JP4241104B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２種類以上の光情報記録媒体間での互換性を有する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二種類以上の光ディスクの情報記録面に対して、二種類以上の波長が異なる光束を一つの対物レンズにより収束させる、いわゆる互換性を有する光ピックアップ装置が各種提案されている。
光ピックアップ装置の光源としては一般的にレーザダイオード（半導体レーザ）が用いられているが、半導体レーザは活性領域の縦横の比率が異なるために、ビーム発散角（半値全角）が、一般的に接合面に対して垂直方向と水平方向で異なり、また、これら両方向でビームウエスト位置が異なるために非点隔差を生じ、情報の記録及び／又は再生用の集光スポットを情報記録面上に形成する際に、光束を十分に絞れず、スポット径が大きくなるという問題がある。
【０００３】
そこで、光ピックアップ装置の集光光学系を構成する光学素子（カップリングレンズ、コリメートレンズ、対物レンズ等）の一つに、通過光束に対して非点収差を与える機能を持たせることで、半導体レーザの非点隔差により生じる集光光学系全体の非点収差を相殺する技術が知られている（例えば、特許文献１〜４参照。）。
特許文献１には、光源の光軸を、非点収差補正手段による光軸ずれの分だけずらして配置することにより、非点収差補正手段による非点収差の補正を適切に行なう技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ＣＤ用光検出器付光源モジュール及びＤＶＤ用光検出器付光源モジュールをそれぞれ光学系の主光軸から離れた位置に配置し、これら各モジュールから、主光軸に対して傾斜して配置した平行平板に対して発散光を出射し、ＣＤ用の光束は平行平板を通過させ、ＤＶＤ用の光束は平行平板で反射させる構成が開示されている。そして、ＣＤ用光検出器付光源モジュールの位置を調節することにより、ＣＤ用の光束が平行平板及び光学系を通過することによりＣＤの情報記録面上で生じるコマ収差及び非点収差を打ち消すようになっている。
【０００５】
特許文献３には、透過光束に位相差を与えることにより収差補正を行う収差補正手段としての液晶素子（液晶パネル）を用いた技術が開示されている。
特許文献４には、光ビームの収差を補正する第１収差補正素子（ビームエキスパンダ等）、この第１収差補正素子を駆動する駆動部、光ビームに位相変化を生じせしめる複数の位相調整部からなる第２収差補正素子（液晶パネル）等から構成され、検出信号に基づいてビームエキスパンダを駆動した後、液晶素子を駆動することで最適な収差補正を行なう技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１１７９１号公報
【特許文献２】
特開平１１−２５０４９２号公報
【特許文献３】
特開平１１−２５９８９２号公報
【特許文献４】
特開２００２−２３７０７６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１の技術によれば、光源との非点収差補正手段の相対的な位置ずれ量の調節や、取り付け精度の確保が難しいという問題がある。また、一種類の光束に対応するものであるため、互換性を有する光ピックアップ装置への適用は困難である。特に、レーザダイオードは、発振波長によって非点隔差が異なる場合が多く、互換性を有する光ピックアップ装置では、二種類のレーザダイオードから生じる二つの異なる非点隔差をそれぞれ実用上支障が生じない程度に補正する必要があるため、特許文献１に開示されているような、一種類の光束に対応した技術を、互換性を有する光ピックアップ装置にそのまま適用するのは困難である。
【０００８】
特許文献２の技術では、ＣＤ用とＤＶＤ用の各光検出器付光源モジュール及び平行平板の取り付け精度の確保が困難であるという問題がある。
特許文献３及び４の技術では、液晶素子を駆動するための液晶駆動手段やこの液晶駆動手段の駆動を制御する装置が必要となり、製造コストの増大や装置の構成の複雑化を招くという問題がある。また、二種類の光束を用いることが示唆されていないため、互換性を有する光ピックアップ装置に対して本技術をそのまま適用するのは困難である。
【０００９】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、複数の光源が有する非点隔差や光学素子の製造誤差によって集光スポットに生じる複数の非点収差の補正が可能な、互換性を有する光ピックアップ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、複数の光学素子からなる集光光学系を備え、前記集光光学系を用いて、第１光源から出射される波長λ1の光束を保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させると共に第２光源から出射される波長λ２（λ２＞λ１）の光束を保護基板厚ｔ２（ｔ２≧ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させて、情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学系が、前記波長λ１の光束と波長λ２の光束が共に通過する光路中に配置される共通補正光学素子と、前記波長λ１の光束のみが通過する光路中又は前記波長λ２の光束のみが通過する光路中に配置される専用補正光学素子とを有し、
前記集光光学系を構成する複数の光学素子のうち、前記共通補正光学素子及び専用補正光学素子以外の光学素子を通過する前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束によって所定の前記情報記録面上に形成される集光スポットにおける非点収差をそれぞれ第１非点収差及び第２非点収差とした場合に、
前記共通補正光学素子は、これら各光学素子を通過する前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束に対して所定の非点収差を与えることにより、前記第１非点収差及び前記第２非点収差を共に補正し、
前記専用補正光学素子は、これら各光学素子を通過する前記波長λ１の光束に対して所定の非点収差を与えることにより、前記第１非点収差を補正するか、或いは、これら各光学素子を通過する前記波長λ２の光束に対して所定の非点収差を与えることにより、前記第２非点収差を補正し、
前記共通補正光学素子は、対物レンズ又はコリメータであり、前記専用補正光学素子は、カップリングレンズであって、
前記第１光源及び前記第２光源と前記対物レンズとの間の光路中にビーム整形プリズムが配置される光ピックアップ装置を除くことを特徴とする。
【００１１】
ここで、本明細書中において光学素子には、光ピックアップ装置の集光光学系を構成する、例えば、対物光学素子（対物レンズ）、カップリングレンズ、コリメートレンズ、ビームエキスパンダ、ビームシェイパ、補正板等の部材が該当する。
また、光学素子としては、単一のレンズのみで構成されているものに限定されず、複数のレンズを光軸方向に組み合わせて構成されるレンズ群をまとめて光学素子としてもよい。
【００１２】
また、光情報記録媒体とはＣＤ、ＤＶＤの他に、光源波長や保護基板厚が異なる種々の規格の光ディスク、例えばＣＤ−Ｒ，ＲＷ（追記型コンパクトディスク）、ＶＤ（ビデオディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）などの一般的な光ディスクや、波長４００ｎｍ程度の青色レーザー光を用いる高密度の光ディスク（以下、「高密度ＤＶＤ」という。）も含む。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、波長λ１の光束と波長λ２の光束が共に通過する光路中に配置される共通補正光学素子と、前記波長λ１の光束のみが通過する光路中又は前記波長λ２の光束のみが通過する光路中に配置される専用補正光学素子の少なくとも２つの光学素子を用いるので、第１非点収差及び第２非点収差の収差量をより小さい値に補正できる。
また、共通補正光学素子及び専用補正光学素子として、集光光学系に一般的に含まれている光学素子を用いるので、例えば、液晶素子を用いて非点収差を補正する場合に必要となる、液晶駆動手段や液晶駆動手段の制御装置等が必要無くなり、光ピックアップ装置の製造コストの上昇や構成の複雑化を防止できる。
また、非点収差を抑える機能に優れた互換性を有する光ピックアップ装置を得ることができる。
【００１４】
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であって、前記第１光源と第２光源とが別体に配置され、前記集光光学系が少なくとも一つのビームスプリッタを有し、前記第１光源と第２光源から出射される前記波長λ１の光束と波長λ２の光束が、前記ビームスプリッタに向かって異なる光路で進行し、該ビームスプリッタによって、これら波長λ１の光束の光路と波長λ２の光束の光路とが一致するように進行方向を変更され、所定の前記情報記録面に集光することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られると共に、ビームスプリッタによって、波長λ１の光束の光路と波長λ２の光束の光路とが一致するように進行方向を変更されて所定の前記情報記録面に集光する。従って、ビームスプリッタと光情報記録媒体の間に配置される光学素子を、波長λ１の光束と波長λ２の光束とで共用することができる。また、これら光学素子に対して高い取り付け精度が要求されないので、集光光学系の組付け作業の作業性を向上できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置であって、前記専用補正光学素子が、前記波長λ１の光束のみが通過する光路と前記波長λ２の光束のみが通過する光路のうちいずれか一方の光路中のみに配置されることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られると共に、専用補正光学素子をいずれか一方の光路中のみに配置するので、集光光学系を構成する光学素子の数を抑えることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置であって、前記専用補正光学素子が、前記波長λ１の光束のみが通過する光路と前記波長λ２の光束のみが通過する光路の両方の光路中に配置されることを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られると共に、専用補正光学素子が両方の光路中に配置されるので、第１非点収差と第２非点収差の補正精度を向上できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第１非点収差と第２非点収差の収差量が異なることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子及び専用補正光学素子が、前記第１非点収差と第２非点収差のうちいずれか一方の収差の収差量を最小値に補正することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子及び専用補正光学素子が、前記第１非点収差と第２非点収差の収差量を共に最小値に補正することを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子及び専用補正光学素子により補正される前記第１非点収差の収差量と第２非点収差の収差量とが異なることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記波長λ１の光束が前記共通補正光学素子を通過する際に該共通補正光学素子により与えられる非点収差量ＡＳが、０００８λｒｍｓ＜ＡＳ＜００３２λｒｍｓを満たすことを特徴とする。
【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、共通補正光学素子により与えられる非点収差量を上記範囲内とすることで、光ピックアップ装置の収差補正精度を確保できる。仮に０００８λｒｍｓより小さい場合には、第１非点収差の補正が困難となり、００３２λｒｍｓより大きい場合には、共通補正光学素子の製造が困難となる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第１光源が有する非点隔差量ｄ１と前記第２光源が有する非点隔差量ｄ２が、４μｍ＜ｄ１＜５０μｍ、４μｍ＜ｄ２＜５０μｍを満たすことを特徴とする。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜９のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、第１光源が有する非点隔差量と第２光源が有する非点隔差量を上記範囲内とすることが光ピックアップ装置の収差補正精度を確保する上で好ましい。４μｍより小さい場合には、第１非点収差及び第２非点収差を補正する必要が無く、５０μｍより大きい場合には、光源として使用することに適さないからである。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記専用補正光学素子が、前記波長λ１の光束のみが通過する光路と前記波長λ２の光束のみが通過する光路の両方に配置され、前記波長λ１の光束が前記専用補正光学素子を通過する際に該専用補正光学素子により与えられる非点収差の方向と、前記波長λ２の光束が前記専用補正光学素子を通過する際に該専用補正光学素子により与えられる非点収差の方向とが異なることを特徴とする。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子と専用補正光学素子のうち少なくとも一方の光学素子の光学面の面形状が、光軸を中心とする非球面形状であることを特徴とする。
【００３０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子と専用補正光学素子のうち少なくとも一方の光学素子の光学面に回折構造が形成されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１９に記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子と専用補正光学素子のうち少なくとも一方の光学素子の光学面に、光軸を中心とした複数の輪帯面が光軸にほぼ平行な段差を介して連続して形成され、前記各輪帯面を通過した前記波長λ１及び／又はλ２の光束は、前記所定の情報記録面上において位相がほぼ揃っていることを特徴とする。
【００３２】
請求項２０に記載の発明は、複数の光学素子からなる集光光学系を備え、該集光光学系を用いて、第１光源から出射される波長λ1の光束を保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させると共に第２光源から出射される波長λ２（λ２＞λ１）の光束を保護基板厚ｔ２（ｔ２≧ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させて、情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、前記集光光学系が、前記波長λ１の光束と波長λ２の光束が共に通過する光路中に配置される共通補正光学素子を少なくとも一つ有し、前記集光光学系を構成する複数の光学素子のうち、前記共通補正光学素子以外の光学素子を通過する前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束によって所定の前記情報記録面上に形成される集光スポットにおける非点収差をそれぞれ第１非点収差及び第２非点収差とした場合に、前記共通補正光学素子が、該共通補正光学素子を通過する波長λ１及び波長λ２の光束の少なくとも一方の光束に対して所定の非点収差を与えることにより、前記第１非点収差及び第２非点収差の少なくとも一方を補正することを特徴とする。
【００３３】
請求項２０に記載の発明によれば、波長λ１の光束と波長λ２の光束が共に通過する光路中に配置される共通補正光学素子を用いて第１非点収差及び第２非点収差の少なくとも一方を補正するので、共通補正光学素子と専用補正光学素子とを併用する場合と比較して、集光光学系を構成する光学素子の部品点数を抑えることができる。
また、共通補正光学素子として、集光光学系に一般的に含まれている光学素子を用いるので、例えば、液晶素子を用いて非点収差を補正する場合に必要となる、液晶駆動手段や液晶駆動手段の制御装置等が必要無くなり、光ピックアップ装置の製造コストの上昇や構成の複雑化を防止できる。
また、非点収差を抑える機能に優れた互換性を有する光ピックアップ装置を得ることができる。
【００３４】
請求項２１に記載の発明は、請求項２０に記載の光ピックアップ装置であって、前記第１光源と第２光源とが別体に配置され、前記集光光学系が少なくとも一つのビームスプリッタを有し、前記第１光源と第２光源とから出射される前記波長λ１の光束と波長λ２の光束とが、前記ビームスプリッタに向かって異なる光路で進行し、該ビームスプリッタによって、これら波長λ１の光束の光路と波長λ２の光束の光路とが一致するように進行方向を変更され、所定の前記情報記録面に集光することを特徴とする。
【００３５】
請求項２１に記載の発明によれば、請求項２０と同様の効果を得られると共に、ビームスプリッタによって、波長λ１の光束の光路と波長λ２の光束の光路とが一致するように進行方向を変更されて所定の前記情報記録面に集光する。従って、ビームスプリッタと光情報記録媒体の間に配置される光学素子を、波長λ１の光束と波長λ２の光束とで共用することができる。また、これら光学素子に対して高い取り付け精度が要求されないので、集光光学系の組付け作業の作業性を向上できる。
【００３６】
請求項２２に記載の発明は、請求項２０記載の光ピックアップ装置であって、前記第１光源と第２光源とが一体に配置され、前記集光光学系が少なくとも一つのビームスプリッタを有し、前記第１光源と第２光源とから出射される前記波長λ１の光束と波長λ２の光束とが、前記ビームスプリッタに向かってほぼ一致した光路で進行し、該ビームスプリッタによって、これら波長λ１の光束の光路と波長λ２の光束の光路の進行方向が変更されず、所定の前記情報記録面に集光することを特徴とする。
【００３７】
請求項２２に記載の発明によれば、請求項２０と同様の効果を得られると共に、第１光源と第２光源から、波長λ１の光束と波長λ２の光束が、その光路がほぼ一致した状態で出射され、ビームスプリッタを通過して所定の情報記録面に集光する。従って、第１光源及び第２光源と光情報記録媒体の間に配置される光学素子を、波長λ１の光束と波長λ２の光束とで共用することができる。また、これら光学素子に対して高い取り付け精度が要求されないので、集光光学系の組付け作業の作業性を向上できる。
【００３８】
請求項２３に記載の発明は、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記波長λ１が４５０ｎｍ以下であり、前記波長λ１の光束が通過する光路中に液晶素子が配置され、前記第１非点収差を、前記共通補正光学素子と前記液晶素子との協働により補正することを特徴とする。
【００３９】
請求項２３に記載の発明によれば、請求項２０〜２２のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、波長λ１が４５０ｎｍ以下となる光束を利用する、いわゆる高密度ＤＶＤにおいて、第１非点収差を共通補正光学素子と液晶素子との協働により補正するので、収差補正精度を向上できる。
【００４０】
請求項２４に記載の発明は、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、前記第１非点収差と第２非点収差のうちいずれか一方を最小値に補正することを特徴とする。
請求項２５に記載の発明は、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、前記第１非点収差と第２非点収差を共に最小値に補正することを特徴とする。
請求項２６に記載の発明は、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子により補正される前記第１非点収差の収差量と第２非点収差の収差量とが異なることを特徴とする。
【００４１】
請求項２７に記載の発明は、請求項２０〜２６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記集光光学系が、前記波長λ１の光束と波長λ２の光束が共に通過する光路中にカップリングレンズを有することを特徴とする。
請求項２８に記載の発明は、請求項２０〜２７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記集光光学系が、前記波長λ１の光束と波長λ２の光束が共に通過する光路中にコリメートレンズを有することを特徴とする。
請求項２９に記載の発明は、請求項２０〜２８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、単玉のレンズで構成されることを特徴とする。
【００４２】
請求項３０に記載の発明は、請求項２９に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、カップリングレンズであることを特徴とする。
請求項３１に記載の発明は、請求項２９に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、コリメートレンズであることを特徴とする。
請求項３２に記載の発明は、請求項２９に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、対物レンズであることを特徴とする。
請求項３３に記載の発明は、請求項２０〜２８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、複数のレンズを組み合わせて構成されることを特徴とする。
【００４３】
請求項３４に記載の発明は、請求項３３に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、カップリングレンズと対物レンズを組み合わせて構成されることを特徴とする。
請求項３５に記載の発明は、請求項３３に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、カップリングレンズとコリメートレンズを組み合わせて構成されることを特徴とする。
請求項３６に記載の発明は、請求項３３に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、コリメートレンズと対物レンズを組み合わせて構成されることを特徴とする。
請求項３７に記載の発明は、請求項３３に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子が、カップリングレンズとコリメートレンズと対物レンズを組み合わせて構成されることを特徴とする。
【００４４】
請求項３８に記載の発明は、請求項２０〜３７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記波長λ１の光束が前記共通補正光学素子を通過する際に該共通補正光学素子により与えられる非点収差量ＡＳが、０．００８λｒｍｓ＜ＡＳ＜０．０３２λｒｍｓを満たすことを特徴とする。
【００４５】
請求項３８に記載の発明によれば、請求項２０〜３７のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、共通補正光学素子により与えられる非点収差量を上記範囲内とすることで光ピックアップ装置の収差補正精度を確保できる。仮に０．００８λｒｍｓより小さい場合には、第１非点収差の補正が困難となり、０．０３２λｒｍｓより大きい場合には、共通補正光学素子の製造が困難となる。
【００４６】
請求項３９に記載の発明は、請求項２０〜３８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第１光源が有する非点隔差量ｄ１と前記第２光源が有する非点隔差量ｄ２が、４μｍ＜ｄ１＜５０μｍ、４μｍ＜ｄ２＜５０μｍを満たすことを特徴とする。
【００４７】
請求項３９に記載の発明によれば、請求項２０〜３８のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、第１光源が有する非点隔差量と第２光源が有する非点隔差量を上記範囲内とすることが光ピックアップ装置の収差補正精度を確保する上で好ましい。４μｍより小さい場合には、第１非点収差及び第２非点収差を補正する必要が無く、５０μｍより大きい場合には、光源として使用することに適さないからである。
【００４８】
請求項４０に記載の発明は、請求項２０〜３９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子の光学面の面形状が、光軸に垂直な第１平面内における曲率半径と、光軸に垂直かつ前記第１平面に垂直な第２平面内における曲率半径とで異なることを特徴とする。
【００４９】
請求項４１に記載の発明は、請求項２０〜３９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子の光学面の面形状が、光軸を中心とする非球面形状であることを特徴とする。
【００５０】
請求項４２に記載の発明は、請求項２０〜４１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子の光学面に回折構造が形成されていることを特徴とする。
【００５１】
請求項４３に記載の発明は、請求項２０〜４１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記共通補正光学素子の光学面に、光軸を中心とした複数の輪帯面が光軸にほぼ平行な段差を介して連続して形成され、前記各輪帯面を通過した前記波長λ１及び／又はλ２の光束は、前記所定の情報記録面上において位相がほぼ揃っていることを特徴とする。
【００５２】
【発明の実施の形態】
[第１の実施の形態]
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１に示すように、光ピックアップ装置１０は、波長λ１の光束を出射する半導体レーザ１１（第１光源）、波長λ２の光束を出射する半導体レーザ１２（第２光源）、光源から出射された光束を通過させ、またＤＶＤ６０及びＣＤ６１で反射された光束を分岐する２つのビームスプリッタ１３、１４（第１ビームスプリッタ、第２ビームスプリッタ）、波長λ１の光束と波長λ２の光束が共に通過する光路中に配置されるコリメートレンズ２０（共通補正光学素子）、波長λ１の光束のみが通過する光路中に配置されるカップリングレンズ１５、波長λ２の光束のみが通過する光路中に配置されるカップリングレンズ３０（専用補正光学素子）、１／４波長板１６、絞り１７、波長λ１及びλ２の光束をＤＶＤ６０及びＣＤ６１の情報記録面６０ａ、６１ａ上に集光させる対物レンズ４０、対物レンズ４０を光軸Ｌ方向及びＤＶＤ６０及びＣＤ６１の情報記録面６０ａ、６１ａに平行で円周と垂直方向に移動させる２次元アクチュエータ（図示せず）、シリンドリカルレンズ１８、凹レンズ１９、ＤＶＤ６０及びＣＤ６１からの反射光を検出する光検出器５０等から概略構成される。
【００５３】
上述のように、第１光源１１及び第２光源１２として半導体レーザが用いられており、各光源は、活性領域の縦横の比率が異なることに起因した非点隔差を有している。
また、本実施の形態においては、波長λ１の光束と波長λ２の光束が共に通過する光路中に配置されるコリメートレンズ２０が共通補正光学素子としての機能を有し、波長λ２の光束のみが通過する光路中に配置されるカップリングレンズ３０が専用補正光学素子としての機能を有する。なお、波長λ１の光束のみが通過する光路中に配置されるカップリングレンズ１５は、本発明における専用補正光学素子３０としての機能を有さず、入射光束の発散度合い変更して出射する一般的なカップリングレンズとしての機能のみを有している。
また、対物レンズ４０、２つのカップリングレンズ１５、３０、コリメートレンズ２０、第１ビームスプリッタ１３、第２ビームスプリッタ１４、絞り１７により集光光学系が構成されている。
【００５４】
なお、本実施の形態においては、対物レンズ４０が平行光を集光させる、いわゆる無限系の構成としているが、対物レンズ４０が発散光を収束させる、いわゆる有限系の構成であってもよい。
また、便宜上、ＤＶＤ６０とＣＤ６１を一つの図で表している。ＤＶＤ６０及びＣＤ６１は、情報が記録される情報記録面６０ａ、６１ａと、情報記録面６０ａ、６１ａを保護するために情報記録面６０ａ、６１ａ上に形成される保護基板６０ｂ、６１ｂとを備える。
【００５５】
図２に示すように、対物レンズ４０は両面非球面の単レンズである。
対物レンズ４０の入射面の光学面は、光軸Ｌを中心とした高さｈ以下の範囲（以下、「中央領域Ａ１」という。）と、光軸Ｌを中心とした高さｈ以上の範囲（以下、「周辺領域Ａ２」という。）に区分されている。そして、中央領域Ａ１及び周辺領域Ａ２に、光軸Ｌを中心とした同心円状の複数の回折輪帯４１と段差面４２とからなる回折構造４３が形成されており、通過光束に対して回折作用を与えるようになっている。
なお、中央領域Ａ１と周辺領域Ａ２のいずれか一方に回折構造４３を形成し、他方を屈折面で構成しても良い。また、中央領域Ａ１と周辺領域Ａ２が共に屈折面で構成されていても良い。
また、図３に示すように、中央領域Ａ１と周辺領域Ａ２の少なくとも一方に、光軸Ｌを中心とした複数の輪帯面４４を、光軸Ｌにほぼ平行な段差４５を介して連続させた構成としてもよい。この場合、各輪帯面４４は光軸Ｌから離れるに従って光源側に突出するように形成されており、各輪帯面４４に入射する光束に対して所定の光路差を付与することにより、光束に位相差が生じ、結果として各輪帯を通過した光束の位相が、情報記録面６０ａ、６１ａ上でほぼ揃うようになっている。
【００５６】
このように構成された光ピックアップ装置１０を用いてＤＶＤ６０に情報を記録又は再生する場合について説明する。
まず上述のように、非点隔差を有する第１光源１１から波長λ１の発散光が出射されると、この光束はカップリングレンズ１５、第１ビームスプリッタ１３、第２ビームスプリッタ１４、共通補正光学素子２０を通過する。なお、この際に共通補正光学素子２０が波長λ１の光束に与える作用については後述する。
共通補正光学素子２０を通過した波長λ１の光束は、１／４波長板１６を通過し、絞り１７により絞られて、対物レンズ４０に入射する。
そして、波長λ１の光束は、中央領域Ａ１及び周辺領域Ａ２の回折構造４３により回折作用を受けて出射面から出射され、ＤＶＤ６０の情報記録面６０ａ上に集光スポットＰを形成する。
【００５７】
集光スポットＰを形成した光束は、情報記録面６０ａで情報ピットにより変調されて反射され、再び対物レンズ４０、絞り１７、１／４波長板１６、第２ビームスプリッタ１４を通過して第１ビームスプリッタ１３に入射する。
そして、第１ビームスプリッタ１３で反射して分岐され、シリンドリカルレンズ１８、凹レンズ１９を経て光検出器５０上ヘ入射する。そして、光検出器５０は凹レンズ１９からの入射光を検出して信号を出力し、その出力された信号を用いて、ＤＶＤ６０に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５８】
ＣＤ６１に情報を記録又は再生する場合は、上述のように非点隔差を有する第２光源１２から波長λ２の発散光が出射されると、この光束は専用補正光学素子３０を通過して第２ビームスプリッタ１４に向かう。この際に専用補正光学素子３０が波長λ２の光束に与える作用については後述する。
そして、波長λ２の光束は、第２ビームスプリッタ１４により、その光路が上記波長λ１の光束の光路と一致するように進行方向を変更されて、共通補正光学素子２０を通過する。この際に共通補正光学素子２０が波長λ１の光束に与える作用については後述する。
共通補正光学素子２０を通過した波長λ２の光束は、１／４波長板１６を通過し、絞り１７により絞られて、対物レンズ４０に入射する。
そして、波長λ２の光束は、中央領域Ａ１及び周辺領域Ａ２の回折構造４３により回折作用を受ける。
この際に、波長λ２の光束のうち中央領域Ａ１を通過する光束はＣＤ６１の情報記録面６１ａ上に集光スポットＰを形成する。一方、周辺領域Ａ２を通過する光束は、回折作用によりフレア化されることにより、ＣＤ６１の情報記録面６１ａ外に到達し、情報の再生及び／又は記録に寄与しないようになっている。
【００５９】
ＣＤ６１の情報記録面６０ａ上に集光スポットＰを形成した光束は、情報記録面６０ａで情報ピットにより変調されて反射され、再び対物レンズ４０、絞り１７、１／４波長板１６、第２ビームスプリッタ１４を通過して第１ビームスプリッタ１３に入射する。
そして、第１ビームスプリッタ１３で反射して分岐され、シリンドリカルレンズ１８、凹レンズ１９を経て光検出器５０上ヘ入射する。光検出器５０は凹レンズ１９からの入射光を検出して信号を出力し、その出力された信号を用いて、ＣＤ６１に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００６０】
また、光検出器５０上での集光スポットＰの形状変化や位置変化による光量変化等を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出結果に基づいて、２次元アクチュエータは、波長λ１及びλ２の光束が情報記録面６０ａ、６１ａ上に結像するように、対物レンズ４０を光軸Ｌ方向に移動させ、情報記録面６０ａ、６１ａ上の所定のトラックに結像するように対物レンズ４０を情報記録面６０ａ、６１ａに平行で、トラックの円周と垂直方向に移動させるようになっている。
なお、本実施の形態においては、対物レンズ４０に回折構造４３を設けることで、波長λ１とλ２の光束に対する互換性を持たせるものとしたが、光ピックアップ装置１０に互換性を持たせる手段として一般的に知られている手段であればよい。
【００６１】
次に、共通補正光学素子２０及び専用補正光学素子３０が波長λ１、λ２の光束に与える作用について説明する。
まず、上述のような構成を備える光ピックアップ装置１０において、波長、対物レンズ４０の像側の開口数等のスペックは表１に記す値に設定している。
【表１】

具体的に説明すると、第１の光情報記録媒体（ＤＶＤ６０）に対する情報の記録及び／又は再生に用いる光束の波長（λ１）を６６０ｎｍとし、λ１＝６６０ｎｍにおける対物レンズ４０の像側開口数ＮＡｉ＝０．６５、集光光学系の物体側の開口数ＮＡｏ＝０．１１０に設定されている。また、第１光源１１の非点隔差ΔＩ＝８μｍと設定されている。
【００６２】
また、第２の光情報記録媒体（ＣＤ６１）に対する情報の記録及び／又は再生に用いる光束の波長（λ２）を７９０ｎｍとし、λ２＝７９０ｎｍにおける対物レンズ４０の像側開口数ＮＡｉ＝０．５０、集光光学系の物体側の開口数ＮＡｏ＝０．１２５に設定されている。また、第２光源１２の非点隔差ΔＩ＝１０μｍと設定されている。
【００６３】
ここで、従来より一般的に用いられている光ピックアップ装置、つまり、集光光学系を構成する光学素子が上記共通補正光学素子２０としての機能及び専用補正光学素子３０としての機能を持たない光ピックアップ装置を用いる場合、光源の非点隔差をΔＩ（μｍ）、この光源から出射される光束の波長をλ（μｍ）、集光光学系の物体側の開口数をＮＡｏとした場合、光源の非点収差、つまり、集光光学系を通過する波長λの光束によって情報記録媒体の情報記録面６０ａ、６１ａ上に形成される集光スポットＰにおける非点収差ＡＳ（λｒｍｓ）は、以下の数１で表される。
【数１】

【００６４】
従って、数１に、表１中のＤＶＤ６０（第１光情報記録媒体）に対する各値を代入することにより、本実施の形態に係る第１光源１１の非点収差、つまり、波長λ１の光束が共通補正光学素子２０以外の光学素子を通過した場合に、この波長λ１の光束によりＤＶＤ６０の情報記録面６０ａ上に形成される集光スポットＰにおける非点収差（第１非点収差）は、表１に示すように０．０１５λｒｍｓと算出される。
また、数１に、表１中のＣＤ６１（第２光情報記録媒体）に対する各値を代入することにより、本実施の形態に係る第２光源１２の非点収差、つまり、波長λ２の光束が共通補正光学素子２０及び専用補正光学素子３０以外の光学素子を通過した場合に、この波長λ２の光束によりＣＤ６１の情報記録面６１ａ上に形成される集光スポットＰにおける非点収差（第２非点収差）は、表１に示すように０．０２０λｒｍｓと算出される。
【００６５】
従って、上記第１非点収差を、本実施の形態の共通補正光学素子２０（コリメータ）によって実用上支障が生じない程度（ほぼ０）に補正するには、詳しい説明は後述するが、表１及び表２に示すように、共通補正光学素子２０は、この共通補正光学素子２０を通過する波長λ１の光束に対して０．０１５λｒｍｓの非点収差を、上記第１非点収差における焦線の向きを基準（０°）として、この焦線に対して焦線の向きを９０°変えた状態で与える必要がある。換言すると、共通補正光学素子２０を、波長λ１の光束に対して、第１非点収差における焦線の向きに対して焦線の向きを９０°変えた状態で、０．０１５λｒｍｓの非点収差を与えることが可能な構成とする必要がある。
具体的には、第１非点収差と共通補正光学素子２０により与えられる非点収差とのベクトル和が０となるように、共通補正光学素子２０により与えられる非点収差の収差量を調節することになる。
【００６６】
ここで、第１非点収差をＡＳ１、その焦線の向き（方向）をθ１とし、共通補正光学素子２０により与えられる非点収差をＡＳ２、その焦線の向き（方向）をθ２と規定した場合には、上記非点収差のベクトル和ＡＳＴは、以下の式（数２）により算出することができる。
【数２】

【００６７】
従って、ＡＳＴ＝０となるように、ＡＳ２及びθ２を算出して、共通補正光学素子２０を設計することにより、非点隔差を有する第１光源１１からの波長λ１の光束を、集光スポットＰにおいて非点収差が補正された状態で収束させることが可能となる。
表２は、数２により求められた、共通補正光学素子２０により与えられる非点収差と、その焦線の向き（方向）を示すものであり、それぞれ、０．０１５λｒｍｓ、９０°となっている。そして、各値を満たすように共通補正光学素子２０を設計して、集光光学系中に組み込むことにより、表２に示すように、第１非点収差と共通補正光学素子２０により与えられる非点収差とのベクトル和、つまり、集光スポットＰの非点収差をほぼ０に補正できる。
【表２】

【００６８】
これら各値を満たすような共通補正光学素子２０の構成としては、例えば、図４に示すように、共通補正光学素子２０の光学面上に楕円状の回折輪帯２１を複数形成する構成が挙げられる。他にも、例えば、上記対物レンズ４０に形成したような（図３を参照）、光軸Ｌを中心とした複数の輪帯面４４を、光軸Ｌにほぼ平行な段差４５を介して連続させた構成としてもよい。また、図示は省略するが、光学面の面形状を、光軸Ｌに垂直な第１平面内における曲率半径と、光軸Ｌに垂直かつ第１平面に垂直な第２平面内における曲率半径とで異なるように構成してもよく、あるいは、面形状を、光軸Ｌを中心とする非球面形状としてもよい。
そして、このような構成を備える共通補正光学素子２０を集光光学系中に組み込む際に、共通補正光学素子２０を光軸Ｌを中心として回転させることにより、上記焦線の向き（方向）を変更することが可能となり、上記ベクトル和（集光スポットＰの非点収差）がほぼゼロとなるように調節することができる。
【００６９】
ここで、上述のように波長λ１の光束の集光スポットＰにおける非点収差がほぼ０となるように共通補正光学素子２０を設計した場合、波長λ２の光束に対しては、共通補正光学素子２０により、共通補正光学素子２０が波長λ１の光束に与える非点収差の収差量とは異なる量の非点収差が、その焦線の向き（方向）が同一で与えられることになる。
数３は、共通補正光学素子２０が波長λ１の光束にＡＳ（ｄｖｄ）の非点収差量を与える場合の、共通補正光学素子２０により波長λ２の光束に対して与えられる非点収差量ＡＳ（ｃｄ）を算出するための式である。
【数３】

【００７０】
ここで、ＮＡ１は波長λ１の光束を用いた場合の集光光学系の物体側の開口数、ＮＡ２は波長λ２の光束を用いた場合の集光光学系の物体側の開口数を表す。
従って、上記数３に、ＡＳ（ｄｖｄ）＝０．０１５λｒｍｓ、ＮＡ１＝０．１１０、ＮＡ２＝０．１２５、λ１＝６６０ｎｍ、λ２＝７９０ｎｍを代入すると、表１に示すように、ＡＳ（ｃｄ）＝０．００７λｒｍｓとなる。
従って、上記第２非点収差を、本実施の形態の共通補正光学素子２０（コリメータ）及び専用補正光学素子３０（カップリングレンズ）によって実用上支障が生じない程度（ほぼ０）に補正するには、上述のように、共通補正光学素子２０によって、波長λ１の光束に対して０．００７λｒｍｓの非点収差が上記所定の焦線の向きで与えられることを考慮する必要がある。
【００７１】
具体的には、第２非点収差と共通補正光学素子２０により与えられる非点収差（０．００７λｒｍｓ）と専用補正光学素子３０により与えられる非点収差のベクトル和が０となるように、上記数２を用いて、専用補正光学素子３０により与えられる非点収差の収差量を調節することになる。
表２に示すように、数２により求められた、専用補正光学素子３０により与えられる非点収差と、その焦線の向き（方向）は、それぞれ、０．００７λｒｍｓ、９０°となる。そして、これら各値を満たすように専用補正光学素子３０を設計して、集光光学系中に組み込むことにより、表２に示すように、第２非点収差と、共通補正光学素子２０により与えられる非点収差と、専用補正光学素子３０により与えられる非点収差とのベクトル和、つまり、集光スポットＰの非点収差が０となる。
【００７２】
なお、専用補正光学素子３０の構成は、上記共通補正光学素子２０と同様に、光学面上に楕円状の回折輪帯４１を複数形成したり、第１平面と第２平面における曲率半径を異なるように構成する等、光ピックアップ装置１０の用途及び構成に応じて選択するものとする。
また、図５に示すように、波長λ１の光束を出射する第１光源１１と波長λ１の反射光を検出する光検出器５０とを一体構成とし、同様に、波長λ２の光束を出射する第２光源１２と波長λ２の反射光を検出する光検出器５０とを一体構成とした光ピックアップ装置７０に対しても、本実施の形態に示した発明を適用できる。
【００７３】
[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態においては、図６に示すように、波長λ１の光束のみが通過する光路中にも専用補正光学素子３０としてのカップリングレンズ３１を配置する点と、表３に示すように、第１光源１１の非点隔差ΔＩが１０μｍに設定されている点が上記第１の実施の形態と主に異なる。従って、図面中、第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【表３】

なお、説明の便宜上、波長λ１の光束のみが通過する光路中に配置される専用補正光学素子３０を第１専用補正光学素子３１、波長λ２の光束のみが通過する光路中に配置される専用補正光学素子３０を第２専用補正光学素子３２と表記する。
従って、本実施の形態においては、対物レンズ４０、第１専用補正光学素子３１、第２専用補正光学素子３２、共通補正光学素子２０、第１ビームスプリッタ１３、第２ビームスプリッタ１４、絞り１７により集光光学系が構成されている。
【００７４】
上述のように構成された光ピックアップ装置１０において、共通補正光学素子２０、第１専用補正光学素子３１及び第２専用補正光学素子３２が波長λ１、λ２の光束に与える作用について説明する。
まず、光ピックアップ装置１０のスペックは表３に記す値に設定されている。
具体的に説明すると、第１の光情報記録媒体（ＤＶＤ６０）に対する情報の記録及び／又は再生に用いる光束の波長（λ１）を６６０ｎｍとし、λ１＝６６０ｎｍにおける対物レンズ４０の像側開口数ＮＡｉ＝０．６５、集光光学系の物体側の開口数ＮＡｏ＝０．１０８に設定されている。また、第１光源１１の非点隔差ΔＩ＝１０μｍと設定されている。
【００７５】
また、第２の光情報記録媒体（ＣＤ６１）に対する情報の記録及び／又は再生に用いる光束の波長（λ２）を７９０ｎｍとし、λ２＝７９０ｎｍにおける対物レンズ４０の像側開口数ＮＡｉ＝０．５０、集光光学系の物体側の開口数ＮＡｏ＝０．１２５に設定されている。また、第２光源１２の非点隔差ΔＩ＝１０μｍと設定されている。
そして、これら各値を上記数１に代入することにより、本実施の形態に係る第１光源１１の非点収差（第１非点収差）は、表３に示すように０．０１８λｒｍｓと算出される。
また、数１に、表３中のＣＤ６１に対する各値を代入することにより、本実施の形態に係る第２光源１２の非点収差（第２非点収差）は、０．０２０λｒｍｓと算出される。
【００７６】
そして、上記第１非点収差を、共通補正光学素子２０（コリメータ）と第１専用補正光学素子３１によって実用上支障が生じない程度（ほぼ０）に補正するには、上記数２を用いることにより、表３及び表４に示すように、共通補正光学素子２０は、この共通補正光学素子２０を通過する波長λ１の光束に対して０．０１５λｒｍｓの非点収差を、上記第１非点収差における焦線の向きに対して焦線の向きを１１６°変えた状態で与える必要があり、第１専用補正光学素子３１は、この第１専用補正光学素子３１を通過する波長λ１の光束に対して０．０１５λｒｍｓの非点収差を、上記第１非点収差における焦線の向きに対して焦線の向きを６４°変えた状態で与える必要があると算出された。
【表４】

このように、共通補正光学素子２０及び第１専用補正光学素子３１を設定することにより、表４に示すように、第１非点収差と共通補正光学素子２０と第１専用補正光学素子３１により与えられる非点収差のベクトル和（集光スポットＰの非点収差）をほぼ０にできる。
【００７７】
また、このように波長λ１の光束の集光スポットＰにおける非点収差がほぼ０となるように共通補正光学素子２０及び第１専用補正光学素子３１を設計した場合、波長λ２の光束に対しては、共通補正光学素子２０により、共通補正光学素子２０が波長λ１の光束に与える非点収差の収差量とは異なる量の非点収差が、その焦線の向き（方向）が同一で与えられることになる。
この非点収差（ＡＳ（ｃｄ））は、上記数３により求められ、表３に示すように、ＡＳ（ｃｄ）＝０．００７λｒｍｓとなる。
なお、本実施の形態においては、波長λ２の光束は、第１専用補正光学素子３１を通過しないので、第１専用補正光学素子３１により非点収差が与えられることはない。
【００７８】
従って、上記第２非点収差を、本実施の形態の共通補正光学素子２０（コリメータ）及び第２専用補正光学素子３２（カップリングレンズ）によって実用上支障が生じない程度に補正するには、上述のように、共通補正光学素子２０によって波長λ１の光束に対して０．００７λｒｍｓの非点収差が、上記所定の焦線の向きで与えられることを考慮する必要がある。
具体的には、第２非点収差と共通補正光学素子２０により与えられる非点収差（０．００７λｒｍｓ）と第２専用補正光学素子３２により与えられる非点収差のベクトル和が０となるように、上記数２を用いて、第２専用補正光学素子３２により与えられる非点収差の収差量を調節することになる。
【００７９】
そして、表３及び表４に示すように、数２により、第２専用補正光学素子３２により与えられる非点収差と、その焦線の向き（方向）は、それぞれ、０．０１８λｒｍｓ、８０°となる。従って、各値を満たすように第２専用補正光学素子３２を設計して、集光光学系中に組み込むことにより、表４に示すように、第２非点収差と共通補正光学素子２０により与えられる非点収差と第２専用補正光学素子３２により与えられる非点収差のベクトル和、つまり、集光スポットＰの非点収差を実用上支障が無い程度の値（０．００１λｒｍｓ）とすることができる。
なお、図７に示すように、図５に示した構成と同様に、第１光源１１と波長λ１の反射光を検出する光検出器５０とを一体構成とし、第２光源１２と波長λ２の反射光を検出する光検出器５０とを一体構成とした光ピックアップ装置８０に対しても、本実施の形態に示した発明を適用できる。
【００８０】
[第３の実施の形態]
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
本実施の形態においては、第２の実施の形態で示した集光光学系を構成する複数の光学素子のうち、共通補正光学素子２０、第１専用補正光学素子３１及び第２専用補正光学素子３２以外の光学素子が非点収差を有する場合、即ち、光束がこの光学素子を通過する際に、この光学素子により非点収差が与えられる場合について説明する。なお、以下の説明においては、この光学素子を「非点収差を有する光学素子」と表記する。
【００８１】
本実施の形態においては、図示は省略するが、非点収差を有する光学素子が波長λ１の光束のみが通過する光路上に配置されているものとし、表５に示すように、この非点収差を有する光学素子が、波長λ１の光束に対して０．００５λｒｍｓの非点収差を、第１非点収差における焦線の向きに対して焦線の向きが９０°ずれた状態で与えるものとする。
【表５】

この場合、第１非点収差と、非点収差を有する光学素子により与えられる非点収差とを、共通補正光学素子２０（コリメータ）と第１専用補正光学素子３１とによって実用上支障が生じない程度に補正するには、上記数２を用いることにより、表５に示すように、共通補正光学素子２０は、この共通補正光学素子２０を通過する波長λ１の光束に対して０．０１５λｒｍｓの非点収差を、上記第１非点収差における焦線の向きに対して焦線の向きを１２２°変えた状態で与え、第１専用補正光学素子３１は、この第１専用補正光学素子３１を通過する波長λ１の光束に対して０．０１５λｒｍｓの非点収差を、上記第１非点収差における焦線の向きに対して焦線の向きを５８°変えた状態で与える必要があると算出される。
【００８２】
このように、集光光学系を構成する複数の光学素子のうち、共通補正光学素子２０、第１専用補正光学素子３１及び第２専用補正光学素子３２を除く他の光学素子が非点収差を有する場合であっても、波長λ１の光束に対して、共通補正光学素子２０と第１専用補正光学素子３１のそれぞれが与える非点収差量（共に０．０１５λｒｍｓ）は、上記第２の実施の形態に示した場合と変える必要が無い。
つまり、第２の実施の形態では、集光光学系を構成する複数の光学素子のうち、共通補正光学素子２０、第１専用補正光学素子３１及び第２専用補正光学素子３２を除く他の光学素子が非点収差を持たない場合において共通補正光学素子２０と第１専用補正光学素子３１のそれぞれが与える非点収差量は共に０．０１５λｒｍｓであり、本実施の形態のように、集光光学系を構成する複数の光学素子のうち、共通補正光学素子２０、第１専用補正光学素子３１及び第２専用補正光学素子３２を除く他の光学素子（非点収差を有する光学素子）が非点収差を有する場合でも、共通補正光学素子２０と第１専用補正光学素子３１のそれぞれが与える非点収差量は０．０１５λｒｍｓでよい。
【００８３】
従って、集光光学系中に、非点収差を有する光学素子が含まれている場合であっても、共通補正光学素子２０及び第１専用補正光学素子３１の構成（形状）自体は第２の実施の形態に示したものと何ら変える必要がなく、共通補正光学素子２０と第１専用補正光学素子３１をそれぞれ光軸Ｌを中心として所定角度回転させ、焦線の向きを調節するだけで、波長λ１の光束に関する集光スポットＰの非点収差をほぼ０に補正することが可能となる。
また、このように波長λ１の光束の集光スポットＰにおける非点収差がほぼ０となるように共通補正光学素子２０及び第１専用補正光学素子３１を光軸Ｌを中心として回転させた場合、波長λ２の光束に対しては、共通補正光学素子２０により、共通補正光学素子２０が波長λ１の光束に与える非点収差の収差量とは異なる量の非点収差（０．００７λｒｍｓ）が、その焦線の向き（方向）が同一（１２２°）で与えられることになる。
【００８４】
従って、上記第２非点収差を、本実施の形態の共通補正光学素子２０（コリメータ）及び第２専用補正光学素子３２（カップリングレンズ）によって実用上支障が生じない程度に補正するには、第２非点収差（０．００２０λｒｍｓ）と共通補正光学素子２０により与えられる非点収差（０．００７λｒｍｓ）と第２専用補正光学素子３２により与えられる非点収差（０．０１８λｒｍｓ）のベクトル和が０となるように、上記数２を用いて、第２専用補正光学素子３２を光軸Ｌを中心として所定角度回転させて調節すればよい。
そして、表５に示すように、数２により、第２専用補正光学素子３２により与えられる非点収差の焦線の向き（方向）が７９°となるように、第２専用補正光学素子３２を光軸Ｌを中心として回転させればよいことが分かる。
【００８５】
従って、上記第２の実施の形態に示した光ピックアップ装置１０の構成において、第２専用補正光学素子３２の構成（形状）を変えることなく、光軸Ｌを中心として回転させ、焦線の向きを調節するだけで、第２非点収差と共通補正光学素子２０により与えられる非点収差と第２専用補正光学素子３２により与えられる非点収差のベクトル和、つまり、集光スポットＰの非点収差を実用上支障が無い程度の値（ほぼ０）とすることができる。
【００８６】
[第４の実施の形態]
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
本実施の形態の光ピックアップ装置９０においては、図８に示すように、集光光学系中に共通補正光学素子２０（コリメートレンズ）のみが含まれており、専用補正光学素子３０が含まれない構成となっている。
このような構成であっても、例えば上述した楕円状の回折輪帯２１を光学面に設けたり、あるいは、光軸Ｌにほぼ平行な段差４５を介して複数の輪帯面４４を光学面に連続的に設けることにより、波長λ１とλ２の光束のうちいずれか一方の光束に対してのみ、あるいは両方の光束に対して、非点収差を補正する機能（波長選択機能）を持たせることができる。このような波長選択機能を共通補正光学素子２０に持たせることで、第１非点収差及び／又は第２非点収差を実用上支障が無い程度に補正することが可能となる。
【００８７】
なお、このように構成された光ピックアップ装置９０において、共通補正光学素子２０が波長λ１、λ２の光束に与える作用については、上記第１〜第３の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
本実施の形態においては、図８の拡大図に示すように、第１光源１１と第２光源１２とを一体化させた構成となっており、波長λ１の光束と波長λ２の光束とがほぼ一致した光路で進行するようになっている。なお、図１及び図６に示したように、第１光源１１と第２光源１２が別体の構成であってもよい。
【００８８】
また、例えば、光ピックアップ装置１０が高密度ＤＶＤと他の光ディスクとの互換性を有する場合には、高密度ＤＶＤに利用される光束の波長λ１は通常４５０ｎｍ以下となる。このような場合には、上記共通補正光学素子２０だけでなく、波長λ１の光束が通過する光路中に液晶素子を配置し、第１非点収差を、共通補正光学素子２０と液晶素子との協働により補正するものとしてもよい。なお、液晶素子を用いて非点収差を補正する技術は例えば、上記特許文献３、４等に開示されており周知であるため説明を省略する。
【００８９】
なお、上記第１〜第３の実施の形態においては、集光光学系中に共通補正光学素子２０と専用補正光学素子３０とが少なくとも一つずつ含まれていればよく、これら光学素子が複数含まれていても良い。
また、第１〜第３の実施の形態において、コリメータが共通補正光学素子２０としての機能を有し、カップリングレンズ３０が専用補正光学素子（第１専用補正光学素子３１、第２の専用補正光学素子３２）としての機能を有するものとしたが、これに限らず、共通補正光学素子２０及び専用補正光学素子３０は集光光学系を構成する光学素子であればよい。例えば、共通補正光学素子２０と専用補正光学素子３０がそれぞれ対物レンズとカップリングレンズ、コリメータとカップリングレンズ、対物レンズとコリメータであってもよい。また、共通補正光学素子が対物レンズで、専用補正光学素子がカップリングレンズとコリメータとを組み合わせたものであってもよい。
【００９０】
また、第４の実施の形態において、コリメータが共通補正光学素子２０としての機能を有するものとしたが、これに限らず、共通補正光学素子２０は集光光学系を構成する光学素子であればよく、例えば、対物レンズ、カップリングレンズ、あるいはカップリングレンズとコリメートレンズとを組み合わせたもの、カップリングレンズと対物レンズとを組み合わせたもの、コリメートレンズと対物レンズとを組み合わせたもの、カップリングレンズとコリメートレンズと対物レンズとを組み合わせたものであってもよい。
【００９１】
また、第１〜第４の実施の形態において、波長λ１の光束が共通補正光学素子２０を通過する際に、この共通補正光学素子２０により与えられる非点収差量は、０．００８λｒｍｓ＜ＡＳ＜０．０３２λｒｍｓの範囲内であることが、光ピックアップ装置１０、７０、８０、９０の収差補正精度を確保する上で好ましい。０．００８λｒｍｓより小さい場合には、第１非点収差の補正が困難となり、０．０３２λｒｍｓより大きい場合には、共通補正光学素子２０の製造が困難となる。
また、第１〜第４の実施の形態において、第１光源１１が有する非点隔差量と第２光源１２が有する非点隔差量は、共に４μｍ〜５０μｍの範囲内であることが光ピックアップ装置１０、７０、８０、９０の収差補正精度を確保する上で好ましい。４μｍより小さい場合には、第１非点収差及び第２非点収差を補正する必要が無く、５０μｍより大きい場合には、光源として使用することに適さないからである。
【００９２】
また、第１〜第４の実施の形態においては、主にＣＤ６１とＤＶＤ６０との互換について説明しているが、青紫色レーザー光を使用した高密度ＤＶＤと在来光ディスクとの互換にも適用できることは勿論である。さらにこれら３つの規格を取り混ぜた、３つの光ディスクの規格間の互換についても応用することができる。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の光ピックアップ装置によれば、複数の光源が有する非点隔差や光学素子の製造誤差によって集光スポットに生じる複数の非点収差の補正が可能な、互換性を有する光ピックアップ装置を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図２】対物レンズの構成を示す要部横断面図である。
【図３】対物レンズの構成を示す要部横断面図である。
【図４】共通補正光学素子の構成を示す要部縦断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置の他の構成を示す要部平面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る光ピックアップ装置の他の構成を示す要部平面図である。
【図８】第４の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【符号の説明】
１０ 光ピックアップ装置
１１ 第１光源
１２ 第２光源
１３ ビームスプリッタ
１４ ビームスプリッタ
２０ 共通補正光学素子
３０ 専用補正光学素子
３１ 第１専用補正光学素子
３２ 第２専用補正光学素子
６０ 第１光情報記録媒体
６０ａ 情報記録面
６１ 第２光情報記録媒体
６１ａ 情報記録面
７０ 光ピックアップ装置
８０ 光ピックアップ装置
９０ 光ピックアップ装置

Claims (13)

1. 複数の光学素子からなる集光光学系を備え、前記集光光学系を用いて、第１光源から出射される波長λ1の光束を保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させると共に第２光源から出射される波長λ２（λ２＞λ１）の光束を保護基板厚ｔ２（ｔ２≧ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させて、情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
   前記集光光学系が、前記波長λ１の光束と波長λ２の光束が共に通過する光路中に配置される共通補正光学素子と、前記波長λ１の光束のみが通過する光路中又は前記波長λ２の光束のみが通過する光路中に配置される専用補正光学素子とを有し、
   前記集光光学系を構成する複数の光学素子のうち、前記共通補正光学素子及び専用補正光学素子以外の光学素子を通過する前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束によって所定の前記情報記録面上に形成される集光スポットにおける非点収差をそれぞれ第１非点収差及び第２非点収差とした場合に、
   前記共通補正光学素子は、これら各光学素子を通過する前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束に対して所定の非点収差を与えることにより、前記第１非点収差及び前記第２非点収差を共に補正し、
   前記専用補正光学素子は、これら各光学素子を通過する前記波長λ１の光束に対して所定の非点収差を与えることにより、前記第１非点収差を補正するか、或いは、これら各光学素子を通過する前記波長λ２の光束に対して所定の非点収差を与えることにより、前記第２非点収差を補正し、
   前記共通補正光学素子は、対物レンズ又はコリメータであり、前記専用補正光学素子は、カップリングレンズであって、
   前記第１光源及び前記第２光源と前記対物レンズとの間の光路中にビーム整形プリズムが配置される光ピックアップ装置を除くことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記第１光源と第２光源とが別体に配置され、
   前記集光光学系が少なくとも一つのビームスプリッタを有し、
   前記第１光源と第２光源から出射される前記波長λ１の光束と波長λ２の光束が、前記ビームスプリッタに向かって異なる光路で進行し、該ビームスプリッタによって、これら波長λ１の光束の光路と波長λ２の光束の光路とが一致するように進行方向を変更され、所定の前記情報記録面に集光することを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記専用補正光学素子が、前記波長λ１の光束のみが通過する光路と前記波長λ２の光束のみが通過する光路のうちいずれか一方の光路中のみに配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記専用補正光学素子が、前記波長λ１の光束のみが通過する光路と前記波長λ２の光束のみが通過する光路の両方の光路中に配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記第１非点収差と第２非点収差の収差量が異なることを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記共通補正光学素子及び専用補正光学素子が、前記第１非点収差と第２非点収差のうちいずれか一方の収差の収差量を最小値に補正することを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記共通補正光学素子及び専用補正光学素子が、前記第１非点収差と第２非点収差の収差量を共に最小値に補正することを特徴とする光ピックアップ装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記共通補正光学素子及び専用補正光学素子により補正される前記第１非点収差の収差量と第２非点収差の収差量とが異なることを特徴とする光ピックアップ装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記波長λ１の光束が前記共通補正光学素子を通過する際に該共通補正光学素子により与えられる非点収差量ＡＳが、
   ０００８λｒｍｓ＜ＡＳ＜００３２λｒｍｓ
   を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
    前記第１光源が有する非点隔差量ｄ１と前記第２光源が有する非点隔差量ｄ２が、
    ４μｍ＜ｄ１＜５０μｍ
    ４μｍ＜ｄ２＜５０μｍ
    を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
    前記専用補正光学素子が、前記波長λ１の光束のみが通過する光路と前記波長λ２の光束のみが通過する光路の両方に配置され、
    前記波長λ１の光束が前記専用補正光学素子を通過する際に該専用補正光学素子により与えられる非点収差の方向と、前記波長λ２の光束が前記専用補正光学素子を通過する際に該専用補正光学素子により与えられる非点収差の方向とが異なることを特徴とする光ピックアップ装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
    前記共通補正光学素子と専用補正光学素子のうち少なくとも一方の光学素子の光学面の面形状が、光軸を中心とする非球面形状であることを特徴とする光ピックアップ装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
    前記共通補正光学素子と専用補正光学素子のうち少なくとも一方の光学素子の光学面に回折構造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。

Images