JP4730099B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光ピックアップ装置に関する。
近年、波長４００ｎｍ程度の青色レーザー光を用いることにより光情報記録媒体（光ディスク）の記録密度を高め、記憶容量を大きくしたいわゆる高密度光ディスクの研究・開発が進められている。
高密度光ディスクの規格としては、例えば、対物レンズの像側開口数（ＮＡ）を０．８５程度、保護基板厚を約０．１ｍｍとするものや、ＮＡ及び保護基板厚を従来のＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同程度の約０．６５及び約０．６ｍｍに抑えたものが知られている。以下の説明においては、ＮＡを０．６５程度、保護基板厚を０．６ｍｍ程度とする高密度光ディスクを「ＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＤＶＤ）」と表記する。
そして、このような高密度光ディスクと、ＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）等の従来より広く用いられている光ディスクとの互換性を有する光ピックアップ装置に関する技術が種々提案されている。
なお、ＨＤ−ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤに用いられる光束の波長λ１／λ２／λ３はそれぞれ約４００ｎｍ／約６５０ｎｍ／約７８０ｎｍであり、保護基板厚ｔ１／ｔ２／ｔ３はそれぞれ約０．６ｍｍ／約０．６ｍｍ／約１．２ｍｍである。
このような複数種類の光ディスク間での互換を達成するには、各光ディスクに用いる光束の光量を確保しつつ、波長や保護基板厚の差に起因して発生する収差を補正する必要があり、例えば、特開２００１−６０３３６号公報には、光ピックアップ装置を構成する光学素子の光学面に回折構造を設ける技術が開示されている。
この特開２００１−６０３３６号公報に開示された発明は、ＨＤ−ＤＶＤ／ＤＶＤ互換用又はＨＤ−ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用の光ピックアップ装置であり、回折光学素子と対物レンズとを組合わせることでＨＤ−ＤＶＤの色収差補正を行うものである。
ところが、ＨＤ−ＤＶＤ等の高密度光ディスクでは集光スポットにおける色収差の値の許容範囲がＤＶＤと比較して狭く、また、光量を十分に確保する必要があるため、特開２００１−６０３３６号公報に開示された発明では、色収差の補正が必ずしも十分であるとは言えなかった。
本発明の目的は、上述の問題を考慮したものであり、少なくともＨＤ−ＤＶＤ等の高密度光ディスクとＤＶＤとの互換性を有し、光量確保と色収差補正を両立した光ピックアップ装置を提供することである。
本発明の上記目的は、以下に示す各発明によって達成される。
第１の発明の光ピックアップ装置は、
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、
波長λ２（６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源と、
前記波長λ１の光束に対しｎ１（ｎ１は自然数）次回折光が最大回折効率となり、前記波長λ２の光束に対しｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する集光光学素子と、
前記波長λ１の光束に対しｎ４（ｎ４は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第１補正素子と、
前記波長λ２の光束に対しｎ５（ｎ５は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第２補正素子と、
前記波長λ１の光束の光路と前記波長λ２の光束の光路とを合致させるビームスプリッターと、を有し、
前記波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１（０ｍｍ＜ｔ１≦０．７ｍｍ）の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、
前記波長λ２の光束を用いて保護基板厚ｔ２（０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学素子は、前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子は前記波長λ１の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第２補正素子は前記波長λ２の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する正の軸上色収差を相殺し、
前記第２補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ２の光束に対する正の軸上色収差を相殺するよう構成することにより、
前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットと、前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの軸上色収差を、共に情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えたことを特徴とする。
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、
波長λ２（６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源と、
前記波長λ１の光束に対しｎ１（ｎ１は自然数）次回折光が最大回折効率となり、前記波長λ２の光束に対しｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する集光光学素子と、
前記波長λ１の光束に対しｎ４（ｎ４は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第１補正素子と、
前記波長λ２の光束に対しｎ５（ｎ５は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第２補正素子と、
前記波長λ１の光束の光路と前記波長λ２の光束の光路とを合致させるビームスプリッターと、を有し、
前記波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１（０ｍｍ＜ｔ１≦０．７ｍｍ）の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、
前記波長λ２の光束を用いて保護基板厚ｔ２（０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学素子は、前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子は前記波長λ１の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第２補正素子は前記波長λ２の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する正の軸上色収差を相殺し、
前記第２補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ２の光束に対する正の軸上色収差を相殺するよう構成することにより、
前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットと、前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの軸上色収差を、共に情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えたことを特徴とする。
本明細書中において、「色収差」とは、光の波長が＋１ｎｍ変化した場合に、光情報記録媒体上の集光スポットの光軸方向に関する波面収差最小位置の変動量を、集光光学素子から遠ざかる方向を正として表したものをいう。
また、「〜素子自体の色収差」とは、当該素子単体で評価した場合であって、光の波長が＋１ｎｍ変化した場合に、その集光スポットの光軸方向に関する波面収差最小位置の変動量を、集光光学素子から遠ざかる方向を正として表したものをいう。
また、「像面側の開口数」とは、光情報記録媒体の情報記録面上に形成される集光スポットのスポット径から換算される開口数（ビーム径換算ＮＡ）をいう。
前記第１光源から出射される光束と前記第２光源から出射される光束に対して前記集光光学素子自体が有する色収差の値を共に正とすれば、集光光学素子に形成する回折構造の回折作用を弱めることができる。従って、回折ピッチを広くすることによる加工性の向上や光量損失量の低減を図ることができる。
第２の発明の光ピックアップ装置は、
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、
波長λ２（６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源と、
前記波長λ１の光束に対しｎ１（ｎ１は自然数）次回折光が最大回折効率となり、前記波長λ２の光束に対しｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する集光光学素子と、
前記波長λ１の光束に対しｎ４（ｎ４は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第１補正素子と、
前記波長λ２の光束が通過する第２補正素子と、
前記波長λ１の光束の光路と前記波長λ２の光束の光路とを合致させるビームスプリッターと、を有し、
前記波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１（０ｍｍ＜ｔ１≦０．７ｍｍ）の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、
前記波長λ２の光束を用いて保護基板厚ｔ２（０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学素子は、前記波長λ１の光束に対して正の軸上色収差、前記波長λ２の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子は前記波長λ１の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第２補正素子は前記波長λ２の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する正の軸上色収差を相殺し、
前記第２補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ２の光束に対する負の軸上色収差を相殺するよう構成することにより、
前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットと、前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの軸上色収差を、共に情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えたことを特徴とする。
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、
波長λ２（６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源と、
前記波長λ１の光束に対しｎ１（ｎ１は自然数）次回折光が最大回折効率となり、前記波長λ２の光束に対しｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する集光光学素子と、
前記波長λ１の光束に対しｎ４（ｎ４は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第１補正素子と、
前記波長λ２の光束が通過する第２補正素子と、
前記波長λ１の光束の光路と前記波長λ２の光束の光路とを合致させるビームスプリッターと、を有し、
前記波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１（０ｍｍ＜ｔ１≦０．７ｍｍ）の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、
前記波長λ２の光束を用いて保護基板厚ｔ２（０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学素子は、前記波長λ１の光束に対して正の軸上色収差、前記波長λ２の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子は前記波長λ１の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第２補正素子は前記波長λ２の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する正の軸上色収差を相殺し、
前記第２補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ２の光束に対する負の軸上色収差を相殺するよう構成することにより、
前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットと、前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの軸上色収差を、共に情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えたことを特徴とする。
第３の発明の光ピックアップ装置は、
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、
波長λ２（６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源と、
前記波長λ１の光束に対しｎ１（ｎ１は自然数）次回折光が最大回折効率となり、前記波長λ２の光束に対しｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する集光光学素子と、
前記波長λ１の光束と前記波長λ２の光束が通過する位置に配置され、前記波長λ１の光束に対しｎ４（ｎ４は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第１補正素子と、
前記波長λ２の光束に対しｎ５（ｎ５は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第２補正素子と、
前記波長λ１の光束の光路と前記波長λ２の光束の光路とを合致させるビームスプリッターと、を有し、
前記波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１（０ｍｍ＜ｔ１≦０．７ｍｍ）の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、
前記波長λ２の光束を用いて保護基板厚ｔ２（０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学素子は、前記波長λ１の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子は前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第２補正素子は前記波長λ２の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する正の軸上色収差を相殺し、
前記第２補正素子で前記第１補正素子の前記波長λ２の光束に対する負の軸上色収差を相殺するよう構成することにより、
前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットと、前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの軸上色収差を、共に情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えたことを特徴とする。
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、
波長λ２（６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源と、
前記波長λ１の光束に対しｎ１（ｎ１は自然数）次回折光が最大回折効率となり、前記波長λ２の光束に対しｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する集光光学素子と、
前記波長λ１の光束と前記波長λ２の光束が通過する位置に配置され、前記波長λ１の光束に対しｎ４（ｎ４は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第１補正素子と、
前記波長λ２の光束に対しｎ５（ｎ５は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第２補正素子と、
前記波長λ１の光束の光路と前記波長λ２の光束の光路とを合致させるビームスプリッターと、を有し、
前記波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１（０ｍｍ＜ｔ１≦０．７ｍｍ）の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、
前記波長λ２の光束を用いて保護基板厚ｔ２（０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学素子は、前記波長λ１の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子は前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第２補正素子は前記波長λ２の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する正の軸上色収差を相殺し、
前記第２補正素子で前記第１補正素子の前記波長λ２の光束に対する負の軸上色収差を相殺するよう構成することにより、
前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットと、前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの軸上色収差を、共に情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えたことを特徴とする。
また、上記第１〜第３の発明において、波長λ３（７５０ｎｍ≦λ３≦８００ｎｍ）の光束を出射する第３光源を備え、前記集光光学素子から回折作用を受けることで生じる前記波長λ３の光束のｎ３（ｎ３は自然数）次回折光を用いて保護基板厚ｔ３（１．１ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ）の第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行うようにすることが好ましい。
また、第１〜第３の発明において、前記集光光学素子をプラスチック製とすることが好ましい。
また、前記第１補正素子をプラスチック製とすることが好ましい。
また、前記第２補正素子をプラスチック製とすることが好ましい。
また、前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する焦点距離ｆが、１ｍｍ≦ｆ≦４ｍｍを満たすようにすることが好ましい。
また、前記第１補正素子の前記波長λ１の光束に対する焦点距離ｆ１が、５．５ｍｍ≦ｆ１≦３２ｍｍを満たすようにすることが好ましい。
また、前記第２補正素子の前記波長λ２の光束に対する焦点距離ｆ２が、５．５ｍｍ≦ｆ２≦３２ｍｍを満たすようにすることが好ましい。
また、前記波長λ１の光束に対する、前記第１光源から前記第１光情報記録媒体までの光学系倍率ｍ１が、−１／３≦ｍ１≦−１／１０を満たすようにすることが好ましい。
また、前記波長λ２の光束に対する、前記第２光源から前記第２光情報記録媒体までの光学系倍率ｍ２が、−１／３≦ｍ２≦−１／１０を満たすようにすることが好ましい。
また、前記光ピックアップ装置使用時における前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する像面側の開口数ＮＡ１が、０．６３≦ＮＡ１≦０．６７を満たすようにすることが好ましい。
また、前記光ピックアップ装置使用時における前記集光光学素子の前記波長λ２の光束に対する像面側の開口数ＮＡ２が、０．５９≦ＮＡ２≦０．６７を満たすようにすることが好ましい。
また、前記第１補正素子と前記第２補正素子のうちの少なくとも一方をコリメートレンズとすることが好ましい。
また、前記ｎ１と前記ｎ２との組合せは、（ｎ１，ｎ２）＝（２，１）、（３，２）、（５，３）、（８，５）のいずれかにすることが好ましい。
また、前記波長λ３の光束に対する、前記第３光源から前記第３光情報記録媒体までの光学系倍率ｍ３が、−１／４≦ｍ３≦−１／１０を満たすようにすることが好ましい。
また、前記ｎ１と前記ｎ２と前記ｎ３との組合せは、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（２，１，１）、（３，２，２）、（５，３，３）、（８，５，４）のいずれかにすることが好ましい。
また、前記波長λ３の光束が前記第２補正素子を通過するようにすることが好ましい。
また、前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源ユニットであることが好ましい。
また、前記第２補正素子に回折構造が設けられている場合、該回折構造は前記第２補正素子の入射面と出射面の両面に設けられるようにすることが好ましい。
また、前記第１集光スポットの色収差の絶対値を０．１５μｍ／ｎｍ以下に抑え、前記第２集光スポットの色収差の絶対値を０．２５μｍ／ｎｍ以下に抑え、これら色収差が情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えられていることが好ましい。
本発明によれば、少なくともＨＤ−ＤＶＤとＤＶＤとの互換性を有し、光量確保と色収差補正を両立した光ピックアップ装置を得られる。
本発明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。
集光光学素子の構造を示す要部平面図である。
集光光学素子の色収差を示す図である。
集光光学素子の構造を示す要部平面図である。
本発明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。
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
第１図は、ＨＤ−ＤＶＤ（第１光情報記録媒体）とＤＶＤ（第２光情報記録媒体）とＣＤ（第３光情報記録媒体）との何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。ＨＤ−ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０７ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．６５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５５ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５１である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
光ピックアップ装置ＰＵ１は、ＨＤ−ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０７ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、第１光束用の光検出器ＰＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５５ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）とＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）とが一体化された光源ユニットＬＵ２３、第２光束及び第３光束共通の光検出器ＰＤ２３、第１光束のみが通過する第１補正素子Ｌ１、第２光束及び第３光束が通過する第２補正素子Ｌ２、各レーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する対物レンズ（集光光学素子）ＯＢＪ、第１のビームスプリッターＢＳ１、第２のビームスプリッターＢＳ２、第３のビームスプリッターＢＳ３、絞りＳＴＯ、センサーレンズＳＥＮ１及びＳＥＮ２等から構成されている。
なお、詳しい説明は後述するが、第１補正素子Ｌ１、第２補正素子Ｌ２、対物レンズＯＢＪには回折構造が設けられている。
光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＨＤ−ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第１図において実線でその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１のビームスプリッターＢＳ１を通過し、第１補正素子Ｌ１を透過することにより平行光束に変換された後、第２のビームスプリッターＢＳ２を通過して、集光光学素子ＯＢＪに至る。
そして、集光光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第１光束のｎ１（ｎ１は自然数）次回折光を、ＨＤ−ＤＶＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に集光させることでスポット（第１集光スポット）を形成する。この第１集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられており、具体的には、第１集光スポットの色収差の絶対値を０．１５μｍ／ｎｍ以下に抑えている。
そして、集光光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ（図示せず）によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び集光光学素子ＯＢＪ、第２のビームスプリッターＢＳ２、第１補正素子Ｌ１を通過し、第１のビームスプリッターＢＳ１で分岐され、センサーレンズＳＥＮ１により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いてＨＤ−ＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第１図において一点鎖線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第３のビームスプリッターＢＳ３を通過し、第２補正素子Ｌ２を透過することにより平行光束に変換された後、第２のビームスプリッターＢＳ２で反射して、集光光学素子ＯＢＪに至る。
そして、集光光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第２光束のｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光を、ＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に集光させることでスポット（第２集光スポット）を形成する。この第２集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられており、具体的には、第２集光スポットの色収差の絶対値を０．２５μｍ／ｎｍ以下に抑えている。
そして、集光光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び集光光学素子ＯＢＪ、第２のビームスプリッターＢＳ２、第２補正素子Ｌ２を通過し、第３のビームスプリッターＢＳ３で分岐され、光検出器ＰＤ２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２３の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第１図において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３のビームスプリッターＢＳ３を通過して、第２補正素子Ｌ２から発散光として出射され、第２のビームスプリッターＢＳ２で反射して、集光光学素子ＯＢＪに至る。
そして、集光光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第３光束のｎ３（ｎ３は自然数）次回折光を、ＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に集光させることでスポット（第３集光スポット）を形成する。この第３集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられている。
そして、集光光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び集光光学素子ＯＢＪ、第２のビームスプリッターＢＳ２、第２補正素子Ｌ２を通過し、第３のビームスプリッターＢＳ３で分岐され、光検出器ＰＤ２３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
集光光学素子ＯＢＪは、第１〜第３光束を光ディスクの情報記録面ＲＬ１〜ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面非球面の単玉のプラスチックレンズである。なお、複数の光学素子を組み合わせて集光光学素子を構成してもよい。
集光光学素子ＯＢＪの入射面には、第２図に示すようなブレーズ型回折構造ＤＯＥが形成されている。
第１補正素子Ｌ１は、第１光源ＬＤ１から発散光として出射された第１光束を平行光として出射するコリメート機能を有すると共に、その出射面に第２図に示したものと同様のブレーズ型回折構造ＤＯＥが形成されている。
第２補正素子Ｌ２は、第２光源ＬＤ２から発散光として出射された第２光束を平行光として出射するコリメート機能と、第３光源ＬＤ３から発散光として出射された第３光束の発散角を、より小さい発散角に変更して出射する機能を有している。
第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成における第１光束と第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値の組み合わせの一例を第３（ａ）図に示す。第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を丸で示し、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を四角で示したものである。
第３（ａ）図に示す例は、第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値が、集光光学素子に形成されたブレーズ型回折構造ＤＯＥにより、その絶対値が０．１５μｍ／ｎｍ以下、つまりほぼゼロとなっている例である。
また、第１光束に対する集光光学素子自体の色収差がほぼゼロとなるように集光光学素子のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計することから、第３（ａ）図に示すように、第２光束に対しては集光光学素子自体の色収差が残留し、具体的には色収差の値が負となる。
そこで、この場合には、図示は省略するが、第２光束に対して第２補正素子自体が有する色収差の値が正となるように第２補正素子の入射面と出射面のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計すればよい。
なお、光学素子に形成した回折構造を用いて、特定の光束に対して当該光学素子自体が有する色収差の値を適宜変化させる設計技術は周知であるため、説明は省略する。
また、集光光学素子ＯＢＪ、第１補正素子Ｌ１、第２補正素子Ｌ２に形成する回折構造としては、例えば第４図に示すような、内部に階段構造が形成された複数の輪帯Ｒが、光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥであってもよい。
一般的な重畳型回折構造ＨＯＥの構造及び設計手法について説明すると、各輪帯Ｒ内に形成された階段構造の１段あたりの深さｄ０は、ｄ０＝ｋ×λ１／（ｎ１−１）（μｍ）で算出される値に設定され、各輪帯Ｒの分割数Ｎは５に設定されている。但し、λ１は青紫色半導体レーザから射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０８μｍ）、ｎ１は収差補正素子Ｌ１の波長λ１に対する屈折率である（ここでは、ｎ１＝１．５２４２）。
この重畳型回折構造ＨＯＥに対して、波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段間ではｋ×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する。尚、以下の説明では、重畳型回折構造により実質的に位相差が与えられずにそのまま透過する光束を０次回折光という。
例えばｋ＝２の場合、この重畳型回折構造ＨＯＥに対して、赤色半導体レーザから射出される波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段間ではｄ０×（ｎ２−１）−λ２＝０．１３μｍの光路差が生じることになり、５分割された輪帯Ｒ１つ分では、０．１３×５＝０．６５μｍと波長λ２の１波長分の光路差が生じるので、隣接する輪帯Ｒを透過した波面がそれぞれ１波長ずれて重なり合うことになる。即ち、この重畳型回折構造ＨＯＥにより波長λ２の光束は１次方向に回折される回折光となる。尚、ｎ２は収差補正素子Ｌ２の波長λ２に対する屈折率である（ここでは、ｎ２＝１．５０６４）。このときの波長λ２のレーザ光束の１次回折光の回折効率は、８７．５％となるが、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。
集光光学素子ＯＢＪに重畳型回折構造ＨＯＥを形成する場合には、重畳型回折構造ＨＯＥの作用により、ＨＤ−ＤＶＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正することができる。
また、このような構造とした重畳型回折構造ＨＯＥに対して、赤外半導体レーザから射出される波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）のレーザ光束が入射した場合、λ３≒２×λ１であるので、隣接する階段間では１×λ３（μｍ）の光路差が発生し、波長λ３のレーザ光束も波長λ１のレーザ光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
集光光学素子ＯＢＪに重畳型回折構造ＨＯＥを形成する場合には、集光光学素子ＯＢＪでは、波長λ１と波長λ３とに対する倍率を異ならしめることで、ＨＤ−ＤＶＤとＣＤとの保護層の厚さの違いに起因する球面収差を補正することができる。
なお、第１図に示すピックアップ装置ＰＵ１においては、第１補正素子Ｌ１には第１光束のみが通過するので、上述したような、重畳型回折構造ＨＯＥの波長選択性を利用する必要は無いが、例えば、第１補正素子Ｌ１を、第２のビームスプリッターＢＳ２と集光光学素子ＯＢＪの間に配置する場合には、第１補正素子Ｌ１には第１〜第３光束が通過することになるので、この場合には、第１補正素子Ｌ１に重畳型回折構造ＨＯＥを形成し、重畳型回折構造ＨＯＥの波長選択性を利用して、第１補正素子では第１光束に対してのみ回折作用を与え、第２光束及び第３光束には回折作用を与えない構成にすることができる。
また、第２光源ＬＤ２と第３光源ＬＤ３とを一体化した光源ユニットＬＵ２３を用いて、第２補正素子に第２光束と第３光束を入射させる構成とすることで、第２補正素子Ｌ２の入射面及び出射面に設けた回折構造を利用して、ＤＶＤとＣＤにおいて十分な光量と収差抑制機能を得られる。
なお、ｎ１とｎ２との組合せとしては、（ｎ１，ｎ２）＝（２，１）、（３，２）、（５，３）、（８，５）のいずれかであることが好ましく、ｎ１とｎ２とｎ３との組合せとしては、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（２，１，１）、（３，２，２）、（５，３，３）、（８，５，４）のいずれかであることが好ましい。
第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成における第１光束と第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値の組み合わせの他の例を第３（ｂ）図に示す。第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を丸で示し、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を四角で示したものである。
第３（ｂ）図に示す例は、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値が、集光光学素子ＯＢＪに形成されたブレーズ型回折構造ＤＯＥにより、その絶対値が０．２５μｍ／ｎｍ以下、つまりほぼゼロとなっている例である。
また、図示は省略するが、第２光束に対して第２補正素子自体が有する色収差も、第２補正素子Ｌ２に形成されたブレーズ型回折構造ＤＯＥにより、その絶対値が３．５μｍ／ｎｍ以下、つまりほぼゼロとなっている。
また、第２光束に対する集光光学素子自体の色収差がほぼゼロとなるように集光光学素子ＯＢＪのブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計することから、第３（ｂ）図に示すように、第１光束に対しては集光光学素子自体の色収差が残留し、具体的には色収差の値が正となる。
そこで、この場合には、図示は省略するが、第１光束に対して第１補正素子自体が有する色収差の値が負となるように第１補正素子Ｌ１のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計すればよい。
なお、ＤＶＤでは、ＨＤ−ＤＶＤと比較して色収差補正に対する要求が低いので、第２補正素子Ｌ２には回折構造を設けずに、第２光束に対して第２補正素子自体が色収差を有する構成とした場合でも、第２集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができる。この場合には、第２光束が回折輪帯を通過する際の光量の損失が生じないので、高い光量を確保できる。
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について説明するが、本実施の形態を構成する各素子の配置は、図１に示すピックアップ装置ＰＵ１と同様であるため図示を省略し、また、同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本発明の第１の実施の形態について説明するが、本実施の形態を構成する各素子の配置は、図１に示すピックアップ装置ＰＵ１と同様であるため図示を省略し、また、同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態の光ピックアップ装置においては、第１補正素子Ｌ１、第２補正素子Ｌ２、対物レンズＯＢＪに回折構造が設けられている。
第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成における第１光束と第２光束に対して本実施の形態に係る集光光学素子自体が有する色収差の値を第３（ｃ）図に示す。第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を丸で示し、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を四角で示す。
第３（ｃ）図から分かるように、第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値が正となっている。
そこで、本実施の形態においては、図示は省略するが、第１光束に対して第１補正素子自体が有する色収差の値が負となるように第１補正素子Ｌ１のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計している。
このように、第１光束に対する集光光学素子自体の正の色収差を、第１補正素子自体の負の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第１集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができる。
また、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値も正となっている。
そこで、本実施の形態においては、図示は省略するが、第２光束に対して第２補正素子自体が有する色収差の値が負となるように第２補正素子Ｌ２のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計している。
このように、第２光束に対する集光光学素子自体の正の色収差を、第２補正素子自体の負の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第２集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができる。
以上のように、本実施の形態に示した第１補正素子Ｌ１、第２補正素子Ｌ２、光ピックアップ装置によれば、第１の光束及び第２の光束に対する集光光学素子自体が有する色収差の値を共に同符号（正）にするので、集光光学素子ＯＢＪに形成するブレーズ型回折構造ＤＯＥの回折作用を弱めることができる。従って、回折ピッチを広くすることによる加工性の向上や光量損失量の低減を図ることができる。
また、第２光源ＬＤ２と第３光源ＬＤ３とを一体化した光源ユニットＬＵ２３を用いて、第２補正素子に第２光束と第３光束を入射させる構成とすることで、第２補正素子Ｌ２に設けた回折構造を利用して、ＤＶＤとＣＤにおいて十分な光量と収差抑制機能を得られる。
第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成における第１光束と第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値の組み合わせの他の例を第３（ｄ）図に示す。第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を丸で示し、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を四角で示したものである。
第３（ｄ）図に示す例は、第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値が負となっている。
そこで、この場合には、図示は省略するが、第１光束に対して第１補正素子自体が有する色収差の値が正となるように第１補正素子Ｌ１のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計すればよい。
また、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値は負となる。
そこで、この場合には、図示は省略するが、第２光束に対して第２補正素子自体が有する色収差の値が正となるように第２補正素子Ｌ２のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計すればよい。
また、ＤＶＤでは、ＨＤ−ＤＶＤと比較して色収差補正に対する要求が低いので、第２補正素子Ｌ２には回折構造を設けずに、第２光束に対して第２補正素子自体が色収差を有する構成とした場合でも、第２集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができる。この場合には、第２光束が回折輪帯を通過する際の光量の損失が生じないので、高い光量を確保できる。
［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が、本実施の形態を構成する各素子の配置は図１に示すピックアップ装置ＰＵ１と同様であるため図示を省略し、また、同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
次に、本発明の第２の実施の形態について説明するが、本実施の形態を構成する各素子の配置は図１に示すピックアップ装置ＰＵ１と同様であるため図示を省略し、また、同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態の光ピックアップ装置においては、第１補正素子Ｌ１、対物レンズＯＢＪに回折構造が設けられている。
第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成における第１光束と第２光束に対して本実施の形態に係る集光光学素子自体が有する色収差の値を第３（ｅ）図に示す。第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を丸で示し、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を四角で示す。
第３（ｅ）図から分かるように、第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値が正となっているが、この正の色収差を、図示は省略するが、第１光束に対して第１補正素子自体が有する色収差の値（負）により相殺する構成となっている。
このように、第１光束に対する集光光学素子自体の正の色収差を、第１補正素子自体の負の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第１集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができる。
また、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値は負となる。
そこで、本実施の形態においては、図示は省略するが、第２光束に対して第２補正素子自体が有する色収差の値が正となるように第２補正素子Ｌ２を設計している。
このように、第２光束に対する集光光学素子自体の負の色収差を、第２補正素子自体の正の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第２集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができる。
以上のように、本実施の形態においては第２補正素子Ｌ２が回折構造を持たないので、第２光束が第２補正素子を通過する際の光量の損失が生じず、また、加工性を向上できる。
［第３の実施の形態］
第５図は、ＨＤ−ＤＶＤ（第１光情報記録媒体）とＤＶＤ（第２光情報記録媒体）の何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第２の光ピックアップ装置ＰＵ６の構成を概略的に示す図である。図１に示すピックアップ装置ＰＵ１と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
第５図は、ＨＤ−ＤＶＤ（第１光情報記録媒体）とＤＶＤ（第２光情報記録媒体）の何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第２の光ピックアップ装置ＰＵ６の構成を概略的に示す図である。図１に示すピックアップ装置ＰＵ１と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
光ピックアップ装置ＰＵ６は、ＨＤ−ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０７ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、第１光束用の光検出器ＰＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５５ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）、第２光束の光検出器ＰＤ２、第１光束及び第２光束が通過する第１補正素子Ｌ１、第２光束のみが通過する第２補正素子Ｌ２、各レーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２上に集光させる機能を有する対物レンズ（集光光学素子）ＯＢＪ、第１のビームスプリッターＢＳ１、第２のビームスプリッターＢＳ２、第３のビームスプリッターＢＳ３、絞りＳＴＯ、センサーレンズＳＥＮ１及びＳＥＮ２等から構成されている。
なお、詳しい説明は後述するが、第１補正素子Ｌ１、第２補正素子Ｌ２、対物レンズＯＢＪには回折構造が設けられている。
光ピックアップ装置ＰＵ６において、ＨＤ−ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第５図においてその光線経路を描いたように、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１のビームスプリッターＢＳ１を通過した後、第２のビームスプリッターＢＳ２で反射し、その後第１補正素子Ｌ１を透過することにより平行光束に変換された後、集光光学素子ＯＢＪに至る。
そして、集光光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第１光束のｎ１（ｎ１は自然数）次回折光を、ＨＤ−ＤＶＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に集光させることでスポット（第１集光スポット）を形成する。この第１集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられており、具体的には、第１集光スポットの色収差の絶対値を０．１５μｍ／ｎｍ以下に抑えている。
そして、集光光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ（図示せず）によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び集光光学素子ＯＢＪ、第１補正素子Ｌ１を通過し、第２のビームスプリッターＢＳ２で反射した後、第１のビームスプリッターＢＳ１で分岐され、センサーレンズＳＥＮ１により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いてＨＤ−ＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第５図においてその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第２補正素子Ｌ２、第３のビームスプリッターＢＳ３、第２のビームスプリッターＢＳ２を通過し、第１補正素子Ｌ１を透過することにより平行光束に変換された後、集光光学素子ＯＢＪに至る。
そして、集光光学素子ＯＢＪの回折構造から回折作用を受けることにより生じる第２光束のｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光を、ＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に集光させることでスポット（第２集光スポット）を形成する。この第２集光スポットは、色収差が情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えられており、具体的には、第２集光スポットの色収差の絶対値を０．２５μｍ／ｎｍ以下に抑えている。
そして、集光光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び集光光学素子ＯＢＪ、第１補正素子Ｌ１、第２のビームスプリッターＢＳ２を通過し、第３のビームスプリッターＢＳ３で分岐され、センサーレンズＳＥＮ２により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
集光光学素子ＯＢＪは、第１、第２光束を光ディスクの情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２上に集光させる機能を有する両面非球面の単玉のプラスチックレンズである。なお、複数の光学素子を組み合わせて集光光学素子を構成してもよい。
集光光学素子ＯＢＪの入射面には、第２図に示すようなブレーズ型回折構造ＤＯＥが形成されている。ブレーズ型回折構造ＤＯＥは、第２光源から出射される光束に対して集光光学素子ＯＢＪ自体が有する色収差を補正するために設けられており、具体的には、色収差の絶対値が０．２５μｍ／ｎｍ以下となるように設計されている。
第１補正素子Ｌ１は、第１光源ＬＤ１から発散光として出射された第１光束と、第２光源ＬＤ２から発散光として出射された第２光束とを、共に平行光として出射するコリメート機能を有すると共に、その出射面に第２図に示したものと同様のブレーズ型回折構造ＤＯＥが形成されている。
第２補正素子Ｌ２は、その出射面に第２図に示したものと同様のブレーズ型回折構造ＤＯＥが形成されている。
第２の光ピックアップ装置ＰＵ６の構成における第１光束と第２光束に対して本実施の形態に係る集光光学素子自体が有する色収差の値を第３（ｂ）図に示す。第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を丸で示し、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を四角で示す。
第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値が、集光光学素子ＯＢＪに形成されたブレーズ型回折構造ＤＯＥにより、その絶対値が０．２５μｍ／ｎｍ以下、つまりほぼゼロとなっている。
第２光束に対する集光光学素子自体の色収差がほぼゼロとなるように集光光学素子ＯＢＪのブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計することから、第３（ｂ）図に示すように、第１光束に対しては集光光学素子自体の色収差が残留し、具体的には色収差の値が正となる。
そこで、本実施の形態においては、図示は省略するが、第１光束に対して第１補正素子自体が有する色収差の値が負となるように第１補正素子Ｌ１のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計している。
このように、第１光束に対する集光光学素子自体の正の色収差を、第１補正素子自体の負の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第１集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができる。
第１光束に対して第１補正素子自体が有する色収差の値が負となるように第１補正素子Ｌ１のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計することから、第２光束に対しても第１補正素子自体の色収差が残留し、具体的には色収差の値が負となる。
そこで、本実施の形態においては、図示は省略するが、第２光束に対して第２補正素子自体が有する色収差の値が正となるように第２補正素子Ｌ２のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計している。
このように、第２光束に対する第１補正素子自体の負の色収差を、第２補正素子自体の正の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第２集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができる。
なお、ｎ１とｎ２との組合せとしては、（ｎ１，ｎ２）＝（２，１）、（３，２）、（５，３）、（８，５）のいずれかであることが好ましい。
第２の光ピックアップ装置ＰＵ６の構成における第１光束と第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値の組み合わせの他の例を第３（ａ）図に示す。第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を丸で示し、第２光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値を四角で示したものである。
第３（ａ）図に示す例は、第１光束に対して集光光学素子自体が有する色収差の値は、集光光学素子に形成されたブレーズ型回折構造ＤＯＥにより、その絶対値が０．１５μｍ／ｎｍ以下、つまりほぼゼロとなっている例である。
また、図示は省略するが、上述のように、第１光束に対して第１補正素子自体が有する色収差も、第１補正素子に形成されたブレーズ型回折構造ＤＯＥにより、その絶対値が２．１μｍ／ｎｍ以下、つまりほぼゼロとなっている。
また、第１光束に対する集光光学素子自体の色収差がほぼゼロとなるように集光光学素子のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計することから、第３（ａ）図に示すように、第２光束に対しては集光光学素子自体の色収差が残留し、具体的には色収差の値が負となる。
また、第１光束に対して第１補正素子自体が有する色収差の値がほぼゼロとなるように第１補正素子Ｌ１のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計することから、第２光束に対しては第１補正素子自体の色収差が残留し、具体的には色収差の値が負となる。
そこで、この場合には、図示は省略するが、第２光束に対して第２補正素子自体が有する色収差の値が正となるように第２補正素子Ｌ２のブレーズ型回折構造ＤＯＥを設計すればよい。
このように、第２光束に対する集光光学素子自体の負の色収差、及び第１補正素子自体の負の色収差を、第２補正素子自体の正の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第２集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えることができる。
以上のように、本実施の形態に示した第１補正素子Ｌ１、第２補正素子Ｌ２、光ピックアップ装置ＰＵ７によれば、第１光束に対する集光光学素子自体及び第１補正素子自体の色収差をほぼゼロに抑えることにより、ＨＤ−ＤＶＤの再生及び／又は記録時のトラッキングの際に波長変動が生じても波面収差を悪化を防止できる。
上記実施の形態で示した光ピックアップ装置、第１補正素子及び第２補正素子の参考例及び実施例について説明する。
実施例１は、参考例であり、第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成において、第１光束に対する集光光学素子自体の負の色収差を、第１補正素子自体の正の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第１集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑え、また、第２光束に対する集光光学素子自体の負の色収差を、第２補正素子自体の正の色収差により相殺するよう構成したものである。
表１、表２に各光学素子のレンズデータを示す。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば ２．５×１０ -03 ）を、Ｅ（例えば ２．５×Ｅ―０３）を用いて表すものとする。
表１に示すように、参考例である実施例１の対物レンズは、波長λ１＝４０７ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝３．１ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５に設定されており、波長λ２＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝３．１９ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．６５に設定されており、波長λ３＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ３＝３．１６ｍｍ、像側開口数ＮＡ３＝０．５１に設定されている。
また、参考例である実施例１においては、第１補正素子の出射面（第４面）、第２補正素子の入射面（第３面）及び出射面（第４面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第６面）にブレーズ型回折構造が形成されている。
また、第１光束及び第２光束に対する対物レンズの倍率ｍ１、ｍ２はほぼ０であり、第１光束及び第２光束は対物レンズに平行光として入射し、第３光束に対する倍率ｍ３は負であり、第３光束は対物レンズに発散光として入射する構成となっている。
第１補正素子の入射面（第３面）及び出射面（第４面）、第２補正素子の入射面（第３面）及び出射面（第４面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第６面）及び出射面（第７面）には、それぞれ次式（数１）に表１及び表２に示す係数を代入した数式で規定される、光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａ２ｉは非球面係数である。
また、回折輪帯のピッチは数２の光路差関数に、表２に示す係数を代入した数式で規定される。
ここで、Ｂ２ｉは光路差関数の係数、λは使用波長、λＢは回折のブレーズ化波長（λＢ＝１ｍｍ）である。
次に、参考例である実施例２について説明する。
実施例２は、参考例であり、第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成において、第１光束に対する集光光学素子自体の色収差と第１補正素子自体の色収差を共にほぼゼロとすることにより、光ピックアップ装置使用時における第１集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑え、また、第２光束に対する集光光学素子自体の負の色収差を、第２補正素子自体の正の色収差により相殺するよう構成したものである。
表３、表４に各光学素子のレンズデータを示す。
表３に示すように、参考例である実施例２の対物レンズは、波長λ１＝４０７ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝３．１ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５に設定されており、波長λ２＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝３．１６ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．６５に設定されており、波長λ３＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ３＝３．０９ｍｍ、像側開口数ＮＡ３＝０．５１に設定されている。
また、参考例である実施例２においては、第１補正素子の出射面（第４面）、第２補正素子の出射面（第４面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第６面）にブレーズ型回折構造が形成されている。
また、第１光束及び第２光束に対する対物レンズの倍率ｍ１、ｍ２はほぼ０であり、第１光束及び第２光束は対物レンズに平行光として入射し、第３光束に対する倍率ｍ３は負であり、第３光束は対物レンズに発散光として入射する構成となっている。
第１補正素子の入射面（第３面）及び出射面（第４面）、第２補正素子の入射面（第３面）及び出射面（第４面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第６面）及び出射面（第７面）には、それぞれ上記数１に表３及び表４に示す係数を代入した数式で規定される、光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
また、回折輪帯のピッチは上記数２の光路差関数に、表４に示す係数を代入した数式で規定される。
次に、参考例である実施例３について説明する。
実施例３は、参考例であり、第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成において、第２光束に対する集光光学素子自体の色収差と第２補正素子自体の色収差を共にほぼゼロとすることにより、光ピックアップ装置使用時における第２集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑え、また、第１光束に対する集光光学素子自体の負の色収差を、第１補正素子自体の正の色収差により相殺するよう構成したものである。
表５、表６に各光学素子のレンズデータを示す。
表５に示すように、参考例である実施例３の対物レンズは、波長λ１＝４０７ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝３．１ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５に設定されており、波長λ２＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝３．２１ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．６５に設定されており、波長λ３＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ３＝３．２３ｍｍ、像側開口数ＮＡ３＝０．５１に設定されている。
また、参考例である実施例３においては、第１補正素子の出射面（第４面）、第２補正素子の出射面（第４面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第６面）にブレーズ型回折構造が形成されている。
また、第１光束及び第２光束に対する対物レンズの倍率ｍ１、ｍ２はほぼ０であり、第１光束及び第２光束は対物レンズに平行光として入射し、第３光束に対する倍率ｍ３は負であり、第３光束は対物レンズに発散光として入射する構成となっている。
第１補正素子の入射面（第３面）及び出射面（第４面）、第２補正素子の入射面（第３面）及び出射面（第４面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第６面）及び出射面（第７面）には、それぞれ上記数１に表５及び表６に示す係数を代入した数式で規定される、光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
また、回折輪帯のピッチは上記数２の光路差関数に、表６に示す係数を代入した数式で規定される。
次に、上記第３の実施の形態で示した光ピックアップ装置、第１補正素子及び第２補正素子の実施例について説明する。
本実施例４は、上記第３の実施の形態のように、第２光束に対する集光光学素子自体の色収差をほぼゼロとし、第２光束に対する第１補正素子自体の負の色収差を、第２補正素子自体の正の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第２集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑え、また、第１光束に対する集光光学素子自体の正の色収差を、第１補正素子自体の負の色収差により相殺することにより、光ピックアップ装置使用時における第１集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑えた光ピックアップ装置に関するものである。
表７、表８に各光学素子のレンズデータを示す。
表７に示すように、本実施例の対物レンズは、波長λ１＝４０７．９ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝３．１ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５に設定されており、波長λ２＝６６１ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝３．１９ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．６５に設定されている。
また、本実施例においては、第１補正素子の出射面（第６面）、第２補正素子の出射面（第２面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第８面、第８’面）にブレーズ型回折構造が形成されている。
また、第１光束及び第２光束に対する対物レンズの倍率ｍ１、ｍ２はほぼ０であり、第１光束及び第２光束は対物レンズに平行光として入射する構成となっている。
第１補正素子の出射面（第６面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第８面、第８’面）及び出射面（第９面）には、それぞれ上記数１に表７及び表８に示す係数を代入した数式で規定される、光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
また、回折輪帯のピッチは上記数２の光路差関数に、表８に示す係数を代入した数式で規定される。
次に、参考例である実施例５について説明する。
実施例５は、参考例であり、第２の光ピックアップ装置ＰＵ６の構成において、第１光束に対する集光光学素子自体の色収差と第１補正素子自体の色収差を共にほぼゼロとすることにより、光ピックアップ装置使用時における第１集光スポットの色収差を情報の再生及び又は記録に必要な範囲内に抑え、また、第２光束に対する集光光学素子自体の負の色収差、及び第１補正素子自体の負の色収差を、第２補正素子自体の正の色収差により相殺するよう構成したものである。
表９、表１０に各光学素子のレンズデータを示す。
表９に示すように、参考例である実施例５の対物レンズは、波長λ１＝４０７ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝３．１ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５に設定されており、波長λ２＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝３．２１ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．６５に設定されている。
また、参考例である実施例５においては、第１補正素子の出射面（第６面）、第２補正素子の出射面（第２面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第８面）にブレーズ型回折構造が形成されている。
また、第１光束及び第２光束に対する対物レンズの倍率ｍ１、ｍ２はほぼ０であり、第１光束及び第２光束は対物レンズに平行光として入射する構成となっている。
第１補正素子の出射面（第６面）、集光光学素子（対物レンズ）の入射面（第８面）及び出射面（第９面）には、それぞれ上記数１に表９及び表１０に示す係数を代入した数式で規定される、光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
また、回折輪帯のピッチは上記数２の光路差関数に、表１０に示す係数を代入した数式で規定される。
表１１は、参考例である実施例１〜３において、対物レンズと第１補正素子とを組合わせた場合の第１光束に対する色収差（ＨＤ−ＤＶＤと表記する）、及び、対物レンズと第２補正素子とを組合わせた場合の第２光束に対する色収差（ＤＶＤと表記する）を示すものである。
表１１より、参考例である実施例１〜３において、ＨＤ−ＤＶＤとＤＶＤに対して色収差が実用上支障の無い範囲に抑えられていることが分かる。
表１２は、実施例４及び参考例である実施例５において、対物レンズと第１補正素子とを組合わせた場合の第１光束に対する色収差（ＨＤ−ＤＶＤと表記する）、及び、対物レンズと第１補正素子、第２補正素子とを組合わせた場合の第２光束に対する色収差（ＤＶＤと表記する）を示すものである。
表１２より、実施例４及び参考例である実施例５において、ＨＤ−ＤＶＤとＤＶＤに対して色収差が実用上支障が無い範囲に抑えられていることが分かる。
尚、上述した例では、高密度光ディスクとしてＨＤ−ＤＶＤを挙げたが、高密度光ディスクはＨＤ−ＤＶＤに限るものではない。
尚、上述した例では、高密度光ディスクとしてＨＤ−ＤＶＤを挙げたが、高密度光ディスクはＨＤ−ＤＶＤに限るものではない。
Claims (3)
- 波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、
波長λ２（６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源と、
前記波長λ１の光束に対しｎ１（ｎ１は自然数）次回折光が最大回折効率となり、前記波長λ２の光束に対しｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する集光光学素子と、
前記波長λ１の光束に対しｎ４（ｎ４は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第１補正素子と、
前記波長λ２の光束に対しｎ５（ｎ５は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第２補正素子と、
前記波長λ１の光束の光路と前記波長λ２の光束の光路とを合致させるビームスプリッターと、を有し、
前記波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１（０ｍｍ＜ｔ１≦０．７ｍｍ）の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、
前記波長λ２の光束を用いて保護基板厚ｔ２（０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学素子は、前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子は前記波長λ１の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第２補正素子は前記波長λ２の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する正の軸上色収差を相殺し、
前記第２補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ２の光束に対する正の軸上色収差を相殺するよう構成することにより、
前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットと、前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの軸上色収差を、共に情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、
波長λ２（６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源と、
前記波長λ１の光束に対しｎ１（ｎ１は自然数）次回折光が最大回折効率となり、前記波長λ２の光束に対しｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する集光光学素子と、
前記波長λ１の光束に対しｎ４（ｎ４は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第１補正素子と、
前記波長λ２の光束が通過する第２補正素子と、
前記波長λ１の光束の光路と前記波長λ２の光束の光路とを合致させるビームスプリッターと、を有し、
前記波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１（０ｍｍ＜ｔ１≦０．７ｍｍ）の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、
前記波長λ２の光束を用いて保護基板厚ｔ２（０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学素子は、前記波長λ１の光束に対して正の軸上色収差、前記波長λ２の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子は前記波長λ１の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第２補正素子は前記波長λ２の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する正の軸上色収差を相殺し、
前記第２補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ２の光束に対する負の軸上色収差を相殺するよう構成することにより、
前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットと、前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの軸上色収差を、共に情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４５０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、
波長λ２（６００ｎｍ≦λ２≦７００ｎｍ）の光束を出射する第２光源と、
前記波長λ１の光束に対しｎ１（ｎ１は自然数）次回折光が最大回折効率となり、前記波長λ２の光束に対しｎ２（ｎ２はｎ１≠ｎ２である自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する集光光学素子と、
前記波長λ１の光束と前記波長λ２の光束が通過する位置に配置され、前記波長λ１の光束に対しｎ４（ｎ４は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第１補正素子と、
前記波長λ２の光束に対しｎ５（ｎ５は自然数）次回折光が最大回折効率となる回折構造を有する第２補正素子と、
前記波長λ１の光束の光路と前記波長λ２の光束の光路とを合致させるビームスプリッターと、を有し、
前記波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１（０ｍｍ＜ｔ１≦０．７ｍｍ）の第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、
前記波長λ２の光束を用いて保護基板厚ｔ２（０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ）の第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学素子は、前記波長λ１の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子は前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束に対して負の軸上色収差を有し、
前記第２補正素子は前記波長λ２の光束に対して正の軸上色収差を有し、
前記第１補正素子で前記集光光学素子の前記波長λ１の光束に対する正の軸上色収差を相殺し、
前記第２補正素子で前記第１補正素子の前記波長λ２の光束に対する負の軸上色収差を相殺するよう構成することにより、
前記第１光情報記録媒体上に形成される第１集光スポットと、前記第２光情報記録媒体上に形成される第２集光スポットの軸上色収差を、共に情報の再生及び／又は記録に必要な範囲内に抑えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
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