JPH1186319A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの集光光学系で透明基板の厚さが異なる
複数の光情報記録媒体を記録／再生することができると
ともに、高ＮＡ化に対応できる光ピックアップ装置を提
供することを課題とする。 【解決手段】 第１光情報記録媒体２０を記録／再生す
る際における対物レンズ１６の光情報記録媒体側から見
た倍率ｍ１より、第２光情報記録媒体２０′を記録／再
生する際における対物レンズ１６の光情報記録媒体側か
ら見た倍率ｍ２の方を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明基板の厚さが
異なる複数の光情報記録媒体を、１つの集光光学系で記
録及び／又は再生（記録／再生）することができる光ピ
ックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、短波長赤色半導体レーザ実用化に
伴い、従来の光情報記録媒体（光ディスクともいう）で
あるＣＤ（コンパクトディスク）と同程度の大きさで大
容量化させた高密度の光情報記録媒体であるＤＶＤ（デ
ジタルビデオディスク、あるいは、デジタルバーサタイ
トディスクともいう）の開発が進んできている。このＤ
ＶＤでは、６３５ｎｍの短波長半導体レーザを使用した
ときの対物レンズの光ディスク側の開口数ＮＡを０．６
としている。なお、ＤＶＤは、トラックピッチ０．７４
μｍ、最短ピット長０．４μｍであり、ＣＤのトラック
ピッチ１．６μｍ、最短ピット長０．８３μｍに対して
半分以下に高密度化されている。また、上述したＣＤ、
ＤＶＤの他に、種々の規格の光ディスク、例えば、ＣＤ
−Ｒ（追記型コンパクトディスク）、ＬＤ（レーザディ
スク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＭＯ（光磁気ディス
ク）なども商品化されて普及している。表１に種々の光
ディスクの透明基板の厚さと、必要開口数を示す。

【０００３】

【表１】

【０００４】なお、ＣＤ−Ｒについては光源波長λ＝７
８０（ｎｍ）である必要があるが、他の光ディスクにお
いては、表１に記載した光源波長以外の波長の光源を使
用することができ、この場合、使用する光源波長λに応
じて必要開口数ＮＡがかわる。例えば、ＣＤの場合は必
要開口数ＮＡ＝λ（μｍ）／１．７３、ＤＶＤの場合は
必要開口数ＮＡ＝λ（μｍ）／１．０６で近似される。

【０００５】このように、市場にはサイズ、基板厚、記
録密度、使用波長などが種々異なる様々な光ディスクが
存在する時代となっており、様々な光ディスクに対応で
きる光ピックアップ装置が提案されている。

【０００６】その１つとして、異なる光ディスクそれぞ
れに対応した集光光学系を備え、再生する光ディスクに
より集光光学系を切り替える光ピックアップ装置が提案
されている。しかしながら、この光ピックアップ装置で
は、集光光学系が複数必要となりコスト高を招くばかり
でなく、集光光学系を切り替えるための駆動機構が必要
となり装置が複雑化し、その切り替え精度も要求され、
好ましくない。

【０００７】そこで、１つの集光光学系を用いて、複数
の光ディスクを再生する光ピックアップ装置が種々提案
されている。

【０００８】その１つとして、特開平９−１８４９７５
号公報には、対物レンズに光軸と同心状のわずかながら
の段差を設けるた光ピックアップ装置が提案されてい
る。このピックアップ装置においては、光源から出射し
た光束を段差より光軸側の第１領域と外側の第３領域と
の２つの領域に分け、ＣＤの記録／再生には第１領域
を、ＤＶＤの記録／再生には第１領域及び第３領域を通
過する光束によって行うことにより、１つの集光光学系
を用いてＤＶＤとＣＤの２つの光ディスクを記録／再生
しようとするものである（以下、この集光光学系を２領
域集光光学系といい、対物レンズに適用した場合この対
物レンズを２領域対物レンズという）。

【０００９】また、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓ
ｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｍｏｒ
ｙ ａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇ
ｅ１９９６」での講演番号ＯＦＡ３−１では、対物レン
ズに光軸と同心状の遮蔽リングを設けた光ピックアップ
装置が提案されている。このピックアップ装置において
は、光源から出射した光束を遮蔽リングより光軸側の第
１領域と、遮蔽リングによる遮蔽領域と、遮蔽リングよ
り外側の第３領域との３つの領域に分け、ＣＤの記録／
再生には光軸近傍の第１領域を、ＤＶＤの記録／再生に
は第１領域及び第３領域を通過する光束によって行うこ
とにより、１つの集光光学系を用いてＤＶＤとＣＤの２
つの光ディスクを記録／再生しようとするものである
（以下、この集光光学系を遮蔽集光光学系といい、対物
レンズに適用した場合この対物レンズを遮蔽対物レンズ
という）。

【００１０】この２領域集光光学系や遮蔽集光光学系を
搭載した光ピックアップ装置は、段差若しくは遮蔽リン
グにより波面収差（球面収差）を不連続にして、ＣＤの
記録／再生時においてＤＶＤの透明基板の厚さとＣＤの
透明基板の厚さの差により発生する球面収差が原因とな
るフレアの影響を減じようとするものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これら光ピックアップ
装置においては、短波長（λ＝６３５ｎｍ）の１つの光
源を用いているため、ＣＤの再生時における必要開口数
がＮＡ＝０．３６７程度と小さい開口数でよいため回折
限界性能を満たすことができ、ＤＶＤ及びＣＤを再生す
ることができる。ここで、ＣＤの代わりに、ＣＤ−Ｒに
対応させるための２光源化しようとすると、ＣＤ−Ｒの
再生時における必要開口数ＮＡ＝０．４５が必要とな
り、ＬＤなどに対応させるときと同様に、高ＮＡ化が必
要となる。

【００１２】しかしながら、２領域集光光学系において
は、高ＮＡ化に対応させるためには、設計基板厚を厚く
して段差の位置を高ＮＡの領域に移動する必要がある
が、この場合、ＤＶＤを再生するときにスポット形状が
悪化し、ＤＶＤを再生することができなくなる。また、
遮蔽集光光学系においては、開口数ＮＡ＝０．３６７で
回折限界性能をかろうじて満足するので、これ以上遮蔽
リングの位置を高ＮＡの領域に移動させると回折限界性
能を満たすことができず、再生できない。

【００１３】そこで、本発明は、１つの集光光学系で透
明基板の厚さが異なる複数の光情報記録媒体を記録／再
生することができるとともに、高ＮＡ化に対応できる光
ピックアップ装置を提供することを課題とする。

【００１４】ところで、本発明者らは、このようなこと
を勘案して、特願平９−１９７０７６号において対物レ
ンズを光軸と同心状に少なくとも２つの段差を設けた光
ピックアップ装置を提案している。このピックアップ装
置においては、光源から出射した光束を光軸近傍の第１
領域と、第１領域より外側の第２領域と、第２領域より
外側の第３領域との３つの領域に分け、第２光ディスク
の記録／再生には光軸近傍の第１領域及び第２領域を、
第１光ディスクの記録／再生には第１領域及び第３領域
を通過する光束によって行うことにより、１つの集光光
学系を用いて複数の光ディスクを記録／再生する（以
下、この集光光学系を３領域集光光学系といい、対物レ
ンズに適用した場合この対物レンズを３領域対物レンズ
という）。しかしながら、このような光ピックアップ装
置において、高ＮＡの第２光ディスクに対応させようと
すると、第１光ディスクの記録／再生時における光量損
失が大きくなってしまうという問題が生じた。

【００１５】そこで、本発明は、高ＮＡの第２光ディス
クに対応させても、第１光ディスクの記録／再生時をも
良好に行うことを、さらなる課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

（１） 対物レンズを含む集光光学系に、光源から出射
した光束を、光軸に対して垂直な方向において少なくと
も２つの領域に分割する機能を持たせることにより、透
明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体に対して、第
１光源（波長λ１（ｎｍ））から出射した光束を、前記
集光光学系で透明基板を介して情報記録面に集光させ、
第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生をするととも
に、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報
記録媒体に対して、第２光源（波長λ２（ｎｍ））から
出射した光束を、前記集光光学系で透明基板を介して情
報記録面に集光させ、第２光情報記録媒体の情報の記録
又は再生をするようにした光ピックアップ装置におい
て、第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生時におけ
る前記対物レンズの光情報記録媒体側から見た倍率ｍ１
より、第２光情報記録媒体の情報の記録又は再生時にお
ける前記対物レンズの光情報記録媒体側から見た倍率ｍ
２の方が、小さいことを特徴とする光ピックアップ装
置。

【００１７】（２） 前記集光光学系に、波面収差を不
連続にして、光源から出射した光束を光軸に対して垂直
な方向において少なくとも２つの領域に分割するため
に、光軸と略同心のレンズ面分割部を少なくとも１つ設
け、第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生時におい
て、前記レンズ面分割部によって分割された領域のう
ち、前記レンズ面分割部より光軸側の第１領域及び前記
レンズ面分割部より外側の第３領域を通過する光束によ
って、第１光情報記録媒体の情報記録面上に形成される
ビームスポットの波面収差が０．０５λ１（ｒｍｓ）以
下であり、第２光情報記録媒体の情報の記録又は再生時
において、前記第１領域を通過する光束によって、第２
光情報記録媒体の情報記録面上に形成されるビームスポ
ットの波面収差が０．０７λ２（ｒｍｓ）以下であるこ
とを特徴とする（１）に記載の光ピックアップ装置。

【００１８】（３） 光源からの光束を、対物レンズを
含む集光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介し
て情報記録面上に集光して、光情報記録媒体の情報の記
録又は再生を行うように構成されており、かつ、透明基
板の厚み及び記録密度が異なる少なくとも２種類の光情
報記録媒体の情報の記録又は再生を行う光ピックアップ
装置において、前記集光光学系に、波面収差を不連続に
するために、レンズの光軸と略同心のレンズ面分割部を
少なくとも１つ設けるとともに、透明基板の厚さがｔ１
の第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生時には、前
記レンズ分割部より光軸側の第１領域及び前記レンズ面
分割部より外側の第３領域を通過する光束によって情報
記録面上に形成されるビームスポットの波面収差が０．
０５λ１（ｒｍｓ）（但し、λ１は第１光情報記録媒体
の情報の記録又は再生に使用する第１光源の波長（ｎ
ｍ））以下となるように、前記対物レンズの光情報記録
媒体側から見た倍率をｍ１として、第１光源からの光束
を集光し、記録密度が第１光情報記録媒体よりも低く透
明基板の厚さがｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒
体の情報の記録又は再生時には、前記第１領域を通過す
る光束によって情報記録面上に形成されるビームスポッ
トの波面収差が０．０７λ２（ｒｍｓ）（但し、λ２は
第２光情報記録媒体の情報の記録又は再生に使用する第
２光源の波長（ｎｍ））以下となるように、前記対物レ
ンズの光情報記録媒体側から見た倍率をｍ２として、第
２光源からの光束を集光するようにしたことを特徴とす
る光ピックアップ装置。

【００１９】（４） 前記集光光学系に、レンズ面分割
部を２つ設け、第２光情報記録媒体の記録又は再生時
に、前記第１領域及び２つのレンズ面分割部の間の第２
領域を通過する光束を集光させ、情報記録面上にビーム
スポットを形成するようにしたことを特徴とする（２）
又は（３）に記載の光ピックアップ装置。

【００２０】（５） 前記集光光学系に、レンズ面分割
部を２つ設け、前記２つのレンズ面分割部の間の第２領
域を、遮蔽構造としたことを特徴とする（２）又は
（３）に記載の光ピックアップ装置。

【００２１】（６） 前記倍率ｍ２は、第１光情報記録
媒体の透明基板の厚さｔ１と第２光情報記録媒体の透明
基板の厚さｔ２との差により生じる球面収差を補正する
方向の倍率であることを特徴とする（１）〜（５）のい
ずれか１つに記載の光ピックアップ装置。

【００２２】（７） 前記集光光学系は、前記第１光源
及び前記第２光源からの光束の発散度を変更する発散度
変更光学素子を有し、前記発散度変更光学素子と前記第
２光源との距離が前記発散度変更光学素子と前記前１光
源との距離より短くなるように、前記第１光源及び前記
第２光源を配置することを特徴とする（１）〜（６）の
いずれか１つに記載の光ピックアップ装置。

【００２３】（８） 前記第１光源は、前記第２光源を
兼用することを特徴とする（１）〜（６）のいずれか１
つに記載の光ピックアップ装置。

【００２４】（９） 前記集光光学系は、前記第１光源
からの光束の発散度を変更する発散度変更光学素子を有
し、第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生時におけ
る前記発散度変更光学素子と前記第１光源との距離よ
り、第２光情報記録媒体の情報の記録又は再生時におけ
る前記発散度変更光学素子と前記第１光源との距離の方
を短くすることを特徴とする（８）に記載の光ピックア
ップ装置。

【００２５】（１０） 前記第１光源又は前記発散度変
更光学素子を光軸方向に移動させることを特徴とする
（９）に記載の光ピックアップ装置。

【００２６】（１１） 前記倍率ｍ１と前記倍率ｍ２
は、−０．０５＜ｍ２−ｍ１＜−０．００５を満足する
ことを特徴とする（１）〜（１０）のいずれか１つに記
載の光ピックアップ装置。

【００２７】

【発明の実施の形態】まず、実施の形態を説明する前
に、図１に基づき、光情報記録媒体（以下、光ディス
ク）について説明する。光ピックアップ装置１０は、光
情報記録媒体（以下、光ディスクともいう）２０、２
０′として透明基板２１、２１′の厚さの異なる複数の
光ディスク２０、２０′の情報記録面２２、２２′上に
情報を記録又は情報記録面２２、２２′上の情報を再生
（光ディスク２０、２０′の情報の記録又は再生、光デ
ィスク２０、２０′の記録／再生ともいう）することが
できるものである。この複数の光ディスク２０、２０′
として、透明基板２１の厚さｔ１の第１光ディスク２０
と、第１光ディスクの透明基板２１の厚さｔ１とは異な
る厚さｔ２の第２光ディスク２０′として説明する。ま
た、第１光ディスク２０を記録／再生するために必要な
集光光学系（後述する）の光ディスク側の必要開口数を
ＮＡ１とし、第２光ディスク２０′を記録／再生するた
めに必要な集光光学系の光ディスク側の必要開口数をＮ
Ａ２とする（以下の説明では、第１光ディスク２０は、
第２光ディスク２０′より高密度の情報記録媒体である
ので、ＮＡ１＞ＮＡ２である）。

【００２８】なお、以下の説明中で、ＤＶＤ（含ＤＶＤ
−ＲＡＭ）とは第１光ディスク２０を指しており、この
場合、透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍであり（ＤＶＤ
には片面タイプと両面タイプがあるが、両者とも情報記
録面の両側に厚さｔ１の透明基板が張り合わせられてい
るので、ＤＶＤ自体は厚さ１．２ｍｍである）、ＣＤ
（含ＣＤ−Ｒであるが、ＬＤ、ＭＤ、ＭＯなどでもよ
い）とは第２光ディスク２０′を指しており、この場
合、ｔ２＝１．２ｍｍ（但し、ＬＤの場合ｔ２＝１．２
５ｍｍである）であり、ｔ１＜ｔ２である。

【００２９】まず、光ピックアップ装置１０の概略につ
いて説明する。図１は光ピックアップ装置１０の概略構
成図である。なお、図１においては、光軸を境として上
側に第１光ディスク２０としてＤＶＤを、下側に第２光
ディスク２０′としてＣＤを表している。また、光ピッ
クアップ装置１０においては、光ディスク２０、２０′
は、対物レンズ１６（後段において詳述する）と情報記
録面２２、２２′との間に透明基板２１が存在するよう
に、トレイ（図示せず）に載せられる。

【００３０】本実施の形態の光ピックアップ装置１０で
は、光源として第１光源である第１半導体レーザ１１
（波長λ１＝６３５ｎｍ）と第２光源である第２半導体
レーザ１２（波長λ２＝７８０ｎｍ）とを有している。
なお、第１半導体レーザ１１としては６１０ｎｍ〜６７
０ｎｍの間の発信波長をを有するものが、第２半導体レ
ーザ１２としては７４０ｎｍ〜８７０ｎｍの間の発信波
長を有するものが使用できる。この第１半導体レーザ１
１は第１光ディスク２０の記録／再生する際に使用され
る光源であり、第２半導体レーザ１２は第２光ディスク
２０′の記録／再生する際に使用される光源である。な
お、この第１半導体レーザ１１と第２半導体レーザ１２
との配置について、後段において詳述する。また、図１
においては、第１半導体レーザ１１から出射した光束の
うち絞り１７（後述）で絞られた最外光線を２点鎖線
で、第２半導体レーザ１２から出射した光束のうち絞り
１７で絞られた最外光線を１点鎖線で示している。

【００３１】合成手段としてのダイクロイックプリズム
１９は、第１半導体レーザ１１から出射された光束と第
２半導体レーザ１２から出射された光束とを合成するこ
とが可能な手段である。このダイクロイックプリズム１
９は、第１半導体レーザ１１から出射された光束、ある
いは、第２半導体レーザ１２から出射された光束を、後
述する１つの集光光学系を介して、それぞれ第１光ディ
スク２０あるいは第２光ディスク２０′に集光させるた
めに、光軸上での光路を同一（ほぼ同一でもよい）とな
す手段である。また、このダイクロイックプリズム１９
は、第１半導体レーザ１１から出射し第１光ディスク２
０の情報記録面から反射した光束と、第２半導体レーザ
１２から出射し第２光ディスク２０′の情報記録面から
反射した光束とを、それぞれ、後述する第１光検出手段
３１、第２光検出手段３２へと導く手段でもある。な
お、本実施の形態においては、第１光ディスク２０と第
２光ディスク２０′とを排他的に記録／再生するため
に、ダイクロイックプリズム１９によって第１半導体レ
ーザ１１から出射された光束と第２半導体レーザ１２か
ら出射された光束とが実際に合成されることはない。

【００３２】集光光学系は、光源（第１半導体レーザ１
１あるいは第２半導体レーザ１２）から出射された光束
を、光ディスク２０、２０′の透明基板２１、２１′を
介して、情報記録面２２、２２′上に集光させ、スポッ
トを形成させる手段である。この集光光学系は、第１半
導体レーザ１１及び第２半導体レーザ１２から出射され
た光束の発散度を変更する発散度変更光学素子であるカ
ップリングレンズ１３と、カップリングレンズ１３によ
り発散度が変更された光束を光ディスク２０の情報記録
面２２上に集光させる対物光学素子である対物レンズ１
６とを有している。より詳細には、本実施の形態では、
カップリングレンズ１３としては、第１半導体レーザ１
１から出射された光束に対しては平行光（略平行でもよ
い）に変換するコリメータレンズを用いている。

【００３３】本実施の形態では、このように、１つの集
光光学系を用いて複数の光ディスクの記録／再生を行わ
せるので、光ピックアップ装置１０を低コストかつ簡単
な構造で実現させることができる。

【００３４】なお、第１半導体レーザ１１から出射され
た光束に対して、本実施の形態では、集光光学系として
カップリングレンズ１３（コリメータレンズ）と対物レ
ンズ１６とを用いた、所謂無限系の集光光学系である
が、カップリングレンズ１３がなく光源からの発散光を
直接集光させる対物レンズ１６のみ、所謂有限系の集光
光学系であってもよい。さらに、集光光学系として、カ
ップリングレンズ１３により第１半導体レーザ１１から
出射された光束を平行光に発散度を変換するのではな
く、第１半導体レーザ１１からの発散光の発散度合を減
じるカップリングレンズ又は第１半導体レーザ１１から
の光束を収れん光に変更するカップリングレンズと、こ
のカップリングレンズを介した光束を集光させる対物レ
ンズとを有する、いわゆる準有限系の集光光学系であっ
てもよい。

【００３５】また、集光光学系内には、光束を開口数Ｎ
Ａ１に相当する開口数に制限する絞り１７が設けられて
いる。本実施の形態において絞り１７は、第１半導体レ
ーザ１１から出射した光束を開口数ＮＡ１に相当する開
口数に制限するよう開口数を固定している。すなわち、
第２光ディスク２０′の記録／再生時であっても絞り１
７によって制限される開口数はＮＡ１に相当する開口数
であり、このため、絞り１７の開口数を可変とする余分
な機構を必要とせず、低コスト化を実現できる。しかし
ながら、第２光ディスク２０′の記録／再生時には第２
半導体レーザ１２から出射される光束を開口数ＮＡ２に
相当する開口数に制限するよう、絞り１７の開口数を可
変としてもよい。

【００３６】変更手段であるビームスプリッタ２５、２
６は、情報記録面上から反射した光束の光路を、光源
（それぞれ第１半導体レーザ１１、第２半導体レーザ１
２）から出射した光束の光路とは異なる光路に変更する
手段である。すなわち、ビームスプリッタ２５、２６
は、ビームスプリッタ２５、２６と光ディスクとの間
で、光源（第１半導体レーザ１１、第２半導体レーザ１
２）から出射した光束の光路と光ディスクの情報記録面
上から反射した光束の光路とを同じにさせる手段であ
る。ビームスプリッタ２５は、第１半導体レーザ１１か
ら出射した光束の光路は変更せずに、第１光ディスク２
０の情報記録面２２上から反射した光束の光路を後述す
る光検出手段３１へと導くように変更している。また、
ビームスプリッタ２６は平行平面板（ハーフミラー）で
構成し、第２半導体レーザ１２から出射した光束の光路
は第２光ディスク２０′へ導くように変更し、第２光デ
ィスク２０′の情報記録面２２′上から反射した光束の
光路を変更せずに後述する光検出手段３２へと導く。な
お、このビームスプリッタ２５、２６においては、変更
する光路を本実施の形態のようにするのではなく、いず
れか一方を変更あるいは両方を変更してもよい。

【００３７】光検出手段３１、３２は、それぞれ、ビー
ムスプリッタ２５、２６を介して、光ディスク２０、２
０′の情報記録面２２、２２′上から反射した光束を検
出する手段である。この光検出手段３１、３２により、
情報記録面２２、２２′上から反射した光束の光量分布
変化を検出して、図示しない演算回路によってフォーカ
スエラー信号、トラッキングエラー信号、再生信号（情
報）の読み取りがなされる。

【００３８】なお、本実施の形態では、フォーカスエラ
ー信号は非点収差法を用いて行うために、光検出手段３
１、３２の前に、非点収差発生素子（本実施の形態で
は、非点収差発生素子２７はシリンドリカルレンズで構
成し、また、ビームスプリッタ２６が非点収差発生素子
を兼用している）を配置しているが、フォーカスエラー
信号は、非点収差法ではなく、ナイフエッジ法（含、フ
ーコー法）、位相差検出（ＤＰＤ）法、スポットサイズ
ディテクション（ＳＳＤ）法、など種々の公知の方法に
より検出することができる。また、トラッキングエラー
信号の検出に関しても、３ビーム法、位相差検出（ＤＰ
Ｄ）法、プッシュブル法、ウォブリング法など種々の公
知の方法により検出することができる。

【００３９】２次元アクチュエータ１５は、対物レンズ
１６を移動させる手段であり、上述の演算回路により得
られたフォーカスエラー信号に基づいて対物レンズ１６
を所定の位置に移動（合焦追随）させるフォーカシング
制御用と、トラックエラー信号に基づいて対物レンズ１
６を所定の位置に移動（トラック追随）させるトラッキ
ング制御用とがある。

【００４０】次に、このような、光ピックアップ装置１
０において、第１光ディスク２０を記録／再生する場合
について概略を説明する。

【００４１】第１半導体レーザ１１から出射した光束
（図１において２点鎖線で示す）は、ビームスプリッタ
２５を透過して、ダイクロイックプリズム１９によって
光路を集光光学系の方へ曲げられ、集光光学系に入射す
る。第１半導体レーザ１１から出射し集光光学系に入射
した光束は、カップリングレンズ１３によって、その発
散度を変更され、すなわち、本実施の形態では平行光束
に変更される。カップリングレンズ１３によって平行に
発散度が変更された光束は、絞り１７によって絞られ、
対物レンズ１６によって第１光ディスク２０の透明基板
２１を介して情報記録面２２上に集光される。そして、
第１光ディスク２０に記録する場合は、この集光された
ビームスポットによって記録がなされる。

【００４２】そして、情報記録面２２で反射した光束
は、再び集光光学系（対物レンズ１６、カップリングレ
ンズ１３）を透過して、ダイクロイックプリズム１９、
ビームスプリッタ２５で光路が変更され、シリンドリカ
ルレンズ２７によって非点収差が付与され、光検出手段
３１に入射する。そして、第１光ディスク２０を再生す
る場合は、光検出手段３１から出力される信号を用いて
第１光ディスク２０に記録された情報の再生信号が得ら
れる。また、光検出手段３１上でのスポット形状変化に
よる光量分布変化を検出して、フォーカスエラー信号、
トラッキングエラー信号を得る。第１半導体レーザ１１
から出射した光束が第１光ディスク２０の情報記録面２
２上に結像するように、得られたフォーカスエラー信号
に基づいて、２次元アクチュエータ（フォーカシング制
御用）１５によって対物レンズ１６を移動させる。ま
た、第１半導体レーザ１１から出射した光束が第１光デ
ィスク２０の所定のトラックに結像するように、得られ
たトラッキングエラー信号に基づいて、２次元アクチュ
エータ（トラッキング制御用）１５によって対物レンズ
１６を移動させる。

【００４３】このようにして、第１光ディスク２０の情
報記録面２２上に情報を記録又は第１光ディスク２０の
情報記録面２２上の情報を再生する。

【００４４】同様に、第２光ディスク２０′を記録／再
生する場合は、第２半導体レーザ１２から出射した光束
（図１において１点鎖線で示す）は、平行平面板２６に
よって光路を曲げられ、ダイクロイックプリズム１９、
カップリングレンズ１３、（絞り１７によって絞ら
れ）、対物レンズ１６を透過して、第２光ディスク２
０′の透明基板２１′を介して情報記録面２２′上に集
光される。そして、情報記録面２２′で反射した光束
は、再び集光光学系（対物レンズ１６、カップリングレ
ンズ１３）、ダイクロイックプリズム１９を透過して、
平行平面板２６によって非点収差が付与され、光検出手
段３２に入射する。そして、光検出手段３２から出力さ
れる信号を用いて、再生信号、フォーカスエラー信号、
トラッキングエラー信号を得る。第２半導体レーザ１２
から出射した光束が第２光ディスク２０′の情報記録面
２２′上に結像するように、得られたフォーカスエラー
信号に基づいて、２次元アクチュエータ（フォーカシン
グ制御用）１５によって対物レンズ１６を移動させる。
また、第２半導体レーザ１２から出射した光束が第２光
ディスクの所定のトラックに結像するように、得られた
トラッキングエラー信号に基づいて、２次元アクチュエ
ータ（トラッキング制御用）１５によって対物レンズ１
６を移動させる。

【００４５】このようにして、第２光ディスク２０′の
情報記録面２２′上に情報を記録又は第２光ディスク２
０′の情報記録面２２′上の情報を再生する。なお、図
においては、対物レンズ１６の光ディスク側の屈折面Ｓ
２と光ディスク表面との間隔（所謂、ワーキングディス
タンス）を第１光ディスク２０と第２光ディスク２０′
ともに同じ距離として記載せいているが、後述する実施
例からも明らかなように、第１光ディスク２０と第２光
ディスク２０′ではその距離が異なり、これは２次元ア
クチュエータ（フォーカシング制御用）１５によって移
動させられる。したがって、２次元アクチュエータ（フ
ォーカシング制御用）１５は、両光ディスクのフォーカ
シングを行えるような作動距離を有するものを使用す
る。

【００４６】次に、集光光学系について説明する。集光
光学系は、光源１１、１２から出射した光束を、光軸に
対して垂直な方向に少なくとも２つの領域に分割するよ
うに構成している（後段において具体例でもって詳述す
る）。そのため、集光光学系に、光軸と略同心状のレン
ズ面分割部を設け、これにより波面収差を不連続（離れ
るだけでなく、屈曲などでもよい）にしている。このよ
うに、波面収差を不連続に設けることにより、開口制限
効果（絞り効果）が得られ、第１光ディスク２０の記録
／再生時と第２光ディスク２０′の記録／再生時とで、
絞り１７により制限する開口数を変える必要がなく、低
コスト化を実現できる。

【００４７】ここで、以下の説明において、このレンズ
面分割部を１つ設けた場合（２領域集光光学系）におい
てはレンズ面分割部より光軸側を第１領域、外側を第３
領域とし、このレンズ面分割部に相当する集光光学系の
光ディスク側の開口数をＮＡ３とする。また、レンズ面
分割部を２つ設けた場合においては、光軸側のレンズ面
分割部より光軸側を第１領域、２つのレンズ面分割部の
間を第２領域、外側のレンズ面分割部より外側の領域を
第３領域とし、この２つのレンズ面分割部のうち光軸側
のレンズ分割部に相当する集光光学系の光ディスク側の
開口数をＮＡ３とし、外側のレンズ分割部に相当する集
光光学系の光ディスク側の開口数をＮＡ４とする。な
お、レンズ面分割部を２つ設けた場合においては、第２
領域を遮蔽構造（光源からの光を吸収、散乱、反射など
させて遮蔽（要は、この部分に対応する光束が光検出器
３２に達しないように）する構造）としてもよい（この
場合が遮蔽集光光学系であり、遮蔽構造としない場合が
３領域集光光学系である）。

【００４８】このような集光光学系は、第１光ディスク
２０の記録／再生時には第１領域及び第３領域の光束を
利用し、第２光ディスク２０′の記録／再生時には第１
領域の光束を（３領域集光光学系においては、第２領域
の光束も）利用する。したがって、レンズ面分割部より
光軸側の第１領域の光束を、第１光ディスク２０の記録
／再生だけでなく第２光ディスク２０′の記録／再生に
も利用している。

【００４９】ところが、このような波面収差（球面収
差）を不連続にした２領域集光光学系及び遮蔽集光光学
系においては、高ＮＡを必要とする第２光ディスクに対
応できなくなる。これは、第１光ディスク２０の記録／
再生時における対物レンズ１６の第１光ディスク側から
見た倍率ｍ１のままで、第２光ディスク２０′の情報記
録面２２′上に結像させると、透明基板の厚さｔ１、ｔ
２の差により大きく球面収差が発生する。そのために、
第２光ディスク２０′を記録／再生する際に利用する第
１領域の光束の上限、すなわち、開口数ＮＡ３が小さく
ならざるを得ない。したがって、この２領域集光光学系
及び遮蔽集光光学系を用いた場合、高ＮＡの第２光ディ
スクに対応できない。また、３領域集光光学系において
も、高ＮＡの第２光ディスクに対応した場合、第１光デ
ィスクの記録／再生時の光量が大きく低下してしまう。

【００５０】そこで、本実施の形態では、第１光ディス
ク２０の記録／再生時における対物レンズ１６の第１光
ディスク２０側から見た倍率ｍ１（本実施の形態では無
限系なのでｍ１＝０である）より、第２光ディスク２
０′の記録／再生時における対物レンズ１６の第２光デ
ィスク２０′側から見た倍率ｍ２の方を小さくする。す
なわち、対物レンズ１６に入射する光束の発散度を、第
１光ディスク２０の記録／再生時と第２光ディスク２
０′の記録／再生時とで変えることにより、集光特性で
重要な波面収差の球面収差成分を変え、高ＮＡ化に対応
させる。さらに詳細に言えば、倍率ｍ２は、第１光ディ
スク２０の透明基板２１の厚さｔ１と第２光ディスク２
０′の透明基板２１′の厚さｔ２との差により生じる
（オーバーの）球面収差（倍率ｍ１で厚さｔ２の透明基
板２１′を介したときに生じる球面収差）を補正する方
向に設定する（換言すると、負の球面収差を発生させ
る）。

【００５１】これにより、第２光ディスク２０′の記録
／再生時に発生する球面収差が補正され、第２光ディス
ク２０′を記録／再生する際に、集光させる第１光束の
上限、すなわち、開口数ＮＡ３を大きくすることがで
き、高ＮＡ化に対応させることができる。

【００５２】具体的には、本実施の形態では、カップリ
ングレンズ１３は第１光ディスク２０の記録／再生時と
第２光ディスク２０′の記録／再生時とで位置を変え
ず、第２半導体レーザ１２の位置がカップリングレンズ
１３に近づくように第２半導体レーザ１２を配置してい
る。このように、本実施の形態では、第２半導体レーザ
１２が第１半導体レーザ１１よりカップリングレンズ１
３に近づいた位置に配置しているので、倍率ｍ１より倍
率ｍ２の方を小さくすることができ、高ＮＡ化に対応で
きる。

【００５３】なお、本実施の形態では、第１、第２半導
体レーザ１１、１２の位置を異ならせることにより、第
１、２半導体レーザ１１、１２を固定配置することがで
き、移動手段など要らず、低コスト化を実現できるが、
第１光ディスク２０の記録／再生時と第２光ディスク２
０′の記録／再生時とでカップリングレンズ１３の位置
を変えてもよく（この場合、第２光ディスクの記録／再
生時の方が、光源に近づくように移動させる）、要は第
１半導体レーザ１１とカップリングレンズ１３との光軸
方向における距離より、第２半導体レーザ１２とカップ
リングレンズ１３との光軸方向における距離を短くなる
ようにすればよい。

【００５４】ここで、この倍率ｍ１と倍率ｍ２との差で
あるｍ２−ｍ１は、 −０．０５＜ｍ２−ｍ１＜−０．００５ を満足することが好ましく、 −０．０４＜ｍ２−ｍ１＜−０．０１ を満足することが更に好ましい。

【００５５】この下限を越えると、すなわち、倍率ｍ１
と倍率ｍ２との差が大きくなれば、正弦条件が大幅に変
化してしまうため、軸外特性が悪化し、光ピックアップ
装置の組立に際して高精度が要求される。また、この上
限を越えると、すなわち、倍率ｍ１と倍率ｍ２との差が
小さくなれば、高ＮＡ化に対応することが難しくなる。

【００５６】ところで、このように構成した集光光学系
において、第１光ディスク２０の記録／再生時には、第
１領域及び第３領域の光束によって情報記録面２２上に
形成されるビームスポットの波面収差が０．０５λ１
（ｒｍｓ）以下となるようにすることにより、第１光デ
ィスク２０の記録／再生を良好に行うことができる。さ
らに、第２光ディスク２０′の記録／再生時には、第１
領域の光束によって情報記録面２２′上に形成されるビ
ームスポットの波面収差が０．０７λ２（ｒｍｓ）以下
となるようにすることにより、第２光ディスク２０′の
記録／再生を良好に行うことができる。

【００５７】さらに、本実施の形態では、レンズ面分割
部で波面収差を飛ばし（不連続にし）て、開口制限効果
をも持たせているので、この効果を生かすためにも、倍
率ｍ２を設定するに際し、球面収差を完全に補正せず
に、球面収差を残留させるようにする。このため、第２
光ディスク２０′の記録／再生時には、第１領域の光束
によって情報記録面２２′上に形成されるビームスポッ
トの波面収差が、０．０２５λ２（ｒｍｓ）以上となる
ようにすることが好ましい。

【００５８】次に、この集光光学系の具体的な例につい
て、３領域集光光学系、遮蔽集光光学系及び２領域集光
光学系で説明する。なお、集光光学系はカップリングレ
ンズ１３と対物レンズ１６とからなり、カップリングレ
ンズ１３は第１光ディスク２０の記録／再生時にコリメ
ータレンズとして作用するが、これに限られず、また、
対物レンズ１６の２つの屈折面Ｓ１、Ｓ２のうち、光源
側の屈折面Ｓ１にレンズ面分割部を設けたが、これに限
られず、屈折面Ｓ２に設けてもよく、さらには、カップ
リングレンズ１３あるいは別体の光学素子にもうけても
よい。また、本例では、第２分割面Ｓｄ２を光軸と同心
状の環（円）形状で設けたが、これに限られず、同心状
の楕円形状、又は、途切れた環状で設けてもよい。

【００５９】また、いずれの集光光学系においても第１
領域を複数に分割してもよい。また、遮蔽集光光学系及
び３領域集光光学系においては、第１光ディスクの記録
／再生時の光量の更なる向上のために、第２領域を複数
に分割して、その一部を第１光ディスクの記録／再生に
利用する面を設けてもよい。

【００６０】（３領域集光光学系）３領域集光光学系に
よる光ディスクの記録／再生時における模式図及び球面
収差図である図２に基づいて説明する。図２（ａ）は第
１光ディスク２０の記録／再生時における対物レンズ１
６を通過する光束が第１光ディスク２０に結像する様を
模式的に示した図であり、図２（ｂ）は第１光ディスク
２０の情報記録面２２上における球面収差図であり、図
２（ｃ）は第２光ディスク２０′の記録／再生時におけ
る対物レンズ１６を通過する光束が第２光ディスク２
０′に結像する様を模式的に示した図であり、図２
（ｄ）は第２光ディスク２０′の情報記録面２２′上に
おける球面収差図である。なお、図２（ｄ）において破
線で示した球面収差は、第１光ディスク２０の記録／再
生時の倍率ｍ１で、第２光ディスク２０′の情報記録面
２２′上に結像させたときの球面収差を表している。

【００６１】本例において、対物レンズ１６は、光源側
の屈折面Ｓ１及び光ディスク側の屈折面Ｓ２（最終屈折
面）を共に非球面形状を呈した正の屈折力を有した凸レ
ンズである。対物レンズ１６の屈折面Ｓ１を、光軸と略
同心状に３つの第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面Ｓｄ３
（上述における第１領域〜第３領域に相当）により構成
し、各分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３の境界は段差を設けてい
る。この段差がレンズ面分割部であり、開口数ＮＡ３、
ＮＡ４に相当する位置に設けられ、この部分において波
面収差が不連続となる。

【００６２】図２（ａ）、（ｂ）に示すように、対物レ
ンズ１６は、第１光ディスク２０の記録／再生をする際
には、倍率ｍ１＝０であるので平行光束が対物レンズ１
６に入射する。そして、第１分割面Ｓｄ１及び第３分割
面Ｓｄ３を通過する第１光束及び第３光束は、第１光デ
ィスクの情報記録面２２上に結像する。このとき、第１
光束及び第３光束によって情報記録面２２上に形成され
るビームスポットの波面収差が０．０５λ１（ｒｍｓ）
以下となる。一方、第２分割面Ｓｄ２を通過する第２光
束（破線で示される光束）は、第１光ディスク２０の情
報記録面２２上よりアンダー側に結像する。したがっ
て、第１光ディスクの記録／再生時には、第１光束及び
第３光束が第１光ディスクの情報記録面２２上に集光
し、第１光ディスク２０の記録／再生が行われる。

【００６３】この対物レンズ１６を、第１光ディスク２
０の記録／再生時の倍率ｍ１で、第２光ディスク２０′
の情報記録面２２′上に結像させると、図２（ｄ）にお
いて破線で示すように、透明基板の厚さｔ１、ｔ２の差
により大きく球面収差が発生する。本実施の形態では、
第２光ディスク２０′の記録／再生時の倍率ｍ２を、ｍ
１より小さくすることで、この大きく発生した球面収差
を、図２（ｄ）において実線で示すように、補正させる
ものである。

【００６４】したがって、第２光ディスク２０′の記録
／再生をする際には（図２（ｃ）（ｄ）参照）、倍率ｍ
２＜ｍ１であるので発散光束が対物レンズ１６に入射す
る。そして、第１光束（右肩上がりの斜線で示す）及び
第２光束（右肩下がりの斜線で示す）は、第２光ディス
ク２０′の情報記録面２２′上にほぼ結像する。このと
き、第１光束によって情報記録面２２′上に形成される
ビームスポットの波面収差が０．０７λ２（ｒｍｓ）以
下となる。一方、第３光束（途中まで破線で示される）
はフレアとして発生する。そのため、第２光ディスク２
０′の情報記録面２２′上では、主に第１、２光束によ
って核が形成され、その周囲に第３光束によるフレアが
発生したビームスポット形状となり、この核によって第
２光ディスク２０′の記録／再生が行われる。

【００６５】このように、３領域対物レンズ１６は、開
口数ＮＡ３と開口数ＮＡ４との間（すなわち、第２分割
面Ｓｄ２）を第２光ディスク２０′の記録／再生のため
に用いることができるので、この部分の波面収差を最適
化することで、第２光ディスク２０′の記録／再生時に
おいて第１光束の波面収差を小さく維持しながら、高Ｎ
Ａ化することができる。

【００６６】なお、この３領域対物レンズ１６において
は、 ０．７ＮＡ２＜ＮＡ３＜１．０５ＮＡ２ の条件を満足することが好ましい。この下限を越える
と、開口数ＮＡ２に依存するが第１光ディスク２０の記
録／再生時において光量不足が生じる。また、上限を越
えると、必要以上にスポット径が絞られてしまい、ま
た、倍率ｍ１と倍率ｍ２との差が大きくなり正弦条件が
大幅に変化してしまうため、軸外特性が悪化し、光ピッ
クアップ装置１０の組立精度が要求される。

【００６７】さらに、 ０．０４＜（ＮＡ４²−ＮＡ３²）／ＮＡ１²＜０．４ の条件を満足することが好ましい。この下限を越える
と、第２光ディスク２０′の記録／再生時において第２
光束による高ＮＡ化の効果が少なくなる。すなわち、他
の集光光学系（後段において詳述する２領域集光光学系
や遮蔽集光光学系）に比して本来最も高ＮＡ化に対応で
きる３領域集光光学系でありながら、この下限を越える
と、段差部の成形（金型の加工）によりだれが生じるた
めに、後段で説明する２領域対物レンズ１６（集光光学
系）との差異がなくなってしまう。また、上限を越える
と、第１光ディスクの記録／再生時において光量不足が
生じる。

【００６８】さらに、３領域対物レンズ１６において、
第２光ディスク２０′の記録／再生時における開口数Ｎ
Ａ３の位置の第１分割面Ｓｄ１を通過する光線に発生す
る球面収差量ＳＡ３（１）と、開口数ＮＡ４の位置の第
３分割面Ｓｄ３を通過する光線に発生する球面収差量Ｓ
Ａ４（３）と差δとすると（図２（ｄ）参照）、 ０．００２ｍｍ＜δ＜０．０２０ｍｍ の条件を満たすことが好ましい。この下限を越えると、
第２光ディスク２０′の記録／再生時においてスポット
のサイドローブが増え、フォーカスエラー信号に非対称
性がでるなどの問題が生じる。また、上限を越えると、
第１光ディスク２０の記録／再生時と第２光ディスク２
０′の記録／再生時とでバランスをとることができず、
良好に行うことができない。なお、この下限を越えた場
合であっても、第２光ディスク２０′の記録／再生時に
おいてトラッキングに際し対物レンズ１６と一体に動く
開口制限が行われれば、フォーカスエラー信号の非対称
性は改善されるので、この下限はなくてもよい。

【００６９】なお、この差δは、第２光ディスク２０′
の記録／再生時に生じるスポットの核とフレアとの距離
に応じたものであるので、個々の領域（各光束）の境界
部分に着目し、干渉縞を観察しながらデフォーカスを変
えながら、マイクロメータで測定する。

【００７０】なお、本例では、第１分割面Ｓｄ１〜第３
分割面Ｓｄ３の境界に各々に段差を設けたが、一方の境
界のみに段差を設けてもよく、さらに、段差ではなく、
所定の曲率半径の面で接続させてもよい。要するに、レ
ンズ面分割部において、波面収差を不連続（屈曲などで
もよいが、離す（飛ぶ）ことが好ましい）とすればよ
い。

【００７１】また、本例では、対物レンズ１６の第２分
割面Ｓｄ２を非球面形状としたが、ホログラム（あるい
はフレネル）で構成してもよい。なお、第２分割面Ｓｄ
２をホログラムで構成した場合、０次光と１次光とに分
けた光束の一方を第１光ディスクの記録／再生に利用
し、他方を第２光ディスクの記録／再生に利用する。こ
のとき、第２光ディスクの記録／再生に利用する光束の
光量の方が、第１光ディスクの記録／再生に利用する光
束の光量より大きいことが好ましい。

【００７２】また、本例においては、第２分割面Ｓｄ２
に球面収差を与えるように構成したが、これに代えある
いはこれに加え、位相に差を設ける、すなわち、第２分
割面Ｓｄ２を通過する光束の位相を、第１分割面Ｓｄ１
と第３分割面Ｓｄ３を通過する光束の位相とずらすよう
にしてもよい。

【００７３】また、本例においては、第１分割面Ｓｄ１
と第３分割面Ｓｄ３とを同じ非球面形状で構成している
が、この第１分割面Ｓｄ１と第３分割面Ｓｄ３とに位相
差を設けて、第１光ディスク２０の記録／再生時におけ
るスポットのピーク強度をコントロールしてもよい。

【００７４】（遮蔽集光光学系）遮蔽集光光学系による
光ディスクの記録／再生時における模式図及び球面収差
図である図３に基づいて説明する。図３（ａ）は第１光
ディスク２０の記録／再生時における対物レンズ１６を
通過する光束が第１光ディスク２０に結像する様を模式
的に示した図であり、図３（ｂ）は第１光ディスク２０
の情報記録面２２上における球面収差図であり、図３
（ｃ）は第２光ディスク２０′の記録／再生時における
対物レンズ１６を通過する光束が第２光ディスク２０′
に結像する様を模式的に示した図であり、図３（ｄ）は
第２光ディスク２０′の情報記録面２２′上における球
面収差図である。なお、図３（ｄ）において破線で示し
た球面収差は、第１光ディスク２０の記録／再生時の倍
率ｍ１で、第２光ディスク２０′の情報記録面２２′上
に結像させたときの球面収差を表している。

【００７５】本例において、対物レンズ１６は、光源側
の屈折面Ｓ１及び光ディスク側の屈折面Ｓ２（最終屈折
面）を共に非球面形状を呈した正の屈折力を有した凸レ
ンズである。この対物レンズ１６の屈折面Ｓ１に、光源
からの光を吸収する物質を光軸と略同心状に蒸着して遮
蔽構造ＳＨを設けている。この遮蔽構造ＳＨを設けるこ
とにより、対物レンズ１６の屈折面Ｓ１を、光源からの
光を透過する第１分割面Ｓｄ１、第３分割面Ｓｄ３及び
光源からの光を遮蔽する第２分割面Ｓｄ２の３つの分割
面により構成する（それぞれ上述した第１領域、第３領
域、第２領域に相当）。各分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３の境界
がレンズ面分割部であり、開口数ＮＡ３、ＮＡ４に相当
する位置に設けられ、この開口数ＮＡ３〜開口数ＮＡ４
の間の波面収差が飛び、不連続となる。

【００７６】図３（ａ）、（ｂ）に示すように、対物レ
ンズ１６は、第１光ディスク２０の記録／再生をする際
には、倍率ｍ１＝０であるので平行光束が対物レンズ１
６に入射する。そして、第１分割面Ｓｄ１及び第３分割
面Ｓｄ３を通過する第１光束及び第３光束は、第１光デ
ィスクの情報記録面２２上に結像する。このとき、第１
光束及び第３光束によって情報記録面２２上に形成され
るビームスポットの波面収差が０．０５λ１（ｒｍｓ）
以下となる。一方、第２分割面Ｓｄ２に達する光束、す
なわち、第２光束は遮蔽構造ＳＨにより、透過せずに吸
収される。したがって、第１光ディスクの記録／再生時
には、第１光束及び第３光束が第１光ディスクの情報記
録面２２上に集光し、第１光ディスク２０の記録／再生
が行われる。

【００７７】この対物レンズ１６を、第１光ディスク２
０の記録／再生時の倍率ｍ１で、第２光ディスク２０′
の情報記録面２２′上に結像させると、図３（ｄ）にお
いて破線で示すように、透明基板の厚さｔ１、ｔ２の差
により大きく球面収差が発生する。本実施の形態では、
第２光ディスク２０′の記録／再生時の倍率ｍ２を、ｍ
１より小さくすることで、この大きく発生した球面収差
を、図３（ｄ）において実線で示すように、補正させる
ものである。

【００７８】したがって、第２光ディスク２０′の記録
／再生をする際には（図３（ｃ）（ｄ）参照）、倍率ｍ
２＜ｍ１であるので発散光束が対物レンズ１６に入射す
る。そして、第１光束（斜線で示す）は、第２光ディス
ク２０′の情報記録面２２′上にほぼ結像する。このと
き、第１光束によって情報記録面２２′上に形成される
ビームスポットの波面収差が０．０７λ２（ｒｍｓ）以
下となる。一方、第３光束（途中まで破線で示される）
はフレアとして発生し、第２分割面Ｓｄ２に達する光
束、すなわち、第２光束は遮蔽構造ＳＨにより、透過せ
ずに吸収される。そのため、第２光ディスク２０′の情
報記録面２２′上では、第１光束によって核が形成さ
れ、その周囲に第３光束によるフレアが発生したビーム
スポット形状となり、この核によって第２光ディスク２
０′の記録／再生が行われる。

【００７９】このように、遮蔽対物レンズ１６は、開口
数ＮＡ３と開口数ＮＡ４との間（すなわち、第２分割面
Ｓｄ２）に遮蔽構造ＳＨを設けたので、第２光ディスク
２０′の記録／再生の際には、この部分（第２領域）の
球面収差（波面収差）が飛び、不連続となり、フレアの
影響を減ずることができる。また、ｍ２＜ｍ１としてい
るので、第２光ディスク２０′の記録／再生時に透明基
板の厚さｔ１とｔ２の差により生じる球面収差を少なく
することができ、高ＮＡ化することができる。

【００８０】なお、この遮蔽対物レンズ１６において
は、開口数ＮＡ３の位置の境界が、開口制限の役割を果
たしており、 ０．９ＮＡ２＜ＮＡ３＜１．２ＮＡ２ の条件を満足することが好ましい。この下限を越える
と、第２光ディスク２０′の記録／再生時にスポット径
を絞ることができない。また、上限を越えると、必要以
上にスポット径が絞られてしまい、また、倍率ｍ１と倍
率ｍ２との差が大きくなり正弦条件が大幅に変化してし
まうため、軸外特性が悪化し、光ピックアップ装置１０
の組立精度が要求される。

【００８１】さらに、遮蔽対物レンズ１６において、第
２光ディスク２０′の記録／再生時における開口数ＮＡ
３の位置の第１分割面Ｓｄ１を通過する光線に発生する
球面収差量ＳＡ３（１）と、開口数ＮＡ４の位置の第３
分割面Ｓｄ３を通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ
４（３）と差δとすると（図３（ｄ）参照）、 ０．００２ｍｍ＜δ＜０．０２０ｍｍ の条件を満たすことが好ましい。この下限を越えると、
第２光ディスク２０′の記録／再生時においてスポット
のサイドローブが増え、フォーカスエラー信号に非対称
性がでるなどの問題が生じる。また、上限を越えると、
第１光ディスク２０の記録／再生時と第２光ディスク２
０′の記録／再生時とでバランスをとることができず、
良好に行うことができない。なお、この下限を越えた場
合であっても、第２光ディスク２０′の記録／再生時に
おいてトラッキングに際し対物レンズ１６と一体に動く
開口制限が行われれば、フォーカスエラー信号の非対称
性は改善されるので、この下限はなくてもよい。なお、
この差δの測定に関しては上述した３領域集光光学系と
同じであるので省略する。

【００８２】（２領域集光光学系）２領域集光光学系に
よる光ディスクの記録／再生時における模式図及び球面
収差図である図４に基づいて説明する。図４（ａ）は第
１光ディスク２０の記録／再生時における対物レンズ１
６を通過する光束が第１光ディスク２０に結像する様を
模式的に示した図であり、図４（ｂ）は第１光ディスク
２０の情報記録面２２上における球面収差図であり、図
４（ｃ）は第２光ディスク２０′の記録／再生時におけ
る対物レンズ１６を通過する光束が第２光ディスク２
０′に結像する様を模式的に示した図であり、図４
（ｄ）は第２光ディスク２０′の情報記録面２２′上に
おける球面収差図である。なお、図４（ｄ）において破
線で示した球面収差は、第１光ディスク２０の記録／再
生時の倍率ｍ１で、第２光ディスク２０′の情報記録面
２２′上に結像させたときの球面収差を表している。

【００８３】本例において、対物レンズ１６は、光源側
の屈折面Ｓ１及び光ディスク側の屈折面Ｓ２（最終屈折
面）を共に非球面形状を呈した正の屈折力を有した凸レ
ンズである。対物レンズ１６の屈折面Ｓ１を、光軸と略
同心状に２つの第１分割面Ｓｄ１、第３分割面Ｓｄ３に
より構成し（上述した第１領域、第３領域に相当）、各
分割面Ｓｄ１、Ｓｄ３の境界は段差を設けている。この
段差がレンズ面分割部であり、開口数ＮＡ３に相当する
位置に設けられ、この部分において波面収差が不連続と
なる。

【００８４】図４（ａ）、（ｂ）に示すように、対物レ
ンズ１６は、第１光ディスク２０の記録／再生をする際
には、倍率ｍ１＝０であるので平行光束が対物レンズ１
６に入射する。そして、第１分割面Ｓｄ１及び第３分割
面Ｓｄ３を通過する第１光束及び第３光束は、第１光デ
ィスクの情報記録面２２上にほぼ結像する。このとき、
第１光束及び第３光束によって情報記録面２２上に形成
されるビームスポットの波面収差が０．０５λ１（ｒｍ
ｓ）以下となる。したがって、第１光ディスクの記録／
再生時には、第１光束及び第３光束が第１光ディスクの
情報記録面２２上に集光し、第１光ディスク２０の記録
／再生が行われる。

【００８５】この対物レンズ１６を、第１光ディスク２
０の記録／再生時の倍率ｍ１で、第２光ディスク２０′
の情報記録面２２′上に結像させると、図４（ｄ）にお
いて破線で示すように、透明基板の厚さｔ１、ｔ２の差
により大きく球面収差が発生する。本実施の形態では、
第２光ディスク２０′の記録／再生時の倍率ｍ２を、ｍ
１より小さくすることで、この大きく発生した球面収差
を、図４（ｄ）において実線で示すように、補正させる
ものである。

【００８６】したがって、第２光ディスク２０′の記録
／再生をする際には（図４（ｃ）（ｄ）参照）、倍率ｍ
２＜ｍ１であるので発散光束が対物レンズ１６に入射す
る。そして、第１光束（斜線で示す）は、第２光ディス
ク２０′の情報記録面２２′上にほぼ結像する。このと
き、第１光束によって情報記録面２２′上に形成される
ビームスポットの波面収差が０．０７λ２（ｒｍｓ）以
下となる。一方、第３光束（途中まで破線で示される）
はフレアとして発生する。そのため、第２光ディスク２
０′の情報記録面２２′上では、第１光束によって核が
形成され、その周囲に第３光束によるフレアが発生した
ビームスポット形状となり、この核によって第２光ディ
スク２０′の記録／再生が行われる。

【００８７】このように、２領域対物レンズ１６は、開
口数ＮＡ３の位置に段差を設けたので、第２光ディスク
２０′の記録／再生の際には、この部分の球面収差（波
面収差）が飛び、不連続となり、フレアの影響を減ずる
ことができる。また、ｍ２＜ｍ１としているので、第２
光ディスク２０′の記録／再生時に透明基板の厚さｔ１
とｔ２の差により生じる球面収差を少なくすることがで
き、高ＮＡ化することができる。

【００８８】なお、この２領域対物レンズ１６において
は、開口数ＮＡ３の位置の段差が、開口制限の役割を果
たしており、 ０．９ＮＡ２＜ＮＡ３＜１．２ＮＡ２ の条件を満足することが好ましい。この下限を越える
と、第２光ディスク２０′の記録／再生時にスポット径
を絞ることができない。また、上限を越えると、必要以
上にスポット径が絞られてしまい、また、倍率ｍ１と倍
率ｍ２との差が大きくなり正弦条件が大幅に変化してし
まうため、軸外特性が悪化し、光ピックアップ装置１０
の組立精度が要求される。

【００８９】さらに、２領域対物レンズ１６において、
第２光ディスク２０′の記録／再生時における開口数Ｎ
Ａ３の位置の第１分割面Ｓｄ１を通過する光線に発生す
る球面収差量ＳＡ３（１）と、開口数ＮＡ３の位置の第
３分割面Ｓｄ３を通過する光線に発生する球面収差量Ｓ
Ａ３（３）と差δとすると（図４（ｄ）参照）、 ０．００２ｍｍ＜δ＜０．０１０ｍｍ の条件を満たすことが好ましい。この下限を越えると、
第２光ディスク２０′の記録／再生時においてスポット
のサイドローブが増え、フォーカスエラー信号に非対称
性がでるなどの問題が生じる。また、上限を越えると、
第１光ディスク２０の記録／再生時と第２光ディスク２
０′の記録／再生時とでバランスをとることができず、
良好に行うことができない。なお、この下限を越えた場
合であっても、第２光ディスク２０′の記録／再生時に
おいてトラッキングに際し対物レンズ１６と一体に動く
開口制限が行われれば、フォーカスエラー信号の非対称
性は改善されるので、この下限はなくてもよい。なお、
この差δの測定に関しては上述した３領域集光光学系と
同じであるので省略する。

【００９０】なお、本例では、第１分割面Ｓｄ１と第３
分割面Ｓｄ３との境界に段差を設けたが、段差ではな
く、所定の曲率半径の面で接続させてもよい。

【００９１】また、本例では、対物レンズ１６では、上
述した遮蔽対物レンズとは異なり、境界領域で位相の飛
び（δ）をコントロールすることができ、ピーク強度に
関して、第１光ディスク２０の記録／再生時と第２光デ
ィスク２０′の記録／再生時都でバランスをとることが
できる。

【００９２】以上説明した実施の形態においては、光源
として、第１光ディスク２０の記録／再生に使用する第
１半導体レーザ１１と、第２光ディスク２０′の記録／
再生に使用する第２半導体レーザ１２とを用いた光ピッ
クアップ装置１０であるが、図５に示すように、第１半
導体レーザ１１のみ、すなわち、第１半導体レーザ１１
が第２半導体レーザ１２を兼用し、第２光ディスク２
０′の記録／再生にも使用するようにしてもよい。

【００９３】この光ピックアップ装置について若干の説
明する。なお、上述した実施の形態と同様の機能、作
用、部材に対しては同じ番号を付与し、その説明を省略
することもある。

【００９４】この光ピックアップ装置では、第１光源で
ある第１半導体レーザ１１と、光検出手段３１と、上述
した実施の形態における変更手段２５及び非点収差発生
素子２７を兼用した平行平面板２５、２７と、をユニッ
ト４１として一体化している。そして、このユニット４
１は、移動手段４０によって移動可能に設けられてい
る。また、１つの光源を用いて、第１光ディスク、第２
光ディスクを記録／再生するので、第１の実施の形態か
ら第２半導体レーザ１２、合成手段１９、平行平面板２
６、光検出手段３２を省いている。

【００９５】第１光ディスク記録／再生する場合は、第
１半導体レーザ１１から出射した光束（図５において２
点鎖線で示す）は、ビームスプリッタ２５、２７によっ
て光路を曲げられ、カップリングレンズ１３によって平
行光束とされ（この場合においても倍率ｍ１＝０であ
る）、絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６によっ
て第１光ディスクの透明基板を介して情報記録面上に集
光される。そして、情報記録面で反射した光束は、再び
集光光学系（対物レンズ１６、カップリングレンズ１
３）を透過して、ビームスプリッタ２５、２７によって
非点収差が付与され、光検出手段３１に入射する。そし
て、光検出手段３１から出力される信号を用いて、再生
信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号
を得る。

【００９６】この光ピックアップ装置で第２光ディスク
を記録／再生する場合、上述した実施の形態で説明した
ような倍率ｍ２となるように、移動手段４０によってユ
ニット４１を移動させる（図５において、破線で示した
位置）。そして、上述と同様にして第２光ディスクの記
録／再生を行う。なお、図５において、１点鎖線は、第
２光ディスクを記録／再生する場合の第１半導体レーザ
１１から出射した光束のうち絞り１７（後述）で絞られ
た最外光線を示している。

【００９７】このようにこの光ピックアップ装置におい
ては、１つの光源、１つの光検出器で構成することがで
き、コンパクトな光ピックアップ装置とすることができ
る。なお、この光ピックアップ装置のように光源を移動
させるのではなく、カップリングレンズ１３を移動させ
ることにより、倍率ｍ１、ｍ２を変えるようにしてもよ
い。

【００９８】なお、以上の説明においては、記録密度が
高く第１光ディスクの透明基板の厚さｔ１が、第１光デ
ィスクよりも記録密度が低い第２光ディスクの透明基板
の厚さｔ２より薄いのでｍ１＜ｍ２としたが、記録密度
が高く第１光ディスクの透明基板の厚さｔ１が、第１光
ディスクよりも記録密度が低い第２光ディスクの透明基
板の厚さｔ２より厚い場合は、ｍ１＜ｍ２とすればよ
い。

【００９９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、以下の各実施例において、カップリングレンズ１３
は設計を最適にすることにより、第１光ディスク２０の
情報記録面２２に集光させる対物レンズ１６へは無収差
の平行光を入射できるレンズを使用することを前提に、
対物レンズ１６の光源側に配置される絞り１７以降の構
成を示す。したがって、近軸光学データを示す表におい
ては、絞り１７を第１面として、光の進行方向に従っ
て、ここから順に第ｉ番目とし、光ディスクの情報記録
面までを示す。また、ｒは光軸と交差する面の曲率半径
を、ｄは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の距離
を、ｎは使用する半導体レーザの光束の波長での屈折率
を表している。因みに、符号は、光の進行方向を正とす
る。

【０１００】また、以下の各実施例における非球面デー
タを示す表においては、

【０１０１】

【数１】

【０１０２】の非球面の式に基づくものとする。ただ
し、Ｘは光軸方向の軸、Ｈは光軸と垂直方向の軸、光の
進行方向を正とし、Ｋは円錐係数、Ａｊは非球面係数、
Ｐｊは非球面のべき数である。

【０１０３】また、以下の各実施例における波面収差図
は、最良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状
態で見たときを示している。

【０１０４】（実施例１）実施例１は、３領域対物レン
ズ１６を搭載した図１に示す光ピックアップ装置であっ
て、第１光ディスクとしてＤＶＤを、第２光ディスクと
してＣＤ（ＣＤ−Ｒの再生）を用いたものである。

【０１０５】表２に近軸光学データを示す。

【０１０６】

【表２】

【０１０７】表３に非球面データを示す。

【０１０８】

【表３】

【０１０９】なお、表３中の第２非球面の「ｄ２＝２．
１９９５」とは、第２非球面（第２分割面）の形状を非
球面形状の式に従って光軸まで延長したときの光軸との
交点から次の面までの光軸上の間隔を表している。

【０１１０】図６（ａ）にＤＶＤ再生時の球面収差図
を、図６（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を、図６
（ｃ）にＤＶＤ再生時の波面収差図を、図６（ｄ）にＣ
Ｄ再生時の波面収差図を示す。また、図７（ａ）にＤＶ
Ｄ再生時の最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を、図７（ｂ）にＣＤ再生時の
最良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相
対強度分布図を示す。なお、本実施例において、ＣＤの
記録／再生時における開口数ＮＡ３の位置の第１分割面
Ｓｄ１を通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ３
（１）と、開口数ＮＡ４の位置の第３分割面Ｓｄ３を通
過する光線に発生する球面収差量ＳＡ４（３）と差δ
は、δ＝０．００４０ｍｍである。

【０１１１】これらからわかるように、本実施例におい
ては、ＤＶＤとＣＤ（ＣＤ−Ｒ）とを良好に再生するこ
とができる。

【０１１２】（実施例２）実施例２は、３領域対物レン
ズ１６を搭載した図１に示す光ピックアップ装置であっ
て、第１光ディスクとしてＤＶＤを、第２光ディスクと
してＣＤ（ＣＤ−Ｒの再生）を用いたものである。な
お、この３領域対物レンズは、第１分割面Ｓｄ１と第３
分割面Ｓｄ３とに２πの位相差を設けたものである。な
お、この場合、波面収差のｒｍｓ値を計算（測定）する
には、位相差２ｎπをパラメータとして、ｒｍｓ値が最
小となるｎを用いて行う。

【０１１３】表４に近軸光学データを示す。

【０１１４】

【表４】

【０１１５】表５に非球面データを示す。

【０１１６】

【表５】

【０１１７】なお、表５中の第２非球面の「ｄ２＝２．
１９９７５」とは、第２非球面（第２分割面）の形状を
非球面形状の式に従って光軸まで延長したときの光軸と
の交点から次の面までの光軸上の間隔を表している。ま
た、表５中の第３非球面の「ｄ３＝２．２０１４」と
は、第３非球面（第３分割面）の形状を非球面形状の式
に従って光軸まで延長したときの光軸との交点とから次
の面までの光軸上の間隔を表している。

【０１１８】図８（ａ）にＤＶＤ再生時の球面収差図
を、図８（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を、図８
（ｃ）にＤＶＤ再生時の波面収差図を、図８（ｄ）にＣ
Ｄ再生時の波面収差図を示す。また、図９（ａ）にＤＶ
Ｄ再生時の最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を、図９（ｂ）にＣＤ再生時の
最良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相
対強度分布図を示す。なお、本実施例において、ＣＤの
記録／再生時における開口数ＮＡ３の位置の第１分割面
Ｓｄ１を通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ３
（１）と、開口数ＮＡ４の位置の第３分割面Ｓｄ３を通
過する光線に発生する球面収差量ＳＡ４（３）と差δ
は、δ＝０．００３３ｍｍである。

【０１１９】これらからわかるように、本実施例におい
ては、ＤＶＤとＣＤ（ＣＤ−Ｒ）とを良好に再生するこ
とができる。

【０１２０】（実施例３）実施例３は、３領域対物レン
ズ１６を搭載した図１に示す光ピックアップ装置であっ
て、第１光ディスクとしてＤＶＤを、第２光ディスクと
してＬＤを用いたものである。

【０１２１】表６に近軸光学データを示す。

【０１２２】

【表６】

【０１２３】表７に非球面データを示す。

【０１２４】

【表７】

【０１２５】なお、表７中の第２非球面の「ｄ２＝２．
１９９６」とは、第２非球面（第２分割面）の形状を非
球面形状の式に従って光軸まで延長したときの光軸との
交点から次の面までの光軸上の間隔を表している。

【０１２６】図１０（ａ）にＤＶＤ再生時の球面収差図
を、図１０（ｂ）にＬＤ再生時の球面収差図を、図１０
（ｃ）にＤＶＤ再生時の波面収差図を、図１０（ｄ）に
ＬＤ再生時の波面収差図を示す。また、図１１（ａ）に
ＤＶＤ再生時の最良のスポット形状が得られたときの集
光スポットの相対強度分布図を、図１１（ｂ）にＬＤ再
生時の最良のスポット形状が得られたときの集光スポッ
トの相対強度分布図を示す。なお、本実施例において、
ＬＤの記録／再生時における開口数ＮＡ３の位置の第１
分割面Ｓｄ１を通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ
３（１）と、開口数ＮＡ４の位置の第３分割面Ｓｄ３を
通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ４（３）と差δ
は、δ＝０．００６６ｍｍである。

【０１２７】これらからわかるように、本実施例におい
ては、ＤＶＤとＬＤとを良好に再生することができる。

【０１２８】（実施例４）実施例４は、３領域対物レン
ズ１６を搭載した図５に示す光ピックアップ装置であっ
て、第１光ディスクとしてＤＶＤを、第２光ディスクと
してＭＯを用いたものである。

【０１２９】表８に近軸光学データを示す。

【０１３０】

【表８】

【０１３１】表９に非球面データを示す。

【０１３２】

【表９】

【０１３３】なお、表９中の第２非球面の「ｄ２＝２．
１９９７」とは、第２非球面（第２分割面）の形状を非
球面形状の式に従って光軸まで延長したときの光軸との
交点から次の面までの光軸上の間隔を表している。

【０１３４】図１２（ａ）にＤＶＤ再生時の球面収差図
を、図１２（ｂ）にＭＯ再生時の球面収差図を、図１２
（ｃ）ＤＶＤ再生時の波面収差図を、図１２（ｄ）にＭ
Ｏ再生時の波面収差図を示す。また、図１３（ａ）にＤ
ＶＤ再生時の最良のスポット形状が得られたときの集光
スポットの相対強度分布図を、図１３（ｂ）にＭＯ再生
時の最良のスポット形状が得られたときの集光スポット
の相対強度分布図を示す。なお、本実施例において、Ｍ
Ｏの記録／再生時における開口数ＮＡ３の位置の第１分
割面Ｓｄ１を通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ３
（１）と、開口数ＮＡ４の位置の第３分割面Ｓｄ３を通
過する光線に発生する球面収差量ＳＡ４（３）と差δ
は、δ＝０．００８６ｍｍである。

【０１３５】これらからわかるように、本実施例におい
ては、ＤＶＤ、ＭＯの２つの光ディスクを良好に再生す
ることができる。

【０１３６】（実施例５）実施例５は、２領域対物レン
ズ１６を搭載した図１に示す光ピックアップ装置であっ
て、第１光ディスクとしてＤＶＤを、第２光ディスクと
してＣＤを用いたものである。

【０１３７】表１０に近軸光学データを示す。

【０１３８】

【表１０】

【０１３９】表１１に非球面データを示す。

【０１４０】

【表１１】

【０１４１】なお、表１１中の第２非球面の「ｄ２＝
２．２０」とは、第２非球面（第２分割面）の形状を非
球面形状の式に従って光軸まで延長したときの光軸との
交点とから次の面までの光軸上の間隔を表している。

【０１４２】図１４（ａ）にＤＶＤ再生時の球面収差図
を、図１４（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を、図１４
（ｃ）にＤＶＤ再生時の波面収差図を、図１４（ｄ）に
ＣＤ再生時の波面収差図を示す。また、図１５（ａ）に
ＤＶＤ再生時の最良のスポット形状が得られたときの集
光スポットの相対強度分布図を、図１５（ｂ）にＣＤ再
生時の最良のスポット形状が得られたときの集光スポッ
トの相対強度分布図を示す。なお、本実施例において、
ＣＤの記録／再生時における開口数ＮＡ３の位置の第１
分割面Ｓｄ１を通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ
３（１）と、開口数ＮＡ３の位置の第３分割面Ｓｄ３を
通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ３（３）と差δ
は、δ＝０．００１２ｍｍである。

【０１４３】これらからわかるように、本実施例におい
ては、ＤＶＤとＣＤとを良好に再生することができる。

【０１４４】（実施例６）実施例６は、遮蔽対物レンズ
１６を搭載した図１に示す光ピックアップ装置であっ
て、第１光ディスクとしてＤＶＤを、第２光ディスクと
してＣＤを用いたものである。

【０１４５】表１２に近軸光学データを示す。

【０１４６】

【表１２】

【０１４７】表１３に非球面データを示す。

【０１４８】

【表１３】

【０１４９】図１６（ａ）にＤＶＤ再生時の球面収差図
を、図１６（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を、図１６
（ｃ）にＤＶＤ再生時の波面収差図を、図１６（ｄ）に
ＣＤ再生時の波面収差図を示す。また、図１７（ａ）に
ＤＶＤ再生時の最良のスポット形状が得られたときの集
光スポットの相対強度分布図を、図１７（ｂ）にＣＤ再
生時の最良のスポット形状が得られたときの集光スポッ
トの相対強度分布図を示す。なお、本実施例において、
ＣＤの記録／再生時における開口数ＮＡ３の位置の第１
分割面Ｓｄ１を通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ
３（１）と、開口数ＮＡ４の位置の第３分割面Ｓｄ３を
通過する光線に発生する球面収差量ＳＡ４（３）と差δ
は、δ＝０．００３４ｍｍである。

【０１５０】これらからわかるように、本実施例におい
ては、ＤＶＤとＣＤとを良好に再生することができる。

【０１５１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
１つの集光光学系で透明基板の厚さが異なる複数の光情
報記録媒体を記録／再生することができるとともに、高
ＮＡ化に対応でき、しかも、高ＮＡの第２光ディスクに
対応させても、第１光ディスクの記録／再生時をも良好
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ピックアップ装置の概略構成図である。

【図２】３領域集光光学系による光ディスクの記録／再
生時における模式図及び球面収差図である。

【図３】遮蔽集光光学系による光ディスクの記録／再生
時における模式図及び球面収差図である。

【図４】２領域集光光学系による光ディスクの記録／再
生時における模式図及び球面収差図である。

【図５】光ピックアップ装置の概略構成図である。

【図６】実施例１の球面収差図及び波面収差図である。

【図７】実施例１の集光スポットの相対強度分布図であ
る。

【図８】実施例２の球面収差図及び波面収差図である。

【図９】実施例２の集光スポットの相対強度分布図であ
る。

【図１０】実施例３の球面収差図及び波面収差図であ
る。

【図１１】実施例３の集光スポットの相対強度分布図で
ある。

【図１２】実施例４の球面収差図及び波面収差図であ
る。

【図１３】実施例４の集光スポットの相対強度分布図で
ある。

【図１４】実施例５の球面収差図及び波面収差図であ
る。

【図１５】実施例５の集光スポットの相対強度分布図で
ある。

【図１６】実施例６の球面収差図及び波面収差図であ
る。

【図１７】実施例６の集光スポットの相対強度分布図で
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 カップリングレンズ １５ ２次元アクチュエータ １６ 対物レンズ １７ 絞り １９ ダイクロイックプリズム ２０ 第１光ディスク ２０′ 第２光ディスク ２１、２１′ 透明基板 ２２、２２′ 情報記録面 ２５，２６ ビームスプリッタ ３１，３２ 光検出手段 ４０ 移動手段

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを含む集光光学系に、光源か
   ら出射した光束を、光軸に対して垂直な方向において少
   なくとも２つの領域に分割する機能を持たせることによ
   り、 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体に対して、
   第１光源（波長λ１（ｎｍ））から出射した光束を、前
   記集光光学系で透明基板を介して情報記録面に集光さ
   せ、第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生をすると
   ともに、 透明基板の厚さがｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録
   媒体に対して、第２光源（波長λ２（ｎｍ））から出射
   した光束を、前記集光光学系で透明基板を介して情報記
   録面に集光させ、第２光情報記録媒体の情報の記録又は
   再生をするようにした光ピックアップ装置において、 第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生時における前
   記対物レンズの光情報記録媒体側から見た倍率ｍ１よ
   り、第２光情報記録媒体の情報の記録又は再生時におけ
   る前記対物レンズの光情報記録媒体側から見た倍率ｍ２
   の方が、小さいことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記集光光学系に、波面収差を不連続に
   して、光源から出射した光束を光軸に対して垂直な方向
   において少なくとも２つの領域に分割するために、光軸
   と略同心のレンズ面分割部を少なくとも１つ設け、 第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生時において、
   前記レンズ面分割部によって分割された領域のうち、前
   記レンズ面分割部より光軸側の第１領域及び前記レンズ
   面分割部より外側の第３領域を通過する光束によって、
   第１光情報記録媒体の情報記録面上に形成されるビーム
   スポットの波面収差が０．０５λ１（ｒｍｓ）以下であ
   り、 第２光情報記録媒体の情報の記録又は再生時において、
   前記第１領域を通過する光束によって、第２光情報記録
   媒体の情報記録面上に形成されるビームスポットの波面
   収差が０．０７λ２（ｒｍｓ）以下であることを特徴と
   する請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 光源からの光束を、対物レンズを含む集
   光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介して情報
   記録面上に集光して、光情報記録媒体の情報の記録又は
   再生を行うように構成されており、かつ、透明基板の厚
   み及び記録密度が異なる少なくとも２種類の光情報記録
   媒体の情報の記録又は再生を行う光ピックアップ装置に
   おいて、 前記集光光学系に、波面収差を不連続にするために、レ
   ンズの光軸と略同心のレンズ面分割部を少なくとも１つ
   設けるとともに、 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体の情報の記
   録又は再生時には、前記レンズ分割部より光軸側の第１
   領域及び前記レンズ面分割部より外側の第３領域を通過
   する光束によって情報記録面上に形成されるビームスポ
   ットの波面収差が０．０５λ１（ｒｍｓ）（但し、λ１
   は第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生に使用する
   第１光源の波長（ｎｍ））以下となるように、前記対物
   レンズの光情報記録媒体側から見た倍率をｍ１として、
   第１光源からの光束を集光し、 記録密度が第１光情報記録媒体よりも低く透明基板の厚
   さがｔ２（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報の
   記録又は再生時には、前記第１領域を通過する光束によ
   って情報記録面上に形成されるビームスポットの波面収
   差が０．０７λ２（ｒｍｓ）（但し、λ２は第２光情報
   記録媒体の情報の記録又は再生に使用する第２光源の波
   長（ｎｍ））以下となるように、前記対物レンズの光情
   報記録媒体側から見た倍率をｍ２として、第２光源から
   の光束を集光するようにしたことを特徴とする光ピック
   アップ装置。
4. 【請求項４】 前記集光光学系に、レンズ面分割部を２
   つ設け、 第２光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記第１領域
   及び２つのレンズ面分割部の間の第２領域を通過する光
   束を集光させ、情報記録面上にビームスポットを形成す
   るようにしたことを特徴とする請求項２又は３に記載の
   光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記集光光学系に、レンズ面分割部を２
   つ設け、 前記２つのレンズ面分割部の間の第２領域を、遮蔽構造
   としたことを特徴とする請求項２又は３に記載の光ピッ
   クアップ装置。
6. 【請求項６】 前記倍率ｍ２は、第１光情報記録媒体の
   透明基板の厚さｔ１と第２光情報記録媒体の透明基板の
   厚さｔ２との差により生じる球面収差を補正する方向の
   倍率であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
   つに記載の光ピックアップ装置。
7. 【請求項７】 前記集光光学系は、前記第１光源及び前
   記第２光源からの光束の発散度を変更する発散度変更光
   学素子を有し、 前記発散度変更光学素子と前記第２光源との距離が前記
   発散度変更光学素子と前記前１光源との距離より短くな
   るように、前記第１光源及び前記第２光源を配置するこ
   とを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の光
   ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 前記第１光源は、前記第２光源を兼用す
   ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載
   の光ピックアップ装置。
9. 【請求項９】 前記集光光学系は、前記第１光源からの
   光束の発散度を変更する発散度変更光学素子を有し、 第１光情報記録媒体の情報の記録又は再生時における前
   記発散度変更光学素子と前記第１光源との距離より、第
   ２光情報記録媒体の情報の記録又は再生時における前記
   発散度変更光学素子と前記第１光源との距離の方を短く
   することを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ
   装置。
10. 【請求項１０】 前記第１光源又は前記発散度変更光学
    素子を光軸方向に移動させることを特徴とする請求項９
    に記載の光ピックアップ装置。
11. 【請求項１１】 前記倍率ｍ１と前記倍率ｍ２は、 −０．０５＜ｍ２−ｍ１＜−０．００５ を満足することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか
    １つに記載の光ピックアップ装置。