JP4821081B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを集光する対物レンズを用いる光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報信号の記録密度や記録容量等の規格を異にする複数の光記録媒体、例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスク及びＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスクの如く異なる規格の光ディスクの双方に対して情報信号の記録又は再生を行うことを可能とする光ピックアップ装置が提案されている。
【０００３】
この種の光ピックアップ装置として、特開平７−９８４３１号公報に記載されているものがある。この公報に記載される光ピックアップ装置は、対物レンズの表面の一部にホログラムを形成し、異なる規格の光ディスクを用いる場合に問題となる球面収差を補正するようにしたものである。この光ピックアップ装置に用いられる対物レンズは、波長６５０ｎｍの光ビームを厚さ０．６ｍｍのカバー層、例えば光ディスクのディスク基板を介して開口数（ＮＡ）０．６にて光ディスクの信号記録層に集光させるように形成されている。また、対物レンズの表面に形成されたホログラムは、波長７８０ｎｍの光ビームの１次光を厚さ１．２ｍｍのカバー層、例えば光ディスクのディスク基板を介して開口数（ＮＡ）０．４５にて光ディスクの信号記録層に集光させるように形成されている。
【０００４】
この光ピックアップ装置は、波長λを６５０ｎｍとする光ビームのホログラムを透過する０次光と、ホログラムが形成されていない領域における透過光とによってＤＶＤ規格の光ディスクに対して情報信号の記録再生を行い、波長λを７８０ｎｍとする光ビームのホログラムにより回折される１次光によってＣＤ規格の光ディスクに対して記録再生を行う。
【０００５】
上述のような対物レンズを備えた光ピックアップ装置は、波長λが６５０ｎｍの光ビームのホログラムを透過する０次光の回折効率と、波長λを７８０ｎｍとする光ビームのホログラムにおける１次光の回折効率とを４０％程度以上に大きくすることはできない。この光ピックアップ装置においては、光源から出射され対物レンズ及び回折光学素子を経て光記録媒体に至り、光記録媒体から反射され、再び、対物レンズ及び回折光学素子を経て受光素子に受光される往復の光ビームの利用効率は、回折光学素子を２回通るために１６％以下という低効率のものとなってしまう。
【０００６】
また、ホログラムを用いた光ピックアップ装置は、不要回折光による迷光の問題がある。
【０００７】
さらに、対物レンズを合成樹脂で形成した場合には、温度変化に伴う合成樹脂の屈折率の変化により収差が発生するという問題がある。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、上述した従来の光ピックアップ装置及び対物レンズが有する問題点を解消する新規な光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、光源から出射された光ビームを高い効率で利用しつつ、情報信号の記録密度を異にする複数種類の光記録媒体に対して情報信号の記録再生を行うことができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
更に、本発明は、不要回折光などによる迷光や温度変化に伴う収差の発生を抑えることができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
このような目的を達成するために提案される本発明に係る光ピックアップ装置は、第１の厚さｔ１の透明カバー層が設けられた第１の光ディスクの信号記録面上に、第１の波長λ１の光ビームを出射する第１の光源と、第１の厚さｔ１より厚い第２の厚さｔ２の透明カバー層が設けられた第２の光ディスクの信号記録面上に、第１の波長λ１より長い第２の波長λ２の光ビームを出射する第２の光源と、第１及び第２の光源から出射された各々の光ビームを、各光源に対応する光ディスクが有する透明カバー層を介して信号記録面上に集光させる対物レンズと、信号記録面により反射された光ビームを光源に戻る光路より分岐させる光ビーム分岐素子と、この光ビーム分岐素子により分岐された光ビームを受光する光検出器とを備える。ここで、対物レンズは、第１の波長λ１の光ビームに対する開口数を第１の開口数ＮＡ１とし、第２の波長λ２の光ビームに対する開口数を第１の開口数ＮＡ１より小さい第２の開口数ＮＡ２としたとき、開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも小である内周領域と、開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも大である外周領域とが、互いに不連続な非球面関数で表される曲面で構成された合成樹脂の凸レンズと、この凸レンズに設けられた回折光学素子とからなり、回折光学素子は、対物レンズの開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも大となる外周領域において、開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも小となる内周領域におけるよりも深さが小さく、傾きの方向が、対物レンズの中心側より外周側が低くなる方向であるブレーズ形状のホログラムであり、ホログラムの＋１次回折光又は−１次回折光を使用することによって、温度変化に伴う凸レンズを構成する合成樹脂材料の屈折率の変化により発生する球面収差がキャンセルされ、ブレーズの深さｄは、光ビームの波長が上記第１の波長λ１であるときの対物レンズの媒質の屈折率をｎ１とし、光ビームの波長が第２の波長λ２であるときの対物レンズの媒質の屈折率をｎ２とするとき、０．８・λ１／（ｎ１−１）＜ｄ＜１．２・λ２／（ｎ２−１）が成立する深さとなされている。
【００１２】
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施例の説明から一層明らかにされるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
本発明に係る光ピックアップ装置は、図１に示すように、第１の波長λ１の光ビームを出射する第１の光源１と、第２の波長λ２の光ビームを出射する第２の光源２とを備えている。これら光源には、半導体レーザが用いられている。第１の光源から出射された第１の波長λ１の光ビーム及び第２の光源２から出射された第２の波長λ２の光ビームは、ビームスプリッタプリズム３によって同一光路上に合成され、光ビーム分岐素子となるダイクロイックビームスプリッタ４によってコリメータレンズ５が配置された方向へ反射される。
【００１５】
コリメータレンズ５は、入射された光ビームを平行光にコリメートし、ホログラム一体型の対物レンズ６に入射させる。ホログラム一体型の対物レンズ６は、合成樹脂により形成された凸レンズと、凸レンズの一方の面の全面に一体的に形成された回折光学素子となるホログラムとから構成されている。この対物レンズ６に入射された光ビームは、光記録媒体である光ディスク７の信号記録面７ａ上に、光ディスク７を構成する透明カバー層７ｂを透過して集光される。ここで、透明カバー層７ｂは、光ディスクを構成するディスク基板である。
【００１６】
本発明に係る光ピックアップ装置の第１及び第２の光源１，２は、同時に使用されるものではなく、第１の光ディスクを用いる場合には第１の光源１から光ビームが出射され、第２の光ディスクを用いる場合には第２の光源２から光ビームが出射される。ここで、第１の光ディスクは、ディスク基板を構成する透明カバー層の厚さを０．６ｍｍの第１の厚さとなし、開口数（ＮＡ）が０．６の対物レンズを用い、波長が６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍの光ビームにより情報信号の記録再生が行われるように構成されたものである。この種の光ディスクとしては、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスクが用いられる。
【００１７】
また、第２の光ディスクは、ディスク基板を構成する透明カバー層の厚さを１．２ｍｍの第２の厚さとなし、開口数（ＮＡ）が０．４乃至０．５５の対物レンズを用い、波長が７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの光ビームにより情報信号の記録又は再生が行われるように構成されたものである。この種の光ディスクとしては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスクが用いられる。
【００１８】
それぞれ記録密度等の規格を異にする第１の光ディスクがＤＶＤ規格の光ディスクである場合には、６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍの第１の波長λ１の光ビームが記録再生に用いられ、第２の光ディスクがＣＤ規格の光ディスクである場合には、７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームが記録又は再生に用いられる。
【００１９】
光ディスク７に入射され、光ディスク７の信号記録面７ａで反射された光ビームは、対物レンズ６、コリメータレンズ５の順に透過し、平行平板型のビームスプリッタ４を透過し光検出器となるフォトダイオード８によって検出される。
【００２０】
ホログラム一体型の対物レンズ６のベースとなる凸レンズの面形状は、開口数（ＮＡ）が０．６であって、透明カバー層の厚さが−２．５ｍｍの仮想ディスクに対して球面収差が最小となるように形成されている。ここで、仮想ディスクの透明カバー層の厚さをｔ０とする。この凸レンズのみで光ビームを集光させた場合、図２に示すように、透明カバー層の厚さｔ１が０．６ｍｍの第１の光ディスクに対しては、球面収差が補正不足（アンダー）の状態となる。このとき、透明カバー層の厚さｔ２が１．２ｍｍの第２の光ディスクに対する球面収差は、図３及び次式に示すように、透明カバー層の厚さｔ１が０．６ｍｍである場合の球面収差に対して、１．２倍大きくなる。
（ｔ２−ｔ０）／（ｔ１−ｔ０）＝１．２
【００２１】
このベースとなる凸レンズの面形状の第１面（光源側）に、図４に示すように、ブレーズド型ホログラムを一体的に形成したものがホログラム一体型の対物レンズ６である。この対物レンズ６は、厚さｔ１が０．６ｍｍの透明カバー層に入射する波長が６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍの第１の波長λ１の光ビームに対するブレーズド型ホログラムによる１次回折光の球面収差が、図５に示すように、（λ１）／１００ＲＭＳ以下、好ましくは、（λ１）／２００ＲＭＳ以下となるように補正されている。
【００２２】
このとき、このホログラムを透過する７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームの１次回折光の回折角は、以下の式に示すように、第１の波長λ１の１次回折光の回折角の１．２倍となる。
λ２／λ１＝１．２
【００２３】
したがって、このホログラムにより、厚さｔ２を１．２ｍｍとなす透明カバー層に入射する第２の波長λ２の光ビームに対する１次回折光の球面収差も同時に（λ２）／３０ＲＭＳ以下程度に補正することができる。
【００２４】
ここで、ホログラム一体型の対物レンズ６の開口数ＮＡ２を０．５とすると、厚さを１．２ｍｍとなす第２の厚さｔ２の透明カバー層に入射する７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームの１次回折光の球面収差は、図６に示すように、開口数（ＮＡ）が０．５未満の、すなわち、第２の開口数ＮＡ２より小さい領域を通過した光ビームについては十分に低く抑えられていることがわかる。一方、この球面収差は、開口数（ＮＡ）が０．５以上の、すなわち、第２の開口数ＮＡ２より大きい領域を通過した光ビームについては急激に増大している。
【００２５】
ホログラム一体型の対物レンズ６を用いて、第２の波長λ２の光ビームを第２の厚さｔ２の透明カバー層を透過して光ディスクの信号記録面に集光させたときのスポットダイヤグラムを、図７及び図８に示す。図７は、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２よりも小なる領域によるスポットであり、図８は、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２よりも大なる領域によるスポットを示す。図８からわかるように、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２よりも大なる領域を通過した光ビームによるスポットは、広く拡散しており、光ディスクからの情報信号の読み取りにほとんど影響を与えない。
【００２６】
本発明に係る光ピックアップ装置は、ＤＶＤ規格の光ディスクに対し情報信号の記録再生を行う場合には、波長λを６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍとする第１の波長λ１の光ビームをホログラムにより回折したときの１次回折光を用い、ＣＤ規格の光ディスクに記録された情報信号の再生を行うときには、波長λを７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍとする第２の波長λ２の光ビームをホログラムにより回折したときの１次回折光を用いる。このように、第１の波長λ１の光ビーム及び第２の波長λ２の光ビームは、同次数の回折光であれば１次回折光に限られるものではない。ブレーズド型ホログラムの深さを適宜選ぶことにより、波長λを６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍとする第１の波長λ１の光ビームを透過させたときの１次回折光の回折効率と、波長λを７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍとする第２の波長λ２の光ビームを透過させたときの１次回折光の回折効率を、それぞれ７５％以上、好ましくは９０％以上にすることができる。
【００２７】
また、波長λを７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍとする第２の波長λ２より長い第３の波長λ３の光ビームを用い、対物レンズ６の開口数（ＮＡ）を０．５未満の第２の開口数ＮＡ２より小なる第３の開口数ＮＡ３とすると、対物レンズ６は、第２の波長λ２より波長λの長い第３の波長λ３の光ビームを用いた場合に、回折光学素子の１次回折光により、透明カバー層の厚さが第２の厚さｔ２、すなわち１．２ｍｍより厚い第３の厚さｔ３であるときの球面収差をλ３／５０ＲＭＳ以下に補正することができる。
【００２８】
次に、対物レンズ６の他の例を、図９を参照して説明する。
【００２９】
図９に示す対物レンズ６は、開口数（ＮＡ）が０．５未満の第２の開口数ＮＡ２より小なる領域については、上述した対物レンズ６と同様に形成する。そして、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域については、ベースとなる凸レンズの面形状を、第１の厚さｔ１、すなわち０．６ｍｍの厚さの透明カバー層を有する光ディスクに対して球面収差が最小となるように設定し、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域については、ホログラム素子を設けないように構成したものである。
【００３０】
このように対物レンズ６を構成することにより、開口数（ＮＡ）を０．６とする第１の開口数ＮＡ１より小なる領域、すなわち、凸レンズの全面で、第１の厚さｔ１の透明カバー層に入射する第１の波長λ１の光ビームの球面収差を小さく保ったまま、同時に、開口数（ＮＡ）を０．５未満とする第２の開口数ＮＡ２より小なる領域では、第２の厚さｔ２の透明カバー層に入射する第２の波長λ２の光ビームの球面収差を小さく保ち、かつ、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域では、第２の厚さｔ２の透明カバー層に入射する第２の波長λ２の光ビームの球面収差を非常に大きくすることができる。
【００３１】
対物レンズ６を図９に示すように構成することにより、第２の厚さｔ２、すなわち１．２ｍｍの厚さの透明カバー層を有する第２の光ディスクの信号記録面に７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームを集光させたとき、開口数（ＮＡ）を第２の開口数ＮＡ２より大なる領域を光ビームが透過することにより、信号記録面に形成される光ビームのスポット径を前述した対物レンズを用いた場合より大きくでき、透明カバー層の厚さを１．２ｍｍとするＣＤ規格の光ディスクに記録された情報信号の読み取りを一層正確に行うことができる。
【００３２】
さらに、本発明に係る光ピックアップ装置に用いられる対物レンズは、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域に、開口数が第２の開口数ＮＡ２より小なる領域のホログラム素子よりも深さが浅い回折素子を設けることにより、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より小なる領域を透過する６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍの第１の波長のλ１の光ビームの１次回折光の回折効果と、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域を透過する第１の波長のλ１の光ビームの０次光の回折効率とを等しくすることができる。このようにすることにより、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域、すなわち、対物レンズの外周部分を透過する光量の調節を行うことができる。
【００３３】
さらにまた、本発明に係る光ピックアップ装置に用いられる対物レンズは、開口数（ＮＡ）を０．５未満とする第２の開口数ＮＡ２より小なる領域と、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域とで、凸レンズの球面の形状及びホログラムのパターンを変えることとしてもよい。すなわち、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２、すなわち０．５より小さい領域においては、厚さを１．２ｍｍとなす第２の厚さｔ２の透明カバー層に入射する７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームの１次回折光の球面収差が低く抑えられるように構成し、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域においては、ベースとなる凸レンズの面形状を、仮想ディスクの透明カバー層の厚さが、第１の厚さｔ１よりも薄く、前述の厚さｔ０よりも厚い厚さｔ０’、例えば−１．０ｍｍとして、球面収差が最小となるように設定する。
【００３４】
このとき、対物レンズにおいて開口数（ＮＡ）が０．５未満の第２の開口数ＮＡ２より小なる領域と開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域との曲面の曲率はともに同じとし、レンズの肉厚も同じ値になるようにする。ただし、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域においては、仮想的な肉厚、つまり、レンズの中心まで仮想的に延長したときの肉厚である。
【００３５】
このように構成することにより、開口数（ＮＡ）が０．５未満の第２の開口数ＮＡ２より大なる領域での厚さが０．６ｍｍの第１の厚さｔ１の透明カバー層に対する球面収差は、補正不足（アンダー）で、かつ、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域に相当する部分より発生する球面収差が小さくなる。
【００３６】
そして、第１の厚さｔ１の透明カバー層に入射する波長λを６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍとする第１の波長λ１の光ビームの＋１次回折光の球面収差を補正するように、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域にもホログラムを形成する。
【００３７】
このとき、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域を透過して第２の厚さｔ２の透明カバーに入射する波長λを７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍとする第２の波長λ２の光ビームの球面収差は、ホログラムによっても十分には補正されず、前述した図４に示す対物レンズ６よりさらに大きい球面収差となる。よって、第２の波長λ２の光ビームを用いて、厚さが１．２ｍｍの第２の厚さｔ２の透明カバー層を有する光ディスクに対し情報信号を記録再生するときに、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域を透過した光ビームは情報信号の記録再生に寄与することがない。
【００３８】
このように設計したレンズにおいては、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より小である領域と、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２よりも大である領域とが、互いに不連続な非球面関数で表される曲面で構成されている。
【００３９】
ここで、ホログラムの形状としては、図１０に示すように、同心円状のブレーズド形状とし、その高さｄは、波長λが第１の波長λ１のときの対物レンズの媒質の屈折率をｎ１、第２の波長λ２のときの対物レンズの媒質の屈折率をｎ２とすると、以下の式に示す値となっている。
０．８・λ１／（ｎ１−１）＜ｄ＜１．２・λ２／（ｎ２−１）
【００４０】
望ましくは、高さｄは、以下の式に示す値となす。
ｄ＝｛λ１／（ｎ１−１）＋λ２／（ｎ２−１）｝／２ ＝λ１／２（ｎ１−１）＋λ２／２（ｎ２−１）
【００４１】
このようにプレーズ形状の高さｄを選ぶことにより、第１の波長λ１及び第２の波長λ２の光ビームの＋１次回折光の回折効率をそれぞれ９５％以上にすることができる。
【００４２】
このときのブレーズド形状の傾き方向は、凸レンズの全面に亘って、図１０に示すように、中心側より外周側のほうが低くなる方向となされている。これは、ベースの凸レンズの面形状が第１の厚さｔ１の透明カバー層に対して、球面収差が補正不足（アンダー）であるものを、同心円状のホログラムによって、レンズの中心側方向に（＋１次）回折光を回折させることにより、球面収差を補正をさせるためである。
【００４３】
ところで、対物レンズを形成するために用いられる合成樹脂材料は、環境温度が上昇すると屈折率が下がる。そのため、合成樹脂により形成した対物レンズは、球面収差を補正過剰な状態、すなわち球面凹レンズの状態になる。このような球面収差の補正過剰な状態をキャンセルするため、ホログラムを設け、環境温度の上昇に伴って半導体レーザの発振波長が長波長側にシフトすることを利用し、球面収差が補正不足となるようにする。このように構成することにより、合成樹脂により形成した対物レンズの温度変化により発生する球面収差を問題のないレベルに抑えることができる。
【００４４】
ここで用いる対物レンズには、例えば光源から出射された光ビームを光ディスクに直接結像させるための合成樹脂製の単玉レンズであって且つ有限系のものが用いられる。例えば、以下に示す表１に示す形状であって、且つ温度変化時の屈折率の変化による球面収差の発生をキャンセルするため、少なくともレンズの一面にブレーズされたホログラムを有する。
【００４５】
【表１】
【００４６】
このとき、対物レンズの光源側を第１面、光記録媒体側を第２面としたとき、第１面の曲率半径ｒ１について
０．６７＜ｒ１／ｆ≦０．７０
が成立し、第２面の曲率半径ｒ２について、
１．３３＜ｒ２／ｆ≦１．５０
が成立し、厚みが２．５ｍｍ以上である対物レンズを設計する。このように設計することにより、レンズの軸外収差をキャンセルして良好な光学特性を有する対物レンズを得ることができる。
【００４７】
このように形成された対物レンズを用いることにより、記録密度等を異にし、波長を異にする光ビームを用いて記録再生を行う第１及び第２の光ディスクにそれぞれ波長を異にする光ビームを照射して記録再生を行うとき、これら光ディスクにそれぞれ照射される光ビームの球面収差を補正することができ、さらに温度変化による球面収差を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、記録密度や記録再生に用いる光ビームの波長を異にする複数の種類の光記録媒体にそれぞれ入射される光ビームの球面収差の発生を抑えることができ、また、異なる種類の光記録媒体について、回折光学素子における同次数の光ビームを用いているため、使用する次数の回折光の回折効率を高めることができる。
【００４９】
すなわち、本発明は、光源から出射される光ビームを高い効率で利用しつつ、複数の種類の光記録媒体に対して情報信号の記録再生を行うことができ、不要回折光などによる迷光の問題や温度変化に伴う収差の発生の問題のない光ピックアップ装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置を示す側面図である。
【図２】対物レンズを構成する凸レンズを説明するために用いる透明カバー層が第１の厚さとして形成された例を示す側面図である。
【図３】透明カバー層が第２の厚さとして形成された例を示す側面図である。
【図４】対物レンズを示す断面図である。
【図５】対物レンズを示す側面図である。
【図６】対物レンズの光学特性を示す特性図である。
【図７】対物レンズの開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも小なる領域によるスポットダイヤグラムである。
【図８】対物レンズの特性を示す開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも大なる領域によるスポットダイヤグラムである。
【図９】対物レンズの他の例を示す断面図である。
【図１０】ブレーズド型ホログラムを示す断面図である。
【０００１】
本発明は、光ビームを集光する対物レンズを用いる光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報信号の記録密度や記録容量等の規格を異にする複数の光記録媒体、例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスク及びＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスクの如く異なる規格の光ディスクの双方に対して情報信号の記録又は再生を行うことを可能とする光ピックアップ装置が提案されている。
【０００３】
この種の光ピックアップ装置として、特開平７−９８４３１号公報に記載されているものがある。この公報に記載される光ピックアップ装置は、対物レンズの表面の一部にホログラムを形成し、異なる規格の光ディスクを用いる場合に問題となる球面収差を補正するようにしたものである。この光ピックアップ装置に用いられる対物レンズは、波長６５０ｎｍの光ビームを厚さ０．６ｍｍのカバー層、例えば光ディスクのディスク基板を介して開口数（ＮＡ）０．６にて光ディスクの信号記録層に集光させるように形成されている。また、対物レンズの表面に形成されたホログラムは、波長７８０ｎｍの光ビームの１次光を厚さ１．２ｍｍのカバー層、例えば光ディスクのディスク基板を介して開口数（ＮＡ）０．４５にて光ディスクの信号記録層に集光させるように形成されている。
【０００４】
この光ピックアップ装置は、波長λを６５０ｎｍとする光ビームのホログラムを透過する０次光と、ホログラムが形成されていない領域における透過光とによってＤＶＤ規格の光ディスクに対して情報信号の記録再生を行い、波長λを７８０ｎｍとする光ビームのホログラムにより回折される１次光によってＣＤ規格の光ディスクに対して記録再生を行う。
【０００５】
上述のような対物レンズを備えた光ピックアップ装置は、波長λが６５０ｎｍの光ビームのホログラムを透過する０次光の回折効率と、波長λを７８０ｎｍとする光ビームのホログラムにおける１次光の回折効率とを４０％程度以上に大きくすることはできない。この光ピックアップ装置においては、光源から出射され対物レンズ及び回折光学素子を経て光記録媒体に至り、光記録媒体から反射され、再び、対物レンズ及び回折光学素子を経て受光素子に受光される往復の光ビームの利用効率は、回折光学素子を２回通るために１６％以下という低効率のものとなってしまう。
【０００６】
また、ホログラムを用いた光ピックアップ装置は、不要回折光による迷光の問題がある。
【０００７】
さらに、対物レンズを合成樹脂で形成した場合には、温度変化に伴う合成樹脂の屈折率の変化により収差が発生するという問題がある。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、上述した従来の光ピックアップ装置及び対物レンズが有する問題点を解消する新規な光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、光源から出射された光ビームを高い効率で利用しつつ、情報信号の記録密度を異にする複数種類の光記録媒体に対して情報信号の記録再生を行うことができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
更に、本発明は、不要回折光などによる迷光や温度変化に伴う収差の発生を抑えることができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
このような目的を達成するために提案される本発明に係る光ピックアップ装置は、第１の厚さｔ１の透明カバー層が設けられた第１の光ディスクの信号記録面上に、第１の波長λ１の光ビームを出射する第１の光源と、第１の厚さｔ１より厚い第２の厚さｔ２の透明カバー層が設けられた第２の光ディスクの信号記録面上に、第１の波長λ１より長い第２の波長λ２の光ビームを出射する第２の光源と、第１及び第２の光源から出射された各々の光ビームを、各光源に対応する光ディスクが有する透明カバー層を介して信号記録面上に集光させる対物レンズと、信号記録面により反射された光ビームを光源に戻る光路より分岐させる光ビーム分岐素子と、この光ビーム分岐素子により分岐された光ビームを受光する光検出器とを備える。ここで、対物レンズは、第１の波長λ１の光ビームに対する開口数を第１の開口数ＮＡ１とし、第２の波長λ２の光ビームに対する開口数を第１の開口数ＮＡ１より小さい第２の開口数ＮＡ２としたとき、開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも小である内周領域と、開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも大である外周領域とが、互いに不連続な非球面関数で表される曲面で構成された合成樹脂の凸レンズと、この凸レンズに設けられた回折光学素子とからなり、回折光学素子は、対物レンズの開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも大となる外周領域において、開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも小となる内周領域におけるよりも深さが小さく、傾きの方向が、対物レンズの中心側より外周側が低くなる方向であるブレーズ形状のホログラムであり、ホログラムの＋１次回折光又は−１次回折光を使用することによって、温度変化に伴う凸レンズを構成する合成樹脂材料の屈折率の変化により発生する球面収差がキャンセルされ、ブレーズの深さｄは、光ビームの波長が上記第１の波長λ１であるときの対物レンズの媒質の屈折率をｎ１とし、光ビームの波長が第２の波長λ２であるときの対物レンズの媒質の屈折率をｎ２とするとき、０．８・λ１／（ｎ１−１）＜ｄ＜１．２・λ２／（ｎ２−１）が成立する深さとなされている。
【００１２】
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施例の説明から一層明らかにされるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
本発明に係る光ピックアップ装置は、図１に示すように、第１の波長λ１の光ビームを出射する第１の光源１と、第２の波長λ２の光ビームを出射する第２の光源２とを備えている。これら光源には、半導体レーザが用いられている。第１の光源から出射された第１の波長λ１の光ビーム及び第２の光源２から出射された第２の波長λ２の光ビームは、ビームスプリッタプリズム３によって同一光路上に合成され、光ビーム分岐素子となるダイクロイックビームスプリッタ４によってコリメータレンズ５が配置された方向へ反射される。
【００１５】
コリメータレンズ５は、入射された光ビームを平行光にコリメートし、ホログラム一体型の対物レンズ６に入射させる。ホログラム一体型の対物レンズ６は、合成樹脂により形成された凸レンズと、凸レンズの一方の面の全面に一体的に形成された回折光学素子となるホログラムとから構成されている。この対物レンズ６に入射された光ビームは、光記録媒体である光ディスク７の信号記録面７ａ上に、光ディスク７を構成する透明カバー層７ｂを透過して集光される。ここで、透明カバー層７ｂは、光ディスクを構成するディスク基板である。
【００１６】
本発明に係る光ピックアップ装置の第１及び第２の光源１，２は、同時に使用されるものではなく、第１の光ディスクを用いる場合には第１の光源１から光ビームが出射され、第２の光ディスクを用いる場合には第２の光源２から光ビームが出射される。ここで、第１の光ディスクは、ディスク基板を構成する透明カバー層の厚さを０．６ｍｍの第１の厚さとなし、開口数（ＮＡ）が０．６の対物レンズを用い、波長が６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍの光ビームにより情報信号の記録再生が行われるように構成されたものである。この種の光ディスクとしては、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスクが用いられる。
【００１７】
また、第２の光ディスクは、ディスク基板を構成する透明カバー層の厚さを１．２ｍｍの第２の厚さとなし、開口数（ＮＡ）が０．４乃至０．５５の対物レンズを用い、波長が７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの光ビームにより情報信号の記録又は再生が行われるように構成されたものである。この種の光ディスクとしては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスクが用いられる。
【００１８】
それぞれ記録密度等の規格を異にする第１の光ディスクがＤＶＤ規格の光ディスクである場合には、６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍの第１の波長λ１の光ビームが記録再生に用いられ、第２の光ディスクがＣＤ規格の光ディスクである場合には、７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームが記録又は再生に用いられる。
【００１９】
光ディスク７に入射され、光ディスク７の信号記録面７ａで反射された光ビームは、対物レンズ６、コリメータレンズ５の順に透過し、平行平板型のビームスプリッタ４を透過し光検出器となるフォトダイオード８によって検出される。
【００２０】
ホログラム一体型の対物レンズ６のベースとなる凸レンズの面形状は、開口数（ＮＡ）が０．６であって、透明カバー層の厚さが−２．５ｍｍの仮想ディスクに対して球面収差が最小となるように形成されている。ここで、仮想ディスクの透明カバー層の厚さをｔ０とする。この凸レンズのみで光ビームを集光させた場合、図２に示すように、透明カバー層の厚さｔ１が０．６ｍｍの第１の光ディスクに対しては、球面収差が補正不足（アンダー）の状態となる。このとき、透明カバー層の厚さｔ２が１．２ｍｍの第２の光ディスクに対する球面収差は、図３及び次式に示すように、透明カバー層の厚さｔ１が０．６ｍｍである場合の球面収差に対して、１．２倍大きくなる。
（ｔ２−ｔ０）／（ｔ１−ｔ０）＝１．２
【００２１】
このベースとなる凸レンズの面形状の第１面（光源側）に、図４に示すように、ブレーズド型ホログラムを一体的に形成したものがホログラム一体型の対物レンズ６である。この対物レンズ６は、厚さｔ１が０．６ｍｍの透明カバー層に入射する波長が６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍの第１の波長λ１の光ビームに対するブレーズド型ホログラムによる１次回折光の球面収差が、図５に示すように、（λ１）／１００ＲＭＳ以下、好ましくは、（λ１）／２００ＲＭＳ以下となるように補正されている。
【００２２】
このとき、このホログラムを透過する７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームの１次回折光の回折角は、以下の式に示すように、第１の波長λ１の１次回折光の回折角の１．２倍となる。
λ２／λ１＝１．２
【００２３】
したがって、このホログラムにより、厚さｔ２を１．２ｍｍとなす透明カバー層に入射する第２の波長λ２の光ビームに対する１次回折光の球面収差も同時に（λ２）／３０ＲＭＳ以下程度に補正することができる。
【００２４】
ここで、ホログラム一体型の対物レンズ６の開口数ＮＡ２を０．５とすると、厚さを１．２ｍｍとなす第２の厚さｔ２の透明カバー層に入射する７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームの１次回折光の球面収差は、図６に示すように、開口数（ＮＡ）が０．５未満の、すなわち、第２の開口数ＮＡ２より小さい領域を通過した光ビームについては十分に低く抑えられていることがわかる。一方、この球面収差は、開口数（ＮＡ）が０．５以上の、すなわち、第２の開口数ＮＡ２より大きい領域を通過した光ビームについては急激に増大している。
【００２５】
ホログラム一体型の対物レンズ６を用いて、第２の波長λ２の光ビームを第２の厚さｔ２の透明カバー層を透過して光ディスクの信号記録面に集光させたときのスポットダイヤグラムを、図７及び図８に示す。図７は、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２よりも小なる領域によるスポットであり、図８は、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２よりも大なる領域によるスポットを示す。図８からわかるように、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２よりも大なる領域を通過した光ビームによるスポットは、広く拡散しており、光ディスクからの情報信号の読み取りにほとんど影響を与えない。
【００２６】
本発明に係る光ピックアップ装置は、ＤＶＤ規格の光ディスクに対し情報信号の記録再生を行う場合には、波長λを６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍとする第１の波長λ１の光ビームをホログラムにより回折したときの１次回折光を用い、ＣＤ規格の光ディスクに記録された情報信号の再生を行うときには、波長λを７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍとする第２の波長λ２の光ビームをホログラムにより回折したときの１次回折光を用いる。このように、第１の波長λ１の光ビーム及び第２の波長λ２の光ビームは、同次数の回折光であれば１次回折光に限られるものではない。ブレーズド型ホログラムの深さを適宜選ぶことにより、波長λを６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍとする第１の波長λ１の光ビームを透過させたときの１次回折光の回折効率と、波長λを７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍとする第２の波長λ２の光ビームを透過させたときの１次回折光の回折効率を、それぞれ７５％以上、好ましくは９０％以上にすることができる。
【００２７】
また、波長λを７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍとする第２の波長λ２より長い第３の波長λ３の光ビームを用い、対物レンズ６の開口数（ＮＡ）を０．５未満の第２の開口数ＮＡ２より小なる第３の開口数ＮＡ３とすると、対物レンズ６は、第２の波長λ２より波長λの長い第３の波長λ３の光ビームを用いた場合に、回折光学素子の１次回折光により、透明カバー層の厚さが第２の厚さｔ２、すなわち１．２ｍｍより厚い第３の厚さｔ３であるときの球面収差をλ３／５０ＲＭＳ以下に補正することができる。
【００２８】
次に、対物レンズ６の他の例を、図９を参照して説明する。
【００２９】
図９に示す対物レンズ６は、開口数（ＮＡ）が０．５未満の第２の開口数ＮＡ２より小なる領域については、上述した対物レンズ６と同様に形成する。そして、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域については、ベースとなる凸レンズの面形状を、第１の厚さｔ１、すなわち０．６ｍｍの厚さの透明カバー層を有する光ディスクに対して球面収差が最小となるように設定し、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域については、ホログラム素子を設けないように構成したものである。
【００３０】
このように対物レンズ６を構成することにより、開口数（ＮＡ）を０．６とする第１の開口数ＮＡ１より小なる領域、すなわち、凸レンズの全面で、第１の厚さｔ１の透明カバー層に入射する第１の波長λ１の光ビームの球面収差を小さく保ったまま、同時に、開口数（ＮＡ）を０．５未満とする第２の開口数ＮＡ２より小なる領域では、第２の厚さｔ２の透明カバー層に入射する第２の波長λ２の光ビームの球面収差を小さく保ち、かつ、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域では、第２の厚さｔ２の透明カバー層に入射する第２の波長λ２の光ビームの球面収差を非常に大きくすることができる。
【００３１】
対物レンズ６を図９に示すように構成することにより、第２の厚さｔ２、すなわち１．２ｍｍの厚さの透明カバー層を有する第２の光ディスクの信号記録面に７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームを集光させたとき、開口数（ＮＡ）を第２の開口数ＮＡ２より大なる領域を光ビームが透過することにより、信号記録面に形成される光ビームのスポット径を前述した対物レンズを用いた場合より大きくでき、透明カバー層の厚さを１．２ｍｍとするＣＤ規格の光ディスクに記録された情報信号の読み取りを一層正確に行うことができる。
【００３２】
さらに、本発明に係る光ピックアップ装置に用いられる対物レンズは、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域に、開口数が第２の開口数ＮＡ２より小なる領域のホログラム素子よりも深さが浅い回折素子を設けることにより、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より小なる領域を透過する６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍの第１の波長のλ１の光ビームの１次回折光の回折効果と、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域を透過する第１の波長のλ１の光ビームの０次光の回折効率とを等しくすることができる。このようにすることにより、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域、すなわち、対物レンズの外周部分を透過する光量の調節を行うことができる。
【００３３】
さらにまた、本発明に係る光ピックアップ装置に用いられる対物レンズは、開口数（ＮＡ）を０．５未満とする第２の開口数ＮＡ２より小なる領域と、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域とで、凸レンズの球面の形状及びホログラムのパターンを変えることとしてもよい。すなわち、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２、すなわち０．５より小さい領域においては、厚さを１．２ｍｍとなす第２の厚さｔ２の透明カバー層に入射する７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍの第２の波長λ２の光ビームの１次回折光の球面収差が低く抑えられるように構成し、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域においては、ベースとなる凸レンズの面形状を、仮想ディスクの透明カバー層の厚さが、第１の厚さｔ１よりも薄く、前述の厚さｔ０よりも厚い厚さｔ０’、例えば−１．０ｍｍとして、球面収差が最小となるように設定する。
【００３４】
このとき、対物レンズにおいて開口数（ＮＡ）が０．５未満の第２の開口数ＮＡ２より小なる領域と開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域との曲面の曲率はともに同じとし、レンズの肉厚も同じ値になるようにする。ただし、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域においては、仮想的な肉厚、つまり、レンズの中心まで仮想的に延長したときの肉厚である。
【００３５】
このように構成することにより、開口数（ＮＡ）が０．５未満の第２の開口数ＮＡ２より大なる領域での厚さが０．６ｍｍの第１の厚さｔ１の透明カバー層に対する球面収差は、補正不足（アンダー）で、かつ、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域に相当する部分より発生する球面収差が小さくなる。
【００３６】
そして、第１の厚さｔ１の透明カバー層に入射する波長λを６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍとする第１の波長λ１の光ビームの＋１次回折光の球面収差を補正するように、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域にもホログラムを形成する。
【００３７】
このとき、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域を透過して第２の厚さｔ２の透明カバーに入射する波長λを７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍとする第２の波長λ２の光ビームの球面収差は、ホログラムによっても十分には補正されず、前述した図４に示す対物レンズ６よりさらに大きい球面収差となる。よって、第２の波長λ２の光ビームを用いて、厚さが１．２ｍｍの第２の厚さｔ２の透明カバー層を有する光ディスクに対し情報信号を記録再生するときに、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より大なる領域を透過した光ビームは情報信号の記録再生に寄与することがない。
【００３８】
このように設計したレンズにおいては、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２より小である領域と、開口数（ＮＡ）が第２の開口数ＮＡ２よりも大である領域とが、互いに不連続な非球面関数で表される曲面で構成されている。
【００３９】
ここで、ホログラムの形状としては、図１０に示すように、同心円状のブレーズド形状とし、その高さｄは、波長λが第１の波長λ１のときの対物レンズの媒質の屈折率をｎ１、第２の波長λ２のときの対物レンズの媒質の屈折率をｎ２とすると、以下の式に示す値となっている。
０．８・λ１／（ｎ１−１）＜ｄ＜１．２・λ２／（ｎ２−１）
【００４０】
望ましくは、高さｄは、以下の式に示す値となす。
ｄ＝｛λ１／（ｎ１−１）＋λ２／（ｎ２−１）｝／２ ＝λ１／２（ｎ１−１）＋λ２／２（ｎ２−１）
【００４１】
このようにプレーズ形状の高さｄを選ぶことにより、第１の波長λ１及び第２の波長λ２の光ビームの＋１次回折光の回折効率をそれぞれ９５％以上にすることができる。
【００４２】
このときのブレーズド形状の傾き方向は、凸レンズの全面に亘って、図１０に示すように、中心側より外周側のほうが低くなる方向となされている。これは、ベースの凸レンズの面形状が第１の厚さｔ１の透明カバー層に対して、球面収差が補正不足（アンダー）であるものを、同心円状のホログラムによって、レンズの中心側方向に（＋１次）回折光を回折させることにより、球面収差を補正をさせるためである。
【００４３】
ところで、対物レンズを形成するために用いられる合成樹脂材料は、環境温度が上昇すると屈折率が下がる。そのため、合成樹脂により形成した対物レンズは、球面収差を補正過剰な状態、すなわち球面凹レンズの状態になる。このような球面収差の補正過剰な状態をキャンセルするため、ホログラムを設け、環境温度の上昇に伴って半導体レーザの発振波長が長波長側にシフトすることを利用し、球面収差が補正不足となるようにする。このように構成することにより、合成樹脂により形成した対物レンズの温度変化により発生する球面収差を問題のないレベルに抑えることができる。
【００４４】
ここで用いる対物レンズには、例えば光源から出射された光ビームを光ディスクに直接結像させるための合成樹脂製の単玉レンズであって且つ有限系のものが用いられる。例えば、以下に示す表１に示す形状であって、且つ温度変化時の屈折率の変化による球面収差の発生をキャンセルするため、少なくともレンズの一面にブレーズされたホログラムを有する。
【００４５】
【表１】
このとき、対物レンズの光源側を第１面、光記録媒体側を第２面としたとき、第１面の曲率半径ｒ１について
０．６７＜ｒ１／ｆ≦０．７０
が成立し、第２面の曲率半径ｒ２について、
１．３３＜ｒ２／ｆ≦１．５０
が成立し、厚みが２．５ｍｍ以上である対物レンズを設計する。このように設計することにより、レンズの軸外収差をキャンセルして良好な光学特性を有する対物レンズを得ることができる。
【００４７】
このように形成された対物レンズを用いることにより、記録密度等を異にし、波長を異にする光ビームを用いて記録再生を行う第１及び第２の光ディスクにそれぞれ波長を異にする光ビームを照射して記録再生を行うとき、これら光ディスクにそれぞれ照射される光ビームの球面収差を補正することができ、さらに温度変化による球面収差を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、記録密度や記録再生に用いる光ビームの波長を異にする複数の種類の光記録媒体にそれぞれ入射される光ビームの球面収差の発生を抑えることができ、また、異なる種類の光記録媒体について、回折光学素子における同次数の光ビームを用いているため、使用する次数の回折光の回折効率を高めることができる。
【００４９】
すなわち、本発明は、光源から出射される光ビームを高い効率で利用しつつ、複数の種類の光記録媒体に対して情報信号の記録再生を行うことができ、不要回折光などによる迷光の問題や温度変化に伴う収差の発生の問題のない光ピックアップ装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置を示す側面図である。
【図２】対物レンズを構成する凸レンズを説明するために用いる透明カバー層が第１の厚さとして形成された例を示す側面図である。
【図３】透明カバー層が第２の厚さとして形成された例を示す側面図である。
【図４】対物レンズを示す断面図である。
【図５】対物レンズを示す側面図である。
【図６】対物レンズの光学特性を示す特性図である。
【図７】対物レンズの開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも小なる領域によるスポットダイヤグラムである。
【図８】対物レンズの特性を示す開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも大なる領域によるスポットダイヤグラムである。
【図９】対物レンズの他の例を示す断面図である。
【図１０】ブレーズド型ホログラムを示す断面図である。
Claims (2)
- 第１の厚さｔ１の透明カバー層が設けられた第１の光ディスクの信号記録面上に、第１の波長λ１の光ビームを出射する第１の光源と、
上記第１の厚さｔ１より厚い第２の厚さｔ２の透明カバー層が設けられた第２の光ディスクの信号記録面上に、第１の波長λ１より長い第２の波長λ２の光ビームを出射する第２の光源と、
上記第１及び第２の光源からそれぞれ出射された光ビームを、各光源に対応する光ディスクに設けられた透明カバー層を透過して信号記録面上に集光させる対物レンズと、
上記信号記録面により反射された光ビームを上記光源に戻る光路より分岐させる光ビーム分岐素子と、
上記光ビーム分岐素子により分岐された光ビームを受光する光検出器とを備え、
上記対物レンズは、上記第１の波長λ１の光ビームに対する開口数を第１の開口数ＮＡ１とし、上記第２の波長λ２の光ビームに対する開口数を該第１の開口数ＮＡ１より小さい第２の開口数ＮＡ２としたとき、開口数が第２の開口数ＮＡ２よりも小である内周領域と、開口数が上記第２の開口数ＮＡ２よりも大である外周領域とが、互いに不連続な非球面関数で表される曲面で構成された合成樹脂の凸レンズと、この凸レンズに設けられた回折光学素子とを有し、
上記対物レンズを構成する凸レンズは、開口数が上記第２の開口数ＮＡ２よりも大となる外周領域が、上記第１の厚さｔ１の透明カバー層に対して球面収差が最小となるように設定されており、
上記回折光学素子は、上記対物レンズの開口数が上記第２の開口数ＮＡ２よりも大となる外周領域において、開口数が該第２の開口数ＮＡ２よりも小となる内周領域におけるよりも深さが小さく、傾きの方向が、上記対物レンズの中心側より外周側が低くなる方向であるブレーズ形状のホログラムであり、該ホログラムの＋１次回折光又は−１次回折光を使用することによって、温度変化に伴う上記凸レンズを構成する合成樹脂材料の屈折率の変化により発生する球面収差がキャンセルされ、
上記ブレーズの深さｄは、光ビームの波長が上記第１の波長λ１であるときの上記対物レンズの媒質の屈折率をｎ１とし、光ビームの波長が上記第２の波長λ２であるときの該対物レンズの媒質の屈折率をｎ２とするとき、
０．８・λ１／（ｎ１−１）＜ｄ＜１．２・λ２／（ｎ２−１）
が成立する深さとなされている光ピックアップ装置。 - 上記第１の波長λ１が６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍであり、上記第２の波長λ２が７７５ｎｍ乃至７９５ｎｍであり、上記第１の厚さｔ１が０．６ｍｍであり、上記第２の厚さｔ２が１．２ｍｍであり、第１の開口数ＮＡ１が０．６であり、第２の開口数ＮＡ２が０．４より大きく０．５５より小さい請求項１記載の光ピックアップ装置。
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