用し、CDを相対的に光軸から最も遠く使用する構成を選択し、対物レンズ8の軸外特性（AB値）について、軸外から最も遠くなるCDの特性をDVDの特性より優先させた。
具体的には図29に示すように、本対物レンズ8への軸外入射に対して、同量のAB値を発生させる時のBDの画角をAngBD、DVDの画角をAngDVD、CDの画角をAngCDとすると、特に光ディスクの再生性能の低下影響が懸念されるようなAB≧20mλにおいて次の関係を満たすようにした。
AngBD ＜AngDVD ＜AngCD
すなわち、BDよりもDVDやCDの方が同等のAB値に達してしまう画角がより大きい角度まで許容出来ることを意味している。
なお、本実施の形態における詳細な対物レンズの設計構成の一例を示したが、必ずしもこのレンズと完全に一致する設計を用いる必要はなく、本対物レンズの軸外入射に対して、同量のAB値を発生させる時のBDの画角をAngBD、DVDの画角をAngDVD、CDの画角をAngCDとすると、特に光ディスクの再生性能の低下影響が懸念されるようなAB≧20mλにおいてAngBD ＜AngDVD ＜AngCDの関係を満たしていればよい。
このような対物レンズ8を用いることで、本発明の図3のように、BD受光部11aを光軸8axと一致するように設け、BDメイン受光部11a、BDサブ受光部11b、DVD受光部11d、CD受光部11cがそれぞれ別に設け、BDメイン受光部11aとDVD受光部11dそれぞれの中心間距離P1とBDメイン受光部11aとCD受光部11cそれぞれの中心間距離P2は、P1<P2とすることで、DVDとCDの発光点がy軸と略一致させたことでDVD受光部11dとCD受光部11cもy軸方向に並んでいるが、BDメイン受光部11a、BDサブ受光部11b、DVD受光部11d、CD受光部11cが独立した自由度の高い構成が可能になり、光ピックアップ50として、安価で部品点数の少ない小型構成ながら、BDのトラッキングに3ビーム方式（主にDPP法）を用いつつ、BD,DVD,CDのいずれの再生性能も犠牲にすることなく、良好な性能を実現することが出来るといった効果がある。
また、本実施の形態におけるBDサブ受光部11bとして、図4(a)に示すようにBDサブ受光部11bの中心付近を受光しない構成としてもよい。一般的にBD再生時の光ディスク(BD)20上の光量はメインスポット20aよりもサブスポット20bのほうが小さくする。光ディスク(BD)20として2層以上の多層ディスクを使用する場合に、目的外の層の反射光（他層迷光）が受光素子11まで到達することがあるが、特に受光量が相対的に小さいBDサブ受光部11bから得られる信号の方が、他層迷光による影響を受けやすい。一方で他層迷光が受光素子上に結ぶスポットは、目的の層の反射光が受光素子上に結ぶスポットとは大きさが異なる。そこで、例えば図4(a)のように、BDサブ受光部11bはいずれも、中心近傍に受光面を持たず、少なくとも2つ以上の受光面の組合せで１つの受光部を構成している。特にこの場合は、2分割された1対の受光面で1つのBDサブ受光部11bを形成している。このような構成とすることにより、BDサブ受光部11bから得られる信号に対して他層迷光の影響を低減することができる。図4(a)では単にBDサブ受光部11bの中心付近に受光パターンそのものがない構成としているが、例えば図4(b)のように受光パターンを分割して中心付近の受光部から得られる信号を使用しないような構成としても、同様の効果が得られるものである。
また、本実施の形態において、例えば2波長光源10の出射光を受ける位置に赤色光ビーム用の回折格子（図示せず）をさらに備え、DVD再生時に、図5に示すようにDVDサブ受光部11eをさらに備える構成としても良い。このとき、CD受光部11cもDVDサブ受光部を共用する構成としている。このような構成とすることで、DVD再生時のトラッキング制御にも3ビームを用いたDPP法が用いることが出来たり、フォーカス制御に差動非点収差法を用いてフォーカス制御信号に漏れ込むトラッキング制御信号成分のクロストークを低減したりすることができるといった効果がある。この場合、DVD受光部11dとDVDサブ受光部でもあるCD受光部11cの間隔距離は、DVD発光点とCD発光点と光学系の倍率から決まる距離に合わせる必要があるが、DVDのトラックピッチはBDのトラックピッチよりも広く、DVDのサブビーム配置はBDのサブビーム配置より余裕度が高いため、従来の課題で述べたような、BDのメインビーム受光部とDVDのメインビーム受光部を共用し、かつBDのサブビーム受光部とCDのメインビーム受光部を共用する構成のときの青紫色光ビーム用回折格子よりも、本実施の形態の赤色光ビーム用の回折格子の方が、作りやすさ（格子間隔の自由度）や、光ピックにその回折格子を取付ける際の取付け精度（主に回転位置ずれ）の余裕度が高いといった利点がある。
このとき、DVDサブ受光部と共用したCD受光部11cにて検出される光スポットに基づいた出力信号を生成する回路（図示せず）をさらに備え、DVD再生時とCD再生時とで、異なる複数の回路を切り替えて用いる構成としても良い。例えば、DVD再生時とCD再生時に用いる回路とで、光スポットの強度変化への応答速度（周波数特性）の異なる回路を切り替えることが望ましい。例えば、CD再生時に用いる回路の遮断周波数をDVD再生時に用いる回路の遮断周波数の5倍から30倍程度となるように設定する。
DVD再生時には、DVDサブ受光部にて検出される光スポットの強度変化（変動）として、DVDからの情報信号に基づく変動と、トラック溝による変動とが存在するが、一般に、情報信号に基づく変動は、トラック溝による変動よりも高い周波数帯域であるため、これらの両方に応答可能な回路による出力信号を用いてトラッキング制御信号を生成した場合、情報信号に基づく光スポットの強度変化に対応する出力信号はトラッキング制御信号の外乱となり、安定した制御信号を得ることができない。そのため、DVD再生時には、トラック溝による変動には応答し、情報信号に基づく変動には応答しないように遮断周波数を設定した回路を用いることによって、安定したトラッキング制御信号を得ることが可能となる。
一方で、CD再生時には、CDからの情報信号による光スポットの強度変化に対応する出力信号を得られる十分に高い応答性を有すことで、高品質な情報信号を得ることが出来る。従って、このような構成をとることによって、DVDとCDに対して、それぞれ良好な再生性能を実現可能となる。
なお、本実施の形態においてDVDとCDの発光点は略y軸方向に並んでおり、例えば図2ではCD発光点10cが上、DVD発光点10dが下の構成が示されているが、この構成に限定されるわけではなく、CD発光点10cが下、DVD発光点10dが上の構成であってもよく、本発明の効果は同様に得られる物である。
また、本実施の形態において、図6に示すように、BDメイン受光部11a、DVD受光部11d、CD受光部11cの大きさは異なっていても良い。例えば本実施の形態の対物レンズ8を使用すると、対物レンズの開口径の大きさはBD>DVD>CDとなっているが、その関係は受光素子11上でも同様になるため、BDメイン受光部11aの面積をS1、DVD受光部11dの面積をS2、CD受光部の面積をS3とすると、S1>S2>S3とするとよい。このように受光部をそれぞれのスポットサイズに応じて小さくすることで、光ピックアップ50内や各光ディスクからの目的外の迷光を受光して再生性能が劣化することを防いだり、受光素子が発生する雑音を低減したりすることができるといった効果がある。
また、BD再生時のDPP法におけるサブスポット20bがT方向に対して一定の角度で配置される構成の場合には、例えば図7に示されるように2つのサブ受光部11bの中心同士の角度はy軸から一定角度ずれた構成も可能である。この場合でも本発明の効果は同様に得られるものである。
また、図3〜7で示されるような構成を選択的に組み合わせた構成も可能であり、例えば図8や図9に示すような構成が可能である。この場合でも本発明の効果は同様に得られるものであることは述べるまでもない。
また、AngBD ＜AngDVD ＜AngCDである対物レンズ特性を活かし、図10に示すような構成としても良い。図10においてOは光軸8axを受光面上に投影した点であり、PaはO点とBDメイン受光部11aの中心との距離、PdはO点とDVD受光部11dの中心との距離、PcはO点とCD受光部11cの中心との距離であり、Pa＜Pd＜Pcの関係を満たす構成としている。このような構成として、BD再生時にも対物レンズ8に青紫色光ビームが傾斜し軸外で入射するが、その分DVD再生時の赤色光ビームやCD再生時の赤外光ビームが対物レンズ8に傾斜して入射する角度を低減することができ、BD,DVD,CDの再生性能のバランスをとっても良い。
なお、本実施の形態においてはBD,DVD,CDの各ディスクの再生を実施する場合についての例を述べたが、BD,DVD,CDの各ディスクに記録を実施する場合においても、本実施の形態を同様に適用でき、発明の効果についても同様に得られるものである。
（実施の形態2）
本発明の別の実施の形態について説明する。本実施の形態2において、実施の形態1と共通の構成要素については同一の符号を付して以下、その説明を省略する。
図1、図2、及び図11〜図17は本発明の一実施の形態における光ピックアップの概略構成図である。また、図18〜図28は本発明の一実施の形態における対物レンズの構成例である。
本実施の形態における図1および図2に示す光ピックアップ50の対物レンズアクチュエータ（図示せず）は、複数のサスペンションワイヤによって対物レンズホルダ（可動部）を支持しており、回転する光ディスクの情報トラックに光スポットが追従するよう、フォーカス方向およびトラッキング方向に対物レンズ8を駆動して制御するとともに、光ディスクの半径方向（ラジアル方向）に対物レンズ8を傾けて駆動して制御する手段を備えている。
図11に本実施の形態2の受光素子の受光部の配置の一例を示す。図11においてBDメイン受光部11a、BDサブ受光部11b、DVD受光部11d、CD受光部11cがそれぞれ別に設けられており、DVD受光部11dとBDメイン受光部11aがx方向に並んで配置されている。すなわち、略同じｙ座標としている。
光軸8axは、対物レンズ8の設計的な中心軸（一般的には仮想的もしくは物理的な対物レンズ8の基準面に垂直な軸）と略一致している。BDメイン受光部11a、DVD受光部11d、CD受光部11cがそれぞれ別に設けられていることから、BD用に光源1から出射される青紫色光ビーム、2波長光源10から出射されるDVD用の赤色光ビームまたはCD用の赤外光ビーム、のいずれか１つしか選択的に光軸8axと一致させることが出来ない。すなわち、少なくともいずれか2つの光ビームは対物レンズ8に対し軸外で入射させる必要がある。
一般的に対物レンズに軸外入射させる場合には、収差の発生を考慮する必要がある。そこで、本発明においては、BD用の光源1から出射される青紫色光ビームを光軸8axとほぼ一致させる構成とし、一方で、2波長光源10から出射されるDVD用の赤色光ビーム、CD用の赤外光ビームを光軸8axから一定量ずれた角度で対物レンズ8に入射させる構成とした。従来例に示すように受光素子においてBDメイン受光部とDVD受光部もしくはBDメイン受光部とCD受光部いずれかを共用すれば、その共用する2種のディスクに対応する光ビームを光軸中心に配置することが出来るため、軸外に配置しなければならないのは残る1種のディスクに対応する光ビームであったが、本発明においてDVDとCDのいずれの光ビームも軸外に配置するために、後述の対物レンズ8を採用した。すなわち、図11における、BDメイン受光部11aが光軸8axと一致した光路中であり、DVD受光部11dとCD受光部11cは光軸8axから外れた配置としている。
ところで、本発明の受光素子の受光面においては、DVD受光部11dとBDメイン受光部11aがx方向に並んで配置されており、すなわちx方向はラジアル方向と一致する方向であるから、対物レンズ8に入射する赤色光ビームの軸外方向は、ほぼ全てラジアル方向の成分としている。
本発明を実現する、本実施の形態の対物レンズ8の一例について詳細に説明する。図18及び図19に示す対物レンズは、その詳細な設計構成例は実施の形態1と同様であるが、本実施の形態2では使用方法が異なる物である。
図20〜図28を用いて、本実施の形態の対物レンズ8の軸外特性について詳細な説明を行う。図20〜図28において、RMSはトータルの波面収差、AS3は3次非点収差、CM3は3次コマ収差、SA3は3次球面収差を示している。
図20〜図22は、本実施の形態の対物レンズ8において、BD、DVD、CDの再生時に、対物レンズ8の光軸に対して傾斜した光線が入射した場合の収差特性、いわゆる軸外特性を示している。図20〜図22において、横軸は入射光線の軸外角度（画角）[deg.]、縦軸は各収差成分の収差量[mλ]を示している。図20はBDの再生時の軸外特性であり、図21はDVDの再生時の軸外特性であり、図22はCDの再生時の軸外特性である。特に3次非点収差については、BD使用時に軸外で発生する3次非点収差よりも、DVDやCD使用時に軸外で発生する3次非点収差が少なくなる設計とした。
図23〜図25には、BD、DVD、CDの再生時に、対物レンズ8が傾斜した場合の収差特性、いわゆるレンズ傾き特性を示している。図23〜図25において、横軸はレンズ傾き[deg.]、縦軸は各収差成分の収差量[mλ]を示している。図23は、BDの再生時のレンズ傾き特性であり、図24は、DVDの再生時のレンズ傾き特性であり、図25は、CDの再生時のレンズ傾き特性である。特に3次非点収差については、BD使用時にレンズ傾きで発生する3次非点収差よりも、DVDやCD使用時にレンズ傾きで発生する3次非点収差が少なくなる設計とした。
次に、図26〜図28は、BD、DVD、CDの記録または再生時に、それぞれ光ディスクが傾斜した場合の収差特性、いわゆるディスク傾き特性を示している。図26〜図28において、横軸はディスク傾き[deg.]、縦軸は各収差成分の収差量[mλ]を示している。図26は、BDの再生時のディスク傾き特性であり、図27は、DVDの再生時のディスク傾き特性であり、図28は、CDの再生時のディスク傾き特性である。なお、図26〜図28のディスク傾き特性は、保護基板の厚さと光源波長と開口数(NA)により決定され、対物レンズの種類には依存しない。
まず軸外特性について述べる。対物レンズ8の軸外特性を考慮するにあたり、3次球面収差SA3については、コリメートレンズアクチュエータを動作させることにより補正できるため、発生量の差については考慮しない。一方で、非点収差については本対物レンズ8への軸外入射に対して、すなわち単位角度あたりに発生するBDの3次非点収差の絶対値をAS3BD、単位角度あたりに発生するDVDの3次非点収差の絶対値をAS3DVD、単位角度あたりに発生するCDの3次非点収差の絶対値をAS3CD、とすると、AS3BD＞AS3DVD、かつAS3BD＞AS3CDの関係が成り立つような構成としている。一方で、レンズ傾き時の非点収差については、図23〜図25に示すように、特にDVD使用時はレンズ傾きが1°程度発生しても、3次非点収差は略10mλ以下に抑え、CD使用時はレンズ傾きが1°程度発生しても、3次非点収差は略5mλ以下に抑える、すなわちDVDとCDについてはレンズ傾きによって発生する3次非点収差を十分に抑えた構成とした。
このような構成とする効果を整理する。本実施の形態においては対物レンズ8をラジアル方向に傾ける事が出来る対物レンズアクチュエータを備えており、かつDVD再生時に対物レンズ8に入射する赤色光ビームの軸外方向は、ほぼ全てラジアル方向の成分である。従って、図21で示されるDVDの軸外収差のうち3次コマ収差はほとんどがラジアル方向の成分であるから、対物レンズ8をラジアル方向に傾けることにより、図24のDVDレンズ傾きによるコマ収差で補正することができる。一方で、図21で示されるDVDの軸外収差のうち3次非点収差は、対物レンズ8をラジアル方向に傾けても、図24のDVDレンズ傾きによる3次非点収差は十分に抑えられておりほとんど悪化することはないといった効果がある。このように軸外に配置したDVDにおいても収差の影響を十分に低減して、光ディスク（DVD）30の再生性能を向上させることが出来るといった効果がある。
具体的には、例えば赤色光ビームが画角0.6°で対物レンズ8に入射した場合、図21によると約20mλの3次コマ収差が発生するが、図24からすると対物レンズ8を約0.3°傾けることで-20mλの3次コマ収差を発生させることが出来、すなわち3次コマ収差をほぼ0mλにまで補正することが可能であることを意味している。一方で、前述の通り赤色光ビームが画角0.6°で対物レンズ8に入射している場合、図21によると約5mλの3次非点収差が発生しているが、3次コマ収差補正のために対物レンズ8を前述の方向に約0.3°傾けられていたとしても図24から3次非点収差の発生はほぼ0mλであるから、合計しても3次非点収差はたかだか約5mλで抑えられていることがわかる。従って、良好な光ディスク（DVD）30の再生性能を得ることが出来る。
対物レンズ8を傾けることで、CDについては、タンジェンシャル方向の軸外によるコマ収差は残存するが、ラジアル方向のコマ収差は補正でき、光ディスク（CD）40の再生性能を向上させることも出来る。
このように、本発明の対物レンズ8と対物レンズ8を傾けて駆動できる対物レンズアクチュエータを用い、本発明の図11のようなBDメイン受光部11a、BDサブ受光部11b、DVD受光部11d、CD受光部11cがそれぞれ別に設けられており、DVD受光部11dとBDメイン受光部11aがx方向に並んで配置、すなわち、略同じｙ座標とすることで、BDメイン受光部11a、BDサブ受光部11b、DVD受光部11d、CD受光部11cが独立した自由度の高い構成が可能になり、光ピックアップ50として、安価で部品点数の少ない小型構成ながら、BDのトラッキングに3ビーム方式（主にDPP法）を用いつつ、BD,DVD,CDのいずれの再生性能も犠牲にすることなく、良好な性能を実現することが出来るといった効果がある。
また、本実施の形態においても、前述の実施の形態1で述べた応用構成の適用が可能であり、同様に本発明の効果が得られるものである。例えば実施の形態1の図4〜図9の例に対応する本実施の形態の構成はそれぞれ図12〜図17で示す通りである。
なお、本実施の形態においてもBD,DVD,CDの各ディスクの再生を実施する場合についての例を述べたが、BD,DVD,CDの各ディスクに記録を実施する場合においても、本実施の形態を同様に適用でき、発明の効果についても同様に得られるものである。
（実施の形態3）
図30は本発明の一実施の形態における光ディスク装置の概略構成図である。
図30において、60は光ディスク装置を表しており、光ディスク装置60の内部に光ディスク駆動部61、制御部62、光ピックアップ50を備える。また20は光ディスク（BD）であるが、光ディスク（DVD）30あるいは光ディスク（CD）40に交換可能である。
光ディスク駆動部41はBD20（またはDVD30、CD40）を回転駆動する機能を有し、光ピックアップ50は実施の形態1または実施の形態2で述べたいずれかの光ピックアップである。制御部62は光ディスク駆動部61と光ピックアップ63の駆動および制御を行う機能を有すると共に、光ピックアップ50で受光された制御信号、情報信号の信号処理を行う機能と、情報信号を光ディスク装置60の外部と内部でインタフェースさせる機能を有する。
光ディスク装置60は、実施の形態1または実施の形態2で述べたいずれかの光ピックアップを搭載しているので、本実施の形態における光ディスク装置60は、複数の光源に対応した複数種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録または再生を行なうことができる。
（実施の形態4）
図31は本発明の一実施の形態におけるコンピュータの概略構成図である。
図31において、コンピュータ500は、実施の形態3の光ディスク装置60と、情報の入力を行うためのキーボードあるいはマウス、タッチパネルなどの入力装置501と、入力装置501から入力された情報や、光ディスク装置60から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（CPU）などの演算装置502と、演算装置502によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンタなどの出力装置503を備える。
コンピュータ500は、実施の形態3の光ディスク装置60を備えるので、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録または再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。
（実施の形態5）
図32は本発明の一実施の形態における光ディスクプレーヤの概略構成図である。
図32において、光ディスクプレーヤ600は、実施の形態3の光ディスク装置60と、光ディスク装置60から得られる情報信号を画像信号に変換する情報から画像への変換装置（例えばデコーダ601）を備える。
なお、本光ディスクプレーヤ600は、GPS等の位置センサーや中央演算装置（CPU）を加えることによりカーナビゲーションシステムとしても利用可能である。また、また、液晶モニタなどの表示装置602を加えた形態も可能である。
光ディスクプレーヤ600は、実施の形態3の光ディスク装置60を備えるので、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に再生できるため、広い用途に適用できる効果を有する。
（実施の形態6）
図33は本発明の一実施の形態における光ディスクレコーダの概略構成図である。
図33において、光ディスクレコーダ700は、実施の形態3の光ディスク装置60と、画像情報を光ディスク装置60によって光ディスクへ記録する情報信号に変換する画像から情報への変換装置（例えばエンコーダー701）を備える。望ましくは、光ディスク装置60から得られる情報信号を画像情報に変換する情報から画像への変換装置（デコーダー702）も備えることにより、記録した画像を再生することも可能となる。なお情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンタなどの出力装置703を備えてもよい。
光ディスクレコーダ700は、実施の形態3の光ディスク装置60を備えるので、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録または再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。
本発明の光ピックアップは、複数種類の光ディスクに対して、それぞれ良好に記録または再生が可能である。また、光ピックアップの構成が簡単化されるため、生産性の向上が達成されるとともに、安価に光ディスク装置を提供できる。さらに、本発明の光ディスク装置を備えたコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダは、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録または再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。
1 光源
2 回折格子
3 プリズム型ビームスプリッタ
4 平板型ビームスプリッタ
5 1/4波長板
6 コリメートレンズ
7 立上げミラー
8 対物レンズ
9 検出レンズ
10 2波長光源
11 受光素子
11a〜11e 受光素子内の各受光部
20 光ディスク（BD）
30 光ディスク（DVD）
40 光ディスク（CD）
50 光ピックアップ
60 光ディスク装置
61 光ディスク駆動部
62 制御部
101 従来構成例の2波長マルチレーザ光源
102 従来構成例の半導体レーザ光源
103 従来構成例の光検出器
103a1〜a3 従来構成例の光検出器内の受光面
103b1〜b3 従来構成例の光検出器内の受光面
109 従来構成例の対物レンズ
220 別の従来構成の光検出器および受光面
500 コンピュータ
501 入力装置
502 演算装置
503 出力装置
600 光ディスクプレーヤ
601 デコーダ
602 表示装置
700 光ディスクレコーダ
701 エンコーダ
702 デコーダ
703 出力装置

Claims (26)

  1. 波長λ1の発散光束を出射する半導体レーザである第1の光源と、
    前記λ1とは異なる波長λ2（λ2＞λ1）の発散光束を出射する第2の光源と、
    前記λ1および前記λ2とは異なる波長λ3（λ3＞λ2）の発散光束を出射する第3の光源と、
    前記波長λ1の光束を保護基板厚みt1である第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ2の光束を前記t1とは異なる保護基板厚みt2（t2＞t1）である第2の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ3の光束を前記t1および前記t2とは異なる保護基板厚みt3（t3＞t2）である第3の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズと、
    前記第1〜第3の光ディスクからの前記波長λ1または前記波長λ2または前記波長λ3のそれぞれの反射光を受光する受光素子と、
    前記受光素子内に、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の反射光を主として受光する第1の受光部と、
    前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の反射光を主として受光する第2の受光部と、
    前記第3の光ディスクからの前記波長λ3の反射光を主として受光する第3の受光部とを備え、
    前記第1〜第3の受光部はそれぞれ受光面を共用せず独立しており、
    前記第1の受光部の中心と前記第2の受光部中心の距離よりも、前記第1の受光部の中心と前記第3の受光部中心の距離の方が長いことを特徴とする光ピックアップ。
  2. 前記第1の光源は、前記波長λ1が350〜450nmである青紫色半導体レーザであり、
    前記第2の光源は前記波長λ2が600〜700nmである赤色半導体レーザであり、
    前記第3の光源は前記波長λ3が750〜850nmである赤外半導体レーザであり、
    前記第2の光源と前記第3の光源が1つの筐体内におさめられた2波長光源である、請求項１記載の光ピックアップ。
  3. 前記第1の光源と前記対物レンズとの間に、前記波長λ1の光束の発散度を変換するカップリングレンズをさらに備え、
    前記カップリングレンズの光軸方向は、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向に一致することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップ。
  4. 前記カップリングレンズは、さらに前記第2の光源と前記対物レンズとの間かつ、前記第3の光源と前記対物レンズとの間に配置されており、前記波長λ2の光束の発散度を変換し、かつ前記波長λ3の光束の発散度を変換する、請求項3記載の光ピックアップ。
  5. 前記波長λ1の光束は、前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸に沿って入射し、
    前記波長λ2の光束および前記波長λ3の光束は、前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸から一定量ずれた角度で入射することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップ。
  6. 前記第1の光源と前記対物レンズとの間に回折格子をさらに備え、前記波長λ1の光束を少なくとも3つ以上の光束に分割して、前記対物レンズにより前記第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、
    さらに前記受光素子内の前記第1の受光部は、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち最も光量が多い第1の主光束を受光し、
    さらに第1〜第3の受光部とは別に、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第1の主光束以外の光束を主として受光する第4の受光部と、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第4の受光部で受光する光束とは別の前記第1の主光束以外の光束を受光する第5の受光部を備えることを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップ。
  7. 前記第4の受光部と、前記第5の受光部は、いずれも、中心近傍に受光面を持たず、少なくとも2つ以上の受光面の組合せで、1つの受光部を構成していることを特徴とする、請求項6記載の光ピックアップ。
  8. 前記第2の光源と前記対物レンズとの間に回折格子をさらに備え、前記波長λ2の光束を少なくとも3つ以上の光束に分割して、前記対物レンズにより前記第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、
    さらに前記受光素子内の前記第2の受光部は、前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の分割された複数の反射光のうち最も光量が多い第2の主光束を受光し、
    さらに第1〜第5の受光部とは別に、前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の分割された複数の反射光のうち前記第2の主光束以外の光束を主として受光する第6の受光部を備え、前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の分割された複数の反射光のうち前記第6の受光部で受光する光束とは別の前記第2の主光束以外の光束を第3の受光部で主として受光することを特徴とする、請求項6記載の光ピックアップ。
  9. 前記第2の光ディスクの再生時に前記第3の受光部で検出される光スポットに基づいた出力信号を生成する第1の回路と、
    前記第3の光ディスクの再生時に前記第3の受光部で検出される光スポットに基づいた出力信号を生成する第2の回路と、をさらに備え、
    前記第2の回路の遮断周波数が、前記第1の回路の遮断周波数の5倍〜30倍であることを特徴とする、請求項8記載の光ピックアップ。
  10. 前記第4の受光部と、前記第5の受光部は、それぞれ中心近傍に受光面を持たず、2分割された1対の受光面で、1つの受光部を構成していることを特徴とする、請求項6記載の光ピックアップ。
  11. 前記第1の受光部と、前記第2の受光部と、前記第3の受光部は、それぞれ大きさが異なる事を特徴とする、請求項1記載の光ピックアップ。
  12. 前記第1の受光部の面積をS1、前記第2の受光部の面積をS2、前記第3の受光部の面積をS3、とすると、S1＞S2＞S3であることを特徴とする請求項11記載の光ピックアップ。
  13. 前記対物レンズは、前記対物レンズへの軸外入射に対して単位角度あたりに発生する3次非点収差AS3と3次コマ収差CM3の複合的な大きさを示すAB値を

    と定義すると、同量のAB値を発生させる時のBDの画角をAngBD、DVDの画角をAngDVD、CDの画角をAngCDとしたときに、AB≧20mλにおいて、AngBD ＜AngDVD ＜AngCDの関係を満たすことを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップ。
  14. 前記第1の受光部の中心と前記第2の受光部の中心を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの半径方向と一致する線を前記受光素子に投影させた線と、略一致することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップ。
  15. 前記第2の受光部の中心と前記第3の受光部の中心を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向と一致する線を前記受光素子に投影させた線と、略一致することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップ。
  16. 前記第2の光源と前記第3の光源が1つの筐体内におさめられた2波長光源であって、
    前記第2の光源と前記第3の光源を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向と一致する線を前記2波長光源に投影させた線と、略一致することを特徴とする、請求項1記載の光ピックアップ。
  17. 前記対物レンズを傾けるための駆動手段をさらに備え、前記第2の光ディスクの再生又は記録時には、前記対物レンズを前記駆動手段によって前記光ディスクの半径方向に向かって傾ける事を特徴とする、請求項14に記載の光ピックアップ。
  18. 前記対物レンズは、前記対物レンズへの軸外入射に対して単位角度あたりに発生するBDの3次非点収差の絶対値をAS3BD、単位角度あたりに発生するDVDの3次非点収差の絶対値をAS3DVD、単位角度あたりに発生するCDの3次非点収差の絶対値をAS3CD、とすると、AS3BD＞AS3DVD、かつAS3BD＞AS3CDであることを特徴とする、請求項15記載の光ピックアップ。
  19. 前記対物レンズは、前記対物レンズのレンズ傾きが1°以内の範囲において、前記レンズ傾きにより発生するDVDの3次非点収差は略10mλ以下であり、かつ前記レンズ傾きにより発生するCDの3次非点収差は略5mλ以下であることを特徴とする、請求項18記載の光ピックアップ。
  20. 波長λ1（350〜450nm）の発散光束を出射する青紫色半導体レーザである第1の光源と、
    波長λ2（600〜700nm）の発散光束を出射する赤色半導体レーザである第2の光源と、
    波長λ3（750〜850nm）の発散光束を出射する赤外半導体レーザである第3の光源と、
    前記波長λ1の光束を保護基板厚みt1である第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ2の光束を前記t1とは異なる保護基板厚みt2（t2＞t1）である第2の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ3の光束を前記t1および前記t2とは異なる保護基板厚みt3（t3＞t2）である第3の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズと、
    前記第1〜第3の光ディスクからの前記波長λ1または前記波長λ2または前記波長λ3のそれぞれの反射光を受光する受光素子と、
    前記第1の光源と前記対物レンズとの間に配置され波長λ1の光束を少なくとも3つ以上の光束に分割して、前記対物レンズにより前記第1の光ディスクの情報記録面に集光させる回折格子と、
    前記受光素子内に、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち最も光量が多い反射光を主として受光する第1の受光部と、
    前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の反射光を主として受光する第2の受光部と、
    前記第3の光ディスクからの前記波長λ3の反射光を主として受光する第3の受光部と、
    前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第1の主光束以外の光束を主として受光する第4の受光部と、
    前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第4の受光部で受光する光束とは別の前記第1の主光束以外の光束を受光する第5の受光部と、
    前記第1の光源と前記対物レンズとの間に、前記波長λ1の光束の発散度を変換するカップリングレンズを備え、
    前記カップリングレンズの光軸方向は、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向に一致しており、
    前記第2の光源と前記第3の光源が1つの筐体内におさめられた2波長光源であり、
    前記波長λ1の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸に沿って入射し、前記波長λ2の光束および前記波長λ3の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸から一定量ずれた角度で入射し、
    前記第1〜第5の受光部はそれぞれ受光面を共用せず独立しており、
    前記第1の受光部の中心と前記第2の受光部中心の距離よりも、前記第1の受光部の中心と前記第3の受光部中心の距離の方が長いことを特徴とする光ピックアップ。
  21. 波長λ1（350〜450nm）の発散光束を出射する青紫色半導体レーザである第1の光源と、
    波長λ2（600〜700nm）の発散光束を出射する赤色半導体レーザである第2の光源と、
    波長λ3（750〜850nm）の発散光束を出射する赤外半導体レーザである第3の光源と、
    前記波長λ1の光束を保護基板厚みt1である第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ2の光束を前記t1とは異なる保護基板厚みt2（t2＞t1）である第2の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ3の光束を前記t1および前記t2とは異なる保護基板厚みt3（t3＞t2）である第3の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズと、
    前記第1〜第3の光ディスクからの前記波長λ1または前記波長λ2または前記波長λ3のそれぞれの反射光を受光する受光素子と、
    前記第1の光源と前記対物レンズとの間に配置され波長λ1の光束を少なくとも3つ以上の光束に分割して、前記対物レンズにより前記第1の光ディスクの情報記録面に集光させる回折格子と、
    前記受光素子内に、前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち最も光量が多い反射光を主として受光する第1の受光部と、
    前記第2の光ディスクからの前記波長λ2の反射光を主として受光する第2の受光部と、
    前記第3の光ディスクからの前記波長λ3の反射光を主として受光する第3の受光部と、
    前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第1の主光束以外の光束を主として受光する第4の受光部と、
    前記第1の光ディスクからの前記波長λ1の分割された複数の反射光のうち前記第4の受光部で受光する光束とは別の前記第1の主光束以外の光束を受光する第5の受光部と、
    前記第1の光源と前記対物レンズとの間に、前記波長λ1の光束の発散度を変換するカップリングレンズと、
    前記対物レンズを前記光ディスクの半径方向に傾けるための駆動手段を備え、
    前記カップリングレンズの光軸方向は、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向に一致しており、
    前記第2の光源と前記第3の光源が1つの筐体内におさめられた2波長光源であり、
    前記第2の光源と前記第3の光源を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向と一致する線を前記2波長光源に投影させた線と、略一致しており、
    前記波長λ1の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸に沿って入射し、前記波長λ2の光束および前記波長λ3の光束は前記対物レンズに対して前記対物レンズの光軸から一定量ずれた角度で入射し、
    前記第1〜第5の受光部はそれぞれ受光面を共用せず独立しており、
    前記第1の受光部の中心と前記第2の受光部の中心を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの半径方向と一致する線を前記受光素子に投影させた線と略一致しており、
    前記第2の受光部の中心と前記第3の受光部の中心を結ぶ線が、前記第1〜第3の光ディスクの接線方向と一致する線を前記受光素子に投影させた線と略一致していることを特徴とする光ピックアップ。
  22. 光ピックアップと、情報記録媒体を回転駆動するためのモータと、前記光ピックアップと前記モータを制御する制御部を備えた光ディスク装置であって、
    前記光ピックアップは請求項1から請求項21のいずれか一つに規定される光ピックアップであることを特徴とする光ディスク装置。
  23. 請求項22に規定される光ディスク装置と、
    情報を入力するための入力手段と、
    前記光ディスク装置から再生された情報および／または前記入力手段から入力された情報に基づいて演算を行う演算手段と、
    前記光ディスク装置から再生された情報および／または前記入力手段から入力された情報および／または前記演算手段によって演算された結果を出力するための出力手段を備えたコンピュータ。
  24. 請求項22に規定される光ディスク装置と、
    前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダを備えた光ディスクプレーヤ。
  25. 請求項22に規定される光ディスク装置と、
    画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダを備えた光ディスクレコーダ。
  26. 波長λ1の光束を保護基板厚みt1である第1の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ波長λ2（λ2＞λ1）の光束を前記t1とは異なる保護基板厚みt2（t2＞t1）である第2の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ波長λ3（λ3＞λ2）の光束を前記t1および前記t2とは異なる保護基板厚みt3（t3＞t2）である第3の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズであって、
    前記対物レンズへの軸外入射に対して単位角度あたりに発生するBDの3次非点収差の絶対値をAS3BD、単位角度あたりに発生するDVDの3次非点収差の絶対値をAS3DVD、単位角度あたりに発生するCDの3次非点収差の絶対値をAS3CD、とすると、AS3BD＞AS3DVD、かつAS3BD＞AS3CDであることを特徴とする対物レンズ。
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