(57)【要約】【課題】十分な作動距離を確保することができ、且つ、周囲温度の変化によって発生する収差を低減することができるピックアップ対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供する。【解決手段】ピックアップレンズ１４の少なくとも一方の面に、複数の輪帯領域を設け、複数の輪帯領域間には段差を形成した。また、複数の段差は、周囲温度が変化した場合にピックアップレンズ１４において発生する収差を低減するような位相差をレーザ光に発生させる段差量を有するように形成した。さらに、ピックアップレンズ１４の開口数をＮＡ、焦点距離をｆ（ｍｍ）、作動距離をＷＤ（ｍｍ）とした場合に、ＮＡ≧０．８５、１．１≦ｆ≦１．８、ＷＤ≧０．３となるようにピックアップレンズ１４を構成した。【選択図】図２
2010080040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から出射された光束をＢＤ（ブルーレイディスク）に集光するプラスティック製の光ピックアップ対物レンズであって、
前記光ピックアップ対物レンズは、少なくとも一方の面に、複数の輪帯領域を有し、
前記複数の輪帯領域間には段差が形成されており、
複数の前記段差は、周囲温度が変化した場合に前記光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を入射光束に発生させる段差量を有し、
前記光ピックアップ対物レンズの開口数をＮＡ、焦点距離をｆ（ｍｍ）、作動距離をＷＤ（ｍｍ）、５次球面収差をＳＡ５（λｒｍｓ）とした場合に、前記光ピックアップ対物レンズによって前記レーザ光源から出射された光束を多層光ディスクに集光する場合に、前記多層光ディスクの記録層間の基板厚差に基づいて発生する３次球面収差を補正した際に、（１）式乃至（４）式を満たす光ピックアップ対物レンズ。
ＮＡ≧０．８５    ・・・・・・（１）
１．１≦ｆ≦１．８    ・・・・・・（２）
ＷＤ≧０．３    ・・・・・・（３）
｜ＳＡ５｜≦０．０２０    ・・（４）
【請求項２】
マージナル光線が入射する部分における接線角をθＭ（°）、マージナル光線が入射する部分におけるレンズのレンズ最小肉厚をｔＭ（ｍｍ）、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（５）式乃至（７）式を満たす請求項１に記載の光ピックアップ対物レンズ。
７３≦θＭ≦７５    ・・・・・・（５）
１．５≦Ｎ≦１．５５    ・・・・・・（６）
ｔＭ≧０．３５    ・・・・・・（７）
【請求項３】
５次のコマ収差をＣＯＭＡ５とした場合に、画角０．３°におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０２５λｒｍｓ以下である請求項１又は２に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項４】
全ての光線高さにおける正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下である請求項１乃至３の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項５】
前記光ピックアップ対物レンズに形成された前記輪帯領域の数がｎ（ｎは、ｎ≧３を満たす正の整数）である場合に、
前記光ピックアップ対物レンズの光軸から数えて、１番目からｉ番目（ｉ＝２、３、・・・、ｎ−１）までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に薄くなり、ｉ＋１番目（ｉ＋１＝３、４、・・・、ｎ）からｎ番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に厚くなるように、前記段差が形成される請求項１乃至４の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項６】
前記光ピックアップ対物レンズの設計波長は５００ｎｍ以下である請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項７】
前記段差は、入射光の位相が輪帯領域相互に波長の略整数倍で異なる段差量であって、周囲温度が変化した場合に前記光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を光束に発生させる段差量を有する請求項１乃至６の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項８】
前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）、波長をλ（ｍｍ）、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（８）式を満たす請求項１乃至７の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
４≦（Ｎ−１）×ｄ／λ≦２８    ・・・・・・（８）
【請求項９】
前記段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）、波長をλ（ｍｍ）、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（９）式を満たす請求項１乃至８の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
４≦（Ｎ−１）×ｄ０／λ≦１４    ・・・・・・（９）
【請求項１０】
前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）とした場合、前記隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ以上、１８０λ以下である請求項１乃至９の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項１１】
前記段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）とした場合、前記軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ以上、１２０λ以下である請求項１乃至９の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項１２】
前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）とした場合、前記隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が７０λ以上、１８０λ以下である請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項１３】
前記段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）とした場合、前記軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が４０λ以上、１２０λ以下である請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項１４】
レーザ光源から出射された光束をＢＤ（ブルーレイディスク）に集光するプラスティック製の光ピックアップ対物レンズであって、
前記光ピックアップ対物レンズは、少なくとも一方の面に、複数の輪帯領域を有し、
前記複数の輪帯領域間には段差が形成されており、
複数の前記段差は、周囲温度が変化した場合に前記光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を入射光束に発生させる段差量を有し、
前記光ピックアップ対物レンズの開口数をＮＡ、焦点距離をｆ（ｍｍ）、作動距離をＷＤ（ｍｍ）とした場合に、（１）式乃至（３）式を満たす光ピックアップ対物レンズ。
ＮＡ≧０．８５    ・・・・・・（１）
１．１≦ｆ≦１．８    ・・・・・・（２）
ＷＤ≧０．３    ・・・・・・（３）
【請求項１５】
前記光ピックアップ対物レンズの設計波長は５００ｎｍ以下である請求項１４に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項１６】
前記段差は、入射光の位相が輪帯領域相互に波長の略整数倍で異なる段差量であって、周囲温度が変化した場合に前記光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を光束に発生させる段差量を有する請求項１４又は１５に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項１７】
前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）、波長をλ（ｍｍ）、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（８）式を満たす請求項１４乃至１６の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
４≦（Ｎ−１）×ｄ／λ≦２８    ・・・・・・（８）
【請求項１８】
前記段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）、波長をλ（ｍｍ）、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（９）式を満たす請求項１４乃至１６の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
４≦（Ｎ−１）×ｄ０／λ≦１４    ・・・・・・（９）
【請求項１９】
前記光ピックアップ対物レンズに形成された前記輪帯領域の数がｎ（ｎは正の整数）である場合に、
ｎが偶数であるとき、前記光ピックアップ対物レンズの光軸から数えて、１番目からｎ／２番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に薄くなり、（（ｎ／２）＋１）番目からｎ番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に厚くなるように、前記段差が形成され、
前記ｎが奇数であるとき、前記光ピックアップ対物レンズの光軸から数えて、１番目から（（ｎ＋１）／２）番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に薄くなり、（（ｎ＋１）／２）番目からｎ番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に厚くなるように、前記段差が形成される請求項１４乃至１８の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項２０】
前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）とした場合、前記隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ以上、９０λ以下である請求項１４乃至１９の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項２１】
前記段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）とした場合、前記軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ以上、６０λ以下である請求項１４乃至１９の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項２２】
前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）とした場合、前記隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が７０λ以上、９０λ以下である請求項１４乃至２１の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項２３】
前記段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）とした場合、前記軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が４０λ以上、６０λ以下である請求項１４乃至２１の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズ。
【請求項２４】
請求項１乃至２３の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズを用いる光ピックアップ装置。
【請求項２５】
請求項１乃至２３の何れか一項に記載の光ピックアップ対物レンズを用いる光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブルーレイ等に用いられる光ピックアップ対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置に使用される対物レンズ（光ピックアップ対物レンズ）の硝材として、従来、ガラス又はプラスティックが使用されている。また、対物レンズは、成形により製作される。
また、周囲温度が変化することにより、レーザ光の波長が変化する。また、レーザ光の波長変化によって、ガラス及びプラスティックの屈折率は変化する。従って、周囲温度が変化すると、硝材の屈折率が変化する。そして、対物レンズの屈折率が変化することにより、対物レンズにおいて発生する波面収差が増加する。ここで、硝材の屈折率の一例を図６９に示し、硝材の屈折率の変化率を図７０に示す。図７１に示す表に、２０℃、３５℃、５０℃におけるプラスティック製の単一非球面レンズのｒｍｓ波面収差を示す。なお、図７１において、焦点距離は１．４ｍｍである。図７１に示すように、設計温度３５℃から±１５℃変化すると、ｒｍｓ波面収差が増大し、マレシャル限界（７０ｍλｒｍｓ）を超えてしまう。
【０００３】
一方、ガラス製対物レンズの屈折率の変化による波面収差の増加は、プラスティック製対物レンズの屈折率の変化による波面収差の増加より小さい。しかし、ガラスは、プラスティックより硬く、融点・軟化点が高いため、金型の製作コスト、成形コストが高いという問題点がある。即ち、ガラス製対物レンズの金型として超硬材料を使用するため、ガラス製対物レンズの金型の製作コストが高価となる。また、ガラス製対物レンズの成形においては、金型温度をガラスの融点・軟化点まで上昇させる必要があり、金型温度の上げ下げに時間がかかる。
そのため、プラスティック製であって、周囲温度の変化によって増加する波面収差がマレシャル限界に収まる光ピックアップレンズの開発が望まれている。
【０００４】
従来、対物レンズの収差補正方法として２つの方法がよく使用されている。１つ目は、コリメータレンズにより収差を補正する方法である。２つ目は、対物レンズ自身で収差を補正する方法である。
【０００５】
コリメータレンズにより収差補正を行う場合、コリメータレンズの片側の面に回折構造を設ける。そして、当該回折構造による回折を利用して収差を補正する。
【０００６】
また、対物レンズ自身により収差補正を行う場合、対物レンズの片側の面に複数の回折構造を設ける。そして、当該回折構造による回折を利用して収差を補正する。
【０００７】
また、特許文献１には、対物レンズ自身に複数の回折構造を設けることにより、周囲温度が変化して波面収差がマレシャル限界を超えない対物レンズを形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２５２１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、コリメータレンズにより収差補正を行う場合、１つの対物レンズに対して専用のコリメータレンズを設計しなくてはならない。そのため、対物レンズを変更する場合には、コリメータレンズも変更しなければならないという無駄が生じる。
【００１０】
また、対物レンズ自身に複数の回折構造を設けることにより収差補正を行う場合、対物レンズに設ける段差の数が多くなる。そして、段差の数が多くなると、段差間の傾斜部分の面積が増える。そのため、不要光が多くなり、対物レンズの光利用効率が低下してしまう。
【００１１】
また、上記特許文献１に記載の対物レンズでは、焦点距離が短い。そのため、十分な作動距離（ＷＤ≧０．３０ｍｍ）を確保することができない。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、十分な作動距離を確保することができ、且つ、周囲温度の変化によって発生する収差を低減することができる光ピックアップ対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明にかかる光ピックアップ対物レンズは、レーザ光源から出射された光束をＢＤ（ブルーレイディスク）に集光するプラスティック製の光ピックアップ対物レンズである。また、前記光ピックアップ対物レンズは、少なくとも一方の面に、複数の輪帯領域を有し、前記複数の輪帯領域間には段差が形成されている。また、複数の前記段差は、周囲温度が変化した場合に前記光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を入射光束に発生させる段差量を有している。そして、前記光ピックアップレンズは、前記光ピックアップ対物レンズの開口数をＮＡ、焦点距離をｆ（ｍｍ）、作動距離をＷＤ（ｍｍ）、５次球面収差をＳＡ５（λｒｍｓ）とした場合に、前記光ピックアップ対物レンズによって前記レーザ光源から出射された光束を多層光ディスクに集光する場合に、前記多層光ディスクの記録層間の基板厚差に基づいて発生する３次球面収差を補正した際に、（１）式乃至（４）式を満たすものである。
ＮＡ≧０．８５    ・・・・・・（１）
１．１≦ｆ≦１．８    ・・・・・・（２）
ＷＤ≧０．３    ・・・・・・（３）
｜ＳＡ５｜≦０．０２０    ・・（４）
【００１４】
本発明においては、光ピックアップ対物レンズの少なくとも一方の面に複数の輪帯領域が設けられ、当該複数の輪帯領域間には段差が形成されている。また、複数の段差は、周囲温度が変化した場合に光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を入射光束に発生させる段差量を有する。これにより、周囲温度が変化した場合、隣り合う輪帯領域を透過した光束に周囲温度の変化によって発生する収差を低減するような位相差が発生する。そして、当該位相差により、周囲温度の変化によって生じる収差が低減される。
また、焦点距離が１．１ｍｍ未満の場合、作動距離（ＷＤ）を十分に確保することが難しい。また、焦点距離が１．８ｍｍより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる収差が大きくなるため、光ピックアップ対物レンズに形成する段差だけで補正することが難しくなる。よって、焦点距離の範囲を１．１ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とすることにより、十分に作動距離（ＷＤ）を確保することができるとともに、周囲温度の変化によって生じる収差を十分に低減することができる。
さらに、（４）式を満たすことにより、多層光ディスクの各記録層に対しても良好に集光することができる。
さらに、以下の（１０）式を満たすことがより好ましい。
｜ＳＡ５｜≦０．０１０  ・・（１０）
ここで、ＳＡ５は、以下の（１１）式で定義される５次球面収差である。
2010080040.tif 000003
（１１）式において、Ａ１５は、ツェルニケ多項式の係数であり、光線高さをｈ（ｍｍ）とすると、Ａ１５＝２０ｈ６−３０ｈ４＋１２ｈ２−１である。
【００１５】
また、マージナル光線が入射する部分における接線角をθＭ（°）、マージナル光線が入射する部分におけるレンズのレンズ最小肉厚をｔＭ（ｍｍ）、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（５）式乃至（７）式を満たすことが好ましい。
７３≦θＭ≦７５    ・・・・・・（５）
１．５≦Ｎ≦１．５５    ・・・・・・（６）
ｔＭ≧０．３５    ・・・・・・（７）
マージナル光線が入射する部分における接線角θＭが７３°より小さい場合に、光ピックアップ対物レンズに段差を設けると、光ピックアップ対物レンズへの光軸外からの斜入射に対する光ピックアップ対物レンズの特性（以下、軸外特性を称する。）が悪化する。さらに、焦点距離が長くなると軸外特性の悪化が大きくなる。換言すれば、マージナル光線が入射する部分における接線角θＭが７３°より小さい場合に、十分な作動距離を確保しつつ、且つ、光ピックアップ対物レンズに周囲温度の変化に起因する波面収差の劣化を補正する段差を設けると、軸外特性が劣化してしまう。また、接線角θＭが７５°より大きいと、光ピックアップ対物レンズの製造が困難となる。したがって、７３≦θＭ≦７５を満たすことにより、十分な作動距離を確保しつつ、光ピックアップ対物レンズに段差を設けることによる軸外特性の劣化を防ぐとともに、光ピックアップ対物レンズの製造を容易にすることができる。なお、マージナル光線とは、光ピックアップ対物レンズの有効径内の最も外側を透過する光線である。
また、レンズ最小肉厚ｔＭが、０．３５ｍｍより小さいと、光ピックアップ対物レンズのコバ厚が薄くなりすぎてしまう。そのため、光ピックアップ対物レンズの製造が難しくなる。したがって、レンズ最小肉厚ｔＭを０．３５ｍｍ以上とすることにより、光ピックアップ対物レンズを容易に製造することができる。
また、（５）式乃至（７）式を満たすことにより、（４）式を満たすピックアップ対物レンズを容易に製造することができる。
【００１６】
また、光ピックアップ対物レンズの少なくとも一方の面に、上述した複数の輪帯領域を設けると、多層光ディスクの各記録層に集光する際における軸上特性が劣化してしまう。しかし、（５）式乃至（７）式を満たすことにより、光ピックアップ対物レンズによってレーザ光源から出射された光束を多層光ディスクに集光する場合に、多層光ディスクの記録層間の基板厚差に基づいて発生する３次球面収差を補正しても、軸上特性を示す指標の１つであるＳＡ５が劣化せずにすむ。これにより、多層光ディスクの各記録層に集光する際における軸上特性の劣化を抑制することができる。
【００１７】
また、５次のコマ収差をＣＯＭＡ５とした場合に、画角０．３°におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０２５λｒｍｓ以下であることが好ましい。さらに、画角０．３°におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下であることがより好ましい。ここで、ＣＯＭＡ５は、以下の（１２）式により表される。
2010080040.tif 000004
（１２）式において、Ａ１３、Ａ１４はツェルニケ多項式の係数である。具体的には、Ａ１３＝（１０ｈ５−１２ｈ３＋３ｈ）ｃｏｓα、Ａ１４＝（１０ｈ５−１２ｈ３＋３ｈ）ｓｉｎαである。また、ｈは光線高さ（ｍｍ）である。
ＣＯＭＡ５の絶対値が０．０２５λｒｍｓより大きい場合に、十分な作動距離を確保しつつ、且つ、光ピックアップ対物レンズに周囲温度の変化に起因する波面収差の劣化を補正する段差を設けると、軸外特性が劣化してしまう。したがって、ＣＯＭＡ５の絶対値が０．０２５λｒｍｓ以下とすることにより、十分な作動距離を確保しつつ、光ピックアップ対物レンズに段差を設けることによる軸外特性の劣化を防ぐことができる。
【００１８】
さらに、前記光ピックアップ対物レンズに形成された前記輪帯領域の数がｎ（ｎは、ｎ≧３を満たす正の整数）である場合に、前記光ピックアップ対物レンズの光軸から数えて、１番目からｉ番目（ｉ＝２、３、・・・、ｎ−１）までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に薄くなり、ｉ＋１番目（ｉ＋１＝３、４、・・・、ｎ）からｎ番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に厚くなるように、前記段差が形成されることが好ましい。
換言すれば、光ピックアップ対物レンズの光軸から所定の半径位置まではレンズ厚が薄くなり、所定の半径位置から外縁まではレンズ厚が厚くなるように、段差を形成することが好ましい。
【００１９】
また、さらに、全ての光線高さにおける正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下であることが好ましい。ここで、正弦条件違反量（ＳＣ）を、以下の（１３）式により表す。
ＳＣ＝（ｈ／ｓｉｎθ−ｆ）／ｆ    ・・・・・・（１３）
（１３）式において、ｈは光線高さ（ｍｍ）、θは光軸の垂線と光ピックアップ対物レンズの入射面の接線とのなす角（接線角）、ｆは焦点距離（ｍｍ）である。
正弦条件違反量（ＳＣ）の絶対値が０．０１より大きい場合に、光ピックアップ対物レンズに段差を設けると、光ピックアップ対物レンズの軸外における特性が悪化する。さらに、焦点距離が長くなると軸外特性の悪化が大きくなる。換言すれば、全ての光線高さにおける正弦条件違反量の絶対値が０．０１より大きい場合に、十分な作動距離を確保しつつ、且つ、光ピックアップ対物レンズに周囲温度の変化に起因する波面収差の劣化を補正する段差を設けると、軸外特性が劣化してしまう。したがって、全ての光線高さにおける正弦条件違反量の絶対値を０．０１以下とすることにより、十分な作動距離を確保しつつ、光ピックアップ対物レンズに段差を設けることによる軸外特性の劣化を防ぐことができる。
【００２０】
また、前記光ピックアップ対物レンズの設計波長は５００ｎｍ以下であることが好ましい。
さらに、前記段差は、入射光の位相が輪帯領域相互に波長の略整数倍で異なる段差量であって、周囲温度が変化した場合に前記光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を光束に発生させる段差量を有することが好ましい。
これにより、周囲温度が変化した場合に、周囲温度の変化によって発生する収差を低減するような位相差が光束に発生する。
【００２１】
また、前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）、波長をλ（ｍｍ）、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（８）式を満たすことが好ましい。
４≦（Ｎ−１）×ｄ／λ≦２８    ・・・・・・（８）
換言すれば、隣接段差量が、波長の４倍以上２８倍以下であることが好ましい。隣接段差量が波長の４倍未満である場合、収差を十分補正するためには、光ピックアップ対物レンズに形成する輪帯領域の数を増やす必要がある。そのため、光利用効率が低下してしまう。一方、隣接段差量が波長の２８倍より大きい場合、段差量が大きくなるため、光ピックアップ対物レンズの製造が困難となる。従って、（８）式を満たすように段差を形成することにより、光利用効率の低下を防止するとともに、光ピックアップ対物レンズの製造を容易にすることができる。
【００２２】
また、前記段差の軸上段差量をｄ０、波長をλ、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（９）式を満たすことが好ましい。
４≦（Ｎ−１）×ｄ０／λ≦１４    ・・・・・・（９）
換言すれば、軸上段差量が、波長の４倍以上１４倍以下であることが好ましい。軸上段差量が波長の４倍未満である場合、収差を十分補正するためには、光ピックアップ対物レンズに形成する輪帯領域の数を増やす必要がある。そのため、光利用効率が低下してしまう。一方、軸上段差量が波長の１４倍より大きい場合、段差量が大きくなるため、光ピックアップ対物レンズの製造が困難となる。従って、（９）式を満たすように段差を形成することにより、光利用効率の低下を防止するとともに、光ピックアップ対物レンズの製造を容易にすることができる。
【００２３】
また、前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）とした場合、前記隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ以上、１８０λ以下であることが好ましい。
隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分に低減することが難しくなる。一方、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が１８０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、光ピックアップ対物レンズの製造が困難となる。
さらに、前記隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が７０λ以上、１８０λ以下であることが好ましい。
これにより、光ピックアップ対物レンズ自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【００２４】
また、前記段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）とした場合、前記軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ以上、１２０λ以下であることが好ましい。
軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分に低減することが難しくなる。一方、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が１２０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、光ピックアップ対物レンズの製造が困難となる。
さらに、前記軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が４０λ以上、１２０λ以下であることが好ましい。
これにより、光ピックアップ対物レンズ自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【００２５】
また、本発明の他の光ピックアップ対物レンズは、レーザ光源から出射された光束をＢＤ（ブルーレイディスク）に集光するプラスティック製の光ピックアップ対物レンズである。また、前記光ピックアップ対物レンズは、少なくとも一方の面に、複数の輪帯領域を有し、前記複数の輪帯領域間には段差が形成されている。また、複数の前記段差は、周囲温度が変化した場合に前記光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を入射光束に発生させる段差量を有している。そして、前記光ピックアップレンズは、前記光ピックアップ対物レンズの開口数をＮＡ、焦点距離をｆ（ｍｍ）とした場合に、（１）式乃至（３）式を満たすものである。
ＮＡ≧０．８５    ・・・・・・（１）
１．１≦ｆ≦１．８    ・・・・・・（２）
ＷＤ≧０．３    ・・・・・・（３）
【００２６】
本発明においては、光ピックアップ対物レンズの少なくとも一方の面に複数の輪帯領域が設けられ、当該複数の輪帯領域間には段差が形成されている。また、複数の段差は、周囲温度が変化した場合に光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を入射光束に発生させる段差量を有する。これにより、周囲温度が変化した場合、隣り合う輪帯領域を透過した光束に周囲温度の変化によって発生する収差を低減するような位相差が発生する。そして、当該位相差により、周囲温度の変化によって生じる収差が低減される。
また、焦点距離が１．１ｍｍ未満の場合、作動距離（ＷＤ）を十分に確保することが難しい。また、焦点距離が１．８ｍｍより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる収差が大きくなるため、光ピックアップ対物レンズに形成する段差だけで補正することが難しくなる。よって、焦点距離の範囲を１．１ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とすることにより、十分に作動距離（ＷＤ）を確保することができるとともに、周囲温度の変化によって生じる収差を十分に低減することができる。
【００２７】
また、前記光ピックアップ対物レンズの設計波長は５００ｎｍ以下であることが好ましい。
さらに、前記段差は、入射光の位相が輪帯領域相互に波長の略整数倍で異なる段差量であって、周囲温度が変化した場合に前記光ピックアップ対物レンズにおいて発生する収差を低減するような位相差を光束に発生させる段差量を有することが好ましい。
これにより、周囲温度が変化した場合に、周囲温度の変化によって発生する収差を低減するような位相差が光束に発生する。
【００２８】
また、前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）、波長をλ（ｍｍ）、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（８）式を満たすことが好ましい。
４≦（Ｎ−１）×ｄ／λ≦２８    ・・・・・・（８）
換言すれば、隣接段差量が、波長の４倍以上２８倍以下であることが好ましい。隣接段差量が波長の４倍未満である場合、収差を十分補正するためには、光ピックアップ対物レンズに形成する輪帯領域の数を増やす必要がある。そのため、光利用効率が低下してしまう。一方、隣接段差量が波長の２８倍より大きい場合、段差量が大きくなるため、光ピックアップ対物レンズの製造が困難となる。従って、（８）式を満たすように段差を形成することにより、光利用効率の低下を防止するとともに、光ピックアップ対物レンズの製造を容易にすることができる。
【００２９】
また、前記段差の軸上段差量をｄ０、波長をλ、前記光ピックアップ対物レンズの屈折率をＮとした場合に、（９）式を満たすことが好ましい。
４≦（Ｎ−１）×ｄ０／λ≦１４    ・・・・・・（９）
換言すれば、軸上段差量が、波長の４倍以上１４倍以下であることが好ましい。軸上段差量が波長の４倍未満である場合、収差を十分補正するためには、光ピックアップ対物レンズに形成する輪帯領域の数を増やす必要がある。そのため、光利用効率が低下してしまう。一方、軸上段差量が波長の１４倍より大きい場合、段差量が大きくなるため、光ピックアップ対物レンズの製造が困難となる。従って、（９）式を満たすように段差を形成することにより、光利用効率の低下を防止するとともに、光ピックアップ対物レンズの製造を容易にすることができる。
【００３０】
また、前記光ピックアップ対物レンズに形成された前記輪帯領域の数がｎ（ｎは正の整数）である場合に、ｎが偶数であるとき、前記光ピックアップ対物レンズの光軸から数えて、１番目からｎ／２番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に薄くなり、（（ｎ／２）＋１）番目からｎ番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に厚くなるように、前記段差が形成され、前記ｎが奇数であるとき、前記光ピックアップ対物レンズの光軸から数えて、１番目から（（ｎ＋１）／２）番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に薄くなり、（（ｎ＋１）／２）番目からｎ番目までの前記輪帯領域の範囲において前記光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が徐々に厚くなるように、前記段差が形成されることが好ましい。
【００３１】
換言すれば、光ピックアップ対物レンズの光軸から所定の半径位置まではレンズ厚が薄くなり、所定の半径位置から外縁まではレンズ厚が厚くなるように、段差を形成する。具体的には、光ピックアップ対物レンズの光軸から所定の半径位置まではレンズ厚が薄くなり、所定の半径位置から外縁まではレンズ厚が厚くなるように、段差を形成する。光ピックアップ対物レンズに段差を設けることによって、光ピックアップ対物レンズの軸外特性が悪化する。さらに、焦点距離が長くなると軸外特性の悪化が大きくなる。しかし、光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が所定の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、光ピックアップ対物レンズの軸外におけるｒｍｓ波面収差を０．０３５λ以下に抑えることができる。
【００３２】
また、光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が所定の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、（５）式乃至（７）式の条件を満たさずとも、作動距離を十分に確保し、且つ、周囲温度の変化に伴う収差を補正する段差を光ピックアップ対物レンズに設けることによる軸外特性の劣化を防ぐことができる。
また、光ピックアップ対物レンズのレンズ厚が所定の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差及び軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差を小さくすることができる。これにより、光ピックアップ対物レンズの製造がより容易となる。
【００３３】
また、前記段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）とした場合、前記隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ以上、９０λ以下であることが好ましい。
隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分に低減することが難しくなる。一方、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が９０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、光ピックアップ対物レンズの製造が困難となる。
さらに、前記隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が７０λ以上、９０λ以下であることが好ましい。
これにより、光ピックアップ対物レンズ自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【００３４】
また、前記段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）とした場合、前記軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ以上６０λ以下であることが好ましい。
軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分低減することが難しくなる。一方、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が６０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、光ピックアップ対物レンズの製造が困難となる。
さらに、前記軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が４０λ以上６０λ以下であることが好ましい。
これにより、光ピックアップ対物レンズ自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明により、十分な作動距離を確保することができ、且つ、周囲温度の変化によって発生する収差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる光ピックアップ光学系の一例を示したものである。
【図２】設計波長及び設計温度時において本実施形態にかかるピックアップレンズを透過するレーザ光の波面（位相）を示す図（図２（ａ））であり、周囲温度が設計温度より低くなり、レーザ光の波長が設計波長より短くなった場合において本実施形態にかかるピックアップレンズを透過するレーザ光の波面（位相）を示す図（図２（ｂ））、周囲温度が設計温度より高くなり、レーザ光の波長が設計波長より長くなった場合において本実施形態にかかるピックアップレンズを透過するレーザ光の波面（位相）を示す図（図２（ｃ））である。
【図３】周囲温度が２０℃である場合に輪帯領域が形成されていないピックアップレンズにおいて発生する波面収差を示す図（図３（ａ））、周囲温度が２０℃である場合に本実施形態にかかるピックアップレンズにおいて発生する波面収差を示す図（図３（ｂ））である。
【図４】周囲温度が５０℃である場合に輪帯領域が形成されていないピックアップレンズにおいて発生する波面収差を示す図（図４（ａ））、周囲温度が５０℃である場合に本実施形態にかかるピックアップレンズにおいて発生する波面収差を示す図（図４（ｂ））である。
【図５】本実施形態にかかるピックアップレンズを模式的に表す側面図である。
【図６】本実施形態にかかるピックアップレンズを模式的に表す側面図である。
【図７】本発明にかかるピックアップレンズのレンズ面形状の一例を示す側面図である。
【図８】実施例１にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す表である。
【図９】実施例１にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す表である。
【図１０】実施例１にかかる光ピックアップ光学系のデータを示す表である。
【図１１】実施例１にかかるピックアップレンズの光ディスク側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図１２】実施例１にかかるピックアップレンズの光源側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図１３】ピックアップレンズのレンズ面形状の一例を示す側面図である。
【図１４】実施例２にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す表である。
【図１５】実施例２にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す表である。
【図１６】実施例２にかかる光ピックアップ光学系のデータを示す表である。
【図１７】実施例２にかかるピックアップレンズの光ディスク側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図１８】実施例２にかかるピックアップレンズの光源側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図１９】実施例３にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す表である。
【図２０】実施例３にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す表である。
【図２１】実施例３にかかる光ピックアップ光学系のデータを示す表である。
【図２２】実施例３にかかるピックアップレンズの光ディスク側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図２３】実施例３にかかるピックアップレンズの光源側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図２４】実施例４にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す表である。
【図２５】実施例４にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す表である。
【図２６】実施例４にかかる光ピックアップ光学系のデータを示す表である。
【図２７】実施例４にかかるピックアップレンズの光ディスク側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図２８】実施例４にかかるピックアップレンズの光源側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図２９】実施例５にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す表である。
【図３０】実施例５にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す表である。
【図３１】実施例５にかかる光ピックアップ光学系のデータを示す表である。
【図３２】実施例５にかかるピックアップレンズの光ディスク側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図３３】実施例５にかかるピックアップレンズの光源側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図３４】実施例６にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す表である。
【図３５】実施例６にかかるピックアップレンズの輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す表である。
【図３６】実施例６にかかる光ピックアップ光学系のデータを示す表である。
【図３７】実施例６にかかるピックアップレンズの光ディスク側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図３８】実施例６にかかるピックアップレンズの光源側の面（面番号２）及びの面形状を規定する係数を示す表である。
【図３９】比較例１にかかる光ピックアップ光学系のデータを示す表である。
【図４０】比較例１にかかるピックアップレンズの光源側の面（面番号２）及び光ディスク側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す表である。
【図４１】比較例１にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が２０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４１（ａ））、比較例１にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が３５℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４１（ｂ））、比較例１にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が５０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４１（ｃ））である。
【図４２】実施例１にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が２０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４２（ａ））、実施例１にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が３５℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４２（ｂ））、実施例１にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が５０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４２（ｃ））である。
【図４３】実施例２にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が２０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４３（ａ））、実施例２にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が３５℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４３（ｂ））、実施例２にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が５０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４３（ｃ））である。
【図４４】実施例３にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が２０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４４（ａ））、実施例３にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が３５℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４４（ｂ））、実施例３にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が５０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４４（ｃ））である。
【図４５】実施例４にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が２０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４５（ａ））、実施例４にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が３５℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４５（ｂ））、実施例４にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が５０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４５（ｃ））である。
【図４６】実施例５にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が２０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４６（ａ））、実施例５にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が３５℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４６（ｂ））、実施例５にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が５０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４６（ｃ））である。
【図４７】実施例６にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が２０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４７（ａ））、実施例６にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が３５℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４７（ｂ））、実施例６にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が５０℃のときに発生する波面収差を示すグラフ（図４７（ｃ））である。
【図４８】実施例１乃至６にかかるピックアップレンズにおける接線角θＭ、最小肉厚ｔＭ、画角０°の範囲の収差項目、画角０．３°の範囲の収差項目を示す表である。
【図４９】実施例１にかかるピックアップレンズの画角０°の範囲の波面収差を示すグラフ（図４９（ａ））、実施例１にかかるピックアップレンズの画角０．３°の範囲の波面収差を示すグラフ（図４９（ｂ））である。
【図５０】実施例２にかかるピックアップレンズの画角０°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５０（ａ））、実施例２にかかるピックアップレンズの画角０．３°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５０（ｂ））である。
【図５１】実施例３にかかるピックアップレンズの画角０°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５１（ａ））、実施例３にかかるピックアップレンズの画角０．３°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５１（ｂ））である。
【図５２】実施例４にかかるピックアップレンズの画角０°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５２（ａ））、実施例４にかかるピックアップレンズの画角０．３°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５２（ｂ））である。
【図５３】実施例５にかかるピックアップレンズの画角０°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５３（ａ））、実施例５にかかるピックアップレンズの画角０．３°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５３（ｂ））である。
【図５４】実施例６にかかるピックアップレンズの画角０°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５４（ａ））、実施例６にかかるピックアップレンズの画角０．３°の範囲の波面収差を示すグラフ（図５４（ｂ））である。
【図５５】実施例１乃至６にかかるピックアップレンズの正弦条件違反量を示す表である。
【図５６】実施例１にかかるピックアップレンズの正弦条件違反量を示すグラフである。
【図５７】実施例２にかかるピックアップレンズの正弦条件違反量を示すグラフである。
【図５８】実施例３にかかるピックアップレンズの正弦条件違反量を示すグラフである。
【図５９】実施例４にかかるピックアップレンズの正弦条件違反量を示すグラフである。
【図６０】実施例５にかかるピックアップレンズの正弦条件違反量を示すグラフである。
【図６１】実施例６にかかるピックアップレンズの正弦条件違反量を示すグラフである。
【図６２】実施例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６２（ａ））、実施例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６２（ｂ））、実施例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６２（ｃ））である。
【図６３】実施例２にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６３（ａ））、実施例２にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６３（ｂ））、実施例２にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６３（ｃ））である。
【図６４】実施例３にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６４（ａ））、実施例３にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６４（ｂ））、実施例３にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６４（ｃ））である。
【図６５】実施例４にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６５（ａ））、実施例４にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６５（ｂ））、実施例４にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６５（ｃ））である。
【図６６】実施例５にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６６（ａ））、実施例５にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６６（ｂ））、実施例５にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６６（ｃ））である。
【図６７】実施例６にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６７（ａ））、実施例６にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６７（ｂ））、実施例６にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６７（ｃ））である。
【図６８】比較例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６８（ａ））、比較例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６８（ｂ））、比較例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を示すグラフ（図６８（ｃ））である。
【図６９】硝材の屈折率を示す表である。
【図７０】硝材の屈折率の変化率をに示す表である。
【図７１】２０℃、３５℃、５０℃におけるプラスティック製の単一非球面レンズのｒｍｓ波面収差を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。図１は、本発明の実施の形態にかかる光ピックアップ光学系１の一例を示したものである。本実施形態にかかる光ピックアップ光学系１は、本発明にかかる光ピックアップ装置又は光ディスク装置に用いられる。光ピックアップ光学系１は、光源１１（レーザ光源）、ビームスプリッタ１２、コリメータレンズ１３、ピックアップレンズ１４（光ピックアップ対物レンズ）、検出系１６等を備えている。なお、本実施形態では、光ディスク１５としてＢＤ（ブルーレイディスク）を用いた。
【００３８】
光源１１は、ＢＤ用に用いられる青色レーザーダイオード等を備えている。
【００３９】
光源１１から出射されたレーザ光（光束）の光路上にビームスプリッタ１２が設けられている。
【００４０】
ビームスプリッタ１２より出射したレーザ光の光路上にコリメータレンズ１３が設けられている。コリメータレンズ１３は、ビームスプリッタ１２から出射されたレーザ光の発散度合いを調整して、当該レーザ光を出射する。
【００４１】
コリメータレンズ１３を透過したレーザ光の光路上にピックアップレンズ１４が設けられている。
【００４２】
ピックアップレンズ１４は、入射された光を光ディスク（ＢＤ）１５の情報記録面に集光させる機能を有する。ＢＤには、記録層を１層のみ有する単層ＢＤと、記録層を複数層有する多層ＢＤとが知られている。単層ＢＤの透明基板厚は０．１００ｍｍである。また、記録層を２層有する２層ＢＤの各記録層の透明基板厚は、０．０７５ｍｍと、０．１００ｍｍである。ピックアップレンズ１４が２層ＢＤの記録層にレーザ光を集光する場合、各記録層間の基板厚差０．０２５ｍｍによって、約０．２５λｒｍｓの大きな球面収差が発生してしまう。そこで、通常、コリメータレンズ１３を光軸に沿って移動させることにより、ピックアップレンズ１４に入射する光束の発散度合いを調整することにより、当該球面収差を補正する。ここで、コリメータレンズ１３を光軸に沿って移動させることによって補正するという事は、ピックアップレンズ１４に入射するレーザ光の発散度合いを調整するという事である。これは、ピックアップレンズ１４に入射するレーザ光の仮想的な発光点位置（物点の位置）を調整し、仮想的な発光点位置からコリメータレンズ１３を介さずにピックアップレンズ１４にレーザ光を入射させる事と等価である。換言すれば、ピックアップレンズ１４の物体距離を調整することにより、当該球面収差を補正する。
そこで、本発明の実施の形態にかかるピックアップレンズ１４は、２層ＢＤの各記録層の透明基板厚の中間の透明基板厚である０．０８７５ｍｍに良好に集光するように設計されている。これにより、各記録層間の基板厚差によって生じる球面収差を低減することができる。
なお、本実施の形態では、光ディスク１５の透明基板はポリカーボネイトとした。
【００４３】
ピックアップレンズ１４は、さらに、光ディスク１５の情報記録面で反射されたレーザ光を検出系１６に導く機能も有する。
また、ピックアップレンズ１４の少なくとも一方の面には、ピックアップレンズ１４の光軸を同心とする複数の輪帯領域が形成されている。また、隣り合う輪帯領域間には段差が形成されている。換言すれば、ピックアップレンズ１４の少なくとも一方の面は、複数の段差により、ピックアップレンズ１４の光軸を同心とする複数の輪帯領域に分割されている。また、ピックアップレンズ１４は、プラスティック素材から形成されている。
【００４４】
後述するように、ピックアップレンズ１４に形成された複数の段差の段差量は、設計波長及び設計温度時（レーザ光の波長が設計波長であり、周囲温度が設計温度であるとき）に入射したレーザ光の位相が隣接する輪帯領域相互に波長の略整数倍で異なるように設定されている。
また、ピックアップレンズ１４に形成された複数の段差は、周囲温度が変化することによって発生する収差を低減するようにレーザ光に位相差を発生させる段差量を有する。
ここで、波長の略整数倍とは、波長の（整数）×０．９９９倍〜波長の（整数）×１．００１倍であることが好ましい。たとえば、本実施の形態において、波長の略１０倍とは、１０×０．９９９＝９．９９、１０×１．００１＝１０．０１より、波長の９．９９倍〜１０．０１倍を意味する。なお、波長の略整数倍とは、波長の（整数）×０．９９５倍〜波長の（整数）×１．００５倍であってもよい。この場合においても、ピックアップレンズ１４に形成された段差により、周囲温度が変化した場合に発生する波面収差を十分に低減することができる。
【００４５】
フォーカスサーボ時、及びトラッキングサーボ時には、ピックアップレンズ１４が図示されないアクチュエータにより動作する。
【００４６】
次に、光源１１から出射されたレーザ光が光ディスク１５の情報記録面で反射され検出系１６に検出されるまでの挙動について説明する。光源１１から出射されたレーザ光はビームスプリッタ１２を透過してコリメータレンズ１３に入射する。
【００４７】
コリメータレンズ１３は、ビームスプリッタ１２から出射されたレーザ光の発散度合いを調整して、当該レーザ光を出射する。
【００４８】
コリメータレンズ１３を透過したレーザ光はピックアップレンズ１４に入射される。ここで、本実施の形態においては、周囲温度が変化した場合、このピックアップレンズ１４に設けられた複数の段差は、周囲温度の変化によって発生する収差を低減するようにレーザ光の位相を補正する。そして、ピックアップレンズ１４は、補正後のレーザ光を光ディスク１５の情報記録面に集光させる。光ディスク１５の情報記録面で反射されたレーザ光は、ピックアップレンズ１４を介して検出系１６に入射し、検出される。検出系１６は、当該レーザ光を検出し、光電変換することによって、フォーカスサーボ信号、トラックサーボ信号、再生信号などを生成する。
【００４９】
次に、本発明の実施の形態にかかる光ピックアップ光学系１において用いられるピックアップレンズ１４について詳細に説明する。図２は、本実施の形態にかかる光ピックアップ光学系１におけるピックアップレンズ１４を示す図である。図２（ａ）は、設計波長及び設計温度時におけるレーザ光の波面（位相）を示し、図２（ｂ）は、周囲温度が設計温度より低くなりレーザ光の波長が設計波長より短くなった場合におけるレーザ光の波面（位相）を示し、図２（ｃ）は、周囲温度が設計温度より高くなりレーザ光の波長が設計波長より長くなった場合におけるレーザ光の波面（位相）を示している。本実施形態では、ピックアップレンズ１４の光源１１側の面に、上述した複数の段差を設ける。そして、複数の段差の段差量は、透過したレーザ光の位相が隣接する輪帯領域相互に波長の略整数倍で異なるように設定されている。また、ピックアップレンズ１４の段差は、周囲温度が変化した場合に周囲温度の変化によって生じる収差を低減するようにレーザ光に位相差を発生させる段差量を有する。
【００５０】
すなわち、設計波長及び設計温度時にレーザ光がピックアップレンズ１４に入射する場合、各輪帯領域を透過したレーザ光の位相は相互に波長の整数倍だけ異なる。従って、図２（ａ）に示されるように、設計波長及び設計温度時には、異なる輪帯領域を透過したレーザ光には位相差が発生しない。そのため、ピックアップレンズ１４に入射したレーザ光は、同一位相のまま、出射する。従って、設計波長及び設計温度時において、ピックアップレンズ１４により集光されるレーザ光の収差は段差が形成されていない場合と同じとなる。
【００５１】
他方、図２（ｂ）、（ｃ）に示されるように、周囲温度が変化し、波長が変化したレーザ光がピックアップレンズ１４に入射する場合、各輪帯領域を透過したレーザ光の位相の違いは波長の整数倍とならない。従って、図２（ｂ）、（ｃ）に示されるように、波長が変化した場合には、異なる輪帯領域を透過したレーザ光に位相差が発生する。そして、本発明においては、当該位相差は、周囲温度の変化によって発生する収差を低減するような大きさとなっている。そのため、周囲温度が変化した場合、従来ではピックアップレンズにより集光される収差が増大してしまうが、本発明においては、ピックアップレンズ１４の各輪帯領域を透過したレーザ光の位相差により、周囲温度の変化に伴う収差の増大が抑制される。そして、ピックアップレンズ１４より出射したレーザ光は、光ディスク１５の情報記録面に良好に集光する。
【００５２】
図３（ａ）に、周囲温度が２０℃である場合に輪帯領域が形成されていないピックアップレンズにおいて発生する波面収差を示し、図４（ａ）に、周囲温度が５０℃である場合に輪帯領域が形成されていないピックアップレンズにおいて発生する波面収差を示す。また、図３（ｂ）に、周囲温度が２０℃である場合にピックアップレンズ１４において発生する波面収差を示し、図４（ｂ）に、周囲温度が５０℃である場合にピックアップレンズ１４において発生する波面収差を示す。なお、図３、図４において、縦軸は波面収差の大きさを表し、横軸はピックアップレンズの径方向における位置を表す。また、輪帯領域が形成されていないピックアップレンズ及びピックアップレンズ１４の設計温度は３５℃である。
【００５３】
図３（ａ）、図４（ａ）に示すように、周囲温度が２０℃、５０℃である場合、輪帯領域が形成されていないピックアップレンズでは、波面収差は非常に大きくなる。
一方、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、周囲温度が２０℃、５０℃であっても、輪帯領域が形成されているピックアップレンズ１４では、波面収差を小さく抑えることが出来る。具体的には、ピックアップレンズ１４に形成された段差によって各輪帯領域を透過したレーザ光に位相差が発生する。そして、当該位相差が周囲温度の変化によりピックアップレンズ１４において発生する収差を低減する。従って、ピックアップレンズ１４より出射したレーザ光は、光ディスク１５の情報記録面に良好に集光する。
【００５４】
また、ピックアップレンズ１４は、ピックアップレンズ１４の開口数をＮＡ、焦点距離をｆ（ｍｍ）、作動距離をＷＤ（ｍｍ）とした場合に、（１）式乃至（３）式を満たすように形成される。
ＮＡ≧０．８５    ・・・・・・（１）
１．１≦ｆ≦１．８    ・・・・・・（２）
ＷＤ≧０．３    ・・・・・・（３）
【００５５】
また、ピックアップレンズ１４は、５次球面収差をＳＡ５とした場合に、ピックアップレンズ１４によってレーザ光を多層光ディスク１５に集光する場合に、多層光ディスク１５の記録層間の基板厚差に基づいて発生する３次球面収差を補正した際に、（４）式を満たすことが好ましい。
｜ＳＡ５｜≦０．０２０    ・・（４）
さらに、以下の（１０）式を満たすことがより好ましい。
｜ＳＡ５｜≦０．０１０  ・・（１０）
【００５６】
（４）式を満たすことにより、多層光ディスク１５の各記録層に集光する際における軸上特性の劣化を抑制することができる。通常、ピックアップレンズの少なくとも一方の面に、上述した複数の輪帯領域を設けると、多層光ディスク１５の各記録層に集光する際における軸上特性が劣化してしまう。しかし、（４）式を満たすことにより、ピックアップレンズ１４によってレーザ光源から出射された光束を多層光ディスク１５に集光する場合に、多層光ディスク１５の記録層間の基板厚差に基づいて発生する３次球面収差を補正しても、ＳＡ５が劣化せずにすむ。これにより、多層光ディスク１５の各記録層に集光する際における軸上特性の劣化を抑制することができる。
ここで、ＳＡ５は、以下の（１１）式で定義される５次球面収差である。
2010080040.tif 000005
（１１）式において、Ａ１５は、ツェルニケ多項式の係数であり、光線高さをｈ（ｍｍ）とすると、Ａ１５＝２０ｈ６−３０ｈ４＋１２ｈ２−１である。
【００５７】
さらに、マージナル光線が入射する部分における接線角をθＭ（°）、マージナル光線が入射する部分におけるレンズのレンズ最小肉厚をｔＭ（ｍｍ）、ピックアップレンズ１４の屈折率をＮとした場合に、（５）式乃至（７）式を満たすことが好ましい。
７３≦θＭ≦７５    ・・・・・・（５）
１．５≦Ｎ≦１．５５    ・・・・・・（６）
ｔＭ≧０．３５    ・・・・・・（７）
マージナル光線とは、ピックアップレンズ１４の有効径内の最も外側を透過する光線である。図５を参照しながら、接線角θ（°）について説明する。接線角θとは、図５に示すように、ピックアップレンズ１４の入射面の接線と入射光線とがなす角である。そして、光軸の垂線と、マージナル光線が入射する部分の入射面の接線とがなす角を接線角θＭとする。
マージナル光線が入射する部分における接線角θＭが７３°より小さい場合に、ピックアップレンズ１４に段差を設けると、ピックアップレンズ１４への光軸外からの斜入射に対するピックアップレンズ１４の特性（以下、軸外特性を称する。）が悪化する。さらに、焦点距離が長くなると軸外特性の悪化が大きくなる。換言すれば、マージナル光線が入射する部分における接線角θＭが７３°より小さい場合に、十分な作動距離を確保しつつ、且つ、ピックアップレンズ１４に周囲温度の変化に起因する波面収差の劣化を補正する段差を設けると、軸外特性が劣化してしまう。また、接線角θＭが７５°より大きいと、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。したがって、７３≦θＭ≦７５を満たすことにより、十分な作動距離を確保しつつ、ピックアップレンズ１４に段差を設けることによる軸外特性の劣化を防ぐとともに、ピックアップレンズ１４の製造を容易にすることができる。
また、（５）式乃至（７）式を満たすことにより、（４）式を満たすピックアップ対物レンズを容易に製造することができる。
【００５８】
図５を参照しながら、レンズ最小肉厚をｔＭについて説明する。レンズ最小肉厚をｔＭとは、図５に示すように、マージナル光線がピックアップレンズ１４の入射面と交わる交点と、マージナル光線がピックアップレンズの出射面と交わる交点との、光軸に平行な距離である。レンズ最小肉厚ｔＭが、０．３５ｍｍより小さいと、ピックアップレンズ１４のコバ厚が薄くなりすぎてしまう。そのため、ピックアップレンズ１４の製造が難しくなる。したがって、レンズ最小肉厚ｔＭを０．３５ｍｍ以上とすることにより、ピックアップレンズ１４を容易に製造することができる。
【００５９】
また、５次のコマ収差をＣＯＭＡ５とした場合に、画角０．３°におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０２５λｒｍｓ以下であることが好ましい。さらに、画角０．３°におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下であることがより好ましい。ここで、ＣＯＭＡ５は、以下の（１２）式により表される。
2010080040.tif 000006
（１２）式において、Ａ１３、Ａ１４はツェルニケ多項式の係数である。具体的には、Ａ１３＝（１０ｈ５−１２ｈ３＋３ｈ）ｃｏｓα、Ａ１４＝（１０ｈ５−１２ｈ３＋３ｈ）ｓｉｎαである。また、ｈは光線高さ（ｍｍ）である。
ＣＯＭＡ５の絶対値が０．０２５λｒｍｓより大きい場合に、十分な作動距離を確保しつつ、且つ、ピックアップレンズ１４に周囲温度の変化に起因する波面収差の劣化を補正する段差を設けると、軸外特性が劣化してしまう。したがって、ＣＯＭＡ５の絶対値が０．０２５λｒｍｓ以下とすることにより、十分な作動距離を確保しつつ、ピックアップレンズ１４に段差を設けることによる軸外特性の劣化を防ぐことができる。
【００６０】
また、ピックアップレンズ１４に形成された輪帯領域の数がｎ（ｎは、ｎ≧３を満たす正の整数）である場合に、ピックアップレンズ１４の光軸から数えて、１番目からｉ番目（ｉ＝２、３、・・・、ｎ−１）までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、ｉ＋１番目（ｉ＋１＝３、４、・・・、ｎ）からｎ番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されることが好ましい。
換言すれば、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が光軸から所定の半径位置まで薄くなり、所定の半径位置から外縁まで厚くなるように、段差を形成することが好ましい。
【００６１】
また、さらに、全ての光線高さにおける正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下であることが好ましい。ここで、正弦条件違反量（ＳＣ）を、以下の（１３）式により表す。
ＳＣ＝（ｈ／ｓｉｎθ−ｆ）／ｆ    ・・・・・・（１３）
（１３）式において、ｈは光線高さ（ｍｍ）、θは光軸の垂線とピックアップレンズ１４の入射面の接線とのなす角（接線角）、ｆは焦点距離（ｍｍ）である。
正弦条件違反量（ＳＣ）の絶対値が０．０１より大きい場合に、ピックアップレンズ１４に段差を設けると、ピックアップレンズ１４の軸外特性が悪化する。さらに、焦点距離が長くなると軸外特性の悪化が大きくなる。換言すれば、全ての光線高さにおける正弦条件違反量の絶対値が０．０１より大きい場合に、十分な作動距離を確保しつつ、且つ、ピックアップレンズ１４に周囲温度の変化に起因する波面収差の劣化を補正する段差を設けると、軸外特性が劣化してしまう。したがって、全ての光線高さにおける正弦条件違反量の絶対値を０．０１以下とすることにより、十分な作動距離を確保しつつ、ピックアップレンズ１４に段差を設けることによる軸外特性の劣化を防ぐことができる。
【００６２】
また、ピックアップレンズ１４の段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）、波長をλ（ｍｍ）、ピックアップレンズ１４の屈折率をＮとした場合に、（８）式を満たすことが好ましい。
４≦（Ｎ−１）×ｄ／λ≦２８    ・・・・・・（８）
換言すれば、隣接段差量が、波長の４倍以上２８倍以下であることが好ましい。図６に、ピックアップレンズ１４を模式的に表す側面図を示す。ここで、隣接段差量とは、図６に示すように、各輪帯領域間の段差の段差量である。隣接段差量が波長の４倍未満である場合、収差を十分補正するためには、ピックアップレンズ１４に形成する輪帯領域の数を増やす必要がある。そのため、光利用効率が低下してしまう。一方、隣接段差量が波長の２８倍より大きい場合、段差量が大きくなるため、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。
【００６３】
また、ピックアップレンズ１４の段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）、波長をλ（ｍｍ）、ピックアップレンズ１４の屈折率をＮとした場合に、（９）式を満たすことが好ましい。
４≦（Ｎ−１）×ｄ０／λ≦１４    ・・・・・・（９）
換言すれば、軸上段差量が、波長の４倍以上１４倍以下であることが好ましい。ここで、軸上段差量とは、図６に示すように、各輪帯領域の面形状を仮想的に光軸ＯＡ側へと延長した場合に、当該面形状が光軸と仮想的に交差する交点と、光軸を含む輪帯領域の面形状が光軸ＯＡに交差する交点との距離である。換言すれば、ピックアップレンズ１４の段差の光軸上における段差量である。軸上段差量が波長の４倍未満である場合、収差を十分補正するためには、ピックアップレンズ１４に形成する輪帯領域の数を増やす必要がある。そのため、光利用効率が低下してしまう。一方、軸上段差量が波長の１４倍より大きい場合、段差量が大きくなるため、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。
【００６４】
また、段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）とした場合、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ以上、１８０λ以下であることが好ましい。
隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分に低減することが難しくなる。一方、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が１８０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。
さらに、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が７０λ以上、１８０λ以下であることが好ましい。
これにより、ピックアップレンズ１４自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【００６５】
また、段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）とした場合、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ以上、１２０λ以下であることが好ましい。
軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分に低減することが難しくなる。一方、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が１２０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。
さらに、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が４０λ以上、１２０λ以下であることが好ましい。
これにより、ピックアップレンズ１４自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【００６６】
また、ピックアップレンズ１４に形成された輪帯領域の数がｎ（ｎは正の整数）である場合に、ｎが偶数であるとき、ピックアップレンズ１４の光軸から数えて、１番目からｎ／２番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、（（ｎ／２）＋１）番目からｎ番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差を形成することが好ましい。また、ｎが奇数であるとき、ピックアップレンズ１４の光軸から数えて、１番目から（（ｎ＋１）／２）番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、（（ｎ＋１）／２）番目からｎ番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差を形成することが好ましい。
【００６７】
換言すれば、ピックアップレンズ１４の光軸から所定の半径位置まではレンズ厚が薄くなり、所定の半径位置から外縁まではレンズ厚が厚くなるように、段差を形成することが好ましい。具体的には、ピックアップレンズ１４の光軸から所定の半径位置まではレンズ厚が薄くなり、所定の半径位置から外縁まではレンズ厚が厚くなるように、段差を形成する。ピックアップレンズ１４に段差を設けることによって、ピックアップレンズ１４の軸外特性が悪化する。さらに、焦点距離が長くなると軸外特性の悪化が大きくなる。しかし、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が所定の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、ピックアップレンズ１４の軸外におけるｒｍｓ波面収差を０．０３５λ以下に抑えることができる。
【００６８】
また、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が所定の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、（５）式乃至（７）式の条件を満たさずとも、作動距離を十分に確保し、且つ、周囲温度の変化に伴う収差を補正する段差をピックアップレンズ１４に設けることによる軸外特性の劣化を防ぐことができる。
また、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が所定の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差及び軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差を小さくすることができる。これにより、ピックアップレンズ１４の製造がより容易となる。
【００６９】
また、段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）とした場合、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ以上、９０λ以下であることが好ましい。
隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分に低減することが難しくなる。一方、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が９０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。
さらに、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が７０λ以上、９０λ以下であることが好ましい。
これにより、ピックアップレンズ１４自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【００７０】
また、段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）とした場合、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ以上６０λ以下であることが好ましい。
軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分低減することが難しくなる。一方、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が６０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。
さらに、前記軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が４０λ以上６０λ以下であることが好ましい。
これにより、ピックアップレンズ１４自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【００７１】
このように構成された本実施の形態にかかるピックアップレンズ１４及び光ピックアップ光学系１によれば、ピックアップレンズ１４の少なくとも一方の面に複数の輪帯領域が設けられ、当該複数の輪帯領域間には段差が形成されている。また、複数の段差は、周囲温度が変化した場合にピックアップレンズ１４において発生する収差を低減するような位相差をレーザ光に発生させる段差量を有する。これにより、周囲温度が変化した場合、隣り合う輪帯領域を透過したレーザ光に周囲温度の変化によって発生する収差を低減するような位相差が発生する。そして、当該位相差により、周囲温度の変化によって生じる収差が低減される。
また、焦点距離が１．１ｍｍ未満の場合、作動距離（ＷＤ）を十分に確保することが難しい。また、焦点距離が１．８ｍｍより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる収差が大きくなるため、ピックアップレンズ１４に形成する段差だけで補正することが難しくなる。よって、焦点距離の範囲を１．１ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とすることにより、十分に作動距離（ＷＤ）を確保することができるとともに、周囲温度の変化によって生じる収差を十分に低減することができる。
さらに、（４）式を満たすことにより、多層光ディスクの各記録層に対しても良好に集光することができる。
ここで、ＳＡ５は、以下の（１１）式で定義される５次球面収差である。
2010080040.tif 000007
（１１）式において、Ａ１５は、ツェルニケ多項式の係数であり、光線高さをｈ（ｍｍ）とすると、Ａ１５＝２０ｈ６−３０ｈ４＋１２ｈ２−１である。
【００７２】
また、ピックアップレンズの少なくとも一方の面に、上述した複数の輪帯領域を設けると、多層光ディスク１５の各記録層に集光する際における軸上特性が劣化してしまう。しかし、（５）式乃至（７）式を満たすことにより、ピックアップレンズ１４によってレーザ光源から出射された光束を多層光ディスク１５に集光する場合に、多層光ディスク１５の記録層間の基板厚差に基づいて発生する３次球面収差を補正しても、軸上特性を示す指標の１つであるＳＡ５が劣化せずにすむ。これにより、多層光ディスク１５の各記録層に集光する際における軸上特性の劣化を抑制することができる。
【００７３】
また、マージナル光線が入射する部分における接線角をθＭ（°）、マージナル光線が入射する部分におけるレンズのレンズ最小肉厚をｔＭ（ｍｍ）、ピックアップレンズ１４の屈折率をＮとした場合に、（５）式乃至（７）式を満たすことが好ましい。
７３≦θＭ≦７５    ・・・・・・（５）
１．５≦Ｎ≦１．５５    ・・・・・・（６）
ｔＭ≧０．３５    ・・・・・・（７）
７３≦θＭ≦７５を満たすことにより、十分な作動距離を確保しつつ、ピックアップレンズ１４に段差を設けることによる軸外特性の劣化を防ぐとともに、ピックアップレンズ１４の製造を容易にすることができる。
また、レンズ最小肉厚ｔＭを０．３５ｍｍ以上とすることにより、ピックアップレンズ１４を容易に製造することができる。
また、（５）式乃至（７）式を満たすことにより、（４）式を満たすピックアップ対物レンズを容易に製造することができる。
【００７４】
また、さらに、全ての光線高さにおける正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下であることが好ましい。
全ての光線高さにおける正弦条件違反量の絶対値を０．０１以下とすることにより、十分な作動距離を確保しつつ、ピックアップレンズ１４に段差を設けることによる軸外特性の劣化を防ぐことができる。
【００７５】
また、５次のコマ収差をＣＯＭＡ５とした場合に、画角０．３°におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０２５λｒｍｓ以下であることが好ましい。さらに、画角０．３°におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下であることがより好ましい。ここで、ＣＯＭＡ５は、以下の（１２）式により表される。
2010080040.tif 000008
（１２）式において、Ａ１３、Ａ１４はツェルニケ多項式の係数である。具体的には、Ａ１３＝（１０ｈ５−１２ｈ３＋３ｈ）ｃｏｓα、Ａ１４＝（１０ｈ５−１２ｈ３＋３ｈ）ｓｉｎαである。また、ｈは光線高さ（ｍｍ）である。
ＣＯＭＡ５の絶対値が０．０２５λｒｍｓ以下とすることにより、十分な作動距離を確保しつつ、ピックアップレンズ１４に段差を設けることによる軸外特性の劣化を防ぐことができる。
【００７６】
さらに、ピックアップレンズ１４に形成された輪帯領域の数がｎ（ｎは、ｎ≧３を満たす正の整数）である場合に、ピックアップレンズ１４の光軸から数えて、１番目からｉ番目（ｉ＝２、３、・・・、ｎ−１）までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、ｉ＋１番目（ｉ＋１＝３、４、・・・、ｎ）からｎ番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されることが好ましい。
換言すれば、光ピックアップ対物レンズの光軸から所定の半径位置まではレンズ厚が薄くなり、所定の半径位置から外縁まではレンズ厚が厚くなるように、段差を形成することが好ましい。
【００７７】
また、ピックアップレンズ１４の設計波長は５００ｎｍ以下である。
さらに、段差は、透過光の位相が輪帯領域相互に波長の略整数倍で異なる段差量であって、周囲温度が変化した場合にピックアップレンズ１４において発生する収差を低減するような位相差をレーザ光に発生させる段差量を有する。
これにより、周囲温度が変化した場合に、周囲温度の変化によって発生する収差を低減するような位相差がレーザ光に発生する。
【００７８】
また、ピックアップレンズ１４の段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）、波長をλ（ｍｍ）、ピックアップレンズ１４の屈折率をＮとした場合に、（８）式を満たす。
４≦（Ｎ−１）×ｄ／λ≦２８    ・・・・・・（８）
また、ピックアップレンズ１４の段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）、波長（ｍｍ）をλ、ピックアップレンズ１４の屈折率をＮとした場合に、（９）式を満たすことが好ましい。
４≦（Ｎ−１）×ｄ０／λ≦１４    ・・・・・・（９）
隣接段差量が波長の４倍未満、或いは、軸上段差量が波長の４倍未満である場合、収差を十分補正するためには、ピックアップレンズ１４に形成する輪帯領域の数を増やす必要がある。そのため、光利用効率が低下してしまう。一方、隣接段差量が波長の２８倍より大きい場合、或いは、軸上段差量が波長の１４倍より大きい場合、段差量が大きくなるため、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。従って、（８）式或いは（９）を満たすように段差を形成することにより、光利用効率の低下を防止するとともに、ピックアップレンズ１４の製造を容易にすることができる。
【００７９】
また、段差の隣接段差量をｄ（ｍｍ）とした場合、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ以上、１８０λ以下であることが好ましい。
また、段差の軸上段差量をｄ０（ｍｍ）とした場合、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ以上、１２０λ以下であることが好ましい。
隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ未満の場合、或いは、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分に低減することが難しくなる。一方、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が１８０λより大きい場合、或いは、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が１２０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。
【００８０】
さらに、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が７０λ以上、１８０λ以下であることが好ましい。
また、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が４０λ以上、１２０λ以下であることが好ましい。
これにより、ピックアップレンズ１４自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【００８１】
さらに、また、ピックアップレンズ１４に形成された輪帯領域の数がｎ（ｎは正の整数）である場合に、ｎが偶数であるとき、ピックアップレンズ１４の光軸から数えて、１番目からｎ／２番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、（（ｎ／２）＋１）番目からｎ番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されることが好ましい。また、ｎが奇数であるとき、ピックアップレンズ１４の光軸から数えて、１番目から（（ｎ＋１）／２）番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、（（ｎ＋１）／２）番目からｎ番目までの輪帯領域の範囲においてピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されることが好ましい。
【００８２】
換言すれば、ピックアップレンズ１４の光軸から所定の半径位置まではレンズ厚が薄くなり、所定の半径位置から外縁まではレンズ厚が厚くなるように、段差を形成する。これにより、ピックアップレンズ１４の軸外におけるｒｍｓ波面収差を０．０３５λ以下に抑えることができる。
また、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が所定の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、（５）式乃至（７）式の条件を満たさずとも、作動距離を十分に確保し、且つ、周囲温度の変化に伴う収差を補正する段差をピックアップレンズ１４に設けることによる軸外特性の劣化を防ぐことができる。
また、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が所定の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差及び軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差を小さくすることができる。これにより、ピックアップレンズ１４の製造がより容易となる。
【００８３】
また、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ以上、９０λ以下であることが好ましい。
また、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ以上６０λ以下であることが好ましい。
隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が６０λ未満の場合、或いは、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が３０λ未満の場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を十分に低減することが難しくなる。一方、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が９０λより大きい場合、或いは、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が６０λより大きい場合、周囲温度の変化によって生じる波面収差を過剰に補正してしまうため、かえって、波面収差が劣化してしまう。また、段差量が大きくなってしまい、ピックアップレンズ１４の製造が困難となる。
【００８４】
さらに、隣接段差量の累積値Σｄの最大値と最小値との差が７０λ以上、９０λ以下であることが好ましい。
また、軸上段差量の累積値Σｄ０の最大値と最小値との差が４０λ以上６０λ以下であることが好ましい。
これにより、ピックアップレンズ１４自体の温度が変化した場合に発生する波面収差も低減することができる。
【００８５】
［実施例１］
次に、本発明にかかる実施例１について説明する。実施例１にかかるピックアップレンズ１４を模式的に示す側面図を図７に示す。実施例１にかかるピックアップレンズ１４は、光源１１（図示せず）側の面に複数の段差を有する。
図８に示す表に、本実施例１にかかるピックアップレンズ１４の輪帯領域の番号、輪帯領域の位置（光軸ＯＡに垂直な方向における輪帯領域が形成される位置）、軸上段差量及び隣接段差量を示す。図８に示す表において、輪帯領域の番号は、ピックアップレンズ１４の光軸から外縁に向かって付されている。従って、光軸を含む輪帯領域が１番目の輪帯領域である。
また、図９に、輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す。
なお、各輪帯領域の曲率、円錐係数、非球面係数がそれぞれ異なっているため、各輪帯領域の面形状は微妙に異なっている。そのため、軸上段差量と隣接段差量とは、一致するとは限らない。軸上段差量が正の値となる場合は、輪帯領域の面形状が光軸と仮想的に交差する交点がピックアップレンズ１４の光ディスク１５側にあることを意味する。また、軸上段差量が負の値となる場合は、当該交点がピックアップレンズ１４の光源１１側にあることを意味する。
【００８６】
図８に示すように、実施例１にかかるピックアップレンズ１４に形成される輪帯領域は９輪帯である。従って、中心の輪帯領域は、５番目の輪帯領域である。そして、１番目の輪帯領域から５番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００７７８６ｍｍずつ（約１０λずつ）増加し、５番目の輪帯領域から９番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００７７８６ｍｍずつ（約１０λずつ）減少している。また、１番目の輪帯領域から５番目の輪帯領域まで隣接段差量が増加し、５番目の輪帯領域から９番目の輪帯領域まで隣接段差量が減少している。換言すれば、１番目の輪帯領域から中心の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、中心の輪帯領域から９番目の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されている。
ここで、約０．００７７８６ｍｍ＝約１０λである。なお、λは、波長である。従って、実施例１にかかるピックアップレンズ１４に形成される段差の軸上段差量は、設計波長の約１０倍となっている。
【００８７】
図９に示すように、軸上段差量の累積値の最大値は４０．０λであり、軸上段差量の累積値の最小値は０．０λとなっている。従って、軸上段差量の累積値の最大値と最小値との差が４０．０λとなっている。
また、図９に示すように、隣接段差量の累積値の最大値は４３．４λであり、隣接段差量の累積値の最小値は−２７．４λとなっている。従って、隣接段差量の累積値の最大値と最小値との差が７０．８λとなっている。
【００８８】
また、図１０に示す表に、実施例１にかかる光ピックアップ光学系１のデータを示す。図１０において、対物レンズＲ１面とは、ピックアップレンズ１４の光源１１側の面である。また、対物レンズＲ２面とは、ピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面である。図１０に示すように、実施例１にかかるピックアップレンズ１４としてプラスティック製レンズを使用した。また、作動距離（ＷＤ）は、ピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（対物レンズＲ２面）と光ディスク１５の光源１１側の面（物体側の面）との距離であり、約０．４７ｍｍである。このときの焦点距離は１．４ｍｍである。
【００８９】
また、図１１に示す表に、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す。図１１に示す係数は、後述する（１４）式で用いられる。従って、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は、図１１に示す係数と（１４）式により規定される。図１１に示すように、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は単一の非球面形状となっている。
【００９０】
また、図１２に示す表に、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す。図１２に示す係数は後述する（１５）式で用いられる。従って、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面の面形状は、図１２に示す係数と（１５）式により規定される。図１２に示すように、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面は、輪帯領域毎に異なる非球面形状を有している。
【００９１】
図１３を用いて、（１４）式、（１５）式を説明する。図１３は、ピックアップレンズの一例である対物レンズを示す側面図である。
まず、対物レンズの光出射面Ｒ２の面形状について説明する。図１３において、光線の高さをｈ（ｍｍ）、対物レンズの光出射面Ｒ２の頂点をｅ、頂点ｅと接する接面上における光線高さｈの点をｃ、この点ｃから光軸ＯＡに平行な方向での光出射面Ｒ２上の点をｄとすると、任意の光線高さｈに対する点ｃ，ｄ間の距離ＺＢ（ｍｍ）が
2010080040.tif 000009
で表されるように、光出射面Ｒ２の面形状が形成される。
そして、（１４）式と図１１に示す面番号３の係数の値とにより、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面全体の面形状が規定される。
【００９２】
なお、（１４）式に、上記係数Ｃ，Ｋ，Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４，Ａ１６の値を代入して任意の光線高さｈ（ｍｍ）（≠０）に対する距離ＺＢ（ｍｍ）を求め、その値が負の値となった場合は、点ｄが、光出射面Ｒ２の光軸ＯＡが通る面頂点ｅよりも出射面側（図１３での左側）に位置することを示している。距離ＺＢ（ｍｍ）が正の値である場合には、点ｄが頂点ｅよりも右側に位置することを示している。
【００９３】
次に、対物レンズの光入射面Ｒ１の面形状について説明する。図１３において、対物レンズの光入射面Ｒ１の頂点をｆ、頂点ｆと接する接面上における光線高さｈの点をａ、この点ａから光軸ＯＡに平行な方向での光入射面Ｒ１上の点をｂとすると、任意の光線高さｈ（ｍｍ）に対する点ａ，ｂ間の距離ＺＡ（ｍｍ）が
2010080040.tif 000010
で表されるように、光入射面Ｒ１の面形状が形成される。
【００９４】
なお、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の第１輪帯領域、第２輪帯領域、・・・、第９輪帯領域の面形状を規定する場合、（１５）式の光線高さｈには、それぞれ、図９の表に示す第１輪帯領域、第２輪帯領域、・・・、第９輪帯領域の輪帯領域位置の値を代入する。また、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の第１輪帯領域、第２輪帯領域、・・・、第９輪帯領域の面形状を規定する場合、（１５）式の係数Ｂは、それぞれ、図８の表に示す第１輪帯領域、第２輪帯領域、・・・、第９輪帯領域の軸上段差量の値を代入する。そして、（１５）式と図１２に示す係数の値とにより、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の第１輪帯領域〜第９輪帯領域の面形状が規定される。
【００９５】
［実施例２］
次に、本発明にかかる実施例２について説明する。実施例２にかかるピックアップレンズ１４は、光源１１（図示せず）側の面に複数の段差を有する。
図１４に示す表に、本実施例２にかかるピックアップレンズ１４の輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す。
また、図１５に、輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す。
【００９６】
図１４に示すように、実施例２にかかるピックアップレンズ１４に形成される輪帯領域は１２輪帯である。従って、中心の輪帯領域は、６番目と７番目の輪帯領域である。そして、１番目の輪帯領域から２番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００７７８６ｍｍ（約１０λ）増加し、２番目の輪帯領域から１２番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００７７８６ｍｍ（約１０λずつ）減少している。また、１番目の輪帯領域から２番目の輪帯領域まで隣接段差量が増加し、２番目の輪帯領域から１２番目の輪帯領域まで隣接段差量が減少している。換言すれば、１番目から２番目までの輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、２番目から１２番目の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されている。
ここで、約０．００７７８６ｍｍ＝約１０λである。なお、λは、波長である。従って、実施例２にかかるピックアップレンズ１４に形成される段差の軸上段差量は、設計波長の約１０倍となっている。
【００９７】
図１５に示すように、軸上段差量の累積値の最大値は１０．０λであり、軸上段差量の累積値の最小値は−９０．０λとなっている。従って、軸上段差量の累積値の最大値と最小値との差が１００．０λとなっている。
また、図１５に示すように、隣接段差量の累積値の最大値は１０．６λであり、隣接段差量の累積値の最小値は−１６１．３λとなっている。従って、隣接段差量の累積値の最大値と最小値との差が１７１．９λとなっている。
【００９８】
また、図１６に示す表に、実施例２にかかる光ピックアップ光学系１のデータを示す。図１６に示すように、実施例２にかかるピックアップレンズ１４としてプラスティック製レンズを使用した。また、作動距離（ＷＤ）は、ピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（対物レンズＲ２面）と光ディスク１５の光源１１側の面（物体側の面）との距離であり、約０．４６ｍｍである。このときの焦点距離は１．４ｍｍである。
【００９９】
また、図１７に示す表に、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す。図１７に示す係数は、（１４）式で用いられる。従って、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は、図１７に示す係数と（１４）式により規定される。図１７に示すように、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は単一の非球面形状となっている。
【０１００】
また、図１８に示す表に、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す。図１８に示す係数は（１５）式で用いられる。従って、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面の面形状は、図１８に示す係数と（１５）式により規定される。図１８に示すように、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面は、輪帯領域毎に異なる非球面形状を有している。
【０１０１】
［実施例３］
次に、本発明にかかる実施例３について説明する。実施例３にかかるピックアップレンズ１４は、光源１１（図示せず）側の面に複数の段差を有する。
図１９に示す表に、本実施例３にかかるピックアップレンズ１４の輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す。
また、図２０に、輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す。
【０１０２】
図１９に示すように、実施例３にかかるピックアップレンズ１４に形成される輪帯領域は１１輪帯である。従って、中心の輪帯領域は、５番目の輪帯領域である。そして、１番目の輪帯領域から９番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００９３４３ｍｍずつ（約１２λずつ）増加し、９番目の輪帯領域から１１番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００９３４３ｍｍずつ（約１２λずつ）減少している。また、１番目の輪帯領域から９番目の輪帯領域まで隣接段差量が増加し、９番目の輪帯領域から１１番目の輪帯領域まで隣接段差量が減少している。換言すれば、１番目から９番目までの輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、９番目から１１番目の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されている。
ここで、約０．００９３４３ｍｍ＝約１２λである。なお、λは、波長である。従って、実施例３にかかるピックアップレンズ１４に形成される段差の軸上段差量は、設計波長の約１２倍となっている。
【０１０３】
図２０に示すように、軸上段差量の累積値の最大値は９６．０λであり、軸上段差量の累積値の最小値は０．０λとなっている。従って、軸上段差量の累積値の最大値と最小値との差が９６．０λとなっている。
また、図２０に示すように、隣接段差量の累積値の最大値は１１０．１λであり、隣接段差量の累積値の最小値は０．０λとなっている。従って、隣接段差量の累積値の最大値と最小値との差が１１０．１λとなっている。
【０１０４】
また、図２１に示す表に、実施例３にかかる光ピックアップ光学系１のデータを示す。図２１に示すように、実施例３にかかるピックアップレンズ１４としてプラスティック製レンズを使用した。また、作動距離（ＷＤ）は、ピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（対物レンズＲ２面）と光ディスク１５の光源１１側の面（物体側の面）との距離であり、約０．４８ｍｍである。このときの焦点距離は１．４ｍｍである。
【０１０５】
また、図２２に示す表に、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す。図２２に示す係数は、（１４）式で用いられる。従って、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は、図２２に示す係数と（１４）式により規定される。図２２に示すように、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は単一の非球面形状となっている。
【０１０６】
また、図２３に示す表に、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す。図２３に示す係数は（１５）式で用いられる。従って、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面の面形状は、図２３に示す係数と（１５）式により規定される。図２３に示すように、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面は、輪帯領域毎に異なる非球面形状を有している。
【０１０７】
［実施例４］
次に、本発明にかかる実施例４について説明する。実施例４にかかるピックアップレンズ１４は、光源１１（図示せず）側の面に複数の段差を有する。
図２４に示す表に、本実施例４にかかるピックアップレンズ１４の輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す。
また、図２５に、輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す。
【０１０８】
図２４に示すように、実施例４にかかるピックアップレンズ１４に形成される輪帯領域は１１輪帯である。従って、中心の輪帯領域は、６番目の輪帯領域である。そして、１番目の輪帯領域から６番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００７７８６ｍｍずつ（約１０λずつ）増加し、６番目の輪帯領域から１１番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００７７８６ｍｍずつ（約１０λずつ）減少している。また、１番目の輪帯領域から６番目の輪帯領域まで隣接段差量が増加し、６番目の輪帯領域から１１番目の輪帯領域まで隣接段差量が減少している。換言すれば、１番目の輪帯領域から中心の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、中心の輪帯領域から１１番目の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されている。
ここで、約０．００７７８６ｍｍ＝約１０λである。なお、λは、波長である。従って、実施例４にかかるピックアップレンズ１４に形成される段差の軸上段差量は、設計波長の約１０倍となっている。
【０１０９】
図２５に示すように、軸上段差量の累積値の最大値は５０．０λであり、軸上段差量の累積値の最小値は０．０λとなっている。従って、軸上段差量の累積値の最大値と最小値との差が５０．０λとなっている。
また、図２５に示すように、隣接段差量の累積値の最大値は５５．４λであり、隣接段差量の累積値の最小値は−３０．７λとなっている。従って、隣接段差量の累積値の最大値と最小値との差が８６．２λとなっている。
【０１１０】
また、図２６に示す表に、実施例４にかかる光ピックアップ光学系１のデータを示す。図２６に示すように、実施例４にかかるピックアップレンズ１４としてプラスティック製レンズを使用した。また、作動距離（ＷＤ）は、ピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（対物レンズＲ２面）と光ディスク１５の光源１１側の面（物体側の面）との距離であり、約０．４６ｍｍである。このときの焦点距離は１．４ｍｍである。
【０１１１】
また、図２７に示す表に、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す。図２７に示す係数は、（１４）式で用いられる。従って、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は、図２７に示す係数と（１４）式により規定される。図２７に示すように、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は単一の非球面形状となっている。
【０１１２】
また、図２８に示す表に、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す。図２８に示す係数は（１５）式で用いられる。従って、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面の面形状は、図２８に示す係数と（１５）式により規定される。図２８に示すように、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面は、輪帯領域毎に異なる非球面形状を有している。
【０１１３】
［実施例５］
次に、本発明にかかる実施例５について説明する。実施例５にかかるピックアップレンズ１４は、光源１１（図示せず）側の面に複数の段差を有する。
図２９に示す表に、本実施例５にかかるピックアップレンズ１４の輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す。
また、図３０に、輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す。
【０１１４】
図２９に示すように、実施例５にかかるピックアップレンズ１４に形成される輪帯領域は１０輪帯である。従って、中心の輪帯領域は、５番目と６番目の輪帯領域である。そして、１番目の輪帯領域から２番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００９３４３ｍｍ（約１２λ）増加し、２番目の輪帯領域から１０番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．００９３４３ｍｍずつ（約１２λずつ）減少している。また、１番目の輪帯領域から２番目の輪帯領域まで隣接段差量が増加し、２番目の輪帯領域から１０番目の輪帯領域まで隣接段差量が減少している。換言すれば、１番目から２番目までの輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、２番目から１０番目の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されている。
ここで、約０．００９３４３ｍｍ＝約１２λである。なお、λは、波長である。従って、実施例５にかかるピックアップレンズ１４に形成される段差の軸上段差量は、設計波長の約１２倍となっている。
【０１１５】
図３０に示すように、軸上段差量の累積値の最大値は１２．０λであり、軸上段差量の累積値の最小値は−８４．０λとなっている。従って、軸上段差量の累積値の最大値と最小値との差が９６．０λとなっている。
また、図３０に示すように、隣接段差量の累積値の最大値は１３．０λであり、隣接段差量の累積値の最小値は−１３７．８λとなっている。従って、隣接段差量の累積値の最大値と最小値との差が１５０．８λとなっている。
【０１１６】
また、図３１に示す表に、実施例５にかかる光ピックアップ光学系１のデータを示す。図３１に示すように、実施例５にかかるピックアップレンズ１４としてプラスティック製レンズを使用した。また、作動距離（ＷＤ）は、ピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（対物レンズＲ２面）と光ディスク１５の光源１１側の面（物体側の面）との距離であり、約０．４６ｍｍである。このときの焦点距離は１．４ｍｍである。
【０１１７】
また、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（面番号３）の面形状は、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面と同じであり、図３２に示す係数と（１４）式により規定される。図３２に示すように、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は単一の非球面形状となっている。
【０１１８】
また、図３３に示す表に、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す。図３３に示す係数は（１５）式で用いられる。従って、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面の面形状は、図３３に示す係数と（１５）式により規定される。図３３に示すように、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面は、輪帯領域毎に異なる非球面形状を有している。
【０１１９】
［実施例６］
次に、本発明にかかる実施例６について説明する。実施例６にかかるピックアップレンズ１４は、光源１１（図示せず）側の面に複数の段差を有する。
図３４に示す表に、本実施例６にかかるピックアップレンズ１４の輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量及び隣接段差量を示す。
また、図３５に、輪帯領域の番号、輪帯領域の位置、軸上段差量の累積値及び隣接段差量の累積値を示す。
【０１２０】
図３４に示すように、実施例６にかかるピックアップレンズ１４に形成される輪帯領域は１０輪帯である。従って、中心の輪帯領域は、５番目と６番目の輪帯領域である。そして、１番目の輪帯領域から８番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．０１０９００ｍｍずつ（約１４λずつ）増加し、８番目の輪帯領域から１０番目の輪帯領域まで軸上段差量が約０．０１０９００ｍｍずつ（約１４λずつ）減少している。また、１番目の輪帯領域から８番目の輪帯領域まで隣接段差量が増加し、８番目の輪帯領域から１０番目の輪帯領域まで隣接段差量が減少している。換言すれば、１番目から８番目までの輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、８番目から１０番目の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されている。
ここで、約０．０１０９００ｍｍ＝約１４λである。なお、λは、波長である。従って、実施例６にかかるピックアップレンズ１４に形成される段差の軸上段差量は、設計波長の約１４倍となっている。
【０１２１】
図３５に示すように、軸上段差量の累積値の最大値は９８．０λであり、軸上段差量の累積値の最小値は０．０λとなっている。従って、軸上段差量の累積値の最大値と最小値との差が９８．０λとなっている。
また、図３５に示すように、隣接段差量の累積値の最大値は１１２．０λであり、隣接段差量の累積値の最小値は０．０λとなっている。従って、隣接段差量の累積値の最大値と最小値との差が１１２．０λとなっている。
【０１２２】
また、図３６に示す表に、実施例６にかかる光ピックアップ光学系１のデータを示す。図３６に示すように、実施例６にかかるピックアップレンズ１４としてプラスティック製レンズを使用した。また、作動距離（ＷＤ）は、ピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（対物レンズＲ２面）と光ディスク１５の光源１１側の面（物体側の面）との距離であり、約０．４６ｍｍである。このときの焦点距離は１．４ｍｍである。
【０１２３】
また、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面（面番号３）の面形状は、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面と同じであり、図３７に示す係数と（１４）式により規定される。図３７に示すように、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の光ディスク１５側の面形状は単一の非球面形状となっている。
【０１２４】
また、図３８に示す表に、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面（面番号２）の面形状を規定する係数を示す。図３８に示す係数は（１５）式で用いられる。従って、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面の面形状は、図３８に示す係数と（１５）式により規定される。図３８に示すように、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の光源１１側の面は、輪帯領域毎に異なる非球面形状を有している。
【０１２５】
［比較例１］
次に、比較例１について説明する。比較例１にかかるピックアップレンズは、光源側、光ディスク側の何れの面にも、段差を有さない。
図３９に示す表に、比較例１にかかる光ピックアップ光学系のデータを示す。図３９に示すように、比較例１にかかるピックアップレンズとしてプラスティック製レンズを使用した。また、作動距離（ＷＤ）は、ピックアップレンズの光ディスク側の面（対物レンズＲ２面）と光ディスクの光源側の面（物体側の面）との距離であり、約０．４６ｍｍである。このときの焦点距離は１．４ｍｍである。
【０１２６】
また、図４０に示す表に、比較例１にかかるピックアップレンズの光源１１側の面（面番号２）及び光ディスク側の面（面番号３）の面形状を規定する係数を示す。図４０に示す係数は（１４）式で用いられる。従って、比較例１にかかるピックアップレンズの光源側の面の面形状及び光ディスク側の面の面形状は、図４０に示す係数と（１４）式により規定される。図４０に示すように、比較例１にかかるピックアップレンズの光源側及び光ディスク側の面は、単一の非球面形状を有している。
【０１２７】
次に、実施例１乃至６にかかるピックアップレンズ１４及び比較例１にかかるピックアップレンズを用いた場合における、周囲温度の変化により発生する収差について説明する。なお、実施例１乃至６にかかるピックアップレンズ１４及び比較例１にかかるピックアップレンズの設計温度は３５℃である。本実施形態では、周囲温度が設計温度３５℃から±１５℃変化した場合を例にあげて説明する。
図４１（ａ）〜（ｃ）に、比較例１にかかるピックアップレンズを用いた場合に、周囲温度が２０℃、３５℃、５０℃のときに発生する波面収差を示す。図４１に示すように、比較例１にかかるピックアップレンズを用いた場合、周囲温度が設計温度３５℃から±１５℃変化すると、収差がマレシャル限界（７０ｍλｒｍｓ）を超えてしまう。
【０１２８】
具体的には、周囲温度が設計温度３５℃から−１５℃変化し、２０℃になった場合、Ｔｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は９１．０ｍλとなり、周囲温度が設計温度３５℃から＋１５℃変化し、５０℃になった場合、Ｔｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は９０．７ｍλとなり、３５ｍλを超えてしまう。なお、比較例１にかかるピックアップレンズを用いた場合、周囲温度が３５℃である際のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１．５ｍλである。また、温度変化に伴いデフォーカス量が変化しており、周囲温度２０℃におけるデフォーカス量は、−４．３６１μｍであり、周囲温度５０℃におけるデフォーカス量は、＋４．３９１μｍである。また、設計温度３５℃における光源１１の設計波長は４０８ｎｍである。また、周囲温度が変化することにより光源１１の波長が変化しており、周囲温度２０℃における光源１１の波長は４０７．１ｎｍであり、周囲温度５０℃における光源１１の波長は４０８．９ｎｍである。
ここで、デフォーカス量とは、周囲温度３５℃のときの焦点位置からのずれ量のことである。例えば、比較例１にかかるピックアップレンズを用いた場合、周囲温度２０℃、波長４０７．１ｎｍにおけるデフォーカス量は、−４．３６１μｍである。図３９に示す表より、周囲温度３５℃のとき、ピックアップレンズ１４の光ディスク側の面（面番号３）と、光ディスク１５の光源１１側の面（物体側の面：面番号４）との面間距離（作動距離（ＷＤ））は、０．４５７４２８ｍｍである。したがって、周囲温度２０℃のときの、面番号３と面番号４との面間距離は、０．４５７４２８−０．００４３６１＝０．４５３０６７ｍｍである。すなわち、各条件におけるデフォーカス量から、当該条件における面番号３と面番号４との面間距離を算出することができる。
【０１２９】
図４２（ａ）〜（ｃ）に、実施例１にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合に、周囲温度が２０℃、３５℃、５０℃のときに発生する波面収差を示す。また、図４３（ａ）〜（ｃ）に、実施例２にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合に、周囲温度が２０℃、３５℃、５０℃のときに発生する波面収差を示す。また、図４４（ａ）〜（ｃ）に、実施例３にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合に、周囲温度が２０℃、３５℃、５０℃のときに発生する波面収差を示す。図４５（ａ）〜（ｃ）に、実施例４にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合に、周囲温度が２０℃、３５℃、５０℃のときに発生する波面収差を示す。また、図４６（ａ）〜（ｃ）に、実施例５にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合に、周囲温度が２０℃、３５℃、５０℃のときに発生する波面収差を示す。また、図４７（ａ）〜（ｃ）に、実施例６にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合に、周囲温度が２０℃、３５℃、５０℃のときに発生する波面収差を示す。
【０１３０】
具体的には、実施例１にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が設計温度３５℃から−１５℃変化した際（２０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１６．６ｍλとなり、周囲温度が設計温度３５℃から＋１５℃変化した際（５０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１５．７ｍλとなり、３５ｍλ以下となっている。なお、実施例１にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が３５℃である際のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は０．６ｍλである。また、温度変化に伴いデフォーカス量が変化しており、周囲温度２０℃におけるデフォーカス量は、−４．４６２μｍであり、周囲温度５０℃におけるデフォーカス量は、＋４．４９４μｍである。ここで、ピックアップレンズ１４及び光ディスク１５の屈折率を図６９に示し、屈折率の変化率を図７０に示す。
【０１３１】
また、実施例２にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が設計温度３５℃から−１５℃変化した際（２０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１７．７ｍλとなり、周囲温度が設計温度３５℃から＋１５℃変化した際（５０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１９．３ｍλとなり、３５ｍλ以下となっている。なお、実施例２にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が３５℃である際のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１．３ｍλである。また、温度変化に伴いデフォーカス量が変化しており、周囲温度２０℃におけるデフォーカス量は、−３．９９１μｍであり、周囲温度５０℃におけるデフォーカス量は、＋４．０３２μｍである。
【０１３２】
また、実施例３にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が設計温度３５℃から−１５℃変化した際（２０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は２４．０ｍλとなり、周囲温度が設計温度３５℃から＋１５℃変化した際（５０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は２２．８ｍλとなり、３５ｍλ以下となっている。なお、実施例３にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が３５℃である際のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１．５ｍλである。また、温度変化に伴いデフォーカス量が変化しており、周囲温度２０℃におけるデフォーカス量は、−４．９２３μｍであり、周囲温度５０℃におけるデフォーカス量は、＋４．９６１μｍである。
【０１３３】
また、実施例４にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が設計温度３５℃から−１５℃変化した際（２０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１７．７ｍλとなり、周囲温度が設計温度３５℃から＋１５℃変化した際（５０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１６．５ｍλとなり、３５ｍλ以下となっている。なお、実施例４にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が３５℃である際のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は０．８ｍλである。また、温度変化に伴いデフォーカス量が変化しており、周囲温度２０℃におけるデフォーカス量は、−４．４５４μｍであり、周囲温度５０℃におけるデフォーカス量は、＋４．４８６μｍである。
【０１３４】
また、実施例５にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が設計温度３５℃から−１５℃変化した際（２０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は２０．３ｍλとなり、周囲温度が設計温度３５℃から＋１５℃変化した際（５０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は２１．０ｍλとなり、３５ｍλ以下となっている。なお、実施例５にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が３５℃である際のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は０．９ｍλである。また、温度変化に伴いデフォーカス量が変化しており、周囲温度２０℃におけるデフォーカス量は、−４．０１９μｍであり、周囲温度５０℃におけるデフォーカス量は、＋４．０４６μｍである。
【０１３５】
また、実施例６にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が設計温度３５℃から−１５℃変化した際（２０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は３４．３ｍλとなり、周囲温度が設計温度３５℃から＋１５℃変化した際（５０℃になった際）のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は３１．５ｍλとなり、３５ｍλ以下となっている。なお、実施例６にかかるピックアップレンズ１４を用いた場合、周囲温度が３５℃である際のＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は０．８ｍλである。また、温度変化に伴いデフォーカス量が変化しており、周囲温度２０℃におけるデフォーカス量は、−４．８４８μｍであり、周囲温度５０℃におけるデフォーカス量は、＋４．８７７μｍである。
【０１３６】
次に、実施例１乃至６にかかるピックアップレンズ１４の軸外特性について説明する。なお、周囲温度は３５℃である。
図４８に示す表に、実施例１乃至６における接線角θＭ、最小肉厚ｔＭ、画角０°の範囲の収差項目、画角０．３°の範囲の収差項目を示す。図４８において、収差項目として、Ｔｏｔａｌ波面収差、ＣＯＭＡ５、デフォーカス量を示す。
また、図４９〜図５４に示すグラフに、実施例１乃至６における画角０°の範囲の波面収差及び画角０．３°の範囲の波面収差を示す。
【０１３７】
図４９（ａ）に、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の画角０°の範囲の波面収差を示し、図４９（ｂ）に、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差を示す。図４９に示すように、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差の増大は抑制されている。具体的には、画角０°のおけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は０．６ｍλであり、画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１０．２ｍλである。従って、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は、３５ｍλ以下に抑制されている。よって、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の軸外特性は良好となっている。
【０１３８】
図５０（ａ）に、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の画角０°の範囲の波面収差を示し、図５０（ｂ）に、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差を示す。図５０に示すように、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差の増大は抑制されている。具体的には、画角０°のおけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１．４ｍλであり、画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１８．６ｍλである。従って、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は、３５ｍλ以下に抑制されている。よって、実施例２にかかるピックアップレンズ１４の軸外特性は良好となっている。
【０１３９】
図５１（ａ）に、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の画角０°の範囲の波面収差を示し、図５１（ｂ）に、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差を示す。図５１に示すように、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差の増大は抑制されている。具体的には、画角０°のおけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１．３ｍλであり、画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は１８．２ｍλである。従って、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は、３５ｍλ以下に抑制されている。よって、実施例３にかかるピックアップレンズ１４の軸外特性は良好となっている。
【０１４０】
図５２（ａ）に、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の画角０°の範囲の波面収差を示し、図５２（ｂ）に、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差を示す。図５２に示すように、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差の増大は抑制されている。具体的には、画角０°のおけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は０．８ｍλであり、画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は３４．１ｍλである。従って、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は、３５ｍλ以下に抑制されている。よって、実施例４にかかるピックアップレンズ１４の軸外特性は良好となっている。
【０１４１】
図５３（ａ）に、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の画角０°の範囲の波面収差を示し、図５３（ｂ）に、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差を示す。図５３に示すように、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差は増大している。具体的には、画角０°のおけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は０．９ｍλであり、画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は６２．３ｍλである。従って、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は、３５ｍλを超えてしまっている。よって、実施例５にかかるピックアップレンズ１４の軸外特性が悪化している。
【０１４２】
図５４（ａ）に、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の画角０°の範囲の波面収差を示し、図５４（ｂ）に、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差を示す。図５４に示すように、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲の波面収差は増大している。具体的には、画角０°のおけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は０．８ｍλであり、画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は４５．８ｍλである。従って、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は、３５ｍλを超えてしまっている。よって、実施例６にかかるピックアップレンズ１４の軸外特性が悪化している。
【０１４３】
また、図４８に示すように、実施例１乃至３では、画角０．３°の範囲におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下となっている。これに対し、実施例４乃至６では、画角０．３°の範囲におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓを超えてしまっている。
【０１４４】
次に、実施例１乃至６にかかるピックアップレンズ１４の正弦条件違反量について説明する。
図５５に示す表に、実施例１乃至６における正弦条件違反量を示す。なお、正弦条件違反量は、（１３）式により求められる。
また、図５６〜図６１に示すグラフに、実施例１乃至６における正弦条件違反量を示す。図５６〜図６１において、横軸が正弦条件違反量を示し、縦軸が光線高さを示す。
【０１４５】
図５６〜図５８に示すように、実施例１乃至実施例３では、正弦条件違反量が小さく抑えられている。具体的には、実施例１の正弦条件違反量の最大値は０．００１６、最小値は−０．００２８となっており、正弦条件違反量の絶対値は０．０１以下となっている。また、実施例２の正弦条件違反量の最大値は０．００４６、最小値は−０．００６４となっており、正弦条件違反量の絶対値は０．０１以下となっている。また、実施例３の正弦条件違反量の最大値は０．００１９、最小値は−０．００８２となっており、正弦条件違反量の絶対値は０．０１以下となっている。
【０１４６】
一方、図５９〜図６１に示すように、実施例４乃至実施例６では、正弦条件違反量が増大している。具体的には、実施例４の正弦条件違反量の最大値は０．０００２、最小値は−０．０１４４となっており、正弦条件違反量の絶対値は０．０１より大きくなっている。また、実施例５の正弦条件違反量の最大値は０．０２３４、最小値は−０．００３６となっており、正弦条件違反量の絶対値は０．０１より大きくなっている。また、実施例３の正弦条件違反量の最大値は０．０００２、最小値は−０．０２７９となっており、正弦条件違反量の絶対値は０．０１より大きくなっている。
【０１４７】
図４８に示すように、実施例１乃至４にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は、３５ｍλ以下となっている。特に、実施例１乃至３にかかるピックアップレンズ１４では、実施例４にかかるピックアップレンズ１４に比べて、画角０．３°の範囲における全波面収差（ｒｍｓ）が良好になっている。図４８に示すように、実施例１乃至３にかかるピックアップレンズ１４は、接線角θＭが７３°以上となっている点が、実施例４にかかるピックアップレンズ１４と異なる。また、実施例１乃至３にかかるピックアップレンズ１４は、画角０．３°の範囲におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下となっている点が、実施例４にかかるピックアップレンズ１４と異なる。また、図５５に示すように、実施例１乃至３にかかるピックアップレンズ１４は、正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下となっている点が、実施例４にかかるピックアップレンズ１４と異なる。従って、接線角θＭが７３°以上、画角０．３°の範囲におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下、正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下となるように段差を形成することにより、ピックアップレンズ１４の軸外におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）をより良好に低減することができる。
【０１４８】
また、実施例１乃至３にかかるピックアップレンズ１４の中で、実施例１にかかるピックアップレンズ１４の画角０．３°の範囲におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）が最小となっている。実施例１にかかるピックアップレンズ１４は、１番目の輪帯領域から中心の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、中心の輪帯領域から最外周の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されている点が、実施例２及び３と異なる。従って、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が中心の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、ピックアップレンズ１４の軸外におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）をさらに良好に低減することができる。
【０１４９】
また、実施例４にかかるピックアップレンズ１４は、１番目の輪帯領域から中心の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に薄くなり、中心の輪帯領域から最外周の輪帯領域の範囲において、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が徐々に厚くなるように、段差が形成されている点が、実施例５及び６と異なる。従って、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が中心の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、ピックアップレンズ１４の軸外におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）を３５ｍλ以下に抑えることができる。特に、実施例４では、接線角θＭが７３°以上となっておらず、画角０．３°の範囲におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下となっておらず、正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下となっていない。しかし、ピックアップレンズ１４のレンズ厚が中心の半径位置において最も薄くなるように段差を形成することにより、ピックアップレンズ１４の軸外におけるＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）を３５ｍλ以下に抑えることができる。
【０１５０】
次に、実施例１乃至６にかかるピックアップレンズ１４の軸上特性について説明する。図６２〜図６７に示すグラフに、実施例１乃至６にかかる軸上特性を表す波面収差を示す。また、図６８に示すグラフに、比較例１にかかる軸上特性を表す波面収差を示す。なお、周囲温度は３５℃である。
図６２（ａ）、図６３（ａ）、・・・、図６７（ａ）に、ピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置（記録層）にレーザ光を集光した際に発生する波面収差を示す。また、図６２（ｂ）、図６３（ｂ）、・・・、図６７（ｂ）に、ピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した際に発生する波面収差を示す。また、図６２（ｃ）、図６３（ｃ）、・・・、図６７（ｃ）に、ピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置（記録層）にレーザ光を集光した際に発生する波面収差を示す。また、図６８（ａ）、図６８（ｂ）、図６８（ｃ）に、比較例１に係るピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した際に発生する波面収差を示す。
なお、図６２〜図６８において、各位置にレーザ光を集光した場合に透明基板厚差に基づいて発生する球面収差を、コリメータレンズ１３を光軸に沿って移動させることによって補正している。ここで、コリメータレンズ１３を光軸に沿って移動させることによって補正するという事は、ピックアップレンズ１４に入射するレーザ光の発散度合いを調整するという事である。これは、ピックアップレンズ１４に入射するレーザ光の仮想的な発光点位置（物点の位置）を調整し、仮想的な発光点位置からコリメータレンズ１３を介さずにピックアップレンズ１４にレーザ光を入射させる事と等価である。換言すれば、図６２〜図６８において、ピックアップレンズ１４の物体距離を調整することにより、当該球面収差を補正している。
【０１５１】
実施例１にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合の物体距離は、無限遠である。これは、コリメータレンズ１３によって、ピックアップレンズ１４に平行光が入射されることを意味する。本実施形態にかかるピックアップレンズ１４は、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置に平行光を良好に集光するように設計されている。
当該物体距離、デフォーカス量において、実施例１にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を図６２（ｂ）に示す。当該Ｔｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は０．６ｍλであり、ピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光が良好に集光されることが分かる。
また、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例１にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合のＳＡ５（ｒｍｓ）は、０．０ｍλであり、５次球面収差はほとんど発生していないことが分かる。
【０１５２】
また、実施例１にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍの記録層にレーザ光を集光する場合の物体距離は、−３１１ｍｍである。これは、コリメータレンズ１３によって、ピックアップレンズ１４に収束光が入射されることを意味する。具体的には、コリメータレンズ１３を光軸に沿って移動させて、さらに、デフォーカス量を＋１．５６９μｍとすることにより、ピックアップレンズ１４に入射するレーザ光を収束光とする。すなわち、ピックアップレンズ１４の物体距離、及び光ディスク１５側の面（面番号３）と、光ディスク１５の光源１１側の面（物体側の面：面番号４）との面間距離（作動距離（ＷＤ））を調整することにより、透明基板厚差によって生じる球面収差を補正している。
当該物体距離、デフォーカス量において、実施例１にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を図６２（ａ）に示す。当該Ｔｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は６．７ｍλであり、ピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光が良好に集光されることが分かる。
また、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例１にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合のＳＡ５（ｒｍｓ）は、２．６ｍλであり、５次球面収差も十分に低減されていることが分かる。
【０１５３】
同様に、実施例１にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．１００ｍｍの記録層にレーザ光を集光する場合の物体距離は、＋３２８ｍｍである。これは、コリメータレンズ１３を光軸に沿って移動させ、さらに、デフォーカス量を−１．３０５μｍとすることにより、ピックアップレンズ１４に入射するレーザ光を発散光としていることを意味する。これにより、透明基板厚差によって生じる球面収差を補正している。
当該物体距離、デフォーカス量において、実施例１にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差を図６２（ｃ）に示す。当該Ｔｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）は６．７ｍλであり、ピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光が良好に集光されることが分かる。
また、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例１にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合のＳＡ５（ｒｍｓ）は、−３．０ｍλであり、５次球面収差も十分に低減されていることが分かる。
【０１５４】
同様の理由により、実施例２にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合の物体距離は、−２８０ｍｍ、無限遠、＋２９５ｍｍである。また、実施例２にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合のデフォーカス量は、＋１．０４６μｍ、約０μｍ、−１．３０５μｍである。
そして、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例２にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差をそれぞれ図６３（ａ）、図６３（ｂ）、図６３（ｃ）に示す。また、図６３（ａ）、図６３（ｂ）、図６３（ｃ）に示すＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）はそれぞれ１３．０ｍλ、１．３ｍλ、１４．７ｍλであり、実施例２にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光が良好に集光されることが分かる。
また、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例２にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合のＳＡ５（ｒｍｓ）は、それぞれ７．１ｍλ、０．１ｍλ、−８．６ｍλであり、５次球面収差も十分に低減されていることが分かる。
【０１５５】
また、実施例３にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合の物体距離は、−３３３ｍｍ、無限遠、＋３４１ｍｍである。また、実施例３にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合のデフォーカス量は、＋１．９５４μｍ、約０μｍ、−２．０５６μｍである。
そして、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例３にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差をそれぞれ図６４（ａ）、図６４（ｂ）、図６４（ｃ）に示す。また、図６４（ａ）、図６４（ｂ）、図６４（ｃ）に示すＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）はそれぞれ７．５ｍλ、１．５ｍλ、７．９ｍλであり、実施例３にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光が良好に集光されることが分かる。
また、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例３にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合のＳＡ５（ｒｍｓ）は、それぞれ１．８ｍλ、０．２ｍλ、−１．９ｍλであり、５次球面収差も十分に低減されていることが分かる。
【０１５６】
また、実施例４にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合の物体距離は、−２５４ｍｍ、無限遠、＋２７０ｍｍである。また、実施例４にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合のデフォーカス量は、＋０．５８３μｍ、約０μｍ、−０．９０８μｍである。
そして、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例４にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差をそれぞれ図６５（ａ）、図６５（ｂ）、図６５（ｃ）に示す。また、図６５（ａ）、図６５（ｂ）、図６５（ｃ）に示すＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）はそれぞれ２６．２ｍλ、０．８ｍλ、２５．８ｍλであり、実施例４にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光が良好に集光されることが分かる。しかし、実施例４にかかるピックアップレンズ１４では、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のＴｏｔａｌ波面収差が、マレシャル限界の範囲内であるが、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に比べて、増大している。
また、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例４にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合のＳＡ５（ｒｍｓ）は、それぞれ２４．８ｍλ、０．１ｍλ、−２４．４ｍλである。したがって、実施例４にかかるピックアップレンズ１４によって透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する際の５次球面収差は十分に低減されていることが分かる。しかし、実施例４にかかるピックアップレンズ１４によって透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際の５次球面収差は、マレシャル限界の範囲内であるが、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に比べて、増大している。そして、実施例４にかかるピックアップレンズ１４によって透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のＴｏｔａｌ波面収差の増大は、ＳＡ５の増大によってもたらされていることが分かる。
【０１５７】
また、実施例５にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合の物体距離は、−２０３ｍｍ、無限遠、＋２１１ｍｍである。また、実施例５にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合のデフォーカス量は、−１．２７７μｍ、約０μｍ、＋０．６５２μｍである。
そして、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例５にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差をそれぞれ図６６（ａ）、図６６（ｂ）、図６６（ｃ）に示す。また、図６６（ａ）、図６６（ｂ）、図６６（ｃ）に示すＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）はそれぞれ２９．８ｍλ、０．９ｍλ、２７．９ｍλであり、実施例５にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光が良好に集光されることが分かる。しかし、実施例５にかかるピックアップレンズ１４では、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のＴｏｔａｌ波面収差が、マレシャル限界の範囲内であるが、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に比べて、増大している。
また、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例５にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合のＳＡ５（ｒｍｓ）は、それぞれ２７．１ｍλ、０．１ｍλ、−２５．４ｍλである。したがって、実施例５にかかるピックアップレンズ１４によって透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する際の５次球面収差は十分に低減されていることが分かる。しかし、実施例５にかかるピックアップレンズ１４によって透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際の５次球面収差は、マレシャル限界の範囲内であるが、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に比べて、増大している。そして、実施例５にかかるピックアップレンズ１４によって透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のＴｏｔａｌ波面収差の増大は、ＳＡ５の増大によってもたらされていることが分かる。
【０１５８】
また、実施例６にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合の物体距離は、−２８９ｍｍ、無限遠、＋２９９ｍｍである。また、実施例６にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合のデフォーカス量は、＋１．５１３μｍ、約０μｍ、−１．６５４μｍである。
そして、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例６にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差をそれぞれ図６７（ａ）、図６７（ｂ）、図６７（ｃ）に示す。また、図６７（ａ）、図６７（ｂ）、図６７（ｃ）に示すＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）はそれぞれ２３．５ｍλ、０．８ｍλ、２５．３ｍλであり、実施例６にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光が良好に集光されることが分かる。しかし、実施例６にかかるピックアップレンズ１４では、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のＴｏｔａｌ波面収差が、マレシャル限界の範囲内であるが、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に比べて、増大している。
また、当該物体距離、デフォーカス量において、実施例６にかかるピックアップレンズ１４によって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合のＳＡ５（ｒｍｓ）は、それぞれ２２．３ｍλ、０．０ｍλ、−２３．５ｍλである。したがって、実施例６にかかるピックアップレンズ１４によって透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する際の５次球面収差はほとんど生じていないことが分かる。しかし、実施例６にかかるピックアップレンズ１４によって透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際の５次球面収差は、マレシャル限界の範囲内であるが、透明基板厚０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に比べて、増大している。そして、実施例６にかかるピックアップレンズ１４によって透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のＴｏｔａｌ波面収差の増大は、ＳＡ５の増大によってもたらされていることが分かる。
【０１５９】
また、比較例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合の物体距離は、−３１４ｍｍ、無限遠、＋３２２ｍｍである。また、比較例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合のデフォーカス量は、＋１．６２５μｍ、約０μｍ、−１．７３９μｍである。
そして、当該物体距離、デフォーカス量において、比較例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合の波面収差をそれぞれ図６８（ａ）、図６８（ｂ）、図６８（ｃ）に示す。また、図６８（ａ）、図６８（ｂ）、図６８（ｃ）に示すＴｏｔａｌ波面収差（ｒｍｓ）はそれぞれ５．３ｍλ、１．５ｍλ、４．８ｍλであり、比較例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光が良好に集光されることが分かる。
また、当該物体距離、デフォーカス量において、比較例１にかかるピックアップレンズによって、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．０８７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光した場合のＳＡ５（ｒｍｓ）は、それぞれ５．１ｍλ、０．１ｍλ、−４．５ｍλであり、５次球面収差も十分に低減されていることが分かる。
【０１６０】
実施例４乃至６にかかるピックアップレンズ１４と、比較例１にかかるピックアップレンズとの比較から、ピックアップレンズ１４の少なくとも一方の面に、上述した複数の輪帯領域を設けると、多層光ディスク１５の各記録層に集光する際における軸上特性が劣化してしまうことがわかる。しかし、実施例１乃至３にかかるピックアップレンズ１４は、光源１１側の面に複数の輪帯領域を有しているが、軸上特性が劣化していない。図４８に示すように、実施例１乃至３にかかるピックアップレンズ１４は、接線角θＭが７３°以上となっている点が、実施例４及び５にかかるピックアップレンズ１４と異なる。また、実施例１乃至３にかかるピックアップレンズ１４は、画角０．３°の範囲におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下となっている点が、実施例４乃至６にかかるピックアップレンズ１４と異なる。また、図５５に示すように、実施例１乃至３にかかるピックアップレンズ１４は、正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下となっている点が、実施例４乃至６にかかるピックアップレンズ１４と異なる。従って、接線角θＭが７３°以上、画角０．３°の範囲におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下、正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下となるように輪帯領域を形成することにより、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のＴｏｔａｌ波面収差の増大、すなわち、５次球面収差の増大を抑制することができる。具体的には、接線角θＭが７３°以上、画角０．３°の範囲におけるＣＯＭＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下、正弦条件違反量の絶対値が０．０１以下となるように輪帯領域を形成することにより、透明基板厚０．０７５ｍｍ、０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のＳＡ５の絶対値が０．０１０λｒｍｓ以下となっている。
【０１６１】
換言すれば、（５）式乃至（７）式を満たすことにより、ピックアップレンズ１４によってレーザ光源から出射された光束を多層光ディスク１５に集光する場合に、多層光ディスク１５の記録層間の基板厚差に基づいて発生する３次球面収差を補正しても、ＳＡ５が劣化せずにすむ。これにより、多層光ディスク１５の各記録層に集光する際における軸上特性の劣化を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１６２】
１１  光源（レーザ光源）
１４  ピックアップレンズ（光ピックアップ対物レンズ）
１５  光ディスク（ＢＤ）
【図１】
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【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】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【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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