(57)【要約】  【課題】  簡単な構成により収差の補正が可能な光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置を備えた記録再生装置、光学素子、情報の記録再生方法、光学系、レンズ、光ディスク用回折光学系、再生装置及び光ピックアップ装置用対物レンズを得る。  【解決手段】  対物レンズ１の屈折面上に回折輪帯レンズを設けた光学面を含み、互いに異なる３つの波長の光源１１、１２、１３の各々に対して、回折面と屈折面との作用を相殺させて球面収差を補正する。また、３つの波長の光源１１、１２、１３からの光について回折光として１次回折光を用いることにより、光量の損失を少なくすることができる。また、対物レンズは少なくとも１つの面に回折パターンを有し、異なる波長の光源からの光束を情報記録面に集光させるとき、複数の記録媒体の再生において、共に前記回折パターンからの１次回折光を用いる。記録媒体の条件により、利用する回折光は共に＋１次回折光あるいは共に−１次回折光となる。【選択図】      図４８
2010192104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置において、
第１の波長を有する第１の光束を射出する第１の光源と、
前記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２の光束を射出する第２の光源と、
光軸と回折部と光検出器とを有する集光光学系と、を具備し、
前記第１の光束が前記回折部を通過することにより、前記第１の光束のｎ次回折光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生され、前記第２の光束が前記回折部を通過することにより、前記第２の光束のｎ次回折光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生されることを特徴とする光ピックアップ装置。ここで、ｎは０以外の整数である。
【請求項２】
少なくとも２種類の光情報記録媒体に対して情報の再生または記録が可能であり、
前記第１の光源の前記第１の光束は、第１の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、第１の光情報記録媒体に情報を記録するために使用され、
前記第２の光源の前記第２の光束は、第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、第２の光情報記録媒体に情報を記録するために使用され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。
【請求項３】
前記集光光学系は、前記第１の光情報記録媒体に記録された情報を再生するためにまたは前記第１の情報記録媒体に情報を記録するために前記回折部に達した前記第１の光束により前記回折部で発生した前記第１の光束の前記ｎ次回折光を、第１の透明基板を介して前記第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面に集光することができ、  前記集光光学系は、前記第２の光情報記録媒体に記録された情報を再生するためにまたは前記第２の情報記録媒体に情報を記録するために前記回折部に達した前記第２の光束により前記回折部で発生した前記第２の光束の前記ｎ次回折光を、第２の透明基板を介して前記第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面に集光することができ、
前記光検出器は、前記第１の情報記録面または前記第２の情報記録面から反射した光束を受光することができることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記集光光学系は、前記回折部を通過した前記第１の光束における前記ｎ次回折光を前記第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第１の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光でき、
前記集光光学系は、前記回折部を通過した前記第２の光束における前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第２の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光できることを特徴とする請求項２または３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記第１の光情報記録媒体は厚さｔ１の第１の透明基板を有し、前記第２の光情報記録媒体は前記厚さｔ１と異なる厚さｔ２の第２の透明基板を有することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記集光光学系は、前記回折部を通過した前記第１の光束における前記ｎ次回折光を前記第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第１の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光でき、
前記集光光学系は、前記回折部を通過した前記第２の光束における前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第２の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光できることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
λ１＜λ２
ｔ１＜ｔ２
ここで、λ１：前記第１の光源の波長
λ２：前記第２の光源の波長
ｔ１：前記第１の透明基板の厚さ
ｔ２：前記第２の透明基板の厚さ
【請求項８】
前記集光光学系は対物レンズを有し、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
ＮＡ１＞ＮＡ２
ここで、ＮＡ１：波長がλ１の光による前記第１の光情報記録媒体の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数
ＮＡ２：波長がλ２の光による前記第２の光情報記録媒体の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数
【請求項９】
前記ｎ次回折光は、＋１次回折光であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
以下の条件式を満たす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。
０．５５ｍｍ＜ｔ１＜０．６５ｍｍ
１．１ｍｍ＜ｔ２＜１．３ｍｍ
６３０nｍ＜λ１＜６７０nｍ
７６０nｍ＜λ２＜８２０nｍ
０．５５＜ＮＡ１＜０．６８
０．４０＜ＮＡ２＜０．５５
【請求項１１】
前記集光光学系は対物レンズを備え、前記対物レンズは前記回折部を有し、
λ１＝６５０nｍ
ｔ１＝０．６ｍｍ
ＮＡ１＝０．６であって、
前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である前記第１の光束を入射させ、前記第１の透明基板を介して前記第１の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォーカスにおけるスポット径が０．８８〜０．９１μｍであることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記集光光学系は対物レンズを備え、前記対物レンズは前記回折部を有し、
λ１＝６５０nｍ
ｔ１＝０．６ｍｍ
ＮＡ１＝０．６５であって、
前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である前記第１の光束を入射させ、前記第１の透明基板を介して前記第１の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォーカスにおけるスポット径が０．８１〜０．８４μｍであることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
ｔ１＝０．６ｍｍ
ｔ２＝１．２ｍｍ
λ１＝６５０nｍ
λ２＝７８０nｍ
ＮＡ１＝０．６
ＮＡ２＝０．４５
【請求項１４】
前記集光光学系は対物レンズを備え、前記対物レンズは前記回折部を有し、
前記集光光学系が前記第２の光束の前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の前記第２の情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有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。
【請求項１５】
前記球面収差は、前記ＮＡ２近傍において不連続部を有することを特徴とする請求項１４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記球面収差は、開口数（ＮＡ）が０．４５において不連続部を有することを特徴とする請求項１４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記球面収差は、開口数（ＮＡ）が０．５において不連続部を有することを特徴とする請求項１４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記集光光学系は、開口数が前記ＮＡ１以下の前記第１の光束の前記ｎ次回折光を前記第１の光情報記録媒体の前記第１の情報記録面上に、最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓとなるように集光し、
前記集光光学系は、前記不連続部となる開口数以下の前記第２の光束の前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の前記第２の情報記録面上に、最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓとなるように集光することを特徴とする請求項１４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
前記集光光学系は対物レンズを有し、前記対物レンズが前記回折部を有し、
前記第２の光情報記録媒体に対する記録または再生を行うために、前記集光光学系が、前記回折部を通過した前記第２の光束における前記ｎ次回折光を、前記第２の光情報記録媒体の前記第２の情報記録面上に集光する場合に、球面収差は連続し、不連続部を有さない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。
【請求項２０】
前記ＮＡ１では球面収差が２０μｍ以上であって、前記ＮＡ２では球面収差が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２１】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
λ１＜λ２
ｔ１＞ｔ２
ここで、λ１：前記第１の光源の波長
λ２：前記第２の光源の波長
ｔ１：前記第１の透明基板の厚さ
ｔ２：前記第２の透明基板の厚さ
【請求項２２】
前記ｎ次回折光は、−１次回折光であることを特徴とする請求項２１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３】
前記回折部における前記第１の光束の前記ｎ次回折光の回折効率をＡ％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ％としたとき、Ａ−Ｂ≧１０であり、
前記回折部における前記第２の光束の前記ｎ次回折光の回折効率をＡ’％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ’％としたとき、Ａ’−Ｂ’≧１０であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
前記回折部における前記第１の光束の前記ｎ次回折光の回折効率をＡ％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ％としたとき、Ａ−Ｂ≧５０であり、
前記回折部における前記第２の光束の前記ｎ次回折光の回折効率をＡ’％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ’％としたとき、Ａ’−Ｂ’≧５０であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５】
前記第１の光束の波長と前記第２の光束の波長との差が８０nｍ以上、４００nｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６】
前記回折部は、前記光軸の方向から見て、複数の輪帯を有し、前記複数の輪帯が前記光軸または前記光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円上に形成されていることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７】
前記回折部の前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項以外の少なくとも１つの項に、０以外の係数を有することを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８】
前記回折部の前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項に、０以外の係数を有することを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９】
前記回折部の前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項を含まないことを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３０】
前記回折部で付加される回折作用の正負の符号が、前記光軸と垂直に前記光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わることを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３１】
前記回折部の前記複数の輪帯は、ブレーズ化されており、前記光軸に近い側の輪帯では、その段差部が前記光軸から離れた側に位置し、前記光軸から離れた側の輪帯では、その段差部が前記光軸に近い側に位置することを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３２】
前記回折部の前記複数の輪帯は、ブレーズ化されており、前記光軸に近い側の輪帯では、その段差部が前記光軸に近い側に位置し、前記光軸から離れた側の輪帯では、その段差部が前記光軸から離れた側に位置することを特徴とする請求項３０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３３】
前記集光光学系は対物レンズを有し、前記対物レンズの像側の最大開口数に対応する前記回折部の前記輪帯のピッチＰｆと、前記最大開口数の１／２に対応する前記回折部の前記輪帯のピッチＰｈとが、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
０．４≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２５
【請求項３４】
前記回折部は、第１の回折パターンと、第２の回折パターンとを有し、
前記第２の回折パターンが、前記第１の回折パターンよりも前記光軸から離れていることを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３５】
前記回折部の前記第１の回折パターンを通過した前記第１の光束において、前記ｎ次回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折部の前記第１の回折パターンを通過した前記第２の光束においても、前記ｎ次回折光が他の次数の回折光に比して多く発生し、
前記回折部の前記第２の回折パターンを通過した前記第１の光束において、前記ｎ次回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折部の前記第２の回折パターンを通過した前記第２の光束においては、０次光が他の次数の回折光に比して多く発生することを特徴とする請求項３４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３６】
前記回折部の前記第１の回折パターンを通過した前記第１の光束において、前記ｎ次回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折光の前記第１の回折パターンを通過した前記第２の光束においても、前記ｎ次回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、
前記回折部の前記第２の回折パターンを通過した前記第１の光束において、０次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折部の前記第２の回折パターンを通過した前記第２の光束においては、前記ｎ次ではない負の次数の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生することを特徴とする請求項３４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３７】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記対物レンズの像側の最大開口数以下の光束が全て前記回折部を通ることを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３８】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記対物レンズの像側の最大開口数以下の光束のうち、一部の光束が前記回折部を通過し、他の一部の光束が前記回折部を通過しないことを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３９】
前記回折部の前記複数の輪帯の段差数が、２以上、４５以下であることを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４０】
前記回折部の前記複数の輪帯の段差数が、２以上、１５以下であることを特徴とする請求項３９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４１】
前記回折部の前記複数の輪帯の段差部の前記光軸方向の深さが２μｍ以下であることを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４２】
前記集光光学系は対物レンズを有し、前記回折部は前記対物レンズに設けられており、
開口数（ＮＡ）が０．４における前記回折部のピッチが１０〜７０μｍであることを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４３】
前記集光光学系は屈折面を有するレンズを有し、
前記回折部が前記レンズに設けられてい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。
【請求項４４】
前記回折部が設けられている前記レンズが対物レンズであることを特徴とする請求項４３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４５】
前記回折面が設けられている前記対物レンズが、外周にフランジ部を有することを特徴とする請求項４４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４６】
前記回折部が設けられている前記対物レンズの前記屈折面は、非球面であることを特徴とする請求項４４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４７】
前記回折部が設けられている前記レンズはアッベ数νdが５０よりも大きい材料でできていることを特徴とする請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４８】
前記回折部が設けられている前記レンズは、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項４３〜４７のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４９】
前記回折部が設けられている前記レンズは、ガラスレンズであることを特徴とする請求項４３〜４７のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５０】
前記ｎ次回折光が＋１次回折光もしくは−１次回折光であることを特徴とする請求項１、４３〜４９のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５１】
前記回折部における前記ｎ次回折光の回折効率が、前記第１の光束の波長と前記第２の光束の波長との間の波長において最大であることを特徴とする請求項１〜５０のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５２】
前記回折部における前記ｎ次回折光の回折効率が、前記第１の光束の波長または前記第２の光束の波長において最大であることを特徴とする請求項１〜５０のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５３】
前記集光光学系は対物レンズを有しており、
前記第２の光束の波長の方が、前記第１の光束の波長よりも波長が長く、
前記第２の光束と前記第１の光束とにおける軸上色収差が、以下の条件式を満たす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。
−λ２／｛２×（ＮＡ２）2｝≦Ｚ≦λ２／｛２×（ＮＡ２）2｝
ここで、λ２: 前記第２の光束の波長
ＮＡ２: 前記第２の光束に対する、前記対物レンズの像側の所定開口数
【請求項５４】
第３の光束を射出する第３の光源を更に具備し、前記第３の光束の波長は前記第１の光束及び第２の光束の波長と異なることを特徴とする請求項１〜５３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５５】
前記回折部を通過した前記第３の光束においても、前記ｎ次回折光が他の次数の回折光に比して多く発生することを特徴とする請求項５４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５６】
前記集光光学系は、
対物レンズと、
前記第１の光束を用いる際の前記対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の前記第１の光束を遮蔽もしくは回折し、前記第２の光束は透過する開口制限手段、または、前記第２の光束を用いる際の前記対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の前記第２の光束を遮蔽もしくは回折し、前記第１の光束は透過する開口制限手段と、を有す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。
【請求項５７】
前記集光光学系は、対物レンズを有し、
前記第１の光束を用いる際の前記対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の前記第１の光束を遮蔽もしくは回折し、前記第２の光束は透過する開口制限手段も、前記第２の光束を用いる際の前記対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の前記第２の光束を遮蔽もしくは回折し、前記第１の光束は透過する開口制限手段も有さない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。
【請求項５８】
前記集光光学系が屈折面を有するレンズを有し、
前記回折部が前記レンズに設けられており、
以下の条件式を満たす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。
−０．０００２／℃＜Δn／ΔＴ＜−０．００００５℃
０．０５nｍ／℃＜Δλ１／ΔＴ＜０．５nｍ／℃
ここで、ΔＴ（℃）：温度変化
Δn：前記レンズの屈折率の変化量
Δλ１（nｍ）:温度変化ΔＴがあったときの第１の光源の波長の変化量
【請求項５９】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
以下の条件式を満たす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。
0.2×10-6／℃＜ΔWSA3・λ１／｛f・（NA1）4・ΔT｝＜2.2×10-6／℃
ここで、ＮＡ１: 前記第１の光束を用いて、前記光情報記録媒体に対して再生または記録する場合に、必要な像側の前記対物レンズの開口数
λ１:前記第１の光束の波長
ｆ:前記第１の光束における前記対物レンズの焦点距離
ΔＴ:環境温度変化。
ΔWSA3(λ1rms):前記第１の光束を用いて、前記光情報記録媒体に対して再生または記録する場合に、情報記録面に集光された光束の波面収差の３次球面収差成分の変化量
【請求項６０】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内である前記第１の光束は、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した前記第１の光束は、前記第１の光情報記録媒体上では０．０７λｒｍｓより大きい状態となり、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内を通過した前記第２の光束も、前記所定開口数より外側を通過した前記第２の光束も、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、または、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内である前記第２の光束は、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した前記第２の光束は、前記第２の光情報記録媒体上では、０．０７λｒｍｓより大きい状態となり、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内を通過した前記第１の光束も、前記所定開口数より外側を通過した前記第１の光束も、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され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。
【請求項６１】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内である前記第１の光束は、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した前記第１の光束は、前記第１の光情報記録媒体上では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、もしくは遮蔽されて前記第１の情報記録面上まで達することがなく、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内を通過した前記第２の光束も、前記所定開口数より外側を通過した前記第２の光束も、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、
または、前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内である前記第２の光束は、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した前記第２の光束は、前記第２の光情報記録媒体上では、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、もしくは遮蔽されて前記第２の情報記録面上まで達することがなく、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内を通過した前記第１の光束も、前記所定開口数より外側を通過した前記第１の光束も、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され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。
【請求項６２】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記第１の光束を用いる場合において、非平行光束である前記第１の光束を前記対物レンズに入射させ、
前記第２の光束を用いる場合において、非平行光束である前記第２の光束を前記対物レンズに入射させ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。
【請求項６３】
前記非平行光束は発散光であることを特徴とする請求項６２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６４】
前記非平行光束は収束光であることを特徴とする請求項６２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６５】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記第１の光束を用いる場合において、平行光束である前記第１の光束を前記対物レンズに入射させ、
前記第２の光束を用いる場合において、非平行光束である前記第２の光束を前記対物レンズに入射させるか、または、
前記第１の光束を用いる場合において、非平行光束である前記第１の光束を前記対物レンズに入射させ、
前記第２の光束を用いる場合において、平行光束である前記第２の光束を前記対物レンズに入射させ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。
【請求項６６】
前記非平行光束は発散光であることを特徴とする請求項６５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６７】
前記非平行光束は収束光であることを特徴とする請求項６５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６８】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記第１の光束を用いる場合において、平行光束である前記第１の光束を前記対物レンズに入射させ、
前記第２の光束を用いる場合において、平行光束である前記第２の光束を前記対物レンズに入射させ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。
【請求項６９】
前記集光光学系は、対物レンズと、
前記対物レンズに入射する光束の発散度を変更する発散度変更手段と、を有す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。
【請求項７０】
前記光検出器は、前記第１の光束と前記第２の光束とに対して共通であることを特徴とする請求項１〜６９のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７１】
第２の光検出器を更に具備し、
前記光検出器は前記第１の光束用であり、前記第２の光検出器は前記第２の光束用であることを特徴とする請求項１〜６９のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７２】
前記光検出器と、前記第１の光源または前記第２の光源と、がユニット化されていることを特徴とする請求項１〜７１のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７３】
前記光検出器と、前記第１の光源及び前記第２の光源と、がユニット化されていることを特徴とする請求項１〜７１のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７４】
第２の光検出器を更に具備し、
前記光検出器は前記第１の光束用であり、前記第２の光検出器は前記第２の光束用であって、
前記光検出器と、前記第２の光検出器と、前記第１の光源及び前記第２の光源と、がユニット化されてい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。
【請求項７５】
前記第１の光源と前記第２の光源と、がユニット化されてい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。
【請求項７６】
オーバーシュートが０〜２０％であることを特徴とする請求項１〜７５のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７７】
光情報記録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置において使用される光学素子であって、
光軸と、回折部と、を具備し、
第１の光束が前記回折部を通過することにより、前記第１の光束のｎ次回折光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生され、前記第１の光束との波長差が８０nｍ〜４００nｍである第２の光束が前記回折部を通過することにより、前記第２の光束のｎ次回折光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生されることを特徴とする光学素子。ここで、nは０以外の整数である。
【請求項７８】
前記光ピックアップ装置が、前記第１の光束を射出する第１の光源と、前記第２の光束を射出する第２の光源と、光検出器と、を有することを特徴とする請求項７７に記載の光学素子。
【請求項７９】
前記光ピックアップ装置は少なくとも２種類の光情報記録媒体に対して情報の再生または記録が可能であり、
前記第１の光源の前記第１の光束は、第１の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、第１の光情報記録媒体に情報を記録するために使用され、
前記第２の光源の前記第２の光束は、第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、第２の光情報記録媒体に情報を記録するために使用されることを特徴とする請求項７７に記載の光学素子。
【請求項８０】
前記光ピックアップ装置は集光光学系を備え、
前記集光光学系は、第１の光情報記録媒体に記録された情報を再生するためにまたは前記第１の情報記録媒体に情報を記録するために、前記光学素子の前記回折部に達した前記第１の光束により前記回折部で発生した前記第１の光束の前記ｎ次回折光を、第１の透明基板を介して前記第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面に集光することができ、
前記集光光学系は、第２の光情報記録媒体に記録された情報を再生するためにまたは前記第２の情報記録媒体に情報を記録するために、前記光学素子の前記回折部に達した前記第２の光束により前記回折部で発生した前記第２の光束の前記ｎ次回折光を、第２の透明基板を介して前記第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面に集光することができることを特徴とする請求項７９に記載の光学素子。
【請求項８１】
前記光ピックアップ装置は対物レンズを有し、
前記集光光学系は、前記第１の光束における前記ｎ次回折光を前記第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第１の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光でき、
前記集光光学系は、前記第２の光束における前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第２の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光できることを特徴とする請求項８０に記載の光学素子。
【請求項８２】
前記第１の光情報記録媒体は厚さｔ１の第１の透明基板を有し、前記第２の光情報記録媒体は厚さｔ１と異なる厚さｔ２の第２の透明基板を有することを特徴とする請求項７９に記載の光学素子。
【請求項８３】
前記光ピックアップ装置は対物レンズを含む集光光学系を有し、
前記集光光学系は、前記回折部を通過した前記第１の光束における前記ｎ次回折光を前記第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第１の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光でき、
前記集光光学系は、前記第２の光束における前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第２の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光できることを特徴とする請求項８２に記載の光学素子。
【請求項８４】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項８２に記載の光学素子。
λ１＜λ２
ｔ１＜ｔ２
ここで、λ１：前記第１の光源の波長
λ２：前記第２の光源の波長
ｔ１：前記第１の透明基板の厚さ
ｔ２：前記第２の透明基板の厚さ
【請求項８５】
前記光ピックアップ装置は対物レンズを有し、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項８４に記載の光学素子。
ＮＡ１＞ＮＡ２
ここで、ＮＡ１：波長がλ１の光による前記第１の光情報記録媒体の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数
ＮＡ２：波長がλ２の光による前記第２の光情報記録媒体の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数
【請求項８６】
前記ｎ次回折光は、＋１次回折光であることを特徴とする請求項７７〜８５のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項８７】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項８５に記載の光学素子。
０．５５ｍｍ＜ｔ１＜０．６５ｍｍ
１．１ｍｍ＜ｔ２＜１．３ｍｍ
６３０nｍ＜λ１＜６７０nｍ
７６０nｍ＜λ２＜８２０nｍ
０．５５＜ＮＡ１＜０．６８
０．４０＜ＮＡ２＜０．５５
【請求項８８】
前記光学素子は前記対物レンズであり、
λ１＝６５０nｍ
ｔ１＝０．６ｍｍ
ＮＡ１＝０．６であって、
前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である前記第１の光束を入射させ、前記第１の透明基板を介して前記第１の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォーカスにおけるスポット径が０．８８〜０．９１μｍであることを特徴とする請求項８７に記載の光学素子。
【請求項８９】
前記光学素子は前記対物レンズであり、
λ１＝６５０nｍ
ｔ１＝０．６ｍｍ
ＮＡ１＝０．６５であって、
前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である前記第１の光束を入射させ、前記第１の透明基板を介して前記第１の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォーカスにおけるスポット径が０．８１〜０．８４μｍであることを特徴とする請求項８７に記載の光学素子。
【請求項９０】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項８７に記載の光学素子。
ｔ１＝０．６ｍｍ
ｔ２＝１．２ｍｍ
λ１＝６５０nｍ
λ２＝７８０nｍ
ＮＡ１＝０．６
ＮＡ２＝０．４５
【請求項９１】
前記光学素子は前記対物レンズであって、
前記第２の光束の前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の前記第２の情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有することを特徴とする請求項８５に記載の光学素子。
【請求項９２】
前記球面収差は、前記ＮＡ２近傍において不連続部を有することを特徴とする請求項９１に記載の光学素子。
【請求項９３】
前記球面収差は、開口数（ＮＡ）が０．４５において不連続部を有することを特徴とする請求項９１に記載の光学素子。
【請求項９４】
前記球面収差は、開口数（ＮＡ）が０．５において不連続部を有することを特徴とする請求項９１に記載の光学素子。
【請求項９５】
前記対物レンズは、開口数が前記ＮＡ１以下の前記第１光束の前記ｎ次回折光を前記第１の光情報記録媒体の前記第１の情報記録面上に、最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓとなるように集光し、
前記対物レンズは、前記不連続部となる開口数以下の前記第２光束の前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の前記第２の情報記録面上に、最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓとなるように集光することを特徴とする請求項９１に記載の光学素子。
【請求項９６】
前記光学素子は前記対物レンズであり、
前記第２の光情報記録媒体に対する記録または再生を行うために、前記ピックアップ装置の前記対物レンズを含む集光光学系が前記回折部を通過した前記第２の光束における前記ｎ次回折光を、前記第２の光情報記録媒体の前記第２の情報記録面上に集光する場合に、球面収差は連続し、不連続部を有さないことを特徴とする請求項８５に記載の光学素子。
【請求項９７】
前記ＮＡ１では球面収差が２０μｍ以上であって、前記ＮＡ２では球面収差が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項９６に記載の光学素子。
【請求項９８】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項８２に記載の光学素子。
λ１＜λ２
ｔ１＞ｔ２
ここで、λ１：前記第１の光源の波長
λ２：前記第２の光源の波長
ｔ１：前記第１の透明基板の厚さ
ｔ２：前記第２の透明基板の厚さ
【請求項９９】
前記ｎ次回折光は、−１次回折光であることを特徴とする請求項９８に記載の光学素子。
【請求項１００】
前記回折部における前記第１の光束の前記ｎ次回折光の回折効率をＡ％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ％としたとき、Ａ−Ｂ≧１０であり、  前記回折部における前記第２の光束の前記ｎ次回折光の回折効率をＡ’％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ’％としたとき、Ａ’−Ｂ’≧１０であることを特徴とする請求項７７〜９９のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１０１】
前記回折部における前記第１の光束の前記ｎ次回折光の回折効率をＡ％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ％としたとき、Ａ−Ｂ≧５０であり、  前記回折部における前記第２の光束の前記ｎ次回折光の回折効率をＡ’％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ’％としたとき、Ａ’−Ｂ’≧５０であることを特徴とする請求項７７〜９９のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１０２】
前記回折部は、前記光軸の方向から見て、複数の輪帯を有し、前記複数の輪帯が前記光軸または前記光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円上に形成されていることを特徴とする請求項７７〜１０１のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１０３】
前記回折部の前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項以外の少なくとも１つの項に、０以外の係数を有することを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１０４】
前記回折部の前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項に、０以外の係数を有することを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１０５】
前記回折部の前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項を含まないことを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１０６】
前記回折部で付加される回折作用の正負の符号が、前記光軸と垂直に前記光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わることを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１０７】
前記回折部の前記複数の輪帯は、ブレーズ化されており、前記光軸に近い側の輪帯では、その段差部が前記光軸から離れた側に位置し、前記光軸から離れた側の輪帯では、その段差部が前記光軸に近い側に位置することを特徴とする請求項１０６に記載の光学素子。
【請求項１０８】
前記回折部の前記複数の輪帯は、ブレーズ化されており、前記光軸に近い側の輪帯では、その段差部が前記光軸に近い側に位置し、前記光軸から離れた側の輪帯では、その段差部が前記光軸から離れた側に位置することを特徴とする請求項１０６に記載の光学素子。
【請求項１０９】
前記光ピックアップ装置は対物レンズを有し、前記対物レンズの像側の最大開口数に対応する前記回折部の前記輪帯のピッチＰｆと、前記最大開口数の１／２に対応する前記回折部の前記輪帯のピッチＰｈとが、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
０．４≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２５
【請求項１１０】
前記回折部は、第１の回折パターンと、第２の回折パターンとを有し、
前記第２の回折パターンが、前記第１の回折パターンよりも前記光軸から離れていることを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１１１】
前記回折部の前記第１の回折パターンを通過した前記第１の光束において、前記ｎ次回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折部の前記第１の回折パターンを通過した前記第２の光束においても、前記ｎ次回折光が他の次数の回折光に比して多く発生し、
前記回折部の前記第２の回折パターンを通過した前記第１の光束において、前記ｎ次回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折部の前記第２の回折パターンを通過した前記第２の光束においては、０次光が他の次数の回折光に比して多く発生することを特徴とする請求項１１０に記載の光学素子。
【請求項１１２】
前記回折部の前記第１の回折パターンを通過した前記第１の光束において、前記ｎ次回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折光の前記第１の回折パターンを通過した前記第２の光束においても、前記ｎ次回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、
前記回折部の前記第２の回折パターンを通過した前記第１の光束において、前記０次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折部の前記第２の回折パターンを通過した前記第２の光束においては、前記ｎ次ではない負の次数の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生することを特徴とする請求項１１０に記載の光学素子。
【請求項１１３】
前記光学素子の光束が入射する面または光束を出射する面の実質的に全面に前記回折部が設けられていることを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１１４】
前記光学素子の光束が入射する面または光束を出射する面の面積の１０％以上、９０％未満が前記回折部であることを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１１５】
前記回折部の前記複数の輪帯の段差数が、２以上、４５以下であることを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１１６】
前記回折部の前記複数の輪帯の段差数が、２以上、１５以下であることを特徴とする請求項１１５に記載の光学素子。
【請求項１１７】
前記回折部の前記複数の輪帯の段差部の前記光軸方向の深さが２μｍ以下であることを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１１８】
前記光学素子は前記光ピックアップ装置の対物レンズであり、
開口数（ＮＡ）が０．４における前記回折部のピッチが１０〜７０μｍであることを特徴とする請求項１０２に記載の光学素子。
【請求項１１９】
前記光学素子が屈折面を有するレンズであることを特徴とする請求項７７に記載の光学素子。
【請求項１２０】
前記光学素子が前記光ピックアップ装置の対物レンズであることを特徴とする請求項１１９に記載の光学素子。
【請求項１２１】
前記光学素子が前記光ピックアップ装置のコリメータレンズであることを特徴とする請求項１１９に記載の光学素子。
【請求項１２２】
前記光学素子が前記光ピックアップ装置の対物レンズでもコリメータレンズでもないことを特徴とする請求項７７に記載の光学素子。
【請求項１２３】
前記対物レンズは、外周にフランジ部を有することを特徴とする請求項１２０に記載の光学素子。
【請求項１２４】
前記対物レンズの前記屈折面は、非球面であることを特徴とする請求項１２０に記載の光学素子。
【請求項１２５】
前記レンズはアッベ数νdが５０よりも大きい材料でできていることを特徴とする請求項１１９に記載の光学素子。
【請求項１２６】
前記レンズは、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項１１９〜１２５のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１２７】
前記レンズは、ガラスレンズであることを特徴とする請求項１１９〜１２５のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１２８】
前記ｎ次回折光が＋１次回折光もしくは−１次回折光であることを特徴とする請求項７７，１０２〜１２７のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１２９】
前記回折部における前記ｎ次回折光の回折効率が、前記第１の光束の波長と前記第２の光束の波長との間の波長において最大であることを特徴とする請求項７７〜１２８のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１３０】
前記回折部における前記ｎ次回折光の回折効率が、前記第１の光束の波長または前記第２の光束の波長において最大であることを特徴とする請求項７７〜１２８のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１３１】
前記光学素子が、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項７７〜１３０のいずれか１項に記載の光学素子。
−０．０００２／℃＜Δn／ΔＴ＜−０．００００５℃
ここで、ΔＴ（℃）：温度変化
Δn：前記光学素子の屈折率の変化量
【請求項１３２】
前記光ピックアップ装置は対物レンズを有し、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内である前記第１の光束は、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した前記第１の光束は、前記第１の光情報記録媒体上では０．０７λｒｍｓより大きい状態となり、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内を通過した前記第２の光束も、前記所定開口数より外側を通過した前記第２の光束も、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、または、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内である前記第２の光束は、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した前記第２の光束は、前記第２の光情報記録媒体上では、０．０７λｒｍｓより大きい状態となり、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内を通過した前記第１の光束も、前記所定開口数より外側を通過した前記第１の光束も、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されることを特徴とする請求項７７に記載の光学素子。
【請求項１３３】
前記光ピックアップ装置は対物レンズを有し、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内である前記第１の光束は、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した前記第１の光束は、前記第１の光情報記録媒体上では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、もしくは遮蔽されて前記第１の情報記録面上まで達することがなく、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内を通過した前記第２の光束も、前記所定開口数より外側を通過した前記第２の光束も、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、または、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内である前記第２の光束は、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、
前記第２の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した前記第２の光束は、前記第２の光情報記録媒体上では、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、もしくは遮蔽されて前記第２の情報記録面上まで達することがなく、
前記第１の光束を用いる際の、前記対物レンズの像側の所定開口数内を通過した前記第１の光束も、前記所定開口数より外側を通過した前記第１の光束も、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されることを特徴とする請求項７７に記載の光学素子。
【請求項１３４】
オーバーシュートが０〜２０％であることを特徴とする請求項７７〜１３３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１３５】
光情報記録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記録するための装置であって、
光ピックアップ装置を備え、
前記光ピックアップ装置は、
第１の波長を有する第１の光束を射出する第１の光源と、
前記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２の光束を射出する第２の光源と、
光軸と回折部と光検出器とを有する集光光学系と、を備え、
前記第１の光束が前記回折部を通過することにより、前記第１の光束のｎ次回折光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生され、前記第２の光束が前記回折部を通過することにより、前記第２の光束のｎ次回折光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生されることを特徴とする記録再生装置。ここで、nは０以外の整数である。
【請求項１３６】
光ピックアップ装置により、少なくとも２種類の光情報記録媒体に対して情報の再生または記録をする記録再生方法であって、
前記光ピックアップ装置は、第１の光源と、第２の光源と、光軸と回折部とを有する集光光学系と、を備え、
前記第１の光源から第１の光束をまたは前記第２の光源から前記第１の光束の波長と異なる第２の光束を射出するステップと、
前記第１の光束または前記第２の光束を前記回折部を通過させて前記第１の光束の少なくとも１つの次数の回折光または前記第２の光束の少なくとも１つの次数の回折光を発生させるステップ（ここで、前記第１の光束の少なくとも１つの次数の回折光の内のｎ次回折光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きいとしたときに、前記第２の光束の少なくとも１つの次数の回折光の内のｎ次回折光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい）と、
前記集光光学系により、前記第１の光束の前記ｎ次回折光を第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面にまたは前記第２の光束の前記ｎ次回折光を第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面に、前記光ピックアップ装置が前記第１の光情報記録媒体または前記第２の光情報記録媒体に情報を記録しまたはそこから情報を再生するために、集光するステップと、
前記光検出器により、前記集光された前記ｎ次回折光の前記第１の情報記録面からの第１の反射光または前記集光された前記ｎ次回折光の前記第２の情報記録面からの第２の反射光を検出するステップと、を含むことを特徴とする情報の記録再生方法。ここで、nは０以外の整数である。
【請求項１３７】
１以上の光学素子を含んでおり、情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられる光学系において、
前記光学素子の少なくとも１つの光学素子は、互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有していることを特徴とする光学系。
【請求項１３８】
１以上の光学素子を含んでおり、情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられる光学系において、
互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されていることを特徴とする光学系。
【請求項１３９】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対してそれぞれ選択的に発生する回折光の特定次数が同じ次数であることを特徴とする請求項１３８に記載の光学系。
【請求項１４０】
前記同じ次数の回折光が１次回折光であることを特徴とする請求項１３７または１３９に記載の光学系。
【請求項１４１】
請求項１３７乃至１４０の何れか１項に記載の回折面を有する光学素子の少なくとも１つの光学素子が屈折パワーを有するレンズであることを特徴とする光学系。
【請求項１４２】
前記レンズの屈折面形状が非球面であることを特徴とする請求項１４１に記載の光学系。
【請求項１４３】
前記レンズが、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である或る１つの波長の光に対する回折光の回折効率を、前記最大波長および前記最小波長の光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とする請求項１４１または１４２に記載の光学系。
【請求項１４４】
前記レンズが、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長または最小波長の光に対する回折光の回折効率を、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とする請求項１４１または１４２に記載の光学系。
【請求項１４５】
前記レンズの前記回折面で付加される回折パワーの正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わることを特徴とする請求項１４１乃至１４４の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１４６】
前記レンズの前記回折面で付加される回折パワーが、光軸と垂直に光軸から離れる方向において負から正に１回切り替わることを特徴とする請求項１４５に記載の光学系。
【請求項１４７】
前記回折面が光軸方向から見て複数の輪帯からなり、この複数の輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１３７乃至１４６の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１４８】
前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項以外の少なくとも１つの項に零以外の係数を有することを特徴とする請求項１４７に記載の光学系。
【請求項１４９】
前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項に零以外の係数を有することを特徴とする請求項１４７または１４８に記載の光学系。
【請求項１５０】
前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項を含まないことを特徴とする請求項１４７または１４８に記載の光学系。
【請求項１５１】
前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光（波長λ）のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１３７乃至１５０の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１５２】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうちの１つの波長λ1が±１０nｍの範囲内で変動しても、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λ1ｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１５１に記載の光学系。
【請求項１５３】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、波長λ2の光と、前記対物レンズの像側の所定開口数が前記波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい別波長の光とに対して、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．０７λ2ｒｍｓより大であることを特徴とする請求項１５１に記載の光学系。
【請求項１５４】
前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．１０λ2ｒｍｓ以上であることを特徴とする請求項１５３に記載の光学系。
【請求項１５５】
前記別波長の光に対する所定開口数をＮＡ１とし、前記波長λ2の光に対する所定開口数をＮＡ２としたとき、ＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１を満足することを特徴とする請求項１５３または１５４に記載の光学系。
【請求項１５６】
前記対物レンズには、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも１つの波長の光に対して平行光束が入射され、別の少なくとも１つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とする請求項１５１乃至１５５の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１５７】
前記対物レンズには、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも２つの波長の光に対して平行光束が入射されることを特徴とする請求項１５１乃至１５５の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１５８】
前記対物レンズには、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも２つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とする請求項１５１乃至１５５の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１５９】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち何れか２つの波長に対して長い方の波長をλ3とし、前記波長λ3の光に対する前記対物レンズの像側の所定開口数をＮＡとしたとき、前記波長λ3と短い方の波長間の軸上色収差が−λ3／（２ＮＡ2）以上且つ＋λ3／（２ＮＡ2）以下であることを特徴とする請求項１５１乃至１５８の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１６０】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光が、透明基板の厚さが異なる情報記録媒体に対してそれぞれ用いられることを特徴とする請求項１５１乃至１５９の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１６１】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長が、互いに異なる３つの波長であることを特徴とする請求項１５１乃至１６０の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１６２】
前記互いに異なる３つの波長の光をそれぞれλ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）とし、且つ、これら異なる３つの波長の光のそれぞれに関する前記対物レンズの像側の所定開口数をそれぞれＮＡ１，ＮＡ２，ＮＡ３とするとき、
０．６０≦ＮＡ１、  ０．６０≦ＮＡ２、  ０．４０≦ＮＡ３≦０．５０
を満足することを特徴とする請求項１６１に記載の光学系。
【請求項１６３】
前記所定開口数のうち最も小さな所定開口数より外側において前記対物レンズに入射する光の少なくとも一部を遮蔽することが可能なフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１５１乃至１６２の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１６４】
前記回折面を有する光学素子が対物レンズであることを特徴とする請求項１３７乃至１５０の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１６５】
前記回折面を有する光学素子が前記対物レンズであることを特徴とする請求項１５１乃至１６３の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１６６】
前記対物レンズが１枚のレンズからなることを特徴とする請求項１６４または１６５に記載の光学系。
【請求項１６７】
前記対物レンズの両面に前記回折面が設けられていることを特徴とする請求項１６６に記載の光学系。
【請求項１６８】
前記対物レンズの材料のアッベ数νｄが５０よりも大きいことを特徴とする請求項１６４乃至１６７の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１６９】
前記対物レンズがプラスチック製であることを特徴とする請求項１６４乃至１６８の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１７０】
前記対物レンズがガラス製であることを特徴とする請求項１６４乃至１６８の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１７１】
前記対物レンズは、前記回折面が形成された樹脂層をガラスレンズ表面に有するものであることを特徴とする請求項１６４〜１６８のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１７２】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長どうしの波長差が８０nｍ以上であることを特徴とする請求項１３７乃至１７１の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１７３】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長どうしの波長差が４００nｍ以下であることを特徴とする請求項１７２記載の光学系。
【請求項１７４】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長どうしの波長差が１００nｍ以上２００nｍ以下であることを特徴とする請求項１７３記載の光学系。
【請求項１７５】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が、該特定次数以外の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも１０％以上高い効率であることを特徴とする請求項１３７乃至１７４の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１７６】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が、該特定次数以外の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも３０％以上高い効率であることを特徴とする請求項１７５記載の光学系。
【請求項１７７】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が５０％以上であることを特徴とする請求項１３７乃至１７６の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１７８】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が７０％以上であることを特徴とする請求項１７７記載の光学系。
【請求項１７９】
前記回折面があることによって、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の前記選択的に発生された特定次数の回折光が焦点を結ぶに際して、前記回折面がない場合に比較して球面収差が改善されることを特徴とする請求項１３７乃至１７８の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１８０】
前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光（波長λ）に対して、それぞれ選択的に発生する特定次数の回折光の結像面上での波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１３７乃至１７９の何れか１項に記載の光学系。
【請求項１８１】
請求項１３７乃至１８０の何れか１項に記載の光学系を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８２】
互いに異なる波長の光を出力する少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光する、１以上の光学素子を含む光学系と、前記情報記録媒体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、
前記光学素子の少なくとも１つの光学素子は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光に対して同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有していることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８３】
互いに異なる波長の光を出力する少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光する、１以上の光学素子を含む光学系と、前記情報記録媒体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、
前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のそれぞれの光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８４】
請求項１８２または１８３に記載の回折面を有する光学素子の少なくとも１つの光学素子が屈折パワーを有するレンズであることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８５】
前記レンズが、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である或る１つの波長の光に対する回折光の回折効率を、前記最大波長および前記最小波長の光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とする請求項１８４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８６】
前記レンズが、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の最大波長または最小波長の光に対する回折光の回折効率を、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とする請求項１８４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８７】
前記レンズは、外周にフランジ部を有することを特徴とする請求項１８４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８８】
前記フランジ部は、前記レンズの光軸に対し略垂直方向に延びた面を有することを特徴とする請求項１８７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８９】
前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光（波長λ）のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１８２乃至１８８の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９０】
前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光（波長λ）のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の最大開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１８２乃至１８８の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９１】
前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のうちの１つの波長λ1が±１０nｍの範囲内で変動しても、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λ1ｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１８９または１９０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９２】
前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のうち、波長λ2の光と、前記対物レンズの像側の所定開口数が前記波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい別波長の光とに対して、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．０７λ2ｒｍｓより大であることを特徴とする請求項１８９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９３】
前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．１０λ2ｒｍｓ以上であることを特徴とする請求項１９２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９４】
前記別波長の光に対する所定開口数をＮＡ１とし、前記波長λ2の光に対する所定開口数をＮＡ２としたとき、ＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１を満足することを特徴とする請求項１９２または１９３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９５】
前記対物レンズには、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のうち、少なくとも１つの波長の光に対して平行光束が入射され、別の少なくとも１つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とする請求項１８９乃至１９４の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９６】
前記対物レンズには、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光に対して平行光束が入射されることを特徴とする請求項１８９乃至１９４の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９７】
前記対物レンズには、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とする請求項１８９乃至１９４の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９８】
前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長に対して長い方の波長をλ3とし、前記波長λ3の光に対する前記対物レンズの像側の所定開口数をＮＡとしたとき、前記波長λ3と短い方の波長間の軸上色収差が−λ3／（２ＮＡ2）以上且つ＋λ3／（２ＮＡ2）以下であることを特徴とする請求項１８９乃至１９７の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９９】
前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光が、透明基板の厚さが異なる情報記録媒体に対してそれぞれ用いられることを特徴とする請求項１８９乃至１９４の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２００】
前記回折面が光軸方向から見て複数の輪帯からなり、この複数の輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円状に形成されており、
前記対物レンズの像側の最大開口数内に対応する前記輪帯のピッチＰｆと、前記最大開口数内の１／２の開口数に対応する前記輪帯のピッチＰｈとの間に次の関係が成立することを特徴とする請求項１９９に記載の光ピックアップ装置。
０．４≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２５
【請求項２０１】
前記少なくとも２つの光源が、３つの光源であることを特徴とする請求項１８９乃至２００の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０２】
前記３つの光源から出力される異なる３つの波長の光をそれぞれλ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）とし、且つ、これら異なる３つの波長の光のそれぞれに関する前記対物レンズの像側の所定開口数をそれぞれＮＡ１，ＮＡ２，ＮＡ３とするとき、
０．６０≦ＮＡ１、  ０．６０≦ＮＡ２、  ０．４０≦ＮＡ３≦０．５０
を満足することを特徴とする請求項２０１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０３】
前記所定開口数のうち最も小さな所定開口数より外側において前記対物レンズに入射する光の少なくとも一部を遮蔽することが可能なフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１８９乃至２０２の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０４】
前記異なる２つの波長の光のそれぞれに対して前記所定開口数となるような開口制限手段を有することを特徴とする請求項１８９乃至２０２の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０５】
前記異なる２つの波長の光の一方に対して前記所定開口数となるような開口制限がないことを特徴とする請求項１８９乃至２０２の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０６】
前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記対物レンズは、前記互いに異なる波長の光を前記情報記録媒体上にそれぞれ集光する際に共通に使用されることを特徴とする請求項１８２または１８３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０７】
前記少なくとも２つの光源と前記対物レンズとが一体化されたユニットが、前記情報記録媒体の主面に対して少なくとも平行に駆動されることを特徴とする請求項２０６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０８】
前記ユニットが前記情報記録媒体の主面に対して垂直に駆動されることを特徴とする請求項２０７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０９】
請求項１８１乃至２０８の何れか１項に記載の光ピックアップ装置を搭載しており、音声および画像の少なくともいずれか一方を記録または再生することが可能であることを特徴とする記録再生装置。
【請求項２１０】
情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられ、屈折パワーを有するとともに少なくとも一方の光学面に回折面を有するレンズにおいて、
前記回折面で付加される回折パワーの正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わることを特徴とするレンズ。
【請求項２１１】
前記回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置することを特徴とする請求項２１０に記載のレンズ。
【請求項２１２】
前記回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置することを特徴とする請求項２１０に記載のレンズ。
【請求項２１３】
情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に適用可能な光学素子であって、
互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して、同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有していることを特徴とする光学素子。
【請求項２１４】
情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして適用可能なレンズであって、
互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して、同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有していることを特徴とするレンズ。
【請求項２１５】
情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に適用可能な光学素子であって、
互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項２１６】
情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして適用可能なレンズにおいて、
互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されていることを特徴とするレンズ。
【請求項２１７】
波長の異なる２つの光源を有し、同一の光学系によって記録再生を行う記録再生用光学系において、
該光学系は屈折面上に回折輪帯レンズを設けた光学面を含み、波長の相違によって屈折面において生じる収差と回折輪帯レンズによって生じる収差とを相殺させ、
該相殺に用いられる回折光は、２つの光源波長に対して同次数の回折光であることを特徴とする光ディスク用回折光学系。
【請求項２１８】
上記相殺する収差は球面収差および／または色収差であることを特徴とする請求項２１７に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２１９】
上記同次数の回折光は、１次回折光であることを特徴とする請求項２１７または２１８に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２０】
異なる２波長の光源は、それぞれ透明基板厚みが異なる光ディスクに対応するものであることを特徴とする請求項２１７，２１８または２１９に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２１】
波長の異なる２波長の光源中、短い波長の光源波長は７００nｍ以下であることを特徴とする請求項２１７，２１８，２１９または２２０に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２２】
波長の異なる２波長の光源中、長い波長の光源波長は６００nｍ以上であることを特徴とする請求項２１７，２１８，２１９，２２０または２２１に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２３】
回折輪帯レンズは、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗以外の項の係数を含むことを特徴とする請求項２１７〜２２２の何れか１項に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２４】
光学屈折面が非球面であることを特徴とする請求項２１７〜２２３の何れか１項に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２５】
波長の異なる２波長の光源に対して、そのほぼ中間の波長で回折光の回折効率が最大であることを特徴とする請求項２１７〜２２４の何れか１項に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２６】
波長の異なる２波長の光源に対して、その一方の光源波長で回折光の回折効率が最大であることを特徴とする請求項２１７〜２２５の何れか１項に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２７】
光学面上の回折輪帯レンズは球面収差をアンダーに補正し、該光学面の非球面は球面収差をオーバーに補正することを特徴とする請求項２１７〜２２６の何れか１項に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２８】
波長の異なる２波長の光源において、その波長差が８０nｍ以上である請求項２１７〜２２７の何れか１項に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２２９】
光ディスクの対物レンズ光学系において、光学面上に回折輪帯レンズを設けることにより、異なる２波長の光源の各々に対して、ある１つの同次数の回折光の軸上色収差を補正したことを特徴とする光ディスク用回折光学系。
【請求項２３０】
上記異なる２波長の光源の波長差が８０nｍ以上であり、以下の条件を満たす単玉対物レンズを有することを特徴とする請求項９３に記載の光ディスク用回折光学系。
νｄ  ＞  ５０
ただし    νｄ：対物レンズの硝材のアッベ数
【請求項２３１】
異なる２波長に対するレンズ性能のうち、何れか一方は実使用上の開口までを無収差とし、その外側の部分については収差をフレアとしたことを特徴とする光ディスク用回折光学系。
【請求項２３２】
上記異なる２波長に対するレンズ性能のうち、全開口で無収差である方の波長に対する開口数をＮＡ１とし、もう一方の波長の実使用上の開口数をＮＡ２としたとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項２３０に記載の光ディスク用回折光学系。
ＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１
【請求項２３３】
上記異なる２波長に対する光ディスク厚が異なることを特徴とする請求項２３１または２３２に記載の光ディスク用回折光学系。
【請求項２３４】
波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系において、
上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光字面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２３５】
波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系において、
上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光学面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であり、
少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透通した光束のうち、実使用上の開口までの光束はその最良像点において回折限界性能であり、その外側の部分はフレアとなるように上記輪帯状の回折面を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２３６】
請求項２３５において、少なくとも波長の異なる３つの光源を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２３７】
請求項２３６において、少なくとも２つ以上の輪帯状の回折面を設けた光学面を含むことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２３８】
請求項２３５，２３６または２３７において、上記対物レンズに入射する光束のうち、実使用上の開口から外側の光束の一部を遮蔽する輪帯状のフィルターを含むことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２３９】
請求項２３５，２３６，２３７または２３８において、光源と上記対物レンズを含むユニットが、少なくとも光情報記録媒体に平行に駆動されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２４０】
請求項２３９において、光源と上記対物レンズを含むユニットが、さらに光情報記録媒体に垂直に駆動されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２４１】
請求項２２４〜２４０のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置。
【請求項２４２】
波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系用に用いられる対物レンズであって、
上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光字面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であることを特徴とする対物レンズ。
【請求項２４３】
波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系用に用いられる対物レンズであって、
上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光学面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であり、
少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透通した光束のうち、実使用上の開口までの光束はその最良像点において回折限界性能であり、その外側の部分はフレアとなるように上記輪帯状の回折面を設けたことを特徴とする対物レンズ。
【請求項２４４】
光源から出射した光束を、対物レンズを含む集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２４５】
光源から出射した光束を、対物レンズを含む集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、その開口の外側の部分については収差をフレアとしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２４６】
前記回折面は、前記対物レンズの両面に形成したことを特徴とする請求項２４４または２４５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４７】
前記同一次数の回折光は、１次回折光であることを特徴とする請求項２４４，２４５または２４６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４８】
前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗以外の項の係数を含むことを特徴とする請求項２４４，２４５，２４６または２４７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４９】
前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗の項の係数を含むことを特徴とする請求項２４４，２４５，２４６または２４７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５０】
前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗の項の係数を含まないことを特徴とする請求項２４４，２４５，２４６または２４７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５１】
前記第１光源、第２光源、第３光源各々に対し、その両端若しくは中間域の波長において、回折光の回折効率が最大であることを特徴とする請求項２４４〜２５０のいずれか１項に記載に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５２】
前記対物レンズの少なくとも一つが非球面であり、回折面で球面収差をアンダーに補正し、非球面で球面収差をオーバーに補正したことを特徴とする請求項２４４〜２５１のいずれか１項に記載に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５３】
前記第１光源、第２光源、第３光源を有する請求項２４４〜２５２のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置。
【請求項２５４】
光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に使用される対物レンズおいて、
前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを特徴とする対物レンズ。
【請求項２５５】
光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に使用される対物レンズおいて、
対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正し、その外側の部分については収差をフレアとしたことを特徴とする対物レンズ。
【請求項２５６】
光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、
集光光学系の少なくとも一面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２５７】
光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に使用される光ピックアップ装置において、
集光光学系の少なくとも一面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、その外側の部分については収差をフレアとした回折面を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２５８】
波長λ１の第１の光源と、
波長λ２（λ２≠λ１）の第２の光源と、
少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、
前記第１の光源および第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を記録および／または再生し、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次回折光（但し、n＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体を記録および／または再生する光ピックアップ装置。
【請求項２５９】
前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする請求項２５８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６０】
前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする請求項２５８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６１】
透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、
透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、
前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする請求項２５８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６２】
透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、
透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、
前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする請求項２５８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６３】
透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、
透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、
前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする請求項２５８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６４】
透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、
透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、
前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする請求項２５８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６５】
前記第１の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする請求項２６１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６６】
前記第２の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする請求項２６２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６７】
前記第１の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする請求項２６３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６８】
前記第２の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする請求項２６４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６９】
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、
前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする請求項２６５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７０】
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、
前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする請求項２６６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７１】
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、
前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする請求項２６７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７２】
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、
前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする請求項２６８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７３】
前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、
前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項に２６９記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７４】
前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、
前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項２７０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７５】
前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、
前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項２７１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７６】
前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、
前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項２７２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７７】
第１の光源と対物レンズの間および第２の光源と対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、第１の光源から対物レンズに入射する光束および第２の光源から対物レンズに入射する光束が、それぞれ平行光であることを特徴とする請求項２５８〜２７６の何れか１項に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２７８】
第１の光源からの光束に関しての対物レンズの近軸焦点位置と第２の光源からの光束に関しての対物レンズの近軸焦点位置がほぼ一致することを特徴とする請求項２７７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７９】
前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの＋１次回折光は前記集光位置に集光され、
前記第２光源からの光束は第２回折パターンでは回折されないように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする請求項２６５，２６９または２７３に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２８０】
前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は、第２の回折パターンでは主に＋１次回折光となり、
前記第２光源からの光束は第２回折パターンを透過し、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする請求項２６６，２７０または２７４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８１】
前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの−１次回折光は前記集光位置に集光され、
前記第２光源からの光束は第２回折パターンでは回折されないように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする請求項２６７，２７１または２７５に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２８２】
前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は第２の回折パターンでは主に−１次回折光となり、
前記第２光源からの光束は第２回折パターンを透過し、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする請求項２６８，２７２または２７６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８３】
前記回折パターンの外側に第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの透過光は前記集光位置に集光され、  前記第２光源からの光束は第２の回折パターンでは主に−１次回折光となるように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする請求項２６５，２６９または２７３に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２８４】
前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は第２の回折パターンを透過し、
前記第２光源からの光束は第２回折パターンで−１次光となり、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする請求項２６６，２７０または２７４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８５】
前記回折パターンの外側に第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの透過光は前記集光位置に集光され、  前記第２光源からの光束は第２の回折パターンでは主に＋１次回折光となるように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする請求項２５８，２６２または２７５に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２８６】
前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は第２の回折パターンを透過し、
前記第２光源からの光束は第２回折パターンで＋１次光となり、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする請求項２６８，２７２または２７６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８７】
前記第１の光源からの出射光束と、前記第２の光源からの出射光束とを合波することの出来る光合波手段とを含み、
前記合波手段と光情報記録媒体との間に、第１光源からの光束は透過し、第２光源からの光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を透過させない開口制限手段を有することを特徴とする請求項２６５，２６７，２６９，２７１，２７３または２７５に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２８８】
前記第１の光源からの出射光束と、前記第２の光源からの出射光束とを合波することの出来る光合波手段とを含み、
前記合波手段と光情報記録媒体との間に、第２光源からの光束は透過し、第１光源からの光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を透過させない開口制限手段を有することを特徴とする請求項２６６，２６８，２７０，２７４または２７６に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２８９】
前記開口制限手段は、
第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収する輪帯フィルタであることを特徴とする請求項２８７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９０】
第２光源からの光束は透過し、第１光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収する輪帯フィルタであることを特徴とする請求項２８８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９１】
前記開口制限手段は、
第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を回折させる輪帯フィルタであることを特徴とする請求項２８７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９２】
前記開口制限手段は、
第２光源からの光束は透過し、第１光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を回折させる輪帯フィルタであることを特徴とする請求項２８８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９３】
光検出器は、第１の光源と第２の光源に対して共通であることを特徴とする請求項２５８〜２９２の何れか１項に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２９４】
光検出器は、第１の光源用の第１の光検出器と第２の光源用の第２の光検出器とを各別に備え、それぞれ空間的に離れた位置にあることを特徴とする請求項２５８〜２９２の何れか１項に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２９５】
少なくとも、第１の光源と第１の光検出器もしくは第２の光源と第２の光検出器の一対がユニット化されていることを特徴とする請求項２９４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９６】
前記第１の光源、第２の光源および共通の光検出器（単一の光検出器）とは、ユニット化されていることを特徴とする請求項２９３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９７】
光検出器は、第１の光源用の第１の光検出器と第２の光源用の第２の光検出器とが別であり、第１の光源と第２の光源と第１の光検出器と第２の光検出器は、ユニット化されていることを特徴とする請求項２９４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９８】
さらに光ディスクからの透過光を検出する光検出器を設けたことを特徴とする請求項２５８〜２９７の何れか１項に記載された光ピックアップ装置。
【請求項２９９】
波長λ１の第１の光源と、
波長λ２（ただし、λ１≠λ２）の第２の光源と、
前記第１の光源からの出射光束と、前記第２の光源からの出射光束とを合波することの出来る合波手段と、
少なくとも一つの面に回折パターンを有する回折光学素子と、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、
前記第１の光源および第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を記録および／または再生し、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次回折光（ただし、n＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体を記録および／または再生することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３００】
前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする請求項２９９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３０１】
前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする請求項２９９記載の光ピックアップ装置。
【請求項３０２】
前記回折光学素子と対物レンズは一体に駆動されることを特徴とする請求項２９９，３００または３０１に記載された光ピックアップ装置。
【請求項３０３】
第１の回折パターンの光軸方向の深さは、２μｍ以下であることを特徴とする請求項２５８〜３０２の何れか１項に記載された光ピックアップ装置。
【請求項３０４】
少なくとも１つの面に回折パターンを有し、
波長λ１の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｍ次回折光（ただし、ｍは０を除く１つの整数）が第１の集光位置に集光され、
波長λ２（ただし、λ２≠λ１）の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｎ次回折光（ただし、n＝ｍ）が前記第１の集光位置と異なる第２の集光位置に集光されることを特徴とする光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３０５】
前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記第１の集光位置が透明基板の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記第２の集光位置が透明基板の厚さｔ２の第２光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする請求項３０４に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３０６】
前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記第１の集光位置が透明基板の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記第２の集光位置が透明基板の厚さｔ２の第２光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする請求項３０４に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３０７】
少なくとも１つの面に回折パターンを有し、
波長λ１の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｍ次回折光（ただし、ｍは０を除く１つの整数）が透明基板の厚さｔ１の第１光情報記録媒体を記録および／または再生することに利用される集光位置を有し、
波長λ２（ただし、λ２≠λ１）の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｎ次回折光（ただし、n＝ｍ）が透明基板の厚さｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体を記録および／または再生することに利用される集光位置を有することを特徴とする光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３０８】
前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする請求項３０７に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３０９】
前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする請求項３０７に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１０】
透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、
透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、
前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする請求項３０８に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１１】
透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、
透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、
前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする請求項２９９に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１２】
透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、
透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、
前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする請求項３０９に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１３】
透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、
透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、
前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする請求項３０９に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１４】
光学面が回折パターン部と屈折部とを含み、回折部と屈折部の境界が５μｍ以上の段差を含むことを特徴とする請求項３０４〜３１３の何れか１項に記載された光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１５】
最も光軸側の回折部の回折パターンの平均深さが２μｍ以下であることを特徴とする請求項３０４〜３１３の何れか１項に記載された光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１６】
最も光軸側の回折部の回折パターンの平均深さが２μｍ以下であり、最も光軸とは離れた側の回折部の回折パターンの平均深さは２μｍ以上であることを特徴とする請求項３１５に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１７】
光学面の回折パターンは、光軸部分を含むことを特徴とする請求項３０４〜３１６の何れか１項に記載された光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１８】
光学面の光軸部分は回折パターンを設けず、屈折面であることを特徴とする請求項３０４〜３１６の何れか１項に記載された光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３１９】
光源波長６５０nｍで０．６ｍｍの厚さの透明基板を介して情報記録面に所定の結像倍率で結像させたとき、少なくとも開口数０．６まで回折限界性能を有し、光源波長７８０nｍで１．２ｍｍの透明基板を介して、所定の結像倍率で結像させたとき、少なくとも開口数０．４５まで回折限界性能を有することを特徴とする請求項３０４，３０５，３０７，３０８または３１０に記載された光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３２０】
回折パターンのステップ数は、１５以下であることを特徴とする請求項３１９に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３２１】
回折パターンを設ける光学面は、凸面であることを特徴とする請求項３０４〜３２０の何れか１項に記載された光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３２２】
上記回折パターンを設けた光学面の屈折部が非球面であることを特徴とする請求項３２１に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３２３】
上記回折パターンは、少なくとも１つの非球面屈折部を含むことを特徴とする請求項３２２に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３２４】
前記対物レンズが単レンズからなることを特徴とする請求項３０４〜３２３の何れか１項に記載された光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３２５】
前記単レンズの一方の光学面のみに前記回折パターンが設けられていることを特徴とする請求項３２４に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３２６】
前記単レンズの一方の光学面に前記回折パターンが設けられ、他方の光学面は非球面であることを特徴とする請求項３２４に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項３２７】
波長λ１の第１の光源と、
波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、
少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、
前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次光（但し、n＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、
前記対物レンズはプラスチック材料からなり、
前記プラスチック材料は温度変化ΔＴ（℃）があったときの屈折率の変化量をΔnとしたときに、
−０．０００２／℃＜Δn／ΔＴ＜−０．００００５／℃
の関係を満たし、
前記第１の光源は、温度変化ΔＴ（℃）があったときの発振波長の変化量をΔλ１（nｍ）としたときに、
０．０５nｍ／℃＜Δλ１／ΔＴ＜０．５nｍ／℃
の関係を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３２８】
波長λ１の第１の光源と、
波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、
少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、
前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次光（但し、n＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、
前記波長λ１，λ２及び前記透明基板の厚さｔ１，ｔ２は、
λ２＞λ１
ｔ２＞ｔ１
の関係にあり、
前記第１の光情報記録媒体を前記第１の光源で記録及び／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１とし、前記波長λ１（ｍｍ）のときの前記対物レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）とし、環境温度変化がΔＴ（℃）あったときに、第１の情報記録媒体の情報記録面に集光される光束の波面収差の３次球面収差成分の変化量をΔＷＳＡ３（λ１ｒｍｓ）としたときに、
０．２×１０-6／℃＜ΔＷＳＡ３・λ１／｛ｆ・（ＮＡ１）4・ΔＴ｝＜
２．２×１０-6／℃
の関係を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３２９】
前記第１の光源と前記対物レンズの間および前記第２の光源と前記対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、前記第１の光源から前記対物レンズに入射する光束および前記第２の光源から前記対物レンズに入射する光束が、それぞれ略平行光であることを特徴とする請求項３２７または３２８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３３０】
前記ｔ１が０．５５ｍｍから０．６５ｍｍ、前記ｔ２が１．１ｍｍから１．３ｍｍであり、前記λ１が６３０nｍから６７０nｍであり、前記λ２が７６０nｍから８２０nｍであることを特徴とする請求項３２７，３２８または３２９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３３１】
波長λ１の第１の光源と、
波長λ２（λ２≠λ１）の第２の光源と、
少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光される対物レンズと、
前記第１の光源および第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次回折光（但し、n＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（但し、ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、
前記第１及び第２の光源の少なくとも一方の光源から前記対物レンズへ入射する光束の発散度を補正する補正手段を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３３２】
前記第１の光源と前記対物レンズの間および前記第２の光源と前記対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含む請求項３３１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３３３】
前記補正手段による発散度の補正は、前記第１及び／または第２の光源と前記少なくとも１つのコリメータとの距離を変えることにより行われることを特徴とする請求項３３２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３３４】
波長λ１の第１の光源と、
波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、
少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、
前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、
前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、
前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次光（但し、n＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、
前記第１の光源及び第２の光源から出力される異なる２つの波長（λ）の光のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の最大開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３３５】
前記第１の光源と前記第２の光源とがユニット化され、前記光検出器は、前記第１の光源及び前記第２の光源に対し共通であることを特徴とする請求項２５８〜２９２，３３４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３３６】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記対物レンズは、前記第１の光源の波長と前記第２の光源の波長のうち少なくとも一方の波長の微小な変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量を△ＳＡ、軸上色収差の変化量を△ＣＡとするとき、
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項５または７に記載の光ピックアップ装置。
−１＜△ＳＡ／△ＣＡ＜−０．２
【請求項３３７】
前記集光光学系は対物レンズを有し、
前記対物レンズは、前記第１の光源の波長と前記第２の光源の波長のうち少なくとも一方の波長の微小な変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量を△ＳＡ、軸上色収差の変化量を△ＣＡとするとき、
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項８２または８４に記載の光学素子。
−１＜△ＳＡ／△ＣＡ＜−０．２
【請求項３３８】
前記対物レンズは、前記第１の光源の波長と前記第２の光源の波長のうち少なくとも一方の波長の微小な変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量を△ＳＡ、軸上色収差の変化量を△ＣＡとするとき、
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項６，８または１０に記載の光ピックアップ装置。
−１＜△ＳＡ／△ＣＡ ＜−０．２
【請求項３３９】
前記対物レンズは、前記第１の光源の波長と前記第２の光源の波長のうち少なくとも一方の波長の微小な変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量を△ＳＡ、軸上色収差の変化量を△ＣＡとするとき、
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項８３，８５または８７に記載の光学素子。
−１＜△ＳＡ／△ＣＡ＜−０．２
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置を備えた記録再生装置、光学素子、情報の記録再生方法、光学系、レンズ、光ディスク用回折光学系、再生装置及び光ピックアップ装置用対物レンズ、光ピックアップ装置を備えた音声および／または画像の記録および／または再生装置、及び光ピックアップ装置に使用される対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、短波長赤色レーザの実用化に伴い、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（光ディスクともいう）であるＤＶＤが製品化されている。ＤＶＤ用記録再生装置では、６５０nｍの半導体レーザを使用したときの対物レンズの光デイスク側の開口数ＮＡを０．６〜０．６５としている。ＤＶＤはトラックピッチ０．７４μｍ、最短ビット長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、ＤＶＤにおいては、光ディスクが光軸に対して傾いたときに生じるコマ収差を小さく抑えるために、透明基板厚は０．６ｍｍとＣＤの透明基板厚の半分になっている。
【０００３】
また、上述したＣＤ、ＤＶＤの他に、光源波長や透明基板厚さが異なるなど種々の規格の光ディスク、例えばＣＤ−Ｒ，ＲＷ（追記型コンパクトディスク）、ＶＤ（ビデオディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）なども商品化されて普及している。さらに半導体レーザの短波長化が進み、発振波長４００nｍ程度の短波長青色レーザが実用化されようとしている。波長が短くなることでたとえＤＶＤと同じ開口数を用いても光情報記録媒体の更なる大容量化が可能となる。
【０００４】
また、上述のような従来の光情報記録媒体であるＣＤと同程度の大きさで、記録再生が可能なＣＤ−Ｒや、記録密度を高めたＤＶＤなど、記録面の透明基板の厚みや記録再生用レーザ光の波長の異なる複数の光情報記録媒体の開発が進み、これらの光情報記録媒体に対して、同一の光ピックアップでの記録再生を可能とすることが求められている。このため、使用波長に応じた複数のレーザ光源を備えながら、同一の対物レンズで記録面へ必要な開口数でレーザ光を収束する光ピックアップが、各種提案されている（例えば特開平８−５５３６３号公報、同平１０−９２０１０号公報など）。
【０００５】
これらのうち、特開平９−５４９７３号公報には、６３５nｍを透過光（０次回折光）、７８５nｍは−１次回折光を利用したホログラム光学素子を用いた光学系および６３５nｍを＋１次回折光、７８５nｍは透過光（０次回折光）を利用したホログラム光学素子を用いた光学系が開示されている。また、特開平１０−２８３６６８号公報には、６５０nｍではホログラム型リングレンズを１００％透過し、７８０nｍでは、ホログラム型リングレンズで１次回折される光学系が開示されている。
【０００６】
しかしながら、これらのホログラム素子ならびにホログラム型リングレンズにおいて、一方の波長で０次光の回折効率をほぼ１００％とした場合に、どうしても、他方の波長での、＋１次回折光もしくはー１次回折光の回折効率には限界があり、所望の高い回折効率は得られず、光量のロスが生じ、光量の利用効率が悪くなってしまうという問題があった。光量のロスが生じる場合、特に情報の記録時においては、より高パワーのレーザーが必要になってしまう。
【０００７】
また、ホログラム素子ならびにホログラム型リングレンズにおいて、一方の波長で０次光の回折効率をほぼ１００％とし、他方の波長で、できるだけ０次光を透過させず、＋１次回折光もしくは−１次回折光の回折効率を大きくする場合、ホログラムの深さが３．８〜５．１８μｍと深くなってしまっていた。このため、特に対物レンズに、ホログラム光学素子もしくはホログラム型リングレンズの機能を一体化させた場合、金型の加工、成形が非常に困難であるという問題も有していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者等は先に、同心円状に分割された複数の輪帯からなり、各輪帯は、波長の異なる複数の光源、及び／または、記録面の厚みの異なる透明基板に対してほぼ回折限界に収差補正され、構成が簡素化された光ピックアップを構成できる対物レンズを提案した（特願平９−２８６９５４号）。この対物レンズは、使用波長及び／または透明基板の厚みに応じて自動的に必要な開口を得られるという機能を有している。しかし、レーザ光源と光検出器が一体となったレーザ／検出器集積ユニットを使用した場合、光検出器に入射するフレア光により、正確な検出が出来ない場合が生じるという問題があった。これは特に、ホログラムを利用して光束を偏向し光検出器に導く方式のレーザ／検出器集積ユニットにおいて顕著である。また、ＤＶＤ系の記録可能なディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等）や、ＣＤ系の記録可能なディスク（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等）に高速記録する場合、専用レンズを使った光学系と比べて、一部の光がフレアとなるため光量の利用効率が悪く、レーザ光源のパワーを大きくする必要があった。
【０００９】
本発明の目的は、互いに異なる少なくとも２つの波長の光をそれぞれ用いる、異なる種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生を、１つの光ピックアップ装置で可能とする、光ピックアップ装置、記録再生装置、光学素子、記録再生方法を提供することである。
【００１０】
さらには、互いに異なる少なくとも２つの波長の光を用い、異なる種類の光情報記録媒体に適用する場合であっても、大きな球面収差や色収差を発生させることなくそれぞれの異なる光情報記録媒体に対して、情報の記録および／または再生を、１つのピックアップ装置で可能とすることを目的とする。しかも、簡単な構成である光ピックアップ装置を提供することも目的とする。特に、厚さの異なる透明基板を有する異なる種類の光情報記録媒体を用いる場合には、球面収差の問題がさらに深刻になるが、そのような場合であっても、大きな球面収差や色収差を発生させることなくそれぞれの異なる光情報記録媒体に対して、情報を記録および／または再生を、１つの光ピックアップ装置で行えるようにすることも目的とする。
【００１１】
さらに、複数のレーザーや複数の検出器の集積ユニットを用いたピックアップ装置においても、検出に悪影響を与えてしまうようなフレア光が光検出器上に照射されることなく、光検出器による光の検出が良好に行え、検出におけるＳ字特性も良好とすることを目的とする。さらに、光量のロスが少なく、光量の利用効率に優れた光ピックアップ装置、記録再生装置、光学素子、記録再生方法を提供することも本発明の目的である。
【００１２】
使用波長および透明基板厚さが異なるＤＶＤおよびＣＤの両方に対して、大きな球面収差や色収差を発生させることなく一つの対物レンズを使用して情報を記録および／または再生するための互換性のある光学系が種々提案されている。しかしながら、実用化されているものは、光源からの発散光束をカップリングレンズでその発散度を弱めるかもしくは平行光束とするかあるいは弱い収束光束とし、対物レンズと光情報記録媒体の透明基板とを介して情報記録面に光束を収束させる構成になっており、カップリングレンズと対物レンズの２つのレンズを必要としている。そのため、光ピックアップ装置を小型薄型化するのが困難で、しかもコストが高くなるという問題がある。
【００１３】
一方、前述の様にＣＤやＤＶＤ以外の様々な光ディスクが普及してきており、これらの光ディスクに対しても互換性があって、しかも構成が簡単な光学系およびこれを備えた光ピックアップ装置が必要とされている。かかる光学系、レンズ、光ディスク用回折光学系、再生装置及び光ピックアップ装置用対物レンズを提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の光ピックアップ装置は、光情報記録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置において、第１の波長を有する第１の光束を射出する第１の光源と、前記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２の光束を射出する第２の光源と、光軸と回折部と光検出器とを有する集光光学系とを具備し、前記第１の光束が前記回折部を通過することにより、前記第１の光束のｎ次回折光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生され、前記第２の光束が前記回折部を通過することにより、前記第２の光束のｎ次回折光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生されることを特徴とする。ここで、ｎは０以外の整数である。
【００１５】
また、請求項７７の光学素子は、光情報記録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置において使用される光学素子であって、光軸と、回折部とを具備し、第１の光束が前記回折部を通過することにより、前記第１の光束のｎ次回折光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生され、前記第１の光束との波長差が８０nｍ〜４００nｍである第２の光束が前記回折部を通過することにより、前記第２の光束のｎ次回折光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生されることを特徴とする。ここで、ｎは０以外の整数である。
【００１６】
また、請求項１３６の情報の記録再生方法は、光ピックアップ装置により、少なくとも２種類の光情報記録媒体に対して情報の再生または記録をする記録再生方法であって、前記光ピックアップ装置は、第１の光源と、第２の光源と、光軸と回折部とを有する集光光学系とを備え、前記第１の光源から第１の光束をまたは前記第２の光源から前記第１の光束の波長と異なる第２の光束を射出するステップと、前記第１の光束または前記第２の光束を前記回折部を通過させて前記第１の光束の少なくとも１つの次数の回折光または前記第２の光束の少なくとも１つの次数の回折光を発生させるステップ（ここで、前記第１の光束の少なくとも１つの次数の回折光の内のｎ次回折光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きいとしたときに、前記第２の光束の少なくとも１つの次数の回折光の内のｎ次回折光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい）と、前記集光光学系により、前記第１の光束の前記ｎ次回折光を第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面にまたは前記第２の光束の前記ｎ次回折光を第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面に、前記光ピックアップ装置が前記第１の光情報記録媒体または前記第２の光情報記録媒体に情報を記録しまたはそこから情報を再生するために、集光するステップと、前記光検出器により、前記集光された前記ｎ次回折光の前記第１の情報記録面からの第１の反射光または前記集光された前記ｎ次回折光の前記第２の情報記録面からの第２の反射光を検出するステップと、を含むことを特徴とする。ここで、nは０以外の整数である。
【００１７】
また、本発明による光情報記録媒体に対して情報の再生または記録が可能である光ピックアップ装置は、第１の波長を有する第１の光束を射出する第１の光源と、前記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２の光束を射出する第２の光源と、光軸と回折部とを有する集光光学系と、光検出器とを有する。
【００１８】
また、前記第１の光束が前記回折部を通過することにより、前記第１の光束のｎ次回折光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生され、前記第２の光束が前記回折部を通過することにより、前記第２の光束のｎ次回折光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生される。ここで、ｎは０以外の整数である。
【００１９】
また、本発明の光学素子とは、上記のような態様を可能とする回折部を有する光学素子である。また、本発明の光情報記録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記録するための装置は、上記の光ピックアップ装置を有するものである。
【００２０】
なお、ｎ次回折光量が他のいずれの次数の回折光量よりも大きいとは、所定の波長の光に対して、ｎ次の回折光の回折効率が、ｎ次以外の他の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも高いということである。また、ｎ次のｎは符号まで含むものであり、本発明の回折部を通過した第１の光束において、＋１次の回折光を、他の次数の回折光に比して多く発生させた場合は、回折部を通過した第２の光束においても、＋１次の回折光を、他の次数の回折光に比して多く発生させる事を意図し、回折部を通過した第２の光束において、−１次の回折光を、他の次数の回折光に比して多く発生させる事まで含むものではない。
【００２１】
また、本発明の光ピックアップ装置は、互いに異なる少なくとも２つの波長の光を用いる、異なる種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生を、１つのピックアップ装置で可能とするものである。すなわち、本発明の光ピックアップ装置は、第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体という異なる情報記録媒体の記録／再生に用いられるものである。本発明の光ピックアップ装置の第１の光源の第１の光束は、第１の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、第１の光情報記録媒体に情報を記録するために使用され、第２の光源の第２の光束は、第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、第２の光情報記録媒体に情報を記録するために使用する。また、通常、光情報記録媒体は、情報記録面上に、透明基板を有するものである。
【００２２】
また、本発明の機能を、別の言い方で表すと、集光光学系は、回折部に達した第１の光束により回折部で発生した第１の光束のｎ次回折光を第１の光情報記録媒体に記録された情報を再生するためにまたは第１の情報記録媒体に情報を記録するために、第１の透明基板を介して第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面に集光することができ、集光光学系は、回折部に達した第２の光束により回折部で発生した第２の光束のｎ次回折光を第２の光情報記録媒体に記録された情報を再生するためにまたは第２の情報記録媒体に情報を記録するために、第２の透明基板を介して第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面に集光することができ、光検出器は、第１の情報記録面または第２の情報記録面から反射した光束を受光することができるということになる。
【００２３】
より好ましい態様を以下に示す。集光光学系は、回折部を通過した第１の光束におけるｎ次回折光を第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面に、対物レンズの像側の、第１の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で、即ち、実使用上開口内の光束が最良像点において回折限界性能もしくはそれ以下となる状態で集光することができ、そして集光光学系は、回折部を通過した第２の光束におけるｎ次回折光を第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面に、対物レンズの像側の、第２の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で、即ち、実使用上開口内の光束が最良像点において回折限界性能もしくはそれ以下となる状態で集光することができる。
【００２４】
さらに、第１の光源もしくは第２の光源において、温度変化や電流変化に基づく±１０ｎｍ以下程度の波長シフトが起きる場合であっても、それぞれの情報記録面上において、対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で、ｎ次回折光が集光されることが好ましい。特に、第１の光束 もしくは、第２の光束が６００ｎｍ以下の波長（例えば、３５０ｎｍ〜４８０ｎｍ等）の光束であり、±１０ｎｍ以下程度の波長シフトが発生する場合であっても、対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で、ｎ次回折光が集光されることが、特に好ましい。
【００２５】
なお、ｎ次回折光が、１次回折光もしくは−１次回折光であると、±１次より高次の回折光を用いる場合と比較して光量の損失が少なくなり好ましい。
【００２６】
また、回折部における第１の光束のｎ次回折光の回折効率をＡ％とし、他のある次数（好ましくはｎ以外の次数のうちで、回折効率が最も大きい次数）の回折光の回折効率をＢ％としたとき、Ａ−Ｂ≧１０であることが好ましく、回折部における第２の光束のｎ次回折光の回折効率をＡ’％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ’％としたとき、Ａ’−Ｂ’≧１０であることが好ましい。さらにＡ−Ｂ≧３０、Ａ’−Ｂ’≧３０であることがより好ましく、Ａ−Ｂ≧５０、Ａ’−Ｂ’≧５０、であることがより好ましく、Ａ−Ｂ≧７０、Ａ’−Ｂ’≧７０であることがさらに好ましい。
【００２７】
また、第１の光束も第２の光束も、光情報記録媒体の情報の記録に用いる場合は、回折部におけるｎ次回折光の回折効率が、第１の光束の波長と第２の光束の波長との間の波長において最大となるようにすることが好ましい。
【００２８】
また、第１の光束か第２の光束のいずれかのみを、光情報記録媒体の情報の記録に用い、他方の光束は再生のみに用いる場合は、回折部におけるｎ次回折光の回折効率が、第１の光束の波長と第２の光束の波長との間の波長において最小となるようにすることが好ましい。より好ましくは、回折部におけるｎ次回折光の回折効率が、第１の光束の波長か、第２の光束の波長かの、情報の記録に用いる方において、最大となるようにすることである。
【００２９】
また、回折部が設けられる光学素子としては、特に限定されないが、集光光学系に設けられる、屈折面を持つレンズや、平板状素子などが挙げられる。
【００３０】
回折部を設ける光学素子として、屈折面を持つレンズを用いる場合、光学素子の具体例としては、対物レンズやコリメーターレンズやカップリングレンズなどが挙げられる。これらのレンズの屈折面上等に回折部を設けることができる。また、回折部を設けることのみを目的とした平板状やレンズ状の光学素子を、集光光学系に加えてもよい。
【００３１】
なお、対物レンズの屈折面上に回折部を設ける場合、対物レンズの外径（フランジを有する場合はフランジも含む外径）が、絞り径よりも、０．４ｍｍ〜２ｍｍ大きいことが好ましい。
【００３２】
回折部は、光学素子の光源側の光学面に設けてもよいし、像側（光情報記録媒体側）に設けてもよいし、両面に設けるようにしてもよい。また、回折部は凸面に設けてもよいし、凹面に設けてもよい。
【００３３】
対物レンズに回折部を設けると、部品点数の削減につながり、しかも光ピックアップ装置の製造時の組立誤差も減少できるるため、より好ましい。その場合、対物レンズは、１枚玉であることが好ましいが、２枚玉であってもよい。プラスチックレンズが好ましいが、ガラスレンズであってもよい。また、ガラスレンズ表面に回折部が形成された樹脂層を設けてもよい。また、回折部が設けられている対物レンズは、外周に、光軸に対し垂直方向に延びた面を持つフランジ部を有することが好ましい。これにより、ピックアップ装置への精度の高い取り付けが容易に行え、しかも環境温度が変化しても安定した性能を得られる。また、対物レンズの屈折面が非球面であって、その非球面に回折部が設けられていることが好ましい。もちろん、回折部は対物レンズの片面に設けてもよいし、両面に設けてもよい。
【００３４】
また、回折部が設けられている光学素子は、アッベ数νdが５０以上、１００以下の材料でできていることが好ましい。また、プラスチックであっても、ガラスであってもよい。なお、プラスチックレンズである場合、その材料の屈折率が１．４〜１．７５であることが好ましく、１．４８〜１．６であることがさらに好ましく、１．５〜１．５６であることがさらに好ましい。
【００３５】
また、回折部が、レンズ（好ましくはプラスチックレンズ）に設けられている場合、温度変化に対して安定した光ピックアップ装置及び光学素子を得るために、以下の条件式を満たすことが好ましい。
-0.0002/℃<Δn/ΔT<-0.00005℃
ΔT:温度変化。
Δn:前記レンズの屈折率の変化量。
【００３６】
さらに以下の条件式を満たすことが好ましい。
0.05nm/℃<Δλ1/ΔT<0.5nm/℃
Δλ1(nm):温度変化ΔTがあったときの、第１の光源の波長の変化量
【００３７】
回折部は、振幅型の回折部であってもよいが、光利用効率の観点から、位相型の回折部であることが好ましい。また、回折部の回折パターンは、光軸に対して回転対称であることが好ましい。また、回折部は、光軸の方向から見て、複数の輪帯を有し、この複数の輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円上に形成されていることが好ましい。円が好ましいが、楕円であってもよい。特に段差を有するブレーズド型の輪帯回折面が好ましい。また、階段状に形成された輪帯回折面であってもよい。また、光軸から離れるに従って、レンズ厚が厚くなる方向へ離散的にシフトする輪帯として階段状に形成された輪帯回折面であってもよい。なお、回折部は輪帯状であることが好ましいが、１次元回折格子であってもよい。
【００３８】
回折部が同心円の輪帯状である場合、回折輪帯のピッチは、位相差関数もしくは光路差関数を使って定義される。この場合、複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項以外の少なくとも１つの項に、０以外の係数を有することが好ましい。この構成により、異なる波長の光に起因する色収差の球面収差を補正することが可能となる。
【００３９】
また、回折部の複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項に、０以外の係数を有すると、近軸色収差を補正でき好ましい。しかし、回折輪帯のピッチを過小としないことを重視する場合、回折部の複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項を含まないようにしてもよい。
【００４０】
なお、回折部の回折輪帯のステップ数が、２以上、４５以下であることが好ましい。より好ましくは、４０以下である。さらに好ましくは、１５以下である。なお、ステップ数を数えるには、輪帯の段差の数を数えればよい。
【００４１】
また、回折部の回折輪帯の段差の光軸方向の深さが、２μｍ以下であることが好ましい。この構成にすることにより、光学素子の製造がしやすくなり、しかもｎ次回折光を容易に１次または−１次回折光にすることができる。
【００４２】
また、光学素子の光源側の面に回折部を設ける場合、光軸から離れるにつれて、段差の深さが深くなる方が好ましい。
【００４３】
光線を偏向する回折面の作用について、本発明では光線を、より光軸の方に偏向させる場合を正の作用と呼び、光軸から離れる方向に偏向するとき負の作用と呼ぶ。
【００４４】
また、輪帯回折面のピッチは、光軸からの高さに反比例してピッチを設けてもよい。また、ピッチの設けられ方が、光軸からの高さに反比例していない、つまり、光路差関数が高次の項を有するピッチを設けてもよい。
【００４５】
特に、光路差関数の高次の項を有するピッチを設ける場合、つまり、光軸からの高さに反比例してピッチが設けられていない場合、光路差関数において、変曲点を有してもよいが、変曲点を有さないことが好ましい。
【００４６】
また、回折部で付加される回折作用は、回折部の全面において正であってもよいし、回折部の全面において負であってもよい。また、回折部で付加される回折作用の正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わるようにしてもよい。例えば、図４７(c)に示されるような、光軸と垂直に光軸から離れる方向において負から正に変化するタイプが挙げられる。異なる言い方をすると、回折部の複数の輪帯が、ブレーズ化されており、光軸に近い側の回折輪帯では、その段差部が光軸 から離れた側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯では、その段差部が光軸に近い側に位置する、とも言える。また、図４７(d)に示されるような、光軸と垂直に光軸から離れる方向において正から負に変化するタイプなどでもよい。これについても異なる言い方をするなら、回折部の複数の輪帯が、ブレーズ化されており、光軸に近い側の前記回折輪帯では、その段差部が光軸に近い側に位置し、光軸から離れた側の前記回折輪帯では、その段差部が光軸から離れた側に位置するとも言える。
【００４７】
なお、回折輪帯のピッチとは、図１３４において、光軸と垂直方向の輪帯の段差と輪帯の段差の間の距離ｐをいい、段差の深さとは、光軸方向の段差の長さｄをいう。
【００４８】
なお、ピッチが細かくなると、その部分の収束度合いや発散度合いは強くなり、ピッチが大きくなると、その部分の収束度合いや発散度合いは弱くなる。
【００４９】
また、回折部を有する光学素子において、光束が通過する面の全面に回折部を設けてもよい。異なる言い方では、対物レンズの像側の最大開口数以下の光束が全て、回折部を通過するようにしてもよい、ともいえる。また、単純に光学素子の光学面の１面全面に回折部を設けてもよく、光学素子の光学面の１面の７０％以上（好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上）を回折部としてもよい。
【００５０】
また、光学素子の光束が通過する面の一部にのみ回折部を設け、他の部分を屈折面、もしくは透過面としてもよい。異なる言い方では、対物レンズの像側の最大開口数に対応する光束のうち、光軸と垂直方向の領域の一部の領域の光束が、回折部を通過し、他の一部の領域の光束が回折部を通過せず、屈折面や透過面を通過するようにする、とも言える。
光束が通過する面の一部にのみ回折部を設ける場合、回折部を光軸を含む光軸近辺のみに設けてもよいし、光軸近辺に回折部を設けず、回折部を環状に設けてもよい。例えば、光学素子の光学面の１面の１０％以上、９０％未満を回折部としてもよい。または、１０％以上、５０％未満を回折部としてもよい。
【００５１】
なお、光学素子の光束が通過する面の一部にのみ回折部を設ける場合、ＮＡ１＞ＮＡ２の場合は、ＮＡ１＞ＮＡＨ１，ＮＡＨ１≧ＮＡ２，ＮＡ２≧ＮＡＬ１≧０であることが好ましい。また、ＮＡ２＞ＮＡ１の場合は、ＮＡ２＞ＮＡＨ２，ＮＡＨ２≧ＮＡ１，ＮＡ１≧ＮＡＬ２≧０であることが好ましい。なお、ＮＡ１，ＮＡ２は、それぞれ第１の光束及び第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数である。ＮＡＨ１，ＮＡＨ２は、回折部の最も外側を通過した第１の光束及び第２の光束の対物レンズの像側の開口数である。ＮＡＬ１，ＮＡＬ２は、回折部の最も内側を通過した第１の光束及び第２の光束の対物レンズの像側の開口数である。
【００５２】
また、光学素子の光束が通過する面の一部にのみ回折部を設ける場合、ＮＡ１＞ＮＡ２のとき、第１の光束のうち、ＮＡ１以下で回折部を通過した光束と、回折部以外の屈折面を通過した光の集光位置がほぼ等しいことが好ましい。ＮＡ２＞ＮＡ１の場合は、第２の光束のうち、ＮＡ２以下で回折部を通過した光束と、回折部以外の屈折面を通過した光の集光位置がほぼ等しいことが好ましい。
【００５３】
また、回折部が、第１の回折パターンと、第２の回折パターンを有し、第２の回折パターンが、第１の回折パターンよりも光軸から離れているという態様であってもよい。また、回折部と回折部のない屈折面とを同一面上に組み合わせてもよい。
【００５４】
また、２種の回折パターンを有する場合、回折部の第１の回折パターンを通過した第１の光束において、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第１の情報記録面 上に集光可能であり、回折部の第１の回折パターンを通過した第２の光束においても、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第２の情報記録面 上に集光可能であり、回折部の第２の回折パターンを通過した第１の光束において、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第１の情報記録面 上に集光可能であり、回折部の前記第２の回折パターンを通過した第２の光束においては、透過光である０次光が、他の次数の回折光に比して多く発生するようにしてもよい。この場合のｎ次としては、１次が好ましい。
【００５５】
また、別の態様としては、回折部の第１の回折パターンを通過した第１の光束において、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第１の情報記録面上に集光可能であり、回折部の前記第１の回折パターンを通過した第２の光束においても、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第２の情報記録面上に集光可能であり、回折部の第２の回折パターンを通過した第１の光束において、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第１の情報記録面 上に集光可能であり、回折部の第２の回折パターンを通過した第２の光束においては、ｎ次ではない負の次数の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生する。この場合のｎ次としては、１次が好ましく、負の次数としては−１次が好ましい。
【００５６】
また、透明基板の厚さが異なる、複数の光情報記録媒体において使用する光ピックアップ装置もしくは光学素子の場合、回折部の輪帯のピッチは以下の条件式を満たすことが特に好ましい。
０．４≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２５
【００５７】
より好ましくは、０．８≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦６であり、さらに好ましくは、１．２≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦である。
【００５８】
対物レンズの像側の最大開口数に対応する回折部の輪帯のピッチがＰｆであり、最大開口数の１／２に対応する回折部の輪帯のピッチがＰｈである。なお、最大開口数とは、その光ピックアップ装置において、情報の読取／記録が行われる幾つかの種類の光情報記録媒体の所定開口数のうち、最も最大のものを最大開口数と見なす。なお、所定開口数とは、その光ピックアップ装置において、所定の波長の光束によって、光情報記録媒体の情報の読取／記録を可能とする開口数をいうが、ある光情報記録媒体の規格で定められた開口数であってもよい。また、対物レンズの像側の最大開口数に対応する回折部の輪帯のピッチとは、最大開口数の際に、回折部において、通過する光束の最も外周部に位置する輪帯のピッチを意味する。また、最大開口数の１／２に対応する回折部の輪帯のピッチとは、最大開口数の１／２の開口数の際に、回折部において、通過する光束の最も外周部に位置する輪帯のピッチを意味する。
【００５９】
なお、２つの光源の光束のうち、一方の光束については、実使用上の開口までを無収差とし、その外側の部分については収差をフレアにするような光ピックアップ装置としてもよい。
【００６０】
違う言い方をすると以下のように表すことができる。第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内である第１の光束は、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した第１の光束は、第１の情報記録面 上では、０．０７λｒｍｓより大きい状態となり、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第２の光束も、前記所定開口数より外側を通過した第２の光束も、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光される。この場合ＮＡ１＜ＮＡ２であって、第１の光情報記録媒体の記録・再生を行う際に、ＮＡ１とＮＡ２の間の光束はフレアにするということである。
【００６１】
もしくは、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内である第２の光束は、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した第２の光束は、第２の情報記録面上では、０．０７λｒｍｓより大きい状態となり、第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第１の光束も、所定開口数より外側を通過した第１の光束も、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光される。この場合、ＮＡ１＞ＮＡ２であって、第２の光情報記録媒体の記録・再生を行う際に、ＮＡ２とＮＡ１の間の光束はフレアにするということである。
【００６２】
これらの態様は、回折部の設計によって、任意に設定できる。例えば、光学素子の全面に回折部を設けつつ、回折部の設計によって、所定開口数以上においてフレアを発生させるようにしてもよいし、光学素子の面の一部に回折部を設け、他は屈折面とし、屈折面や回折部によってフレアを発生させるようにしてもよい。
【００６３】
上記フレアを発生させる態様においては、第１の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の第１の光束を遮蔽もしくは回折し、第２の光束は透過する開口制限手段も、第２の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の第２の光束を遮蔽もしくは回折し、第１の光束は透過する開口制限手段も有さないことが好ましい。つまり、ダイクロイックフィルタやホログラムフィルタを設けずに、通常の絞りのみを設けることが好ましい。回折部を上記機能を満たすように設計しさえすれば、通常の絞りだけ設ければよいため、機構が簡単になり好ましい。
【００６４】
しかし、ホログラムフィルタ等のフィルタを用いて、フレアを発生させるようにしてもよい。なお、ホログラムフィルタなどのフィルタを設ける場合、別体のフィルタを集光光学系に設けてもよいし、対物レンズ上にフィルタを設けてもよい。
【００６５】
また、所定開口数がより小さい方の光束を集光させた際の、最小スポットを作る位置に対して、アンダーにフレアを設けるようにしてもよいし、オーバーにフレアを設けるようにしてもよい。好ましくは、オーバーに設ける方がよい。
【００６６】
また、上述のようにフレアを発生させる場合、球面収差図において、連続的にフレアを発生させるようにしてもよいし、不連続にフレアを発生させるようにしてもよい。
【００６７】
また、別の態様として、フレアを発生させない光ピックアップ装置の態様が挙げられる。以下のようなものが挙げられる。
【００６８】
違う言い方をすると以下のように表すことができる。第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内である第１の光束は、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した第１の光束は、第１の情報記録面 上では、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、もしくは、遮蔽されて、第１の情報記録面上まで達することがなく、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第２の光束も、所定開口数より外側を通過した第２の光束も、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光される。この場合、ＮＡ１＜ＮＡ２であって、第１の光情報記録媒体の記録・再生を行う際に、ＮＡ１とＮＡ２の間の光束も集光するか、もしくは遮蔽するということである。
【００６９】
もしくは、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内である第２の光束は、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した第２の光束は、第２の情報記録面 上では、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、もしくは、遮蔽されて、第２の情報記録面上まで達することがなく、第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第１の光束も、前記所定開口数より外側を通過した第１の光束も、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光される。この場合、ＮＡ１＞ＮＡ２であって、第２の光情報記録媒体の記録・再生を行う際に、ＮＡ２とＮＡ１の間の光束も集光するか、もしくは遮蔽するということである。
【００７０】
これらの態様は、回折部の設計によって、任意に設定できる。
【００７１】
上記フレアを発生させず、ＮＡ１とＮＡ２の間、もしくはＮＡ２とＮＡ１の間の光束を遮蔽する態様においては、第１の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の第１の光束を遮蔽もしくは回折し、第２の光束は透過する開口制限手段か、もしくは、第２の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の第２の光束を遮蔽もしくは回折し、第１の光束は透過する開口制限手段を設けることが好ましい。または、それぞれの光束において所定開口数となるような開口制限手段を設けることが好ましい。
【００７２】
つまり、第１の光束もしくは第２の光束の一方の光束において、所定開口数以上において、開口制限手段であるダイクロイックフィルタやホログラムフィルタなどの輪帯フィルタによって、光束を遮蔽することが好ましい。なお、ダイクロイックフィルタやホログラムフィルタなどのフィルタを設ける場合、別体のフィルタを集光光学系に設けてもよいし、対物レンズ上にフィルタを設けてもよい。
【００７３】
しかしながら、フレアを発生させない場合であっても、ダイクロイックフィルタやホログラムフィルタを設けることなく、通常の絞りのみを設け、最大開口数内の全ての光束を情報記録面上に集光させるようにしてもよい。別の言い方をすれば、対物レンズの像側の最大開口数内において、第１の光束及び第２の光束共に、情報記録面上で、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるようにしてもよい。
【００７４】
また、ＮＡ１＝ＮＡ２の場合にも、上記のような態様で、フレアを発生させないことが好ましい。
【００７５】
なお、第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体という異なる情報記録媒体とは、各々の記録／再生に使用される光の波長が異なる情報記録媒体であることを意味する。
透明基板の厚さや、屈折率が同じであっても、異なっていてもよい。また、所定開口数の値が同じであっても、異なっていてもよい。もちろん、情報の記録密度が同じであっても、異なっていてもよい。異なる情報記録媒体各々の記録／再生に使用される光の波長の差異によって発生する近軸色収差や球面収差が、本発明の回折部によって、補正される。なお、球面収差も近軸色収差も補正することが最も好ましく、球面収差のみを補正し、近軸色収差を補正しない態様が次に好ましいが、近軸色収差のみを補正し、球面収差を補正しない態様であってもよい。
【００７６】
さらに、異なる情報記録媒体において、透明基板の厚さが異なり、透明基板の厚さに基づいて、球面収差が発生する場合であっても、その球面収差が本発明の回折部によって、補正される。なお、第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体において、透明基板の厚さが各々異なる場合は、発生する球面収差がより大きくなるため、本発明の効果がより顕著となり好ましい。
【００７７】
なお、第１の光束の波長と、第２の光束の波長との差が８０ｎｍ以上、４００ｎｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である。さらに好ましくは、１２０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である。また、第１の光源と、第２の光源としては、例えば、７６０〜８２０ｎｍ，６３０〜６７０ｎｍ，３５０ｎｍ〜４８０ｎｍ等の波長の光を照射する光源の中から２種類をいずれかを好ましく組み合わせて用いることができる。もちろん、３光源や４光源であってもよい。第３の光束を射出する第３光源や第４の光束を射出する第４光源を有する場合、回折部を通過した第３の光束や第４の光束においても、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生するようにすることが好ましい。
【００７８】
また、第２の光束の波長の方が、第１の光束の波長よりも波長が長い場合、第２の光束と第１の光束とにおける軸上色収差が、以下の条件式を満たすことが好ましい。
−λ２／｛２×（ＮＡ２）2｝≦Ｚ≦λ２／｛２×（ＮＡ２）2｝
λ２：第２の光束の波長
ＮＡ２:第２の光束 に対する、前記対物レンズの像側の所定開口数。
【００７９】
また、透明基板の厚さが異なる光情報記録媒体を用い、ｔ２＞ｔ１であって、λ２＞λ１である場合に、以下の条件式を満たすことが好ましい。
0.2×10-6/℃<ΔWSA3・λ1/｛f・(NA1)4・ΔT｝<2.2×10-6/℃
NA1:第１の光束を用いて、光情報記録媒体の再生もしくは記録する場合に、必要な像側の対物レンズの開口数。
λ1:第１の光束の波長
f: 第１の光束に対する対物レンズの焦点距離
ΔT:環境温度変化。
ΔWSA3(λ1rms): 第１の光束を用いて、光情報記録媒体の再生もしくは記録する場合に、光情報記録面に集光された光束の波面収差の３次球面収差成分の変化量
【００８０】
また、第１の光束を用いる場合において、発散光や収束光等の非平行光束である第１の光束を対物レンズに入射させ、第２の光束を用いる場合において、発散光や収束光等の非平行光束である第２の光束を対物レンズに入射させるようにしてもよい。
【００８１】
または、第１の光束を用いる場合において、平行光束である第１の光束を対物レンズに入射させ、第２の光束を用いる場合において、発散光や収束光等の非平行光束である第２の光束を対物レンズに入射させてもよい。または、第１の光束を用いる場合において、発散光や収束光等の非平行光束である第１の光束を対物レンズに入射させ、第２の光束を用いる場合において、平行光束である第２の光束を対物レンズに入射させるようにしてもよい。
【００８２】
なお、第１の光束、第２の光束どちらかの光束、もしくは両方の光束において、非平行光束を用いる場合、第１の光束を用いる場合の対物レンズに対する倍率ｍ１と、第２の光束を用いる場合の対物レンズに対する倍率ｍ２との差の絶対値が、０〜１／１５であることが好ましい。より好ましくは、０〜１／１８である。λ２＞λ１，ｔ２＞ｔ１の場合、ｍ１の方が大きいことが好ましい。特に、第２の光束をＣＤに用い、第１の光束をＤＶＤに用いる場合に、上記範囲が好ましい。なお、第１の光源の波長がλ１であり、第２の光源の波長がλ2であり、第１の透明基板の厚さがｔ１であり、第２の透明基板の厚さがｔ２である。
【００８３】
または、第１の光束を用いる場合においても、第２の光束を用いる場合においても、平行光束を対物レンズに入射させるようにしてもよい。この場合、回折部が、図４７（ｂ）（ｃ）の様な形態であってもよいが、図４７（ａ）（ｄ）の形態の方が好ましい。
【００８４】
また、光ピックアップ装置に対物レンズに入射する光束の発散度を補正する発散度変更手段（以下、「発散度補正手段」ともいう。）を設け、第１の光束と第２の光束において、対物レンズに入射する光束の発散度を変化させるようにしてもよい。
【００８５】
なお、発散光を対物レンズに入射する場合は、対物レンズがガラスレンズであることが好ましい。
【００８６】
なお、第１の情報記録媒体もしくは、第２の情報記録媒体のどちらかのみに対して再生・記録を行え、他方に対しては再生のみを行う場合は、光ピックアップ装置において、第１の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率と、第２の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結像倍率が、異なることが好ましい。この場合、第１の光束に対する対物レンズの結像倍率と、第２の光束に対する対物レンズの結像倍率とは、同じであっても、異なっていてもよい。
【００８７】
また、λ１＜λ２，ｔ１＜ｔ２であって、第１の情報記録媒体のみに対して再生・記録を行え、第２の情報記録媒体に対しては再生のみを行う場合は、第１の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率が、第２の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結像倍率に比して小さいことが好ましい。さらに、上記を満たし、０．６１＜ＮＡ１＜０．６６である場合、集光光学系において、第１の光源と、コリメータレンズの間に、倍率を変化させるカップリングレンズを設けることや、集光光学系において、第１の光束用コリメータレンズと第２の光束用コリメータレンズを別に設けることが好ましい。なお、第１の光束に対する対物レンズの結像倍率と、第２の光束に対する対物レンズの結像倍率とが、共に０であることが好ましい。なお、第１の光源の波長がλ１であり、第２の光源の波長がλ2であり、第１の透明基板の厚さがｔ１であり、第２の透明基板の厚さがｔ２であり、第１の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ１である。
【００８８】
また、λ１＜λ２，ｔ１＜ｔ２であって、第２の情報記録媒体のみに対して再生・記録を行え、第１の情報記録媒体に対しては再生のみを行う場合は、第１の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率が、第２の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結像倍率に比して大きいことが好ましい。なお、第１の光束に対する対物レンズの結像倍率と、第２の光束に対する対物レンズの結像倍率とが、共に０であることが好ましい。
【００８９】
なお、第１の情報記録媒体及び第２の情報記録媒体の両方に対して、再生・記録を行える場合、もしくは、両方に対して、再生のみを行う場合は、光ピックアップ装置において、第１の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率と、第２の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結像倍率が、ほぼ等しいことが好ましい。この場合、第１の光束に対する対物レンズの結像倍率と、第２の光束に対する対物レンズの結像倍率とは、同じであっても、異なっていてもよい。
【００９０】
また、光検出器は、第１の光束と第２の光束とに対して、共通としてもよい。もしくは、第２の光検出器を設け、光検出器を第１の光束用とし、第２の光検出器を第２の光束用としてもよい。
【００９１】
また、光検出器と、第１の光源もしくは第２の光源とがユニット化されていてもよい。
または、光検出器と、第１の光源及び第２の光源とがユニット化されていてもよい。または、光検出器と、第２の光検出器と、第１の光源及び第２の光束とが全て一体にユニット化されていてもよい。さらには、第１の光源及び第２の光源のみがユニット化されていてもよい。
【００９２】
特に、第１の光源と第２の光源がユニット化されていて、同一面上にならべて設けられている場合は、ＮＡ１＞ＮＡ２である場合は、第１の光源を対物レンズの光軸上に設けることが好ましく、ＮＡ１＜ＮＡ２である場合は、第２の光源を対物レンズの光軸上に設けることが好ましい。なお、第１の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ１であり、第２の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ２である。
【００９３】
なお、第１の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の、ワーキングディスタンスをＷＤ１とし、第２の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の、ワーキングディスタンスをＷＤ２とした際に、｜ＷＤ１−ＷＤ２｜≦０．２９ｍｍとなることが好ましい。この場合、第１の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の倍率と、第２の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の倍率が等しいことがより好ましい。また、その倍率が０であることがさらに好ましい。また、ｔ１＜ｔ２，λ１＜λ２の場合、ＷＤ１≧ＷＤ２であることが好ましい。
これらのワーキングディスタンスに関する条件は、第１の光情報記録媒体がＤＶＤ、第２の光情報記録媒体がＣＤである場合に、特に好ましい。なお、上記ワーキングディスタンスを満たす場合は、回折部が、図４７（ａ）（ｄ）の様な形態であってもよいが、図４７（ｂ）（ｃ）の形態の方が好ましい。
【００９４】
また、集光光学系、または対物レンズ等の光学素子は、光情報記録媒体の情報記録面上に、光束を集光して、情報の記録・再生を行えるように、スポットを形成するものである。特に、ＮＡ１＞ＮＡ２，λ１＜λ２である場合であって、しかも、第２の光束について、ＮＡ２よりも外側の光束を、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上においてフレアとする（結像面上での波面収差を０．０７λ２ｒｍｓより大とする）場合に、そのスポットが以下の条件を満たすことが好ましい。
０．６６×λ２／ＮＡ２≦ｗ≦１．１５×λ２／ＮＡ２
ｗ＞０．８３×λ２／ＮＡ１
λ１：第１の光束の波長
λ２：第２の光束の波長
ＮＡ１：第１の光束に対する所定開口数
ＮＡ２：第２の光束に対する所定開口数
ｗ：第２の光束の結像面での１３．５％強度のビーム径
【００９５】
なお、スポットが真円でない場合、ビーム径は、ビーム径が一番絞られている方向でのビーム径を上記ビーム径（ｗ）とすることが好ましい。
【００９６】
さらに、好ましくは以下の条件を満たすことである。
０．７４×λ２／ＮＡ２≦ｗ≦０．９８×λ２／ＮＡ２
【００９７】
また、スポットの形状は、中心に光強度の強い記録・再生に用いられるスポットが存在し、その周りに連続して、検出に悪影響を及ぼさない程度に光強度が弱いフレアが存在している形状であってもよいし、中心に光強度の強い記録・再生に用いられるスポットが存在し、その周りにドーナツ状に、フレアが存在している形状であってもよい。
【００９８】
また、スポットのＳ字特性が良好であることが好ましい。具体的には、オーバーシュートが、０〜２０％であることが好ましい。
【００９９】
第１の光源の波長をλ１とし、第２の光源の波長をλ2とし、第１の透明基板の厚さをｔ１とし、第２の透明基板の厚さをｔ２とし、波長がλ１の光による第１の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数をＮＡ１、波長がλ2の光による第２の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数をＮＡ２とした場合、好ましい１例として、以下の条件式が挙げられる。この場合、ｎ次回折光は１次回折光であることが好ましい。もちろん、好ましい態様は下記の条件式に限られるものではない。
λ１＜λ２
ｔ１＜ｔ２
ＮＡ１＞ＮＡ２（好ましくはＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１）
【０１００】
上記条件式を満たす場合、集光光学系の対物レンズが回折部を有し、第２光情報記録媒体の記録・再生を行うために、集光光学系が、回折部を通過した第２光束におけるｎ次回折光を、第２光情報記録媒体の第２情報記録面上に集光する場合に、図１１２に示すように、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有するようにしてもよい。
【０１０１】
不連続部を有する場合、ＮＡ２近傍において、球面収差が不連続部を有することが好ましい。例えば、開口数（ＮＡ）が０．４５において、球面収差が不連続部を有する場合や、開口数（ＮＡ）が０．５において、球面収差が不連続部を有する場合が挙げられる。
【０１０２】
また、球面収差が不連続部を有する場合、集光光学系は、回折部を通過した第１光束における、開口数がＮＡ１以下のｎ次回折光を、第１光情報記録媒体の第１情報記録面上に、最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓとなるように集光し、集光光学系は、回折部を通過した第２光束における、不連続部となる開口数以下のｎ次回折光を、第２光情報記録媒体の第２情報記録面上に、最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓとなるように集光することが好ましい。
【０１０３】
また、上記条件式を満たす場合集光光学系の対物レンズが回折部を有し、第２光情報記録媒体の記録・再生を行うために、集光光学系が、回折部を通過した第２光束におけるｎ次回折光を、第２光情報記録媒体の第２情報記録面上に集光する場合に、図２７に示すように、球面収差が連続していて、不連続部を有さないようにしてもよい。
【０１０４】
球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合、ＮＡ１では、球面収差が２０μｍ以上であって、ＮＡ２では球面収差が１０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ＮＡ１では、球面収差が５０μｍ以上であって、ＮＡ２では球面収差が２μｍ以下である
【０１０５】
上記条件の中で、例えば、第１の光情報記録媒体としてＤＶＤの一種を用い、第２の光情報記録媒体としてＣＤの一種を用いる場合の、具体的な好ましい１例を挙げるなら以下のような態様が挙げられるが、これに限られるものではない。
０．５５ｍｍ＜ｔ１＜０．６５ｍｍ
１．１ｍｍ＜ｔ２＜１．３ｍｍ
６３０ｎｍ＜λ１＜６７０ｎｍ
７６０ｎｍ＜λ２＜８２０ｎｍ
０．５５＜ＮＡ１＜０．６８
０．４０＜ＮＡ２＜０．５５
【０１０６】
上記範囲の場合であって、回折部が輪帯回折の場合、ＮＡ２以下に相当する回折部は１９輪帯以下か、２１輪帯以上であることが好ましい。また、回折部は全体で、３５輪帯以上か、３３輪帯以下であることが好ましい。
【０１０７】
また、上記範囲を満たす場合、スポット径が以下の態様を満たすことが好ましい。
【０１０８】
集光光学系の対物レンズが回折部を有し、λ１＝６５０ｎｍ，ｔ１＝０．６ｍｍ，ＮＡ１＝０．６であって、前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である第１の光束を入射し、第１の透明基板を介して、第１の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォーカスにおけるスポット径が０．８８〜０．９１μｍであることが好ましい。
【０１０９】
または、λ１＝６５０ｎｍ，ｔ１＝０．６ｍｍ，ＮＡ１＝０．６５であって、前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である第１の光束を入射し、第１の透明基板を介して、第１の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォーカスにおけるスポット径が０．８１〜０．８４μｍであることが好ましい。
【０１１０】
さらに上記範囲を満たす場合であって、且つ、回折部が対物レンズに設けられている場合、開口数（ＮＡ）が０．４における、回折部のピッチが１０〜７０μｍであることが好ましい。さらに好ましくは、２０〜５０μｍである。
【０１１１】
さらに、上記条件の中で、具体的な好ましい１例を挙げるなら以下のような態様が挙げられるが、これに限られるものではない。特に、第２の光情報記録媒体としてのＣＤについて、記録も行う場合は、ＮＡ２を０．５とすることが好ましい。さらに、第１の光情報記録媒体  としてのＤＶＤについて、記録も行う場合は、ＮＡ１を０．６５とすることが好ましい。
ｔ１＝０．６ｍｍ
ｔ２＝１．２ｍｍ
λ１＝６５０ｎｍ
λ２＝７８０ｎｍ
ＮＡ１＝０．６
ＮＡ２＝０．４５
【０１１２】
また、以下のような態様であってもよい。以下の態様の場合、ｎ次回折光は−１次光であることが好ましい。
λ１＜λ２
ｔ１＞ｔ２
【０１１３】
また、本発明の光ピックアップ装置を有する、光情報記録媒体から情報を再生しまたは光情報記録媒体に情報を記録する光情報記録媒体記録または再生装置の具体例としては、DVD/CD再生装置や、DVD/CD/CD-R記録再生装置や、DVD-RAM/DVD/CD-R/CD記録再生装置や、DVD/CD/CD-RW記録再生装置や、DVD/LD再生装置、DVD/ブルーレーザ（３５０〜４８０ｎｍ等、特に４００ｎｍ程度）を使用する光情報記録媒体記録再生装置、CD/ブルーレーザを使用する光情報記録媒体記録再生装置、などを挙げることができるが、これに限られるものではない。また、これらの光情報記録媒体記録または再生装置は、光ピックアップ装置の他に、電源や、スピンドルモーターなどを有する。
【０１１４】
また、本発明の対物レンズは、第１の光源の波長と第２の光源の波長のうち少なくとも一方の波長の微小な変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量を△ＳＡ、軸上色収差の変化量を△ＣＡとするとき、以下の条件式を満たすことが好ましい。
−１＜△ＳＡ／△ＣＡ ＜−０．２
【０１１５】
また、請求項１３７の光学系は、１以上の光学素子を含んでおり、情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられる光学系において、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子は、互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有している。
【０１１６】
請求項１３７によると、光学素子が回折面を有していることにより、互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して球面収差を補正することができるとともに、軸上色収差も補正可能とすることができる。つまり、対物レンズ等多くの光学素子を共通に使用する簡単な構成で球面収差および軸上色収差の補正が可能になって、光学系の小型軽量化および低コスト化を図ることができる。また、光学素子が互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有しているために、光量の損失を少なくすることができ、必要開口数の異なる場合に対しても例えば共通の対物レンズを用いて十分な光量を得ることができる。
【０１１７】
また、請求項１３８の光学系は、１以上の光学素子を含んでおり、情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられる光学系において、互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されている。
【０１１８】
請求項１３８によると、光学素子に回折面が形成されていることにより、請求項１と同様に、互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して球面収差および軸上色収差を補正することができる。また、光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に回折面が形成されていることにより、より効率的に補正が可能となる。
【０１１９】
なお、本明細書において、各用語は以下に定義する通りである。まず、本発明における光学素子とは、情報記録媒体上への情報の記録及び／又は情報記録媒体上の情報を再生するための光学系に適用可能な全ての光学素子の個々を指し、一般には、カップリングレンズ、対物レンズ、偏光ビームスプリッタ、１／４波長板、また、２つ以上の光源からの光を合成するためのビームスプリッタ等が挙げられるが、これらに限ったものではない。また、本発明の回折部のみを設け、他の役割は一切持たない光学素子であってもよい。
【０１２０】
また、本発明における光学系とは、例えばＣＤとＤＶＤとを記録又は再生可能とするような上記光学素子の１以上の集合であって、情報記録媒体上への情報の記録及び／又は情報記録媒体上の情報を再生可能とするための光学系全体のみならず、その光学系の一部を意味するものであってもよく、上記のような光学素子を少なくとも１つ含むものである。
【０１２１】
本発明における情報記録媒体には、例えば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種ＣＤ、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW等の各種ＤＶＤ、或いはＭＤ，ＬＤ，ＭＯ等のディスク状の情報記録媒体が挙げられる。一般に、情報記録媒体の情報記録面上には透明基板が存在する。もちろん、これらに限られるものではなく、現在市販されていないような、ブルーレーザを用いるような光情報記録媒体も含まれる。
【０１２２】
本発明において、情報記録媒体に対する情報の記録および再生とは、上記のような情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明のピックアップ装置・光学系は、記録だけ或いは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別の情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、或る情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。
【０１２３】
また、上記の情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられるピックアップ装置・光学系とは、それに適用可能であることは勿論のこと、実際に適用されるかもしくはそのような用途に用いることを意図したピックアップ装置・光学系をも含むものである。
【０１２４】
本発明において、互いに異なる少なくとも２つの波長の光とは、例えば、ＣＤ用に使用される７８０ｎｍの波長の光と、ＤＶＤ用に使用される６３５ｎｍ或いは６５０ｎｍの波長の光との異なる２つの波長の光であってもよいし、高密度記録された大容量の情報記録媒体の記録及び／又は再生のための例えば４００ｎｍの波長の光をさらに含んだ、異なる３つの波長の光であってもよい。勿論、４以上の異なる波長の光であってもよい。また、実際に異なる３以上の波長の光が使用される光学系或いはそれを意図した光学系であっても、その内の少なくとも異なる２つの波長の光を意味することは勿論である。もちろん、４００ｎｍと７８０ｎｍの組み合わせや、４００ｎｍと６５０ｎｍの組み合わせであってもよい。
【０１２５】
本発明において、異なる波長の光とは、上に例示したような情報記録媒体の種類や記録密度の相違などに応じて使用される、互いに十分な波長差を有する複数の波長の光を意味しており、１つの波長の光を出力する１つの光源の温度変化や出力変化に起因して生じる±１０ｎｍ程度以内の一時的なシフトによって異なる波長の光を指すものではない。また、異なる波長の光が使用される要因としては、上記した情報記録媒体の種類や記録密度の相違のほかに、例えば、情報記録媒体の透明基板の厚さの相違や記録と再生との相違等が挙げられる。
【０１２６】
また、回折面とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせる面のことをいい、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものである。
【０１２７】
一般に回折面からは０次光、±１次光、±２次光・・・と無数の次数の回折光が生じるが、例えば上記のような子午断面が鋸歯状となるレリーフを持つ回折面の場合は、特定の次数の回折効率を他の次数の回折効率よりも高くしたり、場合によっては、特定の１つの次数（例えば＋１次光）の回折効率をほぼ１００％とするように、このレリーフの形状を設定することができる。本発明において、特定次数の回折光を選択的に発生するとは、所定の波長の光に対して特定次数の回折光の回折効率がその特定次数以外の他の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも高いことをいい、互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ選択的に発生する特定次数の回折光のその特定次数が同じ次数であることを同じ次数の回折光を選択的に発生するという。ここで、回折光の次数が同じであるとは、回折光の次数が符号を含めて同じであることをいう。
【０１２８】
また、回折効率は、全回折光に対するそれぞれの次数の回折光の光量の割合を回折面の形状（レリーフの形状）に基づき、また照射する光の波長を所定の波長に設定したシュミレーションによる計算で求める。所定の波長には、一例として７８０ｎｍ，６５０ｎｍの波長が挙げられる。
【０１２９】
また、回折面が光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されているとは、光学面上で光束が通る範囲のほぼ全てに回折構造（レリーフ）が設けられることを意味し、光学面の一部、例えば周辺部のみに回折構造を設けたような光学素子ではないことを意味する。このとき、光源からの光束が情報記録媒体側に通過する範囲は、光学系または光ピックアップ装置に用いられる開口絞りによって定められる。回折面を設けた光学素子単体として見れば、回折面が形成される範囲は光学面のほぼ全面にわたっているが、光束が通らない周辺部もある程度の余裕を持って光学面を形成しておくのが一般的なので、この部分も光学面として使用可能な領域として光学面に含めて考えるとき、光学素子単体として光学面中の回折面の面積比率は少なくとも半分以上であることが好ましく、ほぼ１００％であることがより好ましい。
【０１３０】
また、請求項１３９の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対してそれぞれ選択的に発生する回折光の特定次数が同じ次数であることを特徴とするものである。
【０１３１】
請求項１３９によると、回折面が少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して同じ次数の回折光の回折効率を最大とするので、回折面が異なる次数の回折光の回折効率を最大とする場合と比較して光量の損失が少ない。
【０１３２】
また、請求項１４０の光学系は、前記同じ次数の回折光が１次回折光であることを特徴とするものである。１次回折光はプラス１次回折光であってもよいし、マイナス１次回折光であってもよい。
【０１３３】
請求項１４０によると、同じ次数の回折光が１次回折光であることにより、同じ次数の回折光が１次よりも高次の回折光である場合と比較して光量の損失が少ない。
【０１３４】
また、請求項１４１の光学系は、上述の回折面を有する光学素子の少なくとも１つの光学素子が屈折パワーを有するレンズであることを特徴とするものである。請求項１４１の光学系は、屈折パワーを有するレンズの表面に、さらに回折のための微細構造（レリーフ）を形成したものであってよい。このとき、回折のための微細構造の包絡面がレンズの屈折面形状となる。例えば、非球面単玉対物レンズの少なくとも一方の面に、いわゆるブレーズ型の回折面が設けられたものであって、子午断面が鋸歯状となる輪帯をが全面に設けられたレンズであってよい。
【０１３５】
請求項１４１によると、回折面を有する光学素子が屈折パワーを有するレンズであることにより、球面収差および色収差をともに補正可能とでき、部品点数の削減が可能になる。
【０１３６】
また、請求項１４２の光学系は、前記レンズの屈折面形状が非球面であることを特徴とするものである。
【０１３７】
また、請求項１４３の光学系は、前記レンズが、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である或る１つの波長の光に対する回折光の回折効率を、前記最大波長および前記最小波長の光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とするものである。
【０１３８】
また、請求項１４４の光学系は、前記レンズが、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長または最小波長の光に対する回折光の回折効率を、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とするものである。
【０１３９】
また、請求項１４５の光学系は、前記レンズの前記回折面で付加される回折作用（以下、「回折パワー」ともいう。）の正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わることを特徴とするものである。
【０１４０】
請求項１４５によると、レンズの前記回折面で付加される回折パワーの正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わることによって、球面収差の波長変動を抑制することができる。
【０１４１】
また、請求項１４６の光学系は、前記レンズの前記回折面で付加される回折パワーが、光軸と垂直に光軸から離れる方向において負から正に１回切り替わることを特徴とするものである。
【０１４２】
請求項１４６によると、レンズの前記回折面で付加される回折パワーが光軸と垂直に光軸から離れる方向において負から正に１回切り替わることによって、例えば、ＣＤ系及びＤＶＤ系とも対物レンズに平行光束が入射する場合に、情報記録媒体の透明基板の厚さの違いによる球面収差への影響を回折面の輪帯ピッチを過小にすることなく、効率よく補正することができる。
【０１４３】
回折パワーに関し、特に、屈折作用と回折作用とを有する光学面を備えた光学素子、言い換えれば屈折作用を有する光学面上に回折面が設けられたが如き光学素子の場合、回折面の作用により、ベースとなる屈折面の屈折作用に対して、光束を収束あるいは発散させる作用が付加される。このとき近軸領域に限らず実際の有限の高さの光線に対して、収束させる作用が付加される時、本発明においては回折面の所定の位置が正の回折パワーを有するとし、発散させる作用が付加される時、負の回折パワーを有するとしている。
【０１４４】
また、請求項１４７の光学系は、前記回折面が光軸方向から見て複数の輪帯からなり、この複数の輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円状に形成されていることを特徴とするものである。すなわち、請求項１４７の回折面は、例えば特開平６−２４２３７３号公報に記載されているように、光軸から離れるにしたがってレンズ厚が厚くなる方向へ離散的にシフトする輪帯として階段状に形成されたものである。
【０１４５】
また、請求項１４８の光学系は、前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項以外の少なくとも１つの項に零以外の係数を有することを特徴とするものである。
【０１４６】
請求項１４８によると、異なる２波長間での球面収差を制御することができる。ここで、制御することができるとは、２波長間で、球面収差の差を極めて小さくすることもできるし、光学的仕様に必要な差を設けることも可能であるということを意味する。
【０１４７】
また、請求項１４９の光学系は、前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項に零以外の係数を有することを特徴とするものである。
【０１４８】
請求項１４９によると、近軸領域での色収差の補正を有効に行うことができる。
【０１４９】
また、請求項１５０の光学系は、前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項を含まないことを特徴とするものである。
【０１５０】
請求項１５０によると、位相差関数が２乗項を含まないことによって、回折面の近軸パワーが０となり、４次以上の項だけを用いるので、回折輪帯のピッチが過小とならずに球面収差を制御することができる。
【０１５１】
また、請求項１５１の光学系は、前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光（波長λ）のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とするものである。
【０１５２】
請求項１５１によると、波面収差が対物レンズの像側の所定開口数内ではマレシャルの許容値である０．０７λｒｍｓ以下であるので、球面収差が十分小さい優れた光学特性を得ることができる。
【０１５３】
また、請求項１５２の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうちの１つの波長λ1が±１０ｎｍの範囲内で変動しても、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λ1ｒｍｓ以下であることを特徴とするものである。
【０１５４】
請求項１５２によると、波長λ1が±１０ｎｍの範囲内で変動しても、球面収差が十分小さい優れた光学特性を得ることができる。
【０１５５】
また、請求項１５３の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、波長λ2の光と、前記対物レンズの像側の所定開口数が前記波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい別波長の光とに対して、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．０７λ2ｒｍｓより大であることを特徴とするものである。
【０１５６】
請求項１５３によると、波長λ2の光の波面収差が別波長の光に関する所定開口数（波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい）内では０．０７λ2ｒｍｓ以上と大きいために、波長λ2の光について適切なスポット径を得ることができる。つまり、実使用上の開口数までをほとんど無収差とし、その外側の部分については収差をフレアとすることで、所望の効果を得ることができる。
【０１５７】
また、請求項１５４の光学系は、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．１０λ2ｒｍｓ以上であることを特徴とするものである。
【０１５８】
請求項１５４によると、波長λ2の光の波面収差が別波長の光に関する所定開口数（波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい）内では０．１０λ2ｒｍｓ以上と大きいために、波長λ2の光についてより適切なスポット径を得ることができる。
【０１５９】
また、請求項１５５の光学系は、前記別波長の光に対する所定開口数をＮＡ１とし、前記波長λ2の光に対する所定開口数をＮＡ２としたとき、ＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１を満足することを特徴とするものである。
【０１６０】
また、請求項１５６の光学系は、前記対物レンズには、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも１つの波長の光に対して平行光束が入射され、別の１つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とするものである。
【０１６１】
請求項１５６によると、対物レンズに互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも１つの波長の光に対して平行光束が入射され、別の少なくとも１つの波長の光に対して非平行光束が入射されることにより、少なくとも２つの波長のそれぞれの光の波長１０ｎｍ程度の変化に対し、球面収差変動を極めて小さく抑えることが可能となる。
【０１６２】
また、請求項１５７の光学系は、前記対物レンズには、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも２つの波長の光に対して平行光束が入射されることを特徴とするものである。
【０１６３】
また、請求項１５８の光学系は、前記対物レンズには、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも２つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とするものである。
【０１６４】
また、請求項１５９の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち何れか２つの波長に対して長い方の波長をλ3とし、前記波長λ3の光に対する前記対物レンズの像側の所定開口数をＮＡとしたとき、前記波長λ3と短い方の波長間の軸上色収差が−λ3／（２ＮＡ2）以上且つ＋λ3／（２ＮＡ2）以下であることを特徴とするものである。
【０１６５】
請求項１５９によると、波長を切り換えたときにピントがほとんど変化しないので、フォーカスサーボを不要にしたり、フォーカスサーボによる移動範囲を狭くすることが可能となる。
【０１６６】
また、請求項１６０の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光が、透明基板の厚さが異なる情報記録媒体に対してそれぞれ用いられることを特徴とするものである。
【０１６７】
また、請求項１６１の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長が、互いに異なる３つの波長であることを特徴とするものであることを特徴とするものである。
【０１６８】
また、請求項１６２の光学系は、前記互いに異なる３つの波長の光をそれぞれλ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）とし、且つ、これら異なる３つの波長の光のそれぞれに関する前記対物レンズの像側の所定開口数をそれぞれＮＡ１，ＮＡ２，ＮＡ３とするとき、０．６０≦ＮＡ１、０．６０≦ＮＡ２、０．４０≦ＮＡ３≦０．５０を満足することを特徴とするものである。
【０１６９】
また、請求項１６３の光学系は、前記所定開口数のうち最も小さな所定開口数より外側において前記対物レンズに入射する光の少なくとも一部を遮蔽することが可能なフィルターが設けられていることを特徴とするものである。
【０１７０】
また、請求項１６４および１６５の光学系は、前記回折面を有する光学素子が対物レンズであることを特徴とするものである。
【０１７１】
また、請求項１６６の光学系は、前記対物レンズが１枚のレンズからなることを特徴とするものである。
【０１７２】
また、請求項１６７の光学系は、前記対物レンズの両面に前記回折面が設けられていることを特徴とするものである。
【０１７３】
また、請求項１６８の光学系は、前記対物レンズの材料のアッベ数νｄが５０よりも大きいことを特徴とするものである。
【０１７４】
請求項１６８によると、異なる２波長の光源に対して軸上色収差を補正した場合に、２次スペクトルを小さくすることができる。
【０１７５】
また、請求項１６９の光学系は、前記対物レンズがプラスチック製であることを特徴とするものである。請求項１６９によると、安価で軽量な光学系を得ることができる。また、請求項１７０の光学系は、前記対物レンズがガラス製であることを特徴とするものである。請求項１６９および１７０によると、温度変化に極めて強い光学系を得ることができる。
【０１７６】
また、請求項１７１の光学系は、前記対物レンズは、前記回折面が形成された樹脂層をガラスレンズ表面に有するものであることを特徴とする。請求項１７１によれば、ガラスレンズに回折構造を形成し易い樹脂層を設けるので、温度変化に極めて強くかつコスト的に有利な光学系を得ることができる。
【０１７７】
また、請求項１７２の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長どうしの波長差が８０ｎｍ以上であることを特徴とするものである。
【０１７８】
また、請求項１７３の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長どうしの波長差が４００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０１７９】
また、請求項１７４の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長どうしの波長差が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０１８０】
また、請求項１７５の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が、該特定次数以外の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも１０％以上高い効率であることを特徴とする。
【０１８１】
また、請求項１７６の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が、該特定次数以外の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも３０％以上高い効率であることを特徴とする。
【０１８２】
また、請求項１７７の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が５０％以上であることを特徴とする。
【０１８３】
また、請求項１７８の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が７０％以上であることを特徴とする。
【０１８４】
また、請求項１７９の光学系は、前記回折面があることによって、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の前記選択的に発生された特定次数の回折光が焦点を結ぶに際して、前記回折面がない場合に比較して球面収差が改善されることを特徴とする。
【０１８５】
また、請求項１８０の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光（波長λ）に対して、それぞれ選択的に発生する特定次数の回折光の結像面上での波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０１８６】
また、請求項１８１は、上述した各光学系を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【０１８７】
また、請求項１８２の光ピックアップ装置は、互いに異なる波長の光を出力する少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光する、１以上の光学素子を含む光学系と、前記情報記録媒体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光に対して同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有している。
【０１８８】
また、請求項１８３の光ピックアップ装置は、互いに異なる波長の光を出力する少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光する、１以上の光学素子を含む光学系と、前記情報記録媒体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のそれぞれの光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されている。
【０１８９】
また、請求項１８４の光ピックアップ装置は、請求項４６または４７に記載の回折面を有する光学素子の少なくとも１つの光学素子が屈折パワーを有するレンズであることを特徴とする。
【０１９０】
また、請求項１８５の光ピックアップ装置は、前記レンズが、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である或る１つの波長の光に対する回折光の回折効率を、前記最大波長および前記最小波長の光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とする。
【０１９１】
また、請求項１８６の光ピックアップ装置は、前記レンズが、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の最大波長または最小波長の光に対する回折光の回折効率を、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とする。
【０１９２】
また、請求項１８７の光ピックアップ装置は、前記レンズは外周にフランジ部を有することを特徴とする。また、請求項１８８の光ピックアップ装置は、前記フランジ部は前記レンズの光軸に対し略垂直方向に延びた面を有することを特徴とする。このフランジ部によりレンズを光ピックアップ装置に容易に取り付けることができ、このフランジ部に光軸に対し略垂直な方向に延びた面を設ける場合には、更に精度の高い取付が容易にできる。
【０１９３】
また、請求項１８９の光ピックアップ装置は、前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光（波長λ）のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０１９４】
また、請求項１９０の光ピックアップ装置は、前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光（波長λ）のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の最大開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０１９５】
また、請求項１９１の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のうちの１つの波長λ1が±１０ｎｍの範囲内で変動しても、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λ1ｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０１９６】
また、請求項１９２の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のうち、波長λ2の光と、前記対物レンズの像側の所定開口数が前記波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい別波長の光とに対して、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．０７λ2ｒｍｓより大であることを特徴とする。
【０１９７】
また、請求項１９３の光ピックアップ装置は、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．１０λ2ｒｍｓ以上であることを特徴とする。
【０１９８】
また、請求項１９４の光ピックアップ装置は、前記別波長の光に対する所定開口数をＮＡ１とし、前記波長λ2の光に対する所定開口数をＮＡ２としたとき、ＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１を満足することを特徴とする。
【０１９９】
また、請求項１９５の光ピックアップ装置は、前記対物レンズには、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のうち、少なくとも１つの波長の光に対して平行光束が入射され、別の少なくとも１つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とする。
【０２００】
また、請求項１９６の光ピックアップ装置は、前記対物レンズには、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光に対して平行光束が入射されることを特徴とする。
【０２０１】
また、請求項１９７の光ピックアップ装置は、前記対物レンズには、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とする。
【０２０２】
また、請求項１９８の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長に対して長い方の波長をλ3とし、前記波長λ3の光に対する前記対物レンズの像側の所定開口数をＮＡとしたとき、前記波長λ3と短い方の波長間の軸上色収差が−λ3／（２ＮＡ2）以上且つ＋λ3／（２ＮＡ2）以下であることを特徴とする。
【０２０３】
また、請求項１９９の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光が、透明基板の厚さが異なる情報記録媒体に対してそれぞれ用いられることを特徴とする。
【０２０４】
また、請求項２００の光ピックアップ装置は、前記回折面が光軸方向から見て複数の輪帯からなり、この複数の輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円状に形成されており、前記対物レンズの像側の最大開口数内に対応する前記輪帯のピッチＰｆと、前記最大開口数内の１／２の開口数に対応する前記輪帯のピッチＰｈとの間に次の関係が成立することを特徴とする。
０．４≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２５
【０２０５】
請求項２００によれば、上述の関係式の下限以上であると、高次の球面収差を補正する回折の作用が弱まることがなく、従って、透明基板の厚さが異なることによって生じる２波長間の球面収差の差を回折の作用で補正できる。また、上限以下であると、回折輪帯のピッチが過小となる箇所が生じ難くなり、回折効率の高いレンズを製造することが可能となる。また、上記関係式は、
０．８≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦６．０
が好ましく、
１．２≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２．０
が更に好ましい。
【０２０６】
また、請求項２０１の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源が、３つの光源であることを特徴とする。
【０２０７】
また、請求項２０２の光ピックアップ装置は、前記３つの光源から出力される異なる３つの波長の光をそれぞれλ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）とし、且つ、これら異なる３つの波長の光のそれぞれに関する前記対物レンズの像側の所定開口数をそれぞれＮＡ１，ＮＡ２，ＮＡ３とするとき、
０．６０≦ＮＡ１、  ０．６０≦ＮＡ２、  ０．４０≦ＮＡ３≦０．５０
を満足することを特徴とする。
【０２０８】
また、請求項２０３の光ピックアップ装置は、前記所定開口数のうち最も小さな所定開口数より外側において前記対物レンズに入射する光の少なくとも一部を遮蔽することが可能なフィルターが設けられていることを特徴とする。
【０２０９】
また、請求項２０４の光ピックアップ装置は、前記異なる２つの波長の光のそれぞれに対して前記所定開口数となるような開口制限手段を有することを特徴とする。
【０２１０】
また、請求項２０５の光ピックアップ装置は、前記異なる２つの波長の光の一方に対して前記所定開口数となるような開口制限がないことを特徴とする。例えば、具体的には最大開口数は開口制限を有し、それより小さい所定開口数に対しては開口制限を設けないようにする。これにより波長選択性を有するフィルタ等の開口制限手段を不要とすることができ、より安価で小型化が可能となる。
【０２１１】
また、請求項２０６の光ピックアップ装置は、前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記対物レンズは、前記互いに異なる波長の光を前記情報記録媒体上にそれぞれ集光する際に共通に使用されることを特徴とする。
【０２１２】
また、請求項２０７の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源と前記対物レンズとが一体化されたユニットが、前記情報記録媒体の主面に対して少なくとも平行に駆動されることを特徴とする。
【０２１３】
また、請求項２０８の光ピックアップ装置は、前記ユニットが前記情報記録媒体の主面に対して垂直に駆動されることを特徴とする。
【０２１４】
また、請求項２０９は、上述の光ピックアップ装置を搭載しており、音声および画像の少なくともいずれか一方を記録または再生することが可能であることを特徴とする記録再生装置である。
【０２１５】
また、請求項２１０のレンズは、情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられ、屈折パワーを有するとともに少なくとも一方の光学面に回折面を有するレンズにおいて、前記回折面で付加される回折パワーの正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わる。
【０２１６】
また、請求項２１１のレンズは、上述の請求項７４のレンズにおいて、前記回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置することを特徴とするものであり、また、請求項２１２のレンズは、前記回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置することを特徴とする。
【０２１７】
また、請求項２１３は、情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に適用可能な光学素子であって、互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して、同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有していることを特徴とする光学素子である。
【０２１８】
また、請求項２１４は、情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして適用可能なレンズであって、互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して、同じ次数の回折光の回折効率をを選択的に発生する回折面を有していることを特徴とするレンズである。
【０２１９】
また、請求項２１５は、情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に適用可能な光学素子であって、互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されていることを特徴とする光学素子である。
【０２２０】
また、請求項２１６は、情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして適用可能なレンズにおいて、互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されていることを特徴とするレンズである。
【０２２１】
また、請求項２１７の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２つの光源を有し、同一の光学系によって記録再生を行う記録再生用光学系において、該光学系は屈折面上に回折輪帯レンズを設けた光学面を含み、波長の相違によって屈折面において生じる収差と回折輪帯レンズによって生じる収差とを相殺させ、該相殺に用いられる回折光は、２つの光源波長に対して同次数の回折光であることを特徴とする。
【０２２２】
上述のように、この回折光学系は、屈折面上に回折輪帯レンズを設けた光学面を含み、異なる２波長の光源の各々に対して、ある１つの同次数の回折光と屈折面とによる球面収差を相殺させることにより、回折限界とほぼ同等の、無収差に補正したことを特徴とする。該同次数の回折光は、１次回折光であることが好ましい。
【０２２３】
２つの光源のそれぞれの波長に対し、本発明のように同次数の回折光を対応させる方法は、異なる次数の回折光を対応させる場合に比べて、総合的に光量の損失が少ないという利点を有する。例えば、７８０ｎｍと６３５ｎｍとの２つの波長を用いる場合、両波長光に１次回折光を用いる方が、何れかの波長に１次回折光を用い他方の波長に０次回折光を用いるより、総合的に光量の損失が少ない。また、両波長光に同次数の回折光を用いる場合、高次の回折光を用いるよりも、１次回折光を用いた方が光量の損失が少ない。
【０２２４】
また、請求項２１８の光ディスク用回折光学系は、上記相殺する収差は球面収差および／または色収差であることを特徴とする。
【０２２５】
また、請求項２１９の光ディスク用回折光学系は、上記同次数の回折光は、１次回折光であることを特徴とする。
【０２２６】
また、請求項２２０の光ディスク用回折光学系は、異なる２波長の光源は、それぞれ透明基板厚みが異なる光ディスクに対応するものであることを特徴とする。
【０２２７】
また、請求項２２１の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源中、短い波長の光源波長は７００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０２２８】
また、請求項２２２の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源中、長い波長の光源波長は６００ｎｍ以上であることを特徴とする。
【０２２９】
また、請求項２２３の光ディスク用回折光学系は、回折輪帯レンズは、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗以外の項の係数を含むことを特徴とする。
【０２３０】
また、請求項２２４の光ディスク用回折光学系は、光学屈折面が非球面であることを特徴とする。
【０２３１】
また、請求項２２５の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源に対して、そのほぼ中間の波長で回折光の回折効率が最大であることを特徴とする。
【０２３２】
また、請求項２２６の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源に対して、その一方の光源波長で回折光の回折効率が最大であることを特徴とする。
【０２３３】
また、請求項２２７の光ディスク用回折光学系は、光学面上の回折輪帯レンズは球面収差をアンダーに補正し、該光学面の非球面は球面収差をオーバーに補正することを特徴とする。
【０２３４】
上述の請求項２２７の光ディスク用回折光学系では、例えばＣＤ系（例えば、波長７８０ｎｍ、基板厚さ１．２ｍｍ）とＤＶＤ系（例えば、波長６５０ｎｍ、基板厚さ０．６ｍｍ）とをともに平行光入射で使用する対物レンズを用いる場合、ＣＤ系では基板が厚いために球面収差がＤＶＤ系よりオーバーになるが、この球面収差を回折レンズの波長差で補正するため、回折レンズの球面収差をアンダーにする。なお、このとき、ＣＤ系の長波長では回折レンズの球面収差が大きくアンダーになり、基板の厚さの差による影響を補正する。非球面では基板の厚さの差の影響を補正するのではなく、ＣＤ系、ＤＶＤ系ともに概ね同程度に球面収差をオーバーにする。以上のことは、回折の高次項を用いた場合に球面収差の波動変動を大きく制御できることを利用したものである。
【０２３５】
また、請求項２２８の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源において、その波長差が８０ｎｍ以上である。
【０２３６】
また、請求項２２９の光ディスク用回折光学系は、光ディスクの対物レンズ光学系において、光学面上に回折輪帯レンズを設けることにより、異なる２波長の光源の各々に対して、ある１つの同次数の回折光の軸上色収差を補正したことを特徴とする。
【０２３７】
また、請求項２３０の光ディスク用回折光学系は、上記異なる２波長の光源の波長差が８０ｎｍ以上であり、以下の条件を満たす単玉対物レンズを有することを特徴とする。
νｄ  ＞  ５０
ただし、νｄ：対物レンズの硝材のアッベ数
【０２３８】
また、請求項２３１の光ディスク用回折光学系は、異なる２波長に対するレンズ性能のうち、何れか一方は実使用上の開口までを無収差とし、その外側の部分については収差をフレアとしたことを特徴とする。
【０２３９】
また、請求項２３２の光ディスク用回折光学系は、上記異なる２波長に対するレンズ性能のうち、全開口で無収差である方の波長に対する開口数をＮＡ１とし、もう一方の波長の実使用上の開口数をＮＡ２としたとき、以下の条件を満足することを特徴とする。
ＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１
【０２４０】
また、請求項２３３の光ディスク用回折光学系は、上記異なる２波長に対する光ディスク厚が異なることを特徴とする。
【０２４１】
また、請求項２３４の光ピックアップ装置は、波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系において、上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光字面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であることを特徴とする。
【０２４２】
ここで、回折限界性能とは、光束の波面収差を測定し、その光束全体の波面収差の自乗平均根（ｒｍｓ値）がマレシャルの許容値である波長の０．０７倍以下であることを意味する。また、実使用上の開口とは、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数を意味し、それぞれの光情報記録媒体に対して情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる回折限界性能の対物レンズの開口数に相当する。
【０２４３】
このように本発明では、実使用上の開口数を光情報記録媒体に対して規定するので、ピックアップ装置の光学系を通る実際の光束の光情報記録媒体側の開口数が、実使用上の開口数より大きくてもよい。
【０２４４】
また、本発明において、最大開口数は実使用上の開口数のうちの最大のものを意味することが好ましい。すなわち、複数の光情報記録媒体に対して互換的に用いるピックアップ装置の場合、複数の実使用上の開口数が定義されるが、このうち最大のものを最大開口数とすることが好ましい。また、所定の開口数および必要開口数とは、実使用上の開口数と同じ意味である。
【０２４５】
なお、その光情報記録媒体に対して情報を記録または再生する場合において、規格で規定される光源とは異なった波長の光源を実際の光ピックアップ装置で使用する場合は、規定の波長と規定の開口数との比と、実使用波長と実使用開口数の比が一定となるように実使用開口数を設定する。例として、ＣＤについて、規格では７８０ｎｍの波長の光源を使用したとき開口数は０．４５であるが、６５０ｎｍの波長の光源を使用したときは、開口数は０．３８となる。
【０２４６】
また、請求項２３５の光ピックアップ装置は、波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系において、上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光学面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であり、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透通した光束のうち、実使用上の開口までの光束はその最良像点において回折限界性能であり、その外側の部分はフレアとなるように上記輪帯状の回折面を設けたことを特徴とする。
【０２４７】
また、請求項２３６の光ピックアップ装置は、上記装置において少なくとも波長の異なる３つの光源を有することを特徴とする。
【０２４８】
また、請求項２３７の光ピックアップ装置は、上記装置において、少なくとも２つ以上の輪帯状の回折面を設けた光学面を含むことを特徴とする。
【０２４９】
また、請求項２３８の光ピックアップ装置は、上記装置において、上記対物レンズに入射する光束のうち、実使用上の開口から外側の光束の一部を遮蔽する輪帯状のフィルターを含むことを特徴とする。
【０２５０】
また、請求項２３９の光ピックアップ装置は、上記装置において、光源と上記対物レンズを含むユニットが、少なくとも光情報記録媒体に平行に駆動されることを特徴とする。
【０２５１】
また、請求項２４０の光ピックアップ装置は、上記装置において、光源と上記対物レンズを含むユニットが、さらに光情報記録媒体に垂直に駆動されることを特徴とする。
【０２５２】
また、請求項２４１に係わる発明は、上述の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置である。
【０２５３】
また、請求項２４２の対物レンズは、波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系用に用いられる対物レンズであって、上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光字面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であることを特徴とする。
【０２５４】
また、請求項２４３の対物レンズは、波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系用に用いられる対物レンズであって、上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光学面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であり、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透通した光束のうち、実使用上の開口までの光束はその最良像点において回折限界性能であり、その外側の部分はフレアとなるように上記輪帯状の回折面を設けたことを特徴とする。
【０２５５】
また、請求項２４４の光ピックアップ装置は、光源から出射した光束を、対物レンズを含む集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを特徴とする。
【０２５６】
また、請求項２４５の光ピックアップ装置は、光源から出射した光束を、対物レンズを含む集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、その開口の外側の部分については収差をフレアとしたことを特徴とする。
【０２５７】
光情報記録媒体の記録および／または再生を行う請求項２４５の光ピックアップ装置において、上記回折面を形成した対物レンズは、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、その開口の外側の部分については収差をフレアとした。
【０２５８】
また、以下の請求項で説明するように、上記回折面は対物レンズの両面に形成し、回折光は１次回折光であることが好ましい。上記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗以外の項の係数を含むことを特徴とするが、冪級数の２乗の項の係数を含み、あるいは含まないことができる。また、上記回折面は、上記第１光源、第２光源、第３光源各々に対し、その両端若しくは中間域の波長において、回折光の回折効率が最大であることが好ましい。また、上記対物レンズは、少なくとも一面が非球面であり、回折面で球面収差をアンダーに補正し、非球面で球面収差をオーバーに補正することによって上記の性能を持たせることができる。
【０２５９】
また、請求項２４６の光ピックアップ装置は、前記回折面は、前記対物レンズの両面に形成したことを特徴とする。
【０２６０】
また、請求項２４７の光ピックアップ装置は、前記同一次数の回折光は、１次回折光であることを特徴とする。
【０２６１】
また、請求項２４８の光ピックアップ装置は、前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗以外の項の係数を含むことを特徴とする。
【０２６２】
また、請求項２４９の光ピックアップ装置は、前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗の項の係数を含むことを特徴とする。
【０２６３】
また、請求項２５０の光ピックアップ装置は、前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗の項の係数を含まないことを特徴とする。
【０２６４】
また、請求項２５１の光ピックアップ装置は、前記第１光源、第２光源、第３光源各々に対し、その両端若しくは中間域の波長において、回折光の回折効率が最大であることを特徴とする。
【０２６５】
また、請求項２５２の光ピックアップ装置は、前記対物レンズの少なくとも一つが非球面であり、回折面で球面収差をアンダーに補正し、非球面で球面収差をオーバーに補正したことを特徴とする。
【０２６６】
また、請求項２５３に係る発明は、前記第１光源、第２光源、第３光源を有する請求項２４４〜２５２のいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置である。
【０２６７】
また、請求項２５４の対物レンズは、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に使用される対物レンズおいて、前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを特徴とする。
【０２６８】
また、請求項２５５の対物レンズは、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に使用される対物レンズおいて、対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正し、その外側の部分については収差をフレアとしたことを特徴とする。
【０２６９】
また、請求項２５６の光ピックアップ装置は、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、集光光学系の少なくとも一面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを特徴とする。
【０２７０】
また、請求項２５７の光ピックアップ装置は、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に使用される光ピックアップ装置において、集光光学系の少なくとも一面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、その外側の部分については収差をフレアとした回折面を設けたことを特徴とする。
【０２７１】
また、請求項２５８の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ２≠λ１）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源および第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を記録および／または再生し、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次回折光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体を記録および／または再生する。
【０２７２】
また、請求項２５９の光ピックアップ装置は、前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする。
【０２７３】
また、請求項２６０の光ピックアップ装置は、前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする。
【０２７４】
また、請求項２６１の光ピックアップ装置は、請求項２５８の装置において、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする。
【０２７５】
また、請求項２６２の光ピックアップ装置は、請求項２５８の装置において、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする。
【０２７６】
また、請求項２６３の光ピックアップ装置は、請求項２５８の装置において、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする。
【０２７７】
また、請求項２６５の光ピックアップ装置は、請求項２５８の装置において、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする。
【０２７８】
また、請求項２６５の光ピックアップ装置は、請求項２６１の装置において、前記第１の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする。
【０２７９】
また、請求項２６６の光ピックアップ装置は、請求項２６２の装置において、前記第２の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする。
【０２８０】
また、請求項２６７の光ピックアップ装置は、請求項２６３の装置において、前記第１の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする。
【０２８１】
また、請求項２６８の光ピックアップ装置は、請求項２６４の装置において、前記第２の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする。
【０２８２】
また、請求項２６９の光ピックアップ装置は、請求項２６５の装置において、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
【０２８３】
また、請求項２７０の光ピックアップ装置は、請求項２６６の装置において、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
【０２８４】
また、請求項２７１の光ピックアップ装置は、請求項２６７の装置において、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
【０２８５】
また、請求項２７２の光ピックアップ装置は、請求項２６８の装置において、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
【０２８６】
また、請求項２７３の光ピックアップ装置は、請求項２６９の装置において、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０２８７】
また、請求項２７４の光ピックアップ装置は、請求項２７０の装置において、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０２８８】
また、請求項２７５の光ピックアップ装置は、請求項２７１の装置において、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０２８９】
また、請求項２７６の光ピックアップ装置は、請求項２７２の装置において、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０２９０】
また、請求項２７７の光ピックアップ装置は、請求項２５８〜２７６の何れか１項の装置において、第１の光源と対物レンズの間および第２の光源と対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、第１の光源から対物レンズに入射する光束および第２の光源から対物レンズに入射する光束が、それぞれ平行光であることを特徴とする。
【０２９１】
また、請求項２７８の光ピックアップ装置は、請求項２７７の装置において、第１の光源からの光束に関しての対物レンズの近軸焦点位置と第２の光源からの光束に関しての対物レンズの近軸焦点位置がほぼ一致することを特徴とする。
【０２９２】
また、請求項２７９の光ピックアップ装置は、請求項２６５，２６９または２７３の装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの＋１次回折光は前記集光位置に集光され、前記第２光源からの光束は第２回折パターンでは回折されないように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９３】
また、請求項２８０の光ピックアップ装置は、請求項２６６，２７０または２７４の装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は、第２の回折パターンでは主に＋１次回折光となり、前記第２光源からの光束は第２回折パターンを透過し、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９４】
また、請求項２８１の光ピックアップ装置は、請求項２６７，２７１または２７５の装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの−１次回折光は前記集光位置に集光され、前記第２光源からの光束は第２回折パターンでは回折されないように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９５】
また、請求項２８２の光ピックアップ装置は、請求項２６８，２７２または２７６の装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は第２の回折パターンでは主に−１次回折光となり、前記第２光源からの光束は第２回折パターンを透過し、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９６】
また、請求項２８３の光ピックアップ装置は、請求項２６５，２６９または２７３の装置において、前記回折パターンの外側に第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの透過光は前記集光位置に集光され、前記第２光源からの光束は第２の回折パターンでは主に−１次回折光となるように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９７】
また、請求項２８４の光ピックアップ装置は、請求項２６６，２７０または２７４の装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は第２の回折パターンを透過し、前記第２光源からの光束は第２回折パターンで−１次光となり、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９８】
また、請求項２８５の光ピックアップ装置は、請求項２６７，２７１または２７５の装置において、前記回折パターンの外側に第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの透過光は前記集光位置に集光され、前記第２光源からの光束は第２の回折パターンでは主に＋１次回折光となるように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９９】
また、請求項２８６の光ピックアップ装置は、請求項２６８，２７２または２７６の装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は第２の回折パターンを透過し、前記第２光源からの光束は第２回折パターンで＋１次光となり、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０３００】
また、請求項２８７の光ピックアップ装置は、請求項２６５，２６７，２６９，２７１，２７３または２７５の装置において、前記第１の光源からの出射光束と、前記第２の光源からの出射光束とを合波することの出来る光合波手段とを含み、前記合波手段と光情報記録媒体との間に、第１光源からの光束は透過し、第２光源からの光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を透過させない開口制限手段を有することを特徴とする。
【０３０１】
また、請求項２８８の光ピックアップ装置は、請求項２６６，２６８，２７０，２７４または２７６の装置において、前記第１の光源からの出射光束と、前記第２の光源からの出射光束とを合波することの出来る光合波手段とを含み、前記合波手段と光情報記録媒体との間に、第２光源からの光束は透過し、第１光源からの光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を透過させない開口制限手段を有することを特徴とする。
【０３０２】
また、請求項２８９の光ピックアップ装置は、請求項２８７の装置において、前記開口制限手段は、第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収する輪帯フィルタであることを特徴とする。
【０３０３】
また、請求項２９０の光ピックアップ装置は、請求項２８８の装置において、第２光源からの光束は透過し、第１光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収する輪帯フィルタであることを特徴とする。
【０３０４】
また、請求項２９１の光ピックアップ装置は、請求項２８７の装置において、前記開口制限手段は、第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を回折させる輪帯フィルタであることを特徴とする。
【０３０５】
また、請求項２９２の光ピックアップ装置は、請求項２８８の装置において、前記開口制限手段は、第２光源からの光束は透過し、第１光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を回折させる輪帯フィルタであることを特徴とする。
【０３０６】
また、請求項２９３の光ピックアップ装置は、請求項２５８〜２９２の何れか１項の装置において、光検出器は、第１の光源と第２の光源に対して共通であることを特徴とする。
【０３０７】
また、請求項２９４の光ピックアップ装置は、請求項２５８〜２９２の何れか１項の装置において、光検出器は、第１の光源用の第１の光検出器と第２の光源用の第２の光検出器とを各別に備え、それぞれ空間的に離れた位置にあることを特徴とする。
【０３０８】
また、請求項２９５の光ピックアップ装置は、請求項２９４の装置において、少なくとも、第１の光源と第１の光検出器もしくは第２の光源と第２の光検出器の一対がユニット化されていることを特徴とする。
【０３０９】
また、請求項２９６の光ピックアップ装置は、請求項２９３の装置において、前記第１の光源、第２の光源および共通の光検出器（単一の光検出器）とは、ユニット化されていることを特徴とする。
【０３１０】
また、請求項２９７の光ピックアップ装置は、請求項２９４の装置は、光検出器は、第１の光源用の第１の光検出器と第２の光源用の第２の光検出器とが別であり、第１の光源と第２の光源と第１の光検出器と第２の光検出器は、ユニット化されていることを特徴とする。
【０３１１】
また、請求項２９８の光ピックアップ装置は、請求項２５８〜２９７の何れか１項の装置において、さらに光ディスクからの透過光を検出する光検出器を設けたことを特徴とする。
【０３１２】
また、請求項２９９の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（ただし、λ１≠λ２）の第２の光源と、前記第１の光源からの出射光束と、前記第２の光源からの出射光束とを合波することの出来る合波手段と、少なくとも一つの面に回折パターンを有する回折光学素子と、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源および第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を記録および／または再生し、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次回折光（ただし、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体を記録および／または再生することを特徴とする。
【０３１３】
また、請求項３００の光ピックアップ装置は、請求項２９９の装置において、前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする。
【０３１４】
また、請求項３０１の光ピックアップ装置は、請求項２９９の装置において、前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする。
【０３１５】
また、請求項３０２の光ピックアップ装置は、請求項２９９，３００または３０１の装置において、前記回折光学素子と対物レンズは一体に駆動されることを特徴とする。
【０３１６】
また、請求項３０３の光ピックアップ装置は、請求項２５８〜３０２の装置において、第１の回折パターンの光軸方向の深さは、２μｍ以下であることを特徴とする。
【０３１７】
また、請求項３０４の光ピックアップ装置用対物レンズは、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、波長λ１の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｍ次回折光（ただし、ｍは０を除く１つの整数）が第１の集光位置に集光され、波長λ２（ただし、λ２≠λ１）の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｎ次回折光（ただし、ｎ＝ｍ）が前記第１の集光位置と異なる第２の集光位置に集光されることを特徴とする。
【０３１８】
また、請求項３０５の光ピックアップ装置用対物レンズは、前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記第１の集光位置が透明基板の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記第２の集光位置が透明基板の厚さｔ２の第２光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする。
【０３１９】
また、請求項３０６の光ピックアップ装置用対物レンズは、前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記第１の集光位置が透明基板の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記第２の集光位置が透明基板の厚さｔ２の第２光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする。
【０３２０】
また、請求項３０７の光ピックアップ装置用対物レンズは、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、波長λ１の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｍ次回折光（ただし、ｍは０を除く１つの整数）が透明基板の厚さｔ１の第１光情報記録媒体を記録および／または再生することに利用される集光位置を有し、波長λ２（ただし、λ２≠λ１）の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｎ次回折光（ただし、ｎ＝ｍ）が透明基板の厚さｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体を記録および／または再生することに利用される集光位置を有することを特徴とする。
【０３２１】
また、請求項３０８の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０７の対物レンズにおいて、前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする。
【０３２２】
または、請求項３０９の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０７の対物レンズにおいて、前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする。
【０３２３】
また、請求項３１０の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０８の対物レンズにおいて、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする。
【０３２４】
また、請求項３１１の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０８の対物レンズにおいて、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする。
【０３２５】
また、請求項３１２の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０９の対物レンズにおいて、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする。
【０３２６】
また、請求項３１３の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０９の対物レンズにおいて、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする。
【０３２７】
また、請求項３１４の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０４〜３１３の何れか１項の対物レンズにおいて、光学面が回折パターン部と屈折部とを含み、回折部と屈折部の境界が５μｍ以上の段差を含むことを特徴とする。
【０３２８】
また、請求項３１５の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０４〜３１３の何れか１項の対物レンズにおいて、最も光軸側の回折部の回折パターンの平均深さが２μｍ以下であることを特徴とする。
【０３２９】
また、請求項３１６の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３１５の対物レンズにおいて、最も光軸側の回折部の回折パターンの平均深さが２μｍ以下であり、最も光軸とは離れた側の回折部の回折パターンの平均深さは２μｍ以上であることを特徴とする。
【０３３０】
また、請求項３１７の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０４〜３１６の何れか１項の対物レンズにおいて、光学面の回折パターンは、光軸部分を含むことを特徴とする。
【０３３１】
また、請求項３１８の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０４〜３１６の何れか１項の対物レンズにおいて、光学面の光軸部分は回折パターンを設けず、屈折面であることを特徴とする。
【０３３２】
また、請求項３１９の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０４，３０５，３０７，３０８または３１０の対物レンズにおいて、光源波長６５０ｎｍで０．６ｍｍの厚さの透明基板を介して情報記録面に所定の結像倍率で結像させたとき、少なくとも開口数０．６まで回折限界性能を有し、光源波長７８０ｎｍで１．２ｍｍの透明基板を介して、所定の結像倍率で結像させたとき、少なくとも開口数０．４５まで回折限界性能を有することを特徴とする。
【０３３３】
また、請求項３２０の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３１９の対物レンズにおいて、回折パターンのステップ数は、１５以下であることを特徴とする。
【０３３４】
また、請求項３２１の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０４〜３２０の何れか１項の対物レンズにおいて、回折パターンを設ける光学面は、凸面であることを特徴とする。
【０３３５】
また、請求項３２２の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３２１の対物レンズにおいて、上記回折パターンを設けた光学面の屈折部が非球面であることを特徴とする。
【０３３６】
また、請求項３２３の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３２２の対物レンズにおいて、上記回折パターンは、少なくとも１つの非球面屈折部を含むことを特徴とする。
【０３３７】
また、請求項３２４の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３０４〜３２３の何れか１項の対物レンズにおいて、前記対物レンズが単レンズからなることを特徴とする。
【０３３８】
また、請求項３２５の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３２４の対物レンズにおいて、前記単レンズの一方の光学面のみに前記回折パターンが設けられていることを特徴とする。
【０３３９】
また、請求項３２６の光ピックアップ装置用対物レンズは、請求項３２４の対物レンズにおいて、前記単レンズの一方の光学面に前記回折パターンが設けられ、他方の光学面は非球面であることを特徴とする。
【０３４０】
上述のような対物レンズに第１の光源から無収差の平行光束が入射し、第１の光情報記録媒体の透明基板（厚さｔ１）を通して無収差で収束するように設計された専用対物レンズを使って、この対物レンズに第２の光源から無収差の平行光が入射し、第２の光情報記録媒体の透明基板（厚さｔ２  ただし、ｔ２＞ｔ１）を通った場合について検討する。
【０３４１】
入射した平行光に対して、基板のないとき、波長λ１のときのバックフォーカスをｆＢ１、波長λ２（ただし、λ２＞λ１）のときのバックフォーカスをｆＢ２とする。
【０３４２】
このとき、近軸の色収差ΔｆＢを
ΔｆＢ＝ｆＢ２−ｆＢ１              ・・・（１）
で定義すると、対物レンズが屈折型の非球面単レンズの場合、ΔｆＢ＞０である。
【０３４３】
また、波長λ２のとき第２の光情報記録媒体の透明基板を介して収束したときの近軸焦点位置を基準とした球面収差は、以下の要因によって０とはならない。
(1)波長がλ１からλ２に変わったことによる対物レンズの屈折率の波長依存性  に起因する球面収差。
(2)第１の光情報記録媒体の透明基板厚ｔ１と第２の光情報記録媒体の透明基板  厚ｔ２の差により発生する球面収差。
(3)第１の光情報記録媒体の透明基板屈折率ｎｄ１（λ１）と第２の光情報記録  媒体の透明基板屈折率ｎｄ２（λ２）の差異に起因する球面収差。
【０３４４】
対物レンズが屈折型の非球面単レンズの場合、(1)の要因による球面収差はオーバーとなる。(2)の要因による球面収差もオーバーとなる。また、ｎｄ２＜ｎｄ１１であり、(3)の要因による球面収差もオーバーとなる。
【０３４５】
(1)〜(3)の要因により発生するオーバーな球面収差は、(2)の要因によるものがほとんどで、(1)がそれに次いでいる。(3)についてはほとんど無視できる。
【０３４６】
前記の前提は、例えば、第１の光情報記録媒体をＤＶＤ、第１の光源の波長λ１が６５０ｎｍ、第２の光情報記録媒体をＣＤ、第２の光源の波長λ２が７８０ｎｍとした場合に相当し、ＤＶＤ（厚さｔ１＝０．６ｍｍ）とＣＤ（ｔ２＝１．２ｍｍ）とでは、透明基板の材質は同じであるが厚さが異なる。
【０３４７】
次に、光軸に対して回転対称な回折パターンの＋１次回折光について見れば、図１１３（ａ）に示すように、＋１次光は、波長が長くなると回折角が大きくなり、より光軸側に回折され、光はよりアンダー側に曲げられることになる。すなわち、＋１次回折光は、波長がλ１の第１の光源からの無収差の平行光束が入射した場合と比較して、波長がλ２の第２の光源からの無収差の平行光束が入射した場合、近軸の色収差、球面収差をアンダーにする作用を有する。この作用を利用し、波長λ２で第２の光情報記録媒体の透明基板を介したときの球面収差と、波長λ１で第１の光情報記録媒体の透明基板を介したときの球面収差との差を、回転対称の回折パターンを導入し、その＋１次回折光を利用して少なくすることができる。
【０３４８】
第１光情報記録媒体の基板の厚さｔ１が第２光情報記録媒体の透明基板厚さｔ２よりも大であるときは、前記(2)の要因による球面収差はアンダーとなり、同図（ｂ）のように、生じる近軸の色収差、球面収差がオーバーになる作用を持つ−１次回折光を利用することによって収差を少なくすることができる。
【０３４９】
本発明において、＋１次回折光を利用した場合、波長がλ１のときの対物レンズ素材の屈折率をｎ（λ１）、波長がλ２のときの対物レンズ素材の屈折率をｎ（λ２）としたとき、回折パターンの深さはλ１／｛ｎ（λ１）−１｝ないしλ２／｛ｎ（λ２）−１｝となり、屈折率の比較的小さいプラスチック素材を使ったとしても、２μｍ以下であるので、上述の従来のホログラム光学素子やホログラム型リングレンズより、回折パターンを一体化した対物レンズの製造が容易である。
【０３５０】
また、請求項３２７の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、前記対物レンズはプラスチック材料からなり、前記プラスチック材料は温度変化ΔＴ（℃）があったときの屈折率の変化量をΔｎとしたときに、
−０．０００２／℃＜Δｎ／ΔＴ＜−０．００００５／℃
の関係を満たし、前記第１の光源は、温度変化ΔＴ（℃）があったときの発振波長の変化量をΔλ１（ｎｍ）としたときに、
０．０５ｎｍ／℃＜Δλ１／ΔＴ＜０．５ｎｍ／℃
の関係を満たすことを特徴とする。
【０３５１】
請求項３２７によれば、プラスチックの対物レンズにおける屈折率の温度変化による光ピックアップ装置の特性変動と光源における波長の温度変化による光ピックアップ装置の特性変動とが打ち消しあう方向に作用し、補償効果を得ることができ、温度変動に対して極めて強い光ピックアップ装置を得ることができる。
【０３５２】
また、請求項３２８の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、前記波長λ１，λ２及び前記透明基板の厚さｔ１，ｔ２は、λ２＞λ１
ｔ２＞ｔ１
の関係にあり、前記第１の光情報記録媒体を前記第１の光源で記録及び／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１とし、前記波長λ１（ｍｍ）のときの前記対物レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）とし、環境温度変化がΔＴ（℃）あったときに、第１の情報記録媒体の情報記録面に集光される光束の波面収差の３次球面収差成分の変化量をΔＷＳＡ３（λ１ｒｍｓ）としたときに、
０．２×１０-6／℃＜ΔＷＳＡ３・λ１／｛ｆ・（ＮＡ１）4・ΔＴ｝＜
２．２×１０-6／℃
の関係を満たすことを特徴とする。
【０３５３】
請求項３２８によれば、上述の関係式において上限以下であると、環境温度が変化しても光ピックアップ装置としての特性を維持することが容易であり、また下限以上であると、波長だけ変化した場合でも光ピックアップ装置としての特性を維持することが容易である。
【０３５４】
また、請求項３２９の光ピックアップ装置は、請求項３２７または３２８において、前記第１の光源と前記対物レンズの間および前記第２の光源と前記対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、前記第１の光源から前記対物レンズに入射する光束および前記第２の光源から前記対物レンズに入射する光束が、それぞれ略平行光であることを特徴とする。
【０３５５】
また、請求項３３０の光ピックアップ装置は、請求項３２７，３２８または３２９において、前記ｔ１が０．５５ｍｍから０．６５ｍｍ、前記ｔ２が１．１ｍｍから１．３ｍｍであり、前記λ１が６３０ｎｍから６７０ｎｍであり、前記λ２が７６０ｎｍから８２０ｎｍであることを特徴とする。
【０３５６】
また、請求項３３１の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ２≠λ１）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光される対物レンズと、前記第１の光源および第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次回折光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（但し、ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、前記第１及び第２の光源の少なくとも一方の光源から前記対物レンズへ入射する光束の発散度を補正する補正手段を有することを特徴とする。
【０３５７】
請求項３３１によれば、対物レンズへ入射する光束の発散度を補正することにより、対物レンズを含む光学系全体の３次の球面収差を設計値通りに修正することができる。
【０３５８】
また、請求項３３２の光ピックアップ装置は、請求項３３１において前記第１の光源と前記対物レンズの間および前記第２の光源と前記対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、また、請求項３３３の光ピックアップ装置は、前記補正手段による発散度の補正は、前記第１及び／または第２の光源と前記少なくとも１つのコリメータとの距離を変えることにより行われることを特徴とする前記補正手段による発散度の補正は、前記第１及び／または第２の光源と前記少なくとも１つのコリメータとの距離を変えることにより行われることを特徴とする。前記光源と前記コリメータとの距離を変えることにより前記少なくとも一つの光源から前記対物レンズへ入射する光速の発散度を補正することができる。
【０３５９】
また、請求項３３４の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、前記第１の光源及び第２の光源から出力される異なる２つの波長（λ）の光のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の最大開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０３６０】
請求項３３４によれば、第１及び第２の情報記録媒体の記録および／または再生において各情報記録面及び光検出器上でフレアがなく、光ピックアップ装置の特性が良好なものとなる。
【０３６１】
また、請求項３３５の光ピックアップ装置は、請求項２５８〜２９２，３３４のいずれか１項に、前記第１の光源と前記第２の光源とがユニット化され、前記光検出器は、前記第１の光源及び前記第２の光源に対し共通であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０３６２】
以上のように、本発明によると、回折面を有する少なくとも１つの光学素子を用いた簡単な構成で互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して球面収差および軸上色収差の補正が可能になる光学系、光ピックアップ装置、記録再生装置、レンズ、光学素子、光ディスク用回折光学系、音声および／または画像の記録および／または再生装置、および対物レンズを得ることができる。また、少なくとも光学系の小型軽量化および低コスト化を図ることができる。また、光学素子が互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して同じ次数の回折光の回折効率を最大とする回折面を有する場合には、回折面が異なる次数の回折光の回折効率を最大とする場合と比較して光量の損失を少なくすることができる。
【０３６３】
また、特に、請求項２０８〜２２４に記載の発明に関し、屈折面上に回折レンズを設けることにより、波長の異なる２つの光源を持つ記録再生用光学系に用い、それぞれの光源波長に対して光量の損失が少なく、ほぼ回折限界まで収差の補正された回折光学系を得ることができる。
【０３６４】
また、特に、請求項２２５〜２３４に記載の発明に関し、上記のように、互いに波長の異なる３光源に対して、１つの対物レンズによって、異なる光ディスクに情報を記録および／または情報の再生を可能とするだけでなく、コリメーター等のカップリングレンズを使用していないため、光ピックアップ装置を薄型化することができ、しかもコストが高いといった問題を解消することができる。
【０３６５】
また、特に、請求項２３５〜２４８に記載の発明に関し、異なる波長の３光源を有する光ピックアップ装置において、非球面係数及び位相差関数の係数を適当に設計することで、透明基板厚さの違いにより発生する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の色収差、さらには軸上色収差を補正した光ピックアップ装置及び対物レンズを提供することができる。
【０３６６】
また、特に、請求項２４９〜３１７に記載の発明に関し、対物レンズに複数の分割面を設けて、第１分割面に回折面を配設することによって、厚さの異なる透明基板を有する光情報記録媒体に対し、単一の集光光学系によって、波長の異なる光束によって記録再生するのできる光情報記録媒体の記録再生用球面収差補正対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供できる。
【０３６７】
更に、光ピックアップ装置用対物レンズは、同心円状に分割された複数の輪帯からなり、各輪帯は、波長の異なる複数の光源、及び／または、記録面の厚みの異なる透明基板に対してほぼ回折限界に収差補正され、光検出器に入射するフレア光を減じ、製作の容易なものにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０３６８】
以下、本発明の、特に請求項１３７〜３３５に係わる好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【０３６９】
本発明の第１の実施の形態の光学系は、基本的には両面非球面の単玉レンズであり、一方の非球面上には回折輪帯（輪帯状の回折面）を設けてある。一般に非球面屈折面では、ある主波長光に対して球面収差を補正した場合、主波長光より短い波長光に対しては球面収差がアンダー（補正不足）となる。これとは逆に、回折面を有するレンズれある回折レンズでは、ある主波長光で球面収差を補正した場合、主波長光より短い波長で球面収差をオーバー（補正過剰）とすることが可能である。従って、屈折による非球面レンズの非球面係数と、回折レンズの位相差関数の係数を適当に選んで、屈折パワーと回折パワーとを組み合わせることにより、異なる２波長光の両方で、球面収差を良好に補正することが可能である。
【０３７０】
また、一般に、回折輪帯のピッチは、後述の実施例で詳述する位相差関数若しくは光路差関数を使って定義される。具体的には、位相差関数ΦBは単位をラジアンとして以下の〔数１〕で表され、光路差関数Φbは単位をｍｍとして〔数２〕で表わされる。
【０３７１】
【数１】
2010192104.tif 000003
【０３７２】
【数２】
2010192104.tif 000004
これら２つの表現方法は、単位が異なるが、回折輪帯のピッチを表わす意味では同等である。即ち、主波長λ（単位ｍｍ）に対し、位相差関数の係数Ｂに、λ／２πを掛ければ光路差関数の係数ｂに換算でき、また逆に光路差関数の係数ｂに、２π／λを掛ければ位相差関数の係数Ｂに換算できる。
【０３７３】
今、説明を簡単にする為、１次回折光を用いる回折レンズについて述べることにすると、光路差関数なら、関数値が主波長λの整数倍を超える毎に輪帯が刻まれ、位相差関数なら、関数値が２πの整数倍を超える毎に輪帯が刻まれることになる。
【０３７４】
例えば、屈折パワーのない円筒状の両平面の物体側面に回折輪帯を刻んだレンズを想定し、主波長を０．５μ＝０．０００５ｍｍ、光路差関数の２次係数（２乗項）を−０．０５（位相差関数の２次係数に換算すると−６２８．３）、他の次数の係数を全て零とすると、第１輪帯の半径はｈ＝０．１ｍｍであり、第２輪帯の半径はｈ＝０．１４１ｍｍということになる。また、この回折レンズの焦点距離ｆについては、光路差関数の２次係数ｂ２＝−０．０５に対して、ｆ＝−１／（２・ｂ２）＝１０ｍｍとなることが知られている。
【０３７５】
今、上記の定義を基にした場合、位相差関数若しくは光路差関数の２次係数を零でない値とすることにより、光軸に近い、いわゆる近軸領域での色収差を補正することができる。また、位相差関数若しくは光路差関数の２次以外の係数、例えば、４次係数、６次係数、８次係数、１０次係数等を零でない値とすることにより、２波長間での球面収差を制御することができる。尚、ここで、制御するということは、２波長間で、球面収差の差を極めて小さくすることもできるし、光学的仕様に必要な差を設けることも可能であるということを意味する。
【０３７６】
上記の具体的な適用としては、波長の違う２光源からのコリメート光（平行光）を同時に対物レンズに入射させ、光ディスク上に結像させるときは、まず、位相差関数若しくは光路差関数の２次係数を使って近軸の軸上色収差を補正するとともに、位相差関数若しくは光路差関数の４次以降の係数を使って球面収差の２波長間での差を許容内になるよう小さくするのがよい。
【０３７７】
また、別の例として、波長の違う２光源からの光を一つの対物レンズを使い、一方の波長の光に対しては、ｔ１の厚み（透明基板の厚み）のディスクに対して収差が補正されるようにし、もう一方の波長の光に対しては、ｔ２の厚みのディスクに対して収差が補正されるようにする仕様の場合について考えてみる。この場合、主に位相差関数若しくは光路差関数の４次以降の係数を使うことにより、球面収差の２波長間での差を設け、それぞれの厚みに対しては、それぞれの波長で球面収差が補正されるようにすることができる。また、いずれの場合にも屈折面は球面であるよりも非球面であるほうが、２波長間での収差補正をし易い。
【０３７８】
上記の非球面屈折面は、異なる波長に対してはそれぞれ屈折力が異なり、集光点が異なるので、それぞれの集光点をそれぞれ基板厚の異なる光ディスクに対応させることができる。この場合、短い方の光源波長は７００ｎｍ以下であり、長い方の光源波長は６００ｎｍ以上であり、その波長差が８０ｎｍ以上であることが好ましい。また、その波長差が４００ｎｍ以下であることがより好ましく、更に好ましくは、その波長差が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、そして、回折面は、異なる２波長光に対し、ほぼその中間の波長で回折効率が最大であることが望ましいが、どちらか一方の波長で最大の回折効率を有するものであってもよい。
【０３７９】
上記球面収差の補正と同一の作用を利用することにより、光学面上に回折輪帯レンズを設け、異なる２波長の光源の各々に対して、ある１つの同次数の回折光により軸上色収差を補正することができる。すなわち、異なる２波長の光源の光に対する軸上色収差を±λ／（２ＮＡ2）の範囲に補正することができる。ただし、λは２波長のうち長いほうの波長、ＮＡは長いほうの波長に対応する像側開口数とする。
【０３８０】
また、上記異なる２波長の光源の波長差が８０ｎｍ以上であり、対物レンズの硝材のアッベ数をνｄとしたとき、
νｄ  ＞  ５０          ・・・（１）
を満足することが望ましい。上記条件（１）は、異なる２波長の光源に対して軸上色収差を補正した場合に、２次スペクトルを小さくするための条件である。
【０３８１】
次に、薄肉単玉レンズの一方の面に回折面が設けられている場合に、単玉レンズ全体を、回折レリーフを外したベースとなる屈折レンズと回折面との合成と考えてこの合成レンズの色収差について検討する。ある波長λx と波長λy （λx ＜λy ）とでの色消し条件は次式となる。
【０３８２】
ｆR ・νR ＋ｆD ・νD ＝０
ただし、ｆR 、ｆD ：それぞれ屈折レンズ、回折面の焦点距離
νR 、νD ：それぞれ屈折レンズ、回折面のアッベ数で、次式で定まる。
νR ＝（ｎ0−１）／（ｎx −ｎy ）
νD ＝λ0／（λx −λy ）
【０３８３】
ただし、ｎ0：基準波長での屈折率、λ0：基準波長
【０３８４】
このとき、ある波長λz に対する色収差δｆは次式となる。
δｆ＝ｆ（θR −θD ）／（νR −νD ）    ・・・（２）
ただし、θR 、θD ：それぞれ屈折レンズ、回折面の部分分散比で次式で定まる。
【０３８５】
θR ＝（ｎx −ｎz ）／（ｎx −ｎy ）
【０３８６】
θD ＝（λx −λz ）／（λx −λy ）
ただし、ｎz ：波長λz での屈折率
【０３８７】
例として、λ0＝λx ＝６３５ｎｍ、λy ＝７８０ｎｍ、λz ＝６５０ｎｍとし、ベースとなる屈折レンズの硝材をホーヤ社ＢＳＣ７（νｄ＝６４．２）としてみると、
νR＝１３４．５，  νD＝−４．３８，  θR＝０．１２８，  θD＝０．１０３
となり、δｆ＝０．１８×１０-3ｆとなる。
【０３８８】
また、ベースとなる屈折レンズの硝材をホーヤ社Ｅ−ＦＤ１（νｄ＝２９．５）に変えてみると、
νR＝７０．５，  θR＝０．１３６  となり、  δｆ＝０．４４×１０-3ｆとなる。
【０３８９】
このように式（２）においては、右辺分母（νR −νD ）は｜νD｜が｜νR｜より十分小さいため、屈折レンズの硝材を変えることによる色収差δｆの変化にとっては、屈折レンズのアッベ数νRの変化が支配的である。一方、θR とθD とは波長によってのみ定まり、右辺分子（θR −θD ）は、その変化の寄与が右辺分母（νR −νD ）に比べて小さい。
【０３９０】
上記により、回折面を有するレンズにおいては、２次スペクトルδｆを小さく抑えるには、屈折レンズの材料としてアッベ数νRの大きい材料を選ぶことが有効であることがわかる。条件式（１）は光源の波長変化などに対応できるよう、２次スペクトルを抑えるのに有効な限界を示す。
【０３９１】
また、回折面を使用せずに、２種類の材料の屈折レンズを貼合わせて色消しを行う場合は、それぞれの材料について、θR ＝ａ＋ｂ・νR ＋△θR  （ａ，ｂは定数）と表したとき、△θR は小さく、異常分散性が無いならば２次スペクトルδｆは２つの屈折レンズのアッベ数νR にはよらない。したがって、式（１）は回折光学系に特有の条件であることがわかる。
【０３９２】
本実施の形態の回折レンズを簡易に製造するためには、対物レンズをプラスチック材料で構成することが望ましい。条件式（１）を満たすプラスチック材料としては、アクリル系、ポリオレフィン系が用いられるが、耐湿性、耐熱性などから、ポリオレフィン系が好ましい。
【０３９３】
次に、本発明の第２の実施の形態の対物レンズおよびこれを備えた光ピックアップ装置の構成を具体的に説明する。
【０３９４】
図４８に、本実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図を示す。光ピックアップ装置により情報記録および／または再生する光情報記録媒体である光ディスク２０は、透明基板の厚さｔ１の第１光ディスク（例えばＤＶＤ）及び第２光ディスク（例えば青色レーザ使用次世代高密度光ディスク）と、ｔ１とは異なる透明基板の厚さｔ２を有する第３光ディスク（例えばＣＤ）の３種であるとして説明する。ここでは、透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍである。
【０３９５】
図示の光ピックアップ装置は、光源として第１光源である第１半導体レーザ１１（波長λ1＝６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ）と、第２光源である青色レーザ１２（波長λ2＝４００ｎｍ〜４４０ｎｍ）と、第３光源である第２半導体レーザ１３（波長λ3＝７４０ｎｍ〜８７０ｎｍ）とを有しているとともに、光学系の一部として対物レンズ１を有している。第１光源、第２光源及び第３光源は、情報を記録および／または再生する光ディスクに応じて選択使用される。
【０３９６】
第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射された発散光束は、ビームスプリッタ１９および絞り３を介し、光ディスク２０の透明基板２１を透過して、対物レンズ１によってそれぞれの情報記録面２２上に集光され、スポットを形成する。
【０３９７】
各レーザからの入射光は、情報記録面２２上の情報ピットによって変調された反射光となり、ビームスプリッタ１８、トーリックレンズ２９を介して共通の光検出器３０に入射し、その出力信号を用いて、光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号、合焦検出信号やトラック検出信号が得られる。
【０３９８】
また、光路内に設けられている絞り３は、この例においては固定の開口数（ＮＡ０．６５）を有する絞りであり、余分な機構を必要とせず、低コスト化を実現できるものである。なお、第３光ディスクの記録および／または再生時には不要光（ＮＡ０．４５以上）を除去できるように、絞り３の開口数を可変としてもよい。
【０３９９】
対物レンズ１の光学面に実使用開口の外側の一部の光束を遮蔽するように輪帯状のフィルターを一体に形成することで、実使用開口の外側のフレア光を安価な構成で容易に除去することも可能である。
【０４００】
本実施の形態のように有限共役型の光学系を用いる場合には、集光性能を維持するため、光源と集光光学系との関係を一定に保つ必要があり、合焦やトラッキングのための移動は、光源１１、１２、１３と対物レンズ１とを１つのユニットとして行うことが望ましい。
【０４０１】
次に、本発明の第３の実施の形態の対物レンズおよびこれを含む光ピックアップ装置の構成を具体的に説明する。
【０４０２】
図４９に、本実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図を示す。図４９の光ピックアップ装置はレーザー、光検出器およびホログラムをユニット化したレーザ／検出器集積ユニット４０を用いた例であり、図４８と同じ構成要素は同じ符号で示す。この光ピックアップ装置においては、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２、第１の光検出手段３１、第２の光検出手段３２、ホログラムビームスプリッタ２３がレーザ／検出器集積ユニット４０としてユニット化されている。
【０４０３】
第１光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１から出射された光束は、ホログラムビームスプリッタ２３を透過し、絞り３によって絞られ、対物レンズ１により第１光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１、絞り３を介してホログラムビームスプリッタ２３のディスク側の面で回折され、第１半導体レーザ１１に対応した第１の光検出器３１上へ入射する。そして、第１の光検出器３１の出力信号を用いて、第１光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号、合焦検出信号やトラック検出信号が得られる。
【０４０４】
第２光ディスクを再生する場合、青色レーザ１２から出射された光束は、ホログラムビームスプリッタ２３のレーザ側の面で回折され、上記の第１半導体レーザ１１からの光束と同じ光路を取る。すなわち、このホログラムビームスプリッタ２３の半導体レーザ側の面は、光合成手段としての機能を果たす。さらに絞り３、対物レンズ１を介して第２光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１、絞り３を介して、ホログラムビームスプリッタ２３のディスク側の面で回折されて青色レーザ１２対応した第２の光検出器３２上へ入射する。そして、第２の光検出器３２の出力信号を用いて、第２光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号、合焦検出信号やトラック検出信号が得られる。
【０４０５】
さらに、第３光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１３、第３の光検出手段３３、およびホログラムビームスプリッタ２４がユニット化されたレーザ／検出器集積ユニット４１が使用される。第２半導体レーザ１３から出射された光束は、ホログラムビームスプリッタ２４を透過し、出射光の合成手段であるビームスプリッタ１９で反射し、絞り３によって絞られ、対物レンズ１により光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１、絞り３、ビームスプリッタ１９を介してホログラムビームスプリッタ２４で回折されて第３の光検出器３３上へ入射する。そして、第３の光検出機３３の出力信号を用いて、第３光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号、合焦検出信号やトラック検出信号が得られる。
【０４０６】
第２および第３の実施の形態の光ピックアップ装置においては、対物レンズ１の非球面屈折面に光軸４と同心の輪帯状回折面が構成されている。一般に非球面屈折面だけで対物レンズを構成すると、ある波長λａに対して球面収差を補正した場合、λａよりも短い波長λｂに対しては球面収差がアンダーとなる。一方回折面を使用すると、ある波長λａに対して球面収差を補正した場合、λａよりも短い波長λｂに対しては球面収差がオーバーとなる。従って、屈折面による非球面光学設計と、回折面の位相差関数の係数を適当に選んで、屈折パワーと回折パワーとを組み合わせることにより、異なる波長間での球面収差を補正することが可能となる。また、非球面屈折面では、波長が異なると屈折力も変化し集光位置も異なる。よって、非球面屈折面を適当に設計することで、異なる波長に対しても各透明基板２１の情報記録面２２に集光させることができる。
【０４０７】
また、第２および第３の実施の形態の対物レンズ１では、非球面屈折面と輪帯状回折面の位相差関数とを適当に設計することで、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射した各光束に対して、光ディスク２０の透明基板２１厚さの違いにより発生する球面収差を補正している。さらに、輪帯状回折面において、輪帯の位置を表す位相差関数が、冪級数の４乗以降の項の係数を用いると球面収差の色収差を補正することが可能となる。なお、第３光ディスク（ＣＤ）については実使用上の開口はＮＡ０．４５であり、第３光ディスクではＮＡ０．４５以内で球面収差を補正し、ＮＡ０．４５より外側の領域の球面収差をフレアとしている。これらの補正により各光ディスク２０に対して、情報記録面２２上の集光スポットの収差が回折限界（０．０７λｒｍｓ）とほぼ同程度あるいはそれ以下になっている。
【０４０８】
上記のような第２および第３の実施の形態の光ピックアップ装置は、例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＤ等の、任意の異なる２つまたはそれ以上の複数の光情報記録媒体に対して、コンパチブルなプレーヤ、またはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだＡＶ機器、パソコン、その他の情報端末等、の音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置に搭載することができる。
【０４０９】
次に、本発明の第４の実施の形態の対物レンズおよびこれを含む光ピックアップ装置の構成を具体的に説明する。
【０４１０】
図６７は本実施の形態の光ピックアップ装置１０の概略構成図である。図６７においては、第２および第３の実施の形態と共通の部材については同じ符号を用いることがある。
図６７において光ピックアップ装置１０は、光情報記録媒体である複数の光ディスク２０を記録／再生するものである。以下、この複数の光ディスク２０は、透明基板の厚さｔ１の第１光ディスク（ＤＶＤ）および第２光ディスク（青色レーザ使用次世代高密度光ディスク）と、ｔ１とは異なる透明基板の厚さｔ２を有する第３光ディスク（ＣＤ）として説明する。ここでは、透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍである。
【０４１１】
光ピックアップ装置１０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＝６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ）と第２光源である青色レーザ１２（波長λ2＝４００ｎｍ〜４４０ｎｍ）及び第３光源である第２半導体レーザ１３（波長λ3＝７４０ｎｍ〜８７０ｎｍ）とを有している。これら第１光源、第２光源及び第３光源は、記録／再生する光ディスクに応じて排他的に使用される。
【０４１２】
集光光学系５は、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射された光束を、光ディスク２０の透明基板２１を介して、それぞれの情報記録面２２上に集光させ、スポットを形成する手段である。本実施の形態では、集光光学系５として、光源から出射された光束を平行光（略平行でよい）に変換するコリメータレンズ２と、コリメータレンズ２によって平行光とされた光束を集光させる対物レンズ１とを有している。
【０４１３】
対物レンズ１の両面には、光軸４と同心の輪帯状回折面が構成されている。一般に非球面屈折面だけで集光光学系５を構成すると、ある波長λａに対して球面収差を補正した場合、λａよりも短い波長λｂに対しては球面収差がアンダーとなる。一方、回折面を使用すると、ある波長λａに対して球面収差を補正した場合、λａよりも短い波長λｂに対しては球面収差がオーバーとなる。従って、屈折面による非球面光学設計と、回折面の位相関数の係数を適当に選んで、屈折パワーと回折パワーとを組み合わせることにより、異なる波長間での球面収差を補正することが可能となる。また非球面屈折面では、波長が異なると屈折力も変化し集光位置も異なる。よって、非球面屈折面を適当に設計することで、異なる波長に対しても各透明基板の情報記録面２２に集光させることができる。
【０４１４】
上記の輪帯状回折面では、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射した各光束に対して１次回折光を利用して収差補正を行っている。同次数の回折光を対応させると、異なる次数の回折光を対応させる場合に比べて光量損出が少なく、さらに、高次の回折光を対応させるよりも、１次回折光を用いると光量損出が少ない。したがって、本実施の形態の対物レンズ１は、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの高密度な情報を記録する光ディスクに情報を記録する光ピックアップ装置において有効となる。また、回折面は、異なる３つの波長光に対し、その中間の波長で回折効率が最大であることが望ましいが、両端の波長で最大の回折効率を有するものであってもよい。
【０４１５】
また、非球面屈折面と輪帯状回折面の位相差関数とを適当に設計することで、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射した各光束に対して、光ディスク２０の透明基板２１厚さの違いにより発生する球面収差を補正している。
さらに、対物レンズ１に形成された輪帯の位置を表す位相差関数において、冪級数の４乗以降の項の係数を用いると球面収差の色収差を補正することが可能となる。なお、第３光ディスク（ＣＤ）については実使用上の開口はＮＡ０．４５であり、ＮＡ０．４５以内で球面収差を補正し、ＮＡ０．４５より外側の領域の球面収差をフレアとしている。ＮＡ０．４５以内の領域を通過する光束が情報記録面で光スポットを形成し、ＮＡ０．４５の外側を通るフレア光は、悪影響を与えないように情報記録面で光スポットから間隔を隔てたところを通る。これらの補正により各光ディスク２０に対して、情報記録面２２上の集光スポットの収差が回折限界（０．０７λｒｍｓ）とほぼ同程度あるいはそれ以下になっている。
【０４１６】
本実施の形態では、光路内に設けられた絞り３は固定の開口数（ＮＡ０．６５）を有しており、余分な機構を必要とせず、低コスト化を実現できるものである。なお、第３光ディスクの記録／再生時には不要光（ＮＡ０．４５以上）を除去できるように、絞り３の開口数を可変としてもよい。また、ビームスプリッタ６、７は、各レーザ光の光軸を合わせるためのものである。光検出器（図示せず）は、周知のように、各光源ごとにそれぞれ設けても良く、１つの光検出器で３つの光源１１、１２、１３に対応する反射光を受光するようにしても良い。
【０４１７】
次に、本発明の第５の実施の形態の対物レンズについて説明する。
【０４１８】
本実施の形態では、対物レンズの輪帯状回折面において、輪帯の位置を表す位相差関数が冪級数の２乗の項の係数を用いる点のみにおいて、上述した第４の実施の形態の対物レンズと異なっており、これによって軸上色収差をも補正することが可能となっている。また、本実施の形態の対物レンズによると、第４の実施の形態と同様に各光ディスク２０に対して、情報記録面２２上の集光スポットの収差が回折限界（０．０７λｒｍｓ）とほぼ同程度あるいはそれ以下となっている。
【０４１９】
次に、本発明の第６の実施の形態の光ピックアップ装置について説明する。
【０４２０】
本実施の形態の光ピックアップ装置では、第１光ディスク（例えばＤＶＤ）と第２光ディスク（例えば、青色レーザ使用次世代高密度光ディスク）に対しては、光源から射出された光束をカップリングレンズによって平行光とし、第３光ディスク（例えばＣＤ）に対しては、光源から射出された光束をカップリングレンズによって発散光とし、それぞれ対物レンズによって集光させる。第１および第２光ディスクの透明基板２１の厚さは０．６ｍｍであり、第３光ディスクの透明基板２１の厚さは１．２ｍｍである。
【０４２１】
本実施の形態では、第１光ディスクと第２光ディスクとの両方の球面収差を回折面の効果により回折限界以内に補正し、また、第３光ディスクに対しては第１および第２光ディスクよりディスク厚が大きいことによって生じる球面収差を主として対物レンズに発散光束が入射することによって生じる球面収差によって打ち消し、第３光ディスクの記録／再生に必要な所定の開口数ＮＡ、例えばＮＡ０．５或いはＮＡ０．４５以下における球面収差を回折限界以内に補正するようにしている。
【０４２２】
従って、λ1、λ2、λ3（λ1＜λ2＜λ3）の各波長に対応する光情報記録媒体に対して、記録／再生を行うのに必要な所定の開口数をＮＡ１、ＮＡ２、ＮＡ３とするとき、それぞれの波長に対して、ＮＡ１の範囲で波面収差のＲＭＳを０．０７λ1以下、ＮＡ２の範囲で０．０７λ2以下、ＮＡ３の範囲で０．０７λ2以下に補正することができる。
【０４２３】
また、第３光ディスクに対しては、所定の開口数ＮＡよりも大きい開口数ＮＡの光束によってビームスポット径が小さくなり過ぎることは好ましくない。そのため、第４の実施の形態と同様に必要な開口数よりも大きな開口数では球面収差をフレアとすることが好ましい。
【０４２４】
上記のような異なる波長光の３光源を有する第４〜第６の実施の形態の光ピックアップ装置は、例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＤ等の、任意の異なる２つ以上の複数の光情報記録媒体に対して、コンパチブルなプレーヤ、またはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだＡＶ機器、パソコン、その他の情報端末等、の音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置に搭載することができる。
【実施例】
【０４２５】
以下、本発明の対物レンズについての実施例について説明する。
〈実施例１〜８〉
【０４２６】
実施例１〜８の対物レンズは、第１の実施の形態に係る対物レンズの具体例であり、次の〔数３〕で表される非球面形状を屈折面に有している。
【０４２７】
【数３】
2010192104.tif 000005
ただし、Ｚは光軸方向の軸、ｈは光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ：光の進行方向を正とする）、Ｒ0は近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａは非球面係数、２ｉは非球面のべき数である。また、実施例１〜３、６〜８では回折面が単位をラジアンとした位相差関数ΦBとして〔数１〕で表され、同様に実施例４，５では回折面が単位をｍｍとした光路差関数Φbとして〔数２〕で表わされる。
【０４２８】
【数１】
2010192104.tif 000006
【０４２９】
【数２】
2010192104.tif 000007
（実施例１）
【０４３０】
図１に、実施例１の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図２に、実施例１の回折光学レンズについてのλ＝６３５ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図３および図４に、実施例１の回折光学レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。なお、図１の回折光学レンズは、レンズ全面にブレーズド型の同心円状の輪帯回折部を有しているが、図面において回折部のレリーフ形状は省略されている。また、以降の多くの図面においても、回折部のレリーフ形状は省略されている。
【０４３１】
実施例１の回折光学レンズによると、図２に示すように、波長λ＝６３５ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差である。また、図３に示すように、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、実使用範囲であるＮＡ０．４５までがほぼ無収差である。その外側のＮＡ０．４５〜０．６０の部分については、図４に示すように球面収差は大きくアンダーとされ、フレアとなっている。これによって、波長λ＝７８０ｎｍについて、適正なスポット径を得ることが可能となっている。
【０４３２】
図５、図６に、実施例１の回折光学レンズについてのλ＝６３５ｎｍおよび波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。これらの図から分かるように、実施例１の回折光学レンズによると、いずれの波長に対しても、光軸上ではほぼ無収差となり、像高０．０３ｍｍにおいても、実用上無収差に近いレベルとなっている。
【０４３３】
以下、実施例１のレンズデータを示す。〔表１〕中、Ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎは主波長での屈折率、νはアッベ数を示す。
【０４３４】
実施例１
【０４３５】
光源波長λ1＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.３４  開口数ＮＡ1＝０.６０  無限仕様
【０４３６】
光源波長λ2＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.３６      開口数ＮＡ2＝０.４５  無限仕様
【０４３７】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
λ１に対する＋１次回折光の回折効率を１００％とすれば、λ２に対する回折効率は８４％となる。また、λ２に対する＋１次回折光の回折効率を１００％とすれば、λ１に対する回折効率は８９％となる。
【０４３８】
【表１】
2010192104.tif 000008
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.１７０２１             κ  ＝−１１.６５３
Ａ4 ＝−０.００３２３１５         Ａ4 ＝    ０.０３８４５６
Ａ6 ＝−０.０００５８１６０       Ａ6 ＝  −０.０２０８００
Ａ8 ＝−４.６３１６×１０-5       Ａ8 ＝    ０.００７８６４８
Ａ10＝−３.７９８５８×１０-5     Ａ10＝  −０.００１９４３１
Ａ12＝−６.０３０８×１０-6       Ａ12＝    ０.０００２４３４３
【０４３９】
回折面係数
Ｂ2 ＝−９６.７６６
Ｂ4 ＝  −２.９９５０
Ｂ6 ＝    ２.１３０６
Ｂ8 ＝  −０.１２６１４
Ｂ10＝  −０.０９５２８５
【０４４０】
（実施例２、実施例３）
【０４４１】
次に、実施例２、実施例３について説明する。図７および図８に、実施例２の対物レンズである回折光学レンズのλ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する光路図をそれぞれ示す。また、図９および図１０に、実施例２の回折光学レンズについてのλ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図１１および図１２に、実施例２の回折光学レンズについての波長λ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０４４２】
また、図１３および図１４に、実施例３の対物レンズである回折光学レンズのλ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する光路図をそれぞれ示す。また、図１５および図１６に、実施例３の回折光学レンズについてのλ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図１７および図１８に、実施例３の回折光学レンズについての波長λ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０４４３】
実施例２、３においては、波長λ＝４０５ｎｍおよび波長λ＝６３５ｎｍに対し、基板厚は共に０．６ｍｍ、ＮＡは０．６０であり、波面収差は光軸上はほぼ無収差、像高０．０３ｍｍにおいても、実用上無収差に近いレベルとなっている。
【０４４４】
以下、実施例２、３のレンズデータを示す。
【０４４５】
実施例２
【０４４６】
光源波長λ1＝４０５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.２３      開口数ＮＡ1＝０.６０  無限仕様
【０４４７】
光源波長λ2＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.３４      開口数ＮＡ2＝０.６０  無限仕様
【０４４８】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
【０４４９】
【表２】
2010192104.tif 000009
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.１５０７９             κ  ＝−３.８２８８
Ａ4 ＝−０.００２１２３０         Ａ4 ＝  ０.０３６９６２
Ａ6 ＝−０.０００７６５２８       Ａ6 ＝−０.０２０８５８
Ａ8 ＝−８.８４９５７×１０-5     Ａ8 ＝  ０.００７９７３２
Ａ10＝−３.４９８０３×１０-5     Ａ10＝−０.００１８７１３
Ａ12＝−２.３８９１６×１０-6     Ａ12＝  ０.０００２２５０４
【０４５０】
回折面係数
Ｂ2 ＝  ０.０
Ｂ4 ＝−６.７１６９
Ｂ6 ＝  ２.０７９１
Ｂ8 ＝−０.３１９７０
Ｂ10＝  ０.０００１６７０８
【０４５１】
実施例３
【０４５２】
光源波長λ1＝４０５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.３１      開口数ＮＡ1＝０.６０  無限仕様
【０４５３】
光源波長λ2＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.３４      開口数ＮＡ2＝０.６０  無限仕様
【０４５４】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
【０４５５】
【表３】
2010192104.tif 000010
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.１９０２９             κ  ＝  ６.４４３０
Ａ4 ＝  ０.０００３０５３８       Ａ4 ＝  ０.０３７０４５
Ａ6 ＝−０.００１０６１９         Ａ6 ＝−０.０２１４７４
Ａ8 ＝−７.５７４７×１０-5        Ａ8 ＝  ０.００７８１７５
Ａ10＝−６.７５９９×１０-5        Ａ10＝−０.００１６０６４
Ａ12＝−３.３７８８×１０-6        Ａ12＝  ０.０００１４３３２
【０４５６】
回折面係数
Ｂ2 ＝−９６.７６６
Ｂ4 ＝  −２.９９５０
Ｂ6 ＝  −０.２５５６０
Ｂ8 ＝  −０.０８７８９
Ｂ10＝    ０.０１４５６２
【０４５７】
（実施例４、実施例５）
【０４５８】
次に、色収差補正を行った実施例４、実施例５について説明する。図１９に、実施例４の対物レンズである回折光学レンズの光路図をそれぞれ示す。また、図２０に、実施例４の回折光学レンズについてのλ＝６３５ｎｍ、６５０ｎｍおよび７８０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図２１に、実施例５の対物レンズである回折光学レンズの光路図をそれぞれ示す。また、図２２に、実施例５の回折光学レンズについてのλ＝６３５ｎｍ、６５０ｎｍおよび７８０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０４５９】
図２０および図２２から分かるように、実施例４、５の回折光学レンズによると、波長λ＝６３５ｎｍ、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、ほぼ完全に色によるずれは補正され、波長λ＝６５０ｎｍに対しても、実用上全く問題はない程度に補正されている。
【０４６０】
以下、実施例４、５のレンズデータを示す。
【０４６１】
実施例４
【０４６２】
光源波長λ1＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.４０      開口数ＮＡ1＝０.５０  無限仕様
【０４６３】
光源波長λ2＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.４１      開口数ＮＡ2＝０.５０  無限仕様
【０４６４】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
【０４６５】
【表４】
2010192104.tif 000011
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.５３２４５             κ  ＝  ７.３９８８
Ａ4 ＝  ０.２４０３３×１０-2      Ａ4 ＝  ０.９０４０８×１０-2
Ａ6 ＝−０.９１４７２×１０-3      Ａ6 ＝−０.１８７０４×１０-2
Ａ8 ＝  ０.１５５９０×１０-4      Ａ8 ＝−０.４７３６８×１０-3
Ａ10＝−０.１１１３１×１０-3      Ａ10＝  ０.１６８９１×１０-3
【０４６６】
回折面係数
ｂ2 ＝−０.３６７６４×１０-2
ｂ4 ＝−０.９１７２７×１０-4
ｂ6 ＝−０.３４９０３×１０-4
ｂ8 ＝  ０.７７４８５×１０-5
ｂ10＝−０.１５７５０×１０-5
【０４６７】
実施例５
【０４６８】
光源波長λ1＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.４０      開口数ＮＡ1＝０.５０  無限仕様
【０４６９】
光源波長λ2＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.４０      開口数ＮＡ2＝０.５０  無限仕様
【０４７０】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
【０４７１】
【表５】
2010192104.tif 000012
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.１７００６             κ  ＝−４０.７８２
Ａ4 ＝−０.３０５６３×１０-2      Ａ4 ＝    ０.７３４４７×１０-2
Ａ6 ＝−０.４５１９９×１０-3      Ａ6 ＝    ０.８５１７７×１０-3
Ａ8 ＝  ０.５８８１１×１０-5      Ａ8 ＝  −０.８２７９５×１０-3
Ａ10＝−０.１３００２×１０-4      Ａ10＝    ０.２３０２９×１０-3
【０４７２】
回折面係数
ｂ2 ＝−０.７４４６１×１０-2
ｂ4 ＝  ０.１１１９３×１０-2
ｂ6 ＝−０.８５２５７×１０-3
ｂ8 ＝  ０.５０５１７×１０-3
ｂ10＝−０.１１２４２×１０-3
【０４７３】
（実施例６〜８）
【０４７４】
次に、実施例６〜８について説明する。図２３、図３０および図３７に、実施例６〜８の対物レンズである回折光学レンズのλ＝６５０ｎｍに対する光路図をそれぞれ示す。また、図２４、図３１および図３８に、実施例６〜８の回折光学レンズのλ＝７８０ｎｍ（ＮＡ＝０．５）に対する光路図をそれぞれ示す。また、図２５、図３２および図３９に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝６５０±１０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図２６、図３３および図４０に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝７８０±１０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図２７、図３４および図４１に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０４７５】
また、図２８、図３５および図４２に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝６５０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図をそれぞれ示す。また、図２９、図３６および図４３に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝７８０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図をそれぞれ示す。また、図４４、図４５および図４６に、実施例６〜８の回折光学レンズについての回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフをそれぞれ示す。ここで、回折輪帯数は、位相差関数を２πで割った値として定義される。
【０４７６】
実施例６〜８では、球面収差図に示されたとおり、波長λ＝６５０ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差となっている。また、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、実使用範囲であるＮＡ０．５０までがほぼ無収差となっているが、その外側のＮＡ０．５０〜０．６０の部分については球面収差が大きく、フレアとなっている。これによって、波長λ＝７８０ｎｍについて、適正なスポット径を得ることが可能となっている。
【０４７７】
以下、実施例６〜８のレンズデータを示す。〔表６〕〜〔表８〕、更に〔表１５〕〜〔表１８〕中、ＳＴＯは絞り、ＩＭＡは像面を表しており、絞りを含めた形で表現している。また、ＯＢＪは、物点（光源）を表しており、以下の各表においても同じである。
【０４７８】
実施例６
【０４７９】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３３      像側開口数ＮＡ＝０.６０  無限仕様
【０４８０】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３７      像側開口数ＮＡ＝０.５０（ＮＡ＝０.６０）  無限仕様
ｗ（７８０ｎｍの光束の結像面での１３．５％強度のビーム径）＝１．２０μｍ
【０４８１】
本実施例は、図４４に見るように、λ１の光束においても、λ２の光束においても、光軸からの高さが有効径のおよそ半分以下の中心部では、−１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、光軸からの高さが有効径のおよそ半分以上の周辺部では、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。ただし、本実施例において、輪帯ピッチを整数倍して、±１次回折光ではなく、高次の同次回折光を発生させるようにしてもよい。
【０４８２】
また、本実施例において、図２７に示されるように、第２の光情報記録媒体では、ＮＡ１＝０．６のとき、球面収差は＋２９μｍであり、ＮＡ２＝０．５のとき、球面収差は＋１μｍである。
また、本実施例において、開口数（ＮＡ）０．４における回折部のピッチは１４μｍである。
【０４８３】
【表６】
2010192104.tif 000013
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ＝−１．０７９５２             κ＝−３．４５２９２９
Ａ4 ＝０.５１９１９７２５×１０-2  Ａ4 ＝０.１５５９１２９２×１０-1
Ａ6 ＝０.１０９８８８６１×１０-2  Ａ6 ＝−０.４４５２８７３８×１０-2
Ａ8 ＝−０.４４３８６５１９×１０-3  Ａ8 ＝０.６５４２３４０４×１０-3
Ａ10＝５．４０５３１３７×１０-5   Ａ10＝−４．７６７９９９２×１０-5
【０４８４】
回折面係数
Ｂ2 ＝２９．４４３１０４
Ｂ4 ＝−１４．４０３６８３
Ｂ6 ＝３．９４２５９５１
Ｂ8 ＝−２．１４７１９５５
Ｂ10＝０．３１８５９２４８
【０４８５】
実施例７
【０４８６】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３３      像側開口数ＮＡ＝０.６０  無限仕様
【０４８７】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３７      像側開口数ＮＡ＝０.５０（ＮＡ＝０.６０）  有限仕様
【０４８８】
本実施例は、図４５に見るように、λ１の光束においても、λ２の光束においても、全面的に、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。ただし、本実施例において、輪帯ピッチを整数倍して、＋１次回折光ではなく、高次の同次回折光を発生させるようにしてもよい。
【０４８９】
【表７】
2010192104.tif 000014
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ＝−１．８０１３２９             κ＝−８．８７１６４７
Ａ4 ＝０.１６１５４２２×１０-1  Ａ4 ＝０.１４９２５１１×１０-1
Ａ6 ＝−０.４９３７９６９×１０-3  Ａ6 ＝−０.４４４７４４５×１０-2
Ａ8 ＝０.１１０３８３２２×１０-3  Ａ8 ＝０.６００６７１４３×１０-3
Ａ10＝−２．１８２３３０６×１０-5   Ａ10＝−３．４６８４２０６×１０-5
【０４９０】
回折面係数
Ｂ2 ＝−１７．１５０２３７
Ｂ4 ＝−４．１２２７０４５
Ｂ6 ＝１．１９０２２４９
Ｂ8 ＝−０．２６２０２２２２
Ｂ10＝０．０１８８４５３１５
【０４９１】
実施例８
【０４９２】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３３      像側開口数ＮＡ＝０.６０  無限仕様
【０４９３】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３５      像側開口数ＮＡ＝０.５０（ＮＡ＝０.６０）  無限仕様
ｗ（７８０ｎｍの光束の結像面での１３．５％強度のビーム径）＝１．２７μｍ
【０４９４】
本実施例は、図４６に見るように、λ１の光束においても、λ２の光束においても、ごく周辺部のみ−１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、他は＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。ただし、本実施例において、輪帯ピッチを整数倍して、±１次回折光ではなく、高次の同次回折光を発生させるようにしてもよい。
【０４９５】
また、本実施例において、図４１に示されるように、第２の光情報記録媒体では、ＮＡ１＝０．６のとき、球面収差は＋６８μｍであり、ＮＡ２＝０．５のとき、球面収差は＋９μｍである。
【０４９６】
また、本実施例において、開口数（ＮＡ）０．４におけるピッチは６１μｍである。
【０４９７】
【表８】
2010192104.tif 000015
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ＝−１．２５３２               κ＝−９．１５１３６２
Ａ4 ＝０.１００７×１０-1  Ａ4 ＝０.１３３３２７×１０-1
Ａ6 ＝−０.８５８４９×１０-3  Ａ6 ＝−０.３７８６８２×１０-2
Ａ8 ＝−１．５７７３×１０-5  Ａ8 ＝０.３００１×１０-3
Ａ10＝３．２８５５×１０-5   Ａ10＝４．０２２２１×１０6
【０４９８】
回折面係数
Ｂ2 ＝３．４２５１×１０-21
Ｂ4 ＝０．０７６３９７７
Ｂ6 ＝−５．５３８６
Ｂ8 ＝０．０５９３８
Ｂ10＝０．２２２４
ここで、実施例６〜８に基づいて、レンズに入射する半導体レーザの波長の変動要因について考察する。半導体レーザの波長の個体ばらつきは、±２から３ｎｍ程度、多モード発振の幅が±２ｎｍ程度、書き込み時のモードホップが２ｎｍ程度と考えられる。これらの要因による半導体レーザの波長変動に伴う、レンズの球面収差の変動を考慮した場合について説明する。
【０４９９】
つまり、異なる２波長の光源に対し、光ディスクの透明基板の厚みがそれぞれで異なる場合、実施例６に関するデータから理解されるように、異なる２波長の光源からの無限光（平行光束）に対して無収差に補正したレンズでは、１つの光源での波長１０ｎｍ程度の変化に対し、球面収差変動が比較的大きい。実施例６では、６５０ｎｍの波長においては波面収差が０．００１λｒｍｓであるが、６４０ｎｍおよび６６０ｎｍの波長においては、波面収差が０．０３５λｒｍｓ程度に劣化する。もちろん、レーザの波長がよく管理された光学系に対しては、実施例６も十分実用に供することができる。これに対し、実施例７のレンズのように、どちらか一方の光源からの無限光に対してほぼ無収差で、もう一方の波長の光源からの有限光（非平行光束）に対してほぼ無収差に補正したレンズでは、１つの光源の波長１０ｎｍ程度の変化に対し、球面収差変動を極めて小さく抑えることが可能となる。
【０５００】
次に、本実施の形態の回折光学系（回折光学レンズを有する光学系）の性能の温度変化について考察する。まず、半導体レーザの波長は、温度が３０℃上昇すると６ｎｍ程度伸びる傾向がある。これに対し、回折光学系がプラスチックレンズで構成されている場合、３０℃温度が上昇すると、屈折率が０．００３ないし０．００４程度減少する傾向がある。実施例６のような、２つの波長のどちらの無限光に対しても無収差に補正したレンズでは、半導体レーザの波長の温度変化による要因とプラスチックレンズの屈折率の温度変化による要因とが補償効果を起こし、温度変化に極めて強い光学系を作り出すことができる。また、実施例６において、素材がガラスである場合も、温度変化に対し許容幅のある光学系にすることは可能である。また、実施例７においても、実施例６には及ばないものの、３０℃の温度変化で、波面収差の劣化は０．０３５λｒｍｓ程度であり、実用上充分な温度補償ができている。
【０５０１】
上述の温度変化の補償効果について更に説明する。波長の異なる２つの光源により、透明基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生する場合において、回折パターンを有する対物レンズを用いることにより、それぞれの光ディスクの情報記録面に必要とされる開口数ないしそれ以上の開口数においても波面収差のｒｍｓ値がそれぞれの波長の０．０７以下とすることができるので、専用の対物レンズと同等の結像特性を得ることができる。低価格でコンパクトな光ピックアップ装置とするために、光源には半導体レーザが用いられ、対物レンズにはプラスチックレンズが用いられることが多い。
【０５０２】
レンズ用のプラスチック材料には種々のものがあるが、屈折率の温度変化や線膨張係数がガラスに比べて大きい。特に、屈折率の温度変化がレンズの諸特性に影響を及ぼす。２５℃近傍の屈折率の温度変化としては、光ピックアップの光学素子として用いられるプラスチック材料では、−０．０００２／℃ないし−０．００００５／℃である。さらに、低複屈折材料は−０．０００１／℃のものが多い。また、レンズ用の熱硬化性プラスチックはさらに温度変化に対して屈折率の変化が大きく、上記範囲を外れるものもある。
【０５０３】
半導体レーザに関しても、現在の技術で製作されるものについては、発振波長に温度依存性があり、２５℃近傍の発振波長の温度変化は、０．０５ｎｍ／℃ないし０．５ｎｍ／℃である。
【０５０４】
光情報記録媒体の情報を再生または光情報記録媒体に情報を記録するための光束の波面収差が温度により変化しｒｍｓ値が波長の０．０７以上となると光ピックアップ装置としての特性を維持することが困難であり、特に、より高密度の光情報媒体において波面収差の温度変化について留意する必要がある。プラスチックレンズの温度変化による波面収差の変化では焦点ズレと球面収差の変化の双方が起こっているが、前者は光ピックアップ装置において焦点制御を行うので、後者が重要である。ここで、プラスチック材料は温度変化ΔＴ（℃）があったときの屈折率の変化量をΔｎとしたときに、
−０．０００２／℃＜Δｎ／ΔＴ＜−０．００００５／℃
の関係を満たし、半導体レーザは、温度変化ΔＴがあったときの発振波長の変化量をΔλ１としたときに、
０．０５ｎｍ／℃＜Δλ１／ΔＴ＜０．５ｎｍ／℃
の関係を満たすと、プラスチックレンズの屈折率の温度変化による波面収差の変動と、半導体レーザ光源の波長の温度変化とによる波面収差の変動とが打ち消しあう方向に作用し、補償効果を得ることができる。
【０５０５】
また、環境温度変化が△Ｔ（℃）あったときに、波面収差の３次の球面収差成分の変化量を△ＷＳＡ３（λｒｍｓ）とすると、これは対物レンズを通過する光束の対物レンズの光情報媒体側の開口数（ＮＡ）の４乗に比例し、プラスチックレンズの焦点距離ｆ（ｍｍ）に比例し、波面収差を波長単位で評価しているので光源の波長λ（ｍｍ）に反比例する。したがって、次式が成立する。
△ＷＳＡ３＝ｋ・（ＮＡ）4・ｆ・△Ｔ／λ                      （ａ１）
ここで、ｋは対物レンズの種類に依存する量である。
ちなみに、プラスチック製の両面非球面対物レンズで、焦点距離３．３６ｍｍ、光情報媒体側の開口数が０．６で入射光束が平行光の場合に最適化されているものが、MOC/GRIN'97 Techical Digest C5 p40-p43、"The Temperature characteristics of a new optical system with quasi-finite conjugate plastic objective for high density optical disk use"に記載されているが、この文献の中のグラフから、３０℃の温度変化でＷＳＡ３が０．０４５λｒｍｓだけ変化しており、ＤＶＤ用途であることから、波長は、λ＝６５０ｎｍと考えられる。以上のデータを式（ａ１）に代入すると、ｋ＝２．２×１０-6が得られる。また、温度変化による波長変化の影響に関しては記載がないが、発振波長の温度変化が小さい場合、回折を使用しない対物レンズについては、温度による屈折率変化の影響のほうが大きい。
【０５０６】
ＤＶＤについて記録及び／または再生する光ピックアッブ装置に関しては、ｋが上記値以下であることが必要となる。透明基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生する場合に、回折パターンを有する対物レンズにおいて、温度変化による波長変化の影響も無視することはできなくなる。特にｋに関し、焦点距離、プラスチック材料の屈折率の温度変化、透明基板の厚さの差、二つの光源の発振波長の差等によりｋの値は異なるが、実施例６においては、半導体レーザの波長の温度変化による要因とプラスチックレンズの屈折率の温度変化による要因とが補償効果を起こし、対物レンズがプラスチックレンズであっても温度変化による波面収差の変化は少なくシミュレーションによると、
ｋ＝２．２×１０-6／℃、ｋ＝０．４×１０-6／℃
となる。
【０５０７】
ｋとしては、０．３＜ｋ＜２．２の範囲を取ることができる。したがって、式（ａ１）より、
【０５０８】
ｋ＝ΔＷＳＡ３・λ／｛ｆ・（ＮＡ１）4・ΔＴ（ＮＡ）｝      （ａ２）
であるから、
０．３×１０-6／℃＜ΔＷＳＡ３・λ／｛ｆ・（ＮＡ１）4・ΔＴ｝＜
２．２×１０-6／℃                                             （ａ３）
となる。式（ａ３）において、ｋの値が上限を越えると、温度変化により光ピックアップ装置としての特牲を維持することが困難となり易く、また、下限を越えると、温度変化に対しての変動は少ないが、波長たけが変化した場合において光ピックアップ装置としての特性を維持することが困難となり易い。
【０５０９】
また、実施例８においては、実施例６と比較して、一方の波長、即ち、７８０ｎｍの波長の性能を許容範囲内でやや悪くすることにより、もう一方の波長、即ち、６５０ｎｍの波長近傍±１０ｎｍでの球面収差変動を小さくすることができる。実施例６においては、波長６４０ｎｍ若しくは６６０ｎｍでの波面収差は０．０３５λｒｍｓ程度であるが、実施例８においては、波長６４０ｎｍ若しくは６６０ｎｍでの波面収差は０．０２０λｒｍｓ程度に向上させることができる。この二つの要因はトレードオフの関係があるが、バランスを保つことが重要であり、０．０７λｒｍｓを超えると、レンズ性能が悪化し、光ディスク用光学系として用いることは困難となってくる。
【０５１０】
次に、実施例６に基づいて、波長変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量と軸上色収差の変化量との関係について説明する。実施例６のように透明基板の厚さが薄い方の情報記録媒体には短い方の波長の光束を使用し、透明基板の厚さが厚い方の情報記録媒体には長い方の波長の光束を使用する一つの光ピックアップ装置で、それら光束に使用される対物レンズでは、回折面の作用によって、或る波長に対して波長が長くなった場合に球面収差をアンダー側に変位させることで、透明基板厚の差によって生じる球面収差を補正することができる。
【０５１１】
この対物レンズにおいて、少なくとも一方の光源の使用波長の微小な変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量と軸上色収差の変化量とを、それぞれ△ＳＡ、△ＣＡとすれば、
−１＜△ＳＡ／△ＣＡ＜−０．２
を満たすことが望ましい。この式は使用波長が変化した時の、マージナル光線の球面収差の変化量と軸上色収差の変化量との比を示し、この条件式の下限を上回ることで、回折輪帯の間隔を大きくでき、回折効率の高い回折面が製造し易く、条件式の上限を下回ることで、回折面が負で大きな屈折力を持つことを抑制でき、また軸上色収差の波長変化が過大にならず、モードポップ等の波長変化に対して焦点位置の変動を抑えることができる。なお、波長の微小な変化とは、１０ｎｍ以下程度の変化を意味する。実施例６では図２５に見るように、波長６５０ｎｍにおいて△ＳＡ／△ＣＡの値は−０．７である。
【０５１２】
ここで、回折パワーとレンズ形状との関係について説明する。図４７に、回折パワーとレンズ形状との関係を模式的に示す。図４７（ａ）は回折パワーがすべての部分で正のレンズ形状を示す図であり、図４７（ｂ）は回折パワーがすべての部分で負のレンズ形状を示す図である。実施例６のレンズは、図４７（ｃ）に示すように、回折パワーが光軸付近では負のパワーであり、途中で正のパワーに切り替わるように設計されている。これにより、回折輪帯のピッチが細かくなりすぎないようにすることができる。また、実施例８のように、レンズの周辺部付近で回折パワーが、正のパワーから負のパワーに切り替わるように設計することにより、２波長間で、良好な収差を得ることもできる。図４７（ｄ）のように、例えば、回折パワーが光軸付近では正のパワーであり、途中で負のパワーに切り替わるようにできる。
【０５１３】
図４７（ｃ）では、回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置している。また、図４７（ｄ）では、回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置している。
【０５１４】
〈実施例９、１０〉
【０５１５】
実施例９、１０の対物レンズは、上述した〔数３〕で表される非球面形状を屈折面に有しており、実施例９は２光源対応の有限共役型、実施例１０は、第２の実施の形態に係る対物レンズの具体例であり、３光源対応の有限共役型である。また、実施例９、１０では回折面が単位をラジアンとした位相差関数ΦBとして上述の〔数１〕で表される。
【０５１６】
図５０および図５１に、実施例９の対物レンズのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図５２に、実施例９の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図５３および図５４に、実施例９の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図５５、図５６に、実施例９の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよび波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５１７】
図５７〜図５９に、実施例１０の対物レンズのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図６１、図６１に、実施例１０の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝４００ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図を示す。また、図６２および図６３に、実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６５までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図６４〜図６６に、実施例１０の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよび波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５１８】
実施例９、１０の対物レンズによると、何れの実施例でも、７８０ｎｍ波長光に対しては、実使用上のＮＡ０．４５を超える光束では大きな球面収差を生じ、フレアとして情報の記録および／または再生には寄与しない。
【０５１９】
以下、実施例９、１０のレンズデータを示す。〔表９〕、〔表１０〕中、ｒはレンズの曲率半径、ｄは面間隔、ｎは各波長での屈折率、νはアッベ数を示す。また、参考として、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）での屈折率と、νｄ（アッベ数）を記す。また、面No.の数字は、絞りを含めて表示しており、また、本実施例では、便宜上、光ディスクの透明基板に相当する部分の前後２か所に空気間隔を分けて表現している。
【０５２０】
実施例９
f＝3.33  像側 NA 0.60           倍率  -0.194  (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.35  像側 NA 0.45(NA 0.60)  倍率  -0.195  (波長λ＝780nmのとき)
【０５２１】
【表９】
2010192104.tif 000016
非球面１  κ ＝-0.1295292            回折面１  B2 ＝ 0
A4 ＝-0.0045445253                   B4 ＝-7.6489594
A6 ＝-0.0011967305                   B6 ＝ 0.9933123
A8 ＝-0.00011777995                  B8 ＝-0.28305522
A10＝-5.3843777×10-5                 B10＝ 0.011289605
A12＝-9.0807729×10-6
【０５２２】
非球面２  κ ＝-5.161871
A4 ＝ 0.019003845
A6 ＝-0.010002187
A8 ＝ 0.004087239
A10＝-0.00085994626
A12＝ 7.5491556×10-5
【０５２３】
実施例１０
f＝3.31  像側 NA 0.65           倍率  -0.203  (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.14  像側 NA 0.65           倍率  -0.190  (波長λ＝400nmのとき)
f＝3.34  像側 NA 0.45(NA 0.65)  倍率  -0.205  (波長λ＝780nmのとき)
【０５２４】
【表１０】
2010192104.tif 000017
非球面１  κ ＝-0.08796008          回折面１  B2 ＝  0
A4 ＝-0.010351744                   B4 ＝-61.351934
A6 ＝ 0.0015514472                  B6 ＝  5.9668445
A8 ＝-0.00043894535                 B8 ＝ -1.2923244
A10＝ 5.481801×10-5                 B10＝  0.041773541
A12＝-4.2588508×10-6
【０５２５】
非球面２  κ ＝-302.6352            回折面２  B2 ＝   0
A4 ＝   0.002                       B4 ＝ 341.19136
A6 ＝  -0.0014                      B6 ＝-124.16233
A8 ＝   0.0042                      B8 ＝  49.877242
A10＝  -0.0022                      B10＝  -5.9599182
A12＝   0.0004
【０５２６】
なお、上記実施例１０の対物レンズの具体例は、第３の実施の形態にも同様に適用できる。
【０５２７】
〈実施例１１〜１４〉
【０５２８】
実施例１１〜１４の対物レンズは、上述した〔数３〕で表される非球面形状を屈折面に有しており、また、実施例１１〜１３では回折面が単位をラジアンとした位相差関数ΦBとして上述の〔数１〕で表され。実施例１４では回折面が単位をｍｍとした光路差関数Φbとして上述の〔数２〕で表わされる。
【０５２９】
これら実施例１１〜１４の対物レンズ特性を得るに当たって、第１光ディスク（ＤＶＤ）用の光源波長を６５０ｎｍ、第２光ディスク（青色レーザ使用次世代高密度光ディスク）用の光源波長を４００ｎｍとし、第１および第２光ディスクの透明基板厚さｔ１は共にｔ１＝０．６ｍｍである。また、ｔ１とは異なる透明基板の厚さｔ２＝１．２ｍｍを有する第３光ディスク（ＣＤ）用の光源波長は７８０ｎｍとした。また、光源波長４００ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対応する開口数ＮＡとして、０．６５、０．６５、０．５をそれぞれ想定している。
【０５３０】
（実施例１１）
【０５３１】
実施例１１は、第４の実施の形態に係わる対物レンズの具体例であり、対物レンズには平行光が入射するように構成されている。この実施例では、回折面の位相差関数の係数に２乗項が含まれず（Ｂ2＝０）、２乗項以外の項の係数だけを使用している。
【０５３２】
図６８〜図７０に、実施例１１の対物レンズのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図７１および図７２に、実施例１１の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝４００ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図を示す。また、図７３および図７４に、実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６５までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図７５〜図７７に、実施例１１の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５３３】
以下、実施例１１のレンズデータを示す。〔表１１〕中、ｒはレンズの曲率半径、ｄは面間隔、ｎは各波長での屈折率を示す。また、面No.の数字は、絞りを含めて表示している。
【０５３４】
実施例１１
f＝3.33  像側 NA 0.65               (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.15  像側 NA 0.65               (波長λ＝400nmのとき)
f＝3.37  像側 NA 0.45(NA 0.65)      (波長λ＝780nmのとき)
【０５３５】
【表１１】
2010192104.tif 000018
非球面１  κ ＝-0.1847301           回折面１  B2 ＝  0
A4 ＝-0.0090859227                  B4 ＝-69.824562
A6 ＝ 0.0016821871                  B6 ＝  0.35641549
A8 ＝-0.00071180761                 B8 ＝  0.6877372
A10＝ 0.00012406905                 B10＝ -0.18333885
A12＝-1.4004589×10-5
【０５３６】
非球面２  κ ＝-186.4056            回折面２  B2 ＝   0
A4 ＝   0.002                       B4 ＝ 745.72117
A6 ＝  -0.0014                      B6 ＝-334.75078
A8 ＝   0.0042                      B8 ＝  81.232224
A10＝  -0.0022                      B10＝  -5.3410176
A12＝   0.0004
【０５３７】
実施例１１（および後述する実施例１２）のような対物レンズと３つの光源とを有する光ピックアップ装置において、非球面係数及び位相差関数の係数を適当に設計することで、透明基板厚さの違いにより発生する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の色収差を各ディスクともに補正することが可能である。また、図７４から明らかなように、第３光ディスクでは実使用上の開口数ＮＡ０．４５の外側をフレアとしている。
【０５３８】
（実施例１２）
【０５３９】
また、実施例１２の対物レンズは、有限距離からの発散光が入射するように構成されている。この実施例では、回折面の位相差関数の係数に２乗項が含まれず（Ｂ2＝０）、２乗項以外の項の係数だけを使用している。
【０５４０】
図７８〜図８０に、実施例１２の対物レンズのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図８１および図８２に、実施例１２の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝４００ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図を示す。また、図８３および図８４に、実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６５までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図８５〜図８７に、実施例１２の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５４１】
以下、実施例１２のレンズデータを示す。
【０５４２】
実施例１２
f＝3.31  像側 NA 0.65           倍率  -0.203  (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.14  像側 NA 0.65           倍率  -0.190  (波長λ＝400nmのとき)
f＝3.34  像側 NA 0.45(NA 0.65)  倍率  -0.205  (波長λ＝780nmのとき)
【０５４３】
【表１２】
2010192104.tif 000019
非球面１  κ ＝-0.08796008          回折面１  B2 ＝  0
A4 ＝-0.010351744                   B4 ＝-61.351934
A6 ＝ 0.0015514472                  B6 ＝  5.9668445
A8 ＝-0.00043894535                 B8 ＝ -1.2923244
A10＝ 5.481801×10-5                 B10＝  0.041773541
A12＝-4.2588508×10-6
【０５４４】
非球面２  κ ＝-302.6352            回折面２  B2 ＝   0
A4 ＝   0.002                       B4 ＝ 341.19136
A6 ＝  -0.0014                      B6 ＝-124.16233
A8 ＝   0.0042                      B8 ＝  49.877242
A10＝  -0.0022                      B10＝  -5.9599182
A12＝   0.0004
【０５４５】
実施例１２のような対物レンズと３つの光源とを有する光ピックアップ装置において、透明基板厚さの違いにより発生する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の色収差について各ディスクともに補正することが可能である。また、図８４から明らかなように、第３光ディスクでは実使用上の開口数ＮＡ０．４５の外側をフレアとしている。
【０５４６】
（実施例１３）
【０５４７】
また、実施例１３の対物レンズは、第４の実施の形態に係わる対物レンズの他の具体例であり、無限距離からの平行光が入射するように構成されている。この実施例では、回折面の位相差関数の係数として２乗項および２乗項以外の項が使用されている。
【０５４８】
図８８〜図９０に、実施例１３の対物レンズのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図９１および図９２に、実施例１３の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝４００ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図９３および図９４に、実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図９５〜図９７に、実施例１３の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５４９】
以下、実施例１３のレンズデータを示す。
【０５５０】
実施例１３
f＝3.31  像側 NA 0.60               (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.14  像側 NA 0.60               (波長λ＝400nmのとき)
f＝3.34  像側 NA 0.45(NA 0.60)      (波長λ＝780nmのとき)
【０５５１】
【表１３】
2010192104.tif 000020
非球面１  κ ＝-0.3363369           回折面１  B2 ＝-177.66083
A4 ＝-0.0025421455                  B4 ＝ -46.296284
A6 ＝-0.0010660122                  B6 ＝  -6.8014831
A8 ＝ 4.7189743×10-5                B8 ＝   1.6606499
A10＝ 1.5406396×10-6                B10＝  -0.39075825
A12＝-7.0004876×10-6
【０５５２】
非球面２  κ ＝43.44262             回折面２  B2 ＝ 241.52445
A4 ＝ 0.002                         B4 ＝ 402.41974
A6 ＝-0.0014                        B6 ＝-191.87213
A8 ＝ 0.0042                        B8 ＝  64.779696
A10＝-0.0022                        B10＝  -8.6741764
A12＝ 0.0004
【０５５３】
本実施例では、回折面の位相差関数の係数として２乗項および２乗項以外の項が使用されているために、透明基板厚さの違いにより発生する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の色収差と軸上色収差について各ディスクともに補正することが可能となっている。また、図９４から明らかなように、第３光ディスクでは実使用上の開口数ＮＡ０．４５の外側をフレアとしている。
【０５５４】
（実施例１４）
【０５５５】
実施例１４の対物レンズは、第６の実施の形態に係わる対物レンズの具体例であり、無限距離から波長４００ｎｍと６５０ｎｍの平行光が入射し、有限距離から波長７８０ｎｍの発散光が入射するように構成されている。この実施例では、回折面の光路差関数の係数として２乗項および２乗項以外の項が使用されている。
【０５５６】
図９８に、実施例１４の対物レンズのλ＝４００ｎｍにおける光路図を示す。また、図９９および図１０１に、実施例１４の対物レンズについてのλ＝４００ｎｍ±１０ｎｍ、λ＝６５０ｎｍ±１０ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍ±１０ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図を示す。
【０５５７】
以下、実施例１４のレンズデータを示す。
【０５５８】
実施例１４
f＝    像側 NA 0.65               (波長λ＝650nmのとき)
f＝    像側 NA 0.65               (波長λ＝400nmのとき)
f＝    像側 NA 0.45(NA 0.65)      (波長λ＝780nmのとき)
【０５５９】
【表１４】
2010192104.tif 000021
非球面１  κ ＝-2.0080           回折面  b2 ＝-0.51589×10-3
A4 ＝ 0.18168×10-1            b4 ＝-0.24502×10-3
A6 ＝-0.91791×10-3            b6 ＝ 0.49557×10-4
A8 ＝ 0.16455×10-3            b8 ＝-0.14497×10-4
A10＝-0.11115×10-4
【０５６０】
非球面２  κ ＝3.1831
A4 ＝   0.14442×10-1
A6 ＝  -0.17506×10-2
A8 ＝   0.21593×10-4
A10＝   0.12534×10-4
【０５６１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。回折を対物レンズの両面に形成したが、光ピックアップ装置の光学系内の光学素子のある一面に設けてもよい。また輪帯状回折面をレンズ面全体に形成したが、部分的に回折面を形成しても良い。さらに、青色レーザ使用次世代高密度光ディスクとして、光源波長４００ｎｍ、透明基板の厚さ０．６ｍｍと仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに関しても本発明は適用が可能である。
【０５６２】
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。
【０５６３】
図１１７は、本実施の形態の対物レンズ及びこれを含む光ピックアップ装置の概略構成である。図１１７のように、第１の半導体レーザ１１１と第２の半導体レーザ１１２が光源としてユニット化されている。コリメータ１３と対物レンズ１６との間にビームスプリッタ１２０が配置され、コリメータ１３でほぼ平行にされた光がビームスプリッタ１２０を通過し対物レンズ１６へ向かう。また、情報記録面２２から反射した光束が光路変更手段としてのビームスプリッタ１２０で光検出器３０に向かうように光路を変える。対物レンズ１６はその外周にフランジ部１６ａを有し、このフランジ部１６ａにより対物レンズ１６を光ピックアップ装置に容易に取り付けることができる。また、フランジ部１６ａは対物レンズ１６の光軸に対し略垂直方向に延びた面を有するから、更に精度の高い取付が容易にできる。
【０５６４】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、コリメータ１３を透過し平行光束となる。さらにビームスプリッタ１２０を経て絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６により第１の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７を介して、ビームスプリッタ１２０で反射され、シリンドリカルレンズ１８０により非点収差が与えられ、凹レンズ５０を経て、光検出器３０上ヘ入射し、光検出器３０から出カされる信号を用いて、第１の光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０５６５】
また、光検出器３０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１の光ディスク２０の情報記録面２２上に結像するように対物レンズ１６を移動させるとともに、第１の半導体レ―ザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６を移動させる。
【０５６６】
次に、第２の光ディスクを再生する場合、第２の半導体レーザ１１２から出射された光束は、コリメータ１３を透過し平行光束となる。さらにビームスプリッタ１２０を経て絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６により第２の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７を介して、ビームスプリッタ１２０で反射され、シリンドリカルレンズ１８０により非点収差が与えられ、凹レンズ５０を経て、光検出器３０上ヘ入射し、光検出器３０から出力される信号を用いて、第２の光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。また、光検出器３０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５か第１の半導体レーザ１１２からの光束を第２光ディスク２０の情報記録面２２上に結像するように対物レンズ１６を移動させるとともに、第２の半導体レーサ１１２からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６を移動させる。
【０５６７】
対物レンズ（回折レンズ）１６は、第１の光ディスク、第２の光ディスクの記録及び／または再生に必要な開口数のうち大きい方の開口数（最大開口数）まで、それぞれの半導体レーザからの入射光に対して、それぞれの波長（λ）に対して０．０７λｒｍｓ以下であるように設計されている。このため、それぞれの光束の結像面上の波面収差は、０．０７λｒｍｓ以下となっている。従って、結像面上及び検出器３０上でどちらの光ディスクの記録及び／または再生時にフレアがなく、合焦誤差検出やトラック誤差検出の特性が良好となる。
【０５６８】
なお、第１の光ディスクをＤＶＤ（光源波長６５０ｎｍ）、第２の光ディスクをＣＤ（光源波長７８０ｎｍ）とするケースや、第１の光ディスクを次世代高密度光ディスク（光源波長４００ｎｍ）、第２の光ディスクをＤＶＤ（光源波長６５０ｎｍ）のケースが想定されるが、特に、それぞれの光ディスクの必要開口数に大きな差がある場合には、上記のような場合には、必要なスポット径に比較してスポットが小さすぎる場合もある。このときは本明細書の他の箇所で説明している開口制限手段を導入し、所望のスポット径とすればよい。
【０５６９】
以下、第７の実施の形態に係わる対物レンズの具体例として、球面収差補正レンズの実施例１５、１６，１７，１８を説明する。各実施例で波面収差が、最大開口数に対し０．０７λｒｍｓ以下に補正されている。なお、以下において像側とは光情報記録媒体側の意味である。
【０５７０】
〈実施例１５〉
【０５７１】
図１１８に、実施例１５の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図１１９に、実施例１５の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図１２０は光情報記録媒体の透明基板が図１１８より厚い場合の実施例１５の回折光学レンズの光路図を示す。図１２１に、図１２０の場合の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０５７２】
実施例１５の回折光学レンズによると、図１１９に示すように、波長λ＝６５０ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差である。また、図１２０、図１２１に示すように、透明基板が厚い場合で、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、ＮＡ０．６０までがほぼ無収差である。なお、λ＝７８０ｎｍのときの所定開口数は０．４５である。
【０５７３】
以上のように、実施例１５では、実施例１，６，８と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く波長が７８０ｎｍの場合の球面収差を透明基板がこれよりも薄く波長が６５０ｎｍの場合と同じ開口数（ＮＡ０．６０）まで補正できる。
【０５７４】
以下、実施例１５のレンズデータを示す。
【０５７５】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様（平行光束入射）
【０５７６】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３８  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５７７】
【表１５】
2010192104.tif 000022
非球面係数
非球面１
Ｋ＝−１．０３５８
Ａ4＝４．８６３２×１０-3
Ａ6＝５．３８３２×１０-4
Ａ8＝−１．５７７３×１０-4
Ａ10＝３．８６８３×１０-7
【０５７８】
非球面２
Ｋ＝−９．２５６３５２ 
Ａ4＝１．５８８７×１０-2
Ａ6＝−５．９７４２２×１０-3
Ａ8＝１．１１６１３×１０-3
Ａ10＝−９．３９６８２×１０-5
【０５７９】
回折面係数（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝６．０００×１０-3
ｂ4＝−１．３１７×１０-3
ｂ6＝１．５２７４×１０-4
ｂ8＝−６．５７５７×１０-5
ｂ10＝６．２２１×１０-6
【０５８０】
〈実施例１６〉
【０５８１】
図１２２に、実施例１６の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図１２３に、実施例１６の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図１２４は光情報記録媒体の透明基板が図１２２より厚い場合の実施例１６の回折光学レンズの光路図を示す。図１２５に、図１２４の場合の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０５８２】
実施例１６の回折光学レンズによると、図１２３に示すように、波長λ＝６５０ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差である。また、図１２４、図１２５に示すように、透明基板が厚い場合で、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、ＮＡ０．６０までがほぼ無収差である。なお、λ＝７８０ｎｍのときの所定開口数は０．４５である。
【０５８３】
以上のように、実施例１６では、実施例１，６，８と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く波長が７８０ｎｍの場合の球面収差を透明基板がこれよりも薄く波長が６５０ｎｍの場合と同じ開口数（ＮＡ０．６０）まで補正できる。なお、実施例１５，１６では、透明基板の厚さの差による球面収差をＮＡ０．６まで補正するために、回折による球面収差の補正作用が強いことが必要であるが、このため輪帯ピッチが狭くなるが、回折の近軸パワーを負にしてピッチの減少を緩和している。
【０５８４】
以下、実施例１６のレンズデータを示す。
【０５８５】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５８６】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３６  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５８７】
【表１６】
2010192104.tif 000023
非球面係数
非球面１
Ｋ＝−１．１３３１
Ａ4＝４．５３７５×１０-3
Ａ6＝１．２９６４×１０-3
Ａ8＝−３．６１６４×１０-4
Ａ10＝２．０７６５×１０-5
【０５８８】
非球面２
Ｋ＝−４．３５６２９８ 
Ａ4＝１．５７４２７×１０-2
Ａ6＝−４．９１１９８×１０-3
Ａ8＝７．７２６０５×１０-4
Ａ10＝−５．７５４５６×１０-5
【０５８９】
回折面係数（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝２．１６６５×１０-3
ｂ4＝−２．０２７２×１０-3
ｂ6＝５．５１７８×１０-4
ｂ8＝−１．８３９１×１０-4
ｂ10＝１．８１４８×１０-5
【０５９０】
〈実施例１７〉
【０５９１】
図１２６に、実施例１７の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図１２７に、実施例１７の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図１２８は光情報記録媒体の透明基板が図１２６より厚い場合の実施例１７の回折光学レンズの光路図を示す。図１２９に、図１２８の場合の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０５９２】
実施例１７の回折光学レンズによると、図１２７に示すように、波長λ＝６５０ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差である。また、図１２８、図１２９に示すように、透明基板が厚い場合で、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、ＮＡ０．６０までがほぼ無収差である。なお、λ＝７８０ｎｍのときの所定開口数は０．４５である。また、実施例１５〜１７は軸上色収差が異なり、また、輪帯ピッチも変わっている。
【０５９３】
以上のように、実施例１７では、実施例１，６，８と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く波長が７８０ｎｍの場合の球面収差を透明基板がこれよりも薄く波長が６５０ｎｍの場合と同じ開口数（ＮＡ０．６０）まで補正できる。
【０５９４】
以下、実施例１７のレンズデータを示す。
【０５９５】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５９６】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３４  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５９７】
【表１７】
2010192104.tif 000024
非球面係数
非球面１
Ｋ＝−１．０７５１
Ａ4＝５．０７３２×１０-3
Ａ6＝４．３７２２×１０-4
Ａ8＝−１．４７７４×１０-4
Ａ10＝９．６６９４×１０-7
【０５９８】
非球面２
Ｋ＝−１０．４１４１１ 
Ａ4＝１．５９４６３×１０-2
Ａ6＝−６．０２９６３×１０-3
Ａ8＝１．１１２６８×１０-3
Ａ10＝−９．３１５１×１０-5
【０５９９】
回折面係数（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝−２．０００×１０-3
ｂ4＝−１．４４６２×１０-3
ｂ6＝１．１３３１×１０-4
ｂ8＝−６．６２１１×１０-5
ｂ10＝６．８２２０×１０-6
【０６００】
〈実施例１８〉
【０６０１】
図１３０に、実施例１８の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図１３１に、実施例１８の回折光学レンズについての波長（λ）＝３９０，４００，４１０ｎｍに対する開口数０．７０までの球面収差図を示す。また、図１３２は光情報記録媒体の透明基板が図１３０より厚い場合の実施例１８の回折光学レンズの光路図を示す。図１３３に、図１３２の場合の回折光学レンズについての波長λ＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．７０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０６０２】
実施例１８の回折光学レンズによると、図１３１に示すように、波長λ＝４００ｎｍに対してはＮＡ０．７０までの全開口がほぼ無収差である。また、図１３２、図１３３に示すように、透明基板が厚い場合で、波長λ＝６５０ｎｍに対しては、ＮＡ０．７０までがほぼ無収差である。
【０６０３】
以上のように、実施例１７では、実施例１，６，８と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く波長が６５０ｎｍの場合の球面収差を透明基板がこれよりも薄く波長が４００ｎｍの場合と同じ開口数（ＮＡ０．７０）まで補正できる。
【０６０４】
以下、実施例１８のレンズデータを示す。
【０６０５】
光源波長λ＝４００ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３  像側開口数  ＮＡ＝０．７０  無限仕様
【０６０６】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．４３  像側開口数  ＮＡ＝０．７０  無限仕様
【０６０７】
【表１８】
2010192104.tif 000025
非球面係数
非球面１
Ｋ＝０．０
Ａ4＝−７．９６１６×１０-4
Ａ6＝−５．７２６５×１０-4
Ａ8＝８．３２０９×１０-5
Ａ10＝−４．１５９９×１０-5
【０６０８】
非球面２
Ｋ＝０．０ 
Ａ4＝３．１１１３１×１０-2
Ａ6＝−１．１８５４８×１０-2
Ａ8＝１．６３９３７×１０-3
Ａ10＝−６．６０５１４×１０-5
【０６０９】
回折面係数（基準波長４００ｎｍ）
ｂ2＝−１．４０４６×１０-3
ｂ4＝−８．６９５９×１０-4
ｂ6＝２．３４８８×１０-4
ｂ8＝−５．２４５５×１０-5
ｂ10＝３．６３８５×１０-6
【０６１０】
次に、上述の実施例１〜３，１４〜１８の各回折光学レンズの複数の輪帯のピッチについて説明する。複数の輪帯は光軸を中心としたほぼ同心円状に形成されており、レンズの像側の最大開口数に対応する輪帯のピッチＰｆ（ｍｍ）、最大開口数の１／２の開口数に対応する輪帯のピッチＰｈ（ｍｍ）、及び（（Ｐｈ／Ｐｆ）−２）の各値を表１９に示す。
【０６１１】
【表１９】
2010192104.tif 000026
０．４≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２５                      （ｂ１）
【０６１２】
本発明者らの更なる検討によれば、上述の式（ｂ１）が成立すると、即ち、この式の下限以上であると、高次の球面収差を補正する回折の作用が弱まることがなく、従って、透明基板の厚さが異なることによって生じる２波長間の球面収差の差を回折の作用で補正でき、また、上限以下であると、回折輪帯のピッチが過小となる箇所が生じ難くなり、回折効率の高いレンズを製造することが可能となることが判明した。
【０６１３】
また、上記関係式は、次の式（ｂ２）が好ましく、式（ｂ３）が更に好ましい。
【０６１４】
０．８≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦６．０                      （ｂ２）
【０６１５】
１．２≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２．０                      （ｂ３）
【０６１６】
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。
【０６１７】
波長６５０ｎｍの光源を使ってのＤＶＤの記録再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数ＮＡ１は０．６程度であり、波長７８０ｎｍの光源を使ってのＣＤの再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数ＮＡ２は０．４５程度（記録のときは０．５程度）である。したがって、上述の収差補正のための回折パターンは、開口数ＮＡ１までは必須ではない。
【０６１８】
さらに、光軸近傍は焦点深度が深く、球面収差量も少ないので、回折パターンは必須ではない。
【０６１９】
必要最低限の部分に回折パターンを形成し、残りの部分を屈折面とすることで、金型加工時のツールの損傷、成形時の離型性の向上、ＣＤ側で必要以上に集光スポットが絞られることに起因するディスクの厚みに誤差があるときや、ディスクが傾いたときの性能劣化を防ぐことができる。
【０６２０】
このためには、対物レンズの回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換されるとき、下記の条件を満足すれば良い。
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
【０６２１】
第１の光情報記録媒体がＤＶＤで、第１の光源の波長λ１が６５０ｎｍ、第２の光情報記録媒体がＣＤで第２の光源の波長λ２か７８０ｎｍの場合、
ＮＡＨ１は０．４３から０．５５
ＮＡＬ１は０．１０から０．４０
であることが好ましい。
【０６２２】
回折パターンを有する部分についての対物レンズの光学設計は、第１の光源から対物レンズに入射する光束の＋１次回折光がほぼ無収差の集光スポットとなるように行われる。
一方、回折パターンのない部分についての対物レンズの光学設計は、第１の光源から対物レンズに入射する光束がほぼ無収差の集光スポットとなるように行われる。
【０６２３】
両者の集光位置は、ほぼ一致する必要がある。さらに、それぞれの光束の位相も揃っていることが重要である。なお、位相に関しては、ｋを小さな整数としたとき、２ｋπずれていても、設計波長での集光特性は殆ど変わらないが、｜ｋ｜の絶対値が大きくなると、波長変動に弱くなってしまう。｜ｋ｜は１〜１０であることが好ましい。
【０６２４】
このとき、第２の光源からの光束のうち、対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、同時に回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、
【０６２５】
第２光情報記録媒体の記録再生が可能となるようなスポットを、第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束を利用して光情報記録媒体の情報記録面上に形成するように、回折パターンを有する部分からの光束と、回折パターンのない部分からの光束との集光位置と位相差が最適となるように、対物レンズを通った光束の球面収差の設定がなされている。
【０６２６】
実際には、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、かつ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることが望ましい。
【０６２７】
なお、特に、第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差の球面収差成分は０．０５λｒｍｓ以下であることが望ましい。
【０６２８】
第１の光源と対物レンズの間および第２の光源と対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、第１の光源から対物レンズに入射する光束および第２の光源から対物レンズに入射する光束が、それぞれ平行光であるような光ピックアップ装置とすることで、ピックアップの調整が容易となる。
【０６２９】
また、第１の光源からの光束と第２の光源からの光束に対してコリメータを共通にすることで、光ピックアップ装置のコストダウンを図ることができる。
【０６３０】
なお、第１の光源と第２の光源が別のパッケージである場合、コリメータに対してそれぞれの光源の位置を対物レンズに入射する光束がそれぞれ平行光となるように設定すれば良い。
【０６３１】
また、第１の光源と第２の光源とが同じパッケージである場合、それぞれの光源の位置の光軸方向の差を適切に設定して、対物レンズへの入射光がそれぞれ平行光となるようにしても良いし、その調整ができない場合、コリメータの色収差が最適化されたものを用いて対物レンズへの入射光がそれぞれ平行光になるようにしても良い。
【０６３２】
さらに、対物レンズに入射する光束が、収束光束であっても発散光束であっても良く、特に第１の光源から対物レンズに入射する光束よりも第２の光源から対物レンズに入射する光束をより発散度の強いものとすることによって、発散度の差によるアンダーの球面収差が発生し、回折パターンで補正する球面収差量を減らすことができる。
【０６３３】
図１１４は、開口数ＮＡＨ２、ＮＡＬ２が同じであり、近軸色収差を補正しない場合とした場合（ΔｆＢ＝０）に、第２光源からの光束について、第２光情報記録媒体（ＣＤ）の透明基板を通過した光束の球面収差を表す模式図である。
【０６３４】
ＮＡＨ２以下の第２光情報記録媒体の再生に寄与する光束の収束位置は、回折パターンによって補正されていない場合、Ｂ点にあるが、回折パターンによって補正され、ΔｆＢをほぼ０にされてＡ点に収束する。しかし、ＮＡＨ２より外側では回折パターンによって補正されず、その収差は屈折面のみによる収差曲線Ｓを示すことになる。
【０６３５】
図から明らかなように、光束の収束点とＮＡＨ２における球面収差の跳びは、近軸色収差の補正量ΔｆＢだけ大きくなり、ＮＡＨ２からＮＡ１までのフレア成分が収束する位置は、ＮＡＨ２以下の第２光情報記録媒体の再生に寄与する光束の収束位置と大きく離れるため、光検出器上においてフレア成分の影響が小さくなる。
【０６３６】
また、λ１とλ２で近軸色収差を補正することで、λ１近傍とλ２近傍においても、近軸色収差は小さくなり、光情報記録媒体への情報記録時に、レーザのパワー変動で発振波長が変化しても、焦点ずれが起きにくくなり、高速記録が可能となる。
【０６３７】
前述のようにＮＡＨ２からＮＡ１までのフレア成分の収束位置とＮＡＨ２以下の光束の収束位置とを離れたものとするためには、前記の回折パターンの外側に、第２の回折パターンを配設し、第１光源からの光束に対しては第２の回折パターンの＋１次回折光が前記の収束位置に集光され、第２光源からの光束は第２の回折パターンでは回折されずに透過するように第２の回折パターンを設計することによって、図１１５に示す収差補正状況にすることができる。
【０６３８】
すなわち、同図（ａ）は第１光源からの光束の収差補正状況を示し、ＮＡＨ１以上においても以下においても、比較的大きく設定された屈折面による収差は、＋１次回折光の補正効果により、無収差で収束位置に集光されている。しかし、同図（ｂ）のように、第２光源からの光束は、ＮＡＨ２より外側の回折パターン部分を通過する光束では、回折作用を受けない０次光となるので、その収差補正状況は回折パターンによる補正を受けない収差がそのまま表れるため、ＮＡＨ２における球面収差の跳びが大きくなり、フレア成分の収束位置と情報の再生に寄与する光束の収束位置が大きく離れるため、光検出器上においてフレア成分の影響が小さくなる。
【０６３９】
また、この第２の回折パターンでは、第１の光源からの光束は回折されず、第２の光源からの光束は、主に−１次回折光となるように第２の回折パターンを設計しても良い。これにより、図１１３で見るように、ＮＡＨ２からＮＡ１までの光束の、回折による球面収差をよりオーバーにすることによって、第２の光源について、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束の第２光情報記録媒体の透明基板を通ったときの球面収差は良好に補正され、一方、ＮＡＨ２より外側の光束のオーバーの球面収差を大きくすることが出来る。その結果、図１１６（ｂ）に見るように、ＮＡＨ２における球面収差の跳びが大きくなり、フレア成分の収束位置と情報の再生に寄与する光束の収束位置が大きく離れるため、光検出器上においてフレア成分の影響が小さくなる。
【０６４０】
同様に、光源から対物レンズまでの光路中に第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記第１の回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を透過させない開口制限手段を設け、光検出器上へ到達するフレア成分を減ずることで、その影響を小さくすることができる。
【０６４１】
この開口制限手段は、第１の光源からの出射光束と、第２光源からの出射光束とを光合波手段により合波した後の光路中に、第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記第１の回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収する輪帯フィルターを配設すれば良い。
【０６４２】
このようなフィルターには、例えば多層膜を利用したダイクロイックフィルターを利用することができる。勿論、対物レンズのいずれかの面に、上述のフィルター効果を持たせることもできる。
【０６４３】
また、この開口制限手段は、第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を回折させる輪帯フィルターであっても良い。
【０６４４】
以下、図面を参照して本発明の第８の実施の形態にかかるる第１〜第７の光ピックアップ装置を具体的に説明する。
【０６４５】
図１０２に示す第１の光ピックアップ装置は、第１の光ディスクの再生用の第１光源である半導体レーザ１１１と、第２の光ディスク再生用の半導体レーザ１１２とを有している。
【０６４６】
まず第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射された光束は、両半導体レーザ１１１、１１２からの出射光の合成手段であるビームスプリッタ１９０を透過し、偏光ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３０、１／４波長版１４を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６４７】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０、１／４波長板１４０、コリメータ１３０を透過して、偏光ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ１８により非点収差が与えられ、光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６４８】
また、光検出器３００上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１の光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６４９】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された光束は、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、上記第１半導体１１１からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３０、１／４波長板１４０、絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６５０】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０、１／４波長板１４０、コリメータ１３０、偏光ビームスプリッタ１２０、シリンドリカルレンズ１８０を介して、光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６５１】
また、第１の光ディスクの場合と同様、光検出器３００上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６５２】
図１０３の第２の光ピックアップ装置は、記録再生用の光学系に適した構成であるが、再生の場合について説明する。なお、以下の実施例において、図１０２の光ピックアップ装置と同一部材は同一符号で示す。
【０６５３】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射された光束は、偏光ビームスプリッタ１２１で反射され、コリメータ１３１、１／４波長板１４１を透過して円偏光の平行光となる。さらに、光合成手段であるビームスプリッタ１９０を透過し、絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６５４】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、さらにビームスプリッタ１９０、１／４波長板１４１、コリメータ１３１を透過して、偏光ビームスプリッタ１２１に入射し、ここを透過して非点収差が与えられ、光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６５５】
また、光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第２の光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６５６】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された光束は、偏光ビームスプリッタ１２２で反射され、コリメータ１３２、１／４波長板１４２を透過して円偏光の平行光となる。さらに、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、絞り１７０、対物レンズ１６０により第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６５７】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介してビームスプリッタ１９０で反射され、１／４波長板１４２、コリメータ１３２を透過して、偏光ビームスプリッタ１２２に入射し、ここを透過して非点収差が与えられ、光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６５８】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第２の半導体レーザ１１２からの光束を第１の光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１２からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させることは同様である。
【０６５９】
図１０４の第３の光ピックアップ装置は、記録再生用の光学系に適した構成であるが、再生の場合について説明する。
【０６６０】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、発散光束の発散度を小さくするカップリングリングレンズ６０、光合成手段であるビームスプリッタ１９０、ビームスプリッタ１２０を透過し、さらにコリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過して円偏光の平行光となる。さらに、絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６６１】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、１／４波長板１４０、コリメータ１３０を透過して、ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射され、シリンドリカルレンズ１８０で非点収差が与えられ、凹レンズ５０を介して光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６６２】
また、光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６６３】
第２の光ディスクを再生するための第２半導体レーザ１１２は、レーザ／検出器集積ユニット４００に光検出器３０２およびホログラム２３０とユニット化されている。「ユニット」あるいは「ユニット化」とは、ユニット化されている部材や手段が一体となって光ピックアップ装置に組込ができるようになっていることを意味し、装置の組立て時には１部品として組付けることができる上タイトされている。
【０６６４】
第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３０を透過し、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６６５】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介し、１／４波長板１４０、コリメータ１３０、ビームスプリッタ１２０を透過し、ビームスプリッタ１９０で反射され、ホログラム２３０で回折されて光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６６６】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６６７】
図１０５の第４の光ピックアップ装置においては、第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１は、レーザ／検出器集積ユニット４１０に光検出器３０１およびホログラム２３１とユニット化され、第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、ホログラム２３１を透過し、光合成手段であるビームスプリッタ１９０、コリメータ１３０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６６８】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０、ビームスプリッタ１９０を透過し、ホログラム２３１で回折されて光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６６９】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６７０】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２は、レーザ／検出器集積ユニット４２に光検出器３０２およびホログラム２３２とユニット化され、第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３２を透過し、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、コリメータ１３０を透過して平行光束となる。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６７１】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ビームスプリッタ１９０で反射され、ホログラム２３２で回折されて光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６７２】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６７３】
図１０６の第５の光ピックアップ装置においては、第１半導体レーザ１１１、第２半導体レーザ１１２、光検出手段３０、ホログラム２３０がレーザ／検出器集積ユニット４３０としてユニット化されている。
【０６７４】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、ホログラム２３０、コリメータ１３０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６７５】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ホログラム２３０で回折されて光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６７６】
また、光検出器３００上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６７７】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３０、コリメータ１３０を透過してほぼ平行光束となる。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６７８】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ホログラム２３０で回折されて光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６７９】
また、光検出器３００上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６８０】
図１０７の第６の光ピックアップ装置においては、第１半導体レーザ１１１、第２半導体レーザ１１２、第１の光検出手段３０１、第２の光検出手段３０２、ホログラム２３０がレーザ／検出器集積ユニット４３０としてユニット化されている。
【０６８１】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、ホログラム２３０のディスク側の面、コリメータ１３０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６８２】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ホログラム２３０のディスク側の面で回折され、第１の光源に対応した光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６８３】
また、光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６８４】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３０の半導体レーザ側の面で回折され、、コリメータ１３０を透過してほぼ平行光束となる。このホログラムの半導体レーザ側の面は、光合成手段としての機能を果たす。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６８５】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ホログラム２３０のディスク側の面で回折されて第２の光源対応した光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６８６】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６８７】
図１０８の第７の光ピックアップ装置は、記録再生用の光学系に適した構成であるが、再生の場合について説明する。
【０６８８】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、発散光束の発散度を小さくするカップリングリングレンズ６０、光合成手段であるビームスプリッタ１９０、ビームスプリッタ１２０を透過し、さらにコリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過して円偏光の平行光となる。さらに、絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６８９】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、１／４波長板１４０、コリメータ１３０を透過して、ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射され、シリンドリカルレンズ１８０で非点収差が与えられ、凹レンズ５０を介して光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６９０】
また、光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６９１】
第２の光ディスクを再生するための第２半導体レーザ１１２は、レーザ／検出器集積ユニット４００に光検出器３０２およびホログラム２３０とユニット化されている。
【０６９２】
第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３０を透過し、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６９３】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介し、１／４波長板１４０、コリメータ１３０、ビームスプリッタ１２０を透過し、ビームスプリッタ１９０で反射され、ホログラム２３０で回折されて光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６９４】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６９５】
透明基板の厚さｔ１が第１の光ディスクとほぼ同じで、波長λ１の第１の光源で記録再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数ＮＡも第１の光ディスクと同程度の第３のＳｕｐｅｒ  ＲＥＮＳ方式のディスクを記録再生する場合について説明する。
【０６９６】
Ｓｕｐｅｒ  ＲＥＮＳ方式のディスクは、現在精力的に検討が進められているもので、その構成の１例を図１０９に示す。その記録再生は近接場光学に基づき、再生信号としては反射光を利用する方式と透過光を利用する方式があり、本実施例の構成は透過光を利用して再生信号を得る方式を示す。
【０６９７】
Ｓｕｐｅｒ  ＲＥＮＳ方式の第３のディスクを記録再生する場合には、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、発散光束の発散度を小さくするカップリングレンズ６０、光合成手段であるビームスプリッタ１９０、ビームスプリッタ１２０を透過し、さらにコリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０、第１の保護膜２４０を介して非線形光学膜２５０に集光される。非線形光学膜２５０には、微小な開口が形成され、第２の保護膜２６０を介して情報記録層上の情報記録面２２０にエネルギーが伝達される。そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて透過した光は、第３の保護膜２７０を透過し、対物レンズとは反対側の集光レンズ９０で集められ、光検出器３０５に到達し、その出力信号により、第３の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６９８】
一方、非線形光学膜２５０から反射された光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、１／４波長板１４０、コリメータ１３０を透過して、ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射され、シリンドリカルレンズ１８０で非点収差が与えられ、凹レンズ５０を介して光検出器３０１上へに入射する。光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１の光ディスク２００の非線形光学膜２５０上に結像する用に対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６９９】
前述の光ピックアップ装置の対物レンズとして、第１の光源から無収差の平行光束が入射し、ＤＶＤの透明基板を通して無収差のスポットを形成するように設計された専用対物レンズを使って、対物レンズに第２の光源から無収差の平行光が入射し、ＣＤの透明基板を通ってスポットを形成した場合、
(1)対物レンズの屈折率の波長依存性
(2)光情報記録媒体の透明基板厚みの差
(3)透明基板屈折率の波長依存性
により球面収差が発生するが、(2)によるものがほとんどであることは既に述べた。
【０７００】
この(2)の要因による球面収差は、ＣＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ２において、ほぼ｜ｔ２−ｔ１｜および（ＮＡ２）4に比例する。図１１０は、対物レンズに波長λ１＝６５０ｎｍの平行光束が入射したときにＤＶＤの透明基板を通して無収差となるように設計された専用レンズについて、透明基板がＣＤの厚さで、波長λ２＝７８０ｎｍの光源を使用したときの、対物レンズから出射する光束の開口数を０．４５としたときの結像倍率Ｍ２と波面収差との関係を示したものである。結像倍率Ｍ２が０の場合は、ＤＶＤと同様、対物レンズに平行光束が入射する。
【０７０１】
図示のように、Ｍ２＝０のときは、約０．１３λｒｍｓの球面収差が発生し、回折限界性能のマレシャルの限界０．０７λｒｍｓより大きい。従って、何らかの手段によりＤＶＤ、ＣＤ双方とも波面収差がマレシャルの限界以下となるように球面収差を設定する必要が生じる。
【０７０２】
この対物レンズにおいて、結像倍率を負にして行くと、対物レンズで負の球面収差が発生し、Ｍ≒−０．０６のとき極小値となり、マレシャル限界内の値になる。このように、結像倍率によって、補正しなければならない球面収差量は異なり、図示の例においては、Ｍ≒−０．０６のときはあえて他の手段によって球面収差を補正する必要はない。また、ＣＤ−Ｒの情報記録に必要なＮＡが０．５のときは、さらに補正する球面収差は大きくなる。
【０７０３】
次に、上述の各光ピックアップ装置において、好ましいコリメート調整手段について説明する。説明を簡単にするために、コリメータと対物レンズからなる集光光学系を使用した光ピックアップ装置について考察する。コリメータと光源の距離は、コリメータの光軸上の焦点位置に光源を配置することで所望の平行光がコリメータより出射する。コリメータのバックフォーカス、半導体レーザの取り付け位置と発光点との間隔、コリメータや半導体レーザをマウントする光ピックアップ装置のハウジングの製造バラツキが小さく押さえられているため、半導体レーザとコリメータの間隔を調整しなくても、実用上間題ない精度の平行光が得られる。
【０７０４】
ところで、波長の異なる２つの光源により、透明基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生する場合において、回折パターンを有する対物レンズを用い、さらにそれぞれの光源に対して０でない同じ次数の回折光を利用する場合において、レーザの発振波長の変動により球面収差の変動が既存の両面非球面対物レンズと比較して大きい。特に、実施例６のような対物レンズでは、６５０ｎｍの波長においては波面収差が０．００１λｍｓであるが波長が±１０ｎｍ変化すると０．０３５λｒｍｓ程度に劣化する。このとき発生するのは球面収差である。半導体レーザには発振波長の個体差があり、光ピックアップ装置に個体差の大きい半導体レーザを適用すると、回折パターンを有する対物レンズの球面収差の規格が厳しくなるといった問題が生じる。
【０７０５】
光ピックアップ装置に用いられる対物レンズでは、入射光束が平行光から発散光になると負の３次球面収差が増加し、平行光束から収束光になると正の３次球面収差が増加するのであるが、対物レンズヘの入射光束の発散度を変えることで、３次の球面収差をコントロールすることができる。実施例６のような対物レンズにおいては、半導体レーザの発振波長の個体差で発生する球面収差の主成分は３次の球面収差であることから、対物レンズヘの入射光束の発散度を変えることにより、集光光学系全体の３次の球面収差を設計値通りにすることができる。
【０７０６】
なお、集光光学系にコリメータ等のカップリングレンズがあれば、これを光軸方向に動かすことで、対物レンズの３次の球面収差をコントロールすることができる。また、コリメータ等のカップリングレンズがある場合は、半導体レーザを光軸方向に動かすことで同様に目的が達成される。もちろん、コリメータ等のカップリングレンズがある場合も、半導体レーザを光軸方向に動かしてもよい。
【０７０７】
〈実施例１９〉
【０７０８】
以下、第８の実施の形態に係わる対物レンズの具体例として、球面収差補正レンズの実施例１９を図１１１及び表２０，表２１に示す。
【０７０９】
表２０中、ｒｉは屈折面の曲率半径、ｄｉ、ｄｉ’は面間隔、ｎｉ、ｎｉ’は主波長での屈折率を示す。また、面形状式を次の〔数４〕に示す。
【０７１０】
【数４】
2010192104.tif 000027
但し、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、ｒは近軸曲率半径、κは円錐形数、Ａｊは非球面係数、Ｐｊ（Ｐｉ≧３）は非球面べき数である。
【０７１１】
また、回折面は光路差関数として数１に示す通りである。単位はｍｍとして表している。
【０７１２】
【表２０】
2010192104.tif 000028
ｄｉ，ｎｉは、第１光情報記録媒体（ｔ１＝０．６ｍｍ）のときの値
【０７１３】
ｄｉ’，ｎｉ’は、第２光情報記録媒体（ｔ２＝１．２ｍｍ）のときの値
【０７１４】
【表２１】
2010192104.tif 000029
上記実施例のレンズ断面図を図１１１に、その球面収差を図１１２に示す。図１１１において、第２面Ｓ２の光軸を含む部分Ｓ２ｄは回折パターンを有し、その外側の部分Ｓ２ｒは非球面屈折面である。図１１２（ａ）は波長６３５ｎｍ、第１光情報記録媒体（ｔ１＝０．６ｍｍ）での球面収差図で十分に収差補正されている。同図（ｂ）は波長７８０ｎｍ、第２光情報記録媒体（ｔ２＝１．２ｍｍ）での球面収差図であり、第１分割面Ｓ２ｄを通る光束は回折の効果により球面収差が補正されており、第２分割面Ｓ２ｒを通る光束はフレア光となり絞りと同様の効果になっている。
【０７１５】
上記実施例のレンズは、ＮＡＨ２＝０．５とし、ＮＡＬ２＝０の対物レンズである。このレンズの回折パターン部分は、光軸を中心とした輪帯上のパターンとなり、そのステップ数は１３程度となる。また、回折パターン部の最も光軸から離れた円周部分と屈折面との境界は、約２１μｍの段差を持っている。
【０７１６】
ＮＡＨ２＝０．４５とした場合においては、回折パターンのステップ数は９程度で、上記段差量は１３μｍ程度である。段差量、回折パターンのステップ数は、ほぼＮＡＨ２の４乗に比例する。
【０７１７】
この例のようにＮＡＬ２＝０の場合には、補正する球面収差に比例して回折パターンのステップ数が増加してしまう。
【０７１８】
本発明の対物レンズにおいては、回折パターンの光軸方向の深さは２μｍ以下でも良好な効果を得ることができるが、やはり回折パターンのステップ数が多いと、金型加工、成形が難しくなるので、できるだけステップ数が少ないことが望ましい。
【０７１９】
これは、(1)ＣＤの結像倍率をＤＶＤの結像倍率よりやや小さくし、補正すべき球面収差量をあらかじめ小さくする。好ましくは、mCD(CDの記録・再生時の倍率)-mDVD(DVDの記録・再生時の倍率)が、-1/15〜0であることが好ましい、(2)深度の深い開口数の小さい部分には回折パターンを設けない、等によって達成できる。
【０７２０】
例えば、ＤＶＤの結像倍率を０、ＣＤの結像倍率を−０．０３とすれば補正すべき球面収差は半分になるので、ＣＤ−Ｒ対応のため、ＮＡＨ２を０．５としても、ステップ数は７程度で、段差量も１１μｍ程度となる。
【０７２１】
段差量が小さい場合、段差Ｓ２ｓの形状は回折パターン部Ｓ２ｄから屈折面部Ｓ２ｒへ滑らかに移行するものであっても良い。
【０７２２】
また、ＤＶＤの結像倍率、ＣＤの結像倍率とも０の場合においては、例えばＮＡＬ２＝０．３６とすれば、開口数がＮＡＬ２以下の光束の波面収差の残留球面収差成分ＷＳＡ（ＮＡＬ２）は約０．０５３λｒｍｓである。これに最適な回折パターンを付けることで、ＤＶＤの波面収差をほぼ０にに保ちながらＮＡＨ２までの波面収差のＲＭＳ値を小さくすることができる。
【０７２３】
開口数がＮＡＨ２以下の光束の波面収差の残留球面収差成分ＷＳＡ（ＮＡＨ２）は、以下の式で近似できる。
【０７２４】
ＷＳＡ（ＮＡＨ２）＝（ＮＡＬ２／ＮＡＨ２）2×ＷＳＡ（ＮＡＬ２）
よって、ＮＡＨ２＝０．４５のとき、上記値は０．０３４λｒｍｓ、ＮＡＨ２＝０．５のとき０．０２７λｒｍｓとなり、マレシャルの限界値より十分小さい。
【０７２５】
このとき、ＮＡＬ２以下ではオーバーの球面収差が発生しているため、ＮＡＬ２からＮＡＨ２までの球面収差を０とするのではなく、ＮＡＬ２以下の光束のベストフォーカスにほぼ一致するようにすれば良い。このベストフォーカス位置は近軸焦点よりオーバーな位置であるため、回折パターンで補正する球面収差量は小さくてすむ。また、ＮＡＬ２以下の光束に対しては、回折パターンは不要である。この二つの効果で、ＮＡＨ２＝０．５のとき、回折パターンのステップ数は約６、ＮＡＨ２＝０．４５のときは回折パターンのステップ数は４ですむ。
【０７２６】
勿論、ＣＤの結像倍率をＤＶＤの結像倍率より小さくすることで、回折パターンをさらに少なくでき、最低２ステップあれば、ＤＶＤとＣＤの互換再生が可能となる。
【０７２７】
ところで、透明基板厚が０．１ｍｍの高密度光情報記録媒体が提案されている。この記録再生には青色半導体レーザを使用し、２枚玉の対物レンズを用い、ＮＡ１として０．８５が必要とされている。一方において、ＣＤ−ＲＷは透明基板厚が１．２ｍｍで波長７８０なのの光源を用い、ＮＡ２は０．５５とされている。この互換光学系では、ＤＶＤ、ＣＤ−Ｒ（ＮＡＨ２＝０．５）の場合と比較して、ＮＡ２が大きく、ｔ１−ｔ２も大きいため、球面収差の補正量も２．７倍大きい。そのため、回折パターンのステップ数も３５程度になる。
【０７２８】
さらに、近軸の色収差を補正するには、回折パターンのステップ数が増加する。またＮＡ１まで近軸色収差を含めて補正するとなると、数百のステップ数になる。このような場合、回折パターンを複数の光学面に施すことも可能である。
【０７２９】
また、必要に応じて、ＮＡＬ２からＮＡＨ２までのある部分を屈折面としても良い。
【０７３０】
さらに、ｔ１＞ｔ２である場合には、発生する球面収差の符号が逆になるので、−１次光を利用することになる。
【０７３１】
同様に、ＤＶＤとＣＤの場合も、対物レンズのＣＤの結像倍率がＤＶＤの結像倍率よりかなり小さくなり、アンダーの球面収差が残る場合も、同様に−１次光を利用することになる。
【０７３２】
なお、現在重要関心事であるＤＶＤとＣＤについて、記録または波長の異なる２つのレーザを使って単一の対物レンズで実施する例について示した。既に説明したとおり、第１の光源の波長をλ１とし、第２の光源の波長をλ２（λ２＞λ１）とした場合、ｔ１＜ｔ２である場合は＋１次回折光を利用し、ｔ１＞ｔ２である場合は−１次回折光を利用した第１の回折パターンを導入するのであるが、ＤＶＤ（第１の光源を利用）とＣＤ（第２の光源を利用）の場合は前者である。
【０７３３】
ところで、青色半導体レーザ、ＳＨＧレーザ等、近年様々な波長の光源が実用化され、今後とも多くの新しい光情報記録媒体が登場すると思われる。この場合、光情報記録媒体の記録密度から必要となるスポットサイズが決まるが、記録または記録再生に必要なＮＡは、使用する光源の波長によって変化する。このため、光情報記録媒体の透明基板の厚さ、必要ＮＡが２つの光情報記録媒体にたいして、以下の４つに分類される。
（１）  ｔ１＜ｔ２，  ＮＡ１＞ＮＡ２
（２）  ｔ１＜ｔ２，  ＮＡ１＜ＮＡ２
（３）  ｔ１＞ｔ２，  ＮＡ１＞ＮＡ２
（４）  ｔ１＞ｔ２，  ＮＡ１＜ＮＡ２
【０７３４】
以上の説明においては、特に（１）のケースについて使用する第１の回折パターンのそれぞれの光源に対する回折次数、第１の回折パターンの範囲（ＮＡＨ１，ＮＡＬ１，ＮＡＨ２，ＮＡＬ２）、回折パターン部と透過部が同一位置に集光する必要のある光源の種類とＮＡ範囲、各光源に対しての球面収差を設定するＮＡの範囲、各光源に対して波面収差が０．０７λｒｍｓ以下である必要性があるＮＡの範囲、第２の回折パターンのそれぞれの光源に対する回折次数と第１の回折パターンと同一位置に集光させる必要性、開口制限を導入する場合の、どちらの光源からの光束を制限するかの条件等について詳述したが、（２）（３）（４）の場合については、（１）の詳述から容易に遂行しえるので、詳細な説明は省略した。
【０７３５】
また、レンズの製作時には、回折パターンを刻んだ金型により、プラスチック材料やガラス材料を一体成形することも可能であり、ガラスないしプラスチックの母材に紫外線硬化樹脂等により、本発明の回折パターンを含む光学面を形成しても良い。さらに、コーティングや、直接加工により製作しても良い。
【０７３６】
上述のように、本発明の効果を持つ光学面は、対物レンズとは別の光学素子に設け、該光学素子を対物レンズの光源側ないしは光情報記録媒体側に配設しても良い。勿論、コリメータや光合成手段の第一の光源からの光束と第２の光源からの光束とが共に通過する光学面に配設しても良い。しかし、トラッキング等で対物レンズが動く際に、回折パターンの光軸と対物レンズの光軸とが相対的に移動するため、トラッキングの量が制限される。
【０７３７】
また、説明の都合上、回折パターンは光学軸に対して同心円状としたが、これに制限されるものではない。
【０７３８】
以上の実施例１〜１９に具体的に示した対物レンズは、いずれも単レンズからなる例を挙げたが、対物レンズが複数のレンズから構成されたものでもよく、その少なくとも１つの面に本発明の回折面を有する場合も本発明に含まれるものである。
【０７３９】
本発明において、特定次数の回折光を選択的に発生するとは、所定の波長の光に対して、特定次数の回折光の回折効率がその特定次数以外の他の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも高いことをいうことは上述のとおりであるが、互いに異なる２つの波長のそれぞれの光に対して、その特定次数の回折光の回折効率が他の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも１０％以上高い効率であることが好ましく、３０％以上高い効率であることが更に好ましく、また、その特定次数の回折光の回折効率が５０％以上であることが好ましく、更に好ましくは７０％以上であることが、光量損失が少なく、実用上も好ましい。
【０７４０】
また、本発明の回折面は、以上の実施の形態およびレンズの具体的な実施例にも示されたように、その回折面があることによって、互いに異なる少なくとも２つの波長の選択的に発生された特定次数の回折光がそれぞれ焦点を結ぶに際して、その回折面が無い場合すなわちその回折面のレリーフを包絡した面をシュミレーション等により想定した場合に比較して球面収差が改善されることが望ましい。
【０７４１】
また、更に、本発明において、互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光（波長λ）に対して、それぞれ選択的に発生する特定次数の回折光は、その結像面上での波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることが、実用上で有効な所望のスポットを得るうえで好ましい。なお、上述した実施の態様は本発明の技術的思想及び範囲から逸脱しないで当業者により変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０７４２】
【図１】本発明の実施例１の回折光学レンズの光路図である。
【図２】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する球面収差図である。
【図３】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．４５までの球面収差図である。
【図４】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．６０までの球面収差図である。
【図５】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する波面収差図である。
【図６】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図７】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する光路図である。
【図８】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する光路図である。
【図９】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する球面収差図である。
【図１０】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する球面収差図である。
【図１１】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する波面収差図である。
【図１２】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する波面収差図である。
【図１３】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する光路図である。
【図１４】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する光路図である。
【図１５】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する球面収差図である。
【図１６】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する球面収差図である。
【図１７】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する波面収差図である。
【図１８】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する波面収差図である。
【図１９】本発明の実施例４の回折光学レンズによる光路図である。
【図２０】本発明の実施例４の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍ、６５０ｎｍ、、７８０ｎｍに対する球面収差図である。
【図２１】本発明の実施例５の回折光学レンズによる光路図である。
【図２２】本発明の実施例５の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍ、６５０ｎｍ、、７８０ｎｍに対する球面収差図である。
【図２３】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図２４】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍ（ＮＡ＝０．５）に対する光路図である。
【図２５】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝６５０±１０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図２６】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝７８０±１０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図である。
【図２７】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図２８】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図２９】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図３０】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図３１】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍ（ＮＡ＝０．５）に対する光路図である。
【図３２】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝６５０±１０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図３３】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝７８０±１０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図である。
【図３４】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図３５】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図３６】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図３７】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図３８】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍ（ＮＡ＝０．５）に対する光路図である。
【図３９】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝６５０±１０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図４０】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝７８０±１０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図である。
【図４１】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図４２】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図４３】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図４４】本発明の実施例６の回折光学レンズについての回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフである。
【図４５】本発明の実施例７の回折光学レンズについての回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフである。
【図４６】本発明の実施例８の回折光学レンズについての回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフである。
【図４７】本発明の実施例にかかる回折光学レンズについて、回折レンズパワーとレンズ形状との関係を模式的に示す図である。
【図４８】本発明の第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を示す光路図である。
【図４９】本発明の第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を示す光路図である。
【図５０】本発明の実施例９の対物レンズの波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図５１】本発明の実施例９の対物レンズの波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図５２】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図５３】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．４５までの球面収差図である。
【図５４】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．６０までの球面収差図である。
【図５５】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図５６】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図５７】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図５８】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図５９】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図６０】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図６１】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する球面収差図である。
【図６２】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．４５までの球面収差図である。
【図６３】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．６５までの球面収差図である。
【図６４】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図６５】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する波面収差図である。
【図６６】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図６７】本発明の第４の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図６８】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図６９】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図７０】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図７１】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図７２】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する球面収差図である。
【図７３】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５までの球面収差図である。
【図７４】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図である。
【図７５】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図７６】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する波面収差図である。
【図７７】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図７８】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図７９】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図８０】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図８１】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図８２】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する球面収差図である。
【図８３】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５までの球面収差図である。
【図８４】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図である。
【図８５】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図８６】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する波面収差図である。
【図８７】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図８８】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図８９】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図９０】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図９１】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図９２】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する球面収差図である。
【図９３】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５までの球面収差図である。
【図９４】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図である。
【図９５】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図９６】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する波面収差図である。
【図９７】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図９８】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図９９】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍ±１０ｎｍに対する球面収差図を示す。
【図１００】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍ±１０ｎｍに対する球面収差図を示す。
【図１０１】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍ±１０ｎｍに対する球面収差図を示す。
【図１０２】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第１の構成を示す光路図である。
【図１０３】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第２の構成を示す光路図である。
【図１０４】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第３の構成を示す光路図である。
【図１０５】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第４の構成を示す光路図である。
【図１０６】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第５の構成を示す光路図である。
【図１０７】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第６の構成を示す光路図である。
【図１０８】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第７の構成を示す光路図である。
【図１０９】Ｓｕｐｅｒ  ＲＥＮＳ方式の光ディスクの構成を示す模式図である。
【図１１０】本発明の第８の実施の形態にかかる実施例１５の対物レンズの、結像倍率ｍ２と波面収差との関係を示すグラフである。
【図１１１】本発明の第８の実施の形態にかかる実施例１５の断面図である。
【図１１２】上記実施例１５の球面収差図である。
【図１１３】回折パターンの作用の説明図である。
【図１１４】本発明の第８の実施の形態にかかる対物レンズの球面収差への色収差の影響を示す模式図である。
【図１１５】本発明の第８の実施の形態にかかる対物レンズの球面収差への＋１次回折の影響を示す模式図である。
【図１１６】本発明の第８の実施の形態にかかる対物レンズの球面収差への−１次回折の影響を示す模式図である。
【図１１７】本発明の第７の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を示す光路図である。
【図１１８】本発明の第７の実施の形態にかかる実施例１５の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図である。
【図１１９】図１１８の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２０】実施例１５において光情報記録媒体の透明基板が図１１８より厚い場合の回折光学レンズの光路図である。
【図１２１】図１２０の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２２】本発明の第７の実施の形態にかかる実施例１６の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図である。
【図１２３】図１２２の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２４】実施例１６において光情報記録媒体の透明基板が図１２２より厚い場合の回折光学レンズの光路図である。
【図１２５】図１２４の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２６】本発明の第７の実施の形態にかかる実施例１７の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図である。
【図１２７】図１２６の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２８】実施例１７において光情報記録媒体の透明基板が図１２６より厚い場合の回折光学レンズの光路図である。
【図１２９】図１２８の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１３０】本発明の第７の実施の形態にかかる実施例１８の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図である。
【図１３１】図１３０の回折光学レンズについての波長（λ）＝３９０，４００，４１０ｎｍに対する開口数０．７０までの球面収差図である。
【図１３２】実施例１８において光情報記録媒体の透明基板が図１３０より厚い場合の回折光学レンズの光路図である。
【図１３３】図１３２の回折光学レンズについての波長λ＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．７０までの球面収差図である。
【図１３４】本発明における回折輪帯のピッチと、段差の深さを説明するための図である。
【符号の説明】
【０７４３】
１            対物レンズ
２            コリメータレンズ
３            絞り
４            光軸
５            集光光学系
６，７          ビームスプリッタ
１０            光ピックアップ装置
１１            第１半導体レーザ
１２            青色レーザ
１３            第２半導体レーザ
１６            対物レンズ
１６ａ          フランジ部
２０            光ディスク
２１            透明基板
２２            情報記録面
１１１，１１２  半導体レーザ
１２０，１２１，１２２  偏光ビームスプリッタ
１３０，１３１，１３２  コリメータ
１４０，１４１，１４２  １／４波長板
１５０          ２次元アクチュエータ
１６０          対物レンズ
１７０          絞り
１８０          シリンドリカルレンズ
１９０          ビームスプリッタ
２００          光ディスク
２１０          透明基板
２２０          情報記録面
２３０，２３１，２３２  ホログラム
２４０          第１の保護膜
２５０          非線形光学膜
２６０          第２の保護膜
２７０          第３の保護膜
３００，３０１，３０２，３０５  光検出器
４００，４１０，４２０，４３０  レーザ／検出器集積ユニット
５０            凹レンズ
６０            カップリングリングレンズ
９０            集光レンズ
【図１】
2010192104.tif 000030
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
2010192104.tif 000069
【図４１】
2010192104.tif 000070
【図４２】
2010192104.tif 000071
【図４３】
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【図４４】
2010192104.tif 000073
【図４５】
2010192104.tif 000074
【図４６】
2010192104.tif 000075
【図４７】
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【図４８】
2010192104.tif 000077
【図４９】
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【図５０】
2010192104.tif 000079
【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
2010192104.tif 000083
【図５５】
2010192104.tif 000084
【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
2010192104.tif 000101
【図７３】
2010192104.tif 000102
【図７４】
2010192104.tif 000103
【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
2010192104.tif 000111
【図８３】
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【図８４】
2010192104.tif 000113
【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
2010192104.tif 000129
【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
2010192104.tif 000134
【図１０６】
2010192104.tif 000135
【図１０７】
2010192104.tif 000136
【図１０８】
2010192104.tif 000137
【図１０９】
2010192104.tif 000138
【図１１０】
2010192104.tif 000139
【図１１１】
2010192104.tif 000140
【図１１２】
2010192104.tif 000141
【図１１３】
2010192104.tif 000142
【図１１４】
2010192104.tif 000143
【図１１５】
2010192104.tif 000144
【図１１６】
2010192104.tif 000145
【図１１７】
2010192104.tif 000146
【図１１８】
2010192104.tif 000147
【図１１９】
2010192104.tif 000148
【図１２０】
2010192104.tif 000149
【図１２１】
2010192104.tif 000150
【図１２２】
2010192104.tif 000151
【図１２３】
2010192104.tif 000152
【図１２４】
2010192104.tif 000153
【図１２５】
2010192104.tif 000154
【図１２６】
2010192104.tif 000155
【図１２７】
2010192104.tif 000156
【図１２８】
2010192104.tif 000157
【図１２９】
2010192104.tif 000158
【図１３０】
2010192104.tif 000159
【図１３１】
2010192104.tif 000160
【図１３２】
2010192104.tif 000161
【図１３３】
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【図１３４】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月11日(2010.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置において使用される対物レンズであって、
回折部を有し、
第１の透明基板を有する第１の光情報記録媒体から情報を再生し、または、前記第１の光情報記録媒体に情報を記録するための第１の波長を有する第１の光束が前記回折部の少なくとも一部を通過することにより、前記第１の光束のｎ次回折光（ここで、ｎは０以外の整数）の光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光を発生させ、前記第１の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第１の光情報記録媒体に情報を記録するために、前記第１の光束の前記ｎ次回折光を、前記第１の透明基板を介して前記第１の光情報記録媒体の前記情報記録面上に集光することができ、
前記第１の透明基板とは厚さが異なる第２の透明基板を有する第２の光情報記録媒体から情報を再生し、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するための前記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２の光束が前記回折部の少なくとも一部を通過することにより、前記第２の光束のｎ次回折光（ここで、ｎは０以外の整数）の光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光を発生させ、前記第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するために、前記第２の光束の前記ｎ次回折光を、前記第２の透明基板を介して前記第２の光情報記録媒体の前記情報記録面上に集光することができ、
前記第１の光束を用いて前記第１の光情報記録媒体に対して情報を再生または記録する際の前記対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ１であり、
前記第２の光束を用いて前記第２の光情報記録媒体に対して情報を再生または記録する際の前記対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ２であるとともに、
以下の条件式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用対物レンズ。
３５０≦ λ１（ｎｍ） ≦ ４８０
６３０≦ λ２（ｎｍ） ≦ ６７０
λ１ ： 前記第１の光束の波長
λ２ ： 前記第２の光束の波長
【請求項２】
前記対物レンズは、前記第１の光束における前記ｎ次回折光を前記第１の光情報記録媒体の前記情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第１の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光でき、
前記対物レンズは、前記第２の光束における前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の前記情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第２の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光でき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用対物レンズ。
【請求項３】
前記ｎ次回折光は、＋１次回折光であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項４】
前記第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するために前記第２の光束を入射させた際には、前記所定開口数ＮＡ１内において球面収差は不連続部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項５】
前記第１の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第１の光情報記録媒体に情報を記録するために前記第１の光束を入射させた際には、前記第１の光情報記録媒体に対する所定開口数ＮＡ１内では、球面収差は連続して不連続部を有さないことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項６】
前記不連続部は、１箇所のみであることを特徴とする請求項４または５に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項７】
前記第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するために前記第２の光束を入射させた際に、前記不連続部より外側の開口数を通過した光束はフレアとなることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項８】
前記第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するために前記第２の光束を入射させた際に、前記不連続部より外側の開口数を通過した光束は、前記第２の光束の前記ｎ次回折光が前記第２の光情報記録媒体の情報記録面上に集光する位置から離れたフレアとなることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項９】
前記不連続部は、前記第２の光束による前記第２の光情報記録媒体に対する情報の再生または記録に必要な所定開口数ＮＡ２又はその所定開口数ＮＡ２の近傍であることを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項１０】
前記回折面は、複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯では段差部が光軸から離れた側に位置し、前記光軸から離れた側の回折輪帯では段差部が前記光軸に近い側に位置するよう形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項１１】
前記回折面の前記少なくとも一部は、前記第１の波長と前記第２の波長との間の或る波長の光に対する前記ｎ次回折光の回折効率が、前記第１の波長λ１の光に対する前記ｎ次回折光の回折効率と前記第２の波長λ２の光に対する前記ｎ次回折光の回折効率とのそれぞれよりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項１２】
１枚のプラスチックレンズからなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項１３】
ポリオレフィン系のプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
【請求項１４】
以下の条件式（ｄ）を満たす前記光ピックアップ装置において、
以下の条件式（ｅ）を満たすことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光ピックアップ装置用対物レンズ。
０．０５ｎｍ／℃ ＜ Δλ１／ΔＴ ＜ ０．５ｎｍ／℃                 （ｄ）
−０．０００２／℃ ＜ Δｎ／ΔＴ ＜ −０．００００５／℃             （ｅ）
ここで、
ΔＴ（℃） ： 温度変化
Δλ１（ｎｍ） ： 温度変化ΔＴがあったときの前記第１の光束の波長の変化量
Δｎ ： 温度変化ΔＴがあったときの対物レンズの屈折率の変化量
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載する光ピックアップ装置用対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録および／または再生を行う光ピックアップ装置用対物レンズ及び光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、短波長赤色レーザの実用化に伴い、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（光ディスクともいう）であるＤＶＤが製品化されている。ＤＶＤ用記録再生装置では、６５０nｍの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０．６〜０．６５としている。ＤＶＤはトラックピッチ０．７４μｍ、最短ビット長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、ＤＶＤにおいては、光ディスクが光軸に対して傾いたときに生じるコマ収差を小さく抑えるために、透明基板厚は０．６ｍｍとＣＤの透明基板厚の半分になっている。
【０００３】
また、上述したＣＤ、ＤＶＤの他に、光源波長や透明基板厚さが異なるなど種々の規格の光ディスク、例えばＣＤ−Ｒ，ＲＷ（追記型コンパクトディスク）、ＶＤ（ビデオディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）なども商品化されて普及している。さらに半導体レーザの短波長化が進み、発振波長４００nｍ程度の短波長青色レーザが実用化されようとしている。波長が短くなることでたとえＤＶＤと同じ開口数を用いても光情報記録媒体の更なる大容量化が可能となる。
【０００４】
また、上述のような従来の光情報記録媒体であるＣＤと同程度の大きさで、記録再生が可能なＣＤ−Ｒや、記録密度を高めたＤＶＤなど、記録面の透明基板の厚みや記録再生用レーザ光の波長の異なる複数の光情報記録媒体の開発が進み、これらの光情報記録媒体に対して、同一の光ピックアップでの記録再生を可能とすることが求められている。このため、使用波長に応じた複数のレーザ光源を備えながら、同一の対物レンズで記録面へ必要な開口数でレーザ光を収束する光ピックアップが、各種提案されている（例えば特開平８−５５３６３号公報、同平１０−９２０１０号公報など）。
【０００５】
これらのうち、特開平９−５４９７３号公報には、６３５nｍを透過光（０次回折光）、７８５nｍは−１次回折光を利用したホログラム光学素子を用いた光学系および６３５nｍを＋１次回折光、７８５nｍは透過光（０次回折光）を利用したホログラム光学素子を用いた光学系が開示されている。また、特開平１０−２８３６６８号公報には、６５０nｍではホログラム型リングレンズを１００％透過し、７８０nｍでは、ホログラム型リングレンズで１次回折される光学系が開示されている。
【０００６】
しかしながら、これらのホログラム素子ならびにホログラム型リングレンズにおいて、一方の波長で０次光の回折効率をほぼ１００％とした場合に、どうしても、他方の波長での、＋１次回折光もしくはー１次回折光の回折効率には限界があり、所望の高い回折効率は得られず、光量のロスが生じ、光量の利用効率が悪くなってしまうという問題があった。光量のロスが生じる場合、特に情報の記録時においては、より高パワーのレーザーが必要になってしまう。
【０００７】
また、ホログラム素子ならびにホログラム型リングレンズにおいて、一方の波長で０次光の回折効率をほぼ１００％とし、他方の波長で、できるだけ０次光を透過させず、＋１次回折光もしくは−１次回折光の回折効率を大きくする場合、ホログラムの深さが３．８〜５．１８μｍと深くなってしまっていた。このため、特に対物レンズに、ホログラム光学素子もしくはホログラム型リングレンズの機能を一体化させた場合、金型の加工、成形が非常に困難であるという問題も有していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者等は先に、同心円状に分割された複数の輪帯からなり、各輪帯は、波長の異なる複数の光源、及び／または、記録面の厚みの異なる透明基板に対してほぼ回折限界に収差補正され、構成が簡素化された光ピックアップを構成できる対物レンズを提案した（特願平９−２８６９５４号）。この対物レンズは、使用波長及び／または透明基板の厚みに応じて自動的に必要な開口を得られるという機能を有している。しかし、レーザ光源と光検出器が一体となったレーザ／検出器集積ユニットを使用した場合、光検出器に入射するフレア光により、正確な検出が出来ない場合が生じるという問題があった。これは特に、ホログラムを利用して光束を偏向し光検出器に導く方式のレーザ／検出器集積ユニットにおいて顕著である。また、ＤＶＤ系の記録可能なディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等）や、ＣＤ系の記録可能なディスク（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等）に高速記録する場合、専用レンズを使った光学系と比べて、一部の光がフレアとなるため光量の利用効率が悪く、レーザ光源のパワーを大きくする必要があった。
【０００９】
本発明の目的は、互いに異なる少なくとも２つの波長の光をそれぞれ用いる、異なる種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生を、１つの光ピックアップ装置で可能とする、光ピックアップ装置用対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供することである。
【００１０】
さらには、互いに異なる少なくとも２つの波長の光を用い、異なる種類の光情報記録媒体に適用する場合であっても、大きな球面収差や色収差を発生させることなくそれぞれの異なる光情報記録媒体に対して、情報の記録および／または再生を、１つのピックアップ装置で可能とすることを目的とする。しかも、簡単な構成である光ピックアップ装置を提供することも目的とする。特に、厚さの異なる透明基板を有する異なる種類の光情報記録媒体を用いる場合には、球面収差の問題がさらに深刻になるが、そのような場合であっても、大きな球面収差や色収差を発生させることなくそれぞれの異なる光情報記録媒体に対して、情報を記録および／または再生を、１つの光ピックアップ装置で行えるようにすることも目的とする。
【００１１】
さらに、複数のレーザーや複数の検出器の集積ユニットを用いたピックアップ装置においても、検出に悪影響を与えてしまうようなフレア光が光検出器上に照射されることなく、光検出器による光の検出が良好に行え、検出におけるＳ字特性も良好とすることを目的とする。さらに、光量のロスが少なく、光量の利用効率に優れた光ピックアップ装置用対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供することも本発明の目的である。
【００１２】
使用波長および透明基板厚さが異なるＤＶＤおよびＣＤの両方に対して、大きな球面収差や色収差を発生させることなく一つの対物レンズを使用して情報を記録および／または再生するための互換性のある光学系が種々提案されている。しかしながら、実用化されているものは、光源からの発散光束をカップリングレンズでその発散度を弱めるかもしくは平行光束とするかあるいは弱い収束光束とし、対物レンズと光情報記録媒体の透明基板とを介して情報記録面に光束を収束させる構成になっており、カップリングレンズと対物レンズの２つのレンズを必要としている。そのため、光ピックアップ装置を小型薄型化するのが困難で、しかもコストが高くなるという問題がある。
【００１３】
一方、前述の様にＣＤやＤＶＤ以外の様々な光ディスクが普及してきており、これらの光ディスクに対しても互換性があって、しかも構成が簡単な光学系およびこれを備えた光ピックアップ装置が必要とされている。かかる光ピックアップ装置用対物レンズを提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、光情報記録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置において使用される対物レンズであって、回折部を有し、第１の透明基板を有する第１の光情報記録媒体から情報を再生し、または、前記第１の光情報記録媒体に情報を記録するための第１の波長を有する第１の光束が前記回折部の少なくとも一部を通過することにより、前記第１の光束のｎ次回折光（ここで、ｎは０以外の整数）の光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光を発生させ、前記第１の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第１の光情報記録媒体に情報を記録するために、前記第１の光束の前記ｎ次回折光を、前記第１の透明基板を介して前記第１の光情報記録媒体の前記情報記録面上に集光することができ、前記第１の透明基板とは厚さが異なる第２の透明基板を有する第２の光情報記録媒体から情報を再生し、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するための前記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２の光束が前記回折部の少なくとも一部を通過することにより、前記第２の光束のｎ次回折光（ここで、ｎは０以外の整数）の光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光を発生させ、前記第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するために、前記第２の光束の前記ｎ次回折光を、前記第２の透明基板を介して前記第２の光情報記録媒体の前記情報記録面上に集光することができ、前記第１の光束を用いて前記第１の光情報記録媒体に対して情報を再生または記録する際の前記対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ１であり、前記第２の光束を用いて前記第２の光情報記録媒体に対して情報を再生または記録する際の前記対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ２であるとともに、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
３５０≦ λ１（ｎｍ） ≦ ４８０
６３０≦ λ２（ｎｍ） ≦ ６７０
λ１ ： 前記第１の光束の波長
λ２ ： 前記第２の光束の波長
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記対物レンズは、前記第１の光束における前記ｎ次回折光を前記第１の光情報記録媒体の前記情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第１の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光でき、前記対物レンズは、前記第２の光束における前記ｎ次回折光を前記第２の光情報記録媒体の前記情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前記第２の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光でき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用対物レンズである。
請求項３に記載の発明は、前記ｎ次回折光は、＋１次回折光であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項４に記載の発明は、前記第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するために前記第２の光束を入射させた際には、前記所定開口数ＮＡ１内において球面収差は不連続部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項５に記載の発明は、前記第１の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第１の光情報記録媒体に情報を記録するために前記第１の光束を入射させた際には、前記第１の光情報記録媒体に対する所定開口数ＮＡ１内では、球面収差は連続して不連続部を有さないことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項６に記載の発明は、前記不連続部は、１箇所のみであることを特徴とする請求項４または５に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項７に記載の発明は、前記第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するために前記第２の光束を入射させた際に、前記不連続部より外側の開口数を通過した光束はフレアとなることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項８に記載の発明は、前記第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、前記第２の光情報記録媒体に情報を記録するために前記第２の光束を入射させた際に、前記不連続部より外側の開口数を通過した光束は、前記第２の光束の前記ｎ次回折光が前記第２の光情報記録媒体の情報記録面上に集光する位置から離れたフレアとなることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項９に記載の発明は、前記不連続部は、前記第２の光束による前記第２の光情報記録媒体に対する情報の再生または記録に必要な所定開口数ＮＡ２又はその所定開口数ＮＡ２の近傍であることを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項１０に記載の発明は、前記回折面は、複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯では段差部が光軸から離れた側に位置し、前記光軸から離れた側の回折輪帯では段差部が前記光軸に近い側に位置するよう形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項１１に記載の発明は、前記回折面の前記少なくとも一部は、前記第１の波長と前記第２の波長との間の或る波長の光に対する前記ｎ次回折光の回折効率が、前記第１の波長λ１の光に対する前記ｎ次回折光の回折効率と前記第２の波長λ２の光に対する前記ｎ次回折光の回折効率とのそれぞれよりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項１２に記載の発明は、１枚のプラスチックレンズからなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項１３に記載の発明は、ポリオレフィン系のプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
請求項１４に記載の発明は、以下の条件式（ｄ）を満たす前記光ピックアップ装置において、以下の条件式（ｅ）を満たすことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光ピックアップ装置用対物レンズである。
０．０５ｎｍ／℃ ＜ Δλ１／ΔＴ ＜ ０．５ｎｍ／℃                 （ｄ）
−０．０００２／℃ ＜ Δｎ／ΔＴ ＜ −０．００００５／℃             （ｅ）
ここで、
ΔＴ（℃） ： 温度変化
Δλ１（ｎｍ） ： 温度変化ΔＴがあったときの前記第１の光束の波長の変化量
Δｎ ： 温度変化ΔＴがあったときの対物レンズの屈折率の変化量
【００１６】
請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか一項に記載する光ピックアップ装置用対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１７】
また、本発明による光情報記録媒体に対して情報の再生または記録が可能である光ピックアップ装置は、第１の波長を有する第１の光束を射出する第１の光源と、前記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２の光束を射出する第２の光源と、光軸と回折部とを有する集光光学系と、光検出器とを有する。
【００１８】
また、前記第１の光束が前記回折部を通過することにより、前記第１の光束のｎ次回折光量が前記第１の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生され、前記第２の光束が前記回折部を通過することにより、前記第２の光束のｎ次回折光量が前記第２の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも１つの次数の回折光が発生される。ここで、ｎは０以外の整数である。
【００１９】
また、本発明の光学素子とは、上記のような態様を可能とする回折部を有する光学素子である。また、本発明の光情報記録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記録するための装置は、上記の光ピックアップ装置を有するものである。
【００２０】
なお、ｎ次回折光量が他のいずれの次数の回折光量よりも大きいとは、所定の波長の光に対して、ｎ次の回折光の回折効率が、ｎ次以外の他の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも高いということである。また、ｎ次のｎは符号まで含むものであり、本発明の回折部を通過した第１の光束において、＋１次の回折光を、他の次数の回折光に比して多く発生させた場合は、回折部を通過した第２の光束においても、＋１次の回折光を、他の次数の回折光に比して多く発生させる事を意図し、回折部を通過した第２の光束において、−１次の回折光を、他の次数の回折光に比して多く発生させる事まで含むものではない。
【００２１】
また、本発明の光ピックアップ装置は、互いに異なる少なくとも２つの波長の光を用いる、異なる種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生を、１つのピックアップ装置で可能とするものである。すなわち、本発明の光ピックアップ装置は、第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体という異なる情報記録媒体の記録／再生に用いられるものである。本発明の光ピックアップ装置の第１の光源の第１の光束は、第１の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、第１の光情報記録媒体に情報を記録するために使用され、第２の光源の第２の光束は、第２の光情報記録媒体から情報を再生するために、または、第２の光情報記録媒体に情報を記録するために使用する。また、通常、光情報記録媒体は、情報記録面上に、透明基板を有するものである。
【００２２】
また、本発明の機能を、別の言い方で表すと、集光光学系は、回折部に達した第１の光束により回折部で発生した第１の光束のｎ次回折光を第１の光情報記録媒体に記録された情報を再生するためにまたは第１の情報記録媒体に情報を記録するために、第１の透明基板を介して第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面に集光することができ、集光光学系は、回折部に達した第２の光束により回折部で発生した第２の光束のｎ次回折光を第２の光情報記録媒体に記録された情報を再生するためにまたは第２の情報記録媒体に情報を記録するために、第２の透明基板を介して第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面に集光することができ、光検出器は、第１の情報記録面または第２の情報記録面から反射した光束を受光することができるということになる。
【００２３】
より好ましい態様を以下に示す。集光光学系は、回折部を通過した第１の光束におけるｎ次回折光を第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面に、対物レンズの像側の、第１の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で、即ち、実使用上開口内の光束が最良像点において回折限界性能もしくはそれ以下となる状態で集光することができ、そして集光光学系は、回折部を通過した第２の光束におけるｎ次回折光を第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面に、対物レンズの像側の、第２の光束における所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で、即ち、実使用上開口内の光束が最良像点において回折限界性能もしくはそれ以下となる状態で集光することができる。
【００２４】
さらに、第１の光源もしくは第２の光源において、温度変化や電流変化に基づく±１０ｎｍ以下程度の波長シフトが起きる場合であっても、それぞれの情報記録面上において、対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で、ｎ次回折光が集光されることが好ましい。特に、第１の光束 もしくは、第２の光束が６００ｎｍ以下の波長（例えば、３５０ｎｍ〜４８０ｎｍ等）の光束であり、±１０ｎｍ以下程度の波長シフトが発生する場合であっても、対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下の状態で、ｎ次回折光が集光されることが、特に好ましい。
【００２５】
なお、ｎ次回折光が、１次回折光もしくは−１次回折光であると、±１次より高次の回折光を用いる場合と比較して光量の損失が少なくなり好ましい。
【００２６】
また、回折部における第１の光束のｎ次回折光の回折効率をＡ％とし、他のある次数（好ましくはｎ以外の次数のうちで、回折効率が最も大きい次数）の回折光の回折効率をＢ％としたとき、Ａ−Ｂ≧１０であることが好ましく、回折部における第２の光束のｎ次回折光の回折効率をＡ’％とし、他のある次数の回折光の回折効率をＢ’％としたとき、Ａ’−Ｂ’≧１０であることが好ましい。さらにＡ−Ｂ≧３０、Ａ’−Ｂ’≧３０であることがより好ましく、Ａ−Ｂ≧５０、Ａ’−Ｂ’≧５０、であることがより好ましく、Ａ−Ｂ≧７０、Ａ’−Ｂ’≧７０であることがさらに好ましい。
【００２７】
また、第１の光束も第２の光束も、光情報記録媒体の情報の記録に用いる場合は、回折部におけるｎ次回折光の回折効率が、第１の光束の波長と第２の光束の波長との間の波長において最大となるようにすることが好ましい。
【００２８】
また、第１の光束か第２の光束のいずれかのみを、光情報記録媒体の情報の記録に用い、他方の光束は再生のみに用いる場合は、回折部におけるｎ次回折光の回折効率が、第１の光束の波長と第２の光束の波長との間の波長において最小となるようにすることが好ましい。より好ましくは、回折部におけるｎ次回折光の回折効率が、第１の光束の波長か、第２の光束の波長かの、情報の記録に用いる方において、最大となるようにすることである。
【００２９】
また、回折部が設けられる光学素子としては、特に限定されないが、集光光学系に設けられる、屈折面を持つレンズや、平板状素子などが挙げられる。
【００３０】
回折部を設ける光学素子として、屈折面を持つレンズを用いる場合、光学素子の具体例としては、対物レンズやコリメーターレンズやカップリングレンズなどが挙げられる。これらのレンズの屈折面上等に回折部を設けることができる。また、回折部を設けることのみを目的とした平板状やレンズ状の光学素子を、集光光学系に加えてもよい。
【００３１】
なお、対物レンズの屈折面上に回折部を設ける場合、対物レンズの外径（フランジを有する場合はフランジも含む外径）が、絞り径よりも、０．４ｍｍ〜２ｍｍ大きいことが好ましい。
【００３２】
回折部は、光学素子の光源側の光学面に設けてもよいし、像側（光情報記録媒体側）に設けてもよいし、両面に設けるようにしてもよい。また、回折部は凸面に設けてもよいし、凹面に設けてもよい。
【００３３】
対物レンズに回折部を設けると、部品点数の削減につながり、しかも光ピックアップ装置の製造時の組立誤差も減少できるるため、より好ましい。その場合、対物レンズは、１枚玉であることが好ましいが、２枚玉であってもよい。プラスチックレンズが好ましいが、ガラスレンズであってもよい。また、ガラスレンズ表面に回折部が形成された樹脂層を設けてもよい。また、回折部が設けられている対物レンズは、外周に、光軸に対し垂直方向に延びた面を持つフランジ部を有することが好ましい。これにより、ピックアップ装置への精度の高い取り付けが容易に行え、しかも環境温度が変化しても安定した性能を得られる。また、対物レンズの屈折面が非球面であって、その非球面に回折部が設けられていることが好ましい。もちろん、回折部は対物レンズの片面に設けてもよいし、両面に設けてもよい。
【００３４】
また、回折部が設けられている光学素子は、アッベ数νdが５０以上、１００以下の材料でできていることが好ましい。また、プラスチックであっても、ガラスであってもよい。なお、プラスチックレンズである場合、その材料の屈折率が１．４〜１．７５であることが好ましく、１．４８〜１．６であることがさらに好ましく、１．５〜１．５６であることがさらに好ましい。
【００３５】
また、回折部が、レンズ（好ましくはプラスチックレンズ）に設けられている場合、温度変化に対して安定した光ピックアップ装置及び光学素子を得るために、以下の条件式を満たすことが好ましい。
-0.0002/℃<Δn/ΔT<-0.00005℃
ΔT:温度変化。
Δn:前記レンズの屈折率の変化量。
【００３６】
さらに以下の条件式を満たすことが好ましい。
0.05nm/℃<Δλ1/ΔT<0.5nm/℃
Δλ1(nm):温度変化ΔTがあったときの、第１の光源の波長の変化量
【００３７】
回折部は、振幅型の回折部であってもよいが、光利用効率の観点から、位相型の回折部であることが好ましい。また、回折部の回折パターンは、光軸に対して回転対称であることが好ましい。また、回折部は、光軸の方向から見て、複数の輪帯を有し、この複数の輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円上に形成されていることが好ましい。円が好ましいが、楕円であってもよい。特に段差を有するブレーズド型の輪帯回折面が好ましい。また、階段状に形成された輪帯回折面であってもよい。また、光軸から離れるに従って、レンズ厚が厚くなる方向へ離散的にシフトする輪帯として階段状に形成された輪帯回折面であってもよい。なお、回折部は輪帯状であることが好ましいが、１次元回折格子であってもよい。
【００３８】
回折部が同心円の輪帯状である場合、回折輪帯のピッチは、位相差関数もしくは光路差関数を使って定義される。この場合、複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項以外の少なくとも１つの項に、０以外の係数を有することが好ましい。この構成により、異なる波長の光に起因する色収差の球面収差を補正することが可能となる。
【００３９】
また、回折部の複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項に、０以外の係数を有すると、近軸色収差を補正でき好ましい。しかし、回折輪帯のピッチを過小としないことを重視する場合、回折部の複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項を含まないようにしてもよい。
【００４０】
なお、回折部の回折輪帯のステップ数が、２以上、４５以下であることが好ましい。より好ましくは、４０以下である。さらに好ましくは、１５以下である。なお、ステップ数を数えるには、輪帯の段差の数を数えればよい。
【００４１】
また、回折部の回折輪帯の段差の光軸方向の深さが、２μｍ以下であることが好ましい。この構成にすることにより、光学素子の製造がしやすくなり、しかもｎ次回折光を容易に１次または−１次回折光にすることができる。
【００４２】
また、光学素子の光源側の面に回折部を設ける場合、光軸から離れるにつれて、段差の深さが深くなる方が好ましい。
【００４３】
光線を偏向する回折面の作用について、本発明では光線を、より光軸の方に偏向させる場合を正の作用と呼び、光軸から離れる方向に偏向するとき負の作用と呼ぶ。
【００４４】
また、輪帯回折面のピッチは、光軸からの高さに反比例してピッチを設けてもよい。また、ピッチの設けられ方が、光軸からの高さに反比例していない、つまり、光路差関数が高次の項を有するピッチを設けてもよい。
【００４５】
特に、光路差関数の高次の項を有するピッチを設ける場合、つまり、光軸からの高さに反比例してピッチが設けられていない場合、光路差関数において、変曲点を有してもよいが、変曲点を有さないことが好ましい。
【００４６】
また、回折部で付加される回折作用は、回折部の全面において正であってもよいし、回折部の全面において負であってもよい。また、回折部で付加される回折作用の正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わるようにしてもよい。例えば、図４７(c)に示されるような、光軸と垂直に光軸から離れる方向において負から正に変化するタイプが挙げられる。異なる言い方をすると、回折部の複数の輪帯が、ブレーズ化されており、光軸に近い側の回折輪帯では、その段差部が光軸 から離れた側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯では、その段差部が光軸に近い側に位置する、とも言える。また、図４７(d)に示されるような、光軸と垂直に光軸から離れる方向において正から負に変化するタイプなどでもよい。これについても異なる言い方をするなら、回折部の複数の輪帯が、ブレーズ化されており、光軸に近い側の前記回折輪帯では、その段差部が光軸に近い側に位置し、光軸から離れた側の前記回折輪帯では、その段差部が光軸から離れた側に位置するとも言える。
【００４７】
なお、回折輪帯のピッチとは、図１３４において、光軸と垂直方向の輪帯の段差と輪帯の段差の間の距離ｐをいい、段差の深さとは、光軸方向の段差の長さｄをいう。
【００４８】
なお、ピッチが細かくなると、その部分の収束度合いや発散度合いは強くなり、ピッチが大きくなると、その部分の収束度合いや発散度合いは弱くなる。
【００４９】
また、回折部を有する光学素子において、光束が通過する面の全面に回折部を設けてもよい。異なる言い方では、対物レンズの像側の最大開口数以下の光束が全て、回折部を通過するようにしてもよい、ともいえる。また、単純に光学素子の光学面の１面全面に回折部を設けてもよく、光学素子の光学面の１面の７０％以上（好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上）を回折部としてもよい。
【００５０】
また、光学素子の光束が通過する面の一部にのみ回折部を設け、他の部分を屈折面、もしくは透過面としてもよい。異なる言い方では、対物レンズの像側の最大開口数に対応する光束のうち、光軸と垂直方向の領域の一部の領域の光束が、回折部を通過し、他の一部の領域の光束が回折部を通過せず、屈折面や透過面を通過するようにする、とも言える。
光束が通過する面の一部にのみ回折部を設ける場合、回折部を光軸を含む光軸近辺のみに設けてもよいし、光軸近辺に回折部を設けず、回折部を環状に設けてもよい。例えば、光学素子の光学面の１面の１０％以上、９０％未満を回折部としてもよい。または、１０％以上、５０％未満を回折部としてもよい。
【００５１】
なお、光学素子の光束が通過する面の一部にのみ回折部を設ける場合、ＮＡ１＞ＮＡ２の場合は、ＮＡ１＞ＮＡＨ１，ＮＡＨ１≧ＮＡ２，ＮＡ２≧ＮＡＬ１≧０であることが好ましい。また、ＮＡ２＞ＮＡ１の場合は、ＮＡ２＞ＮＡＨ２，ＮＡＨ２≧ＮＡ１，ＮＡ１≧ＮＡＬ２≧０であることが好ましい。なお、ＮＡ１，ＮＡ２は、それぞれ第１の光束及び第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数である。ＮＡＨ１，ＮＡＨ２は、回折部の最も外側を通過した第１の光束及び第２の光束の対物レンズの像側の開口数である。ＮＡＬ１，ＮＡＬ２は、回折部の最も内側を通過した第１の光束及び第２の光束の対物レンズの像側の開口数である。
【００５２】
また、光学素子の光束が通過する面の一部にのみ回折部を設ける場合、ＮＡ１＞ＮＡ２のとき、第１の光束のうち、ＮＡ１以下で回折部を通過した光束と、回折部以外の屈折面を通過した光の集光位置がほぼ等しいことが好ましい。ＮＡ２＞ＮＡ１の場合は、第２の光束のうち、ＮＡ２以下で回折部を通過した光束と、回折部以外の屈折面を通過した光の集光位置がほぼ等しいことが好ましい。
【００５３】
また、回折部が、第１の回折パターンと、第２の回折パターンを有し、第２の回折パターンが、第１の回折パターンよりも光軸から離れているという態様であってもよい。また、回折部と回折部のない屈折面とを同一面上に組み合わせてもよい。
【００５４】
また、２種の回折パターンを有する場合、回折部の第１の回折パターンを通過した第１の光束において、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第１の情報記録面 上に集光可能であり、回折部の第１の回折パターンを通過した第２の光束においても、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第２の情報記録面 上に集光可能であり、回折部の第２の回折パターンを通過した第１の光束において、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第１の情報記録面 上に集光可能であり、回折部の前記第２の回折パターンを通過した第２の光束においては、透過光である０次光が、他の次数の回折光に比して多く発生するようにしてもよい。この場合のｎ次としては、１次が好ましい。
【００５５】
また、別の態様としては、回折部の第１の回折パターンを通過した第１の光束において、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第１の情報記録面上に集光可能であり、回折部の前記第１の回折パターンを通過した第２の光束においても、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第２の情報記録面上に集光可能であり、回折部の第２の回折パターンを通過した第１の光束において、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第１の情報記録面 上に集光可能であり、回折部の第２の回折パターンを通過した第２の光束においては、ｎ次ではない負の次数の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生する。この場合のｎ次としては、１次が好ましく、負の次数としては−１次が好ましい。
【００５６】
また、透明基板の厚さが異なる、複数の光情報記録媒体において使用する光ピックアップ装置もしくは光学素子の場合、回折部の輪帯のピッチは以下の条件式を満たすことが特に好ましい。
０．４≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２５
【００５７】
より好ましくは、０．８≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦６であり、さらに好ましくは、１．２≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦である。
【００５８】
対物レンズの像側の最大開口数に対応する回折部の輪帯のピッチがＰｆであり、最大開口数の１／２に対応する回折部の輪帯のピッチがＰｈである。なお、最大開口数とは、その光ピックアップ装置において、情報の読取／記録が行われる幾つかの種類の光情報記録媒体の所定開口数のうち、最も最大のものを最大開口数と見なす。なお、所定開口数とは、その光ピックアップ装置において、所定の波長の光束によって、光情報記録媒体の情報の読取／記録を可能とする開口数をいうが、ある光情報記録媒体の規格で定められた開口数であってもよい。また、対物レンズの像側の最大開口数に対応する回折部の輪帯のピッチとは、最大開口数の際に、回折部において、通過する光束の最も外周部に位置する輪帯のピッチを意味する。また、最大開口数の１／２に対応する回折部の輪帯のピッチとは、最大開口数の１／２の開口数の際に、回折部において、通過する光束の最も外周部に位置する輪帯のピッチを意味する。
【００５９】
なお、２つの光源の光束のうち、一方の光束については、実使用上の開口までを無収差とし、その外側の部分については収差をフレアにするような光ピックアップ装置としてもよい。
【００６０】
違う言い方をすると以下のように表すことができる。第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内である第１の光束は、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した第１の光束は、第１の情報記録面 上では、０．０７λｒｍｓより大きい状態となり、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第２の光束も、前記所定開口数より外側を通過した第２の光束も、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光される。この場合ＮＡ１＜ＮＡ２であって、第１の光情報記録媒体の記録・再生を行う際に、ＮＡ１とＮＡ２の間の光束はフレアにするということである。
【００６１】
もしくは、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内である第２の光束は、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した第２の光束は、第２の情報記録面上では、０．０７λｒｍｓより大きい状態となり、第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第１の光束も、所定開口数より外側を通過した第１の光束も、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光される。この場合、ＮＡ１＞ＮＡ２であって、第２の光情報記録媒体の記録・再生を行う際に、ＮＡ２とＮＡ１の間の光束はフレアにするということである。
【００６２】
これらの態様は、回折部の設計によって、任意に設定できる。例えば、光学素子の全面に回折部を設けつつ、回折部の設計によって、所定開口数以上においてフレアを発生させるようにしてもよいし、光学素子の面の一部に回折部を設け、他は屈折面とし、屈折面や回折部によってフレアを発生させるようにしてもよい。
【００６３】
上記フレアを発生させる態様においては、第１の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の第１の光束を遮蔽もしくは回折し、第２の光束は透過する開口制限手段も、第２の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の第２の光束を遮蔽もしくは回折し、第１の光束は透過する開口制限手段も有さないことが好ましい。つまり、ダイクロイックフィルタやホログラムフィルタを設けずに、通常の絞りのみを設けることが好ましい。回折部を上記機能を満たすように設計しさえすれば、通常の絞りだけ設ければよいため、機構が簡単になり好ましい。
【００６４】
しかし、ホログラムフィルタ等のフィルタを用いて、フレアを発生させるようにしてもよい。なお、ホログラムフィルタなどのフィルタを設ける場合、別体のフィルタを集光光学系に設けてもよいし、対物レンズ上にフィルタを設けてもよい。
【００６５】
また、所定開口数がより小さい方の光束を集光させた際の、最小スポットを作る位置に対して、アンダーにフレアを設けるようにしてもよいし、オーバーにフレアを設けるようにしてもよい。好ましくは、オーバーに設ける方がよい。
【００６６】
また、上述のようにフレアを発生させる場合、球面収差図において、連続的にフレアを発生させるようにしてもよいし、不連続にフレアを発生させるようにしてもよい。
【００６７】
また、別の態様として、フレアを発生させない光ピックアップ装置の態様が挙げられる。以下のようなものが挙げられる。
【００６８】
違う言い方をすると以下のように表すことができる。第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内である第１の光束は、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した第１の光束は、第１の情報記録面 上では、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、もしくは、遮蔽されて、第１の情報記録面上まで達することがなく、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第２の光束も、所定開口数より外側を通過した第２の光束も、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光される。この場合、ＮＡ１＜ＮＡ２であって、第１の光情報記録媒体の記録・再生を行う際に、ＮＡ１とＮＡ２の間の光束も集光するか、もしくは遮蔽するということである。
【００６９】
もしくは、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内である第２の光束は、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光され、第２の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した第２の光束は、第２の情報記録面 上では、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるか、もしくは、遮蔽されて、第２の情報記録面上まで達することがなく、第１の光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第１の光束も、前記所定開口数より外側を通過した第１の光束も、第１の光情報記録媒体の第１の情報記録面上に、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光される。この場合、ＮＡ１＞ＮＡ２であって、第２の光情報記録媒体の記録・再生を行う際に、ＮＡ２とＮＡ１の間の光束も集光するか、もしくは遮蔽するということである。
【００７０】
これらの態様は、回折部の設計によって、任意に設定できる。
【００７１】
上記フレアを発生させず、ＮＡ１とＮＡ２の間、もしくはＮＡ２とＮＡ１の間の光束を遮蔽する態様においては、第１の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の第１の光束を遮蔽もしくは回折し、第２の光束は透過する開口制限手段か、もしくは、第２の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の第２の光束を遮蔽もしくは回折し、第１の光束は透過する開口制限手段を設けることが好ましい。または、それぞれの光束において所定開口数となるような開口制限手段を設けることが好ましい。
【００７２】
つまり、第１の光束もしくは第２の光束の一方の光束において、所定開口数以上において、開口制限手段であるダイクロイックフィルタやホログラムフィルタなどの輪帯フィルタによって、光束を遮蔽することが好ましい。なお、ダイクロイックフィルタやホログラムフィルタなどのフィルタを設ける場合、別体のフィルタを集光光学系に設けてもよいし、対物レンズ上にフィルタを設けてもよい。
【００７３】
しかしながら、フレアを発生させない場合であっても、ダイクロイックフィルタやホログラムフィルタを設けることなく、通常の絞りのみを設け、最大開口数内の全ての光束を情報記録面上に集光させるようにしてもよい。別の言い方をすれば、対物レンズの像側の最大開口数内において、第１の光束及び第２の光束共に、情報記録面上で、０．０７λｒｍｓ以下の状態で集光されるようにしてもよい。
【００７４】
また、ＮＡ１＝ＮＡ２の場合にも、上記のような態様で、フレアを発生させないことが好ましい。
【００７５】
なお、第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体という異なる情報記録媒体とは、各々の記録／再生に使用される光の波長が異なる情報記録媒体であることを意味する。
透明基板の厚さや、屈折率が同じであっても、異なっていてもよい。また、所定開口数の値が同じであっても、異なっていてもよい。もちろん、情報の記録密度が同じであっても、異なっていてもよい。異なる情報記録媒体各々の記録／再生に使用される光の波長の差異によって発生する近軸色収差や球面収差が、本発明の回折部によって、補正される。なお、球面収差も近軸色収差も補正することが最も好ましく、球面収差のみを補正し、近軸色収差を補正しない態様が次に好ましいが、近軸色収差のみを補正し、球面収差を補正しない態様であってもよい。
【００７６】
さらに、異なる情報記録媒体において、透明基板の厚さが異なり、透明基板の厚さに基づいて、球面収差が発生する場合であっても、その球面収差が本発明の回折部によって、補正される。なお、第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体において、透明基板の厚さが各々異なる場合は、発生する球面収差がより大きくなるため、本発明の効果がより顕著となり好ましい。
【００７７】
なお、第１の光束の波長と、第２の光束の波長との差が８０ｎｍ以上、４００ｎｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である。さらに好ましくは、１２０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である。また、第１の光源と、第２の光源としては、例えば、７６０〜８２０ｎｍ，６３０〜６７０ｎｍ，３５０ｎｍ〜４８０ｎｍ等の波長の光を照射する光源の中から２種類をいずれかを好ましく組み合わせて用いることができる。もちろん、３光源や４光源であってもよい。第３の光束を射出する第３光源や第４の光束を射出する第４光源を有する場合、回折部を通過した第３の光束や第４の光束においても、ｎ次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生するようにすることが好ましい。
【００７８】
また、第２の光束の波長の方が、第１の光束の波長よりも波長が長い場合、第２の光束と第１の光束とにおける軸上色収差が、以下の条件式を満たすことが好ましい。
−λ２／｛２×（ＮＡ２）2｝≦Ｚ≦λ２／｛２×（ＮＡ２）2｝
λ２：第２の光束の波長
ＮＡ２:第２の光束 に対する、前記対物レンズの像側の所定開口数。
【００７９】
また、透明基板の厚さが異なる光情報記録媒体を用い、ｔ２＞ｔ１であって、λ２＞λ１である場合に、以下の条件式を満たすことが好ましい。
0.2×10-6/℃<ΔWSA3・λ1/｛f・(NA1)4・ΔT｝<2.2×10-6/℃
NA1:第１の光束を用いて、光情報記録媒体の再生もしくは記録する場合に、必要な像側の対物レンズの開口数。
λ1:第１の光束の波長
f: 第１の光束に対する対物レンズの焦点距離
ΔT:環境温度変化。
ΔWSA3(λ1rms): 第１の光束を用いて、光情報記録媒体の再生もしくは記録する場合に、光情報記録面に集光された光束の波面収差の３次球面収差成分の変化量
【００８０】
また、第１の光束を用いる場合において、発散光や収束光等の非平行光束である第１の光束を対物レンズに入射させ、第２の光束を用いる場合において、発散光や収束光等の非平行光束である第２の光束を対物レンズに入射させるようにしてもよい。
【００８１】
または、第１の光束を用いる場合において、平行光束である第１の光束を対物レンズに入射させ、第２の光束を用いる場合において、発散光や収束光等の非平行光束である第２の光束を対物レンズに入射させてもよい。または、第１の光束を用いる場合において、発散光や収束光等の非平行光束である第１の光束を対物レンズに入射させ、第２の光束を用いる場合において、平行光束である第２の光束を対物レンズに入射させるようにしてもよい。
【００８２】
なお、第１の光束、第２の光束どちらかの光束、もしくは両方の光束において、非平行光束を用いる場合、第１の光束を用いる場合の対物レンズに対する倍率ｍ１と、第２の光束を用いる場合の対物レンズに対する倍率ｍ２との差の絶対値が、０〜１／１５であることが好ましい。より好ましくは、０〜１／１８である。λ２＞λ１，ｔ２＞ｔ１の場合、ｍ１の方が大きいことが好ましい。特に、第２の光束をＣＤに用い、第１の光束をＤＶＤに用いる場合に、上記範囲が好ましい。なお、第１の光源の波長がλ１であり、第２の光源の波長がλ2であり、第１の透明基板の厚さがｔ１であり、第２の透明基板の厚さがｔ２である。
【００８３】
または、第１の光束を用いる場合においても、第２の光束を用いる場合においても、平行光束を対物レンズに入射させるようにしてもよい。この場合、回折部が、図４７（ｂ）（ｃ）の様な形態であってもよいが、図４７（ａ）（ｄ）の形態の方が好ましい。
【００８４】
また、光ピックアップ装置に対物レンズに入射する光束の発散度を補正する発散度変更手段（以下、「発散度補正手段」ともいう。）を設け、第１の光束と第２の光束において、対物レンズに入射する光束の発散度を変化させるようにしてもよい。
【００８５】
なお、発散光を対物レンズに入射する場合は、対物レンズがガラスレンズであることが好ましい。
【００８６】
なお、第１の情報記録媒体もしくは、第２の情報記録媒体のどちらかのみに対して再生・記録を行え、他方に対しては再生のみを行う場合は、光ピックアップ装置において、第１の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率と、第２の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結像倍率が、異なることが好ましい。この場合、第１の光束に対する対物レンズの結像倍率と、第２の光束に対する対物レンズの結像倍率とは、同じであっても、異なっていてもよい。
【００８７】
また、λ１＜λ２，ｔ１＜ｔ２であって、第１の情報記録媒体のみに対して再生・記録を行え、第２の情報記録媒体に対しては再生のみを行う場合は、第１の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率が、第２の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結像倍率に比して小さいことが好ましい。さらに、上記を満たし、０．６１＜ＮＡ１＜０．６６である場合、集光光学系において、第１の光源と、コリメータレンズの間に、倍率を変化させるカップリングレンズを設けることや、集光光学系において、第１の光束用コリメータレンズと第２の光束用コリメータレンズを別に設けることが好ましい。なお、第１の光束に対する対物レンズの結像倍率と、第２の光束に対する対物レンズの結像倍率とが、共に０であることが好ましい。なお、第１の光源の波長がλ１であり、第２の光源の波長がλ2であり、第１の透明基板の厚さがｔ１であり、第２の透明基板の厚さがｔ２であり、第１の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ１である。
【００８８】
また、λ１＜λ２，ｔ１＜ｔ２であって、第２の情報記録媒体のみに対して再生・記録を行え、第１の情報記録媒体に対しては再生のみを行う場合は、第１の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率が、第２の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結像倍率に比して大きいことが好ましい。なお、第１の光束に対する対物レンズの結像倍率と、第２の光束に対する対物レンズの結像倍率とが、共に０であることが好ましい。
【００８９】
なお、第１の情報記録媒体及び第２の情報記録媒体の両方に対して、再生・記録を行える場合、もしくは、両方に対して、再生のみを行う場合は、光ピックアップ装置において、第１の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率と、第２の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結像倍率が、ほぼ等しいことが好ましい。この場合、第１の光束に対する対物レンズの結像倍率と、第２の光束に対する対物レンズの結像倍率とは、同じであっても、異なっていてもよい。
【００９０】
また、光検出器は、第１の光束と第２の光束とに対して、共通としてもよい。もしくは、第２の光検出器を設け、光検出器を第１の光束用とし、第２の光検出器を第２の光束用としてもよい。
【００９１】
また、光検出器と、第１の光源もしくは第２の光源とがユニット化されていてもよい。
または、光検出器と、第１の光源及び第２の光源とがユニット化されていてもよい。または、光検出器と、第２の光検出器と、第１の光源及び第２の光束とが全て一体にユニット化されていてもよい。さらには、第１の光源及び第２の光源のみがユニット化されていてもよい。
【００９２】
特に、第１の光源と第２の光源がユニット化されていて、同一面上にならべて設けられている場合は、ＮＡ１＞ＮＡ２である場合は、第１の光源を対物レンズの光軸上に設けることが好ましく、ＮＡ１＜ＮＡ２である場合は、第２の光源を対物レンズの光軸上に設けることが好ましい。なお、第１の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ１であり、第２の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数がＮＡ２である。
【００９３】
なお、第１の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の、ワーキングディスタンスをＷＤ１とし、第２の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の、ワーキングディスタンスをＷＤ２とした際に、｜ＷＤ１−ＷＤ２｜≦０．２９ｍｍとなることが好ましい。この場合、第１の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の倍率と、第２の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の倍率が等しいことがより好ましい。また、その倍率が０であることがさらに好ましい。また、ｔ１＜ｔ２，λ１＜λ２の場合、ＷＤ１≧ＷＤ２であることが好ましい。
これらのワーキングディスタンスに関する条件は、第１の光情報記録媒体がＤＶＤ、第２の光情報記録媒体がＣＤである場合に、特に好ましい。なお、上記ワーキングディスタンスを満たす場合は、回折部が、図４７（ａ）（ｄ）の様な形態であってもよいが、図４７（ｂ）（ｃ）の形態の方が好ましい。
【００９４】
また、集光光学系、または対物レンズ等の光学素子は、光情報記録媒体の情報記録面上に、光束を集光して、情報の記録・再生を行えるように、スポットを形成するものである。特に、ＮＡ１＞ＮＡ２，λ１＜λ２である場合であって、しかも、第２の光束について、ＮＡ２よりも外側の光束を、第２の光情報記録媒体の第２の情報記録面上においてフレアとする（結像面上での波面収差を０．０７λ２ｒｍｓより大とする）場合に、そのスポットが以下の条件を満たすことが好ましい。
０．６６×λ２／ＮＡ２≦ｗ≦１．１５×λ２／ＮＡ２
ｗ＞０．８３×λ２／ＮＡ１
λ１：第１の光束の波長
λ２：第２の光束の波長
ＮＡ１：第１の光束に対する所定開口数
ＮＡ２：第２の光束に対する所定開口数
ｗ：第２の光束の結像面での１３．５％強度のビーム径
【００９５】
なお、スポットが真円でない場合、ビーム径は、ビーム径が一番絞られている方向でのビーム径を上記ビーム径（ｗ）とすることが好ましい。
【００９６】
さらに、好ましくは以下の条件を満たすことである。
０．７４×λ２／ＮＡ２≦ｗ≦０．９８×λ２／ＮＡ２
【００９７】
また、スポットの形状は、中心に光強度の強い記録・再生に用いられるスポットが存在し、その周りに連続して、検出に悪影響を及ぼさない程度に光強度が弱いフレアが存在している形状であってもよいし、中心に光強度の強い記録・再生に用いられるスポットが存在し、その周りにドーナツ状に、フレアが存在している形状であってもよい。
【００９８】
また、スポットのＳ字特性が良好であることが好ましい。具体的には、オーバーシュートが、０〜２０％であることが好ましい。
【００９９】
第１の光源の波長をλ１とし、第２の光源の波長をλ2とし、第１の透明基板の厚さをｔ１とし、第２の透明基板の厚さをｔ２とし、波長がλ１の光による第１の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数をＮＡ１、波長がλ2の光による第２の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数をＮＡ２とした場合、好ましい１例として、以下の条件式が挙げられる。この場合、ｎ次回折光は１次回折光であることが好ましい。もちろん、好ましい態様は下記の条件式に限られるものではない。
λ１＜λ２
ｔ１＜ｔ２
ＮＡ１＞ＮＡ２（好ましくはＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１）
【０１００】
上記条件式を満たす場合、集光光学系の対物レンズが回折部を有し、第２光情報記録媒体の記録・再生を行うために、集光光学系が、回折部を通過した第２光束におけるｎ次回折光を、第２光情報記録媒体の第２情報記録面上に集光する場合に、図１１２に示すように、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有するようにしてもよい。
【０１０１】
不連続部を有する場合、ＮＡ２近傍において、球面収差が不連続部を有することが好ましい。例えば、開口数（ＮＡ）が０．４５において、球面収差が不連続部を有する場合や、開口数（ＮＡ）が０．５において、球面収差が不連続部を有する場合が挙げられる。
【０１０２】
また、球面収差が不連続部を有する場合、集光光学系は、回折部を通過した第１光束における、開口数がＮＡ１以下のｎ次回折光を、第１光情報記録媒体の第１情報記録面上に、最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓとなるように集光し、集光光学系は、回折部を通過した第２光束における、不連続部となる開口数以下のｎ次回折光を、第２光情報記録媒体の第２情報記録面上に、最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓとなるように集光することが好ましい。
【０１０３】
また、上記条件式を満たす場合集光光学系の対物レンズが回折部を有し、第２光情報記録媒体の記録・再生を行うために、集光光学系が、回折部を通過した第２光束におけるｎ次回折光を、第２光情報記録媒体の第２情報記録面上に集光する場合に、図２７に示すように、球面収差が連続していて、不連続部を有さないようにしてもよい。
【０１０４】
球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合、ＮＡ１では、球面収差が２０μｍ以上であって、ＮＡ２では球面収差が１０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ＮＡ１では、球面収差が５０μｍ以上であって、ＮＡ２では球面収差が２μｍ以下である
【０１０５】
上記条件の中で、例えば、第１の光情報記録媒体としてＤＶＤの一種を用い、第２の光情報記録媒体としてＣＤの一種を用いる場合の、具体的な好ましい１例を挙げるなら以下のような態様が挙げられるが、これに限られるものではない。
０．５５ｍｍ＜ｔ１＜０．６５ｍｍ
１．１ｍｍ＜ｔ２＜１．３ｍｍ
６３０ｎｍ＜λ１＜６７０ｎｍ
７６０ｎｍ＜λ２＜８２０ｎｍ
０．５５＜ＮＡ１＜０．６８
０．４０＜ＮＡ２＜０．５５
【０１０６】
上記範囲の場合であって、回折部が輪帯回折の場合、ＮＡ２以下に相当する回折部は１９輪帯以下か、２１輪帯以上であることが好ましい。また、回折部は全体で、３５輪帯以上か、３３輪帯以下であることが好ましい。
【０１０７】
また、上記範囲を満たす場合、スポット径が以下の態様を満たすことが好ましい。
【０１０８】
集光光学系の対物レンズが回折部を有し、λ１＝６５０ｎｍ，ｔ１＝０．６ｍｍ，ＮＡ１＝０．６であって、前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である第１の光束を入射し、第１の透明基板を介して、第１の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォーカスにおけるスポット径が０．８８〜０．９１μｍであることが好ましい。
【０１０９】
または、λ１＝６５０ｎｍ，ｔ１＝０．６ｍｍ，ＮＡ１＝０．６５であって、前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である第１の光束を入射し、第１の透明基板を介して、第１の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォーカスにおけるスポット径が０．８１〜０．８４μｍであることが好ましい。
【０１１０】
さらに上記範囲を満たす場合であって、且つ、回折部が対物レンズに設けられている場合、開口数（ＮＡ）が０．４における、回折部のピッチが１０〜７０μｍであることが好ましい。さらに好ましくは、２０〜５０μｍである。
【０１１１】
さらに、上記条件の中で、具体的な好ましい１例を挙げるなら以下のような態様が挙げられるが、これに限られるものではない。特に、第２の光情報記録媒体としてのＣＤについて、記録も行う場合は、ＮＡ２を０．５とすることが好ましい。さらに、第１の光情報記録媒体  としてのＤＶＤについて、記録も行う場合は、ＮＡ１を０．６５とすることが好ましい。
ｔ１＝０．６ｍｍ
ｔ２＝１．２ｍｍ
λ１＝６５０ｎｍ
λ２＝７８０ｎｍ
ＮＡ１＝０．６
ＮＡ２＝０．４５
【０１１２】
また、以下のような態様であってもよい。以下の態様の場合、ｎ次回折光は−１次光であることが好ましい。
λ１＜λ２
ｔ１＞ｔ２
【０１１３】
また、本発明の光ピックアップ装置を有する、光情報記録媒体から情報を再生しまたは光情報記録媒体に情報を記録する光情報記録媒体記録または再生装置の具体例としては、DVD/CD再生装置や、DVD/CD/CD-R記録再生装置や、DVD-RAM/DVD/CD-R/CD記録再生装置や、DVD/CD/CD-RW記録再生装置や、DVD/LD再生装置、DVD/ブルーレーザ（３５０〜４８０ｎｍ等、特に４００ｎｍ程度）を使用する光情報記録媒体記録再生装置、CD/ブルーレーザを使用する光情報記録媒体記録再生装置、などを挙げることができるが、これに限られるものではない。また、これらの光情報記録媒体記録または再生装置は、光ピックアップ装置の他に、電源や、スピンドルモーターなどを有する。
【０１１４】
また、本発明の対物レンズは、第１の光源の波長と第２の光源の波長のうち少なくとも一方の波長の微小な変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量を△ＳＡ、軸上色収差の変化量を△ＣＡとするとき、以下の条件式を満たすことが好ましい。
−１＜△ＳＡ／△ＣＡ ＜−０．２
【０１１５】
また、参考例の光学系は、１以上の光学素子を含んでおり、情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられる光学系において、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子は、互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有している。
【０１１６】
上記光学系によると、光学素子が回折面を有していることにより、互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して球面収差を補正することができるとともに、軸上色収差も補正可能とすることができる。つまり、対物レンズ等多くの光学素子を共通に使用する簡単な構成で球面収差および軸上色収差の補正が可能になって、光学系の小型軽量化および低コスト化を図ることができる。また、光学素子が互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有しているために、光量の損失を少なくすることができ、必要開口数の異なる場合に対しても例えば共通の対物レンズを用いて十分な光量を得ることができる。
【０１１７】
また、参考例の別の光学系は、１以上の光学素子を含んでおり、情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられる光学系において、互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されている。
【０１１８】
上記光学系によると、光学素子に回折面が形成されていることにより、請求項１と同様に、互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して球面収差および軸上色収差を補正することができる。また、光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に回折面が形成されていることにより、より効率的に補正が可能となる。
【０１１９】
なお、本明細書において、各用語は以下に定義する通りである。まず、本発明における光学素子とは、情報記録媒体上への情報の記録及び／又は情報記録媒体上の情報を再生するための光学系に適用可能な全ての光学素子の個々を指し、一般には、カップリングレンズ、対物レンズ、偏光ビームスプリッタ、１／４波長板、また、２つ以上の光源からの光を合成するためのビームスプリッタ等が挙げられるが、これらに限ったものではない。また、本発明の回折部のみを設け、他の役割は一切持たない光学素子であってもよい。
【０１２０】
また、本発明における光学系とは、例えばＣＤとＤＶＤとを記録又は再生可能とするような上記光学素子の１以上の集合であって、情報記録媒体上への情報の記録及び／又は情報記録媒体上の情報を再生可能とするための光学系全体のみならず、その光学系の一部を意味するものであってもよく、上記のような光学素子を少なくとも１つ含むものである。
【０１２１】
本発明における情報記録媒体には、例えば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種ＣＤ、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW等の各種ＤＶＤ、或いはＭＤ，ＬＤ，ＭＯ等のディスク状の情報記録媒体が挙げられる。一般に、情報記録媒体の情報記録面上には透明基板が存在する。もちろん、これらに限られるものではなく、現在市販されていないような、ブルーレーザを用いるような光情報記録媒体も含まれる。
【０１２２】
本発明において、情報記録媒体に対する情報の記録および再生とは、上記のような情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明のピックアップ装置・光学系は、記録だけ或いは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別の情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、或る情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。
【０１２３】
また、上記の情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられるピックアップ装置・光学系とは、それに適用可能であることは勿論のこと、実際に適用されるかもしくはそのような用途に用いることを意図したピックアップ装置・光学系をも含むものである。
【０１２４】
本発明において、互いに異なる少なくとも２つの波長の光とは、例えば、ＣＤ用に使用される７８０ｎｍの波長の光と、ＤＶＤ用に使用される６３５ｎｍ或いは６５０ｎｍの波長の光との異なる２つの波長の光であってもよいし、高密度記録された大容量の情報記録媒体の記録及び／又は再生のための例えば４００ｎｍの波長の光をさらに含んだ、異なる３つの波長の光であってもよい。勿論、４以上の異なる波長の光であってもよい。また、実際に異なる３以上の波長の光が使用される光学系或いはそれを意図した光学系であっても、その内の少なくとも異なる２つの波長の光を意味することは勿論である。もちろん、４００ｎｍと７８０ｎｍの組み合わせや、４００ｎｍと６５０ｎｍの組み合わせであってもよい。
【０１２５】
本発明において、異なる波長の光とは、上に例示したような情報記録媒体の種類や記録密度の相違などに応じて使用される、互いに十分な波長差を有する複数の波長の光を意味しており、１つの波長の光を出力する１つの光源の温度変化や出力変化に起因して生じる±１０ｎｍ程度以内の一時的なシフトによって異なる波長の光を指すものではない。また、異なる波長の光が使用される要因としては、上記した情報記録媒体の種類や記録密度の相違のほかに、例えば、情報記録媒体の透明基板の厚さの相違や記録と再生との相違等が挙げられる。
【０１２６】
また、回折面とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせる面のことをいい、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものである。
【０１２７】
一般に回折面からは０次光、±１次光、±２次光・・・と無数の次数の回折光が生じるが、例えば上記のような子午断面が鋸歯状となるレリーフを持つ回折面の場合は、特定の次数の回折効率を他の次数の回折効率よりも高くしたり、場合によっては、特定の１つの次数（例えば＋１次光）の回折効率をほぼ１００％とするように、このレリーフの形状を設定することができる。本発明において、特定次数の回折光を選択的に発生するとは、所定の波長の光に対して特定次数の回折光の回折効率がその特定次数以外の他の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも高いことをいい、互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ選択的に発生する特定次数の回折光のその特定次数が同じ次数であることを同じ次数の回折光を選択的に発生するという。ここで、回折光の次数が同じであるとは、回折光の次数が符号を含めて同じであることをいう。
【０１２８】
また、回折効率は、全回折光に対するそれぞれの次数の回折光の光量の割合を回折面の形状（レリーフの形状）に基づき、また照射する光の波長を所定の波長に設定したシュミレーションによる計算で求める。所定の波長には、一例として７８０ｎｍ，６５０ｎｍの波長が挙げられる。
【０１２９】
また、回折面が光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されているとは、光学面上で光束が通る範囲のほぼ全てに回折構造（レリーフ）が設けられることを意味し、光学面の一部、例えば周辺部のみに回折構造を設けたような光学素子ではないことを意味する。このとき、光源からの光束が情報記録媒体側に通過する範囲は、光学系または光ピックアップ装置に用いられる開口絞りによって定められる。回折面を設けた光学素子単体として見れば、回折面が形成される範囲は光学面のほぼ全面にわたっているが、光束が通らない周辺部もある程度の余裕を持って光学面を形成しておくのが一般的なので、この部分も光学面として使用可能な領域として光学面に含めて考えるとき、光学素子単体として光学面中の回折面の面積比率は少なくとも半分以上であることが好ましく、ほぼ１００％であることがより好ましい。
【０１３０】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対してそれぞれ選択的に発生する回折光の特定次数が同じ次数であることを特徴とするものである。
【０１３１】
上記光学系によると、回折面が少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して同じ次数の回折光の回折効率を最大とするので、回折面が異なる次数の回折光の回折効率を最大とする場合と比較して光量の損失が少ない。
【０１３２】
また、参考例の別の光学系は、前記同じ次数の回折光が１次回折光であることを特徴とするものである。１次回折光はプラス１次回折光であってもよいし、マイナス１次回折光であってもよい。
【０１３３】
上記光学系によると、同じ次数の回折光が１次回折光であることにより、同じ次数の回折光が１次よりも高次の回折光である場合と比較して光量の損失が少ない。
【０１３４】
また、参考例の別の光学系は、上述の回折面を有する光学素子の少なくとも１つの光学素子が屈折パワーを有するレンズであることを特徴とするものである。請求項１４１の光学系は、屈折パワーを有するレンズの表面に、さらに回折のための微細構造（レリーフ）を形成したものであってよい。このとき、回折のための微細構造の包絡面がレンズの屈折面形状となる。例えば、非球面単玉対物レンズの少なくとも一方の面に、いわゆるブレーズ型の回折面が設けられたものであって、子午断面が鋸歯状となる輪帯をが全面に設けられたレンズであってよい。
【０１３５】
上記光学系によると、回折面を有する光学素子が屈折パワーを有するレンズであることにより、球面収差および色収差をともに補正可能とでき、部品点数の削減が可能になる。
【０１３６】
また、参考例の別の光学系は、前記レンズの屈折面形状が非球面であることを特徴とするものである。
【０１３７】
また、参考例の別の光学系は、前記レンズが、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である或る１つの波長の光に対する回折光の回折効率を、前記最大波長および前記最小波長の光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とするものである。
【０１３８】
また、参考例の別の光学系は、前記レンズが、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長または最小波長の光に対する回折光の回折効率を、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とするものである。
【０１３９】
また、参考例の別の光学系は、前記レンズの前記回折面で付加される回折作用（以下、「回折パワー」ともいう。）の正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わることを特徴とするものである。
【０１４０】
上記光学系によると、レンズの前記回折面で付加される回折パワーの正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わることによって、球面収差の波長変動を抑制することができる。
【０１４１】
また、参考例の別の光学系は、前記レンズの前記回折面で付加される回折パワーが、光軸と垂直に光軸から離れる方向において負から正に１回切り替わることを特徴とするものである。
【０１４２】
上記光学系によると、レンズの前記回折面で付加される回折パワーが光軸と垂直に光軸から離れる方向において負から正に１回切り替わることによって、例えば、ＣＤ系及びＤＶＤ系とも対物レンズに平行光束が入射する場合に、情報記録媒体の透明基板の厚さの違いによる球面収差への影響を回折面の輪帯ピッチを過小にすることなく、効率よく補正することができる。
【０１４３】
回折パワーに関し、特に、屈折作用と回折作用とを有する光学面を備えた光学素子、言い換えれば屈折作用を有する光学面上に回折面が設けられたが如き光学素子の場合、回折面の作用により、ベースとなる屈折面の屈折作用に対して、光束を収束あるいは発散させる作用が付加される。このとき近軸領域に限らず実際の有限の高さの光線に対して、収束させる作用が付加される時、本発明においては回折面の所定の位置が正の回折パワーを有するとし、発散させる作用が付加される時、負の回折パワーを有するとしている。
【０１４４】
また、参考例の別の光学系は、前記回折面が光軸方向から見て複数の輪帯からなり、この複数の輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円状に形成されていることを特徴とするものである。すなわち、請求項１４７の回折面は、例えば特開平６−２４２３７３号公報に記載されているように、光軸から離れるにしたがってレンズ厚が厚くなる方向へ離散的にシフトする輪帯として階段状に形成されたものである。
【０１４５】
また、参考例の別の光学系は、前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項以外の少なくとも１つの項に零以外の係数を有することを特徴とするものである。
【０１４６】
上記光学系によると、異なる２波長間での球面収差を制御することができる。ここで、制御することができるとは、２波長間で、球面収差の差を極めて小さくすることもできるし、光学的仕様に必要な差を設けることも可能であるということを意味する。
【０１４７】
また、参考例の別の光学系は、前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項に零以外の係数を有することを特徴とするものである。
【０１４８】
上記光学系によると、近軸領域での色収差の補正を有効に行うことができる。
【０１４９】
また、参考例の別の光学系は、前記複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、２乗項を含まないことを特徴とするものである。
【０１５０】
上記光学系によると、位相差関数が２乗項を含まないことによって、回折面の近軸パワーが０となり、４次以上の項だけを用いるので、回折輪帯のピッチが過小とならずに球面収差を制御することができる。
【０１５１】
また、参考例の別の光学系は、前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光（波長λ）のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とするものである。
【０１５２】
上記光学系によると、波面収差が対物レンズの像側の所定開口数内ではマレシャルの許容値である０．０７λｒｍｓ以下であるので、球面収差が十分小さい優れた光学特性を得ることができる。
【０１５３】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうちの１つの波長λ1が±１０ｎｍの範囲内で変動しても、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λ1ｒｍｓ以下であることを特徴とするものである。
【０１５４】
上記光学系によると、波長λ1が±１０ｎｍの範囲内で変動しても、球面収差が十分小さい優れた光学特性を得ることができる。
【０１５５】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、波長λ2の光と、前記対物レンズの像側の所定開口数が前記波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい別波長の光とに対して、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．０７λ2ｒｍｓより大であることを特徴とするものである。
【０１５６】
上記光学系によると、波長λ2の光の波面収差が別波長の光に関する所定開口数（波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい）内では０．０７λ2ｒｍｓ以上と大きいために、波長λ2の光について適切なスポット径を得ることができる。つまり、実使用上の開口数までをほとんど無収差とし、その外側の部分については収差をフレアとすることで、所望の効果を得ることができる。
【０１５７】
また、参考例の別の光学系は、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．１０λ2ｒｍｓ以上であることを特徴とするものである。
【０１５８】
上記光学系によると、波長λ2の光の波面収差が別波長の光に関する所定開口数（波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい）内では０．１０λ2ｒｍｓ以上と大きいために、波長λ2の光についてより適切なスポット径を得ることができる。
【０１５９】
また、参考例の別の光学系は、前記別波長の光に対する所定開口数をＮＡ１とし、前記波長λ2の光に対する所定開口数をＮＡ２としたとき、ＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１を満足することを特徴とするものである。
【０１６０】
また、参考例の別の光学系は、前記対物レンズには、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも１つの波長の光に対して平行光束が入射され、別の１つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とするものである。
【０１６１】
参考例の別によると、対物レンズに互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも１つの波長の光に対して平行光束が入射され、別の少なくとも１つの波長の光に対して非平行光束が入射されることにより、少なくとも２つの波長のそれぞれの光の波長１０ｎｍ程度の変化に対し、球面収差変動を極めて小さく抑えることが可能となる。
【０１６２】
また、参考例の別の光学系は、前記対物レンズには、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも２つの波長の光に対して平行光束が入射されることを特徴とするものである。
【０１６３】
また、参考例の別の光学系は、前記対物レンズには、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち、少なくとも２つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とするものである。
【０１６４】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のうち何れか２つの波長に対して長い方の波長をλ3とし、前記波長λ3の光に対する前記対物レンズの像側の所定開口数をＮＡとしたとき、前記波長λ3と短い方の波長間の軸上色収差が−λ3／（２ＮＡ2）以上且つ＋λ3／（２ＮＡ2）以下であることを特徴とするものである。
【０１６５】
上記光学系によると、波長を切り換えたときにピントがほとんど変化しないので、フォーカスサーボを不要にしたり、フォーカスサーボによる移動範囲を狭くすることが可能となる。
【０１６６】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光が、透明基板の厚さが異なる情報記録媒体に対してそれぞれ用いられることを特徴とするものである。
【０１６７】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長が、互いに異なる３つの波長であることを特徴とするものである。
【０１６８】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる３つの波長の光をそれぞれλ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）とし、且つ、これら異なる３つの波長の光のそれぞれに関する前記対物レンズの像側の所定開口数をそれぞれＮＡ１，ＮＡ２，ＮＡ３とするとき、０．６０≦ＮＡ１、０．６０≦ＮＡ２、０．４０≦ＮＡ３≦０．５０を満足することを特徴とするものである。
【０１６９】
また、参考例の別の光学系は、前記所定開口数のうち最も小さな所定開口数より外側において前記対物レンズに入射する光の少なくとも一部を遮蔽することが可能なフィルターが設けられていることを特徴とするものである。
【０１７０】
また、参考例の別の光学系は、前記回折面を有する光学素子が対物レンズであることを特徴とするものである。
【０１７１】
また、参考例の別の光学系は、前記対物レンズが１枚のレンズからなることを特徴とするものである。
【０１７２】
また、参考例の別の光学系は、前記対物レンズの両面に前記回折面が設けられていることを特徴とするものである。
【０１７３】
また、参考例の別の光学系は、前記対物レンズの材料のアッベ数νｄが５０よりも大きいことを特徴とするものである。
【０１７４】
上記光学系によると、異なる２波長の光源に対して軸上色収差を補正した場合に、２次スペクトルを小さくすることができる。
【０１７５】
また、参考例の別の光学系は、前記対物レンズがプラスチック製であることを特徴とするものである。上記光学系によると、安価で軽量な光学系を得ることができる。また、参考例の別の光学系は、前記対物レンズがガラス製であることを特徴とするものである。これらの光学系によると、温度変化に極めて強い光学系を得ることができる。
【０１７６】
また、参考例の別の光学系は、前記対物レンズは、前記回折面が形成された樹脂層をガラスレンズ表面に有するものであることを特徴とする。上記光学系によれば、ガラスレンズに回折構造を形成し易い樹脂層を設けるので、温度変化に極めて強くかつコスト的に有利な光学系を得ることができる。
【０１７７】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長どうしの波長差が８０ｎｍ以上であることを特徴とするものである。
【０１７８】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長どうしの波長差が４００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０１７９】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長どうしの波長差が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０１８０】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が、該特定次数以外の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも１０％以上高い効率であることを特徴とする。
【０１８１】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が、該特定次数以外の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも３０％以上高い効率であることを特徴とする。
【０１８２】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が５０％以上であることを特徴とする。
【０１８３】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の回折効率が７０％以上であることを特徴とする。
【０１８４】
また、参考例の別の光学系は、前記回折面があることによって、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の前記選択的に発生された特定次数の回折光が焦点を結ぶに際して、前記回折面がない場合に比較して球面収差が改善されることを特徴とする。
【０１８５】
また、参考例の別の光学系は、前記互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光（波長λ）に対して、それぞれ選択的に発生する特定次数の回折光の結像面上での波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０１８６】
また、別の参考例は、上述した各光学系を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【０１８７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、互いに異なる波長の光を出力する少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光する、１以上の光学素子を含む光学系と、前記情報記録媒体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光に対して同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有している。
【０１８８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、互いに異なる波長の光を出力する少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光する、１以上の光学素子を含む光学系と、前記情報記録媒体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のそれぞれの光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、前記光学素子の少なくとも１つの光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されている。
【０１８９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、請求項４６または４７に記載の回折面を有する光学素子の少なくとも１つの光学素子が屈折パワーを有するレンズであることを特徴とする。
【０１９０】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記レンズが、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である或る１つの波長の光に対する回折光の回折効率を、前記最大波長および前記最小波長の光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とする。
【０１９１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記レンズが、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の最大波長または最小波長の光に対する回折光の回折効率を、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の最大波長と最小波長との間の波長である光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とする。
【０１９２】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記レンズは外周にフランジ部を有することを特徴とする。また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記フランジ部は前記レンズの光軸に対し略垂直方向に延びた面を有することを特徴とする。このフランジ部によりレンズを光ピックアップ装置に容易に取り付けることができ、このフランジ部に光軸に対し略垂直な方向に延びた面を設ける場合には、更に精度の高い取付が容易にできる。
【０１９３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光（波長λ）のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０１９４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光（波長λ）のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の最大開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０１９５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のうちの１つの波長λ1が±１０ｎｍの範囲内で変動しても、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では０．０７λ1ｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０１９６】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のうち、波長λ2の光と、前記対物レンズの像側の所定開口数が前記波長λ2の光に関する所定開口数よりも大きい別波長の光とに対して、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．０７λ2ｒｍｓより大であることを特徴とする。
【０１９７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上での波面収差が０．１０λ2ｒｍｓ以上であることを特徴とする。
【０１９８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記別波長の光に対する所定開口数をＮＡ１とし、前記波長λ2の光に対する所定開口数をＮＡ２としたとき、ＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１を満足することを特徴とする。
【０１９９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記対物レンズには、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長のうち、少なくとも１つの波長の光に対して平行光束が入射され、別の少なくとも１つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とする。
【０２００】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記対物レンズには、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光に対して平行光束が入射されることを特徴とする。
【０２０１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記対物レンズには、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光に対して非平行光束が入射されることを特徴とする。
【０２０２】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長に対して長い方の波長をλ3とし、前記波長λ3の光に対する前記対物レンズの像側の所定開口数をＮＡとしたとき、前記波長λ3と短い方の波長間の軸上色収差が−λ3／（２ＮＡ2）以上且つ＋λ3／（２ＮＡ2）以下であることを特徴とする。
【０２０３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源から出力される異なる２つの波長の光が、透明基板の厚さが異なる情報記録媒体に対してそれぞれ用いられることを特徴とする。
【０２０４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記回折面が光軸方向から見て複数の輪帯からなり、この複数の輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円状に形成されており、前記対物レンズの像側の最大開口数内に対応する前記輪帯のピッチＰｆと、前記最大開口数内の１／２の開口数に対応する前記輪帯のピッチＰｈとの間に次の関係が成立することを特徴とする。
０．４≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２５
【０２０５】
上記光ピックアップ装置によれば、上述の関係式の下限以上であると、高次の球面収差を補正する回折の作用が弱まることがなく、従って、透明基板の厚さが異なることによって生じる２波長間の球面収差の差を回折の作用で補正できる。また、上限以下であると、回折輪帯のピッチが過小となる箇所が生じ難くなり、回折効率の高いレンズを製造することが可能となる。また、上記関係式は、
０．８≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦６．０
が好ましく、
１．２≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２．０
が更に好ましい。
【０２０６】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源が、３つの光源であることを特徴とする。
【０２０７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記３つの光源から出力される異なる３つの波長の光をそれぞれλ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）とし、且つ、これら異なる３つの波長の光のそれぞれに関する前記対物レンズの像側の所定開口数をそれぞれＮＡ１，ＮＡ２，ＮＡ３とするとき、
０．６０≦ＮＡ１、  ０．６０≦ＮＡ２、  ０．４０≦ＮＡ３≦０．５０
を満足することを特徴とする。
【０２０８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記所定開口数のうち最も小さな所定開口数より外側において前記対物レンズに入射する光の少なくとも一部を遮蔽することが可能なフィルターが設けられていることを特徴とする。
【０２０９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記異なる２つの波長の光のそれぞれに対して前記所定開口数となるような開口制限手段を有することを特徴とする。
【０２１０】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記異なる２つの波長の光の一方に対して前記所定開口数となるような開口制限がないことを特徴とする。例えば、具体的には最大開口数は開口制限を有し、それより小さい所定開口数に対しては開口制限を設けないようにする。これにより波長選択性を有するフィルタ等の開口制限手段を不要とすることができ、より安価で小型化が可能となる。
【０２１１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記１以上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記対物レンズは、前記互いに異なる波長の光を前記情報記録媒体上にそれぞれ集光する際に共通に使用されることを特徴とする。
【０２１２】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記少なくとも２つの光源と前記対物レンズとが一体化されたユニットが、前記情報記録媒体の主面に対して少なくとも平行に駆動されることを特徴とする。
【０２１３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記ユニットが前記情報記録媒体の主面に対して垂直に駆動されることを特徴とする。
【０２１４】
また、さらに別の参考例は、上述の光ピックアップ装置を搭載しており、音声および画像の少なくともいずれか一方を記録または再生することが可能であることを特徴とする記録再生装置である。
【０２１５】
また、さらに別の参考例のレンズは、情報記録媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられ、屈折パワーを有するとともに少なくとも一方の光学面に回折面を有するレンズにおいて、前記回折面で付加される回折パワーの正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも１回切り替わる。
【０２１６】
また、参考例の別のレンズは、上述の請求項７４のレンズにおいて、前記回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置することを特徴とするものであり、また、請求項２１２のレンズは、前記回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置することを特徴とする。
【０２１７】
また、さらに別の参考例は、情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に適用可能な光学素子であって、互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して、同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有していることを特徴とする光学素子である。
【０２１８】
また、さらに別の参考例は、情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして適用可能なレンズであって、互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して、同じ次数の回折光の回折効率をを選択的に発生する回折面を有していることを特徴とするレンズである。
【０２１９】
また、さらに別の参考例は、情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に適用可能な光学素子であって、互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内に用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されていることを特徴とする光学素子である。
【０２２０】
また、さらに別の参考例は、情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして適用可能なレンズにおいて、互いに異なる少なくとも２つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する情報の記録および／または再生のための光学系内の対物レンズとして用いた際、前記互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折面が、少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されていることを特徴とするレンズである。
【０２２１】
また、さらに別の参考例の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２つの光源を有し、同一の光学系によって記録再生を行う記録再生用光学系において、該光学系は屈折面上に回折輪帯レンズを設けた光学面を含み、波長の相違によって屈折面において生じる収差と回折輪帯レンズによって生じる収差とを相殺させ、該相殺に用いられる回折光は、２つの光源波長に対して同次数の回折光であることを特徴とする。
【０２２２】
上述のように、この回折光学系は、屈折面上に回折輪帯レンズを設けた光学面を含み、異なる２波長の光源の各々に対して、ある１つの同次数の回折光と屈折面とによる球面収差を相殺させることにより、回折限界とほぼ同等の、無収差に補正したことを特徴とする。該同次数の回折光は、１次回折光であることが好ましい。
【０２２３】
２つの光源のそれぞれの波長に対し、本発明のように同次数の回折光を対応させる方法は、異なる次数の回折光を対応させる場合に比べて、総合的に光量の損失が少ないという利点を有する。例えば、７８０ｎｍと６３５ｎｍとの２つの波長を用いる場合、両波長光に１次回折光を用いる方が、何れかの波長に１次回折光を用い他方の波長に０次回折光を用いるより、総合的に光量の損失が少ない。また、両波長光に同次数の回折光を用いる場合、高次の回折光を用いるよりも、１次回折光を用いた方が光量の損失が少ない。
【０２２４】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、上記相殺する収差は球面収差および／または色収差であることを特徴とする。
【０２２５】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、上記同次数の回折光は、１次回折光であることを特徴とする。
【０２２６】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、異なる２波長の光源は、それぞれ透明基板厚みが異なる光ディスクに対応するものであることを特徴とする。
【０２２７】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源中、短い波長の光源波長は７００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０２２８】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源中、長い波長の光源波長は６００ｎｍ以上であることを特徴とする。
【０２２９】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、回折輪帯レンズは、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗以外の項の係数を含むことを特徴とする。
【０２３０】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、光学屈折面が非球面であることを特徴とする。
【０２３１】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源に対して、そのほぼ中間の波長で回折光の回折効率が最大であることを特徴とする。
【０２３２】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源に対して、その一方の光源波長で回折光の回折効率が最大であることを特徴とする。
【０２３３】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、光学面上の回折輪帯レンズは球面収差をアンダーに補正し、該光学面の非球面は球面収差をオーバーに補正することを特徴とする。
【０２３４】
上述の光ディスク用回折光学系では、例えばＣＤ系（例えば、波長７８０ｎｍ、基板厚さ１．２ｍｍ）とＤＶＤ系（例えば、波長６５０ｎｍ、基板厚さ０．６ｍｍ）とをともに平行光入射で使用する対物レンズを用いる場合、ＣＤ系では基板が厚いために球面収差がＤＶＤ系よりオーバーになるが、この球面収差を回折レンズの波長差で補正するため、回折レンズの球面収差をアンダーにする。なお、このとき、ＣＤ系の長波長では回折レンズの球面収差が大きくアンダーになり、基板の厚さの差による影響を補正する。非球面では基板の厚さの差の影響を補正するのではなく、ＣＤ系、ＤＶＤ系ともに概ね同程度に球面収差をオーバーにする。以上のことは、回折の高次項を用いた場合に球面収差の波動変動を大きく制御できることを利用したものである。
【０２３５】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、波長の異なる２波長の光源において、その波長差が８０ｎｍ以上である。
【０２３６】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、光ディスクの対物レンズ光学系において、光学面上に回折輪帯レンズを設けることにより、異なる２波長の光源の各々に対して、ある１つの同次数の回折光の軸上色収差を補正したことを特徴とする。
【０２３７】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、上記異なる２波長の光源の波長差が８０ｎｍ以上であり、以下の条件を満たす単玉対物レンズを有することを特徴とする。
νｄ  ＞  ５０
ただし、νｄ：対物レンズの硝材のアッベ数
【０２３８】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、異なる２波長に対するレンズ性能のうち、何れか一方は実使用上の開口までを無収差とし、その外側の部分については収差をフレアとしたことを特徴とする。
【０２３９】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、上記異なる２波長に対するレンズ性能のうち、全開口で無収差である方の波長に対する開口数をＮＡ１とし、もう一方の波長の実使用上の開口数をＮＡ２としたとき、以下の条件を満足することを特徴とする。
ＮＡ１＞ＮＡ２＞０．５×ＮＡ１
【０２４０】
また、参考例の別の光ディスク用回折光学系は、上記異なる２波長に対する光ディスク厚が異なることを特徴とする。
【０２４１】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系において、上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光字面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であることを特徴とする。
【０２４２】
ここで、回折限界性能とは、光束の波面収差を測定し、その光束全体の波面収差の自乗平均根（ｒｍｓ値）がマレシャルの許容値である波長の０．０７倍以下であることを意味する。また、実使用上の開口とは、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数を意味し、それぞれの光情報記録媒体に対して情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる回折限界性能の対物レンズの開口数に相当する。
【０２４３】
このように本発明では、実使用上の開口数を光情報記録媒体に対して規定するので、ピックアップ装置の光学系を通る実際の光束の光情報記録媒体側の開口数が、実使用上の開口数より大きくてもよい。
【０２４４】
また、本発明において、最大開口数は実使用上の開口数のうちの最大のものを意味することが好ましい。すなわち、複数の光情報記録媒体に対して互換的に用いるピックアップ装置の場合、複数の実使用上の開口数が定義されるが、このうち最大のものを最大開口数とすることが好ましい。また、所定の開口数および必要開口数とは、実使用上の開口数と同じ意味である。
【０２４５】
なお、その光情報記録媒体に対して情報を記録または再生する場合において、規格で規定される光源とは異なった波長の光源を実際の光ピックアップ装置で使用する場合は、規定の波長と規定の開口数との比と、実使用波長と実使用開口数の比が一定となるように実使用開口数を設定する。例として、ＣＤについて、規格では７８０ｎｍの波長の光源を使用したとき開口数は０．４５であるが、６５０ｎｍの波長の光源を使用したときは、開口数は０．３８となる。
【０２４６】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系において、上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光学面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であり、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透通した光束のうち、実使用上の開口までの光束はその最良像点において回折限界性能であり、その外側の部分はフレアとなるように上記輪帯状の回折面を設けたことを特徴とする。
【０２４７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において少なくとも波長の異なる３つの光源を有することを特徴とする。
【０２４８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、少なくとも２つ以上の輪帯状の回折面を設けた光学面を含むことを特徴とする。
【０２４９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、上記対物レンズに入射する光束のうち、実使用上の開口から外側の光束の一部を遮蔽する輪帯状のフィルターを含むことを特徴とする。
【０２５０】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、光源と上記対物レンズを含むユニットが、少なくとも光情報記録媒体に平行に駆動されることを特徴とする。
【０２５１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、光源と上記対物レンズを含むユニットが、さらに光情報記録媒体に垂直に駆動されることを特徴とする。
【０２５２】
また、さらに別の参考例は、上述の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置である。
【０２５３】
また、さらに別の参考例の対物レンズは、波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系用に用いられる対物レンズであって、上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光字面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であることを特徴とする。
【０２５４】
また、さらに別の参考例の対物レンズは、波長の異なる少なくとも２つ以上の光源を有し、それぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録および／または情報記録面上の情報の再生を行う記録再生用光学系用に用いられる対物レンズであって、上記対物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光学面を含み、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であり、少なくとも１つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板を透通した光束のうち、実使用上の開口までの光束はその最良像点において回折限界性能であり、その外側の部分はフレアとなるように上記輪帯状の回折面を設けたことを特徴とする。
【０２５５】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、光源から出射した光束を、対物レンズを含む集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを特徴とする。
【０２５６】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、光源から出射した光束を、対物レンズを含む集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、その開口の外側の部分については収差をフレアとしたことを特徴とする。
【０２５７】
光情報記録媒体の記録および／または再生を行う参考例の別の光ピックアップ装置において、上記回折面を形成した対物レンズは、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、その開口の外側の部分については収差をフレアとした。
【０２５８】
また、以下に説明するように、上記回折面は対物レンズの両面に形成し、回折光は１次回折光であることが好ましい。上記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗以外の項の係数を含むことを特徴とするが、冪級数の２乗の項の係数を含み、あるいは含まないことができる。また、上記回折面は、上記第１光源、第２光源、第３光源各々に対し、その両端若しくは中間域の波長において、回折光の回折効率が最大であることが好ましい。また、上記対物レンズは、少なくとも一面が非球面であり、回折面で球面収差をアンダーに補正し、非球面で球面収差をオーバーに補正することによって上記の性能を持たせることができる。
【０２５９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記回折面は、前記対物レンズの両面に形成したことを特徴とする。
【０２６０】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記同一次数の回折光は、１次回折光であることを特徴とする。
【０２６１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗以外の項の係数を含むことを特徴とする。
【０２６２】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗の項の係数を含むことを特徴とする。
【０２６３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の２乗の項の係数を含まないことを特徴とする。
【０２６４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記第１光源、第２光源、第３光源各々に対し、その両端若しくは中間域の波長において、回折光の回折効率が最大であることを特徴とする。
【０２６５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記対物レンズの少なくとも一つが非球面であり、回折面で球面収差をアンダーに補正し、非球面で球面収差をオーバーに補正したことを特徴とする。
【０２６６】
また、さらに別の参考例は、前記第１光源、第２光源、第３光源を有する請求項２４４〜２５２のいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置である。
【０２６７】
また、さらに別の参考例の対物レンズは、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に使用される対物レンズおいて、前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを特徴とする。
【０２６８】
また、さらに別の参考例の対物レンズは、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に使用される対物レンズおいて、対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正し、その外側の部分については収差をフレアとしたことを特徴とする。
【０２６９】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、集光光学系の少なくとも一面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを特徴とする。
【０２７０】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異なった第１光情報記録媒体を記録／再生する波長λ１の第１光源、第２光情報記録媒体を記録／再生する波長λ２の第２光源、第３光情報記録媒体を記録／再生する波長λ３の第３光源とを有し、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に使用される光ピックアップ装置において、集光光学系の少なくとも一面に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、その外側の部分については収差をフレアとした回折面を設けたことを特徴とする。
【０２７１】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ２≠λ１）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源および第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を記録および／または再生し、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次回折光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体を記録および／または再生する。
【０２７２】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする。
【０２７３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする。
【０２７４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする。
【０２７５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする。
【０２７６】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記において、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする。
【０２７７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする。
【０２７８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする。
【０２７９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第２の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする。
【０２８０】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする。
【０２８１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第２の光源からの光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下で回折パターンを通らない光束の集光位置と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しいことを特徴とする。
【０２８２】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
【０２８３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
【０２８４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
【０２８５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束を利用し第１光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束を利用し第２光情報記録媒体の記録および／または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
【０２８６】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０２８７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０２８８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０２８９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０２９０】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、第１の光源と対物レンズの間および第２の光源と対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、第１の光源から対物レンズに入射する光束および第２の光源から対物レンズに入射する光束が、それぞれ平行光であることを特徴とする。
【０２９１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、第１の光源からの光束に関しての対物レンズの近軸焦点位置と第２の光源からの光束に関しての対物レンズの近軸焦点位置がほぼ一致することを特徴とする。
【０２９２】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの＋１次回折光は前記集光位置に集光され、前記第２光源からの光束は第２回折パターンでは回折されないように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は、第２の回折パターンでは主に＋１次回折光となり、前記第２光源からの光束は第２回折パターンを透過し、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの−１次回折光は前記集光位置に集光され、前記第２光源からの光束は第２回折パターンでは回折されないように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は第２の回折パターンでは主に−１次回折光となり、前記第２光源からの光束は第２回折パターンを透過し、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９６】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記回折パターンの外側に第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの透過光は前記集光位置に集光され、前記第２光源からの光束は第２の回折パターンでは主に−１次回折光となるように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は第２の回折パターンを透過し、前記第２光源からの光束は第２回折パターンで−１次光となり、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記回折パターンの外側に第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束に対しての第２の回折パターンの透過光は前記集光位置に集光され、前記第２光源からの光束は第２の回折パターンでは主に＋１次回折光となるように第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０２９９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記回折パターンの外側に、第２の回折パターンが配設され、前記第１光源からの光束は第２の回折パターンを透過し、前記第２光源からの光束は第２回折パターンで＋１次光となり、前記集光位置に集光されるように、前記第２の回折パターンを設定したことを特徴とする。
【０３００】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１の光源からの出射光束と、前記第２の光源からの出射光束とを合波することの出来る光合波手段とを含み、前記合波手段と光情報記録媒体との間に、第１光源からの光束は透過し、第２光源からの光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を透過させない開口制限手段を有することを特徴とする。
【０３０１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１の光源からの出射光束と、前記第２の光源からの出射光束とを合波することの出来る光合波手段とを含み、前記合波手段と光情報記録媒体との間に、第２光源からの光束は透過し、第１光源からの光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を透過させない開口制限手段を有することを特徴とする。
【０３０２】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記開口制限手段は、第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収する輪帯フィルタであることを特徴とする。
【０３０３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、第２光源からの光束は透過し、第１光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収する輪帯フィルタであることを特徴とする。
【０３０４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記開口制限手段は、第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を回折させる輪帯フィルタであることを特徴とする。
【０３０５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記開口制限手段は、第２光源からの光束は透過し、第１光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を回折させる輪帯フィルタであることを特徴とする。
【０３０６】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、光検出器は、第１の光源と第２の光源に対して共通であることを特徴とする。
【０３０７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、光検出器は、第１の光源用の第１の光検出器と第２の光源用の第２の光検出器とを各別に備え、それぞれ空間的に離れた位置にあることを特徴とする。
【０３０８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、少なくとも、第１の光源と第１の光検出器もしくは第２の光源と第２の光検出器の一対がユニット化されていることを特徴とする。
【０３０９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１の光源、第２の光源および共通の光検出器（単一の光検出器）とは、ユニット化されていることを特徴とする。
【０３１０】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置は、光検出器は、第１の光源用の第１の光検出器と第２の光源用の第２の光検出器とが別であり、第１の光源と第２の光源と第１の光検出器と第２の光検出器は、ユニット化されていることを特徴とする。
【０３１１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、さらに光ディスクからの透過光を検出する光検出器を設けたことを特徴とする。
【０３１２】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（ただし、λ１≠λ２）の第２の光源と、前記第１の光源からの出射光束と、前記第２の光源からの出射光束とを合波することの出来る合波手段と、少なくとも一つの面に回折パターンを有する回折光学素子と、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源および第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を記録および／または再生し、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次回折光（ただし、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体を記録および／または再生することを特徴とする。
【０３１３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする。
【０３１４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記第１および第２の光源の波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係で使用される光ピックアップ装置であって、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする。
【０３１５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、前記回折光学素子と対物レンズは一体に駆動されることを特徴とする。
【０３１６】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記装置において、第１の回折パターンの光軸方向の深さは、２μｍ以下であることを特徴とする。
【０３１７】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置用対物レンズは、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、波長λ１の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｍ次回折光（ただし、ｍは０を除く１つの整数）が第１の集光位置に集光され、波長λ２（ただし、λ２≠λ１）の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｎ次回折光（ただし、ｎ＝ｍ）が前記第１の集光位置と異なる第２の集光位置に集光されることを特徴とする。
【０３１８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記第１の集光位置が透明基板の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記第２の集光位置が透明基板の厚さｔ２の第２光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする。
【０３１９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記第１の集光位置が透明基板の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記第２の集光位置が透明基板の厚さｔ２の第２光情報記録媒体に対する集光位置であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする。
【０３２０】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置用対物レンズは、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、波長λ１の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｍ次回折光（ただし、ｍは０を除く１つの整数）が透明基板の厚さｔ１の第１光情報記録媒体を記録および／または再生することに利用される集光位置を有し、波長λ２（ただし、λ２≠λ１）の光束が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからのｎ次回折光（ただし、ｎ＝ｍ）が透明基板の厚さｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体を記録および／または再生することに利用される集光位置を有することを特徴とする。
【０３２１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＜ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に＋１次回折光であることを特徴とする。
【０３２２】
または、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、前記波長λ１、λ２がλ１＜λ２であり、前記透明基板の厚さｔ１、ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係であるとき、前記ｍ次およびｎ次回折光は共に−１次回折光であることを特徴とする。
【０３２３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする。
【０３２４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする。
【０３２５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
の条件を満足することを特徴とする。
【０３２６】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体を波長λ１の第１の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ１）の第２光情報記録媒体を波長λ２（ただし、λ２＞λ１）の第２の光源で記録および／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＞ＮＡ１）としたとき、前記対物レンズの少なくとも１つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換され、
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ２
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ１
の条件を満足することを特徴とする。
【０３２７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、光学面が回折パターン部と屈折部とを含み、回折部と屈折部の境界が５μｍ以上の段差を含むことを特徴とする。
【０３２８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、最も光軸側の回折部の回折パターンの平均深さが２μｍ以下であることを特徴とする。
【０３２９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、最も光軸側の回折部の回折パターンの平均深さが２μｍ以下であり、最も光軸とは離れた側の回折部の回折パターンの平均深さは２μｍ以上であることを特徴とする。
【０３３０】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、光学面の回折パターンは、光軸部分を含むことを特徴とする。
【０３３１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、光学面の光軸部分は回折パターンを設けず、屈折面であることを特徴とする。
【０３３２】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、光源波長６５０ｎｍで０．６ｍｍの厚さの透明基板を介して情報記録面に所定の結像倍率で結像させたとき、少なくとも開口数０．６まで回折限界性能を有し、光源波長７８０ｎｍで１．２ｍｍの透明基板を介して、所定の結像倍率で結像させたとき、少なくとも開口数０．４５まで回折限界性能を有することを特徴とする。
【０３３３】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、回折パターンのステップ数は、１５以下であることを特徴とする。
【０３３４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、回折パターンを設ける光学面は、凸面であることを特徴とする。
【０３３５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、上記回折パターンを設けた光学面の屈折部が非球面であることを特徴とする。
【０３３６】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、上記回折パターンは、少なくとも１つの非球面屈折部を含むことを特徴とする。
【０３３７】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、前記対物レンズが単レンズからなることを特徴とする。
【０３３８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、前記単レンズの一方の光学面のみに前記回折パターンが設けられていることを特徴とする。
【０３３９】
また、参考例の別の光ピックアップ装置用対物レンズは、上記対物レンズにおいて、前記単レンズの一方の光学面に前記回折パターンが設けられ、他方の光学面は非球面であることを特徴とする。
【０３４０】
上述のような対物レンズに第１の光源から無収差の平行光束が入射し、第１の光情報記録媒体の透明基板（厚さｔ１）を通して無収差で収束するように設計された専用対物レンズを使って、この対物レンズに第２の光源から無収差の平行光が入射し、第２の光情報記録媒体の透明基板（厚さｔ２  ただし、ｔ２＞ｔ１）を通った場合について検討する。
【０３４１】
入射した平行光に対して、基板のないとき、波長λ１のときのバックフォーカスをｆＢ１、波長λ２（ただし、λ２＞λ１）のときのバックフォーカスをｆＢ２とする。
【０３４２】
このとき、近軸の色収差ΔｆＢを
ΔｆＢ＝ｆＢ２−ｆＢ１              ・・・（１）
で定義すると、対物レンズが屈折型の非球面単レンズの場合、ΔｆＢ＞０である。
【０３４３】
また、波長λ２のとき第２の光情報記録媒体の透明基板を介して収束したときの近軸焦点位置を基準とした球面収差は、以下の要因によって０とはならない。
(1)波長がλ１からλ２に変わったことによる対物レンズの屈折率の波長依存性  に起因する球面収差。
(2)第１の光情報記録媒体の透明基板厚ｔ１と第２の光情報記録媒体の透明基板  厚ｔ２の差により発生する球面収差。
(3)第１の光情報記録媒体の透明基板屈折率ｎｄ１（λ１）と第２の光情報記録  媒体の透明基板屈折率ｎｄ２（λ２）の差異に起因する球面収差。
【０３４４】
対物レンズが屈折型の非球面単レンズの場合、(1)の要因による球面収差はオーバーとなる。(2)の要因による球面収差もオーバーとなる。また、ｎｄ２＜ｎｄ１１であり、(3)の要因による球面収差もオーバーとなる。
【０３４５】
(1)〜(3)の要因により発生するオーバーな球面収差は、(2)の要因によるものがほとんどで、(1)がそれに次いでいる。(3)についてはほとんど無視できる。
【０３４６】
前記の前提は、例えば、第１の光情報記録媒体をＤＶＤ、第１の光源の波長λ１が６５０ｎｍ、第２の光情報記録媒体をＣＤ、第２の光源の波長λ２が７８０ｎｍとした場合に相当し、ＤＶＤ（厚さｔ１＝０．６ｍｍ）とＣＤ（ｔ２＝１．２ｍｍ）とでは、透明基板の材質は同じであるが厚さが異なる。
【０３４７】
次に、光軸に対して回転対称な回折パターンの＋１次回折光について見れば、図１１３（ａ）に示すように、＋１次光は、波長が長くなると回折角が大きくなり、より光軸側に回折され、光はよりアンダー側に曲げられることになる。すなわち、＋１次回折光は、波長がλ１の第１の光源からの無収差の平行光束が入射した場合と比較して、波長がλ２の第２の光源からの無収差の平行光束が入射した場合、近軸の色収差、球面収差をアンダーにする作用を有する。この作用を利用し、波長λ２で第２の光情報記録媒体の透明基板を介したときの球面収差と、波長λ１で第１の光情報記録媒体の透明基板を介したときの球面収差との差を、回転対称の回折パターンを導入し、その＋１次回折光を利用して少なくすることができる。
【０３４８】
第１光情報記録媒体の基板の厚さｔ１が第２光情報記録媒体の透明基板厚さｔ２よりも大であるときは、前記(2)の要因による球面収差はアンダーとなり、同図（ｂ）のように、生じる近軸の色収差、球面収差がオーバーになる作用を持つ−１次回折光を利用することによって収差を少なくすることができる。
【０３４９】
本発明において、＋１次回折光を利用した場合、波長がλ１のときの対物レンズ素材の屈折率をｎ（λ１）、波長がλ２のときの対物レンズ素材の屈折率をｎ（λ２）としたとき、回折パターンの深さはλ１／｛ｎ（λ１）−１｝ないしλ２／｛ｎ（λ２）−１｝となり、屈折率の比較的小さいプラスチック素材を使ったとしても、２μｍ以下であるので、上述の従来のホログラム光学素子やホログラム型リングレンズより、回折パターンを一体化した対物レンズの製造が容易である。
【０３５０】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、前記対物レンズはプラスチック材料からなり、前記プラスチック材料は温度変化ΔＴ（℃）があったときの屈折率の変化量をΔｎとしたときに、
−０．０００２／℃＜Δｎ／ΔＴ＜−０．００００５／℃
の関係を満たし、前記第１の光源は、温度変化ΔＴ（℃）があったときの発振波長の変化量をΔλ１（ｎｍ）としたときに、
０．０５ｎｍ／℃＜Δλ１／ΔＴ＜０．５ｎｍ／℃
の関係を満たすことを特徴とする。
【０３５１】
上記光ピックアップ装置によれば、プラスチックの対物レンズにおける屈折率の温度変化による光ピックアップ装置の特性変動と光源における波長の温度変化による光ピックアップ装置の特性変動とが打ち消しあう方向に作用し、補償効果を得ることができ、温度変動に対して極めて強い光ピックアップ装置を得ることができる。
【０３５２】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、前記波長λ１，λ２及び前記透明基板の厚さｔ１，ｔ２は、λ２＞λ１
ｔ２＞ｔ１
の関係にあり、前記第１の光情報記録媒体を前記第１の光源で記録及び／または再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１とし、前記波長λ１（ｍｍ）のときの前記対物レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）とし、環境温度変化がΔＴ（℃）あったときに、第１の情報記録媒体の情報記録面に集光される光束の波面収差の３次球面収差成分の変化量をΔＷＳＡ３（λ１ｒｍｓ）としたときに、
０．２×１０-6／℃＜ΔＷＳＡ３・λ１／｛ｆ・（ＮＡ１）4・ΔＴ｝＜
２．２×１０-6／℃
の関係を満たすことを特徴とする。
【０３５３】
上記光ピックアップ装置によれば、上述の関係式において上限以下であると、環境温度が変化しても光ピックアップ装置としての特性を維持することが容易であり、また下限以上であると、波長だけ変化した場合でも光ピックアップ装置としての特性を維持することが容易である。
【０３５４】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記光ピックアップ装置において、前記第１の光源と前記対物レンズの間および前記第２の光源と前記対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、前記第１の光源から前記対物レンズに入射する光束および前記第２の光源から前記対物レンズに入射する光束が、それぞれ略平行光であることを特徴とする。
【０３５５】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記光ピックアップ装置において、前記ｔ１が０．５５ｍｍから０．６５ｍｍ、前記ｔ２が１．１ｍｍから１．３ｍｍであり、前記λ１が６３０ｎｍから６７０ｎｍであり、前記λ２が７６０ｎｍから８２０ｎｍであることを特徴とする。
【０３５６】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ２≠λ１）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光される対物レンズと、前記第１の光源および第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次回折光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（但し、ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、前記第１及び第２の光源の少なくとも一方の光源から前記対物レンズへ入射する光束の発散度を補正する補正手段を有することを特徴とする。
【０３５７】
上記光ピックアップ装置によれば、対物レンズへ入射する光束の発散度を補正することにより、対物レンズを含む光学系全体の３次の球面収差を設計値通りに修正することができる。
【０３５８】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記光ピックアップ装置において前記第１の光源と前記対物レンズの間および前記第２の光源と前記対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、また、参考例の別の光ピックアップ装置は、前記補正手段による発散度の補正は、前記第１及び／または第２の光源と前記少なくとも１つのコリメータとの距離を変えることにより行われることを特徴とする前記補正手段による発散度の補正は、前記第１及び／または第２の光源と前記少なくとも１つのコリメータとの距離を変えることにより行われることを特徴とする。前記光源と前記コリメータとの距離を変えることにより前記少なくとも一つの光源から前記対物レンズへ入射する光速の発散度を補正することができる。
【０３５９】
また、さらに別の参考例の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、少なくとも１つの面に回折パターンを有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｍ次回折光（但し、ｍは０を除く１つの整数）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ１の第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行い、前記第２の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのｎ次光（但し、ｎ＝ｍ）を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、前記第１の光源及び第２の光源から出力される異なる２つの波長（λ）の光のそれぞれに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズの像側の最大開口数内では０．０７λｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【０３６０】
上記光ピックアップ装置によれば、第１及び第２の情報記録媒体の記録および／または再生において各情報記録面及び光検出器上でフレアがなく、光ピックアップ装置の特性が良好なものとなる。
【０３６１】
また、参考例の別の光ピックアップ装置は、上記光ピックアップ装置に、前記第１の光源と前記第２の光源とがユニット化され、前記光検出器は、前記第１の光源及び前記第２の光源に対し共通であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０３６２】
以上のように、本発明によると、波長６３０〜６７０ｎｍの光束及び波長３５０ｎｍ〜４８０ｎｍの光束をそれぞれ用いる、異なる種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生を、１つの光ピックアップ装置で可能とする、光ピックアップ装置用対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供することができる。
また、回折面を有する少なくとも１つの光学素子を用いた簡単な構成で互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して球面収差および軸上色収差の補正が可能になる光学系、光ピックアップ装置、記録再生装置、レンズ、光学素子、光ディスク用回折光学系、音声および／または画像の記録および／または再生装置、および対物レンズを得ることができる。また、少なくとも光学系の小型軽量化および低コスト化を図ることができる。また、光学素子が互いに異なる少なくとも２つの波長の光に対して同じ次数の回折光の回折効率を最大とする回折面を有する場合には、回折面が異なる次数の回折光の回折効率を最大とする場合と比較して光量の損失を少なくすることができる。
【０３６３】
また、特に、屈折面上に回折レンズを設けることにより、波長の異なる２つの光源を持つ記録再生用光学系に用い、それぞれの光源波長に対して光量の損失が少なく、ほぼ回折限界まで収差の補正された回折光学系を得ることができる。
【０３６４】
また、特に、上記のように、互いに波長の異なる３光源に対して、１つの対物レンズによって、異なる光ディスクに情報を記録および／または情報の再生を可能とするだけでなく、コリメーター等のカップリングレンズを使用していないため、光ピックアップ装置を薄型化することができ、しかもコストが高いといった問題を解消することができる。
【０３６５】
また、特に、異なる波長の３光源を有する光ピックアップ装置において、非球面係数及び位相差関数の係数を適当に設計することで、透明基板厚さの違いにより発生する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の色収差、さらには軸上色収差を補正した光ピックアップ装置及び対物レンズを提供することができる。
【０３６６】
また、特に、対物レンズに複数の分割面を設けて、第１分割面に回折面を配設することによって、厚さの異なる透明基板を有する光情報記録媒体に対し、単一の集光光学系によって、波長の異なる光束によって記録再生するのできる光情報記録媒体の記録再生用球面収差補正対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供できる。
【０３６７】
更に、光ピックアップ装置用対物レンズは、同心円状に分割された複数の輪帯からなり、各輪帯は、波長の異なる複数の光源、及び／または、記録面の厚みの異なる透明基板に対してほぼ回折限界に収差補正され、光検出器に入射するフレア光を減じ、製作の容易なものにできる。
【発明を実施するための形態】
【０３６８】
以下、好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【０３６９】
本発明の第１の実施の形態の光学系は、基本的には両面非球面の単玉レンズであり、一方の非球面上には回折輪帯（輪帯状の回折面）を設けてある。一般に非球面屈折面では、ある主波長光に対して球面収差を補正した場合、主波長光より短い波長光に対しては球面収差がアンダー（補正不足）となる。これとは逆に、回折面を有するレンズれある回折レンズでは、ある主波長光で球面収差を補正した場合、主波長光より短い波長で球面収差をオーバー（補正過剰）とすることが可能である。従って、屈折による非球面レンズの非球面係数と、回折レンズの位相差関数の係数を適当に選んで、屈折パワーと回折パワーとを組み合わせることにより、異なる２波長光の両方で、球面収差を良好に補正することが可能である。
【０３７０】
また、一般に、回折輪帯のピッチは、後述の実施例で詳述する位相差関数若しくは光路差関数を使って定義される。具体的には、位相差関数ΦBは単位をラジアンとして以下の〔数１〕で表され、光路差関数Φbは単位をｍｍとして〔数２〕で表わされる。
【０３７１】
【数１】
2010192104.tif 000164
【０３７２】
【数２】
2010192104.tif 000165
これら２つの表現方法は、単位が異なるが、回折輪帯のピッチを表わす意味では同等である。即ち、主波長λ（単位ｍｍ）に対し、位相差関数の係数Ｂに、λ／２πを掛ければ光路差関数の係数ｂに換算でき、また逆に光路差関数の係数ｂに、２π／λを掛ければ位相差関数の係数Ｂに換算できる。
【０３７３】
今、説明を簡単にする為、１次回折光を用いる回折レンズについて述べることにすると、光路差関数なら、関数値が主波長λの整数倍を超える毎に輪帯が刻まれ、位相差関数なら、関数値が２πの整数倍を超える毎に輪帯が刻まれることになる。
【０３７４】
例えば、屈折パワーのない円筒状の両平面の物体側面に回折輪帯を刻んだレンズを想定し、主波長を０．５μ＝０．０００５ｍｍ、光路差関数の２次係数（２乗項）を−０．０５（位相差関数の２次係数に換算すると−６２８．３）、他の次数の係数を全て零とすると、第１輪帯の半径はｈ＝０．１ｍｍであり、第２輪帯の半径はｈ＝０．１４１ｍｍということになる。また、この回折レンズの焦点距離ｆについては、光路差関数の２次係数ｂ２＝−０．０５に対して、ｆ＝−１／（２・ｂ２）＝１０ｍｍとなることが知られている。
【０３７５】
今、上記の定義を基にした場合、位相差関数若しくは光路差関数の２次係数を零でない値とすることにより、光軸に近い、いわゆる近軸領域での色収差を補正することができる。また、位相差関数若しくは光路差関数の２次以外の係数、例えば、４次係数、６次係数、８次係数、１０次係数等を零でない値とすることにより、２波長間での球面収差を制御することができる。尚、ここで、制御するということは、２波長間で、球面収差の差を極めて小さくすることもできるし、光学的仕様に必要な差を設けることも可能であるということを意味する。
【０３７６】
上記の具体的な適用としては、波長の違う２光源からのコリメート光（平行光）を同時に対物レンズに入射させ、光ディスク上に結像させるときは、まず、位相差関数若しくは光路差関数の２次係数を使って近軸の軸上色収差を補正するとともに、位相差関数若しくは光路差関数の４次以降の係数を使って球面収差の２波長間での差を許容内になるよう小さくするのがよい。
【０３７７】
また、別の例として、波長の違う２光源からの光を一つの対物レンズを使い、一方の波長の光に対しては、ｔ１の厚み（透明基板の厚み）のディスクに対して収差が補正されるようにし、もう一方の波長の光に対しては、ｔ２の厚みのディスクに対して収差が補正されるようにする仕様の場合について考えてみる。この場合、主に位相差関数若しくは光路差関数の４次以降の係数を使うことにより、球面収差の２波長間での差を設け、それぞれの厚みに対しては、それぞれの波長で球面収差が補正されるようにすることができる。また、いずれの場合にも屈折面は球面であるよりも非球面であるほうが、２波長間での収差補正をし易い。
【０３７８】
上記の非球面屈折面は、異なる波長に対してはそれぞれ屈折力が異なり、集光点が異なるので、それぞれの集光点をそれぞれ基板厚の異なる光ディスクに対応させることができる。この場合、短い方の光源波長は７００ｎｍ以下であり、長い方の光源波長は６００ｎｍ以上であり、その波長差が８０ｎｍ以上であることが好ましい。また、その波長差が４００ｎｍ以下であることがより好ましく、更に好ましくは、その波長差が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、そして、回折面は、異なる２波長光に対し、ほぼその中間の波長で回折効率が最大であることが望ましいが、どちらか一方の波長で最大の回折効率を有するものであってもよい。
【０３７９】
上記球面収差の補正と同一の作用を利用することにより、光学面上に回折輪帯レンズを設け、異なる２波長の光源の各々に対して、ある１つの同次数の回折光により軸上色収差を補正することができる。すなわち、異なる２波長の光源の光に対する軸上色収差を±λ／（２ＮＡ2）の範囲に補正することができる。ただし、λは２波長のうち長いほうの波長、ＮＡは長いほうの波長に対応する像側開口数とする。
【０３８０】
また、上記異なる２波長の光源の波長差が８０ｎｍ以上であり、対物レンズの硝材のアッベ数をνｄとしたとき、
νｄ  ＞  ５０          ・・・（１）
を満足することが望ましい。上記条件（１）は、異なる２波長の光源に対して軸上色収差を補正した場合に、２次スペクトルを小さくするための条件である。
【０３８１】
次に、薄肉単玉レンズの一方の面に回折面が設けられている場合に、単玉レンズ全体を、回折レリーフを外したベースとなる屈折レンズと回折面との合成と考えてこの合成レンズの色収差について検討する。ある波長λx と波長λy （λx ＜λy ）とでの色消し条件は次式となる。
【０３８２】
ｆR ・νR ＋ｆD ・νD ＝０
ただし、ｆR 、ｆD ：それぞれ屈折レンズ、回折面の焦点距離
νR 、νD ：それぞれ屈折レンズ、回折面のアッベ数で、次式で定まる。
νR ＝（ｎ0−１）／（ｎx −ｎy ）
νD ＝λ0／（λx −λy ）
【０３８３】
ただし、ｎ0：基準波長での屈折率、λ0：基準波長
【０３８４】
このとき、ある波長λz に対する色収差δｆは次式となる。
δｆ＝ｆ（θR −θD ）／（νR −νD ）    ・・・（２）
ただし、θR 、θD ：それぞれ屈折レンズ、回折面の部分分散比で次式で定まる。
【０３８５】
θR ＝（ｎx −ｎz ）／（ｎx −ｎy ）
【０３８６】
θD ＝（λx −λz ）／（λx −λy ）
ただし、ｎz ：波長λz での屈折率
【０３８７】
例として、λ0＝λx ＝６３５ｎｍ、λy ＝７８０ｎｍ、λz ＝６５０ｎｍとし、ベースとなる屈折レンズの硝材をホーヤ社ＢＳＣ７（νｄ＝６４．２）としてみると、
νR＝１３４．５，  νD＝−４．３８，  θR＝０．１２８，  θD＝０．１０３
となり、δｆ＝０．１８×１０-3ｆとなる。
【０３８８】
また、ベースとなる屈折レンズの硝材をホーヤ社Ｅ−ＦＤ１（νｄ＝２９．５）に変えてみると、
νR＝７０．５，  θR＝０．１３６  となり、  δｆ＝０．４４×１０-3ｆとなる。
【０３８９】
このように式（２）においては、右辺分母（νR −νD ）は｜νD｜が｜νR｜より十分小さいため、屈折レンズの硝材を変えることによる色収差δｆの変化にとっては、屈折レンズのアッベ数νRの変化が支配的である。一方、θR とθD とは波長によってのみ定まり、右辺分子（θR −θD ）は、その変化の寄与が右辺分母（νR −νD ）に比べて小さい。
【０３９０】
上記により、回折面を有するレンズにおいては、２次スペクトルδｆを小さく抑えるには、屈折レンズの材料としてアッベ数νRの大きい材料を選ぶことが有効であることがわかる。条件式（１）は光源の波長変化などに対応できるよう、２次スペクトルを抑えるのに有効な限界を示す。
【０３９１】
また、回折面を使用せずに、２種類の材料の屈折レンズを貼合わせて色消しを行う場合は、それぞれの材料について、θR ＝ａ＋ｂ・νR ＋△θR  （ａ，ｂは定数）と表したとき、△θR は小さく、異常分散性が無いならば２次スペクトルδｆは２つの屈折レンズのアッベ数νR にはよらない。したがって、式（１）は回折光学系に特有の条件であることがわかる。
【０３９２】
本実施の形態の回折レンズを簡易に製造するためには、対物レンズをプラスチック材料で構成することが望ましい。条件式（１）を満たすプラスチック材料としては、アクリル系、ポリオレフィン系が用いられるが、耐湿性、耐熱性などから、ポリオレフィン系が好ましい。
【０３９３】
次に、本発明の第２の実施の形態の対物レンズおよびこれを備えた光ピックアップ装置の構成を具体的に説明する。
【０３９４】
図４８に、本実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図を示す。光ピックアップ装置により情報記録および／または再生する光情報記録媒体である光ディスク２０は、透明基板の厚さｔ１の第１光ディスク（例えばＤＶＤ）及び第２光ディスク（例えば青色レーザ使用次世代高密度光ディスク）と、ｔ１とは異なる透明基板の厚さｔ２を有する第３光ディスク（例えばＣＤ）の３種であるとして説明する。ここでは、透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍである。
【０３９５】
図示の光ピックアップ装置は、光源として第１光源である第１半導体レーザ１１（波長λ1＝６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ）と、第２光源である青色レーザ１２（波長λ2＝４００ｎｍ〜４４０ｎｍ）と、第３光源である第２半導体レーザ１３（波長λ3＝７４０ｎｍ〜８７０ｎｍ）とを有しているとともに、光学系の一部として対物レンズ１を有している。第１光源、第２光源及び第３光源は、情報を記録および／または再生する光ディスクに応じて選択使用される。
【０３９６】
第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射された発散光束は、ビームスプリッタ１９および絞り３を介し、光ディスク２０の透明基板２１を透過して、対物レンズ１によってそれぞれの情報記録面２２上に集光され、スポットを形成する。
【０３９７】
各レーザからの入射光は、情報記録面２２上の情報ピットによって変調された反射光となり、ビームスプリッタ１８、トーリックレンズ２９を介して共通の光検出器３０に入射し、その出力信号を用いて、光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号、合焦検出信号やトラック検出信号が得られる。
【０３９８】
また、光路内に設けられている絞り３は、この例においては固定の開口数（ＮＡ０．６５）を有する絞りであり、余分な機構を必要とせず、低コスト化を実現できるものである。なお、第３光ディスクの記録および／または再生時には不要光（ＮＡ０．４５以上）を除去できるように、絞り３の開口数を可変としてもよい。
【０３９９】
対物レンズ１の光学面に実使用開口の外側の一部の光束を遮蔽するように輪帯状のフィルターを一体に形成することで、実使用開口の外側のフレア光を安価な構成で容易に除去することも可能である。
【０４００】
本実施の形態のように有限共役型の光学系を用いる場合には、集光性能を維持するため、光源と集光光学系との関係を一定に保つ必要があり、合焦やトラッキングのための移動は、光源１１、１２、１３と対物レンズ１とを１つのユニットとして行うことが望ましい。
【０４０１】
次に、本発明の第３の実施の形態の対物レンズおよびこれを含む光ピックアップ装置の構成を具体的に説明する。
【０４０２】
図４９に、本実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図を示す。図４９の光ピックアップ装置はレーザー、光検出器およびホログラムをユニット化したレーザ／検出器集積ユニット４０を用いた例であり、図４８と同じ構成要素は同じ符号で示す。この光ピックアップ装置においては、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２、第１の光検出手段３１、第２の光検出手段３２、ホログラムビームスプリッタ２３がレーザ／検出器集積ユニット４０としてユニット化されている。
【０４０３】
第１光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１から出射された光束は、ホログラムビームスプリッタ２３を透過し、絞り３によって絞られ、対物レンズ１により第１光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１、絞り３を介してホログラムビームスプリッタ２３のディスク側の面で回折され、第１半導体レーザ１１に対応した第１の光検出器３１上へ入射する。そして、第１の光検出器３１の出力信号を用いて、第１光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号、合焦検出信号やトラック検出信号が得られる。
【０４０４】
第２光ディスクを再生する場合、青色レーザ１２から出射された光束は、ホログラムビームスプリッタ２３のレーザ側の面で回折され、上記の第１半導体レーザ１１からの光束と同じ光路を取る。すなわち、このホログラムビームスプリッタ２３の半導体レーザ側の面は、光合成手段としての機能を果たす。さらに絞り３、対物レンズ１を介して第２光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１、絞り３を介して、ホログラムビームスプリッタ２３のディスク側の面で回折されて青色レーザ１２対応した第２の光検出器３２上へ入射する。そして、第２の光検出器３２の出力信号を用いて、第２光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号、合焦検出信号やトラック検出信号が得られる。
【０４０５】
さらに、第３光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１３、第３の光検出手段３３、およびホログラムビームスプリッタ２４がユニット化されたレーザ／検出器集積ユニット４１が使用される。第２半導体レーザ１３から出射された光束は、ホログラムビームスプリッタ２４を透過し、出射光の合成手段であるビームスプリッタ１９で反射し、絞り３によって絞られ、対物レンズ１により光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１、絞り３、ビームスプリッタ１９を介してホログラムビームスプリッタ２４で回折されて第３の光検出器３３上へ入射する。そして、第３の光検出機３３の出力信号を用いて、第３光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号、合焦検出信号やトラック検出信号が得られる。
【０４０６】
第２および第３の実施の形態の光ピックアップ装置においては、対物レンズ１の非球面屈折面に光軸４と同心の輪帯状回折面が構成されている。一般に非球面屈折面だけで対物レンズを構成すると、ある波長λａに対して球面収差を補正した場合、λａよりも短い波長λｂに対しては球面収差がアンダーとなる。一方回折面を使用すると、ある波長λａに対して球面収差を補正した場合、λａよりも短い波長λｂに対しては球面収差がオーバーとなる。従って、屈折面による非球面光学設計と、回折面の位相差関数の係数を適当に選んで、屈折パワーと回折パワーとを組み合わせることにより、異なる波長間での球面収差を補正することが可能となる。また、非球面屈折面では、波長が異なると屈折力も変化し集光位置も異なる。よって、非球面屈折面を適当に設計することで、異なる波長に対しても各透明基板２１の情報記録面２２に集光させることができる。
【０４０７】
また、第２および第３の実施の形態の対物レンズ１では、非球面屈折面と輪帯状回折面の位相差関数とを適当に設計することで、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射した各光束に対して、光ディスク２０の透明基板２１厚さの違いにより発生する球面収差を補正している。さらに、輪帯状回折面において、輪帯の位置を表す位相差関数が、冪級数の４乗以降の項の係数を用いると球面収差の色収差を補正することが可能となる。なお、第３光ディスク（ＣＤ）については実使用上の開口はＮＡ０．４５であり、第３光ディスクではＮＡ０．４５以内で球面収差を補正し、ＮＡ０．４５より外側の領域の球面収差をフレアとしている。これらの補正により各光ディスク２０に対して、情報記録面２２上の集光スポットの収差が回折限界（０．０７λｒｍｓ）とほぼ同程度あるいはそれ以下になっている。
【０４０８】
上記のような第２および第３の実施の形態の光ピックアップ装置は、例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＤ等の、任意の異なる２つまたはそれ以上の複数の光情報記録媒体に対して、コンパチブルなプレーヤ、またはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだＡＶ機器、パソコン、その他の情報端末等、の音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置に搭載することができる。
【０４０９】
次に、本発明の第４の実施の形態の対物レンズおよびこれを含む光ピックアップ装置の構成を具体的に説明する。
【０４１０】
図６７は本実施の形態の光ピックアップ装置１０の概略構成図である。図６７においては、第２および第３の実施の形態と共通の部材については同じ符号を用いることがある。
図６７において光ピックアップ装置１０は、光情報記録媒体である複数の光ディスク２０を記録／再生するものである。以下、この複数の光ディスク２０は、透明基板の厚さｔ１の第１光ディスク（ＤＶＤ）および第２光ディスク（青色レーザ使用次世代高密度光ディスク）と、ｔ１とは異なる透明基板の厚さｔ２を有する第３光ディスク（ＣＤ）として説明する。ここでは、透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍである。
【０４１１】
光ピックアップ装置１０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＝６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ）と第２光源である青色レーザ１２（波長λ2＝４００ｎｍ〜４４０ｎｍ）及び第３光源である第２半導体レーザ１３（波長λ3＝７４０ｎｍ〜８７０ｎｍ）とを有している。これら第１光源、第２光源及び第３光源は、記録／再生する光ディスクに応じて排他的に使用される。
【０４１２】
集光光学系５は、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射された光束を、光ディスク２０の透明基板２１を介して、それぞれの情報記録面２２上に集光させ、スポットを形成する手段である。本実施の形態では、集光光学系５として、光源から出射された光束を平行光（略平行でよい）に変換するコリメータレンズ２と、コリメータレンズ２によって平行光とされた光束を集光させる対物レンズ１とを有している。
【０４１３】
対物レンズ１の両面には、光軸４と同心の輪帯状回折面が構成されている。一般に非球面屈折面だけで集光光学系５を構成すると、ある波長λａに対して球面収差を補正した場合、λａよりも短い波長λｂに対しては球面収差がアンダーとなる。一方、回折面を使用すると、ある波長λａに対して球面収差を補正した場合、λａよりも短い波長λｂに対しては球面収差がオーバーとなる。従って、屈折面による非球面光学設計と、回折面の位相関数の係数を適当に選んで、屈折パワーと回折パワーとを組み合わせることにより、異なる波長間での球面収差を補正することが可能となる。また非球面屈折面では、波長が異なると屈折力も変化し集光位置も異なる。よって、非球面屈折面を適当に設計することで、異なる波長に対しても各透明基板の情報記録面２２に集光させることができる。
【０４１４】
上記の輪帯状回折面では、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射した各光束に対して１次回折光を利用して収差補正を行っている。同次数の回折光を対応させると、異なる次数の回折光を対応させる場合に比べて光量損出が少なく、さらに、高次の回折光を対応させるよりも、１次回折光を用いると光量損出が少ない。したがって、本実施の形態の対物レンズ１は、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの高密度な情報を記録する光ディスクに情報を記録する光ピックアップ装置において有効となる。また、回折面は、異なる３つの波長光に対し、その中間の波長で回折効率が最大であることが望ましいが、両端の波長で最大の回折効率を有するものであってもよい。
【０４１５】
また、非球面屈折面と輪帯状回折面の位相差関数とを適当に設計することで、第１半導体レーザ１１、青色レーザ１２あるいは第２半導体レーザ１３から出射した各光束に対して、光ディスク２０の透明基板２１厚さの違いにより発生する球面収差を補正している。
さらに、対物レンズ１に形成された輪帯の位置を表す位相差関数において、冪級数の４乗以降の項の係数を用いると球面収差の色収差を補正することが可能となる。なお、第３光ディスク（ＣＤ）については実使用上の開口はＮＡ０．４５であり、ＮＡ０．４５以内で球面収差を補正し、ＮＡ０．４５より外側の領域の球面収差をフレアとしている。ＮＡ０．４５以内の領域を通過する光束が情報記録面で光スポットを形成し、ＮＡ０．４５の外側を通るフレア光は、悪影響を与えないように情報記録面で光スポットから間隔を隔てたところを通る。これらの補正により各光ディスク２０に対して、情報記録面２２上の集光スポットの収差が回折限界（０．０７λｒｍｓ）とほぼ同程度あるいはそれ以下になっている。
【０４１６】
本実施の形態では、光路内に設けられた絞り３は固定の開口数（ＮＡ０．６５）を有しており、余分な機構を必要とせず、低コスト化を実現できるものである。なお、第３光ディスクの記録／再生時には不要光（ＮＡ０．４５以上）を除去できるように、絞り３の開口数を可変としてもよい。また、ビームスプリッタ６、７は、各レーザ光の光軸を合わせるためのものである。光検出器（図示せず）は、周知のように、各光源ごとにそれぞれ設けても良く、１つの光検出器で３つの光源１１、１２、１３に対応する反射光を受光するようにしても良い。
【０４１７】
次に、本発明の第５の実施の形態の対物レンズについて説明する。
【０４１８】
本実施の形態では、対物レンズの輪帯状回折面において、輪帯の位置を表す位相差関数が冪級数の２乗の項の係数を用いる点のみにおいて、上述した第４の実施の形態の対物レンズと異なっており、これによって軸上色収差をも補正することが可能となっている。また、本実施の形態の対物レンズによると、第４の実施の形態と同様に各光ディスク２０に対して、情報記録面２２上の集光スポットの収差が回折限界（０．０７λｒｍｓ）とほぼ同程度あるいはそれ以下となっている。
【０４１９】
次に、本発明の第６の実施の形態の光ピックアップ装置について説明する。
【０４２０】
本実施の形態の光ピックアップ装置では、第１光ディスク（例えばＤＶＤ）と第２光ディスク（例えば、青色レーザ使用次世代高密度光ディスク）に対しては、光源から射出された光束をカップリングレンズによって平行光とし、第３光ディスク（例えばＣＤ）に対しては、光源から射出された光束をカップリングレンズによって発散光とし、それぞれ対物レンズによって集光させる。第１および第２光ディスクの透明基板２１の厚さは０．６ｍｍであり、第３光ディスクの透明基板２１の厚さは１．２ｍｍである。
【０４２１】
本実施の形態では、第１光ディスクと第２光ディスクとの両方の球面収差を回折面の効果により回折限界以内に補正し、また、第３光ディスクに対しては第１および第２光ディスクよりディスク厚が大きいことによって生じる球面収差を主として対物レンズに発散光束が入射することによって生じる球面収差によって打ち消し、第３光ディスクの記録／再生に必要な所定の開口数ＮＡ、例えばＮＡ０．５或いはＮＡ０．４５以下における球面収差を回折限界以内に補正するようにしている。
【０４２２】
従って、λ1、λ2、λ3（λ1＜λ2＜λ3）の各波長に対応する光情報記録媒体に対して、記録／再生を行うのに必要な所定の開口数をＮＡ１、ＮＡ２、ＮＡ３とするとき、それぞれの波長に対して、ＮＡ１の範囲で波面収差のＲＭＳを０．０７λ1以下、ＮＡ２の範囲で０．０７λ2以下、ＮＡ３の範囲で０．０７λ2以下に補正することができる。
【０４２３】
また、第３光ディスクに対しては、所定の開口数ＮＡよりも大きい開口数ＮＡの光束によってビームスポット径が小さくなり過ぎることは好ましくない。そのため、第４の実施の形態と同様に必要な開口数よりも大きな開口数では球面収差をフレアとすることが好ましい。
【０４２４】
上記のような異なる波長光の３光源を有する第４〜第６の実施の形態の光ピックアップ装置は、例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＤ等の、任意の異なる２つ以上の複数の光情報記録媒体に対して、コンパチブルなプレーヤ、またはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだＡＶ機器、パソコン、その他の情報端末等、の音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置に搭載することができる。
【実施例】
【０４２５】
以下、本発明の対物レンズについての実施例について説明する。
〈実施例１〜８〉
【０４２６】
実施例１〜８の対物レンズは、第１の実施の形態に係る対物レンズの具体例であり、次の〔数３〕で表される非球面形状を屈折面に有している。
【０４２７】
【数３】
2010192104.tif 000166
ただし、Ｚは光軸方向の軸、ｈは光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ：光の進行方向を正とする）、Ｒ0は近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａは非球面係数、２ｉは非球面のべき数である。また、実施例１〜３、６〜８では回折面が単位をラジアンとした位相差関数ΦBとして〔数１〕で表され、同様に実施例４，５では回折面が単位をｍｍとした光路差関数Φbとして〔数２〕で表わされる。
【０４２８】
【数１】
2010192104.tif 000167
【０４２９】
【数２】
2010192104.tif 000168
（実施例１）
【０４３０】
図１に、実施例１の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図２に、実施例１の回折光学レンズについてのλ＝６３５ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図３および図４に、実施例１の回折光学レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。なお、図１の回折光学レンズは、レンズ全面にブレーズド型の同心円状の輪帯回折部を有しているが、図面において回折部のレリーフ形状は省略されている。また、以降の多くの図面においても、回折部のレリーフ形状は省略されている。
【０４３１】
実施例１の回折光学レンズによると、図２に示すように、波長λ＝６３５ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差である。また、図３に示すように、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、実使用範囲であるＮＡ０．４５までがほぼ無収差である。その外側のＮＡ０．４５〜０．６０の部分については、図４に示すように球面収差は大きくアンダーとされ、フレアとなっている。これによって、波長λ＝７８０ｎｍについて、適正なスポット径を得ることが可能となっている。
【０４３２】
図５、図６に、実施例１の回折光学レンズについてのλ＝６３５ｎｍおよび波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。これらの図から分かるように、実施例１の回折光学レンズによると、いずれの波長に対しても、光軸上ではほぼ無収差となり、像高０．０３ｍｍにおいても、実用上無収差に近いレベルとなっている。
【０４３３】
以下、実施例１のレンズデータを示す。〔表１〕中、Ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎは主波長での屈折率、νはアッベ数を示す。
【０４３４】
実施例１
【０４３５】
光源波長λ1＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.３４  開口数ＮＡ1＝０.６０  無限仕様
【０４３６】
光源波長λ2＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.３６      開口数ＮＡ2＝０.４５  無限仕様
【０４３７】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
λ１に対する＋１次回折光の回折効率を１００％とすれば、λ２に対する回折効率は８４％となる。また、λ２に対する＋１次回折光の回折効率を１００％とすれば、λ１に対する回折効率は８９％となる。
【０４３８】
【表１】
2010192104.tif 000169
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.１７０２１             κ  ＝−１１.６５３
Ａ4 ＝−０.００３２３１５         Ａ4 ＝    ０.０３８４５６
Ａ6 ＝−０.０００５８１６０       Ａ6 ＝  −０.０２０８００
Ａ8 ＝−４.６３１６×１０-5       Ａ8 ＝    ０.００７８６４８
Ａ10＝−３.７９８５８×１０-5     Ａ10＝  −０.００１９４３１
Ａ12＝−６.０３０８×１０-6       Ａ12＝    ０.０００２４３４３
【０４３９】
回折面係数
Ｂ2 ＝−９６.７６６
Ｂ4 ＝  −２.９９５０
Ｂ6 ＝    ２.１３０６
Ｂ8 ＝  −０.１２６１４
Ｂ10＝  −０.０９５２８５
【０４４０】
（実施例２、実施例３）
【０４４１】
次に、実施例２、実施例３について説明する。図７および図８に、実施例２の対物レンズである回折光学レンズのλ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する光路図をそれぞれ示す。また、図９および図１０に、実施例２の回折光学レンズについてのλ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図１１および図１２に、実施例２の回折光学レンズについての波長λ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０４４２】
また、図１３および図１４に、実施例３の対物レンズである回折光学レンズのλ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する光路図をそれぞれ示す。また、図１５および図１６に、実施例３の回折光学レンズについてのλ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図１７および図１８に、実施例３の回折光学レンズについての波長λ＝４０５ｎｍおよび６３５ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０４４３】
実施例２、３においては、波長λ＝４０５ｎｍおよび波長λ＝６３５ｎｍに対し、基板厚は共に０．６ｍｍ、ＮＡは０．６０であり、波面収差は光軸上はほぼ無収差、像高０．０３ｍｍにおいても、実用上無収差に近いレベルとなっている。
【０４４４】
以下、実施例２、３のレンズデータを示す。
【０４４５】
実施例２
【０４４６】
光源波長λ1＝４０５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.２３      開口数ＮＡ1＝０.６０  無限仕様
【０４４７】
光源波長λ2＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.３４      開口数ＮＡ2＝０.６０  無限仕様
【０４４８】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
【０４４９】
【表２】
2010192104.tif 000170
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.１５０７９             κ  ＝−３.８２８８
Ａ4 ＝−０.００２１２３０         Ａ4 ＝  ０.０３６９６２
Ａ6 ＝−０.０００７６５２８       Ａ6 ＝−０.０２０８５８
Ａ8 ＝−８.８４９５７×１０-5     Ａ8 ＝  ０.００７９７３２
Ａ10＝−３.４９８０３×１０-5     Ａ10＝−０.００１８７１３
Ａ12＝−２.３８９１６×１０-6     Ａ12＝  ０.０００２２５０４
【０４５０】
回折面係数
Ｂ2 ＝  ０.０
Ｂ4 ＝−６.７１６９
Ｂ6 ＝  ２.０７９１
Ｂ8 ＝−０.３１９７０
Ｂ10＝  ０.０００１６７０８
【０４５１】
実施例３
【０４５２】
光源波長λ1＝４０５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.３１      開口数ＮＡ1＝０.６０  無限仕様
【０４５３】
光源波長λ2＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.３４      開口数ＮＡ2＝０.６０  無限仕様
【０４５４】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
【０４５５】
【表３】
2010192104.tif 000171
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.１９０２９             κ  ＝  ６.４４３０
Ａ4 ＝  ０.０００３０５３８       Ａ4 ＝  ０.０３７０４５
Ａ6 ＝−０.００１０６１９         Ａ6 ＝−０.０２１４７４
Ａ8 ＝−７.５７４７×１０-5        Ａ8 ＝  ０.００７８１７５
Ａ10＝−６.７５９９×１０-5        Ａ10＝−０.００１６０６４
Ａ12＝−３.３７８８×１０-6        Ａ12＝  ０.０００１４３３２
【０４５６】
回折面係数
Ｂ2 ＝−９６.７６６
Ｂ4 ＝  −２.９９５０
Ｂ6 ＝  −０.２５５６０
Ｂ8 ＝  −０.０８７８９
Ｂ10＝    ０.０１４５６２
【０４５７】
（実施例４、実施例５）
【０４５８】
次に、色収差補正を行った実施例４、実施例５について説明する。図１９に、実施例４の対物レンズである回折光学レンズの光路図をそれぞれ示す。また、図２０に、実施例４の回折光学レンズについてのλ＝６３５ｎｍ、６５０ｎｍおよび７８０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図２１に、実施例５の対物レンズである回折光学レンズの光路図をそれぞれ示す。また、図２２に、実施例５の回折光学レンズについてのλ＝６３５ｎｍ、６５０ｎｍおよび７８０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０４５９】
図２０および図２２から分かるように、実施例４、５の回折光学レンズによると、波長λ＝６３５ｎｍ、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、ほぼ完全に色によるずれは補正され、波長λ＝６５０ｎｍに対しても、実用上全く問題はない程度に補正されている。
【０４６０】
以下、実施例４、５のレンズデータを示す。
【０４６１】
実施例４
【０４６２】
光源波長λ1＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.４０      開口数ＮＡ1＝０.５０  無限仕様
【０４６３】
光源波長λ2＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.４１      開口数ＮＡ2＝０.５０  無限仕様
【０４６４】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
【０４６５】
【表４】
2010192104.tif 000172
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.５３２４５             κ  ＝  ７.３９８８
Ａ4 ＝  ０.２４０３３×１０-2      Ａ4 ＝  ０.９０４０８×１０-2
Ａ6 ＝−０.９１４７２×１０-3      Ａ6 ＝−０.１８７０４×１０-2
Ａ8 ＝  ０.１５５９０×１０-4      Ａ8 ＝−０.４７３６８×１０-3
Ａ10＝−０.１１１３１×１０-3      Ａ10＝  ０.１６８９１×１０-3
【０４６６】
回折面係数
ｂ2 ＝−０.３６７６４×１０-2
ｂ4 ＝−０.９１７２７×１０-4
ｂ6 ＝−０.３４９０３×１０-4
ｂ8 ＝  ０.７７４８５×１０-5
ｂ10＝−０.１５７５０×１０-5
【０４６７】
実施例５
【０４６８】
光源波長λ1＝６３５ｎｍのとき
焦点距離ｆ1＝３.４０      開口数ＮＡ1＝０.５０  無限仕様
【０４６９】
光源波長λ2＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ2＝３.４０      開口数ＮＡ2＝０.５０  無限仕様
【０４７０】
本実施例は、λ１の光束において＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ２の光束においても、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。
【０４７１】
【表５】
2010192104.tif 000173
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ  ＝−０.１７００６             κ  ＝−４０.７８２
Ａ4 ＝−０.３０５６３×１０-2      Ａ4 ＝    ０.７３４４７×１０-2
Ａ6 ＝−０.４５１９９×１０-3      Ａ6 ＝    ０.８５１７７×１０-3
Ａ8 ＝  ０.５８８１１×１０-5      Ａ8 ＝  −０.８２７９５×１０-3
Ａ10＝−０.１３００２×１０-4      Ａ10＝    ０.２３０２９×１０-3
【０４７２】
回折面係数
ｂ2 ＝−０.７４４６１×１０-2
ｂ4 ＝  ０.１１１９３×１０-2
ｂ6 ＝−０.８５２５７×１０-3
ｂ8 ＝  ０.５０５１７×１０-3
ｂ10＝−０.１１２４２×１０-3
【０４７３】
（実施例６〜８）
【０４７４】
次に、実施例６〜８について説明する。図２３、図３０および図３７に、実施例６〜８の対物レンズである回折光学レンズのλ＝６５０ｎｍに対する光路図をそれぞれ示す。また、図２４、図３１および図３８に、実施例６〜８の回折光学レンズのλ＝７８０ｎｍ（ＮＡ＝０．５）に対する光路図をそれぞれ示す。また、図２５、図３２および図３９に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝６５０±１０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図２６、図３３および図４０に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝７８０±１０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図２７、図３４および図４１に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０４７５】
また、図２８、図３５および図４２に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝６５０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図をそれぞれ示す。また、図２９、図３６および図４３に、実施例６〜８の回折光学レンズについてのλ＝７８０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図をそれぞれ示す。また、図４４、図４５および図４６に、実施例６〜８の回折光学レンズについての回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフをそれぞれ示す。ここで、回折輪帯数は、位相差関数を２πで割った値として定義される。
【０４７６】
実施例６〜８では、球面収差図に示されたとおり、波長λ＝６５０ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差となっている。また、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、実使用範囲であるＮＡ０．５０までがほぼ無収差となっているが、その外側のＮＡ０．５０〜０．６０の部分については球面収差が大きく、フレアとなっている。これによって、波長λ＝７８０ｎｍについて、適正なスポット径を得ることが可能となっている。
【０４７７】
以下、実施例６〜８のレンズデータを示す。〔表６〕〜〔表８〕、更に〔表１５〕〜〔表１８〕中、ＳＴＯは絞り、ＩＭＡは像面を表しており、絞りを含めた形で表現している。また、ＯＢＪは、物点（光源）を表しており、以下の各表においても同じである。
【０４７８】
実施例６
【０４７９】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３３      像側開口数ＮＡ＝０.６０  無限仕様
【０４８０】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３７      像側開口数ＮＡ＝０.５０（ＮＡ＝０.６０）  無限仕様
ｗ（７８０ｎｍの光束の結像面での１３．５％強度のビーム径）＝１．２０μｍ
【０４８１】
本実施例は、図４４に見るように、λ１の光束においても、λ２の光束においても、光軸からの高さが有効径のおよそ半分以下の中心部では、−１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、光軸からの高さが有効径のおよそ半分以上の周辺部では、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。ただし、本実施例において、輪帯ピッチを整数倍して、±１次回折光ではなく、高次の同次回折光を発生させるようにしてもよい。
【０４８２】
また、本実施例において、図２７に示されるように、第２の光情報記録媒体では、ＮＡ１＝０．６のとき、球面収差は＋２９μｍであり、ＮＡ２＝０．５のとき、球面収差は＋１μｍである。
また、本実施例において、開口数（ＮＡ）０．４における回折部のピッチは１４μｍである。
【０４８３】
【表６】
2010192104.tif 000174
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ＝−１．０７９５２             κ＝−３．４５２９２９
Ａ4 ＝０.５１９１９７２５×１０-2  Ａ4 ＝０.１５５９１２９２×１０-1
Ａ6 ＝０.１０９８８８６１×１０-2  Ａ6 ＝−０.４４５２８７３８×１０-2
Ａ8 ＝−０.４４３８６５１９×１０-3  Ａ8 ＝０.６５４２３４０４×１０-3
Ａ10＝５．４０５３１３７×１０-5   Ａ10＝−４．７６７９９９２×１０-5
【０４８４】
回折面係数
Ｂ2 ＝２９．４４３１０４
Ｂ4 ＝−１４．４０３６８３
Ｂ6 ＝３．９４２５９５１
Ｂ8 ＝−２．１４７１９５５
Ｂ10＝０．３１８５９２４８
【０４８５】
実施例７
【０４８６】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３３      像側開口数ＮＡ＝０.６０  無限仕様
【０４８７】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３７      像側開口数ＮＡ＝０.５０（ＮＡ＝０.６０）  有限仕様
【０４８８】
本実施例は、図４５に見るように、λ１の光束においても、λ２の光束においても、全面的に、＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。ただし、本実施例において、輪帯ピッチを整数倍して、＋１次回折光ではなく、高次の同次回折光を発生させるようにしてもよい。
【０４８９】
【表７】
2010192104.tif 000175
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ＝−１．８０１３２９             κ＝−８．８７１６４７
Ａ4 ＝０.１６１５４２２×１０-1  Ａ4 ＝０.１４９２５１１×１０-1
Ａ6 ＝−０.４９３７９６９×１０-3  Ａ6 ＝−０.４４４７４４５×１０-2
Ａ8 ＝０.１１０３８３２２×１０-3  Ａ8 ＝０.６００６７１４３×１０-3
Ａ10＝−２．１８２３３０６×１０-5   Ａ10＝−３．４６８４２０６×１０-5
【０４９０】
回折面係数
Ｂ2 ＝−１７．１５０２３７
Ｂ4 ＝−４．１２２７０４５
Ｂ6 ＝１．１９０２２４９
Ｂ8 ＝−０．２６２０２２２２
Ｂ10＝０．０１８８４５３１５
【０４９１】
実施例８
【０４９２】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３３      像側開口数ＮＡ＝０.６０  無限仕様
【０４９３】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３.３５      像側開口数ＮＡ＝０.５０（ＮＡ＝０.６０）  無限仕様
ｗ（７８０ｎｍの光束の結像面での１３．５％強度のビーム径）＝１．２７μｍ
【０４９４】
本実施例は、図４６に見るように、λ１の光束においても、λ２の光束においても、ごく周辺部のみ−１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、他は＋１次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。ただし、本実施例において、輪帯ピッチを整数倍して、±１次回折光ではなく、高次の同次回折光を発生させるようにしてもよい。
【０４９５】
また、本実施例において、図４１に示されるように、第２の光情報記録媒体では、ＮＡ１＝０．６のとき、球面収差は＋６８μｍであり、ＮＡ２＝０．５のとき、球面収差は＋９μｍである。
【０４９６】
また、本実施例において、開口数（ＮＡ）０．４におけるピッチは６１μｍである。
【０４９７】
【表８】
2010192104.tif 000176
非球面係数
非球面１                          非球面２
κ＝−１．２５３２               κ＝−９．１５１３６２
Ａ4 ＝０.１００７×１０-1  Ａ4 ＝０.１３３３２７×１０-1
Ａ6 ＝−０.８５８４９×１０-3  Ａ6 ＝−０.３７８６８２×１０-2
Ａ8 ＝−１．５７７３×１０-5  Ａ8 ＝０.３００１×１０-3
Ａ10＝３．２８５５×１０-5   Ａ10＝４．０２２２１×１０6
【０４９８】
回折面係数
Ｂ2 ＝３．４２５１×１０-21
Ｂ4 ＝０．０７６３９７７
Ｂ6 ＝−５．５３８６
Ｂ8 ＝０．０５９３８
Ｂ10＝０．２２２４
ここで、実施例６〜８に基づいて、レンズに入射する半導体レーザの波長の変動要因について考察する。半導体レーザの波長の個体ばらつきは、±２から３ｎｍ程度、多モード発振の幅が±２ｎｍ程度、書き込み時のモードホップが２ｎｍ程度と考えられる。これらの要因による半導体レーザの波長変動に伴う、レンズの球面収差の変動を考慮した場合について説明する。
【０４９９】
つまり、異なる２波長の光源に対し、光ディスクの透明基板の厚みがそれぞれで異なる場合、実施例６に関するデータから理解されるように、異なる２波長の光源からの無限光（平行光束）に対して無収差に補正したレンズでは、１つの光源での波長１０ｎｍ程度の変化に対し、球面収差変動が比較的大きい。実施例６では、６５０ｎｍの波長においては波面収差が０．００１λｒｍｓであるが、６４０ｎｍおよび６６０ｎｍの波長においては、波面収差が０．０３５λｒｍｓ程度に劣化する。もちろん、レーザの波長がよく管理された光学系に対しては、実施例６も十分実用に供することができる。これに対し、実施例７のレンズのように、どちらか一方の光源からの無限光に対してほぼ無収差で、もう一方の波長の光源からの有限光（非平行光束）に対してほぼ無収差に補正したレンズでは、１つの光源の波長１０ｎｍ程度の変化に対し、球面収差変動を極めて小さく抑えることが可能となる。
【０５００】
次に、本実施の形態の回折光学系（回折光学レンズを有する光学系）の性能の温度変化について考察する。まず、半導体レーザの波長は、温度が３０℃上昇すると６ｎｍ程度伸びる傾向がある。これに対し、回折光学系がプラスチックレンズで構成されている場合、３０℃温度が上昇すると、屈折率が０．００３ないし０．００４程度減少する傾向がある。実施例６のような、２つの波長のどちらの無限光に対しても無収差に補正したレンズでは、半導体レーザの波長の温度変化による要因とプラスチックレンズの屈折率の温度変化による要因とが補償効果を起こし、温度変化に極めて強い光学系を作り出すことができる。また、実施例６において、素材がガラスである場合も、温度変化に対し許容幅のある光学系にすることは可能である。また、実施例７においても、実施例６には及ばないものの、３０℃の温度変化で、波面収差の劣化は０．０３５λｒｍｓ程度であり、実用上充分な温度補償ができている。
【０５０１】
上述の温度変化の補償効果について更に説明する。波長の異なる２つの光源により、透明基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生する場合において、回折パターンを有する対物レンズを用いることにより、それぞれの光ディスクの情報記録面に必要とされる開口数ないしそれ以上の開口数においても波面収差のｒｍｓ値がそれぞれの波長の０．０７以下とすることができるので、専用の対物レンズと同等の結像特性を得ることができる。低価格でコンパクトな光ピックアップ装置とするために、光源には半導体レーザが用いられ、対物レンズにはプラスチックレンズが用いられることが多い。
【０５０２】
レンズ用のプラスチック材料には種々のものがあるが、屈折率の温度変化や線膨張係数がガラスに比べて大きい。特に、屈折率の温度変化がレンズの諸特性に影響を及ぼす。２５℃近傍の屈折率の温度変化としては、光ピックアップの光学素子として用いられるプラスチック材料では、−０．０００２／℃ないし−０．００００５／℃である。さらに、低複屈折材料は−０．０００１／℃のものが多い。また、レンズ用の熱硬化性プラスチックはさらに温度変化に対して屈折率の変化が大きく、上記範囲を外れるものもある。
【０５０３】
半導体レーザに関しても、現在の技術で製作されるものについては、発振波長に温度依存性があり、２５℃近傍の発振波長の温度変化は、０．０５ｎｍ／℃ないし０．５ｎｍ／℃である。
【０５０４】
光情報記録媒体の情報を再生または光情報記録媒体に情報を記録するための光束の波面収差が温度により変化しｒｍｓ値が波長の０．０７以上となると光ピックアップ装置としての特性を維持することが困難であり、特に、より高密度の光情報媒体において波面収差の温度変化について留意する必要がある。プラスチックレンズの温度変化による波面収差の変化では焦点ズレと球面収差の変化の双方が起こっているが、前者は光ピックアップ装置において焦点制御を行うので、後者が重要である。ここで、プラスチック材料は温度変化ΔＴ（℃）があったときの屈折率の変化量をΔｎとしたときに、
−０．０００２／℃＜Δｎ／ΔＴ＜−０．００００５／℃
の関係を満たし、半導体レーザは、温度変化ΔＴがあったときの発振波長の変化量をΔλ１としたときに、
０．０５ｎｍ／℃＜Δλ１／ΔＴ＜０．５ｎｍ／℃
の関係を満たすと、プラスチックレンズの屈折率の温度変化による波面収差の変動と、半導体レーザ光源の波長の温度変化とによる波面収差の変動とが打ち消しあう方向に作用し、補償効果を得ることができる。
【０５０５】
また、環境温度変化が△Ｔ（℃）あったときに、波面収差の３次の球面収差成分の変化量を△ＷＳＡ３（λｒｍｓ）とすると、これは対物レンズを通過する光束の対物レンズの光情報媒体側の開口数（ＮＡ）の４乗に比例し、プラスチックレンズの焦点距離ｆ（ｍｍ）に比例し、波面収差を波長単位で評価しているので光源の波長λ（ｍｍ）に反比例する。したがって、次式が成立する。
△ＷＳＡ３＝ｋ・（ＮＡ）4・ｆ・△Ｔ／λ                      （ａ１）
ここで、ｋは対物レンズの種類に依存する量である。
ちなみに、プラスチック製の両面非球面対物レンズで、焦点距離３．３６ｍｍ、光情報媒体側の開口数が０．６で入射光束が平行光の場合に最適化されているものが、MOC/GRIN'97 Techical Digest C5 p40-p43、"The Temperature characteristics of a new optical system with quasi-finite conjugate plastic objective for high density optical disk use"に記載されているが、この文献の中のグラフから、３０℃の温度変化でＷＳＡ３が０．０４５λｒｍｓだけ変化しており、ＤＶＤ用途であることから、波長は、λ＝６５０ｎｍと考えられる。以上のデータを式（ａ１）に代入すると、ｋ＝２．２×１０-6が得られる。また、温度変化による波長変化の影響に関しては記載がないが、発振波長の温度変化が小さい場合、回折を使用しない対物レンズについては、温度による屈折率変化の影響のほうが大きい。
【０５０６】
ＤＶＤについて記録及び／または再生する光ピックアッブ装置に関しては、ｋが上記値以下であることが必要となる。透明基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生する場合に、回折パターンを有する対物レンズにおいて、温度変化による波長変化の影響も無視することはできなくなる。特にｋに関し、焦点距離、プラスチック材料の屈折率の温度変化、透明基板の厚さの差、二つの光源の発振波長の差等によりｋの値は異なるが、実施例６においては、半導体レーザの波長の温度変化による要因とプラスチックレンズの屈折率の温度変化による要因とが補償効果を起こし、対物レンズがプラスチックレンズであっても温度変化による波面収差の変化は少なくシミュレーションによると、
ｋ＝２．２×１０-6／℃、ｋ＝０．４×１０-6／℃
となる。
【０５０７】
ｋとしては、０．３＜ｋ＜２．２の範囲を取ることができる。したがって、式（ａ１）より、
【０５０８】
ｋ＝ΔＷＳＡ３・λ／｛ｆ・（ＮＡ１）4・ΔＴ（ＮＡ）｝      （ａ２）
であるから、
０．３×１０-6／℃＜ΔＷＳＡ３・λ／｛ｆ・（ＮＡ１）4・ΔＴ｝＜
２．２×１０-6／℃                                             （ａ３）
となる。式（ａ３）において、ｋの値が上限を越えると、温度変化により光ピックアップ装置としての特牲を維持することが困難となり易く、また、下限を越えると、温度変化に対しての変動は少ないが、波長たけが変化した場合において光ピックアップ装置としての特性を維持することが困難となり易い。
【０５０９】
また、実施例８においては、実施例６と比較して、一方の波長、即ち、７８０ｎｍの波長の性能を許容範囲内でやや悪くすることにより、もう一方の波長、即ち、６５０ｎｍの波長近傍±１０ｎｍでの球面収差変動を小さくすることができる。実施例６においては、波長６４０ｎｍ若しくは６６０ｎｍでの波面収差は０．０３５λｒｍｓ程度であるが、実施例８においては、波長６４０ｎｍ若しくは６６０ｎｍでの波面収差は０．０２０λｒｍｓ程度に向上させることができる。この二つの要因はトレードオフの関係があるが、バランスを保つことが重要であり、０．０７λｒｍｓを超えると、レンズ性能が悪化し、光ディスク用光学系として用いることは困難となってくる。
【０５１０】
次に、実施例６に基づいて、波長変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量と軸上色収差の変化量との関係について説明する。実施例６のように透明基板の厚さが薄い方の情報記録媒体には短い方の波長の光束を使用し、透明基板の厚さが厚い方の情報記録媒体には長い方の波長の光束を使用する一つの光ピックアップ装置で、それら光束に使用される対物レンズでは、回折面の作用によって、或る波長に対して波長が長くなった場合に球面収差をアンダー側に変位させることで、透明基板厚の差によって生じる球面収差を補正することができる。
【０５１１】
この対物レンズにおいて、少なくとも一方の光源の使用波長の微小な変化に対する、マージナル光線の球面収差の変化量と軸上色収差の変化量とを、それぞれ△ＳＡ、△ＣＡとすれば、
−１＜△ＳＡ／△ＣＡ＜−０．２
を満たすことが望ましい。この式は使用波長が変化した時の、マージナル光線の球面収差の変化量と軸上色収差の変化量との比を示し、この条件式の下限を上回ることで、回折輪帯の間隔を大きくでき、回折効率の高い回折面が製造し易く、条件式の上限を下回ることで、回折面が負で大きな屈折力を持つことを抑制でき、また軸上色収差の波長変化が過大にならず、モードポップ等の波長変化に対して焦点位置の変動を抑えることができる。なお、波長の微小な変化とは、１０ｎｍ以下程度の変化を意味する。実施例６では図２５に見るように、波長６５０ｎｍにおいて△ＳＡ／△ＣＡの値は−０．７である。
【０５１２】
ここで、回折パワーとレンズ形状との関係について説明する。図４７に、回折パワーとレンズ形状との関係を模式的に示す。図４７（ａ）は回折パワーがすべての部分で正のレンズ形状を示す図であり、図４７（ｂ）は回折パワーがすべての部分で負のレンズ形状を示す図である。実施例６のレンズは、図４７（ｃ）に示すように、回折パワーが光軸付近では負のパワーであり、途中で正のパワーに切り替わるように設計されている。これにより、回折輪帯のピッチが細かくなりすぎないようにすることができる。また、実施例８のように、レンズの周辺部付近で回折パワーが、正のパワーから負のパワーに切り替わるように設計することにより、２波長間で、良好な収差を得ることもできる。図４７（ｄ）のように、例えば、回折パワーが光軸付近では正のパワーであり、途中で負のパワーに切り替わるようにできる。
【０５１３】
図４７（ｃ）では、回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置している。また、図４７（ｄ）では、回折面はブレーズ化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に位置している。
【０５１４】
〈実施例９、１０〉
【０５１５】
実施例９、１０の対物レンズは、上述した〔数３〕で表される非球面形状を屈折面に有しており、実施例９は２光源対応の有限共役型、実施例１０は、第２の実施の形態に係る対物レンズの具体例であり、３光源対応の有限共役型である。また、実施例９、１０では回折面が単位をラジアンとした位相差関数ΦBとして上述の〔数１〕で表される。
【０５１６】
図５０および図５１に、実施例９の対物レンズのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図５２に、実施例９の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図５３および図５４に、実施例９の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図５５、図５６に、実施例９の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよび波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５１７】
図５７〜図５９に、実施例１０の対物レンズのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図６１、図６１に、実施例１０の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝４００ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図を示す。また、図６２および図６３に、実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６５までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図６４〜図６６に、実施例１０の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよび波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５１８】
実施例９、１０の対物レンズによると、何れの実施例でも、７８０ｎｍ波長光に対しては、実使用上のＮＡ０．４５を超える光束では大きな球面収差を生じ、フレアとして情報の記録および／または再生には寄与しない。
【０５１９】
以下、実施例９、１０のレンズデータを示す。〔表９〕、〔表１０〕中、ｒはレンズの曲率半径、ｄは面間隔、ｎは各波長での屈折率、νはアッベ数を示す。また、参考として、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）での屈折率と、νｄ（アッベ数）を記す。また、面No.の数字は、絞りを含めて表示しており、また、本実施例では、便宜上、光ディスクの透明基板に相当する部分の前後２か所に空気間隔を分けて表現している。
【０５２０】
実施例９
f＝3.33  像側 NA 0.60           倍率  -0.194  (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.35  像側 NA 0.45(NA 0.60)  倍率  -0.195  (波長λ＝780nmのとき)
【０５２１】
【表９】
2010192104.tif 000177
非球面１  κ ＝-0.1295292            回折面１  B2 ＝ 0
A4 ＝-0.0045445253                   B4 ＝-7.6489594
A6 ＝-0.0011967305                   B6 ＝ 0.9933123
A8 ＝-0.00011777995                  B8 ＝-0.28305522
A10＝-5.3843777×10-5                 B10＝ 0.011289605
A12＝-9.0807729×10-6
【０５２２】
非球面２  κ ＝-5.161871
A4 ＝ 0.019003845
A6 ＝-0.010002187
A8 ＝ 0.004087239
A10＝-0.00085994626
A12＝ 7.5491556×10-5
【０５２３】
実施例１０
f＝3.31  像側 NA 0.65           倍率  -0.203  (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.14  像側 NA 0.65           倍率  -0.190  (波長λ＝400nmのとき)
f＝3.34  像側 NA 0.45(NA 0.65)  倍率  -0.205  (波長λ＝780nmのとき)
【０５２４】
【表１０】
2010192104.tif 000178
非球面１  κ ＝-0.08796008          回折面１  B2 ＝  0
A4 ＝-0.010351744                   B4 ＝-61.351934
A6 ＝ 0.0015514472                  B6 ＝  5.9668445
A8 ＝-0.00043894535                 B8 ＝ -1.2923244
A10＝ 5.481801×10-5                 B10＝  0.041773541
A12＝-4.2588508×10-6
【０５２５】
非球面２  κ ＝-302.6352            回折面２  B2 ＝   0
A4 ＝   0.002                       B4 ＝ 341.19136
A6 ＝  -0.0014                      B6 ＝-124.16233
A8 ＝   0.0042                      B8 ＝  49.877242
A10＝  -0.0022                      B10＝  -5.9599182
A12＝   0.0004
【０５２６】
なお、上記実施例１０の対物レンズの具体例は、第３の実施の形態にも同様に適用できる。
【０５２７】
〈実施例１１〜１４〉
【０５２８】
実施例１１〜１４の対物レンズは、上述した〔数３〕で表される非球面形状を屈折面に有しており、また、実施例１１〜１３では回折面が単位をラジアンとした位相差関数ΦBとして上述の〔数１〕で表され。実施例１４では回折面が単位をｍｍとした光路差関数Φbとして上述の〔数２〕で表わされる。
【０５２９】
これら実施例１１〜１４の対物レンズ特性を得るに当たって、第１光ディスク（ＤＶＤ）用の光源波長を６５０ｎｍ、第２光ディスク（青色レーザ使用次世代高密度光ディスク）用の光源波長を４００ｎｍとし、第１および第２光ディスクの透明基板厚さｔ１は共にｔ１＝０．６ｍｍである。また、ｔ１とは異なる透明基板の厚さｔ２＝１．２ｍｍを有する第３光ディスク（ＣＤ）用の光源波長は７８０ｎｍとした。また、光源波長４００ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対応する開口数ＮＡとして、０．６５、０．６５、０．５をそれぞれ想定している。
【０５３０】
（実施例１１）
【０５３１】
実施例１１は、第４の実施の形態に係わる対物レンズの具体例であり、対物レンズには平行光が入射するように構成されている。この実施例では、回折面の位相差関数の係数に２乗項が含まれず（Ｂ2＝０）、２乗項以外の項の係数だけを使用している。
【０５３２】
図６８〜図７０に、実施例１１の対物レンズのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図７１および図７２に、実施例１１の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝４００ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図を示す。また、図７３および図７４に、実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６５までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図７５〜図７７に、実施例１１の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５３３】
以下、実施例１１のレンズデータを示す。〔表１１〕中、ｒはレンズの曲率半径、ｄは面間隔、ｎは各波長での屈折率を示す。また、面No.の数字は、絞りを含めて表示している。
【０５３４】
実施例１１
f＝3.33  像側 NA 0.65               (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.15  像側 NA 0.65               (波長λ＝400nmのとき)
f＝3.37  像側 NA 0.45(NA 0.65)      (波長λ＝780nmのとき)
【０５３５】
【表１１】
2010192104.tif 000179
非球面１  κ ＝-0.1847301           回折面１  B2 ＝  0
A4 ＝-0.0090859227                  B4 ＝-69.824562
A6 ＝ 0.0016821871                  B6 ＝  0.35641549
A8 ＝-0.00071180761                 B8 ＝  0.6877372
A10＝ 0.00012406905                 B10＝ -0.18333885
A12＝-1.4004589×10-5
【０５３６】
非球面２  κ ＝-186.4056            回折面２  B2 ＝   0
A4 ＝   0.002                       B4 ＝ 745.72117
A6 ＝  -0.0014                      B6 ＝-334.75078
A8 ＝   0.0042                      B8 ＝  81.232224
A10＝  -0.0022                      B10＝  -5.3410176
A12＝   0.0004
【０５３７】
実施例１１（および後述する実施例１２）のような対物レンズと３つの光源とを有する光ピックアップ装置において、非球面係数及び位相差関数の係数を適当に設計することで、透明基板厚さの違いにより発生する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の色収差を各ディスクともに補正することが可能である。また、図７４から明らかなように、第３光ディスクでは実使用上の開口数ＮＡ０．４５の外側をフレアとしている。
【０５３８】
（実施例１２）
【０５３９】
また、実施例１２の対物レンズは、有限距離からの発散光が入射するように構成されている。この実施例では、回折面の位相差関数の係数に２乗項が含まれず（Ｂ2＝０）、２乗項以外の項の係数だけを使用している。
【０５４０】
図７８〜図８０に、実施例１２の対物レンズのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図８１および図８２に、実施例１２の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝４００ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図を示す。また、図８３および図８４に、実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６５までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図８５〜図８７に、実施例１２の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５４１】
以下、実施例１２のレンズデータを示す。
【０５４２】
実施例１２
f＝3.31  像側 NA 0.65           倍率  -0.203  (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.14  像側 NA 0.65           倍率  -0.190  (波長λ＝400nmのとき)
f＝3.34  像側 NA 0.45(NA 0.65)  倍率  -0.205  (波長λ＝780nmのとき)
【０５４３】
【表１２】
2010192104.tif 000180
非球面１  κ ＝-0.08796008          回折面１  B2 ＝  0
A4 ＝-0.010351744                   B4 ＝-61.351934
A6 ＝ 0.0015514472                  B6 ＝  5.9668445
A8 ＝-0.00043894535                 B8 ＝ -1.2923244
A10＝ 5.481801×10-5                 B10＝  0.041773541
A12＝-4.2588508×10-6
【０５４４】
非球面２  κ ＝-302.6352            回折面２  B2 ＝   0
A4 ＝   0.002                       B4 ＝ 341.19136
A6 ＝  -0.0014                      B6 ＝-124.16233
A8 ＝   0.0042                      B8 ＝  49.877242
A10＝  -0.0022                      B10＝  -5.9599182
A12＝   0.0004
【０５４５】
実施例１２のような対物レンズと３つの光源とを有する光ピックアップ装置において、透明基板厚さの違いにより発生する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の色収差について各ディスクともに補正することが可能である。また、図８４から明らかなように、第３光ディスクでは実使用上の開口数ＮＡ０．４５の外側をフレアとしている。
【０５４６】
（実施例１３）
【０５４７】
また、実施例１３の対物レンズは、第４の実施の形態に係わる対物レンズの他の具体例であり、無限距離からの平行光が入射するように構成されている。この実施例では、回折面の位相差関数の係数として２乗項および２乗項以外の項が使用されている。
【０５４８】
図８８〜図９０に、実施例１３の対物レンズのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍにおける光路図を示す。また、図９１および図９２に、実施例１３の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍおよびλ＝４００ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図９３および図９４に、実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５および０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図９５〜図９７に、実施例１３の対物レンズについてのλ＝６５０ｎｍ、λ＝４００ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍに対する波面収差図をそれぞれ示す。
【０５４９】
以下、実施例１３のレンズデータを示す。
【０５５０】
実施例１３
f＝3.31  像側 NA 0.60               (波長λ＝650nmのとき)
f＝3.14  像側 NA 0.60               (波長λ＝400nmのとき)
f＝3.34  像側 NA 0.45(NA 0.60)      (波長λ＝780nmのとき)
【０５５１】
【表１３】
2010192104.tif 000181
非球面１  κ ＝-0.3363369           回折面１  B2 ＝-177.66083
A4 ＝-0.0025421455                  B4 ＝ -46.296284
A6 ＝-0.0010660122                  B6 ＝  -6.8014831
A8 ＝ 4.7189743×10-5                B8 ＝   1.6606499
A10＝ 1.5406396×10-6                B10＝  -0.39075825
A12＝-7.0004876×10-6
【０５５２】
非球面２  κ ＝43.44262             回折面２  B2 ＝ 241.52445
A4 ＝ 0.002                         B4 ＝ 402.41974
A6 ＝-0.0014                        B6 ＝-191.87213
A8 ＝ 0.0042                        B8 ＝  64.779696
A10＝-0.0022                        B10＝  -8.6741764
A12＝ 0.0004
【０５５３】
本実施例では、回折面の位相差関数の係数として２乗項および２乗項以外の項が使用されているために、透明基板厚さの違いにより発生する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の色収差と軸上色収差について各ディスクともに補正することが可能となっている。また、図９４から明らかなように、第３光ディスクでは実使用上の開口数ＮＡ０．４５の外側をフレアとしている。
【０５５４】
（実施例１４）
【０５５５】
実施例１４の対物レンズは、第６の実施の形態に係わる対物レンズの具体例であり、無限距離から波長４００ｎｍと６５０ｎｍの平行光が入射し、有限距離から波長７８０ｎｍの発散光が入射するように構成されている。この実施例では、回折面の光路差関数の係数として２乗項および２乗項以外の項が使用されている。
【０５５６】
図９８に、実施例１４の対物レンズのλ＝４００ｎｍにおける光路図を示す。また、図９９および図１０１に、実施例１４の対物レンズについてのλ＝４００ｎｍ±１０ｎｍ、λ＝６５０ｎｍ±１０ｎｍおよびλ＝７８０ｎｍ±１０ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図を示す。
【０５５７】
以下、実施例１４のレンズデータを示す。
【０５５８】
実施例１４
f＝    像側 NA 0.65               (波長λ＝650nmのとき)
f＝    像側 NA 0.65               (波長λ＝400nmのとき)
f＝    像側 NA 0.45(NA 0.65)      (波長λ＝780nmのとき)
【０５５９】
【表１４】
2010192104.tif 000182
非球面１  κ ＝-2.0080           回折面  b2 ＝-0.51589×10-3
A4 ＝ 0.18168×10-1            b4 ＝-0.24502×10-3
A6 ＝-0.91791×10-3            b6 ＝ 0.49557×10-4
A8 ＝ 0.16455×10-3            b8 ＝-0.14497×10-4
A10＝-0.11115×10-4
【０５６０】
非球面２  κ ＝3.1831
A4 ＝   0.14442×10-1
A6 ＝  -0.17506×10-2
A8 ＝   0.21593×10-4
A10＝   0.12534×10-4
【０５６１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。回折を対物レンズの両面に形成したが、光ピックアップ装置の光学系内の光学素子のある一面に設けてもよい。また輪帯状回折面をレンズ面全体に形成したが、部分的に回折面を形成しても良い。さらに、青色レーザ使用次世代高密度光ディスクとして、光源波長４００ｎｍ、透明基板の厚さ０．６ｍｍと仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに関しても本発明は適用が可能である。
【０５６２】
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。
【０５６３】
図１１７は、本実施の形態の対物レンズ及びこれを含む光ピックアップ装置の概略構成である。図１１７のように、第１の半導体レーザ１１１と第２の半導体レーザ１１２が光源としてユニット化されている。コリメータ１３と対物レンズ１６との間にビームスプリッタ１２０が配置され、コリメータ１３でほぼ平行にされた光がビームスプリッタ１２０を通過し対物レンズ１６へ向かう。また、情報記録面２２から反射した光束が光路変更手段としてのビームスプリッタ１２０で光検出器３０に向かうように光路を変える。対物レンズ１６はその外周にフランジ部１６ａを有し、このフランジ部１６ａにより対物レンズ１６を光ピックアップ装置に容易に取り付けることができる。また、フランジ部１６ａは対物レンズ１６の光軸に対し略垂直方向に延びた面を有するから、更に精度の高い取付が容易にできる。
【０５６４】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、コリメータ１３を透過し平行光束となる。さらにビームスプリッタ１２０を経て絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６により第１の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７を介して、ビームスプリッタ１２０で反射され、シリンドリカルレンズ１８０により非点収差が与えられ、凹レンズ５０を経て、光検出器３０上ヘ入射し、光検出器３０から出カされる信号を用いて、第１の光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０５６５】
また、光検出器３０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１の光ディスク２０の情報記録面２２上に結像するように対物レンズ１６を移動させるとともに、第１の半導体レ―ザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６を移動させる。
【０５６６】
次に、第２の光ディスクを再生する場合、第２の半導体レーザ１１２から出射された光束は、コリメータ１３を透過し平行光束となる。さらにビームスプリッタ１２０を経て絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６により第２の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７を介して、ビームスプリッタ１２０で反射され、シリンドリカルレンズ１８０により非点収差が与えられ、凹レンズ５０を経て、光検出器３０上ヘ入射し、光検出器３０から出力される信号を用いて、第２の光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。また、光検出器３０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５か第１の半導体レーザ１１２からの光束を第２光ディスク２０の情報記録面２２上に結像するように対物レンズ１６を移動させるとともに、第２の半導体レーサ１１２からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６を移動させる。
【０５６７】
対物レンズ（回折レンズ）１６は、第１の光ディスク、第２の光ディスクの記録及び／または再生に必要な開口数のうち大きい方の開口数（最大開口数）まで、それぞれの半導体レーザからの入射光に対して、それぞれの波長（λ）に対して０．０７λｒｍｓ以下であるように設計されている。このため、それぞれの光束の結像面上の波面収差は、０．０７λｒｍｓ以下となっている。従って、結像面上及び検出器３０上でどちらの光ディスクの記録及び／または再生時にフレアがなく、合焦誤差検出やトラック誤差検出の特性が良好となる。
【０５６８】
なお、第１の光ディスクをＤＶＤ（光源波長６５０ｎｍ）、第２の光ディスクをＣＤ（光源波長７８０ｎｍ）とするケースや、第１の光ディスクを次世代高密度光ディスク（光源波長４００ｎｍ）、第２の光ディスクをＤＶＤ（光源波長６５０ｎｍ）のケースが想定されるが、特に、それぞれの光ディスクの必要開口数に大きな差がある場合には、上記のような場合には、必要なスポット径に比較してスポットが小さすぎる場合もある。このときは本明細書の他の箇所で説明している開口制限手段を導入し、所望のスポット径とすればよい。
【０５６９】
以下、第７の実施の形態に係わる対物レンズの具体例として、球面収差補正レンズの実施例１５、１６，１７，１８を説明する。各実施例で波面収差が、最大開口数に対し０．０７λｒｍｓ以下に補正されている。なお、以下において像側とは光情報記録媒体側の意味である。
【０５７０】
〈実施例１５〉
【０５７１】
図１１８に、実施例１５の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図１１９に、実施例１５の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図１２０は光情報記録媒体の透明基板が図１１８より厚い場合の実施例１５の回折光学レンズの光路図を示す。図１２１に、図１２０の場合の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０５７２】
実施例１５の回折光学レンズによると、図１１９に示すように、波長λ＝６５０ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差である。また、図１２０、図１２１に示すように、透明基板が厚い場合で、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、ＮＡ０．６０までがほぼ無収差である。なお、λ＝７８０ｎｍのときの所定開口数は０．４５である。
【０５７３】
以上のように、実施例１５では、実施例１，６，８と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く波長が７８０ｎｍの場合の球面収差を透明基板がこれよりも薄く波長が６５０ｎｍの場合と同じ開口数（ＮＡ０．６０）まで補正できる。
【０５７４】
以下、実施例１５のレンズデータを示す。
【０５７５】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様（平行光束入射）
【０５７６】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３８  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５７７】
【表１５】
2010192104.tif 000183
非球面係数
非球面１
Ｋ＝−１．０３５８
Ａ4＝４．８６３２×１０-3
Ａ6＝５．３８３２×１０-4
Ａ8＝−１．５７７３×１０-4
Ａ10＝３．８６８３×１０-7
【０５７８】
非球面２
Ｋ＝−９．２５６３５２ 
Ａ4＝１．５８８７×１０-2
Ａ6＝−５．９７４２２×１０-3
Ａ8＝１．１１６１３×１０-3
Ａ10＝−９．３９６８２×１０-5
【０５７９】
回折面係数（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝６．０００×１０-3
ｂ4＝−１．３１７×１０-3
ｂ6＝１．５２７４×１０-4
ｂ8＝−６．５７５７×１０-5
ｂ10＝６．２２１×１０-6
【０５８０】
〈実施例１６〉
【０５８１】
図１２２に、実施例１６の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図１２３に、実施例１６の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図１２４は光情報記録媒体の透明基板が図１２２より厚い場合の実施例１６の回折光学レンズの光路図を示す。図１２５に、図１２４の場合の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０５８２】
実施例１６の回折光学レンズによると、図１２３に示すように、波長λ＝６５０ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差である。また、図１２４、図１２５に示すように、透明基板が厚い場合で、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、ＮＡ０．６０までがほぼ無収差である。なお、λ＝７８０ｎｍのときの所定開口数は０．４５である。
【０５８３】
以上のように、実施例１６では、実施例１，６，８と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く波長が７８０ｎｍの場合の球面収差を透明基板がこれよりも薄く波長が６５０ｎｍの場合と同じ開口数（ＮＡ０．６０）まで補正できる。なお、実施例１５，１６では、透明基板の厚さの差による球面収差をＮＡ０．６まで補正するために、回折による球面収差の補正作用が強いことが必要であるが、このため輪帯ピッチが狭くなるが、回折の近軸パワーを負にしてピッチの減少を緩和している。
【０５８４】
以下、実施例１６のレンズデータを示す。
【０５８５】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５８６】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３６  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５８７】
【表１６】
2010192104.tif 000184
非球面係数
非球面１
Ｋ＝−１．１３３１
Ａ4＝４．５３７５×１０-3
Ａ6＝１．２９６４×１０-3
Ａ8＝−３．６１６４×１０-4
Ａ10＝２．０７６５×１０-5
【０５８８】
非球面２
Ｋ＝−４．３５６２９８ 
Ａ4＝１．５７４２７×１０-2
Ａ6＝−４．９１１９８×１０-3
Ａ8＝７．７２６０５×１０-4
Ａ10＝−５．７５４５６×１０-5
【０５８９】
回折面係数（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝２．１６６５×１０-3
ｂ4＝−２．０２７２×１０-3
ｂ6＝５．５１７８×１０-4
ｂ8＝−１．８３９１×１０-4
ｂ10＝１．８１４８×１０-5
【０５９０】
〈実施例１７〉
【０５９１】
図１２６に、実施例１７の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図１２７に、実施例１７の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図を示す。また、図１２８は光情報記録媒体の透明基板が図１２６より厚い場合の実施例１７の回折光学レンズの光路図を示す。図１２９に、図１２８の場合の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０５９２】
実施例１７の回折光学レンズによると、図１２７に示すように、波長λ＝６５０ｎｍに対してはＮＡ０．６０までの全開口がほぼ無収差である。また、図１２８、図１２９に示すように、透明基板が厚い場合で、波長λ＝７８０ｎｍに対しては、ＮＡ０．６０までがほぼ無収差である。なお、λ＝７８０ｎｍのときの所定開口数は０．４５である。また、実施例１５〜１７は軸上色収差が異なり、また、輪帯ピッチも変わっている。
【０５９３】
以上のように、実施例１７では、実施例１，６，８と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く波長が７８０ｎｍの場合の球面収差を透明基板がこれよりも薄く波長が６５０ｎｍの場合と同じ開口数（ＮＡ０．６０）まで補正できる。
【０５９４】
以下、実施例１７のレンズデータを示す。
【０５９５】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５９６】
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３４  像側開口数  ＮＡ＝０．６０  無限仕様
【０５９７】
【表１７】
2010192104.tif 000185
非球面係数
非球面１
Ｋ＝−１．０７５１
Ａ4＝５．０７３２×１０-3
Ａ6＝４．３７２２×１０-4
Ａ8＝−１．４７７４×１０-4
Ａ10＝９．６６９４×１０-7
【０５９８】
非球面２
Ｋ＝−１０．４１４１１ 
Ａ4＝１．５９４６３×１０-2
Ａ6＝−６．０２９６３×１０-3
Ａ8＝１．１１２６８×１０-3
Ａ10＝−９．３１５１×１０-5
【０５９９】
回折面係数（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝−２．０００×１０-3
ｂ4＝−１．４４６２×１０-3
ｂ6＝１．１３３１×１０-4
ｂ8＝−６．６２１１×１０-5
ｂ10＝６．８２２０×１０-6
【０６００】
〈実施例１８〉
【０６０１】
図１３０に、実施例１８の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図を示す。また、図１３１に、実施例１８の回折光学レンズについての波長（λ）＝３９０，４００，４１０ｎｍに対する開口数０．７０までの球面収差図を示す。また、図１３２は光情報記録媒体の透明基板が図１３０より厚い場合の実施例１８の回折光学レンズの光路図を示す。図１３３に、図１３２の場合の回折光学レンズについての波長λ＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．７０までの球面収差図をそれぞれ示す。
【０６０２】
実施例１８の回折光学レンズによると、図１３１に示すように、波長λ＝４００ｎｍに対してはＮＡ０．７０までの全開口がほぼ無収差である。また、図１３２、図１３３に示すように、透明基板が厚い場合で、波長λ＝６５０ｎｍに対しては、ＮＡ０．７０までがほぼ無収差である。
【０６０３】
以上のように、実施例１７では、実施例１，６，８と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く波長が６５０ｎｍの場合の球面収差を透明基板がこれよりも薄く波長が４００ｎｍの場合と同じ開口数（ＮＡ０．７０）まで補正できる。
【０６０４】
以下、実施例１８のレンズデータを示す。
【０６０５】
光源波長λ＝４００ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３  像側開口数  ＮＡ＝０．７０  無限仕様
【０６０６】
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．４３  像側開口数  ＮＡ＝０．７０  無限仕様
【０６０７】
【表１８】
2010192104.tif 000186
非球面係数
非球面１
Ｋ＝０．０
Ａ4＝−７．９６１６×１０-4
Ａ6＝−５．７２６５×１０-4
Ａ8＝８．３２０９×１０-5
Ａ10＝−４．１５９９×１０-5
【０６０８】
非球面２
Ｋ＝０．０ 
Ａ4＝３．１１１３１×１０-2
Ａ6＝−１．１８５４８×１０-2
Ａ8＝１．６３９３７×１０-3
Ａ10＝−６．６０５１４×１０-5
【０６０９】
回折面係数（基準波長４００ｎｍ）
ｂ2＝−１．４０４６×１０-3
ｂ4＝−８．６９５９×１０-4
ｂ6＝２．３４８８×１０-4
ｂ8＝−５．２４５５×１０-5
ｂ10＝３．６３８５×１０-6
【０６１０】
次に、上述の実施例１〜３，１４〜１８の各回折光学レンズの複数の輪帯のピッチについて説明する。複数の輪帯は光軸を中心としたほぼ同心円状に形成されており、レンズの像側の最大開口数に対応する輪帯のピッチＰｆ（ｍｍ）、最大開口数の１／２の開口数に対応する輪帯のピッチＰｈ（ｍｍ）、及び（（Ｐｈ／Ｐｆ）−２）の各値を表１９に示す。
【０６１１】
【表１９】
2010192104.tif 000187
０．４≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２５                      （ｂ１）
【０６１２】
本発明者らの更なる検討によれば、上述の式（ｂ１）が成立すると、即ち、この式の下限以上であると、高次の球面収差を補正する回折の作用が弱まることがなく、従って、透明基板の厚さが異なることによって生じる２波長間の球面収差の差を回折の作用で補正でき、また、上限以下であると、回折輪帯のピッチが過小となる箇所が生じ難くなり、回折効率の高いレンズを製造することが可能となることが判明した。
【０６１３】
また、上記関係式は、次の式（ｂ２）が好ましく、式（ｂ３）が更に好ましい。
【０６１４】
０．８≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦６．０                      （ｂ２）
【０６１５】
１．２≦｜（Ｐｈ／Ｐｆ）−２｜≦２．０                      （ｂ３）
【０６１６】
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。
【０６１７】
波長６５０ｎｍの光源を使ってのＤＶＤの記録再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数ＮＡ１は０．６程度であり、波長７８０ｎｍの光源を使ってのＣＤの再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数ＮＡ２は０．４５程度（記録のときは０．５程度）である。したがって、上述の収差補正のための回折パターンは、開口数ＮＡ１までは必須ではない。
【０６１８】
さらに、光軸近傍は焦点深度が深く、球面収差量も少ないので、回折パターンは必須ではない。
【０６１９】
必要最低限の部分に回折パターンを形成し、残りの部分を屈折面とすることで、金型加工時のツールの損傷、成形時の離型性の向上、ＣＤ側で必要以上に集光スポットが絞られることに起因するディスクの厚みに誤差があるときや、ディスクが傾いたときの性能劣化を防ぐことができる。
【０６２０】
このためには、対物レンズの回折パターンは光軸に対して回転対称であり、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体の開口数がＮＡＨ１の光束に変換され、前記第１の光源からの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ１の光束に変換されるとき、下記の条件を満足すれば良い。
ＮＡＨ１  ＜  ＮＡ１
０  ≦  ＮＡＬ１  ≦  ＮＡ２
【０６２１】
第１の光情報記録媒体がＤＶＤで、第１の光源の波長λ１が６５０ｎｍ、第２の光情報記録媒体がＣＤで第２の光源の波長λ２か７８０ｎｍの場合、
ＮＡＨ１は０．４３から０．５５
ＮＡＬ１は０．１０から０．４０
であることが好ましい。
【０６２２】
回折パターンを有する部分についての対物レンズの光学設計は、第１の光源から対物レンズに入射する光束の＋１次回折光がほぼ無収差の集光スポットとなるように行われる。
一方、回折パターンのない部分についての対物レンズの光学設計は、第１の光源から対物レンズに入射する光束がほぼ無収差の集光スポットとなるように行われる。
【０６２３】
両者の集光位置は、ほぼ一致する必要がある。さらに、それぞれの光束の位相も揃っていることが重要である。なお、位相に関しては、ｋを小さな整数としたとき、２ｋπずれていても、設計波長での集光特性は殆ど変わらないが、｜ｋ｜の絶対値が大きくなると、波長変動に弱くなってしまう。｜ｋ｜は１〜１０であることが好ましい。
【０６２４】
このとき、第２の光源からの光束のうち、対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの＋１次回折光は光情報記録媒体側の開口数がＮＡＨ２の光束に変換され、同時に回折パターンの最も光軸側の円周からの＋１次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がＮＡＬ２の光束に変換され、
【０６２５】
第２光情報記録媒体の記録再生が可能となるようなスポットを、第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束を利用して光情報記録媒体の情報記録面上に形成するように、回折パターンを有する部分からの光束と、回折パターンのない部分からの光束との集光位置と位相差が最適となるように、対物レンズを通った光束の球面収差の設定がなされている。
【０６２６】
実際には、前記第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、かつ、前記第２の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束が第２光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることが望ましい。
【０６２７】
なお、特に、第１の光源からの光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡ１以下の光束が、第１光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差の球面収差成分は０．０５λｒｍｓ以下であることが望ましい。
【０６２８】
第１の光源と対物レンズの間および第２の光源と対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、第１の光源から対物レンズに入射する光束および第２の光源から対物レンズに入射する光束が、それぞれ平行光であるような光ピックアップ装置とすることで、ピックアップの調整が容易となる。
【０６２９】
また、第１の光源からの光束と第２の光源からの光束に対してコリメータを共通にすることで、光ピックアップ装置のコストダウンを図ることができる。
【０６３０】
なお、第１の光源と第２の光源が別のパッケージである場合、コリメータに対してそれぞれの光源の位置を対物レンズに入射する光束がそれぞれ平行光となるように設定すれば良い。
【０６３１】
また、第１の光源と第２の光源とが同じパッケージである場合、それぞれの光源の位置の光軸方向の差を適切に設定して、対物レンズへの入射光がそれぞれ平行光となるようにしても良いし、その調整ができない場合、コリメータの色収差が最適化されたものを用いて対物レンズへの入射光がそれぞれ平行光になるようにしても良い。
【０６３２】
さらに、対物レンズに入射する光束が、収束光束であっても発散光束であっても良く、特に第１の光源から対物レンズに入射する光束よりも第２の光源から対物レンズに入射する光束をより発散度の強いものとすることによって、発散度の差によるアンダーの球面収差が発生し、回折パターンで補正する球面収差量を減らすことができる。
【０６３３】
図１１４は、開口数ＮＡＨ２、ＮＡＬ２が同じであり、近軸色収差を補正しない場合とした場合（ΔｆＢ＝０）に、第２光源からの光束について、第２光情報記録媒体（ＣＤ）の透明基板を通過した光束の球面収差を表す模式図である。
【０６３４】
ＮＡＨ２以下の第２光情報記録媒体の再生に寄与する光束の収束位置は、回折パターンによって補正されていない場合、Ｂ点にあるが、回折パターンによって補正され、ΔｆＢをほぼ０にされてＡ点に収束する。しかし、ＮＡＨ２より外側では回折パターンによって補正されず、その収差は屈折面のみによる収差曲線Ｓを示すことになる。
【０６３５】
図から明らかなように、光束の収束点とＮＡＨ２における球面収差の跳びは、近軸色収差の補正量ΔｆＢだけ大きくなり、ＮＡＨ２からＮＡ１までのフレア成分が収束する位置は、ＮＡＨ２以下の第２光情報記録媒体の再生に寄与する光束の収束位置と大きく離れるため、光検出器上においてフレア成分の影響が小さくなる。
【０６３６】
また、λ１とλ２で近軸色収差を補正することで、λ１近傍とλ２近傍においても、近軸色収差は小さくなり、光情報記録媒体への情報記録時に、レーザのパワー変動で発振波長が変化しても、焦点ずれが起きにくくなり、高速記録が可能となる。
【０６３７】
前述のようにＮＡＨ２からＮＡ１までのフレア成分の収束位置とＮＡＨ２以下の光束の収束位置とを離れたものとするためには、前記の回折パターンの外側に、第２の回折パターンを配設し、第１光源からの光束に対しては第２の回折パターンの＋１次回折光が前記の収束位置に集光され、第２光源からの光束は第２の回折パターンでは回折されずに透過するように第２の回折パターンを設計することによって、図１１５に示す収差補正状況にすることができる。
【０６３８】
すなわち、同図（ａ）は第１光源からの光束の収差補正状況を示し、ＮＡＨ１以上においても以下においても、比較的大きく設定された屈折面による収差は、＋１次回折光の補正効果により、無収差で収束位置に集光されている。しかし、同図（ｂ）のように、第２光源からの光束は、ＮＡＨ２より外側の回折パターン部分を通過する光束では、回折作用を受けない０次光となるので、その収差補正状況は回折パターンによる補正を受けない収差がそのまま表れるため、ＮＡＨ２における球面収差の跳びが大きくなり、フレア成分の収束位置と情報の再生に寄与する光束の収束位置が大きく離れるため、光検出器上においてフレア成分の影響が小さくなる。
【０６３９】
また、この第２の回折パターンでは、第１の光源からの光束は回折されず、第２の光源からの光束は、主に−１次回折光となるように第２の回折パターンを設計しても良い。これにより、図１１３で見るように、ＮＡＨ２からＮＡ１までの光束の、回折による球面収差をよりオーバーにすることによって、第２の光源について、対物レンズを通ったときの開口数がＮＡＨ２以下の光束の第２光情報記録媒体の透明基板を通ったときの球面収差は良好に補正され、一方、ＮＡＨ２より外側の光束のオーバーの球面収差を大きくすることが出来る。その結果、図１１６（ｂ）に見るように、ＮＡＨ２における球面収差の跳びが大きくなり、フレア成分の収束位置と情報の再生に寄与する光束の収束位置が大きく離れるため、光検出器上においてフレア成分の影響が小さくなる。
【０６４０】
同様に、光源から対物レンズまでの光路中に第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記第１の回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を透過させない開口制限手段を設け、光検出器上へ到達するフレア成分を減ずることで、その影響を小さくすることができる。
【０６４１】
この開口制限手段は、第１の光源からの出射光束と、第２光源からの出射光束とを光合波手段により合波した後の光路中に、第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記第１の回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収する輪帯フィルターを配設すれば良い。
【０６４２】
このようなフィルターには、例えば多層膜を利用したダイクロイックフィルターを利用することができる。勿論、対物レンズのいずれかの面に、上述のフィルター効果を持たせることもできる。
【０６４３】
また、この開口制限手段は、第１光源からの光束は透過し、第２光源の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を回折させる輪帯フィルターであっても良い。
【０６４４】
以下、図面を参照して本発明の第８の実施の形態にかかるる第１〜第７の光ピックアップ装置を具体的に説明する。
【０６４５】
図１０２に示す第１の光ピックアップ装置は、第１の光ディスクの再生用の第１光源である半導体レーザ１１１と、第２の光ディスク再生用の半導体レーザ１１２とを有している。
【０６４６】
まず第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射された光束は、両半導体レーザ１１１、１１２からの出射光の合成手段であるビームスプリッタ１９０を透過し、偏光ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３０、１／４波長版１４を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６４７】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０、１／４波長板１４０、コリメータ１３０を透過して、偏光ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ１８により非点収差が与えられ、光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６４８】
また、光検出器３００上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１の光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６４９】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された光束は、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、上記第１半導体１１１からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３０、１／４波長板１４０、絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６５０】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０、１／４波長板１４０、コリメータ１３０、偏光ビームスプリッタ１２０、シリンドリカルレンズ１８０を介して、光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６５１】
また、第１の光ディスクの場合と同様、光検出器３００上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６５２】
図１０３の第２の光ピックアップ装置は、記録再生用の光学系に適した構成であるが、再生の場合について説明する。なお、以下の実施例において、図１０２の光ピックアップ装置と同一部材は同一符号で示す。
【０６５３】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射された光束は、偏光ビームスプリッタ１２１で反射され、コリメータ１３１、１／４波長板１４１を透過して円偏光の平行光となる。さらに、光合成手段であるビームスプリッタ１９０を透過し、絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６５４】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、さらにビームスプリッタ１９０、１／４波長板１４１、コリメータ１３１を透過して、偏光ビームスプリッタ１２１に入射し、ここを透過して非点収差が与えられ、光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６５５】
また、光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第２の光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６５６】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された光束は、偏光ビームスプリッタ１２２で反射され、コリメータ１３２、１／４波長板１４２を透過して円偏光の平行光となる。さらに、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、絞り１７０、対物レンズ１６０により第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６５７】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介してビームスプリッタ１９０で反射され、１／４波長板１４２、コリメータ１３２を透過して、偏光ビームスプリッタ１２２に入射し、ここを透過して非点収差が与えられ、光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６５８】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第２の半導体レーザ１１２からの光束を第１の光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１２からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させることは同様である。
【０６５９】
図１０４の第３の光ピックアップ装置は、記録再生用の光学系に適した構成であるが、再生の場合について説明する。
【０６６０】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、発散光束の発散度を小さくするカップリングリングレンズ６０、光合成手段であるビームスプリッタ１９０、ビームスプリッタ１２０を透過し、さらにコリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過して円偏光の平行光となる。さらに、絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６６１】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、１／４波長板１４０、コリメータ１３０を透過して、ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射され、シリンドリカルレンズ１８０で非点収差が与えられ、凹レンズ５０を介して光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６６２】
また、光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６６３】
第２の光ディスクを再生するための第２半導体レーザ１１２は、レーザ／検出器集積ユニット４００に光検出器３０２およびホログラム２３０とユニット化されている。「ユニット」あるいは「ユニット化」とは、ユニット化されている部材や手段が一体となって光ピックアップ装置に組込ができるようになっていることを意味し、装置の組立て時には１部品として組付けることができる上タイトされている。
【０６６４】
第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３０を透過し、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６６５】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介し、１／４波長板１４０、コリメータ１３０、ビームスプリッタ１２０を透過し、ビームスプリッタ１９０で反射され、ホログラム２３０で回折されて光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６６６】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６６７】
図１０５の第４の光ピックアップ装置においては、第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１は、レーザ／検出器集積ユニット４１０に光検出器３０１およびホログラム２３１とユニット化され、第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、ホログラム２３１を透過し、光合成手段であるビームスプリッタ１９０、コリメータ１３０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６６８】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０、ビームスプリッタ１９０を透過し、ホログラム２３１で回折されて光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６６９】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６７０】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２は、レーザ／検出器集積ユニット４２に光検出器３０２およびホログラム２３２とユニット化され、第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３２を透過し、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、コリメータ１３０を透過して平行光束となる。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６７１】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ビームスプリッタ１９０で反射され、ホログラム２３２で回折されて光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６７２】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６７３】
図１０６の第５の光ピックアップ装置においては、第１半導体レーザ１１１、第２半導体レーザ１１２、光検出手段３０、ホログラム２３０がレーザ／検出器集積ユニット４３０としてユニット化されている。
【０６７４】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、ホログラム２３０、コリメータ１３０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６７５】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ホログラム２３０で回折されて光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６７６】
また、光検出器３００上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６７７】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３０、コリメータ１３０を透過してほぼ平行光束となる。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６７８】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ホログラム２３０で回折されて光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６７９】
また、光検出器３００上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６８０】
図１０７の第６の光ピックアップ装置においては、第１半導体レーザ１１１、第２半導体レーザ１１２、第１の光検出手段３０１、第２の光検出手段３０２、ホログラム２３０がレーザ／検出器集積ユニット４３０としてユニット化されている。
【０６８１】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、ホログラム２３０のディスク側の面、コリメータ１３０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６８２】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ホログラム２３０のディスク側の面で回折され、第１の光源に対応した光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６８３】
また、光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６８４】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３０の半導体レーザ側の面で回折され、、コリメータ１３０を透過してほぼ平行光束となる。このホログラムの半導体レーザ側の面は、光合成手段としての機能を果たす。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６８５】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、コリメータ１３０を透過し、ホログラム２３０のディスク側の面で回折されて第２の光源対応した光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６８６】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６８７】
図１０８の第７の光ピックアップ装置は、記録再生用の光学系に適した構成であるが、再生の場合について説明する。
【０６８８】
第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、発散光束の発散度を小さくするカップリングリングレンズ６０、光合成手段であるビームスプリッタ１９０、ビームスプリッタ１２０を透過し、さらにコリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過して円偏光の平行光となる。さらに、絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６８９】
そして情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、１／４波長板１４０、コリメータ１３０を透過して、ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射され、シリンドリカルレンズ１８０で非点収差が与えられ、凹レンズ５０を介して光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６９０】
また、光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６９１】
第２の光ディスクを再生するための第２半導体レーザ１１２は、レーザ／検出器集積ユニット４００に光検出器３０２およびホログラム２３０とユニット化されている。
【０６９２】
第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２３０を透過し、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０６９３】
そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介し、１／４波長板１４０、コリメータ１３０、ビームスプリッタ１２０を透過し、ビームスプリッタ１９０で反射され、ホログラム２３０で回折されて光検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６９４】
また、光検出器３０２上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させる。
【０６９５】
透明基板の厚さｔ１が第１の光ディスクとほぼ同じで、波長λ１の第１の光源で記録再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数ＮＡも第１の光ディスクと同程度の第３のＳｕｐｅｒ  ＲＥＮＳ方式のディスクを記録再生する場合について説明する。
【０６９６】
Ｓｕｐｅｒ  ＲＥＮＳ方式のディスクは、現在精力的に検討が進められているもので、その構成の１例を図１０９に示す。その記録再生は近接場光学に基づき、再生信号としては反射光を利用する方式と透過光を利用する方式があり、本実施例の構成は透過光を利用して再生信号を得る方式を示す。
【０６９７】
Ｓｕｐｅｒ  ＲＥＮＳ方式の第３のディスクを記録再生する場合には、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、発散光束の発散度を小さくするカップリングレンズ６０、光合成手段であるビームスプリッタ１９０、ビームスプリッタ１２０を透過し、さらにコリメータ１３０、１／４波長板１４０を透過し平行光束となる。さらに絞り１７０によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０、第１の保護膜２４０を介して非線形光学膜２５０に集光される。非線形光学膜２５０には、微小な開口が形成され、第２の保護膜２６０を介して情報記録層上の情報記録面２２０にエネルギーが伝達される。そして、情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて透過した光は、第３の保護膜２７０を透過し、対物レンズとは反対側の集光レンズ９０で集められ、光検出器３０５に到達し、その出力信号により、第３の光ディスク２００に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０６９８】
一方、非線形光学膜２５０から反射された光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７０を介して、１／４波長板１４０、コリメータ１３０を透過して、ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射され、シリンドリカルレンズ１８０で非点収差が与えられ、凹レンズ５０を介して光検出器３０１上へに入射する。光検出器３０１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１の光ディスク２００の非線形光学膜２５０上に結像する用に対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０６９９】
前述の光ピックアップ装置の対物レンズとして、第１の光源から無収差の平行光束が入射し、ＤＶＤの透明基板を通して無収差のスポットを形成するように設計された専用対物レンズを使って、対物レンズに第２の光源から無収差の平行光が入射し、ＣＤの透明基板を通ってスポットを形成した場合、
(1)対物レンズの屈折率の波長依存性
(2)光情報記録媒体の透明基板厚みの差
(3)透明基板屈折率の波長依存性
により球面収差が発生するが、(2)によるものがほとんどであることは既に述べた。
【０７００】
この(2)の要因による球面収差は、ＣＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ２において、ほぼ｜ｔ２−ｔ１｜および（ＮＡ２）4に比例する。図１１０は、対物レンズに波長λ１＝６５０ｎｍの平行光束が入射したときにＤＶＤの透明基板を通して無収差となるように設計された専用レンズについて、透明基板がＣＤの厚さで、波長λ２＝７８０ｎｍの光源を使用したときの、対物レンズから出射する光束の開口数を０．４５としたときの結像倍率Ｍ２と波面収差との関係を示したものである。結像倍率Ｍ２が０の場合は、ＤＶＤと同様、対物レンズに平行光束が入射する。
【０７０１】
図示のように、Ｍ２＝０のときは、約０．１３λｒｍｓの球面収差が発生し、回折限界性能のマレシャルの限界０．０７λｒｍｓより大きい。従って、何らかの手段によりＤＶＤ、ＣＤ双方とも波面収差がマレシャルの限界以下となるように球面収差を設定する必要が生じる。
【０７０２】
この対物レンズにおいて、結像倍率を負にして行くと、対物レンズで負の球面収差が発生し、Ｍ≒−０．０６のとき極小値となり、マレシャル限界内の値になる。このように、結像倍率によって、補正しなければならない球面収差量は異なり、図示の例においては、Ｍ≒−０．０６のときはあえて他の手段によって球面収差を補正する必要はない。また、ＣＤ−Ｒの情報記録に必要なＮＡが０．５のときは、さらに補正する球面収差は大きくなる。
【０７０３】
次に、上述の各光ピックアップ装置において、好ましいコリメート調整手段について説明する。説明を簡単にするために、コリメータと対物レンズからなる集光光学系を使用した光ピックアップ装置について考察する。コリメータと光源の距離は、コリメータの光軸上の焦点位置に光源を配置することで所望の平行光がコリメータより出射する。コリメータのバックフォーカス、半導体レーザの取り付け位置と発光点との間隔、コリメータや半導体レーザをマウントする光ピックアップ装置のハウジングの製造バラツキが小さく押さえられているため、半導体レーザとコリメータの間隔を調整しなくても、実用上間題ない精度の平行光が得られる。
【０７０４】
ところで、波長の異なる２つの光源により、透明基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生する場合において、回折パターンを有する対物レンズを用い、さらにそれぞれの光源に対して０でない同じ次数の回折光を利用する場合において、レーザの発振波長の変動により球面収差の変動が既存の両面非球面対物レンズと比較して大きい。特に、実施例６のような対物レンズでは、６５０ｎｍの波長においては波面収差が０．００１λｍｓであるが波長が±１０ｎｍ変化すると０．０３５λｒｍｓ程度に劣化する。このとき発生するのは球面収差である。半導体レーザには発振波長の個体差があり、光ピックアップ装置に個体差の大きい半導体レーザを適用すると、回折パターンを有する対物レンズの球面収差の規格が厳しくなるといった問題が生じる。
【０７０５】
光ピックアップ装置に用いられる対物レンズでは、入射光束が平行光から発散光になると負の３次球面収差が増加し、平行光束から収束光になると正の３次球面収差が増加するのであるが、対物レンズヘの入射光束の発散度を変えることで、３次の球面収差をコントロールすることができる。実施例６のような対物レンズにおいては、半導体レーザの発振波長の個体差で発生する球面収差の主成分は３次の球面収差であることから、対物レンズヘの入射光束の発散度を変えることにより、集光光学系全体の３次の球面収差を設計値通りにすることができる。
【０７０６】
なお、集光光学系にコリメータ等のカップリングレンズがあれば、これを光軸方向に動かすことで、対物レンズの３次の球面収差をコントロールすることができる。また、コリメータ等のカップリングレンズがある場合は、半導体レーザを光軸方向に動かすことで同様に目的が達成される。もちろん、コリメータ等のカップリングレンズがある場合も、半導体レーザを光軸方向に動かしてもよい。
【０７０７】
〈実施例１９〉
【０７０８】
以下、第８の実施の形態に係わる対物レンズの具体例として、球面収差補正レンズの実施例１９を図１１１及び表２０，表２１に示す。
【０７０９】
表２０中、ｒｉは屈折面の曲率半径、ｄｉ、ｄｉ’は面間隔、ｎｉ、ｎｉ’は主波長での屈折率を示す。また、面形状式を次の〔数４〕に示す。
【０７１０】
【数４】
2010192104.tif 000188
但し、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、ｒは近軸曲率半径、κは円錐形数、Ａｊは非球面係数、Ｐｊ（Ｐｉ≧３）は非球面べき数である。
【０７１１】
また、回折面は光路差関数として数１に示す通りである。単位はｍｍとして表している。
【０７１２】
【表２０】
2010192104.tif 000189
ｄｉ，ｎｉは、第１光情報記録媒体（ｔ１＝０．６ｍｍ）のときの値
【０７１３】
ｄｉ’，ｎｉ’は、第２光情報記録媒体（ｔ２＝１．２ｍｍ）のときの値
【０７１４】
【表２１】
2010192104.tif 000190
上記実施例のレンズ断面図を図１１１に、その球面収差を図１１２に示す。図１１１において、第２面Ｓ２の光軸を含む部分Ｓ２ｄは回折パターンを有し、その外側の部分Ｓ２ｒは非球面屈折面である。図１１２（ａ）は波長６３５ｎｍ、第１光情報記録媒体（ｔ１＝０．６ｍｍ）での球面収差図で十分に収差補正されている。同図（ｂ）は波長７８０ｎｍ、第２光情報記録媒体（ｔ２＝１．２ｍｍ）での球面収差図であり、第１分割面Ｓ２ｄを通る光束は回折の効果により球面収差が補正されており、第２分割面Ｓ２ｒを通る光束はフレア光となり絞りと同様の効果になっている。
【０７１５】
上記実施例のレンズは、ＮＡＨ２＝０．５とし、ＮＡＬ２＝０の対物レンズである。このレンズの回折パターン部分は、光軸を中心とした輪帯上のパターンとなり、そのステップ数は１３程度となる。また、回折パターン部の最も光軸から離れた円周部分と屈折面との境界は、約２１μｍの段差を持っている。
【０７１６】
ＮＡＨ２＝０．４５とした場合においては、回折パターンのステップ数は９程度で、上記段差量は１３μｍ程度である。段差量、回折パターンのステップ数は、ほぼＮＡＨ２の４乗に比例する。
【０７１７】
この例のようにＮＡＬ２＝０の場合には、補正する球面収差に比例して回折パターンのステップ数が増加してしまう。
【０７１８】
本発明の対物レンズにおいては、回折パターンの光軸方向の深さは２μｍ以下でも良好な効果を得ることができるが、やはり回折パターンのステップ数が多いと、金型加工、成形が難しくなるので、できるだけステップ数が少ないことが望ましい。
【０７１９】
これは、(1)ＣＤの結像倍率をＤＶＤの結像倍率よりやや小さくし、補正すべき球面収差量をあらかじめ小さくする。好ましくは、mCD(CDの記録・再生時の倍率)-mDVD(DVDの記録・再生時の倍率)が、-1/15〜0であることが好ましい、(2)深度の深い開口数の小さい部分には回折パターンを設けない、等によって達成できる。
【０７２０】
例えば、ＤＶＤの結像倍率を０、ＣＤの結像倍率を−０．０３とすれば補正すべき球面収差は半分になるので、ＣＤ−Ｒ対応のため、ＮＡＨ２を０．５としても、ステップ数は７程度で、段差量も１１μｍ程度となる。
【０７２１】
段差量が小さい場合、段差Ｓ２ｓの形状は回折パターン部Ｓ２ｄから屈折面部Ｓ２ｒへ滑らかに移行するものであっても良い。
【０７２２】
また、ＤＶＤの結像倍率、ＣＤの結像倍率とも０の場合においては、例えばＮＡＬ２＝０．３６とすれば、開口数がＮＡＬ２以下の光束の波面収差の残留球面収差成分ＷＳＡ（ＮＡＬ２）は約０．０５３λｒｍｓである。これに最適な回折パターンを付けることで、ＤＶＤの波面収差をほぼ０にに保ちながらＮＡＨ２までの波面収差のＲＭＳ値を小さくすることができる。
【０７２３】
開口数がＮＡＨ２以下の光束の波面収差の残留球面収差成分ＷＳＡ（ＮＡＨ２）は、以下の式で近似できる。
【０７２４】
ＷＳＡ（ＮＡＨ２）＝（ＮＡＬ２／ＮＡＨ２）2×ＷＳＡ（ＮＡＬ２）
よって、ＮＡＨ２＝０．４５のとき、上記値は０．０３４λｒｍｓ、ＮＡＨ２＝０．５のとき０．０２７λｒｍｓとなり、マレシャルの限界値より十分小さい。
【０７２５】
このとき、ＮＡＬ２以下ではオーバーの球面収差が発生しているため、ＮＡＬ２からＮＡＨ２までの球面収差を０とするのではなく、ＮＡＬ２以下の光束のベストフォーカスにほぼ一致するようにすれば良い。このベストフォーカス位置は近軸焦点よりオーバーな位置であるため、回折パターンで補正する球面収差量は小さくてすむ。また、ＮＡＬ２以下の光束に対しては、回折パターンは不要である。この二つの効果で、ＮＡＨ２＝０．５のとき、回折パターンのステップ数は約６、ＮＡＨ２＝０．４５のときは回折パターンのステップ数は４ですむ。
【０７２６】
勿論、ＣＤの結像倍率をＤＶＤの結像倍率より小さくすることで、回折パターンをさらに少なくでき、最低２ステップあれば、ＤＶＤとＣＤの互換再生が可能となる。
【０７２７】
ところで、透明基板厚が０．１ｍｍの高密度光情報記録媒体が提案されている。この記録再生には青色半導体レーザを使用し、２枚玉の対物レンズを用い、ＮＡ１として０．８５が必要とされている。一方において、ＣＤ−ＲＷは透明基板厚が１．２ｍｍで波長７８０なのの光源を用い、ＮＡ２は０．５５とされている。この互換光学系では、ＤＶＤ、ＣＤ−Ｒ（ＮＡＨ２＝０．５）の場合と比較して、ＮＡ２が大きく、ｔ１−ｔ２も大きいため、球面収差の補正量も２．７倍大きい。そのため、回折パターンのステップ数も３５程度になる。
【０７２８】
さらに、近軸の色収差を補正するには、回折パターンのステップ数が増加する。またＮＡ１まで近軸色収差を含めて補正するとなると、数百のステップ数になる。このような場合、回折パターンを複数の光学面に施すことも可能である。
【０７２９】
また、必要に応じて、ＮＡＬ２からＮＡＨ２までのある部分を屈折面としても良い。
【０７３０】
さらに、ｔ１＞ｔ２である場合には、発生する球面収差の符号が逆になるので、−１次光を利用することになる。
【０７３１】
同様に、ＤＶＤとＣＤの場合も、対物レンズのＣＤの結像倍率がＤＶＤの結像倍率よりかなり小さくなり、アンダーの球面収差が残る場合も、同様に−１次光を利用することになる。
【０７３２】
なお、現在重要関心事であるＤＶＤとＣＤについて、記録または波長の異なる２つのレーザを使って単一の対物レンズで実施する例について示した。既に説明したとおり、第１の光源の波長をλ１とし、第２の光源の波長をλ２（λ２＞λ１）とした場合、ｔ１＜ｔ２である場合は＋１次回折光を利用し、ｔ１＞ｔ２である場合は−１次回折光を利用した第１の回折パターンを導入するのであるが、ＤＶＤ（第１の光源を利用）とＣＤ（第２の光源を利用）の場合は前者である。
【０７３３】
ところで、青色半導体レーザ、ＳＨＧレーザ等、近年様々な波長の光源が実用化され、今後とも多くの新しい光情報記録媒体が登場すると思われる。この場合、光情報記録媒体の記録密度から必要となるスポットサイズが決まるが、記録または記録再生に必要なＮＡは、使用する光源の波長によって変化する。このため、光情報記録媒体の透明基板の厚さ、必要ＮＡが２つの光情報記録媒体にたいして、以下の４つに分類される。
（１）  ｔ１＜ｔ２，  ＮＡ１＞ＮＡ２
（２）  ｔ１＜ｔ２，  ＮＡ１＜ＮＡ２
（３）  ｔ１＞ｔ２，  ＮＡ１＞ＮＡ２
（４）  ｔ１＞ｔ２，  ＮＡ１＜ＮＡ２
【０７３４】
以上の説明においては、特に（１）のケースについて使用する第１の回折パターンのそれぞれの光源に対する回折次数、第１の回折パターンの範囲（ＮＡＨ１，ＮＡＬ１，ＮＡＨ２，ＮＡＬ２）、回折パターン部と透過部が同一位置に集光する必要のある光源の種類とＮＡ範囲、各光源に対しての球面収差を設定するＮＡの範囲、各光源に対して波面収差が０．０７λｒｍｓ以下である必要性があるＮＡの範囲、第２の回折パターンのそれぞれの光源に対する回折次数と第１の回折パターンと同一位置に集光させる必要性、開口制限を導入する場合の、どちらの光源からの光束を制限するかの条件等について詳述したが、（２）（３）（４）の場合については、（１）の詳述から容易に遂行しえるので、詳細な説明は省略した。
【０７３５】
また、レンズの製作時には、回折パターンを刻んだ金型により、プラスチック材料やガラス材料を一体成形することも可能であり、ガラスないしプラスチックの母材に紫外線硬化樹脂等により、本発明の回折パターンを含む光学面を形成しても良い。さらに、コーティングや、直接加工により製作しても良い。
【０７３６】
上述のように、本発明の効果を持つ光学面は、対物レンズとは別の光学素子に設け、該光学素子を対物レンズの光源側ないしは光情報記録媒体側に配設しても良い。勿論、コリメータや光合成手段の第一の光源からの光束と第２の光源からの光束とが共に通過する光学面に配設しても良い。しかし、トラッキング等で対物レンズが動く際に、回折パターンの光軸と対物レンズの光軸とが相対的に移動するため、トラッキングの量が制限される。
【０７３７】
また、説明の都合上、回折パターンは光学軸に対して同心円状としたが、これに制限されるものではない。
【０７３８】
以上の実施例１〜１９に具体的に示した対物レンズは、いずれも単レンズからなる例を挙げたが、対物レンズが複数のレンズから構成されたものでもよく、その少なくとも１つの面に本発明の回折面を有する場合も本発明に含まれるものである。
【０７３９】
本発明において、特定次数の回折光を選択的に発生するとは、所定の波長の光に対して、特定次数の回折光の回折効率がその特定次数以外の他の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも高いことをいうことは上述のとおりであるが、互いに異なる２つの波長のそれぞれの光に対して、その特定次数の回折光の回折効率が他の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも１０％以上高い効率であることが好ましく、３０％以上高い効率であることが更に好ましく、また、その特定次数の回折光の回折効率が５０％以上であることが好ましく、更に好ましくは７０％以上であることが、光量損失が少なく、実用上も好ましい。
【０７４０】
また、本発明の回折面は、以上の実施の形態およびレンズの具体的な実施例にも示されたように、その回折面があることによって、互いに異なる少なくとも２つの波長の選択的に発生された特定次数の回折光がそれぞれ焦点を結ぶに際して、その回折面が無い場合すなわちその回折面のレリーフを包絡した面をシュミレーション等により想定した場合に比較して球面収差が改善されることが望ましい。
【０７４１】
また、更に、本発明において、互いに異なる少なくとも２つの波長のそれぞれの光（波長λ）に対して、それぞれ選択的に発生する特定次数の回折光は、その結像面上での波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であることが、実用上で有効な所望のスポットを得るうえで好ましい。なお、上述した実施の態様は本発明の技術的思想及び範囲から逸脱しないで当業者により変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０７４２】
【図１】本発明の実施例１の回折光学レンズの光路図である。
【図２】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する球面収差図である。
【図３】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．４５までの球面収差図である。
【図４】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．６０までの球面収差図である。
【図５】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する波面収差図である。
【図６】本発明の実施例１の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図７】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する光路図である。
【図８】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する光路図である。
【図９】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する球面収差図である。
【図１０】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する球面収差図である。
【図１１】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する波面収差図である。
【図１２】本発明の実施例２の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する波面収差図である。
【図１３】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する光路図である。
【図１４】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する光路図である。
【図１５】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する球面収差図である。
【図１６】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する球面収差図である。
【図１７】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝４０５ｎｍに対する波面収差図である。
【図１８】本発明の実施例３の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍに対する波面収差図である。
【図１９】本発明の実施例４の回折光学レンズによる光路図である。
【図２０】本発明の実施例４の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍ、６５０ｎｍ、、７８０ｎｍに対する球面収差図である。
【図２１】本発明の実施例５の回折光学レンズによる光路図である。
【図２２】本発明の実施例５の回折光学レンズによる波長λ＝６３５ｎｍ、６５０ｎｍ、、７８０ｎｍに対する球面収差図である。
【図２３】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図２４】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍ（ＮＡ＝０．５）に対する光路図である。
【図２５】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝６５０±１０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図２６】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝７８０±１０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図である。
【図２７】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図２８】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図２９】本発明の実施例６の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図３０】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図３１】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍ（ＮＡ＝０．５）に対する光路図である。
【図３２】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝６５０±１０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図３３】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝７８０±１０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図である。
【図３４】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図３５】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図３６】本発明の実施例７の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図３７】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図３８】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍ（ＮＡ＝０．５）に対する光路図である。
【図３９】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝６５０±１０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図４０】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝７８０±１０ｎｍに対する開口数０．５０までの球面収差図である。
【図４１】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図４２】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図４３】本発明の実施例８の回折光学レンズによる波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差ｒｍｓ図である。
【図４４】本発明の実施例６の回折光学レンズについての回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフである。
【図４５】本発明の実施例７の回折光学レンズについての回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフである。
【図４６】本発明の実施例８の回折光学レンズについての回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフである。
【図４７】本発明の実施例にかかる回折光学レンズについて、回折レンズパワーとレンズ形状との関係を模式的に示す図である。
【図４８】本発明の第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を示す光路図である。
【図４９】本発明の第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を示す光路図である。
【図５０】本発明の実施例９の対物レンズの波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図５１】本発明の実施例９の対物レンズの波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図５２】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図５３】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．４５までの球面収差図である。
【図５４】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．６０までの球面収差図である。
【図５５】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図５６】本発明の実施例９の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図５７】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図５８】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図５９】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図６０】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図６１】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する球面収差図である。
【図６２】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．４５までの球面収差図である。
【図６３】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対するＮＡ０．６５までの球面収差図である。
【図６４】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図６５】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する波面収差図である。
【図６６】本発明の実施例１０の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図６７】本発明の第４の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図６８】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図６９】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図７０】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図７１】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図７２】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する球面収差図である。
【図７３】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５までの球面収差図である。
【図７４】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図である。
【図７５】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図７６】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する波面収差図である。
【図７７】本発明の実施例１１の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図７８】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図７９】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図８０】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図８１】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図８２】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する球面収差図である。
【図８３】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５までの球面収差図である。
【図８４】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図である。
【図８５】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図８６】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する波面収差図である。
【図８７】本発明の実施例１２の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図８８】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する光路図である。
【図８９】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図９０】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する光路図である。
【図９１】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図９２】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する球面収差図である。
【図９３】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．４５までの球面収差図である。
【図９４】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する開口数０．６５までの球面収差図である。
【図９５】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍに対する波面収差図である。
【図９６】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する波面収差図である。
【図９７】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍに対する波面収差図である。
【図９８】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍに対する光路図である。
【図９９】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝４００ｎｍ±１０ｎｍに対する球面収差図を示す。
【図１００】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝６５０ｎｍ±１０ｎｍに対する球面収差図を示す。
【図１０１】本発明の実施例１３の対物レンズについての波長λ＝７８０ｎｍ±１０ｎｍに対する球面収差図を示す。
【図１０２】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第１の構成を示す光路図である。
【図１０３】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第２の構成を示す光路図である。
【図１０４】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第３の構成を示す光路図である。
【図１０５】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第４の構成を示す光路図である。
【図１０６】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第５の構成を示す光路図である。
【図１０７】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第６の構成を示す光路図である。
【図１０８】本発明の第８の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の第７の構成を示す光路図である。
【図１０９】Ｓｕｐｅｒ  ＲＥＮＳ方式の光ディスクの構成を示す模式図である。
【図１１０】本発明の第８の実施の形態にかかる実施例１５の対物レンズの、結像倍率ｍ２と波面収差との関係を示すグラフである。
【図１１１】本発明の第８の実施の形態にかかる実施例１５の断面図である。
【図１１２】上記実施例１５の球面収差図である。
【図１１３】回折パターンの作用の説明図である。
【図１１４】本発明の第８の実施の形態にかかる対物レンズの球面収差への色収差の影響を示す模式図である。
【図１１５】本発明の第８の実施の形態にかかる対物レンズの球面収差への＋１次回折の影響を示す模式図である。
【図１１６】本発明の第８の実施の形態にかかる対物レンズの球面収差への−１次回折の影響を示す模式図である。
【図１１７】本発明の第７の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を示す光路図である。
【図１１８】本発明の第７の実施の形態にかかる実施例１５の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図である。
【図１１９】図１１８の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２０】実施例１５において光情報記録媒体の透明基板が図１１８より厚い場合の回折光学レンズの光路図である。
【図１２１】図１２０の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２２】本発明の第７の実施の形態にかかる実施例１６の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図である。
【図１２３】図１２２の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２４】実施例１６において光情報記録媒体の透明基板が図１２２より厚い場合の回折光学レンズの光路図である。
【図１２５】図１２４の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２６】本発明の第７の実施の形態にかかる実施例１７の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図である。
【図１２７】図１２６の回折光学レンズについての波長（λ）＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１２８】実施例１７において光情報記録媒体の透明基板が図１２６より厚い場合の回折光学レンズの光路図である。
【図１２９】図１２８の回折光学レンズについての波長λ＝７７０，７８０，７９０ｎｍに対する開口数０．６０までの球面収差図である。
【図１３０】本発明の第７の実施の形態にかかる実施例１８の対物レンズである回折光学レンズ（回折面を有する対物レンズ）の光路図である。
【図１３１】図１３０の回折光学レンズについての波長（λ）＝３９０，４００，４１０ｎｍに対する開口数０．７０までの球面収差図である。
【図１３２】実施例１８において光情報記録媒体の透明基板が図１３０より厚い場合の回折光学レンズの光路図である。
【図１３３】図１３２の回折光学レンズについての波長λ＝６４０，６５０，６６０ｎｍに対する開口数０．７０までの球面収差図である。
【図１３４】本発明における回折輪帯のピッチと、段差の深さを説明するための図である。
【符号の説明】
【０７４３】
１            対物レンズ
２            コリメータレンズ
３            絞り
４            光軸
５            集光光学系
６，７          ビームスプリッタ
１０            光ピックアップ装置
１１            第１半導体レーザ
１２            青色レーザ
１３            第２半導体レーザ
１６            対物レンズ
１６ａ          フランジ部
２０            光ディスク
２１            透明基板
２２            情報記録面
１１１，１１２  半導体レーザ
１２０，１２１，１２２  偏光ビームスプリッタ
１３０，１３１，１３２  コリメータ
１４０，１４１，１４２  １／４波長板
１５０          ２次元アクチュエータ
１６０          対物レンズ
１７０          絞り
１８０          シリンドリカルレンズ
１９０          ビームスプリッタ
２００          光ディスク
２１０          透明基板
２２０          情報記録面
２３０，２３１，２３２  ホログラム
２４０          第１の保護膜
２５０          非線形光学膜
２６０          第２の保護膜
２７０          第３の保護膜
３００，３０１，３０２，３０５  光検出器
４００，４１０，４２０，４３０  レーザ／検出器集積ユニット
５０            凹レンズ
６０            カップリングリングレンズ
９０            集光レンズ