WO2006090653A1

WO2006090653A1 - 光ピックアップ装置、それに用いる対物光学系

Info

Publication number: WO2006090653A1
Application number: PCT/JP2006/302891
Authority: WO
Inventors: Katsuhiko Hayashi; Akihiro Arai; Yasuhiro Tanaka; Michihiro Yamagata
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2006-08-31
Also published as: US7656769B2; JPWO2006090653A1; US20090022039A1; CN101128874B; CN101128874A

Abstract

　光ピックアップ装置（１）は、複数波長光源（６）と、対物光学系（２）とを備えている。対物光学系（２）は、少なくとも２面の波面変換面（１３ａ）、（１６ａ）と、対物レンズ（１０）とを含む。少なくとも２面の波面変換面（１３ａ）、（１６ａ）は、入射したレーザ光の波面をそれぞれ光情報記録媒体（３）の種類に応じた相互に異なる波面にして出射する。対物レンズ（１０）は、波面変換面（１６ａ）から出射したレーザ光を光情報記録面（３Ｒ）に合焦させる。光ピックアップ装置（１）は、対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の条件を満足する。　　｜ＳＣMAX｜　＜　０．０３６　ここで、ＳＣMAX：対物光学系（２）の正弦条件不満足量の最大値である。

Description

明細書

光ピックアップ装置、それに用いる対物光学系

技術分野

[0001] 本発明は、光ピックアップ装置、それに用いる対物光学系に関する。

背景技術

[0002] 近年、規格の異なる複数種類の光情報記録媒体 (例えば、 CD (Compact Disc) 、 DVD (Digital Versatile Disc)、 EVD (Enhanced Versatile Disc)、： BD (B lu-ray Disc)、 HD— DVD (High Definition Digital Versatile Disc)等）の 2種以上に対して情報の記録'再生が可能な光情報記録 Z再生装置の需要が増大してきている。

[0003] し力しながら、一般的に、光情報記録媒体の種類によって、使用する光の波長、光情報記録媒体の保護層の厚さ (表面から情報記録面までの距離)等の各種規格が異なっている。このため、ある種類の光情報記録媒体に対して設計された対物レンズを他の種類の光情報記録媒体に対して用いると、大きな収差 (具体的には、球面収差等）が発生してしまう。従って、光情報記録媒体に対する情報の記録 ·再生が好適に行えな、と、う問題がある。

[0004] 例えば、規格の異なる複数種類の光情報記録媒体のすべてに対する好適な情報の記録 ·再生を可能にする方法として、光ピックアップ装置に複数種類の光情報記録媒体のそれぞれに対して設計された複数種類の対物レンズを設けることが考えられる。し力しながら、複数種類の対物レンズを有する光ピックアップ装置では、情報の記録 '再生を行う対象となる光情報記録媒体の種類に応じて使用する対物レンズを切り替える必要がある。このため、対物レンズの切り替え機構等が必要となる。従って、光ピックアップ装置の構成が複雑となる。その結果、光ピックアップ装置が大型化、高コストイ匕してしまうと、う問題がある。

[0005] このような問題に鑑み、同一の対物レンズを用いて規格の異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録 ·再生を行う際に生じる収差 (具体的には、球面収差等)を補正'低減するための種々の方法が提案されている。 [0006] 例えば、特許文献 1等には、球面収差を補正するための高分子液晶層を有する偏光性位相補正素子を用いる技術が開示されて、る。

特許文献 1 :特開 2003— 149443号公報し力しながら、たとえ特許文献 1等に開示された技術を用いたものであっても、従来の光ピックアップ装置では、規格の異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録'再生を好適に行うことが困難であるという問題がある。

[0007] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、規格の異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれに対して情報の記録'再生を好適に行うことが可能な光ピックアップ装置を提供することにある。

発明の開示

[0008] 本発明者等が誠意研究した結果、特許文献 1に記載の技術を用いた光ピックアツプ装置では、正弦条件不満足量が十分に低減されないため、規格の異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録'再生を好適に行う際に、軸外光線に対する収差が大きく発生することを見出し、本発明を成すに至った。すなわち、本発明者等は、従来着眼されていな力つた正弦条件不満足量に新たに着眼し、これを低減することによって軸外光線に対する収差を低減して、光源波長の変動や保護層厚みのノつき等があっても性能が劣化しない装置を提供できることを見出し、本発明を成すに至った。

[0009] 本発明に係る光ピックアップ装置は、各々、情報記録面と、該情報記録面を被覆する保護層とを有し、該情報記録面に対応したレーザ光の波長及び該保護層の厚みの少なくとも一方が相互に異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれの該情報記録面に当該光情報記録面に対応したレーザ光を合焦させるためのものである。本発明に係る光ピックアップ装置は、複数波長光源と、対物光学系とを備えている。複数波長光源は光情報記録面に対応するレーザ光をそれぞれ出射する。対物光学系は、複数波長光源から出射したレーザ光を、それぞれ対応する光情報記録面に合焦させる。対物光学系は、少なくとも 2面の波面変換面と、対物レンズとを含む。少なくとも 2面の波面変換面は、入射したレーザ光の波面をそれぞれ光情報記録媒体の種類に応じた相互に異なる波面にして出射する。対物レンズは、波面変換面から出射したレーザ光を光情報記録面に合焦させる。本発明に係る光ピックアップ装置は、対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の条件を満足する。

[0010] I SC I < 0. 036

MAX

ここで、

SC ：以下の式（1)で規定される対物光学系の正弦条件不満足量の最大値である

[0011] [数 1] 式 (2)

[0012] ここで、

h：対物レンズに入射するレーザ光の対物レンズの光軸からの距離、

U:対物レンズに入射する前に光軸カゝら距離 hにあるレーザ光の対物レンズを透過した後の光進行方向と光軸とのなす角度、

f :対物光学系の合焦点距離、

である。

[0013] 本発明に係る対物光学系は、各々、情報記録面と、該情報記録面を被覆する保護層とを有し、該情報記録面に対応したレーザ光の波長及び該保護層の厚みの少なくとも一方が相互に異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれの該情報記録面に当該光情報記録面に対応したレーザ光を合焦させるために用いられるものである。本発明に係る対物光学系は、少なくとも 2面の波面変換面と、対物レンズとを含む。少なくとも 2面の波面変換面は、入射したレーザ光の波面をそれぞれ光情報記録媒体の種類に応じた相互に異なる波面にして出射する。対物レンズは、波面変換面から出射したレーザ光を光情報記録面に合焦させる。本発明に係る対物光学系は、対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の条件を満足する。

[0014] I SC I < 0. 036

SC ：以下の式（1)で規定される対物光学系の正弦条件不満足量の最大値である [0015] [数 1] h/sinU) - f}/f · · · · ·式 (2)

[0016] ここで、

f :対物光学系の合焦点距離、

である。

[0017] 本発明によれば、規格の異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれに対して情報の記録 ·再生を好適に行うことができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]光ピックアップ装置 1の光学を表す図である。

[図 2]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 1 (実施例 1)の波長 405nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 3]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 1 (実施例 1)の波長 780nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 4]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 2 (実施例 2、 3)の波長 405nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 5]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 2 (実施例 2、 3)の波長 780nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 6]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 3 (実施例 4)の波長 408nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 7]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 3 (実施例 4)の波長 660nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 8]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 3 (実施例 4)の波長 780nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 9]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 4 (実施例 5)の波長 408nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 10]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 4 (実施例 5)の波長 660nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 11]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 4 (実施例 5)の波長 780nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 12]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 5 (実施例 6)の波長 408nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 13]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 5 (実施例 6)の波長 660nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 14]光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 5 (実施例 6)の波長 780nmの光を使用した際の概略光路図である。

[図 15]実施例 1の球面収差 (波長: 405nm、保護層 3Pの層厚: 0. 1mm)を示す図である。

[図 16]実施例 1の正弦条件不満足量 (波長: 405nm、保護層 3Pの層厚: 0. lmm) を示す図である。

[図 17]実施例 1の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す図である。

圆 18]実施例 1の正弦条件不満足量 (波長：780nm、保護層 3Pの層厚：1. 2mm) を示す図である。

[図 19]比較例の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す図である。

圆 20]比較例の正弦条件不満足量 (波長：780nm、保護層 3Pの層厚：1. 2mm)を示す図である。

[図 21]実施例 2の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す図である。

圆 22]実施例 2の正弦条件不満足量 (波長：780nm、保護層 3Pの層厚：1. 2mm) を示す図である。

[図 23]実施例 3の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す図である。

圆 24]実施例 3の正弦条件不満足量 (波長：780nm、保護層 3Pの層厚：1. 2mm) を示す図である。

[図 25]実施例 4の球面収差 (波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085mm)を示す図である。

[図 26]実施例 4の正弦条件不満足量 (波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085mm

)を示す図である。

[図 27]実施例 4の球面収差 (波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm)を示す図である。

[図 28]実施例 4の正弦条件不満足量 (波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm) を示す図である。

[図 29]実施例 4の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す図である。

[図 30]実施例 4の正弦条件不満足量 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm) を示す図である。

[図 31]実施例 5の球面収差 (波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085mm)を示す図である。

[図 32]実施例 5の正弦条件不満足量 (波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085mm

)を示す図である。

[図 33]実施例 5の球面収差 (波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm)を示す図である。

[図 34]実施例 5の正弦条件不満足量 (波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm) を示す図である。

[図 35]実施例 5の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す図である。

圆 36]実施例 5の正弦条件不満足量 (波長：780nm、保護層 3Pの層厚：1. 2mm) を示す図である。

[図 37]実施例 6の球面収差 (波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085mm)を示す図である。

[図 38]実施例 6の正弦条件不満足量 (波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085mm

)を示す図である。

[図 39]実施例 6の球面収差 (波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm)を示す図である。

[図 40]実施例 6の正弦条件不満足量 (波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm) を示す図である。

[図 41]実施例 6の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す図である。

[図 42]実施例 6の正弦条件不満足量 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm) を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

[0020] 図 1は本実施形態に係る光ピックアップ装置 1の光学構成を表す図である。

[0021] 本実施形態に係る光ピックアップ装置 1は、複数種類の情報記録媒体 (例えば、光ディスク） 3のそれぞれに対して情報の記録や再生を行うことが可能な複数波長対応の光ピックアップ装置である。尚、光情報記録媒体 3は、情報を記録するための情報記録面 3Rと、その情報記録面 3Rを被覆する保護層 3Pとを備えている。光情報記録媒体 3としては、例えば、 CD (Compact Disc)、 CD— R (Compact Disk Recor dable) , CD-RW (Compact Disk Rewritable)、 CD— ROM (Compact Dis k Read Only Memory)ゝ DVD (Digital Versatile Disc)、 DVD— R (Digita 1 Versatile Disc Recordable) , DVD- RW (Digital Versatile Disc ReWr itable)、 DVD— ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory)ゝ DV D— RAM (Digital Versatile Disk Random Access Memory)ゝ EVD (Enh anced Versatile Disc)、 EVD— R (Enhanced Versatile Disc Recordaole ) , EVD -RW (Enhanced Versatile Disc Rewritable)、 EVD— ROM (Enh anced Versatile Disc Read Only Memory)、 EVD— RAM (Enhanced V ersatile Disk Random Access Memory)、 BD (Blu— ray Disc)、BD— R ( Blu-ray Disc Recordable)、： BD—RW(Blu— ray Disc Rewritable) , BD -ROM (Blu-ray Disc Read Only Memory)ゝ BD— RAM (Blu— ray Dis c Random Access Memory) ^ HD― DVD (High Definition Digital Ver satile Disc)、 HD— DVD— R (High Definition Digital Versatile Disc R ecordable) , HD- DVD- RW (High Definition Digital Versatile Disc R e Writable) , HD- DVD -ROM (High Definition Digital Versatile Disc Read Only Memory)ゝ HD— DVD— RAM (High Definition Digital Vers atile Disc Random Access Memory)等の光ディスクが挙げられる。

[0022] 光情報記録媒体 3は、その種類に対応した層厚 (表面から情報記録面 3Rまでの距離)の保護層 3Pを備えている。例えば、 CDの場合は、保護層 3Pの層厚は 1. 2mm である。 DVD、 EVD、及び HD— DVDの場合は、保護層 3Pの層厚は 0. 6mmである。また、 BDの場合は、保護層 3Pの層厚は約 0. 1mmである。また、光情報記録媒体 3は、その種類に対応したレーザ光の波長が決まっている。例えば、 CDの場合は、 750〜820nmである。 DVD及び EVDの場合は、 640〜670nmである。また、 BD 及び HD— DVDの場合は、 400〜415nmである。

[0023] 本実施形態では、 CD、 DVD (EVD)、 BDの 3種類の光情報記録媒体 3に互換的に使用可能な光ピックアップ装置 1を例に挙げて説明する。

[0024] 本実施形態に係る光ピックアップ装置 1は、複数波長光源 6と、ビームスプリッタ 5a 及び 5bと、コリメータ 4と、ビームスプリッタ 7と、検出器 8と、対物光学系 2とを備えている。

[0025] 複数波長光源 6は、相互に波長の異なる複数種類のレーザ光を選択的に出射可能なものである。詳細には、複数波長光源 6は、それら複数種類のレーザ光のうち、光情報記録面 3Rに対応するレーザ光 (例えば、 CDの場合は波長が 750〜820nm の範囲に属するレーザ光、 DVDの場合は波長が 640〜670nmの範囲に属するレ一ザ光、 BDの場合は波長が 400〜415nmの範囲に属するレーザ光）を出射する。

[0026] 具体的には、複数波長光源 6は、相互に波長の異なるレーザ光を出射させる複数の光源（レーザー光源）を備えていてもよい。例えば、図 1に示すように、複数波長光源 6が、波長が 640〜670nmの範囲に属するレーザ光を出射する光源 6aと、波長力 S400〜415nmの範囲に属するレーザ光を出射する光源 6bと、波長が 750〜820 nmの範囲に属するレーザ光を出射する光源 6cとを備えて、てもよ、。

[0027] 光源 6aからのレーザ光は、ビームスプリッタ 5aによってその光路が曲げられ、対物光学系 2方向へと導かれる。光源 6bからのレーザ光は、ビームスプリッタ 5bによってその光路が曲げられ、ビームスプリッタ 5aを透過して対物光学系 2方向へと導かれる。光源 6cからのレーザ光はビームスプリッタ 5a及び 5bを透過して対物光学系 2方向へと導かれる。

[0028] コリメータ 4は、入射光を平行光束に変換する機能を有する。コリメータ 4は、 1枚のレンズによって構成されていてもよい。また、コリメータ 4は、 2枚のレンズ、例えば、凹レンズと凸レンズとを含む光学系によって構成されて、てもよ、。

[0029] 本実施形態ではコリメータ 4はビームスプリッタ 5a、 5bよりも光情報記録媒体 3寄りに配置する構成が採用されている力例えば、ビームスプリッタ 5aと各光源 6aとの間に光源 6a専用に設計されたのコリメータ 4を配置し、ビームスプリッタ 5bと光源 6b、 6c との間のそれぞれに光源 6b、 6cそれぞれに専用に設計されたのコリメータ 4を設けてちょい。

[0030] コリメータ 4ににより平行光束に変換されたレーザ光は、ビームスプリッタ 7を透過して対物光学系 2に入射する。

[0031] 尚、ビームスプリッタ 5a、 5bに代えてダイクロイツクミラーを用いてもよぐ平面ミラーを併用してもよい。すなわち、 1又は複数のビームスプリッタ、 1又は複数のダイクロイックミラー、及び 1又は複数の平面ミラーを任意に組み合わせて光路合成手段を構成しても構わない。また、例えば、光源 6a、 6b、 6cがーつの航路上に設けられている場合や、光学系の位置に合わせて移動可能であるような場合には、光路合成手段は必ずしも必須ではない。

[0032] 対物光学系 2は、対物レンズ 10と、第 1の波面変換素子 11と、第 2の波面変換素子 12とを備えている。第 1の波面変換素子 11と、第 2の波面変換素子 12とのそれぞれには、少なくとも 1面の波面変換面が設けられている。すなわち、対物光学系 2には少なくとも 2面の波面変換面が設けられている。このように、少なくとも 2面の波面変換面が設けられて、る限りにお、て、設置される波面変換素子の個数は問題とならず、例えば、第 1の波面変換素子 11と第 2の波面変換素子 12とが一体に形成されていてもよい。また、第 1の波面変換素子 11及び第 2の波面変換素子 12とに加えてさらなる波面変換素子を有して、てもよ、。

[0033] 尚、各波面変換面は、例えば光屈折面 (球面や非球面)や光回折面、又は位相段差構造を有する面であってもよい。また、少なくとも 2面の波面変換面は、相互に異なる形状の面であってもよぐ相互に同じ形状の面であってもよい。

[0034] 対物レンズ 10は、光ピックアップ装置 1に配置された光情報記録媒体 3に対向位置するように配置されている。対物レンズ 10は、複数波長光源 6から出射されたレーザ光を光ピックアップ装置 1に配置された光情報記録媒体 3の情報記録面 3Rに向けて合焦するためのものである。

[0035] 対物レンズ 10は、図 1に示すように両凸形状又はメニスカス状のレンズであってもよい。また、対物レンズ 10は両面が非球面形状であることが好ましい。

[0036] 対物レンズ 10により情報記録面 3Rに合焦されたレーザ光は、情報記録面 3Rにより反射、又は散乱される。情報記録面 3Rにより反射されたレーザ光は再び対物光学系 2に入射し、ビームスプリッタ 7の反射面 7aにより反射されて検出器 8に入射する。検出器 8において反射光の強度が測定され、その測定された強度に基づいて情報記録面 3Rに記録された情報が検出される。

[0037] 本実施形態では、第 1の波面変換素子 11と第 2の波面変換素子 12と (以下、「第 1 の波面変換素子 11と第 2の波面変換素子 12と」を「2つの波面変換素子 11、 12」とすることがある。）は対物レンズ 10よりも複数波長光源 6寄りに配置されている。

[0038] 2つの波面変換素子 11、 12に設けられた少なくとも 2面の波面変換面は、複数波長光源 6から出射され対物レンズ 10を透過したレーザ光が配置された光情報記録媒体 3の情報記録面 3Rに合焦するように、配置された光情報記録媒体 3の種類に応じて入射レーザ光の波面を、それぞれ光情報記録媒体 3の種類に応じた相互に異なる波面にして出射するものである。

[0039] 具体的には、 2つの波面変換素子 11、 12に設けられた少なくとも 2面の波面変換面は、光情報記録媒体 3として DVDが配置された場合には、光源 6aから出射された波長 640〜670nmのレーザ光が対物レンズ 10により配置された DVDの情報記録面 3Rに合焦するように、光源 6aから出射されたレーザ光の波面形状を調節する（波面形状を変換する、又は波面形状を変換せずに透過させる。 ) o

[0040] 光情報記録媒体 3として BDが配置された場合には、光源 6bから出射された波長 4 00〜415nmのレーザ光が対物レンズ 10により配置された BDの情報記録面 3Rに合焦するように、光源 6bから出射されたレーザ光の波面形状を調節する（波面形状を変換する、又は波面形状を変換せずに透過させる。 ) o

[0041] そして、光情報記録媒体 3として CDが配置された場合には、光源 6cから出射された波長 750〜820nmのレーザ光が対物レンズ 10により配置された CDの情報記録面 3Rに合焦するように、光源 6cから出射されたレーザ光の波面形状を調節する（波面形状を変換する、又は波面形状を変換せずに透過させる。 ) o

[0042] すなわち、 2つの波面変換素子 11、 12に設けられた少なくとも 2面の波面変換面は、各種光情報記録媒体 3の情報記録面 3Rに対して、その光情報記録媒体 3に対応したレーザ光が合焦するように、光情報記録媒体 3の種類に応じて相互に異なる波面変換特性を有するものである。

[0043] 例えば、 2つの波面変換素子 11、 12に設けられた少なくとも 2面の波面変換面は、光源 6bからのレーザ光を、その波面形状を変換せずに透過させ、光源 6a、 6cからのレーザ光を、その波面形状を変換して透過させるものであってもよい。また、各光源 6 a、 6b、 6cからのレーザ光を、その波面形状を変換して透過させるものであってもよい

[0044] 本実施形態のように、少なくとも 2面の波面変換面を設けることによってはじめて、複数種類の光情報記録媒体 3の情報記録面 3Rのそれぞれに対して、対応したレーザ光を球面収差及び正弦条件不満足量 SC (h)を低減させて合焦させることが可能となる。従って、本実施形態に係る光ピックアップ装置 1によれば、規格の異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録'再生を好適に行うことができる。

[0045] 例えば、 1面の波面変換面のみを設けた場合は、相互に波長の異なる複数種類のレーザ光に対して、十分に正弦条件不満足量 SC (h)を低減させることができない。

[0046] 尚、正弦条件不満足量 SC (h)は、下記式 (2)で定義される。この正弦条件不満足量 SC (h)は、コマ収差と相関する。具体的には、正弦条件不満足量 SC (h)の大きさ力、さ、ほどコマ収差が小さくなる。

[0047] [数 1]

¾h/sinU) - f}/ f · · · · ·式 (2)

[0048] ここで、

h:対物レンズ 10に入射するレーザ光の対物レンズ 10の光軸からの距離、

U:対物レンズ 10に入射する前に光軸から距離 hにあるレーザ光の対物レンズ 10を透過した後の光進行方向と光軸とのなす角度、

f :対物光学系 2の合焦点距離、

である。

[0049] 正弦条件不満足量 SC (h)の対物レンズ 10の有効径における最大値 SC が下記

MAX

条件（1)を満たすことが好ましい。より好ましくは、最大値 SC

MAXが下記条件（1— a)を満たすことが好ましい。

[0050] I SC I < 0. 036 (1)

MAX

I SC

MAX I < 0. 01 (l -a)

数式（1)は、情報記録面 3Rの法線が対物光学系 2の光軸力傾いた場合でも対物レンズ 10により情報記録面 3R上に良好なスポットが形成されるために望ましい正弦条件不満足量 SC (h)の条件範囲を規定して、る。数式（ 1)を満たす構成とすることにより、複数種類の光情報記録媒体 3のいずれにおいても、情報記録面 3Rの法線が対物光学系 2の光軸から傾いた場合でも情報記録面 3R上への良好なスポット形成が可能となる。

[0051] 数式（1)の範囲をはずれると、情報記録面 3Rの法線が対物光学系 2の光軸から傾 V、た場合の情報記録面 3R上への良好なスポット形成が困難となる傾向にある。

[0052] また、波面変換面 12は、対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の条件式

(3)を満たすことが好ましい。

[0053] 0. 8 < / < 1. 2 (3)

0 T

ここで、

Φ ：対物レンズのパワー、 φ ：対物光学系のパワー、

τ

である。

[0054] 条件式 (3)は、対物レンズのパワー範囲を規定した式である。条件式 (3)の上下限を超えると、対物レンズのパワーと比較して 2つの波面変換面の合成パワーが強くなり過ぎ、波面変換面により発生する収差を対物レンズで補正することができなくなり望ましくない。

[0055] 波面変換面 12は、対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の条件式 (4)を満たすことが好ましい。

[0056] 0≤ / < 1. 2 (4)

C Τ

ここで、

Φ

C：波面変換面の合成パワー、

Φ

Τ：対物光学系のパワー、

である。

[0057] 条件式 (4)は、波面変換面の合成パワー範囲を規定した式である。条件式 (4)の上下限を超えると、対物レンズのパワーと比較して 2つの波面変換面の合成パワーが強くなり過ぎ、波面変換面により発生する収差を対物レンズで補正することができなくなり望ましくない。

[0058] 波面変換面 12は、対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の条件式（5)を満たすことが好ましい。

[0059] 0≤Δ I / I / Δ λ < 1. 2 (5)

C τ

ここで、

φ ：波面変換面の合成パワー、

C

Φ ：対物光学系のパワー、

Τ

Δ I / I ：波面変換面の合成パワーの変化率

C Τ

Δ λ：波長変化量（ m)

である。

[0060] 条件式 (5)は、波面変換面の波長特性を規定する条件である。条件式 (5)の上限を超えると、波長の変化に対して波面変換面の合成パワーが敏感に変化し過ぎ、レンズ主面の変動が大きくなり安定して記録 ·再生を行うことが困難となる。

[0061] また、 2つの波面変換面は、対応するレーザ光すべてに対して互いに異なる符号のノヮ一を持つこと、すなわち、以下の条件（6)を満足することが好ましい。

[0062] Φ · Φ ≤ 0 (6)

1 2

2つの波面変換面が、対応するレーザ光に対して同一の符号のパワーを持つと、正弦条件を良好にコントロールすることが困難となり好ましくない。

[0063] 具体的構成例 1

次に、図 2及び図 3を参照しながら 2つの波面変換素子 11、 12の具体的構成例 1 について説明する。

[0064] 図 2は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 1の波長 405nm のレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0065] 図 3は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 1の波長 780nm のレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0066] 尚、本明細書及び図面において、 BDを「3a」で表す。 DVDを「3c」で表す。 CDを「

3b」で表す。

[0067] 図 2及び図 3に示すように、第 1の波面変換素子 11及び第 2の波面変換素子 12はそれぞれ液晶素子により構成してもよい。

[0068] 具体的に、第 1の波面変換素子 11は、基板 13と、液晶層 14と、基板 15とにより構成されている。基板 13と基板 15とは、液晶層を介在させて対向するように配置されて V、る。基板 13と基板 15とのそれぞれの液晶層 14側表面には光透過性の電極（図示せず）が形成されており、それら一対の電極間に印加する電圧を調節することにより液晶層 14の屈折率を調節することができる。また、基板 13の液晶層 14側表面には波面変換面 13aが形成されている。

[0069] 第 2の波面変換素子 12は、基板 16と、液晶層 17と、基板 18とにより構成されている。基板 16と基板 18とは、液晶層を介在させて対向するように配置されている。基板 16と基板 18とのそれぞれの液晶層 14側表面には光透過性の電極（図示せず）が形成されており、それら一対の電極間に印加する電圧を調節することにより液晶層 17 の屈折率を調節することができる。また、基板 16の液晶層 14側表面には波面変換面 16aが形成されている。すなわち、本具体的構成例 1では、 2つの波面変換面 13a、 16aが設けられている。これら 2つの波面変換面 13a、 16aのそれぞれは、液晶層に接している。このため、入射レーザ光の波長が同じ場合であっても、液晶層の屈折率を操作することによって、波面変能を異ならしめることができるものである。従つて、この具体的構成例 2によれば、例えば保護層 3Pの層厚が等しぐ使用されるレーザ光の波長が相互に異なるような複数種類の光情報記録媒体 3 (例えば、 BDと HD DVD)への記録 ·再生が好適に行える対物光学系 2、光ヒップアップ装置 1を実現することができる。

[0070] 具体的には、図 2に示すように、光源 6bから出射された波長 405nmのレーザ光は BD3aの情報記録面 3Rに合焦するように液晶層 14、 17の屈折率が調節される。図 3 に示すように、光源 6cから出射された波長 780nmのレーザ光は CD3bの情報記録面 3Rに合焦するように液晶層 14、 17の屈折率が調節される。光源 6aから出射された波長 650nmのレーザ光は DVDの情報記録面 3Rに合焦するように液晶層 14、 17 の屈折率が調節される。すなわち、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて液晶層 14、 17の屈折率が相互に異ならしめられる。

[0071] 次に、本具体的構成例 1の各波長における収差補正について具体的に説明する。

[0072] 図 2に示すように、 BD3aが配置された場合は、光源 6bが選択され、光源 6bから波長 405nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6bからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、第 2の波面変換素子 12に入射する。このとき、液晶層 17は、基板 16と同様の屈折率に調整される。このため、波面変換面 16aは波面変換機能を発揮しない。従って、第 2の波面変換素子 12は波長 405nmの平行光束を、その波面形状を変化させることなく透過させる。

[0073] 第 2の波面変換素子 12を透過したレーザ光は第 1の波面変換素子 11に入射する。このとき、液晶層 14は、基板 13と同様の屈折率に調整される。このため、波面変換面 13aは波面変換機能を発揮しない。従って、第 1の波面変換素子 11も、第 2の波面変換素子 12と同様に、波長 405nmの平行光束を、その波面形状を変化させることなく透過させる。 [0074] その結果、対物レンズ 10に波長 405nmの平行光束が入射することとなる。ここで、本具体的構成例 1において、対物レンズ 10は波長 405nmの平行光束が BD3aの情報記録面 3Rに好適に合焦するように収差補正がなされたものである。従って、 BD3 aの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が得られることとなる。

[0075] 一方、図 3に示すように、 CD3bが配置された場合は、光源 6cが選択され、光源 6c 力も波長 780nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6cからのレーザ光はビ一ムスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、第 2の波面変換素子 12に入射する。このとき、液晶層 17は、基板 16の屈折率とは異なる屈折率に調整される。このため、波面変換面 16aにより第 2の波面変換素子 12に入射したレーザ光の波面形状が変換される。具体的に、本具体的構成例 1においては、第 2の波面変換素子 12に入射した波長 780nmの平行光束は発散光に変換される。

[0076] 第 2の波面変換素子 12を透過したレーザ光は第 1の波面変換素子 11に入射する。このとき、液晶層 14は、基板 13の屈折率とは異なる屈折率に調整される。このため、波面変換面 13aにより第 2の波面変換素子 12に入射したレーザ光の波面形状が変換される。

[0077] その結果、対物レンズ 10に波長 780nmの発散光が入射することとなる。この波長 7 80nmの発散光は対物レンズ 10により好適に CD3bの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像を形成する波面形状を有するものである。従って、 CD3bの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が得られることとなる。

[0078] DVDが配置された場合も、 CD3bが配置された場合と同様に、光源 6aからの波長 650nmのレーザ光が DVDの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像を形成するように、液晶層 14、 17の屈折率が調節される。

[0079] このように、波長 405nmのレーザ光を、その波面形状を変換せずに透過する一方、それ以外の波長のレーザ光を、その波長に応じて波面変換して透過させる 2つの波面変換素子 11、 12と、波長 405nmの平行光束が BD3aの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像を形成するように設計された対物レンズ 10とを組み合わせることによって、複数種類の光情報記録媒体 3のそれぞれの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像を形成させることが可能となる。また、一つの対物レンズ 10のみで構成可能な光学系であるため、光ピックアップ装置 1を小型化することが可能となる。

[0080] 波面変換面 13aと波面変換面 16aとの軸上間隔は 0. 2mm以上であることが好ましい。より好ましくは 0. 4mm以上（例えば、 0. 5mm)であることが好ましい。波面変換面 13aと波面変換面 16aとの軸上間隔が 0. 2mmより小さいと、正弦条件不満足量が増大する傾向にある。また、波面変換面 13a、 16aの形成が困難となる傾向にある。さらには、波面変換面 13aの光軸と波面変換面 16aの光軸とがずれた際に発生する収差が大きくなる傾向にあるため、光ピックアップ装置 1の組み立て許容公差が小さくなる傾向にある。

[0081] 具体的構成例 2—

次に、図 4及び図 5を参照しながら 2つの波面変換素子 11、 12の具体的構成例 2 について説明する。

[0082] 図 4は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 2の波長 405nm のレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0083] 図 5は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 2の波長 780nm のレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0084] 本具体的構成例 2は、 2つの波面変換素子 11、 12が液晶素子により構成されている点で上記具体的構成例 1と共通する。本具体的構成例 2は、第 1の波面変換素子 1

1と第 2の波面変換素子 12とが液晶層 21を共有した態様で一体化されている点で上記具体的構成例 1と異なる。

[0085] 具体的に、第 1の波面変換素子 11は、基板 19と、基板 20と、一対の電極により挟持された液晶層 21 (第 2の波面変換素子 12と共有)とにより構成されている。基板 19 の液晶層 21側表面には波面変換面 19aが形成されている。

[0086] 第 2の波面変換素子 12は、基板 22と、基板 23と、一対の電極により挟持された液晶層 21とにより構成されている。その一対の電極間の電圧を調節することにより液晶層 21の屈折率を調節することができる。基板 23の液晶層 21側表面には波面変換面 23aが形成されている。すなわち、本具体的構成例 2においても、上記具体的構成例 1と同様に、 2面の波面変換面 19a、 23aを備えている。

[0087] 尚、本具体的構成例 2では、基板 23の屈折率は基板 19の屈折率と等しく設定されている。

[0088] 図 4に示すように、光源 6bから出射された波長 405nmのレーザ光は BD3aの情報記録面 3Rに合焦するように液晶層 21の屈折率が調節される。図 5に示すように、光源 6cから出射された波長 780nmのレーザ光は CD3bの情報記録面 3Rに合焦するように液晶層 21の屈折率が調節される。光源 6aから出射された波長 650nmのレーザ光は DVDの情報記録面 3Rに合焦するように液晶層 21の屈折率が調節される。すなわち、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて液晶層 21の屈折率が相互に異ならしめられる。この液晶層 21の屈折率変化により 2つの波面変換素子 11、 12の波面変換特性 (詳細には、波面変換面 19a、 23aの波面変換特性)が変化し、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて異なる対物レンズ 10 の屈折率及び各種光情報記録媒体 3の保護層 3Pの層厚の相違により発生する球面収差及びコマ収差が良好に補正される。

[0089] 次に、本具体的構成例 2の各波長における収差補正について具体的に説明する。

[0090] 図 4に示すように、 BD3aが配置された場合は、光源 6bが選択され、光源 6bから波長 405nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6bからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 11、 12に入射する。このとき、液晶層 21は、基板 19、 23と同様の屈折率に調整される。このため、波面変換面 19a、 23aは波面変換機能を発揮しない。従って、波面変換素子 11、 12 (波面変換面 19a 、 23a)は波長 405nmの平行光束を、その波面形状を変化させることなく透過させる

[0091] その結果、対物レンズ 10に波長 405nmの平行光束が入射することとなる。ここで、本具体的構成例 2において、対物レンズ 10は波長 405nmの平行光束が BD3aの情報記録面 3Rに好適に合焦するように収差補正がなされたものである。従って、 BD3 aの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が得られることとなる。

[0092] 一方、図 5に示すように、 CD3bが配置された場合は、光源 6cが選択され、光源 6c 力も波長 780nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6cからのレーザ光はビ一ムスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 11、 12に入射する。このとき、液晶層 21は、基板 19、 23の屈折率とは異なる屈折率に調整される。このため、波面変換面 19a、 23aにより波面変換素子 11、 12に入射したレーザ光の波面形状が変換される。具体的に、本具体的構成例 2においては、波面変換素子 11、 12 (波面変換面 19a、 23a)に入射した波長 780nmの平行光束は発散光に変換される。

[0093] その結果、対物レンズ 10に波長 780nmの発散光が入射することとなる。この波長 7 80nmの発散光は対物レンズ 10により好適に CD3bの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像を形成する波面形状を有するものである。従って、 CD3bの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が得られることとなる。

[0094] DVDが配置された場合も、 CD3bが配置された場合と同様に、光源 6aからの波長 650nmのレーザ光が DVDの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像を形成するように、液晶層 21の屈折率が調節される。

[0095] 波面変換面 19aと波面変換面 23aとの軸上間隔は 0. 2mm以上であることが好ましい。より好ましくは 0. 4mm以上（例えば、 0. 5mm)であることが好ましい。波面変換面 19aと波面変換面 23aとの軸上間隔が 0. 2mmより小さいと、正弦条件不満足量が増大する傾向にある。また、波面変換面 19a、 23aの形成が困難となる傾向にある。さらには、波面変換面 19aの光軸と波面変換面 23aの光軸とがずれた際に発生する収差が大きくなる傾向にあるため、光ピックアップ装置 1の組み立て許容公差が小さくなる傾向にある。

[0096] 本具体的構成例 2においては、各波面変換素子 11、 12は一つの波面変換面を有するものであるが、各波面変換素子 11、 12が二つ以上の波面変換面を有していてもよい。 [0097] 具体的構成例 3—

次に、図 6〜図 8を参照しながら 2つの波面変換素子 11、 12の具体的構成例 3について説明する。

[0098] 図 6は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 3の波長 405nm のレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0099] 図 7は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 3の波長 650nm のレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0100] 図 8は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 3の波長 780nm のレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0101] 本具体的構成例 3では、 2つの波面変換素子 11、 12のそれぞれは、液晶回折レンズにより構成されている。また、 2つの波面変換素子 11、 12は、相互に接合されて一体化されている。

[0102] 具体的に、第 1の波面変換素子 11は、基板 23と、基板 23に対向配置された基板 2 5 (第 2の波面変換素子 12と共有)と、基板 23と基板 25との間に設けられた液晶層 2 4とにより構成されている。基板 23と基板 25とのそれぞれの液晶層 24側表面には、液晶層 24に電圧を印加するための電極 (図示せず）が対をなすように形成されて!ヽる。この一対の電極により挟持された液晶層 24が液晶回折レンズを形成している。また、基板 25の液晶層 24側の表面が第 1の波面変換面 25bを構成している。

[0103] 第 2の波面変換素子 12は、基板 25 (第 1の波面変換素子 11と共有)と、基板 25に対向配置された基板 27と、基板 25と基板 27との間に設けられた液晶層 26とにより構成されている。基板 25と基板 27とのそれぞれの液晶層 26側表面には、液晶層 26〖こ電圧を印加するための電極（図示せず）が対をなすように形成されている。この一対の電極により挟持された液晶層 26が液晶回折レンズを形成している。また、基板 25 の液晶層 26側の表面が第 2の波面変換面 25aを構成している。

[0104] すなわち、本具体的構成例 3も、上記具体的構成例 2と同様に、実質的にひとつの波面変換素子を備え、そのひとつの波面変換素子に 2面の波面変換面 25a、 25bが形成されている例である。

[0105] 図 6に示すように、光源 6bから出射された波長 408nmのレーザ光は BD3aの情報記録面 3Rに合焦するように、液晶層 24及び液晶層 26のそれぞれの屈折率が調節される。図 7に示すように、光源 6aから出射された波長 660nmのレーザ光は DVD3c の情報記録面 3Rに合焦するように、液晶層 24及び液晶層 26のそれぞれの屈折率が調節される。図 8に示すように、光源 6cから出射された波長 780nmのレーザ光は CD3bの情報記録面 3Rに合焦するように液晶層 24及び液晶層 26のそれぞれの屈折率が調節される。すなわち、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて液晶層 24及び液晶層 26の屈折率が相互に異ならしめられる。

[0106] この液晶層 24及び液晶層 26のそれぞれの屈折率変化により波面変換面 19a、 23 aの波面変換特性が変化し、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて異なる対物レンズ 10の屈折率及び各種光情報記録媒体 3の保護層 3Pの層厚の相違により発生する球面収差及びコマ収差が良好に補正される。

[0107] 次に、本具体的構成例 3の各波長における収差補正について具体的に説明する。

[0108] 図 6に示すように、 BD3aが配置された場合は、光源 6bが選択され、光源 6bから波長 408nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6bからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 11、 12に入射する。このとき、液晶層 24及び液晶層 26のそれぞれは、基板 25と同様の屈折率に調整される。このため、波面変換面 25a、 25bは波面変換機能を発揮しない。従って、波面変換素子 11 、 12 (波面変換面 25a、 25b)は波長 408nmの平行光束を、その波面形状を変化させることなく透過させる。

[0109] その結果、対物レンズ 10に波長 408nmの平行光束が入射することとなる。ここで、本具体的構成例 3において、対物レンズ 10は波長 408nmの平行光束が BD3aの情報記録面 3Rに好適に合焦するように収差補正がなされたものである。従って、 BD3 aの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が得られることとなる。

[0110] 一方、図 7に示すように、 DVD3cが配置された場合は、光源 6aが選択され、光源 6 aから波長 660nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6aからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 11、 12に入射する。このとき、液晶層 24及び液晶層 26は、基板 25の屈折率とは異なる屈折率に調整される。このため、波面変換面 25a、 25bにより波面変換素子 11、 12に入射したレーザ光の波面形状が変換される。具体的に、本具体的構成例 3においては、波面変換素子 11、 12に入射した波長 660nmの平行光束は波面変換面 25aにより一端収束光に変換された後、波面変換面 25bにより発散光に変換される。

[0111] その結果、対物レンズ 10に波長 660nmの発散光が入射することとなる。この波長 6 60nmの発散光は対物レンズ 10により好適に DVD3cの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像を形成する波面形状を有するものである。従って、 DVD3cの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が得られることとなる。

[0112] 図 8に示すように、 CD3bが配置された場合は、光源 6cが選択され、光源 6cから波長 780nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6cからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 11、 12に入射する。このとき、液晶層 24及び液晶層 26は、基板 25の屈折率とは異なる屈折率に調整される。このため、波面変換面 25a、 25bにより波面変換素子 11、 12に入射したレーザ光の波面形状が変換される。具体的に、本具体的構成例 3においては、波面変換素子 11、 12に入射した波長 780nmの平行光束は波面変換面 25aにより一端収束光に変換された後、波面変換面 25bにより発散光に変換される。

[0113] その結果、対物レンズ 10に波長 780nmの発散光が入射することとなる。この波長 7 80nmの発散光は対物レンズ 10により好適に CD3bの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像を形成する波面形状を有するものである。従って、 CD3bの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が得られることとなる。

[0114] 具体的構成例 4

次に、図 9〜図 11を参照しながら 2つの波面変換素子 11、 12の具体的構成例 4について説明する。 [0115] 図 9は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 4の波長 408nm のレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0116] 図 10は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 4の波長 660η mのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0117] 図 11は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 4の波長 780η mのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0118] 本具体的構成例 4では、 2つの波面変換素子 11、 12に加えて、さらなる波面変換素子 30が設けられている。すなわち、 3つの波面変換素子 11、 12、 30が設けられている。本具体的構成例 4において、 3つの波面変換素子 11、 12、 30は相互に接合されて一体化されている。

[0119] 3つの波面変換素子 11、 12、 30のそれぞれは、両面が波面変換面に形成されている。具体的に、波面変換素子 11は、対物レンズ 10に対面する波面変換面 l ibと、波面変換面 11aとを備えている。波面変換素子 12は、波面変換面 11aと共通する波面変換面 12bと、波面変換面 12aとを備えている。波面変換素子 30は、波面変換面 12aと共通する波面変換面 30bと、波面変換面 30aとを備えている。このように、本具体的構成例 4は、 3つの波面変換素子が設けられており、それら 3つの波面変換素子に 4つの波面変換面が設けられて、る例である。

[0120] 図 9に示すように、光源 6bから出射された波長 408nmのレーザ光は BD3aの情報記録面 3Rに合焦するように、図 10に示すように、光源 6aから出射された波長 660η mの光は DVD3cの情報記録面 3Rに合焦するように、そして、図 11に示すように、光源 6cから出射された波長 780nmのレーザ光は CD3bの情報記録面 3Rに合焦するように、各波面変換面 11a (12b)、 l ib, 30a、 30b (12a)により、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて、複数波長光源 6から出射されたレーザ光の波面形状が変換される。

[0121] すなわち、波面変換面 11a (12b)、 l ib, 30a、 30b (12a)は、それぞれ波長依存性を有しており、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて各波面変換面 11a (12b)、 l ib, 30a、 30b (12a)の波面変 «能が相互に異なる。この各波面変換面 11a (12b)、 l ib, 30a、 30b (12a)の波面変換機能の変化によって、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて異なる対物レンズ 10の屈折率及び各種光情報記録媒体 3の保護層 3Pの層厚の相違により発生する球面収差及びコマ収差が良好に補正される。

[0122] 次に、本具体的構成例 4の各波長における収差補正について具体的に説明する。

[0123] 図 9に示すように、 BD3aが配置された場合は、光源 6bが選択され、光源 6bから波長 408nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6bからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 11、 12、 30に入射する。

[0124] 本具体的構成例 4において、各波面変換面 11a (12b)、 l lb、 30a、 30b (12a)は、波面変換素子 11、 12、 30に入射する波長 408nmのレーザ光に対して、その波面形状を変換せずに透過するように形成されている。従って、波面変換素子 11、 12、 3 0は波長 408nmの平行光束を、その波面形状を変化させることなく透過させる。

[0125] その結果、対物レンズ 10に波長 408nmの平行光束が入射することとなる。ここで、本具体的構成例 4にお!/、て、対物レンズ 10は波長 408nmの平行光束が BD3aの情報記録面 3Rに好適に合焦するように収差補正がなされたものである。従って、 BD3 aの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が得られることとなる。

[0126] 一方、図 10に示すように、 DVD3cが配置された場合は、光源 6aが選択され、光源 6aから波長 660nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6aからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 11、 12、 30に入射する。この波面変換素子 11、 12、 30への波長 660nmの入射光は、各波面変換面 1 la (12b)、 l ib, 30a、 30b (12a)により、対物レンズ 10を透過したレーザ光力DVD 3cの情報記録面 3R上に好適に合焦するように、その波面形状が変換される。

[0127] その結果、対物レンズ 10により DVD3cの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が形成される。

[0128] 図 11に示すように、 CD3bが配置された場合は、光源 6cが選択され、光源 6cから波長 780nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6cからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 11、 12、 30に入射する。この波面変換素子 11、 12、 30への波長 780nmの入射光は、各波面変換面 l la (12b)、 1 lb、 30a、 30b (12a)〖こより、対物レンズ 10を透過したレーザ光が CD3bの情報記録面 3R上に好適に合焦するように、その波面形状が変換される。

[0129] その結果、対物レンズ 10により CD3bの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像がされる。

[0130] 具体的構成例 5—

次に、図 12〜図 14を参照しながら 2つの波面変換素子 11、 12の具体的構成例 4 について説明する。

[0131] 図 12は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 4の波長 408η mのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0132] 図 13は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 4の波長 660η mのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0133] 図 14は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の具体的構成例 4の波長 780η mのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0134] 本具体的構成例 4では、それぞれ一つの波面変換面 (波面変換面 11a又は l ib) を有する 2つの波面変換素子 11、 12がー体形成されてなる波面変換素子 31が設けられている例について詳細に説明する。

[0135] 波面変換素子 31は、その両面が波面変換面に形成された 1枚のレンズにより構成されている。具体的に、波面変換素子 31は、対物レンズ 10に対面する波面変換面 3 lbと、波面変換面 31aとを備えている。

[0136] 図 12に示すように、光源 6bから出射された波長 408nmのレーザ光は BD3aの情報記録面 3Rに合焦するように、図 13に示すように、光源 6aから出射された波長 660 nmのレーザ光は DVD3cの情報記録面 3Rに合焦するように、そして、図 14に示すように、光源 6cから出射された波長 780nmのレーザ光は CD3bの情報記録面 3Rに合焦するように、各波面変換面 31a、 31bにより、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて、複数波長光源 6から出射されたレーザ光の波面形状が変換される。

[0137] すなわち、波面変換面 31a、 31bは、それぞれ波長依存性を有しており、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて各波面変換面 31a、 31bの波面変換機能が相互に異なる。この各波面変換面 31a、 31bの波面変換機能の変化によって、複数波長光源 6から出射されるレーザ光の波長に応じて異なる対物レンズ 10の屈折率及び各種光情報記録媒体 3の保護層 3Pの層厚の相違により発生する球面収差及びコマ収差が良好に補正される。

[0138] 次に、本具体的構成例 4の各波長における収差補正について具体的に説明する。

[0139] 図 12に示すように、 BD3aが配置された場合は、光源 6bが選択され、光源 6bから波長 408nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6bからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 31に入射する。

[0140] 本具体的構成例 5において、各波面変換面 31a、 31bは、波面変換素子 31に入射する波長 408nmのレーザ光に対して、その波面形状を変換せずに透過するように形成されている。従って、波面変換素子 31は波長 408nmの平行光束を、その波面形状を変化させることなく透過させる。

[0141] その結果、対物レンズ 10に波長 408nmの平行光束が入射することとなる。ここで、本具体的構成例 4にお!/、て、対物レンズ 10は波長 408nmの平行光束が BD3aの情報記録面 3Rに好適に合焦するように収差補正がなされたものである。従って、 BD3 aの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が得られることとなる。

[0142] 一方、図 13に示すように、 DVD3cが配置された場合は、光源 6aが選択され、光源 6aから波長 660nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6aからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 31に入射する。この波面変換素子 31への波長 660nmの入射光は、各波面変換面 31a、 31bにより、対物レンズ 10を透過したレーザ光が DVD3cの情報記録面 3R上に好適に合焦するように、その波面形状が変換される。 [0143] その結果、対物レンズ 10により DVD3cの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像が形成される。

[0144] 図 14に示すように、 CD3bが配置された場合は、光源 6cが選択され、光源 6cから波長 780nmのレーザ光が発散光として出射される。光源 6cからのレーザ光はビームスプリッタ 5a、 5bを透過し、コリメータ 4によって平行光束に変換される。変換された平行光束はビームスプリッタ 7を透過し、波面変換素子 31に入射する。この波面変換素子 31への波長 780nmの入射光は、各波面変換面 31a、 31bにより、対物レンズ 10 を透過したレーザ光が CD3bの情報記録面 3R上に好適に合焦するように、その波面形状が変換される。

[0145] その結果、対物レンズ 10により CD3bの情報記録面 3R上に球面収差及びコマ収差の低減された良好なスポット像がされる。

実施例

[0146] 以下、本発明を実施した光ピックアップ装置の対物光学系の具体的光学構成について、コンストラタシヨンデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例 1〜6は、上述した具体的構成例 1〜5における対物光学系の光学構成を数値実施例として具体ィ匕したものである。以下の実施例にぉヽて用いられてヽる波面変換素子及び対物レンズは上記具体的構成例 1〜5 (図 2〜図 14)に相当する。

[0147] 各のコンストラタシヨンデータにぉ、て、ディスク厚 (DT)は、光情報記録媒体 (具体的には、 BD、 DVD,又は CD) 3の保護層 3Pの層厚である。 #j (j = l、 2、 3、 · · ·）は、複数波長光源 6側力も数えて j番目の面である。

[0148] 下記実施例 1の面 # 9、面 # 10、比較例の面 # 5、面 # 6、実施例 2の面 # 7、面 # 8、実施例 3の面 # 7、面 # 8、実施例 4の面 # 7、面 # 8、実施例 5の面 # 1〜面 # 6 、実施例 6の面 # 1〜面 # 4は、下記数式（7)で定義される非球面である。

[0149] [数 2]

式 (7)

[0150] hは光軸からの高さ、

Xは、光軸力の高さが hの非球面状の点の非球面頂点の接平面からの距離、 Cは第 j面の非球面頂点の曲率 (C = 1/R、 Rは曲率半径）、

J J J J

は第 j面の円錐定数、

A は第 j面の n次の非球面係数、

J,n

である。

[0151] 下記実施例 1の面 # 2、面 # 6、比較例の面 # 2、実施例 2の面 # 3、面 # 4、実施例 3の面 # 3、面 # 4、実施例 4の面 # 3、面 # 4、実施例 6の面 # 1、面 # 2のそれぞれの位相の付加量 φは、下記数式（8)によって与えられる。

[0152] [数 3]

[0153] ここで、

Φ (h)は位相関数、

hは光軸からの高さ、

Aは第 j面の i次の位相関数係数 (単位:ラジアン）、

J，i

Mは回折次数、

である。

[0154] (実施例 1)

図 2は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 1の波長 405nmのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0155] 図 3は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 1の波長 780nmのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0156] 本実施例 1は、上記具体的構成例 1における対物光学系の光学構成を数値実施例として具体ィ匕したものである。

[0157] 下記表 1〜表 4に本実施例 1における具体的数値を示す。

[0158] [表 1] BD CD 波長 (nm) 405 780 対物レンズ 10の入射瞳上での直径 (口径) (mm) 3.4 2.5

NA 0.85 0.5 焦点距離（mm) 2.0 2.3 作動距離 (WDXmm) 0.4 0.1493 ディスク厚 (DTXmm) 0.1 1.2

[0159] [表 2]

[0160] [表 3]

[0161] [表 4] #2 位相関数の係数 #6 位相関数の係数 #9 非球面係数 #10 非球面係数

P2,0 0.00000 P6,0 0.00000 C9 1 .6744 C10 5.5318

P2,2 373.87858 P6,2 -48.77759 k9 -0.50924 k10 0.00000

P2,4 -35.5731 9 P6,4 25.8141 1 A9,4 0.00502 A10,4 0.29959

P2,6 -6.26151 P6,6 -4.51 979 A9,6 0.00094 A10.6 -0.87853

P2,8 -26.00055 P6,8 85.68618 A9,8 0.00018 A10.8 1 .22509

P2.10 -49.64912 P6.10 -57.01860 A9.10 0.00003 A10.10 -0.68942

P2,12 13.27007 P6,12 -0.90079

P2.14 1 7.89892 P6.14 58.71974

P2,1 6 -5.25400 P6,16 -29.37691

[0162] 図 15に実施例 1の球面収差 (波長： 405nm、保護層 3Pの層厚： 0. 1mm)を示す。

[0163] 図 16に実施例 1の正弦条件不満足量 (波長： 405nm、保護層 3Pの層厚： 0. lmm

)を示す。

[0164] 図 17に実施例 1の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す。

[0165] 図 18に実施例 1の正弦条件不満足量 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm

)を示す。

[0166] 実施例 1において、光線が通る領域における I SC

MAX Iは、

BD : 3. 8 X 10—⁴、

CD: 1. 8 X 10—³、

であった。

[0167] CDにおける軸上入射光線に対する波面収差は RMS値で 2m λ ( λ :波長）であつた。軸外 1度の光線に対する波面収差は RMS値で 46mえであった。

[0168] (比較例）

第 2の波面変換素子 12を有さない点を除いて上記実施例 1と同様の形態の光ピックアップ装置を比較例とした。

[0169] 下記表 5、表 6、及び上記表 1、表 3に比較例における具体的数値を示す。

[0170] [表 5] 面番号頂点曲率半径 (mm) 厚み (mm) 材質の屈折率備考

#0 ∞ ∞ Air

#1 oo 0.2000 n1

#2 ∞ 0.5000 n2 回折面

#3 0.2000 n3

#4 ∞ 0.1000 Air

#5 1.6744 2.7195 n7 非球面

#6 5.5318 DW Air 非球面

#7 oo DT disk

#8 oo

[0171] [表 6]

[0172] 図 19に比較例の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1.2mm)を示す。

[0173] 図 20に比較例の正弦条件不満足量 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1.2mm) を示す。

[0174] 比較例において光線が通る領域における I sc

MAX Iは、

CD: 2.9X10—²、

であった。

[0175] CDにおける軸上入射光線に対する波面収差は RMS値で 3m (λ：波長）であつた。軸外 1度の光線に対する波面収差は RMS値で 281mえであった。

[0176] (実施例 2)

図 4は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 2の波長 405nmのレーザ光を使用した際の概略光路図である。 [0177] 図 5は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 2の波長 780nmのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0178] 本実施例 2は、上記具体的構成例 2における対物光学系の光学構成を数値実施例として具体ィ匕したものである。

[0179] 下記表 7〜表 10に本実施例 2における具体的数値を示す。

[0180] [表 7]

[0181] [表 8]

[0182] [表 9] 波長 (nm) 405 780

n1 1.5200 1.5000

n2 1.5200 1.3000

n3 1.5200 1.5000

n4 1.5200 1.3000

n5 1.5200 1.5000

n6 1.9000 1.8600

disk 1.6174 1.5722

[0183] [表 10]

[0184] 図 21に実施例 2の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1.2mm)を示す。

[0185] 図 22に実施例 2の正弦条件不満足量 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1.2mm

)を示す。

[0186] 実施例 2において光線が通る領域における I SC

MAX Iは、

CD:1.4X10—³、

であった。

[0187] CDにおける軸上入射光線に対する波面収差は RMS値で lm λ (λ:波長）であつた。軸外 1度の光線に対する波面収差は RMS値で 47mえであった。

[0188] (実施例 3)

本実施例 3は、上記実施例 2と同様の構成を有するものである。

[0189] 下記表 11〜表 13、及び上記表 9に本実施例 3における具体的数値を示す。

[0190] [表 11] BD CD 波長 (nm) 405 780 対物レンズ 10の入射瞳上での直径 (口径 )(mm) 3.4 2.2

NA 0.85 0.5 焦点距離（mm) 2.0 2.2 作動距離 (WDXmm) 0.4 0.1496 ディスク厚 (DTXmm) 0.1 1.2

[0191] [表 12]

[0192] [表 13]

[0193] 図 23に実施例 3の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す。

[0194] 図 24に実施例 3の正弦条件不満足量 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm

)を示す。 [0195] 実施例 3において光線が通る領域における I SC

MAX Iは、

CD: 8. 7 X 10—³、

であった。

[0196] CDにおける軸上入射光線に対する波面収差は RMS値で Om λ ( λ :波長）であつた。軸外 1度の光線に対する波面収差は RMS値で 61mえであった。

[0197] (実施例 4)

図 6は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 4の波長 408nmのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0198] 図 7は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 4の波長 660nmのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0199] 図 8は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 4の波長 780nmのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0200] 本実施例 4は、上記具体的構成例 3における対物光学系の光学構成を数値実施例として具体ィ匕したものである。

[0201] 下記表 14〜表 17に本実施例 4における具体的数値を示す。

[0202] [表 14]

[0203] [表 15]

面番号頂点曲率半径（mm) 厚み（mm) 材質の屈折率備考

#0 ∞ ∞ Air

#1 oo 0.20000 n1

#2 0O 0.50000 n2

#3 oo 1.00000 n3 回折面

#4 oo 0.50000 n4 回折面

#5 ∞ 0.20000 n5

#6 oo 0.10000 Air

#7 1.58065 2.43396 n6 非球面

#8 -31.11271 WD Air 非球面

#9 oo DT disc

#10 oo

[0204] [表 16]

[0205] [表 17]

[0206] 図 25に実施例 4の球面収差（波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085mm)を示す。

[0207] 図 26に実施例 4の正弦条件不満足量 (波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085 mm)を示す _Q

[0208] 図 27に実施例 4の球面収差（波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm)を示す。

[0209] 図 28に実施例 4の正弦条件不満足量（波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm

)を示す。

[0210] 図 29に実施例 4の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す。

[0211] 図 30に実施例 4の正弦条件不満足量 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm

)を示す。

[0212] 下記表 18に軸上入射光線に対する収差を示す。また、表 19に軸外 0. 5度の光線に対する収差を示す。

[0213] [表 18]

(単位： m A )

[0214] [表 19]

(単位 : m l )

[0215] 実施例 4において光線が通る領域における I SC

MAX Iは、

BD : 0. 002、

DVD: 0. 014、

CD: 0. 015、

であった。

[0216] (実施例 5) 図 9は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 5の波長 408nmのレーザ光を使用した際の概略光路図である。

[0217] 図 10は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 5の波長 660nmのレ一ザ光を使用した際の概略光路図である。

[0218] 図 11は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 5の波長 780nmのレ一ザ光を使用した際の概略光路図である。

[0219] 本実施例 5は、上記具体的構成例 4における対物光学系の光学構成を数値実施例として具体ィ匕したものである。

[0220] 下記表 20〜表 23に本実施例 5における具体的数値を示す。

[0221] [表 20]

[0222] [表 21]

[0223] [表 22] 波 S:、nm) 780 660 408

n1 1.478245 1.486177 1.539407 n2 1.459124 1.467371 1.523214 n3 1.527532 1.5301 19 1.542669 n4 1739003 1.744849 1.777719 disk 1.572207 1.578152 1.616416 [0224] [表 23]

[0225] 図 31に実施例 5の球面収差（波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085mm)を示す。

[0226] 図 32に実施例 5の正弦条件不満足量 (波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085 mm)を示す _Q [0227] 図 33に実施例 5の球面収差（波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm)を示す。

[0228] 図 34に実施例 5の正弦条件不満足量（波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm

)を示す。

[0229] 図 35に実施例 5の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す。

[0230] 図 36に実施例 5の正弦条件不満足量 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm

)を示す。

[0231] 下記表 24に軸上入射光線に対する収差を示す。また、表 25に軸外 0. 5度の光線に対する収差を示す。

[0232] [表 24]

[0233] [表 25]

(単位 : m l )

[0234] 実施例 5において光線が通る領域における | SC |は、

MAX

BD : 0. 011、

DVD: 0. 036、

CD: 0. 025、

であった。

[0235] (実施例 6)

図 12は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 6の波長 408nmのレ一ザ光を使用した際の概略光路図である。

[0236] 図 13は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 6の波長 660nmのレ一ザ光を使用した際の概略光路図である。

[0237] 図 14は光ピックアップ装置 1に用いる対物光学系 2の実施例 6の波長 780nmのレ一ザ光を使用した際の概略光路図である。

[0238] 本実施例 6は、上記具体的構成例 5における対物光学系の光学構成を数値実施例として具体ィ匕したものである。

[0239] 下記表 26〜表 29に本実施例 6における具体的数値を示す。

[0240] [表 26]

[0241] [表 27]

[0242] [表 28]

[0243] [表 29]

[0244] 図 37に実施例 6の球面収差（波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085mm)を示す。

[0245] 図 38に実施例 6の正弦条件不満足量 (波長： 408nm、保護層 3Pの層厚： 0. 085 mm)を示す _Q

[0246] 図 39に実施例 6の球面収差（波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm)を示す。

[0247] 図 40に実施例 6の正弦条件不満足量（波長： 660nm、保護層 3Pの層厚： 0. 6mm

)を示す。

[0248] 図 41に実施例 6の球面収差 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm)を示す。

[0249] 図 42に実施例 6の正弦条件不満足量 (波長： 780nm、保護層 3Pの層厚： 1. 2mm

)を示す。

[0250] 下記表 30に軸上入射光線に対する収差を示す。また、表 31に軸外 0. 5度の光線に対する収差を示す。

[0251] [表 30]

(単位 : m A )

[0252] [表 31]

(単位 : m A )

[0253] 実施例 6において光線が通る領域における | SC

BD : 0. 010

DVD: 0. 011

CD: 0. 015

であった。

産業上の利用可能性以上説明したように、本発明は、複数の規格の光情報記録媒体 (例えば、 CD (Co mpact Disc)、 DVD (Digital Versatile Disc)、 BD (Blu—ray Disc)、 EVD ( Enhanced Versatile Disc)、 HD— DVD (High Definition Digital Versati le Disc)等のうちのいずれか 2つ以上）に対して記録や再生を行う、例えば、コンビユーター用の光記録 Z再生装置等に有用である。

Claims

請求の範囲 [1] 各々、情報記録面と、該情報記録面を被覆する保護層とを有し、該情報記録面に対応したレーザ光の波長及び該保護層の厚みの少なくとも一方が相互に異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれの該情報記録面に当該光情報記録面に対応したレーザ光を合焦させる光ピックアップ装置であって、前記光情報記録面に対応するレーザ光をそれぞれ出射する複数波長光源と、前記複数波長光源から出射した前記レーザ光を、それぞれ対応する前記光情報記録面に合焦させる対物光学系とを備え、前記対物光学系は、入射した前記レーザ光の波面をそれぞれ前記光情報記録媒体の種類に応じた相互に異なる波面にして出射する少なくとも 2面の波面変換面と、当該波面変換面から出射した前記レーザ光を前記光情報記録面に合焦させる対物レンズとを含み、前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の条件（1)を満足する、光ピックアップ装置： I SC I < 0. 036 (1) MAX ここで、 SC ：以下の式 (2)で規定される対物光学系の正弦条件不満足量の最大値：MAX

[数 1] ih/sinU)— f }/ f · · · · ·式 (2) ここで、

f :対物光学系の合焦点距離、

である。

[2] 前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の式（3)を満足する請求項 1 に記載の光ピックアップ装置：

0. 8 < φ / < 1. 2 (3)

0 τ

ここで、

φ ：対物レンズのパワー、

0

Φ ：対物光学系のパワー、

Τ

である。

[3] 前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の式 (4)を満足する請求項 1 に記載の光ピックアップ装置：

0≤ φ / φ < 1. 2 (4)

C Τ

ここで、

Φ ：波面変換面の合成パワー、

C

Φ ：対物光学系のパワー、

Τ

である。

[4] 前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の式（5)を満足する請求項 1 に記載の光ピックアップ装置：

0≤Δ I / \ / Α λ < 1. 2 (5)

C τ

ここで、

φ ：波面変換面の合成パワー、

C

Φ ：対物光学系のパワー、

Τ

Δ I /

C Τ I ：パヮ一変化量、

Δ λ：波長変化量（ z m)、

である。

[5] 前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の式 (6)を満足する請求項 1 に記載の光ピックアップ装置：

φ · Φ ≤ 0 (6)

1 2

ここで、

Φ ：一方の波面変換面のパワー、

1

Φ ：他方の波面変換面のパワー、

2

である。

[6] 請求項 1に記載された光ピックアップ装置にぉ、て、

前記少なくとも 2面の波面変換面の少なくともひとつは、回折面である、光ピックアツプ装置。

[7] 請求項 1に記載された光ピックアップ装置にぉ、て、

前記少なくとも 2面の波面変換面の少なくともひとつは、屈折面である、光ピックアツプ装置。

[8] 前記少なくとも 2面の波面変換面は、前記光情報記録媒体の少なくとも 1つに対応する 1種の波長のレーザ光に対してその波面を変換しない、請求項 1に記載の光ピックアップ装置。

[9] 各々、情報記録面と、該情報記録面を被覆する保護層とを有し、該情報記録面に対応したレーザ光の波長及び該保護層の厚みの少なくとも一方が相互に異なる複数種類の光情報記録媒体のそれぞれの該情報記録面に当該光情報記録面に対応したレーザ光を合焦させるために用いられる対物光学系であって、

入射した前記レーザ光の波面をそれぞれ前記光情報記録媒体の種類に応じた相互に異なる波面にして出射する少なくとも 2面の波面変換面と、当該波面変換面から出射した前記レーザ光を前記光情報記録面に合焦させる対物レンズとを含み、前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の条件（1)を満足する、対物光学系：

I SC

MAX I < 0. 036 (1)

ここで、

SC ：以下の式 (2)で規定される対物光学系の正弦条件不満足量の最大値：

MAX

[数 1] 式 (2)

U:対物レンズに入射する前に光軸カゝら距離 hにあるレーザ光の対物レンズを透過した後の光進行方向と光軸とのなす角度、 f :対物光学系の合焦点距離、

である。

[10] 前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の式（3)を満足する請求項 9 に記載の対物光学系：

0. 8 < / φ < 1. 2 (3)

0 T

ここで、

Φ ：対物レンズのパワー、

0

Φ ：対物光学系のパワー、

T

である。

[11] 前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の式 (4)を満足する請求項 9 に記載の対物光学系：

0≤ φ φ < 1. 2 (4)

C T

Φ C：波面変換面の合成パワー、

Φ

T：対物光学系のパワー、

である。

[12] 前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の式（5)を満足する請求項 9 に記載の対物光学系：

0≤Δ \ φ / φ \ / Μ < 1. 2 (5)

C Τ

ここで、

Φ 、

C：波面変換面の合成パワー

Φ

Τ：対物光学系のパワー、

Δ I φ /

C Τ I ：パヮ一変化量

ぇ：波長変化量 1!1)

である。

[13] 前記対応するレーザ光の波長すべてに対して、以下の式 (6)を満足する請求項 9 に記載の対物光学系：

Φ · Φ ≤ 0 (6) ここで、

φ ：一方の

1 波面変換面のパワー、

φ 2 ：他方の波面変換面のパワー、

である。

[14] 請求項 9に記載された対物光学系にお、て、

前記少なくとも 2面の波面変換面の少なくともひとつは、回折面である、対物光学系

[15] 請求項 9に記載された対物光学系にお、て、

前記少なくとも 2面の波面変換面の少なくともひとつは、屈折面である、対物光学系

[16] 前記少なくとも 2面の前記波面変換面は、前記光情報記録媒体の少なくとも 1つに対応する 1種の波長のレーザ光に対してその波面を変換しない、請求項 9に記載の対物光学系。