(57)【要約】【課題】青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤを含む、使用する波長が異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置用の光学素子、光ピックアップ装置用の収差補正素子、光ピックアップ装置用の集光素子、対物光学系、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置を提供する。【解決手段】第１及び第２波長λ１及びλ２の光束を用いて第１及び第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、当該光学素子は、その内部に複数の段差が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成された光学機能面と、光軸方向の段差により分割された複数の輪帯から構成される回折構造が形成された光学機能面と、を有する。【選択図】図１
2010061810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、その内部に複数の段差が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成された光学機能面と、光軸方向の段差により分割された複数の輪帯から構成される回折構造が形成された光学機能面と、を有することを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項２】
前記第１波長λ１の光束が前記回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ１、前記第２波長λ２の光束が前記回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ２としたとき、以下の（１）式を満たすように、前記回折構造の段差の深さが設定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用の光学素子。
ｎ１＞ｎ２ （１）
【請求項３】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）が、それぞれ以下の（２）及び（３）式を満たすとともに、前記第１波長λ１の光束が前記回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ１と、前記第２波長λ２の光束が前記回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ２の組合せが、（ｎ１，ｎ２）＝（２，１）、（３，２）、（５，３）、（８，５）、（１０，６）のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３）
【請求項４】
前記光学素子のうち、前記回折構造が形成された光学機能面を有する素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０
〜６０の範囲内の材料から形成され、前記回折構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ１が以下の（４）乃至（８）式のいずれかを満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
１．２μｍ＜ｄ１＜１．７μｍ （４）
２．０μｍ＜ｄ１＜２．６μｍ （５）
３．４μｍ＜ｄ１＜４．１μｍ （６）
５．６μｍ＜ｄ１＜６．５μｍ （７）
６．９μｍ＜ｄ１＜８．１μｍ （８）
【請求項５】
前記回折構造の光軸を含む断面形状は、階段形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項６】
前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７】
前記光学素子は、１つの素子から構成され、前記重畳型回折構造は、前記光学素子の一方の光学機能面に形成され、前記回折構造は、前記光学素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項８】
前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えず、前記第２波長λ２の光束に対して光路差を与えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項９】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）が、それぞれ以下の（２）及び（３）式を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３）
【請求項１０】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、その内部に複数の段差が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成された光学機能面と、光軸方向の段差により分割された複数の輪帯から構成される光路差付与構造が形成された光学機能面と、を有することを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１１】
前記光路差付与構造の輪帯のうち、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも内側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が短くなるように光軸方向に変移しており、前記最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも外側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が長くなるように光軸方向に変移してい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用の光学素子。
【請求項１２】
前記所定の高さに位置する輪帯の中央部における光軸からの高さは、最大有効径の６０％乃至８５％の範囲内の高さであることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１３】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）、前記光路差付与構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ２(μｍ)、前記光学素子のうち、前記光路差付与構造が形成された光学機能面を有する素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ1
、前記光学素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ2により、それぞれ以下の（９）
及び（１０）式で表されるΦ１、Φ２が以下の（１１）乃至（１３）式を満たすことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。Φ１＝ｄ２（Ｎλ1−１）／λ１ （９）
Φ２＝ｄ２（Ｎλ2−１）／λ２ （１０）
ＩＮＴ（Φ１）≦２０ （１１）
０≦｜ＩＮＴ（Φ１）−Φ１｜≦０．４ （１２）
０≦｜ＩＮＴ（Φ２）−Φ２｜≦０．４ （１３）
但し、ＩＮＴ（Φｉ）（ｉ＝１、２）は、Φｉを四捨五入して得られる整数である。
【請求項１４】
前記光学素子のうち、前記光路差付与構造が形成された光学機能面を有する素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数
が５０〜６０の範囲内の材料から形成されると共に、以下の（１４）及び（１５）式を満たすことを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
ＩＮＴ（Φ１）＝５ｐ （１４）
ＩＮＴ（Φ２）＝３ｐ （１５）
但し、ｐは１以上の整数である。
【請求項１５】
前記光学素子は、１つの素子から構成され、前記重畳型回折構造は、前記光学素子の一方の光学機能面に形成され、前記光路差付与構造は、前記光学素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１６】
前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えず、前記第２波長λ２の光束に対して光路差を与えることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１７】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）が、それぞれ以下の（２）及び（３）式を満たすことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３）
【請求項１８】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）が以下の（２）及び（３）式を満たすと共に、前記重畳型回折構造において各輪帯内に形成された前記段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）、前記光学素子のうち、前記重畳型回折構造が形成された光学機能面を有する素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ1が、実質的に以下の（１６）式を満た
すことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３）
Δ＝２ｍ・λ１／（Ｎλ1−１） （１６）
但し、Ｎは３又は４又は５のいずれか、ｍは１以上の整数である。
【請求項１９】
前記光学素子のうち、前記重畳型回折構造が形成された光学機能面を有する素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数
が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記段差の数Ｎと、前記輪帯のうち光軸に最も近い輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）の組合せが、それぞれ以下の（１７）乃至（１９）式のいずれかであることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
Ｎ＝３のとき、４．１≦Ｄ≦４．８ （１７）
Ｎ＝４のとき、５．４≦Ｄ≦６．４ （１８）
Ｎ＝５のとき、７．０≦Ｄ≦７．９ （１９）
【請求項２０】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置に用いられ、前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる対物光学系であって、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を含むと共に、前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記対物光学系の波長分散に起因して発生する色収差を抑制する機能を有することを特徴とする対物光学系。
【請求項２１】
前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記対物光学系の軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする請求項２０に記載の対物光学系。
【請求項２２】
前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記対物光学系の波長分散に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の対物光学系。
【請求項２３】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置に用いられ、前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる対物光学系であって、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を含むと共に、
前記対物光学系は、近軸におけるパワーが正であるプラスチックレンズを有し、前記回折構造は、環境温度変化に伴う、前記プラスチックレンズの屈折率変化に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする対物光学系。
【請求項２４】
前記対物光学系は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする請求項２３に記載の対物光学系。
【請求項２５】
前記対物光学系は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、該収差補正素子から射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる集光素子とから構成され、
前記重畳型回折構造及び前記回折構造は、前記収差補正素子の光学機能面に形成されることを特徴とする請求項２０乃至２４のいずれか一項に記載の対物光学系。
【請求項２６】
前記回折構造の光軸を含む断面形状は、階段形状であることを特徴とする請求項２０乃至２５のいずれか一項に記載の対物光学系。
【請求項２７】
前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする請求項２０乃至２５のいずれか一項に記載の対物光学系。
【請求項２８】
前記重畳型回折構造は、前記第１光情報記録媒体の保護層と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正する機能を有することを特徴とする請求項２０乃至２７のいずれか一項に記載の対物光学系。
【請求項２９】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置に用いられ、前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる対物光学系であって、
請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を含むと共に、前記光路差付与構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記対物光学系の波長分散に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする対物光学系。
【請求項３０】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置に用いられ、前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる対物光学系であって、
請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を含むと共に、前記対物光学系は、近軸におけるパワーが正であるプラスチックレンズを有し、前記光路差付与構造は、環境温度変化に伴う、前記プラスチックレンズの屈折率変化に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする対物光学系。
【請求項３１】
前記光路差付与構造は、環境温度が上昇した場合には、前記第１波長λ１の光束に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化し、環境温度が低下した場合には、前記第１波長λ１の光束に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の温度依存性を有することを特徴とする請求項３０に記載の対物光学系。
【請求項３２】
前記光路差付与構造の輪帯のうち、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも内側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が短くなるように光軸方向に変移しており、前記最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも外側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が長くなるように光軸方向に変移していることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の対物光学系。
【請求項３３】
前記所定の高さに位置する輪帯の中央部における光軸からの高さは、最大有効径の６０％乃至８５％の範囲内の高さであることを特徴とする請求項３２に記載の対物光学系。
【請求項３４】
前記対物光学系は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、該収差補正素子から射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる集光素子とから構成され、
前記重畳型回折構造及び前記光路差付与構造は、前記収差補正素子の光学機能面に形成されることを特徴とする請求項２９乃至３３のいずれか一項に記載の対物光学系。
【請求項３５】
前記重畳型回折構造は、前記第１光情報記録媒体の保護層と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正する機能を有することを特徴とする請求項２９乃至３４のいずれか一項に記載の対物光学系。
【請求項３６】
前記重畳型回折構造により透過波面に付加される光路差を以下の数式で定義したとき、
【数１】
2010061810.tif 000045
Ｂ2とＢ4の符号が互いに異なることを特徴とする請求項２０乃至３５のいずれか一項に記
載の対物光学系。
但し、λは入射光束の波長、λＢは製造波長、ｈは光軸に垂直な方向の高さ（ｍｍ）、Ｂ2jは光路差関数係数、ｎは回折次数である。
【請求項３７】
前記対物光学系は、前記重畳型回折構造が形成された光学機能面を有する収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、該収差補正素子から射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる１群１枚構成のプラスチックレンズである集光素子とから構成され、
前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１（ｍｍ-1）が以下の（２０）式を満たすことを特徴とする請求項２０乃至３６のいずれか一項に記載の対物光学系。
Ｐ１＞０ （２０）
【請求項３８】
前記対物光学系は、前記重畳型回折構造が形成された光学機能面を有する収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、該収差補正素子から射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる１群１枚構成の集光素子とから構成され、
前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１（ｍｍ-1）と、前記第１波長λ１に対する前記集光素子の近軸におけるパワーＰ２（ｍｍ-1）との比が以下の（２１）式を満たすことを特徴とする請求項２０乃至３７のいずれか一項に記載の対物光学系。
｜Ｐ１／Ｐ２｜≦０．２ （２１）
【請求項３９】
前記集光素子は、環状ポレオレフィン系のプラスチックレンズであって、該プラスチックレンズは、温度２５℃での波長４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ405、及びｄ線におけるア
ッベ数νd、−５℃〜７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈
折率の変化率ｄＮ405／ｄＴが以下の（２２）乃至（２４）式を満たすことを特徴とする
請求項３８に記載の対物光学系。
１．５４＜Ｎ405＜１．５８ （２２）
５０＜νd＜６０ （２３）
−１０×１０-5（℃-1）＜ｄＮ405／ｄＴ＜−８×１０-5（℃-1） （２４）
【請求項４０】
前記集光素子は、プラスチック材料中に、直径が３０μｍ以下の粒子を分散させた材料を用いて成形されたことを特徴とする請求項３８に記載の対物光学系。
【請求項４１】
前記集光素子は、ガラスレンズであることを特徴とする請求項３８に記載の対物光学系。
【請求項４２】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４３】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情
報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
請求項２０乃至４１のいずれか一項に記載の対物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４４】
請求項４２又は４３に記載の光ピックアップ装置を搭載して、以下の（I）乃至（IV）
のうち、少なくとも１つを実行可能であることを特徴とする光情報記録再生装置。
（I）前記第１光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第２光情報記録媒体に対
する情報の記録
（II）前記第１光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第２光情報記録媒体に記録された情報の再生
（III）前記第１光情報記録媒体に記録された情報の再生、及び、前記第２光情報記録媒
体に対する情報の記録
（IV）前記第１光情報記録媒体に記録された情報の再生、及び、前記第２光情報記録媒体に記録された情報の再生
【請求項４５】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項４６】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１と、前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２とが略一致することを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項４７】
前記第２波長λ２に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが負であることを特徴とする請求項４６に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項４８】
前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正不足の球面収差を付加することを特徴とする請求項４６又は４７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項４９】
前記第１倍率ｍ１と前記第２倍率ｍ２が以下の（２５）式を満たすことを特徴とする請求項４６乃至４８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
ｍ１＝ｍ２＝０ （２５）
【請求項５０】
前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３が以下の（２６）式を満たすことを特徴とする請求項４６乃至４９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （２６）
【請求項５１】
前記第１光源と前記第２光源はパッケージ化された光源モジュールであり、前記光学素子は、前記光源モジュールから射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記光源モジュールから射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする請求項４６乃至５０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項５２】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２と、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３とが略一致することを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項５３】
前記第２波長λ２に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが正であることを特徴とする請求項５２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項５４】
前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正過剰の球面収差を付加することを特徴とする請求項５２又は５３に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項５５】
前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１が以下の（２７）式を満たすことを特徴とする請求項５２乃至５４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
ｍ１＝０ （２７）
【請求項５６】
前記第２倍率ｍ２と前記第３倍率ｍ３が以下の（２８）及び（２９）式を満たすことを特徴とする請求項５２乃至５５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。ｍ２＝ｍ３（２８）
−０．２５＜ｍ２＜−０．１０ （２９）
【請求項５７】
前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源モジュールであり、前記光学素子は、前記光源モジュールから射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記光源モジュールから射出された前記第３波長λ３の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする請求項５２乃至５６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項５８】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第１光束λ１と、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐとが以下の（３０）及び（３１）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
０．３９μｍ＜λ１＜０．４２μｍ （３０）
Ｐ＞３μｍ （３１）
【請求項５９】
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３２）式を満たすことを特徴とする請求項５８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
Ｐ＞５μｍ （３２）
【請求項６０】
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３３）式を満たすことを特徴とする請求項５８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
Ｐ＞１０μｍ （３３）
【請求項６１】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造により透過波面に付加される光路差を以下の数式で定義したとき、
【数１】
2010061810.tif 000046
Ｂ2とＢ4の符号が互いに異なることを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
但し、λは入射光束の波長、λBは製造波長、ｈは光軸に垂直な方向の高さ（ｍｍ）、
Ｂ2jは光路差関数係数、ｎは回折次数である。
【請求項６２】
前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１と、前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２と、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３とが互いに異なることを特徴とする請求項５８乃至６１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項６３】
前記第１倍率ｍ１と、前記第２倍率ｍ２と、前記第３倍率ｍ３とが以下の（３４）乃至（３６）式を満たす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用の光学素子。ｍ１＝０（３４）
−０．０８＜ｍ２＜−０．０１ （３５）
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （３６）
【請求項６４】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも２つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）のいずれかが、光学機能領域毎に異なることを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項６５】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を中心とした段差により分割された複数の輪帯からなる回折構造が形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項６６】
前記回折構造の段差の深さは、前記第１波長λ１の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ１に対して、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ２と、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ３とが共に、より低次数となるように設計されてい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用の光学素子。
【請求項６７】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（３７）乃至（３９）式を満たすとともに、前記回折次数ｎ１と前記回折次数ｎ２と前記回折次数ｎ３の組合せが、（ｎ１，ｎ２、ｎ３）＝（２，１，１）、（４，２，２）、（６，４，３）、（８，５，４）、（１０，６，５）のいずれかであることを特徴とする請求項６６に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （３７）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３８）
０．７５＜λ３＜０．８５ （３９）
【請求項６８】
前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記回折構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ１が次式（４０）乃至（４４）のいずれか１つを満たすことを特徴とする請求項６６又は６７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
１．２μｍ＜ｄ１＜１．７μｍ （４０）
２．６μｍ＜ｄ１＜３．０μｍ （４１）
４．４μｍ＜ｄ１＜５．０μｍ （４２）
５．６μｍ＜ｄ１＜６．５μｍ （４３）
６．９μｍ＜ｄ１＜８．１μｍ （４４）
【請求項６９】
前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記集光素子の色収差に起因して発生するフォーカス位置ずれを抑制する機能を有することを特徴とする請求項６５乃至６８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７０】
前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記集光素子の色収差に起因して発生する軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする請求項６９に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７１】
前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記集光素子の色収差に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする請求項６９又は７０に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７２】
前記集光素子は、プラスチックレンズであって、前記回折構造は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することで、環境温度変化に伴う前記集光素子の屈折率変化により発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする請求項６５乃至７１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７３】
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を含む中心光学機能領域と、該中心光学機能領域の周囲を囲む周辺光学機能領域とに分割され、前記周辺光学機能領域にのみ、前記回折構造が形成されていることを特徴とする請求項７２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７４】
前記回折構造の光軸を含む断面形状は、階段形状であることを特徴とする請求項６５乃至７３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７５】
前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする請求項６５乃至７３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７６】
前記重畳型回折構造は、前記収差補正素子の一方の光学機能面に形成され、前記回折構造は、前記収差補正素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする請求項６５乃至７５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７７】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を含む中心領域と該中心領域の外側に段差により分割された複数の輪帯から構成される光路差付与構造が形成されたことを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７８】
前記集光素子と前記収差補正素子は共にプラスチックレンズであって、前記光路差付与構造は、環境温度が上昇した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化し、環境温度が低下した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の温度依存性を有することで、環境温度変化に伴う前記集光素子の屈折率変化により発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする請求項７７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７９】
前記光路差付与構造において、前記中心領域の外側に隣接する前記輪帯は、前記中心領域に対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径位置における前記輪帯は、その内側に隣接する前記輪帯に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径の７５％の位置における前記輪帯は、その内側に隣接する輪帯とその外側に隣接する輪帯とに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されていることを特徴とする請求項７８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項８０】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光路差付与構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ２(μｍ)、前記収差補正素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ1、前記収差補正素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ2、前記収差補正素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ3により、それぞれ以下の（４５）乃至（４７）式で表されるΦ１、Φ２、Φ３が、が以下の（４８）乃至（５１）式を満たすことを特徴とする請求項７７乃至７９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
Φ１＝ｄ２（Ｎλ1−１）／λ１ （４５）
Φ２＝ｄ２（Ｎλ2−１）／λ２ （４６）
Φ３＝ｄ２（Ｎλ3−１）／λ３ （４７）
ＩＮＴ（Φ１）≦１０ （４８）
０≦｜ＩＮＴ（Φ１）−Φ１｜≦０．４ （４９）
０≦｜ＩＮＴ（Φ２）−Φ２｜≦０．４ （５０）
０≦｜ＩＮＴ（Φ３）−Φ３｜≦０．４ （５１）
但し、ＩＮＴ（Φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、Φｉを四捨五入して得られる整数である。
【請求項８１】
前記重畳型回折構造は、前記収差補正素子の一方の光学機能面に形成され、前記光路差付与構造は、前記収差補正素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする請求項７７乃至８０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項８２】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記集光素子は、１群１枚構成のプラスチックレンズであって、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されており、
前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１（ｍｍ-1）が以下の（５２）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
Ｐ１＞０ （５２）
【請求項８３】
前記収差補正素子はプラスチックレンズであって、前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸における屈折パワーＰＲ（ｍｍ-1）が以下の（５３）式を満たすことを特徴とする請求項８２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
ＰＲ＞０ （５３）
【請求項８４】
前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であることを特徴とする請求項４５乃至８３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項８５】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）、前記収差補正素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ1、前記収差補正素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ2、前記収差補正素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ3により、それぞれ以下の（５４）乃至（５６）式で表されるφ１、φ２、φ３が、が以下の（５７）乃至（５９）式を満たすことを特徴とする請求項８４に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
φ１＝Δ（Ｎλ1−１）(Ｎ＋１)／λ１ （５４）
φ２＝Δ（Ｎλ2−１）(Ｎ＋１)／λ２ （５５）
φ３＝Δ（Ｎλ3−１）(Ｎ＋１)／λ３ （５６）
０≦｜ＩＮＴ（φ１）−φ１｜≦０．４ （５７）
０≦｜ＩＮＴ（φ２）−φ２｜≦０．４ （５８）
０≦｜ＩＮＴ（φ３）−φ３｜≦０．４ （５９）
但し、ＩＮＴ（φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、φｉを四捨五入して得られる整数である。
【請求項８６】
前記φ１、及び各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎが以下の（６０）及び（６１）式を満たすことを特徴とする請求項８５に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。φ１≦２４（６０）
３≦Ｎ≦１１ （６１）
【請求項８７】
前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して等価な第１光学的作用を与え、前記第２波長λ２の光束に対しては、前記第１光学的作用とは異なる第２光学的作用を与えることを特徴とする請求項８４乃至８６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項８８】
前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を１次方向に回折させる１次回折であることを特徴とする請求項８７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項８９】
前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（６２）乃至（６４）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）の組合せが、それぞれ以下の（６５）乃至（６８）式のいずれかであることを特徴とする請求項８８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （６２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （６３）
０．７５＜λ３＜０．８５ （６４）
Ｎ＝３のとき、４．１≦Ｄ≦４．８ （６５）
Ｎ＝４のとき、５．４≦Ｄ≦６．４ （６６）
Ｎ＝５のとき、７．０≦Ｄ≦７．９ （６７）
Ｎ＝６のとき、８．４≦Ｄ≦９．０ （６８）
【請求項９０】
前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を２次方向に回折させる２次回折であることを特徴とする請求項８７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項９１】
前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（６９）乃至（７１）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）が、それぞれ以下の（７２）乃至（７５）式のいずれかであることを特徴とする請求項９０に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （６９）
０．６３＜λ２＜０．６８ （７０）
０．７５＜λ３＜０．８５ （７１）
Ｎ＝８  のとき、１１．３≦Ｄ≦１２．７ （７２）
Ｎ＝９  のとき、１２．８≦Ｄ≦１４．１ （７３）
Ｎ＝１０のとき、１４．２≦Ｄ≦１５．６ （７４）
Ｎ＝１１のとき、１５．７≦Ｄ≦１７．２ （７５）
【請求項９２】
前記複数の光学機能領域の全てに、前記重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする請求項８４乃至９１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項９３】
前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、前記重畳型回折構造が形成されていないことを特徴とする請求項４５乃至９１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項９４】
前記重畳型回折構造が、前記収差補正素子の複数の光学機能面に形成されていることを特徴とする請求項４５乃至９３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項９５】
前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２とが以下の（７６）式を満たすことを特徴とする請求項４５乃至９４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
０．８≦ｔ１／ｔ２≦１．２ （７６）
【請求項９６】
前記複数の光学機能領域は、２つの光学機能領域であり、前記２つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記２つの光学機能領域のうち、光軸を含まない光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする請求項９５に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項９７】
前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項９６に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項９８】
前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項９６又は９７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項９９】
前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、前期光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする請求項９５に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１００】
前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項９９に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１０１】
前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項９９又は１００に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１０２】
前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項９９乃至１０１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１０３】
前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項９９乃至１０２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１０４】
前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２とが以下の（７７）式を満たすことを特徴とする請求項４５乃至９４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
ｔ１／ｔ２≦０．４ （７７）
【請求項１０５】
前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、前期光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする請求項１０４に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１０６】
前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項１０５に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１０７】
前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項１０５又は１０６に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１０８】
前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項１０５乃至１０７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１０９】
前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項１０５乃至１０８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１１０】
前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１（ｍｍ-1）と、前記第１波長λ１に対する前記集光素子の近軸におけるパワーＰ２（ｍｍ-1）とが以下の（７８）式を満たすことを特徴とする請求項４５乃至１０９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
｜Ｐ１／Ｐ２｜≦０．２ （７８）
【請求項１１１】
前記収差補正素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項４５乃至１１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１１２】
前記集光素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項４５乃至１１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１１３】
前記集光素子は、ガラスレンズであることを特徴とする請求項４５乃至１１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１１４】
前記集光素子は、プラスチック材料中に、直径が３０ｎｍ以下の粒子を分散させた材料を用いて成形されたことを特徴とする請求項４５乃至１１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１１５】
前記集光素子は、前記第１波長λ１と前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１とに対して、マレシャル限界以下となるように収差補正されていることを特徴とする請求項４５乃至１１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１１６】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップであって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系を有し、
前記対物光学系として、請求項４５乃至１１５のいずれか一項に記載の光学素子を使用することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１７】
請求項１１６に記載の光ピックアップ装置を搭載して、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の再生のうち、少なくとも一方を実行可能であることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１１８】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子と
の間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１１９】
前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であって、前記第２波長λ２に対する該重畳型回折構造の近軸における回折パワーが負であることを特徴とする請求項１１８に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１２０】
前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であって、該重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正不足の球面収差を付加することを特徴とする請求項１１８又は１１９に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１２１】
前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であって、該第２波長λ２に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが正であることを特徴とする請求項１１８に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１２２】
前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であって、該重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正過剰の球面収差を付加することを特徴とする請求項１１８又は１２１に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１２３】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第１光束λ１と、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐとが以下の（７９）及び（８０）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用の収差補正素子。
０．３９μｍ＜λ１＜０．４２μｍ （７９）
Ｐ＞３μｍ （８０）
【請求項１２４】
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（８１）式を満たすことを特徴とする請求項１２３に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
Ｐ＞５μｍ （８１）
【請求項１２５】
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（８２）式を満たすことを特徴とする請求項１２４に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
Ｐ＞１０μｍ （８２）
【請求項１２６】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造により透過波面に付加される光路差を以下の数式で定義したとき、
【数１】
2010061810.tif 000047
Ｂ2とＢ4の符号が互いに異なることを特徴とする光ピックアップ装置用の収差補正素子。
但し、λは入射光束の波長、λBは製造波長、ｈは光軸に垂直な方向の高さ（ｍｍ）、
Ｂ2jは光路差関数係数、ｎは回折次数である。
【請求項１２７】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも２つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連
続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）のいずれかが、光学機能領域毎に異なることを特徴とする光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１２８】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも一つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を中心とした段差により分割された複数の輪帯からなる回折構造が形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１２９】
前記回折構造の段差の深さは、前記第１波長λ１の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ１に対して、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ２と、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ３とが共に、より低次数となるように設計されていることを特徴とする請求項１２８に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１３０】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（８３）乃至（８５）式を満たすとともに、前記回折次数ｎ１と前記回折次数ｎ２と前記回折次数ｎ３の組合せが、（ｎ１，ｎ２、ｎ３）＝（２，１，１）、（４，２，２，）、（６，４，３）、（８，５，４）、（１０，６，５）のいずれかであることを特徴とする請求項１２９に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （８３）
０．６３＜λ２＜０．６８ （８４）
０．７５＜λ３＜０．８５ （８５）
【請求項１３１】
前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記回折構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ１が次式（８６）乃至（９０）のいずれか１つを満たすことを特徴とする請求項１２９又は１３０に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
１．２μｍ＜ｄ１＜１．７μｍ （８６）
２．６μｍ＜ｄ１＜３．０μｍ （８７）
４．４μｍ＜ｄ１＜５．０μｍ （８８）
５．６μｍ＜ｄ１＜６．５μｍ （８９）
６．９μｍ＜ｄ１＜８．１μｍ （９０）
【請求項１３２】
前記回折構造の、前記第１波長λ１に対する近軸における回折パワーＰＤ０（ｍｍ-1）、前記回折構造の、前記第１波長λ１よりも１０ｎｍ長い波長に対する近軸における回折パワーＰＤ１（ｍｍ-1）、前記回折構造の、前記第１波長λ１よりも１０ｎｍ短い波長に対する近軸における回折パワーＰＤ２（ｍｍ-1）が以下の（９１）式を満たすことを特徴とする請求項１２８乃至１３１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。ＰＤ２＜ＰＤ０＜ＰＤ１（９１）
【請求項１３３】
前記回折構造は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする請求項１２８乃至１３２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１３４】
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を含む中心光学機能領域と、該中心光学機能領域の周囲を囲む周辺光学機能領域とに分割され、前記周辺光学機能領域にのみ、前記回折構造が形成されていることを特徴とする請求項１３３に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１３５】
前記回折構造の光軸を含む断面形状は、階段形状であることを特徴とする請求項１２８乃至１３４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１３６】
前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする請求項１２８乃至１３４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１３７】
前記重畳型回折構造は、前記収差補正素子の一方の光学機能面に形成され、前記回折構造は、前記収差補正素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする請求項１２８乃至１３６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１３８】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を含む中心領域と該中心領域の外側に段差により分割された複数の輪帯から構成される光路差付与構造が形成されたことを特徴とする光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１３９】
前記光路差付与構造は、環境温度が上昇した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化し、環境温度が低下した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の温度依存性を有することを特徴とする請求項１３８に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１４０】
前記光路差付与構造において、前記中心領域の外側に隣接する前記輪帯は、前記中心領域に対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径位置における前記輪帯は、その内側に隣接する前記輪帯に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径の７５％の位置における前記輪帯は、その内側に隣接する輪帯とその外側に隣接する輪帯とに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されていることを特徴とする請求項１３９に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１４１】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光路差付与構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ２(μｍ)、前記収差補正素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ1、前記収差補正素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ2、前記収差補正素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ3により、それぞれ以下の（９２）乃至（９４）式で表されるΦ１、Φ２、Φ３が、が以下の（９５）乃至（９８）式を満たすことを特徴とする請求項１３８乃至１４０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
Φ１＝ｄ２・（Ｎλ1−１）／λ１ （９２）
Φ２＝ｄ２・（Ｎλ2−１）／λ２ （９３）
Φ３＝ｄ２・（Ｎλ3−１）／λ３ （９４）
ＩＮＴ（Φ１）≦１０ （９５）
０≦｜ＩＮＴ（Φ１）−Φ１｜≦０．４ （９６）
０≦｜ＩＮＴ（Φ２）−Φ２｜≦０．４ （９７）
０≦｜ＩＮＴ（Φ３）−Φ３｜≦０．４ （９８）
但し、ＩＮＴ（Φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、Φｉを四捨五入して得られる整数である。
【請求項１４２】
前記重畳型回折構造は、前記収差補正素子の一方の光学機能面に形成され、前記光路差付与構造は、前記収差補正素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする請求項１３８乃至１４１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１４３】
前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であることを特徴とする請求項１１８乃至１４２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１４４】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）、前記収差補正素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ1、前記収差補正素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ2、前記収差補正素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ3により、それぞれ以下の（９９）乃至（１０１）式で表されるφ１、φ２、φ３が、が以下の（１０２）乃至（１０４）式を満たすことを特徴とする請求項１４３に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
φ１＝Δ・（Ｎλ1−１）・(Ｎ＋１)／λ１ （９９）
φ２＝Δ・（Ｎλ2−１）・(Ｎ＋１)／λ２ （１００）
φ３＝Δ・（Ｎλ3−１）・(Ｎ＋１)／λ３ （１０１）
０≦｜ＩＮＴ（φ１）−φ１｜≦０．４ （１０２）
０≦｜ＩＮＴ（φ２）−φ２｜≦０．４ （１０３）
０≦｜ＩＮＴ（φ３）−φ３｜≦０．４ （１０４）
但し、ＩＮＴ（φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、φｉを四捨五入して得られる整数である。
【請求項１４５】
前記φ１、及び各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎが以下の（１０５）及び（１０６）式を満たすことを特徴とする請求項１４４に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
φ１≦２４ （１０５）
３≦Ｎ≦１１ （１０６）
【請求項１４６】
前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して等価な第１光学的作用を与え、前記第２波長λ２の光束に対しては、前記第１光学的作用とは異なる第２光学的作用を与えることを特徴とする請求項１４３乃至１４５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１４７】
前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を１次方向に回折させる１次回折であることを特徴とする請求項１４６に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１４８】
前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１０７）乃至（１０９）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）の組合せが、それぞれ以下の（１１０）乃至（１１３）式のいずれかであることを特徴とする請求項１４７に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１０７）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１０８）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１０９）
Ｎ＝３のとき、４．１≦Ｄ≦４．８ （１１０）
Ｎ＝４のとき、５．４≦Ｄ≦６．４ （１１１）
Ｎ＝５のとき、７．０≦Ｄ≦７．９ （１１２）
Ｎ＝６のとき、８．４≦Ｄ≦９．０ （１１３）
【請求項１４９】
前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を２次方向に回折させる２次回折であることを特徴とする請求項１４６に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１５０】
前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１１４）乃至（１１６）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）が、それぞれ以下の（１１７）乃至（１２０）式のいずれかであることを特徴とする請求項１４９に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１１４）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１１５）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１１６）
Ｎ＝８  のとき、１１．３≦Ｄ≦１２．７ （１１７）
Ｎ＝９  のとき、１２．８≦Ｄ≦１４．１ （１１８）
Ｎ＝１０のとき、１４．２≦Ｄ≦１５．６ （１１９）
Ｎ＝１１のとき、１５．７≦Ｄ≦１７．２ （１２０）
【請求項１５１】
前記複数の光学機能領域の全てに、前記重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする請求項１４３乃至１５０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１５２】
前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、前記重畳型回折構造が形成されていないことを特徴とする請求項１１８乃至１５０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１５３】
前記重畳型回折構造が、前記収差補正素子の複数の光学機能面に形成されていることを特徴とする請求項１１８乃至１５２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１５４】
前記複数の光学機能領域は、２つの光学機能領域であり、前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項１１８乃至１５３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１５５】
前記複数の光学機能領域は、２つの光学機能領域であり、前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項１１８乃至１５４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１５６】
前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項１１８乃至１５３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１５７】
前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項１１８乃至１５３、１５６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１５８】
前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項１１８乃至１５３、１５６、１５７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１５９】
前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項１１８乃至１５３、１５６乃至１５８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１６０】
前記収差補正素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項１１８乃至１５９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子。
【請求項１６１】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップであって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子を有し、
前記第１光源乃至前記第３光源と、前記集光素子との間の光路中に請求項１１８乃至１６０のいずれか一項に記載の収差補正素子を配置したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１６２】
請求項１６１に記載の光ピックアップ装置を搭載して、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の再生のうち、少なくとも一方を実行可能であることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１６３】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１６４】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１と、前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２とが略一致することを特徴とする光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１６５】
前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正不足の球面収差を付加することを特徴とする請求項１６４に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１６６】
前記第１倍率ｍ１と前記第２倍率ｍ２が以下の（１２１）式を満たすことを特徴とする請求項１６４又は１６５に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
ｍ１＝ｍ２＝０ （１２１）
【請求項１６７】
前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３が以下の（１２２）式を満たすことを特徴とする請求項１６４乃至１６６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （１２２）
【請求項１６８】
前記第１光源と前記第２光源はパッケージ化された光源モジュールであり、前記集光素子は、前記光源モジュールから射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記光源モジュールから射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする請求項１６４乃至１６７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１６９】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２と、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３とが略一致することを特徴とする光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１７０】
前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正過剰の球面収差を付加することを特徴とする請求項１６９に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１７１】
前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１が以下の（１２３）式を満たすことを特徴とする請求項１６９又は１７０に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
ｍ１＝０ （１２３）
【請求項１７２】
前記第２倍率ｍ２と前記第３倍率ｍ３が以下の（１２４）及び（１２５）式を満たすことを特徴とする請求項１６９乃至１７１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
ｍ２＝ｍ３ （１２４）
−０．２５＜ｍ２＜−０．１０ （１２５）
【請求項１７３】
前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源モジュールであり、前記集光素子は、前記光源モジュールから射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記光源モジュールから射出された前記第３波長λ３の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする請求項１６９乃至１７２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１７４】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第１光束λ１と、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐとが以下の（１２６）及び（１２７）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用の集光素子。
０．３９μｍ＜λ１＜０．４２μｍ （１２６）
Ｐ＞３μｍ （１２７）
【請求項１７５】
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（１２８）式を満たすことを特徴とする請求項１７４に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
Ｐ＞５μｍ （１２８）
【請求項１７６】
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（１２９）式を満たすことを特徴とする請求項１７５に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
Ｐ＞１０μｍ （１２９）
【請求項１７７】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造により透過波面に付加される光路差を以下の数式で定義したとき、
【数１】
2010061810.tif 000048
Ｂ2とＢ4の符号が互いに異なることを特徴とする光ピックアップ装置用の集光素子。
但し、λは入射光束の波長、λBは製造波長、ｈは光軸に垂直な方向の高さ（ｍｍ）、
Ｂ2jは光路差関数係数、ｎは回折次数である。
【請求項１７８】
前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１と、前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２と、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３とが互いに異なることを特徴とする請求項１７４乃至１７７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１７９】
前記第１倍率ｍ１と、前記第２倍率ｍ２と、前記第３倍率ｍ３とが以下の（１３０）乃至（１３２）式を満たすことを特徴とする請求項１７８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
ｍ１＝０ （１３０）
−０．０８＜ｍ２＜−０．０１ （１３１）
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （１３２）
【請求項１８０】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置
に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも２つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）のいずれかが、光学機能領域毎に異なることを特徴とする光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１８１】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を中心とした段差により分割された複数の輪帯からなる回折構造が形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１８２】
前記回折構造の段差の深さは、前記第１波長λ１の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ１に対して、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ２と、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ３とが共に、より低次数となるように設計されていることを特徴とする請求項１８１に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１８３】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１３３）乃至（１３５）式を満たすとともに、前記回折次数ｎ１と前記回折次数ｎ２と前記回折次数ｎ３の組合せが、（ｎ１，ｎ２、ｎ３）＝（２，１，１）、（４，２，２，）、（６，４，３）、（８，５，４）、（１０，６，５）のいずれかであることを特徴とする請求項１８２に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１３３）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１３４）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１３５）
【請求項１８４】
前記集光素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記回折構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ１が次式（１３６）乃至（１４０）のいずれか１つを満たすことを特徴とする請求項１８２又は１８３に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
１．２μｍ＜ｄ１＜１．７μｍ （１３６）
２．６μｍ＜ｄ１＜３．０μｍ （１３７）
４．４μｍ＜ｄ１＜５．０μｍ （１３８）
５．６μｍ＜ｄ１＜６．５μｍ （１３９）
６．９μｍ＜ｄ１＜８．１μｍ （１４０）
【請求項１８５】
前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記集光素子の色収差に起因して発生するフォーカス位置ずれを抑制する機能を有することを特徴とする請求項１８１乃至１８４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１８６】
前記回折構造の、前第１波長λ１に対する近軸における回折パワーＰＤ０（ｍｍ-1）、前記回折構造の、前第１波長λ１よりも１０ｎｍ長い波長に対する近軸における回折パワーＰＤ１（ｍｍ-1）、前記回折構造の、前第１波長λ１よりも１０ｎｍ短い波長に対する近軸における回折パワーＰＤ２（ｍｍ-1）が以下の（１４１）式を満たすことを特徴とする請求項１８５に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
ＰＤ２＜ＰＤ０＜ＰＤ１ （１４１）
【請求項１８７】
前記回折構造は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする請求項１８５又は１８６に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１８８】
前記集光素子は、プラスチックレンズであって、前記回折構造は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することで、環境温度変化に伴う前記集光素子の屈折率変化により発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする請求項１８１乃至１８７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１８９】
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を含む中心光学機能領域と、該中心光学機能領域の周囲を囲む周辺光学機能領域とに分割され、前記周辺光学機能領域にのみ、前記回折構造が形成されていることを特徴とする請求項１８８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１９０】
前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする請求項１８１乃至１８９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１９１】
前記重畳型回折構造は、前記集光素子の一方の光学機能面に形成され、前記回折構造は、前記集光素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする請求項１８１乃至１９０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１９２】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした
複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を含む中心領域と該中心領域の外側に段差により分割された複数の輪帯から構成される光路差付与構造が形成されたことを特徴とする光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１９３】
前記集光素子はプラスチックレンズであって、前記光路差付与構造は、環境温度が上昇した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化し、環境温度が低下した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の温度依存性を有することで、環境温度変化に伴う前記集光素子の屈折率変化により発生する球面収差変化を抑制する機能を有す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用の集光素子。
【請求項１９４】
前記光路差付与構造において、前記中心領域の外側に隣接する前記輪帯は、前記中心領域に対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径位置における前記輪帯は、その内側に隣接する前記輪帯に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径の７５％の位置における前記輪帯は、その内側に隣接する輪帯とその外側に隣接する輪帯とに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されていることを特徴とする請求項１９３に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１９５】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光路差付与構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ２(μｍ)、前記集光素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ1、前記集光素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ2、前記集光素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ3により、それぞれ以下の（１４２）乃至（１４４）式で表されるΦ１、Φ２、Φ３が、が以下の（１４５）乃至（１４８）式を満たすことを特徴とする請求項１９２乃至１９４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
Φ１＝ｄ２・（Ｎλ1−１）／λ１ （１４２）
Φ２＝ｄ２・（Ｎλ2−１）／λ２ （１４３）
Φ３＝ｄ２・（Ｎλ3−１）／λ３ （１４４）
ＩＮＴ（Φ１）≦１０ （１４５）
０≦｜ＩＮＴ（Φ１）−Φ１｜≦０．４ （１４６）
０≦｜ＩＮＴ（Φ２）−Φ２｜≦０．４ （１４７）
０≦｜ＩＮＴ（Φ３）−Φ３｜≦０．４ （１４８）
但し、ＩＮＴ（Φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、Φｉを四捨五入して得られる整数である。
【請求項１９６】
前記重畳型回折構造は、前記集光素子の一方の光学機能面に形成され、前記光路差付与構造は、前記集光素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする請求項１９２乃至１９５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１９７】
前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であることを特徴とする請求項１６３乃至１９６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項１９８】
前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）、前記集光素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ1、前記集光素子の前記第２波長λ２に対する屈折率Ｎλ2、前記集光素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ3により、それぞれ以下の（１４９）乃至（１５１）式で表されるφ１、φ２、φ３が、以下の（１５２）乃至（１５４）式を満たすことを特徴とする請求項１９７に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
φ１＝Δ・（Ｎλ1−１）・（Ｎ−１）／λ１ （１４９）
φ２＝Δ・（Ｎλ2−１）・（Ｎ−１）／λ２ （１５０）
φ３＝Δ・（Ｎλ3−１）・（Ｎ−１）／λ３ （１５１）
０≦｜ＩＮＴ（φ１）−φ１｜≦０．４ （１５２）
０≦｜ＩＮＴ（φ２）−φ２｜≦０．４ （１５３）
０≦｜ＩＮＴ（φ３）−φ３｜≦０．４ （１５４）
但し、ＩＮＴ（φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、φｉを四捨五入して得られる整数である。
【請求項１９９】
前記φ１、及び各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎが以下の（１５５）及び（１５６）式を満たすことを特徴とする請求項１９８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
φ１≦２４ （１５５）
３≦Ｎ≦１１ （１５６）
【請求項２００】
前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して等価な第１光学的作用を与え、前記第２波長λ２の光束に対しては、前記第１光学的作用とは異なる第２光学的作用を与えることを特徴とする請求項１９７乃至１９９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２０１】
前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を１次方向に回折させる１次回折であることを特徴とする請求項２００に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２０２】
前記集光素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１５７）乃至（１５９）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）の組合せが、それぞれ以下の（１６０）乃至（１６３）式のいずれかであ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用の集光素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１５７）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１５８）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１５９）
Ｎ＝３のとき、４．１≦Ｄ≦４．８ （１６０）
Ｎ＝４のとき、５．４≦Ｄ≦６．４ （１６１）
Ｎ＝５のとき、７．０≦Ｄ≦７．９ （１６２）
Ｎ＝６のとき、８．４≦Ｄ≦９．０ （１６３）
【請求項２０３】
前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を２次方向に回折させる２次回折であることを特徴とする請求項２００に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２０４】
前記集光素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１６４）乃至（１６６）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）が、それぞれ以下の（１６７）乃至（１７０）式のいずれかであることを特徴とする請求項２０３に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１６４）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１６５）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１６６）
Ｎ＝８  のとき、１１．３≦Ｄ≦１２．７ （１６７）
Ｎ＝９  のとき、１２．８≦Ｄ≦１４．１ （１６８）
Ｎ＝１０のとき、１４．２≦Ｄ≦１５．６ （１６９）
Ｎ＝１１のとき、１５．７≦Ｄ≦１７．２ （１７０）
【請求項２０５】
前記複数の光学機能領域の全てに、前記重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする請求項１９７乃至２０４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２０６】
前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、前記重畳型回折構造が形成されていないことを特徴とする請求項１６３乃至２０４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２０７】
前記重畳型回折構造が、前記収差補正素子の複数の光学機能面に形成されていることを特徴とする請求項１６３乃至２０６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２０８】
前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２とが以下の（１７１）式を満たすことを特徴とする請求項１６３乃至２０７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
０．８≦ｔ１／ｔ２≦１．２ （１７１）
【請求項２０９】
前記複数の光学機能領域は、２つの光学機能領域であり、前記２つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記２つの光学機能領域のうち、光軸を含まない光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする請求項２０８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２１０】
前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項２０９に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２１１】
前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項２０９又は２１０に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２１２】
前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、前期光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする請求項２０８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２１３】
前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項２１２に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２１４】
前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項２１２又は２１３に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２１５】
前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項２１２乃至２１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２１６】
前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項２１２乃至２１５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２１７】
前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２とが以下の（１７２）式を満たすことを特徴とする請求項１６３乃至２０７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
ｔ１／ｔ２≦０．４ （１７２）
【請求項２１８】
前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、前期光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする請求項２１７に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２１９】
前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項２１８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２２０】
前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項２１８又は２１９に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２２１】
前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする請求項２１８乃至２２０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２２２】
前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする請求項２１８乃至２２１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２２３】
前記集光素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項１６３乃至２２２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２２４】
前記集光素子は、ガラス転移点Ｔgが４００℃以下であるガラスレンズであることを特徴とする請求項１６３乃至２２２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２２５】
前記集光素子は、プラスチック材料中に、直径が３０ｎｍ以下の粒子を分散させた材料を用いて成形されたことを特徴とする請求項１６３乃至２２３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子。
【請求項２２６】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップであって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系を有し、
前記対物光学系として、請求項１６３乃至２２５のいずれか一項に記載の集光素子を使用することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２２７】
請求項２２６に記載の光ピックアップ装置を搭載して、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の再生のうち、少なくとも一方を実行可能であることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２２８】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系と、絞りと、前記対物光学系と前記絞りとを光軸に垂直な方向に一体に駆動させる駆動装置を有し、
前記対物光学系は、その光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面が、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
更に、前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束のうち、少なくとも１つの光束が前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する構成を有し、
前記第１光源乃至前記第３光源のうち、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束を射出する光源のうち少なくとも１つの光源と、前記対物光学系との間の光路中に、前記対物光学系が前記駆動装置により光軸に垂直な方向に駆動された場合に発生するコマ収差を低減させる機能を有するコマ収差補正素子を配置したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２２９】
前記コマ収差補正素子は、前記対物光学系が前記駆動装置により光軸に垂直な方向に駆動されない場合に、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束が通過する有効径内では、球面収差が回折限界以下となるように補正され、前記有効径の外側では、補正過剰方向の球面収差を有することを特徴とする請求項２２８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３０】
前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束は、発散光束であることを特徴とする請求項２２９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３１】
前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束は、前記第３波長λ３の光束であることを特徴とする請求項２２９又は２３０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３２】
前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束は、前記第２波長λ２の光束であることを特徴とする請求項２２９乃至２３１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３３】
前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束は、前記第２波長λ２の光束と、前記第３波長λ３の光束であることを特徴とする請求項２２９乃至２３２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３４】
前記コマ収差補正素子は、前記第２波長λ２の光束と、前記第３波長λ３の光束の共通光路中に配置され、
前記対物光学系が前記駆動装置により光軸に垂直な方向に駆動されない場合に、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記第２波長λ２が通過する有効径内では、前記波長λ２の球面収差が回折限界以下となるように補正され、前記有効径の外側では、前記波長λ２の球面収差が補正過剰方向とされ、且つ、前記対物光学系が前記駆動装置により光軸に垂直な方向に駆動されない場合に、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記第３波長λ３が通過する有効径内では、前記波長λ３の球面収差が回折限界以下となるように補正され、前記有効径の外側では、前記波長λ３の球面収差が補正過剰方向とされたことを特徴とする請求項２３３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３５】
前記コマ収差補正素子の少なくとも１つの光学機能面には、光軸を中心とした段差により分割された複数の輪帯からなる回折構造が形成されていることを特徴とする請求項２３３又は２３４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３６】
前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源モジュールであることを特徴とする請求項２３３乃至２３５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３７】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系を有し、
前記対物光学系は、その光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面が、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
更に、前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束のうち、少なくとも２つの光束が前記対物光学系に対して互いに異なる倍率で入射する構成を有し、
前記第１光源乃至前記第３光源のうち、前記対物光学系に対して互いに異なる倍率で入射する前記少なくとも２つの光束を射出する光源は、パッケージ化された光源モジュールであって、
少なくとも１つの光学機能面に、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成された、前記光源モジュールから射出された光束のうち、少なくとも１つの光束の発散角を変換して前記対物光学系に導くための発散角変換素子を、前記光源モジュールと、前記対物光学系との間の光路中に配置したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２３８】
前記発散角変換素子に形成された前記重畳型回折構造は、前記光源モジュールから射出された光束のうち、ある１つの光束に対しては第１光学的作用を与え、他の波長の光束に対しては前記第１光学的作用とは異なる第２光学的作用を与えることを特徴とする請求項２３７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３９】
前記光源モジュールから射出される前記光束は２つの光束であって、該２つの光束は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束であることを特徴とする請求項２３８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４０】
前記光源モジュールから射出される前記光束は２つの光束であって、該２つの光束は、前記第２波長λ２の光束と前記第２波長λ３の光束であることを特徴とする請求項２３８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４１】
前記光学素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面上には波長選択フィルタが形成され、前記波長選択フィルタが形成された光学機能面は、光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む周辺の光学機能領域とに分割され、前記波長選択フィルタは、該光軸を含む光学機能領域において、前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束を透過させ、該周辺の光学機能領域において、前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束及び前記第２波長λ２の光束を透過させるような透過率の波長選択性を有することを特徴とする請求項４５乃至１１５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項２４２】
前記光学素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面上には波長選択フィルタが形成され、前記波長選択フィルタが形成された光学機能面は、光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む第１の周辺の光学機能領域と、更にその周囲を囲む第２の周辺の光学機能領域とに分割され、前記波長選択フィルタは、該光軸を含む光学機能領域において、前記第１波長λ１の光束乃至乃至前記第３波長λ３の光束を透過させ、該第１の周辺の光学機能領域において、前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束及び前記第２波長λ２の光束を透過させ、該第２の周辺の光学機能領域において、前記第２波長λ２の光束及び前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束を透過させるような透過率の波長選択性を有することを特徴とする請求項４５乃至１１５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項２４３】
前記波長選択フィルタは、前記収差補正素子の少なくとも１つの光学機能面上に形成されたことを特徴とする請求項２４１又は２４２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項２４４】
前記波長選択フィルタは、前記集光素子の少なくとも１つの光学機能面上に形成されたことを特徴とする請求項２４１又は２４２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項２４５】
前記光ピックアップ装置は、前記対物光学系の光束入射面側に配置された開口制限素子を有し、前記開口制限素子の少なくとも１つの光学機能面上には波長選択フィルタが形成され、前記波長選択フィルタが形成された光学機能面は、光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む周辺の光学機能領域とに分割され、前記波長選択フィルタは、該光軸を含む光学機能領域において、前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束を透過させ、該周辺の光学機能領域において、前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束及び前記第２波長λ２の光束を透過させるような透過率の波長選択性を有することを特徴とする請求項１１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４６】
前記光ピックアップ装置は、前記対物光学系の光束入射面側に配置された開口制限素子を有し、前記開口制限素子の少なくとも１つの光学機能面上には波長選択フィルタが形成され、前記波長選択フィルタが形成された光学機能面は、光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む第１の周辺の光学機能領域と、更にその周囲を囲む第２の周辺の光学機能領域とに分割され、前記波長選択フィルタは、該光軸を含む光学機能領域において、前記第１波長λ１の光束乃至乃至前記第３波長λ３の光束を透過させ、該第１の周辺の光学機能領域において、前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束及び前記第２波長λ２の光束を透過させ、該第２の周辺の光学機能領域において、前記第２波長λ２の光束及び前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束を透過させるような透過率の波長選択性を有することを特徴とする請求項１１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４７】
前記光ピックアップ装置は、前記対物光学系を少なくとも光軸に垂直な方向に駆動させるための駆動装置を有し、前記開口制限素子は、前記駆動装置により、前記対物光学系と一体となって光軸に垂直な方向に駆動されることを特徴とする請求項２４５又は２４６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４８】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップであって、
前記光ピックアップ装置は、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造であって、前記第１光束及び前記第３光束には実質的に位相差を与えず、前記第２光束にのみ位相差を与える重畳型回折構造が形成された光学面を少なくとも１つ有する回折レンズと、前記回折レンズを通過した前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための集光素子とを有し、
前記回折レンズと前記集光素子とから構成される光学系の前記第１波長λ１の光束に対する倍率をｍ１とし、前記回折レンズと前記集光素子とから構成される光学系の前記第２波長λ２の光束に対する倍率をｍ２とし、前記回折レンズと前記集光素子とから構成される光学系の前記第３波長λ３の光束に対する倍率をｍ３としたとき、以下の（１７３）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
ｍ１≧ｍ２＞ｍ３ （１７３）
【請求項２４９】
以下の（１７４）式を満たすことを特徴とする請求項２４８に記載の光ピックアップ装置。
ｍ１＝ｍ２ （１７４）
【請求項２５０】
以下の（１７５）式及び（１７６）式を満たすことを特徴とする請求項２４８に記載の光ピックアップ装置。
ｍ１＝ｍ２＝０ （１７５）
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （１７６）
【請求項２５１】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１情報記録媒体乃至前記第３情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための集光素子と、位相構造を有する収差補正素子と、球面収差補正手段とを有し、
前記収差補正素子は、前記第１波長λ１と前記第２波長λ２の差に起因して前記集光素子で発生する球面収差及び／又は前記ｔ１と前記ｔ２の差に起因する球面収差を補正する機能を有し、
前記球面収差補正手段は、前記厚さｔ１と前記厚さｔ３の差に起因して発生する球面収差を補正する機能を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２５２】
前記位相構造は、重畳型回折構造、回折構造、光路差付与構造の何れかであることを特徴とする請求項２５１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５３】
前記位相構造により前記第１光束に付加される光路差は、前記第１波長λ１の整数倍であることを特徴とする請求項２５２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５４】
前記位相構造により前記第１光束に付加される光路差は、前記第１波長λ１の偶数倍であることを特徴とする請求項２５３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５５】
前記光ピックアップ装置は、回折構造、光路差付与構造の何れかである第２の位相構造を有する第２の収差補正素子を更に有し、前記第２の位相構造により前記第１光束に付加される光路差は、前記第１波長λ１の奇数倍であることを特徴とする請求２５４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５６】
前記集光素子と前記収差補正素子とから構成される光学系の前記第１波長λ１に対する倍率ｍ１と前記第２波長λ２に対する倍率ｍ２とが略一致することを特徴とする請求項２５１乃至２５５の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５７】
前記集光素子は、前記第１波長λ１と前記厚さｔ１の保護層とに対して球面収差補正が最適化されていることを特徴とする請求項２５１乃至２５６の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５８】
前記集光素子と前記収差補正素子は、互いの相対的な位置関係が変化しないように保持されることを特徴とする請求項２５１乃至２５７の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５９】
前記球面収差補正手段は、電圧の印加により透過する光束に対して位相変化を生じせしめる液晶層と、前記液晶素子に電圧を印加するための互いに対向する電極層とから構成される液晶位相制御素子であって、前記液晶位相制御素子は、前記第３光束の位相制御を行うことで前記厚さｔ１と前記厚さｔ３の差に起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項２５１乃至２５８の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６０】
前記液晶位相制御素子は、前記第３光束の位相制御のみを選択的に行うことを特徴とする請求項２５９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６１】
前記球面収差補正手段は、アクチュエータと、前記アクチュエータにより少なくとも光軸方向に変移可能な可動レンズ群とから構成される可動レンズユニットであって、前記可動レンズユニットは、前記集光素子の倍率を変化させることで、前記厚さｔ１と前記厚さｔ３の差に起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項２５１乃至２５８の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６２】
前記集光素子の前記第３波長λ３に対する倍率ｍ３が、以下の（１７７）式を満たす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。
−０．１５＜ｍ３＜−０．０２ （１７７）
【請求項２６３】
前記第１光源乃至前記第３光源のうち、少なくとも２つの光源は一体化されて成ることを特徴とする請求項２５１乃至２６２の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６４】
前記第１光源乃至前記第３光源の全てが一体化されて成る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。
【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用の光学素子、収差補正素子、集光素子、対物光学系、これら光学素子を用いた光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第２高調波発生を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青紫色ＳＨＧレーザ等の波長４０５nmのレーザ光源が実用化されつつある。
これら青紫色レーザ光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物レンズを使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物レンズのＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。
【０００３】
尚、ＮＡ０．８５の対物レンズを使用する高密度光ディスクでは、光ディスクの傾き（スキュー）に起因して発生するコマ収差が増大するため、ＤＶＤにおける場合よりも保護層を薄く設計し（ＤＶＤの０．６ｍｍに対して、０．１ｍｍ）、スキューに対するコマ収差量を低減している。
ところで、このような高密度光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤの製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、高密度光ディスクに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。
【０００４】
高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学部品とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、また、コストが増大する。
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。
かかる、記録密度が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通に使用可能な光学系用の対物光学系として、特許文献１及び２に記載されているような、レンズ表面に、光軸を中心とする輪帯構造を設け、それぞれの輪帯内に複数の凹凸構造を形成する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０６０１８号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記２つの特許文献に記載されている技術は、輪帯内に形成した凹凸構造の段差の深さを、ＤＶＤの記録／再生波長λ１と、ＣＤの記録／再生波長λ２のいずれか一方の波長（例えばλ１）に対して、隣接する凹凸構造同士で実質的に位相差が付加されないような深さにすることで、凹凸構造により、他方の波長（例えばλ２）にのみ位相差が与えられるようにしている。
更に、各輪帯内に形成する凹凸構造の数を、波長λ２の光束が輪帯構造を透過する際に、隣接する輪帯構造同士で波長の整数倍の位相差が与えられるので、輪帯構造により波長λ２の光束のみが回折される。このときの各輪帯内に形成する凹凸構造は、更に、波長λ１と波長λ２とに対する透過率（回折効率）が共に大きく確保されるように設定される。
特許文献１に記載の対物光学系では、波長λ２の光束が輪帯構造により回折される際に、ＤＶＤとＣＤとの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を相殺するように、波長λ２の光束を発散光束として射出し、特許文献２の対物光学系では、波長λ２の光束が輪帯構造により回折される際に、ＤＶＤとＣＤとの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を相殺するような球面収差を波長λ２の光束に付加するので、共通の対物光学系でＤＶＤとＣＤとに対して情報の記録／再生が可能となる。
【０００７】
特許文献１及び２に開示された技術はいずれも、ＤＶＤとＣＤの２種類の光ディスク間での互換を実現するものであり、高密度光ディスクの記録／再生波長（４００ｎｍ近傍）と、ＤＶＤの記録／再生波長（６５０ｎｍ近傍）とに対して、高密度光ディスクとＤＶＤ間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正し、且つ両方の波長に対して高い透過率（回折効率）を確保するための、最適な輪帯構造（例えば、各輪帯内に形成する凹凸構造の数）に関する開示がないため、高密度光ディスクとＤＶＤとの互換を実現するために、上記特許文献に開示された技術をそのまま適用することは困難である。
更に、高密度光ディスクとＤＶＤとに対して共通の対物光学系を用いて情報の記録／再生を適切に行うためには、上述したような、高密度光ディスクとＤＶＤ間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差の他に、高密度光ディスク固有の課題を解決する必要がある。
【０００８】
高密度光ディスク固有の課題は、（１）レーザ光源の短波長化に伴う色収差、（２）高開口数化に伴う球面収差変化、である。
このうち、（１）は、青紫色波長領域では光学材料の波長分散（微小な波長変化に対する屈折率の変化）が大きいために顕在化する課題である。光ディスクに対して情報の再生から記録、或いは情報の記録から再生に切り替わる際には、半導体レーザ光源の出力が変化するため発振波長が変化する（いわゆる、モードホッピング）。この波長変化は数ｎｍ程度であるが、青紫色波長領域では波長分散が大きいため、対物光学系がフォーカシングし直すまでの間はデフォーカス状態となり適切な記録／再生特性が得られない。
また、（２）は、対物光学系で発生する球面収差が、開口数の４乗に比例して増大するために顕在化する課題である。高開口数の対物光学系では、入射光束の波長が変化した際の球面収差が大きくなるため、レーザ光源の波長に対する公差が厳しくなる。特に、青紫色波長領域では波長分散の影響があるため、この課題がより顕在化する。また、製造コストを低減するためには、対物光学系をプラスチックレンズとするのが有効であるが、温度変化に伴う屈折率変化に起因して発生する球面収差が大きくなるため、光ピックアップ装置内の温度が変化した場合に、高密度光ディスクに対する情報の記録／再生特性に支障をきたす。
【０００９】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、青紫色レーザ光源を使用する高密
度光ディスクとＤＶＤを含む、使用する波長が異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置用の光学素子、光ピックアップ装置用の収差補正素子、光ピックアップ装置用の集光素子、対物光学系、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書においては、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光ディスクを総称して「高密度光ディスク」といい、ＮＡ０．８５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の光ディスクの他に、ＮＡ０．６５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスクも含むものとする。また、このような保護層をその情報記録面上に有する光ディスクの他に、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、保護層或いは保護膜の厚さが０の光ディスクも含むものとする。また、本明細書においては、高密度光ディスクには、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光磁気ディスクも含まれるものとする。
本明細書においては、ＤＶＤとは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系列の光ディスクの総称であり、ＣＤとは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系列の光ディスクの総称である。
【００１１】
本明細書においては、「重畳型回折構造」とは、図２６に模式的に示すように、光軸を中心として連続的に配された複数の輪帯Ｒ３ｉにおいて、各輪帯Ｒ３ｉが更に、複数の光軸方向の段差ｄ３ｉにより階段状に分割された構造を指す。かかる重畳型回折構造の、段差ｄ３ｉの深さΔ、段差数Ｎを適切に設定することにより、上述したように、波長の異なる複数の光束のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長の光束は回折せずにその
まま透過させたり、複数の波長の光束の回折次数を互いに異ならせたり、或いは特定の波長の光束に対し、回折効率を極端に小さくしたりする作用を、波長の異なる複数の入射光束に対して与えることが可能となる。なお、このような、回折作用や回折効率を極端に小さくする作用は、各波長の光束から生じる様々な次数の回折光のうち、最大の回折効率を有する回折光に対して与えられる。尚、本明細書においては、この「重畳型回折構造」により回折せずに（すなわち、実質的な光路差を与えられずに）そのまま透過する光束を便宜的に「０次回折光」と呼ぶ。
本明細書においては、「回折構造」とは、図２７に模式的に示すように、光軸を中心として連続的に配された鋸歯形状（図２７（ａ））或いは階段形状（図２７（ｂ））の複数の輪帯Ｒ１ｉから構成され、各輪帯Ｒ１ｉが光軸方向の段差ｄ１ｉにより分割された構造を指す。この「回折構造」は、入射光束の波長に応じて、絶対値が１以上の回折次数の回折光を発生させる。本明細書においては、各輪帯が更に、階段状に分割されている上記「重畳型回折構造」と、この「回折構造」とは区別するものとする。また、図２７では、段差ｄ１ｉの方向が有効径内で同一の場合を示したが、段差ｄ１ｉの方向が有効径内で反転する場合も本明細書における「回折構造」に含まれる。
【００１２】
本明細書においては、「光路差付与構造」とは、図２８に模式的に示すように、光軸を中心として連続的に配され、光軸方向の段差ｄ２ｉにより分割された複数の輪帯Ｒ２ｉから構成された構造を指す。これらの輪帯Ｒ２ｉのうち、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも内側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が短くなるように光軸方向に変移しており、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも外側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が長くなるように光軸方向に変移している。ここでいう、所定の高さに位置する輪帯としては、その中央部における光軸からの高さが、最大有効径の６０％乃至８５％の範囲内の高さであるのが好ましい。
また、本明細書においては、「光路差付与構造」を、光軸を含む中心領域Ｃと該中心領域Ｃの外側に微細な段差ｄ２ｉにより分割された複数の輪帯Ｒ２ｉとから構成される構造であって、中心領域Ｃの外側に隣接する輪帯Ｒ２ｉＡは、中心領域Ｃに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径位置における輪帯Ｒ２ｉＢは、その内側に隣接する輪帯Ｒ２ｉＣに対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径の６０％乃至８５％の範囲内の高さにその中央部が位置する１つの輪帯Ｒ２ｉＤは、その内側に隣接する輪帯Ｒ２ｉＥとその外側に隣接する輪帯Ｒ２ｉＦとに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されている構造と表現することもできる。ここでいう、「中心領域Ｃ」とは、光軸を含み、光軸から最も近い位置にある段差ｄ２ｉＡで囲まれた光学機能領域である。
【００１３】
かかる構成の光路差付与構造により球面収差を補正することが可能となる。例えば、共にプラスチックレンズである収差補正素子と集光素子から構成される対物光学系において、集光素子の温度上昇に伴う球面収差変化（図２９の波面収差ａを参照）を、光路差付与構造が形成された収差補正素子で補正する場合、段差ｄ２ｉの深さをｄ２ｉ＝ｐ・λ０／（Ｎ０−１）を満たすように設定する。但し、ｐは１以上の整数、λ０（μｍ）は設計波長、Ｎ０はプラスチックレンズの設計基準温度での屈折率である。
基準温度では、段差ｄ２ｉによる光路差は、設計波長λ０の整数倍となるので、実質的に光路差が与えられない。これに対し、温度上昇した場合には、プラスチックレンズの屈折率が低下するため、段差ｄ２ｉによる光路差は、設計波長λ０の整数倍から微小にずれることになり、図２９のｂに示すように、温度上昇した場合の集光素子の波面収差（図２９のａ）とは逆符号の波面収差が発生し、互いの波面収差は相殺される方向に作用する（図２９のｃ）。
尚、図２６乃至図２８は各構造を平行平面板上に形成した場合の概略図であり、本明細書においては、上述の定義を逸脱しない限り、各構造は図２６乃至図２８の形態にのみ限定されるものではない。
【００１４】
本明細書においては、「収差補正素子」とは、上述した重畳型回折構造がその光学機能面上に形成され、保護層厚さの異なる複数の種類の光ディスク間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を抑制する機能を有する光学素子を指す。また、本明細書においては、収差補正素子は１つの光学素子だけではなく、複数の光学素子からなる構成としてもよい。また、「集光素子」とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置される光学素子であって、収差補正素子から射出された光束を集光し、規格の異なる複数の種類の光ディスクのそれぞれの情報記録面上に結像させる機能を有する光学素子を指す。この「集光素子」も１つの光学素子だけでなく、複数の光学素子からなる構成としてもよい。
【００１５】
本明細書においては、「対物光学系」とは、上述の集光素子を少なくとも含む光学系を指す。対物光学系は集光素子のみから構成されていても良い。
更に、本明細書においては、かかる集光素子と一体となってアクチュエータによりトラッキング及びフォーカシングを行う光学素子がある場合には、これら光学素子と集光素子とから構成される光学系を対物光学系と定義する。従って、集光素子と一体となってアクチュエータによりトラッキング及びフォーカシングを行う光学素子には、上述の収差補正素子が含まれる。
本明細書においては、光ディスクの情報記録面上に「良好な波面を形成する」とは、入射光束を、波面収差が０．０７λＲＭＳ以下の状態となるように光ディスクの情報記録面上に集光することと同義である。
【００１６】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生
及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、その内部に複数の段差が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成された光学機能面と、光軸方向の段差により分割された複数の輪帯から構成される回折構造が形成された光学機能面と、を有することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、
前記第１波長λ１の光束が前記回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ１、前記第２波長λ２の光束が前記回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ２としたとき、以下の（１）式を満たすように、前記回折構造の段差の深さが設定されていることを特徴とする。
ｎ１＞ｎ２ （１）
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）が、それぞれ以下の（２）及び（３）式を満たすとともに、前記第１波長λ１の光束が前記回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ１と、前記第２波長λ２の光束が前記回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ２の組合せが、（ｎ１，ｎ２）＝（２，１）、（３，２）、（５，３）、（８，５）、（１０，６）のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３）
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記光学素子のうち、前記回折構造が形成された光学機能面を有する素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線
でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記回折構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ１が以下の（４）乃至（８）式のいずれかを満たすことを特徴とする。
１．２μｍ＜ｄ１＜１．７μｍ （４）
２．０μｍ＜ｄ１＜２．６μｍ （５）
３．４μｍ＜ｄ１＜４．１μｍ （６）
５．６μｍ＜ｄ１＜６．５μｍ （７）
６．９μｍ＜ｄ１＜８．１μｍ （８）
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記回折構造の光軸を含む断面形状は、階段形状であることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記光学素子は、１つの素子から構成され、前記重畳型回折構造は、前記光学素子の一方の光学機能面に形成され、前記回折構造は、前記光学素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えず、前記第２波長λ２の光束に対して光路差を与えるこ
とを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）が、それぞれ以下の（２）及び（３）式を満たすことを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３）
【００２０】
請求項１０記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、その内部に複数の段差が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成された光学機能面と、光軸方向の段差により分割された複数の輪帯から構成される光路差付与構造が形成された光学機能面と、を有することを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、請求項１０に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記光路差付与構造の輪帯のうち、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも内側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が短くなるように光軸方向に変移しており、前記最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも外側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が長くなるように光軸方向に変移していることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項１１に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記所定の高さに位置する輪帯の中央部における光軸からの高さは、最大有効径の６０％乃至８５％の範囲内の高さであることを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）、前記光路差付与構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ２(μｍ)、前記光学素子のうち、前記光路差付与構造が形成された光学機能面を有する素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ１、前記光学素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ２により、それぞれ以下の（９）及び（１０）式で表されるΦ１、Φ２が以下の（１１）乃至（１３）式を満たすことを特徴とする。
Φ１＝ｄ２（Ｎλ１−１）／λ１ （９）Φ２＝ｄ２（Ｎλ２−１）／λ２ （１０）
ＩＮＴ（Φ１）≦２０ （１
１）
０≦｜ＩＮＴ（Φ１）−Φ１｜≦０．４ （１２）
０≦｜ＩＮＴ（Φ２）−Φ２｜≦０．４ （１３）
但し、ＩＮＴ（Φｉ）（ｉ＝１、２）は、Φｉを四捨五入して得られる整数である。
【００２２】
請求項１４記載の発明は、請求項１３に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記光学素子のうち、前記光路差付与構造が形成された光学機能面を有する素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ
数が５０〜６０の範囲内の材料から形成されると共に、以下の（１４）及び（１５）式を満たすことを特徴とする。
ＩＮＴ（Φ１）＝５ｐ （１４）
ＩＮＴ（Φ２）＝３ｐ （１５）
但し、ｐは１以上の整数である。
請求項１５記載の発明は、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ
装置用の光学素子において、前記光学素子は、１つの素子から構成され、前記重畳型回折構造は、前記光学素子の一方の光学機能面に形成され、前記光路差付与構造は、前記光学素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１６記載の発明は、請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えず、前記第２波長λ２の光束に対して光路差を与えることを特徴とする。
請求項１７記載の発明は、請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）が、それぞれ以下の（２）及び（３）式を満たすことを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３）
【００２４】
請求項１８記載の発明は、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ２（μｍ）が以下の（２）及び（３）式を満たすと共に、前記重畳型回折構造において各輪帯内に形成された前記段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）、前記光学素子のうち、前記重畳型回折構造が形成された光学機能面を有する素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ１が、実質的に以下の（１６）式を満たすことを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３）
Δ＝２ｍ・λ１／（Ｎλ１−１） （１６）
但し、Ｎは３又は４又は５のいずれか、ｍは１以上の整数である。
請求項１９記載の発明は、請求項１８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記光学素子のうち、前記重畳型回折構造が形成された光学機能面を有する素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ
数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記段差の数Ｎと、前記輪帯のうち光軸に最も近い輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）の組合せが、それぞれ以下の（１７）乃至（１９）式のいずれかであることを特徴とする。
Ｎ＝３のとき、４．１≦Ｄ≦４．８ （１７）
Ｎ＝４のとき、５．４≦Ｄ≦６．４ （１８）
Ｎ＝５のとき、７．０≦Ｄ≦７．９ （１９）
【００２５】
請求項２０記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置に用いられ、前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる対物光学系であって、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を含むと共に、前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記対物光学系の波長分散に起因して発生する色収差を抑制する機能を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項２１記載の発明は、請求項２０に記載の対物光学系において、前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記対物光学系の軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする。
請求項２２記載の発明は、請求項２０又は２１に記載の対物光学系において、前記回折
構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記対物光学系の波長分散に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
請求項２３記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置に用いられ、前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる対物光学系であって、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を含むと共に、
前記対物光学系は、近軸におけるパワーが正であるプラスチックレンズを有し、前記回折構造は、環境温度変化に伴う、前記プラスチックレンズの屈折率変化に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項２４記載の発明は、請求項２３に記載の対物光学系において、前記対物光学系は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする。
請求項２５記載の発明は、請求項２０乃至２４のいずれか一項に記載の対物光学系において、前記対物光学系は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、該収差補正素子から射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる集光素子とから構成され、前記重畳型回折構造及び前記回折構造は、前記収差補正素子の光学機能面に形成されることを特徴とする。
【００２８】
請求項２６記載の発明は、請求項２０乃至２５のいずれか一項に記載の対物光学系において、前記回折構造の光軸を含む断面形状は、階段形状であることを特徴とする。
請求項２７記載の発明は、請求項２０乃至２５のいずれか一項に記載の対物光学系において、前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする。
請求項２８記載の発明は、請求項２０乃至２７のいずれか一項に記載の対物光学系において、前記重畳型回折構造は、前記第１光情報記録媒体の保護層と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正する機能を有することを特徴とする。
【００２９】
請求項２９記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置に用いられ、前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる対物光学系であって、
請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を含むと共に、前記光路差付与構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記対物光学系の波長分散に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
【００３０】
請求項３０記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピック
アップ装置に用いられ、前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる対物光学系であって、
請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を含むと共に、前記対物光学系は、近軸におけるパワーが正であるプラスチックレンズを有し、前記光路差付与構造は、環境温度変化に伴う、前記プラスチックレンズの屈折率変化に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
【００３１】
請求項３１記載の発明は、請求項３０に記載の対物光学系において、前記光路差付与構造は、環境温度が上昇した場合には、前記第１波長λ１の光束に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化し、環境温度が低下した場合には、前記第１波長λ１の光束に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の温度依存性を有することを特徴とする。
請求項３２記載の発明は、請求項３０又は３１に記載の対物光学系において、前記光路差付与構造の輪帯のうち、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも内側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が短くなるように光軸方向に変移しており、前記最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも外側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が長くなるように光軸方向に変移していることを特徴とする。
【００３２】
請求項３３記載の発明は、請求項３２に記載の対物光学系において、前記所定の高さに位置する輪帯の中央部における光軸からの高さは、最大有効径の６０％乃至８５％の範囲内の高さであることを特徴とする。
請求項３４記載の発明は、請求項２９乃至３３のいずれか一項に記載の対物光学系において、前記対物光学系は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、該収差補正素子から射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる集光素子とから構成され、前記重畳型回折構造及び前記光路差付与構造は、前記収差補正素子の光学機能面に形成されることを特徴とする。
【００３３】
請求項３５記載の発明は、請求項２９乃至３４のいずれか一項に記載の対物光学系において、前記重畳型回折構造は、前記第１光情報記録媒体の保護層と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正する機能を有することを特徴とする。
請求項３６記載の発明は、請求項２０乃至３５のいずれか一項に記載の対物光学系において、前記重畳型回折構造により透過波面に付加される光路差を以下の数式で定義したとき、
【数１】
2010061810.tif 000003
Ｂ２とＢ４の符号が互いに異なることを特徴とする。
但し、λは入射光束の波長、λＢは製造波長、ｈは光軸に垂直な方向の高さ（ｍｍ）、Ｂ２ｊは光路差関数係数、ｎは回折次数である。
【００３４】
請求項３７記載の発明は、請求項２０乃至３６のいずれか一項に記載の対物光学系において、前記対物光学系は、前記重畳型回折構造が形成された光学機能面を有する収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、該収差補正素子から射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる１群１枚
構成のプラスチックレンズである集光素子とから構成され、
前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１（ｍｍ−１）が以下の（２０）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ１＞０ （２０）
請求項３８記載の発明は、請求項２０乃至３７のいずれか一項に記載の対物光学系において、前記対物光学系は、前記重畳型回折構造が形成された光学機能面を有する収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、該収差補正素子から射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるために用いられる１群１枚構成の集光素子とから構成され、
前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１（ｍｍ−１）と、前記第１波長λ１に対する前記集光素子の近軸におけるパワーＰ２（ｍｍ−１）との比が以下の（２１）式を満たすことを特徴とする。
｜Ｐ１／Ｐ２｜≦０．２ （２１）
【００３５】
請求項３９記載の発明は、請求項３８に記載の対物光学系において、前記集光素子は、環状ポレオレフィン系のプラスチックレンズであって、該プラスチックレンズは、温度２５℃での波長４０５ｎｍに対する屈折率Ｎ４０５、及びｄ線におけるアッベ数νｄ、−５℃〜７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率の変化率ｄＮ４０５／ｄＴが以下の（２２）乃至（２４）式を満たすことを特徴とする。
１．５４＜Ｎ４０５＜１．５８ （２２）
５０＜νｄ＜６０ （２３）
−１０×１０−５（℃−１）＜ｄＮ４０５／ｄＴ＜−８×１０−５（℃−１）（２４）
【００３６】
請求項４０記載の発明は、請求項３８に記載の対物光学系において、前記集光素子は、プラスチック材料中に、直径が３０μｍ以下の粒子を分散させた材料を用いて成形されたことを特徴とする。
請求項４１記載の発明は、請求項３８に記載の対物光学系において、前記集光素子は、ガラスレンズであることを特徴とする。
【００３７】
請求項４２記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を有することを特徴とする。
請求項４３記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、請求項２０乃至４１のいずれか一項に記載の対物光学系を有することを特徴とする。
【００３８】
請求項４４記載の発明は、請求項４２又は４３に記載の光ピックアップ装置を搭載して、以下の（Ｉ）乃至（IV）のうち、少なくとも１つを実行可能であることを特徴とする光情報記録再生装置。
（Ｉ）前記第１光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第２光情報記録媒体に対する情報の記録
（II）前記第１光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第２光情報記録媒体に記
録された情報の再生
（III）前記第１光情報記録媒体に記録された情報の再生、及び、前記第２光情報記録媒
体に対する情報の記録
（IV）前記第１光情報記録媒体に記録された情報の再生、及び、前記第２光情報記録媒体に記録された情報の再生
【００３９】
請求項１に記載の発明によれば、重畳型回折構造の各輪帯内に形成された段差の数、各輪帯内に形成された段差の深さ、及び各輪帯の配列を適切に設定することで、第１波長λ１の光束は実質的に光路差が与えられず、回折させずにそのまま透過させ、且つ、第２波長λ２の光束は光路差が与えられ、回折させることができるので、高密度光ディスクとＤＶＤとの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正することが可能となるとともに、何れの波長の光束に対しても高い透過率（回折効率）を確保することが可能となる。また、重畳型回折構造に、第１波長λ１の光束を回折させずにそのまま透過させ、第２波長λ２の光束に対し、回折効率を極端に小さくしてフレアー化させるダイクロイックフィルターの役割を担わせることも可能となる。
例えば、高密度光ディスクとＤＶＤの共通の対物光学系において、ＤＶＤの開口数ＮＡ２内に、高密度光ディスクとＤＶＤとの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正するための第１の重畳型回折構造を形成し、更に、開口数ＮＡ２から高密度光ディスクの開口数ＮＡ１までの領域に、第１波長λ１の光束を回折させずにそのまま透過させ、第２波長λ２の光束に対し、回折効率を極端に小さくしてフレアー化させる第２の重畳型回折構造を形成することで、何れの光ディスクん対しても適切に情報の記録／再生を行え、且つ、ＤＶＤに対する開口切り替え機能を有する対物光学系を提供することができる。
【００４０】
また、高密度光ディスクに対して適切に情報を記録／再生できるようにするためには、軸上色収差を補正する手段を設けることで、モードホッピングとよばれるレーザ光源の瞬間的な波長変化による集光性能の劣化を防ぐ必要がある。これは、青紫色領域における光学材料の波長分散が非常に大きくなるため、わずかな波長変化に対してもフォーカス位置ずれが大きく発生するためである。
【００４１】
また、高密度光ディスクの一規格として、対物光学系の開口数を０．８５程度に高めた光ディスクが提案されているが、対物光学系の開口数が大きくなるほど、入射光束の波長変化により発生する球面収差変化が大きくなるため、製造誤差により波長誤差を持ったレーザ光源が使用できないという課題が顕在化する。そのため、レーザ光源を選別する必要があるので、光ピックアップ装置の製造コストが上昇する。
【００４２】
また、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて比重が小さいため、対物光学系を駆動するアクチュエータへの負担を軽減でき、対物光学系の追従を高速に行うことができる。また、射出成形により製造されるプラスチックレンズは、所望の金型を製造よく作製することで、安定した品質で高精度に大量生産することが可能となる。然るに、対物光学系の開口数が大きくなった場合、かかる対物光学系をプラスチックレンズとすると温度変化に伴う屈折率変化の影響が大きくなる。これは、屈折率変化により発生する球面収差が開口数の４乗に比例して増大するためである。
【００４３】
そこで、本発明では、光学素子の光学機能面に回折構造を設けることで、入射光束の波長変化に対するフォーカス位置ずれや、入射光束の波長変化に対する球面収差変化や、屈折率変化に伴う球面収差変化を抑制する機能を持たせたので、入射光束の波長変化や温度変化が起きた場合でも、高密度光ディスクに対する記録／再生特性を良好に維持できる。
【００４４】
然るに、高密度光ディスク用の光源とＤＶＤ用の光源とでは波長差が大きいため、上述の回折構造で発生する同じ回折次数の回折光をそれぞれの光ディスクに対する記録／再生
用の光束として利用すると、２つの光源の波長の光束に対して十分な回折効率を得ることができない。かかる問題に対して、請求項２の発明にあるように、高密度光ディスクに対して使用する回折光の回折次数ｎ１よりも、ＤＶＤに対して使用する回折光の回折次数ｎ２のほうが、低次数となるように回折構造を設計すると、２つの光源の波長の光束に対する回折効率を十分に確保することが可能となる。
具体的には、回折次数ｎ１、ｎ２として、請求項３の発明にあるような組み合わせとすると、波長λ１、λ２の波長に対して高い回折効率を確保できるので好ましい。何れの波長の光束に対しても高い回折効率を確保可能な回折次数ｎ１、ｎ２の組合せは請求項３に記載のほかにも存在するが、回折次数が大きくなりすぎると入射光束の波長変化に伴う回折効率の低下が大きくなるため好ましくない。
【００４５】
回折構造が形成された素子が、第１波長λ１に対する屈折率が１．５〜１．６の範囲内であって、ｄ線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内である材料から形成されている場合には、請求項４の発明にあるように、回折構造の段差のうちで、最も光軸に近い位置にある段差の深さｄ１を（４）〜（８）式のいずれか１つを満たすように設定すると、第１波長λ１及び第２波長λ２の光束に対して高い回折効率を確保できる。尚、回折次数ｎ１、ｎ２の組み合わせと段差ｄ１は、（ｎ１，ｎ２）＝（２，１）が（４）式に対応し、（ｎ１，ｎ２）＝（３，２）が（５）式に対応し、（ｎ１，ｎ２）＝（５，３）が（６）式に対応し、（ｎ１，ｎ２）＝（８，５）が（７）式に対応し、（ｎ１，ｎ２）＝（１０，６）が（８）式に対応するという関係にある。
【００４６】
かかる回折構造の具体的な形状としては、請求項５に記載の発明のように、光軸を含む断面形状が階段形状であるものを挙げられる。
また、かかる回折構造の具体的な形状は、請求項６に記載の発明のように、光軸を含む断面形状が鋸歯形状であってもよい。
光学素子に対して高い付加価値を与えると同時に低コスト化を達成するためには、請求項７の発明にあるように、光学素子を１つの素子から構成し、重畳型回折構造と回折構造とをその素子のそれぞれの光学機能面に形成するのが好ましい。
【００４７】
上述したように、光源波長の短波長化により、光学材料の波長分散が大きくなるので、対物光学系では色収差の問題が顕在化する。ここでいう「色収差」とは、波長変化により近軸焦点位置が移動する「軸上色収差」と、波長変化により球面収差が変化する「色球面収差」の少なくとも一方を指す。特に、球面収差は開口数の４乗に比例して増大するので、対物光学系が高開口数化した場合には、上記の「色球面収差」の問題はより顕在化する。従って、請求項２０乃至２２の発明にあるように、高密度光ディスクに対して適切に情報を記録／再生できるようにするためには、回折構造に対物光学系の波長分散に起因して発生する色収差を抑制する機能を持たせるのが好ましい。
【００４８】
また、対物光学系をプラスチックレンズで構成することは、低コスト化及び軽量化に有利であるが、温度変化に伴う屈折率変化の影響が大きくなるため、光ピックアップ装置内の温度が変化した場合に、高密度光ディスクに対する情報の記録／再生特性に支障をきたす。光ピックアップ装置内の温度が変化した場合においても良好な記録／再生特性を維持するためには、請求項２３の発明にあるように、回折構造にプラスチックレンズの屈折率変化に起因して発生する球面収差を抑制する機能を持たせるのが好ましい。
具体的には、請求項２４の発明にあるように、第１波長λ１が長くなった場合に、球面収差が補正不足方向に変化し、第１波長λ１が短くなった場合に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を、回折構造の作用により対物光学系に持たせるのが好ましい。
また、重畳型回折構造や回折構造のごとき光軸方向の段差を有する構造を、曲率が大きい光学素子に形成すると、段差部分による光束のけられの影響で透過率が低下する。かか
る透過率の低下を防ぐためには、請求項２５に記載の発明にあるように、対物光学系を収差補正素子と集光素子とから構成し、収差補正素子に重畳型回折構造と回折構造を形成するのが好ましい。
【００４９】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、重畳型回折構造により、高密度光ディスクとＤＶＤとの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正することが可能となるとともに、何れの波長の光束に対しても高い透過率（回折効率）を確保することが可能となる。また、重畳型回折構造に、第１波長λ１の光束を回折させずにそのまま透過させ、第２波長λ２の光束に対し、回折効率を極端に小さくしてフレアー化させるダイクロイックフィルターの役割を担わせることも可能となる。
また、本発明では、光学素子の光学機能面に光路差付与構造を設けることで、入射光束の波長変化に対する球面収差変化や、屈折率変化に伴う球面収差変化を抑制する機能を持たせたので、入射光束の波長変化や温度変化が起きた場合でも、高密度光ディスクに対する記録／再生特性を良好に維持できる。
【００５０】
光路差付与構造により球面収差を補正するためには、請求項１１の発明にあるように、光路差付与構造の輪帯のうち、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも内側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が短くなるように光軸方向に変移しており、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも外側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が長くなるように光軸方向に変移している構成とするのが好ましく、これにより、入射光束の波長変化に対する球面収差変化や、屈折率変化に伴う球面収差変化を抑制することが可能となる。
上記の所定の高さに位置する輪帯の中央部における光軸からの高さは、請求項１２の発明にあるように、最大有効径の６０％乃至８５％の範囲内の高さであるのが好ましい。
【００５１】
請求項１３の発明にあるように、第１波長λ１及び第２波長λ２の光束に対する光路差付与構造の透過率を高めるためには、光路差付与構造の段差のうち、光軸に最も近い位置にある段差の深さｄ２と、その段差により第１波長λ１及び第２波長λ２の光束に対して付加される光路差Φ１及びΦ２を（１１）乃至（１３）式を満たすように設定するのが好ましい。の式を満たさない場合には、入射光束の波長変化時や、温度変化に伴う屈折率変化時に、いずれかの波長の光束に対して高次の球面収差が発生する。高次の球面収差は記録／再生性能には影響ないとはいいながら、透過率の低下と実質的には等価となる。これらの式を満たすようにすると、いずれの波長の光束に対しても高次の球面収差の発生を抑制でき、透過率を高めることが可能となる。
【００５２】
光路差付与構造が形成された素子が、第１波長λ１に対する屈折率が１．５〜１．６の範囲内であって、ｄ線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内である材料から形成されている場合には、請求項１４の発明にあるように、光路差Φ１及びΦ２が（１４）及び（１５）式を満たすのが好ましい。（１４）式は、光軸に最も近い位置にある段差により第１波長λ１の光束に対して付加される光路差Φ１が第１波長λ１の略５倍であることを意味する。このように、光軸に最も近い位置にある段差の深さｄ２を設定すると、この段差により第２波長λ２の光束に対して付加される光路差Φ２が、実質的に第２波長λ２の略３倍となるため、いずれの波長の光束に対しても高次の球面収差の発生を抑制でき、透過率を高めることが可能となる。
【００５３】
以下に具体的な例を挙げて説明する。日本ゼオン（株）の光学プラスチック材料である「ＺＥＯＮＥＸ  ３３０Ｒ」（製品名）は、第１波長λ１と第２波長λ２をそれぞれ、０．４０５μｍ、及び０．６５５μｍとした場合、第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ１が１．５２５２であり、第２波長λ２に対する屈折率Ｎλ２が１．５０７０である。光軸に最も近い位置にある段差の深さｄ２を、
ｄ２＝５・λ１／（Ｎλ１−１）
＝５・０．４０５／（１．５２５２−１）
＝３．８５６μｍ
で決定される深さとした場合、この段差により第１波長λ１の光束に対して付加される光路差Φ１は第１波長λ１の５倍（すなわち、（１４）式においてｐ＝１））となる。この深さの段差により第２波長λ２の光束に対して付加される光路差Φ２は、（１０）式から、
Φ２＝ｄ２・（Ｎλ２−１）／λ２
＝３．８５６・（１．５０７０−１）／０．６５５
＝２．９８
となり、光路差Φ２は、実質的に第２波長λ２の３倍となるので、第２波長λ２の光束に対しても高次の球面収差の発生を抑制でき透過率を高めることが可能となる。
また、光学素子に対して高い付加価値を与えると同時に低コスト化を達成するためには、請求項１５の発明にあるように、光学素子を１つの素子から構成し、重畳型回折構造と光路差付与構造とをその素子のそれぞれの光学機能面に形成するのが好ましい。
【００５４】
上述したように、光源波長の短波長化及び対物光学系の高開口数化により、波長変化により球面収差が変化する「色球面収差」の問題が顕在化する。従って、請求項２９の発明にあるように、高密度光ディスクに対して適切に情報を記録／再生できるようにするためには、回折構造に対物光学系の波長分散に起因して発生する色収差を抑制する機能を持たせるのが好ましい。
また、対物光学系をプラスチックレンズで構成することは、低コスト化及び軽量化に有利であるが、温度変化に伴う屈折率変化の影響が大きくなるため、光ピックアップ装置内の温度が変化した場合に、高密度光ディスクに対する情報の記録／再生特性に支障をきたす。光ピックアップ装置内の温度が変化した場合においても良好な記録／再生特性を維持するためには、請求項３０の発明にあるように、光路差付与構造にプラスチックレンズの屈折率変化に起因して発生する球面収差を抑制する機能を持たせるのが好ましい。
【００５５】
具体的には、請求項３１の発明にあるように、第１波長λ１の光束に対して付加する球面収差が、環境温度上昇に伴い屈折率が低くなった場合に補正不足方向に変化し、環境温度低下に伴い屈折率が高くなった場合に補正過剰方向に変化するような球面収差の温度依存性をもつ光路差付与構造を形成することで、温度変化に伴ってプラスチックレンズで発生する球面収差変化を抑制することが可能となる。
このように、光路差付与構造によりプラスチックレンズの温度変化に伴う球面収差変化を抑制する方法は、光路差付与構造の屈折率変化に伴う球面収差変化を利用するので、波長依存性を利用する回折構造による場合と異なり、温度変化に伴うレーザ光源の波長変化が起こらなくても球面収差変の抑制効果が働く。
【００５６】
具体的な光路差付与構造の構成は、請求項３２の発明にあるように、光路差付与構造の輪帯のうち、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも内側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が短くなるように光軸方向に変移しており、最大有効径内の所定の高さに位置する輪帯よりも外側の輪帯は、光軸から離れるに従って光路長が長くなるように光軸方向に変移している構成が好ましく、これにより、入射光束の波長変化に対する球面収差変化や、屈折率変化に伴う球面収差変化を抑制することが可能となる。
上記の所定の高さに位置する輪帯の中央部における光軸からの高さは、請求項３３の発明にあるように、最大有効径の６０％乃至８５％の範囲内の高さであるのが好ましい。
また、重畳型回折構造や光路差付与構造のごとき光軸方向の段差を有する構造を、曲率が大きい光学素子に形成すると、段差部分による光束のけられの影響で透過率が低下する。かかる透過率の低下を防ぐためには、請求項３４に記載の発明にあるように、対物光学系を収差補正素子と集光素子とから構成し、収差補正素子に重畳型回折構造と光路差付与
構造を形成するのが好ましい。
【００５７】
重畳型回折構造の具体的な構成としては、請求項１８の発明にあるように、各輪帯内に形成する段差の数Ｎを３又は４又は５のいずれかとし（すなわち、各輪帯を４分割又は５分割又は６分割する）、段差の光軸方向の深さΔにより第１波長λ１の光束に対して付加される光路差が、実質的に、第１波長λ１の２ｍ倍（但し、ｍは１以上の整数）とするのが好ましく、これにより、重畳型回折構造が、第１波長λ１の光束に対しては実質的に光路差を与えず、第２波長λ２の光束に対して光路差を与えることで、第２波長λ２の光束を選択的に回折させるようにすることが可能となるとともに、何れの波長の光束に対しても高い透過率（回折効率）を確保できる。
【００５８】
請求項１９に記載の発明のように、重畳型回折構造が形成された素子が、波長λ１に対する屈折率が１．５〜１．６の範囲内であって、ｄ線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内である材料から形成されている場合には、各輪帯内に形成された段差の数Ｎと、Ｎ個の段差により構成される輪帯１つ分の深さＤ＝Δ（Ｎ＋１）を（１７）〜（１９）式のいずれか１つを満たすように設定するのが好ましい。
これにより、第１波長λ１の光束に対しては、第１波長λ１の光束に対しては実質的に光路差を与えない０次回折光を、第２波長λ２の光束に対しては光路差を与えることで＋１次回折光を発生させることができるので、高密度光ディスクとＤＶＤの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を効果的に補正できるとともに、何れの波長の光束に対しても高い透過率（回折効率）を確保できる
【００５９】
また、請求項３６の発明のように、Ｂ２とＢ４の符号を互いに異ならしめることで、光路差関数φｂの単位変化量あたりのｈの変化量を大きくすることが出来る。これは、重畳型回折構造の輪帯の最小幅が大きくなることに相当し、透過率の向上、金型加工の容易化等を達成することが可能となる。これらの作用効果をより一層達成するためには、光路差関数φｂが有効径内で変曲点を有するようにＢ２とＢ４の大きさを設定することが好ましい。ここで、光路差関数φｂが有効径内で変曲点を有する場合と、変曲点を有さない場合との実際の形状の違いについて説明する。光路差関数φｂが有効径内で変曲点を有する場合の形状は、図１７に示したように、変曲点に位置する輪帯（図１７において内側から８番目の輪帯）を境として輪帯の傾斜方向が入れ替わる。光路差関数φｂが有効径内で変曲点を有さない場合の形状は、図１６に示したように、全ての輪帯の傾斜方向が同一となる。
【００６０】
請求項３７に記載の発明のように、対物光学系を収差補正素子と１群１枚構成のプラスチックレンズである集光素子とから構成する場合は、第１波長λ１に対する収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１を正とすることで、集光素子に対して第１波長λ１の光束が収斂光束として入射する構成とするのが好ましい。一般的に、有限共役型（倍率ｍ≠０）の集光素子の開口数ＮＡを、無限共役型に換算したＮＡ∞（以下、換算ＮＡという）は、ＮＡ∞＝ＮＡ（１−ｍ）で表すことが出来る。従って、収斂光束が入射する（すなわち、ｍ＞０）集光素子においては、換算ＮＡを小さくできるので、温度変化に伴い集光素子で発生する球面収差変化を小さく抑えることが可能となる。
【００６１】
また、請求項３８の発明にあるように、第１波長λ１に対する収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１と、第１波長λ１に対する集光素子の近軸におけるパワーＰ２とを（２１）式を満たすように設定するのが好ましい。このように、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることで、ＤＶＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。更に、収差補正素子の光学機能面上に、重畳型回折構造のごとき光軸方向の段差を有する構造を形成しているので、段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防
止できる。
請求項３９の作用効果は、後述する請求項１１２の作用効果と同様である。
請求項４０の作用効果は、後述する請求項１１４の作用効果と同様である。
請求項４１の作用効果は、後述する請求項１１３の作用効果と同様である。
【００６２】
請求項４５に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする。
請求項４５に記載の発明によると、収差補正素子の光学機能面を、光軸を中心とした複数の光学機能領域に分割し、重畳型回折構造を、特定の光学機能領域に形成することで、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過
させることが可能となるので、重畳型回折構造の各輪帯の配列を適切に設定すれば、高密度光ディスク、ＤＶＤ、及びＣＤ等の３種類の光ディスク間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正しつつ、３つの波長全てに対して高い透過率（回折効率）を確保することが可能となる。また、３つの波長の回折次数を異ならせることで光学設計の自由度を広げたり、特定の波長に対し、回折効率を極端に小さくして、特定の波長を遮断して、他の波長を透過させるダイクロイックフィルターの役割を担わせることができる。
また、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることで、３種類の規格の異なる光ディスクのうちで、保護層厚さが最もＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
更に、収差補正素子の光学機能面上に、重畳型回折構造のごとき微細な段差を有する構造を形成しているので、段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防止できる。
【００６３】
請求項４６に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である
重畳型回折構造が形成され、
前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１と、前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２とが略一致することを特徴とする。
【００６４】
請求項４６の発明によると、収差補正素子の光学機能面を、光軸を中心とした複数の光学機能領域に分割し、重畳型回折構造を、光軸を含む光学機能領域に形成することで、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過さ
せることが可能となるので、重畳型回折構造の各輪帯の配列を適切に設定すれば、高密度光ディスクの保護層がＤＶＤと同じ０．６ｍｍである場合には、高密度光ディスクに対する倍率ｍ１とＤＶＤに対する倍率ｍ２をほぼ同じとしたまま、高密度光ディスクとＤＶＤの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差が補正できる。
これにより、高密度光ディスク用のコリメートレンズとＤＶＤ用のコリメートレンズを共通化でき、更に、高密度光ディスク用の光源とＤＶＤ用の光源がパッケージ化された光源モジュールの使用が可能となるので、光ピックアップ装置の光学部品点数を削減できる。
重畳型回折構の段差量Δ、段差数Ｎとしては、後述する表１〜８にあるような組み合わせとするのが好ましい。
また、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることで、３種類の規格の異なる光ディスクのうちで、保護層厚さが最もＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
更に、収差補正素子の光学機能面上に、重畳型回折構造のごとき微細な段差を有する構造を形成しているので、段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防止できる。
【００６５】
請求項４７に記載の発明は、請求項４６に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第２波長λ２に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが負であることを特徴とする。
【００６６】
請求項４７に記載の発明によれば、高密度光ディスクが、保護層の厚さが０．１ｍｍの光ディスクのように、保護層の厚さがＤＶＤよりも薄い場合、高密度光ディスクに対する倍率ｍ１とＤＶＤに対する倍率ｍ２とを同じとすると、ＤＶＤの保護層が厚いためにＤＶＤに対する球面収差は補正過剰方向方向に変化する。
かかる場合には、請求項４７の発明にあるように、重畳型回折構造の第２波長λ２に対する近軸パワーを負として、集光素子に対して第２波長λ２の光束が発散光として入射するようにすると、集光素子の倍率変化により、上述の補正過剰方向への球面収差変化を相殺させることができる。
このような構成とすると、第２波長λ２に対する、収差補正素子と集光レンズとの光軸ずれによるコマ収差の発生が小さくなるので、収差補正素子と集光レンズとを一体化させる工程が容易になる。
【００６７】
請求項４８に記載の発明は、請求項４６又は４７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正不足の球面収差を付加することを特徴とする。
【００６８】
或いは、請求項４８の発明にあるように、重畳型回折構造により第２波長λ２に対して補正不足方向の球面収差を付加させるようにすると、上述の補正過剰方向への球面収差変化を相殺させることができる。
このような構成とすると、第２波長λ２の斜め光束が入射した場合に発生するコマ収差が小さくなるので、ＤＶＤ用の光源と光学素子との光軸ずれに対する公差が大きくなる結
果、光ピックアップ装置の製造コストが低減される。
尚、重畳型回折構造の第２波長λ２に対する近軸パワーを負として、且つ重畳型回折構造により第２波長λ２に対して補正不足方向の球面収差を付加させるようにしてもよい。
【００６９】
請求項４９に記載の発明は、請求項４６乃至４８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１倍率ｍ１と前記第２倍率ｍ２が以下の（２５）式を満たすことを特徴とする。
ｍ１＝ｍ２＝０ （２５）
【００７０】
請求項４９に記載の発明にあるように、高密度光ディスクに対する倍率ｍ１とＤＶＤに対する倍率ｍ２を０とすると、光学素子が光ディスクのトラック方向にシフトしても、物点位置の変化がないので、良好なトラッキング特性が得られる。
【００７１】
請求項５０に記載の発明は、請求項４６乃至４９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３が以下の（２６）式を満たすことを特徴とする。
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （２６）
【００７２】
表１〜８に例として後述するように、３つの波長のうち第２波長λ２だけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過させるように、重畳型回折構造の段差量Δ、段差数Ｎを適切に設定した場合には、重畳型回折構造の作用では、保護層が最も厚いＣＤに対して発生する補正過剰方向の球面収差変化を補正することが出来ない。そこで、請求項５０の発明にあるように、ＣＤに対する倍率ｍ３を（２６）式の範囲内とすることで、かかる球面収差変化を補正することが可能となる。
更に、ＣＤに対して発散光束を入射させるようにすると、焦点距離の小さい光学素子であってもＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となるので、光ピックアップ装置の小型化に有利である。
【００７３】
請求項５１に記載の発明は、請求項４６乃至５０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１光源と前記第２光源はパッケージ化された光源モジュールであり、前記光学素子は、前記光源モジュールから射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記光源モジュールから射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。
【００７４】
請求項５１に記載の発明によれば、高密度光ディスクに対する倍率ｍ１とＤＶＤに対する倍率ｍ２をほぼ同じとしているので、高密度光ディスク用の光源とＤＶＤ用の光源がパッケージ化された光源モジュールの使用が可能である。これにより、光ピックアップ装置の光学部品点数を削減できる。
【００７５】
請求項５２に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２と、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３とが略一致することを特徴とする。
【００７６】
請求項５２に記載の発明によれば、収差補正素子の光学機能面を、光軸を中心とした複数の光学機能領域に分割し、重畳型回折構造を、光軸を含む光学機能領域に形成することで、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま
透過させることが可能となるので、重畳型回折構造の各輪帯の配列を適切に設定すれば、ＤＶＤに対する倍率ｍ２とＣＤに対する倍率ｍ３をほぼ同じとしたまま、ＤＶＤとＣＤの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差が補正できる。
これにより、ＤＶＤ用の光源とＣＤ用の光源がパッケージ化された光源モジュールの使用が可能となるので、光ピックアップ装置の光学部品点数を削減できる。
重畳型回折構の段差量Δ、段差数Ｎとしては、上述した表１〜８にあるような組み合わせとするのが好ましい。
また、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることで、３種類の規格の異なる光ディスクのうちで、保護層厚さが最もＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
更に、収差補正素子の光学機能面上に、重畳型回折構造のごとき微細な段差を有する構造を形成しているので、段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防止できる。
【００７７】
請求項５３に記載の発明は、請求項５２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第２波長λ２に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが正であることを特徴とする。
【００７８】
ＤＶＤに対する倍率ｍ２とＣＤに対する倍率ｍ３とを同じとすると、ＣＤよりもＤＶＤの保護層が薄いために、ＤＶＤに対する球面収差が補正不足方向に変化する。
かかる場合には、請求項５３の発明にあるように、重畳型回折構造の第２波長λ２に対する近軸パワーを正として、集光素子に対して第２波長λ２の光束が収斂光として入射するようにすると、集光素子の倍率変化により、上述の補正不足方向への球面収差変化を相殺させることができる。
このような構成とすると、第２波長λ２に対する、収差補正素子と集光レンズとの光軸ずれによるコマ収差の発生が小さくなるので、収差補正素子と集光レンズとを一体化させる工程が容易になる。
【００７９】
請求項５４に記載の発明は、請求項５２又は５３に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正過剰の球面収差を付加することを特徴とする。
【００８０】
或いは、請求項５４の発明にあるように、重畳型回折構造により第２波長λ２に対して補正過剰方向の球面収差を付加させるようにすると、上述の補正不足方向への球面収差変化を相殺させることができる。
このような構成とすると、第２波長λ２の斜め光束が入射した場合に発生するコマ収差が小さくなるので、ＤＶＤ用の光源と光学素子との光軸ずれに対する公差が大きくなる結果、光ピックアップ装置の製造コストが低減される。
尚、重畳型回折構造の第２波長λ２に対する近軸パワーを正として、且つ重畳型回折構造により第２波長λ２に対して補正過剰方向の球面収差を付加させるようにしてもよい。
【００８１】
請求項５５に記載の発明は、請求項５２乃至５４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１が以下の（２７）式を満たすことを特徴とする。
ｍ１＝０（２７）
【００８２】
請求項５５に記載の発明によれば、例えば高密度光ディスクに対する倍率ｍ１を０とすると、光学素子が光ディスクのトラック方向にシフトしても、物点位置の変化がないので、良好なトラッキング特性が得られる。
【００８３】
請求項５６に記載の発明は、請求項５２乃至５５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第２倍率ｍ２と前記第３倍率ｍ３が以下の（２８）及び（２９）式を満たすことを特徴とする。
ｍ２＝ｍ３（２８）
−０．２５＜ｍ２＜−０．１０ （２９）
【００８４】
表１〜８に例として後述するように、３つの波長のうち第２波長λ２だけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過させるように、重畳型回折構造の段差量Δ、段差数Ｎを適切に設定した場合には、重畳型回折構造の作用では、保護層が最も厚いＣＤに対して発生する補正過剰方向の球面収差変化を補正することが出来ない。そこで、請求項５６の発明にあるように、ＣＤに対する倍率ｍ３を（２８）式の範囲内とすることで、かかる球面収差変化を補正することが可能となる。
【００８５】
請求項５７に記載の発明は、請求項５２乃至５６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源モジュールであり、前記光学素子は、前記光源モジュールから射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記光源モジュールから射出された前記第３波長λ３の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。
【００８６】
請求項５７に記載の発明によれば、ＤＶＤに対する倍率ｍ２とＣＤに対する倍率ｍ３をほぼ同じとしているので、ＤＶＤ用の光源とＣＤ用の光源がパッケージ化された光源モジュールの使用が可能である。これにより、光ピックアップ装置の光学部品点数を削減できる。
【００８７】
請求項５８に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数
の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第１光束λ１と、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐとが以下の（３０）及び（３１）式を満たすことを特徴とする。
０．３９μｍ＜λ１＜０．４２μｍ （３０）
Ｐ＞３μｍ（３１）
【００８８】
請求項５８に記載の発明によれば、収差補正素子の光学機能面を、光軸を中心とした複数の光学機能領域に分割し、重畳型回折構造を、特定の光学機能領域に形成することで、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過
させることが可能となるので、重畳型回折構造の各輪帯の配列を適切に設定すれば、高密度光ディスク、ＤＶＤ、及びＣＤ等の３種類の光ディスク間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正しつつ、３つの波長全てに対して高い透過率（回折効率）を確保することが可能となる。また、３つの波長の回折次数を異ならせることで光学設計の自由度を広げたり、特定の波長に対し、回折効率を極端に小さくして、特定の波長を遮断して、他の波長を透過させるダイクロイックフィルターの役割を担わせることができる。
更に、本発明の重畳型回折構造は、各輪帯が複数の不連続な光軸方向の段差により階段状に分割された構造を有するが、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔（各階段構造の幅）が小さくなりすぎると、ＳＰＤＴによる金型加工が困難になるという問題が顕在化する。また、金型の形状誤差による回折効率低下は短波長になるほど大きくなる。
そこで、本発明では、かかる階段構造の幅の最小値Ｐが３μmより大きくならないよう
にして、ＳＰＤＴによる金型加工を容易にし、青紫色領域の波長λ１に対して、金型の形状誤差による回折効率低下が大きくなり過ぎないようにしている。
また、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることで、３種類の規格の異なる光ディスクのうちで、保護層厚さが最もＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
更に、収差補正素子の光学機能面上に、重畳型回折構造のごとき微細な段差を有する構造を形成しているので、段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防止できる。
【００８９】
請求項５９に記載の発明は、請求項５８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３２）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ＞５μｍ（３２）
【００９０】
請求項５９に記載の発明のように、以上の作用効果をより有効にするためには、階段構造の幅の最小値Ｐを５μｍより大きくなるようにするのが好ましい。
【００９１】
請求項６０に記載の発明は、請求項５８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３３）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ＞１０μｍ （３３）
【００９２】
請求項６０に記載の発明のように、以上の作用効果を更に有効にするためには、階段構造の幅の最小値Ｐを１０μｍより大きくなるようにするのが好ましい。
【００９３】
請求項６１に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さ
ｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造により透過波面に付加される光路差を上記数１で定義したとき、Ｂ２とＢ４の符号が互いに異なることを特徴とする。
請求項６１の発明によれば、Ｂ２とＢ４の符号が互いに異ならしめることで、光路差関数φｂの単位変化量あたりのｈの変化量を大きくすることが出来る。これは、重畳型回折構造の輪帯の最小幅が大きくなることに相当し、透過率の向上、金型加工の容易化等を達成することが可能となる。これらの作用効果をより一層達成するためには、光路差関数φｂが変曲点を有するようにＢ２とＢ４の大きさを設定することが好ましい。
【００９４】
請求項６２に記載の発明は、請求項５８乃至６１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１と、前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２と、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３とが互いに異なることを特徴とする。
【００９５】
階段構造の幅の最小値Ｐを大きく確保しようとすると、重畳型回折構造による収差補正効果が十分に得られず、高密度光ディスク、ＤＶＤ、及びＣＤ等の３種類の光ディスク間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正しきれないという課題が顕在化する。そこで、請求項６２の発明にあるように、高密度光ディスクに対する倍率ｍ１とＤＶＤに対する倍率ｍ２とＣＤに対する倍率ｍ３とを互いに異ならしめて、重畳型回折構造で補正しきれずに残留した球面収差を補正するのが好ましい。
【００９６】
請求項６３に記載の発明は、請求項６２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１倍率ｍ１と、前記第２倍率ｍ２と、前記第３倍率ｍ３とが以下の（３４）乃至（３６）式を満たすことを特徴とする。
ｍ１＝０（３４）
−０．０８＜ｍ２＜−０．０１ （３５）
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （３６）
【００９７】
具体的には、高密度光ディスクに対する倍率ｍ１、ＤＶＤに対する倍率ｍ２、及びＣＤに対する倍率ｍ３として、請求項６３の発明にあるように、（３４）〜（３６）式の範囲内とするのが好ましい。
【００９８】
請求項６４に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも２つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）のいずれかが、光学機能領域毎に異なることを特徴とする。
【００９９】
請求項６４に記載の発明によると、収差補正素子の光学機能面を、光軸を中心とした複数の光学機能領域に分割し、重畳型回折構造を、複数の光学機能領域に形成して、各輪帯内に形成された不連続な段差の数Ｎ、不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）のいずれかを光学機能領域毎に異ならしめることで、３つの波長の回折次数を異ならせることで光学設計の自由度を広げたり、特定の波長に対し、回折効率を極端に小さくして、特定の波長を遮断して、他の波長を透過させるダイクロイックフィルターの役割を担わせることができる。
また、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることで、３種類の規格の異なる光ディスクのうちで、保護層厚さが最もＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
更に、収差補正素子の光学機能面上に、重畳型回折構造のごとき微細な段差を有する構造を形成しているので、段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防止できる。
【０１００】
請求項６５に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を中心とした段差により分割された複数の輪帯からなる回折構造が形成されていることを特徴とする。
【０１０１】
請求項６６に記載の発明は、請求項６５に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記回折構造の段差の深さは、前記第１波長λ１の光束が入射した場合に発生する
回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ１に対して、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ２と、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ３とが共に、より低次数となるように設計されていることを特徴とする。
【０１０２】
請求項６７に記載の発明は、請求項６６に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（３７）乃至（３９）式を満たすとともに、前記回折次数ｎ１と前記回折次数ｎ２と前記回折次数ｎ３の組合せが、（ｎ１，ｎ２、ｎ３）＝（２，１，１）、（４，２，２）、（６，４，３）、（８，５，４）、（１０，６，５）のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （３７）
０．６３＜λ２＜０．６８ （３８）
０．７５＜λ３＜０．８５ （３９）
【０１０３】
請求項６８に記載の発明は、請求項６６又は６７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記
回折構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ１が次式（４０）乃至（４４）のいずれか１つを満たすことを特徴とする。
１．２μｍ＜ｄ１＜１．７μｍ （４０）
２．６μｍ＜ｄ１＜３．０μｍ （４１）
４．４μｍ＜ｄ１＜５．０μｍ （４２）
５．６μｍ＜ｄ１＜６．５μｍ （４３）
６．９μｍ＜ｄ１＜８．１μｍ （４４）
【０１０４】
請求項６９に記載の発明は、請求項６５乃至６８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記集光素子の色収差に起因して発生するフォーカス位置ずれを抑制する機能を有することを特徴とする。
【０１０５】
請求項７０に記載の発明は、請求項６９に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記集光素子の色収差に起因して発生する軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする。
【０１０６】
請求項７１に記載の発明は、請求項６９又は７０に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記集光素子の色収差に起因して発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
【０１０７】
請求項７２に記載の発明は、請求項６５乃至７１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記集光素子は、プラスチックレンズであって、前記回折構造は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することで、環境温度変化に伴う前記集光素子の屈折率変化により発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
【０１０８】
請求項７３に記載の発明は、請求項７２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子にお
いて、前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を含む中心光学機能領域と、該中心光学機能領域の周囲を囲む周辺光学機能領域とに分割され、前記周辺光学機能領域にのみ、前記回折構造が形成されていることを特徴とする。
【０１０９】
請求項７４に記載の発明は、請求項６５乃至７３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記回折構造の光軸を含む断面形状は、階段形状であることを特徴とする。
【０１１０】
請求項７５に記載の発明は、請求項６５乃至７３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする。
【０１１１】
請求項７６に記載の発明は、請求項６５乃至７５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造は、前記収差補正素子の一方の光学機能面に形成され、前記回折構造は、前記収差補正素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする。
【０１１２】
請求項６５に記載の発明によれば、収差補正素子の光学機能面を、光軸を中心とした複数の光学機能領域に分割し、重畳型回折構造を、特定の光学機能領域に形成することで、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過
させることが可能となるので、重畳型回折構造の各輪帯の配列を適切に設定すれば、高密度光ディスク、ＤＶＤ、及びＣＤ等の３種類の光ディスク間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正しつつ、３つの波長全てに対して高い透過率（回折効率）を確保することが可能となる。また、３つの波長の回折次数を異ならせることで光学設計の自由度を広げたり、特定の波長に対し、回折効率を極端に小さくして、特定の波長を遮断して、他の波長を透過させるダイクロイックフィルターの役割を担わせることができる。
また、高密度光ディスクに対して適切に情報を記録／再生できるようにするためには、色収差を補正する手段を設けることで、モードホッピングとよばれるレーザ光源の瞬間的な波長変化による集光性能の劣化を防ぐ必要がある。これは、青紫色領域におけるレンズ材料の波長分散が非常に大きくなるため、わずかな波長変化に対してもフォーカス位置ずれが大きく発生するためである。
【０１１３】
また、高密度光ディスクの一規格として、対物レンズのＮＡを０．８５程度に高めた光ディスクが提案されているが、光学素子のＮＡが大きくなるほど、入射光束の波長変化により発生する球面収差変化が大きくなるため、製造誤差により波長誤差を持ったレーザ光源が使用できないという課題が顕在化する。そのため、レーザ光源を選別する必要があるので、光ピックアップ装置の製造コストが上昇する。
ところで、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて比重が小さいため、対物光学系を駆動するアクチュエータへの負担を軽減でき、対物光学系の追従を高速に行うことができる。また、射出成形により製造されるプラスチックレンズは、所望の金型を製造よく作製することで、安定した品質で高精度に大量生産することが可能となる。然るに、対物光学系のＮＡが大きくなった場合、かかる対物光学系をプラスチックレンズとすると温度変化に伴う屈折率変化の影響が大きくなる。これは、屈折率変化により発生する球面収差がＮＡの４乗に比例して増大するためである。
【０１１４】
そこで、本発明では、収差補正素子の光学機能面上に回折構造を設けることで、集光素子で発生する、入射光束の波長変化に対するフォーカス位置ずれや、入射光束の波長変化に対する球面収差変化や、屈折率変化に伴う球面収差変化を抑制しているので、入射光束の波長変化や温度変化が起きた場合でも、高密度光ディスクに対する記録／再生特性を良好に維持できる。
また、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることで、３種類の規格の異なる光ディスクのうちで、保護層厚さが最もＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
更に、収差補正素子の光学機能面上に、重畳型回折構造や回折構造のごとき微細な段差を有する構造を形成しているので、段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防止できる。
【０１１５】
然るに、高密度光ディスク用の光源とＤＶＤやＣＤ用の光源とでは波長差が大きいため、上述の回折構造で発生する同一次数の回折光を、それぞれの光デディスクに対する記録／再生用の光束として利用すると、３つの波長に対して、十分な回折効率を得ることができない。かかる問題に対して、請求項６６の発明にあるように、高密度光ディスクに対して使用する回折光の回折次数ｎ１よりも、ＤＶＤに対して使用する回折光の回折次数ｎ２、及びＣＤに対して使用する回折光の回折次数ｎ３のほうが、低次数となるように回折構造を設計すると、３つの波長に対する回折効率を十分に確保することが可能となる。
具体的には、回折次数ｎ１、ｎ２、ｎ３として、請求項６７の発明にあるような組み合わせとすると、波長λ１〜λ３の全ての波長に対して高い回折効率を確保できるので好ましい。
【０１１６】
収差補正素子が、波長λ１に対する屈折率が１．５〜１．６の範囲内であって、ｄ線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内である材料から形成されている場合には、請求項６８の発明にあるように、回折構造の段差のうちで、最も光軸に近い位置にある段差の深さｄ１を（４０）〜（４４）式のいずれか１つを満たすように設定すると、波長λ１〜λ３の全ての波長に対して高い回折効率を確保できる。尚、回折次数ｎ１、ｎ２、ｎ３の組み合わせと段差ｄ１は、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（２，１，１）が（４０）式に対応し、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（４，２，２）が（４１）式に対応し、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（６，４，３）が（４２）式に対応し、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（８，５，４）が（４３）式に対応し、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（１０，６，５）が（４４）式に対応するという関係にある。
一般的に、光ピックアップ装置では、光ディスクに対して情報を記録する際のほうが、情報を再生する際よりも大きなレーザパワーを必要とする。そのため、再生から記録に切り替える際に、レーザパワー変化に伴い波長変化を起こすことがある（モードホッピング）。かかるモードホッピングにより対物光学系ではフォーカス位置ずれか生じるので、フォーカスサーボが応答するまでの間、デフォーカス状態が続く。請求項６９の発明では、集光素子の青紫色領域におけるフォーカス位置ずれを、収差補正素子の回折構造で抑制するようにしているので、青紫色レーザ光源がモードホッピングを起こした場合でも、良好な集光性能を維持できる。
集光素子の青紫色領域におけるフォーカス位置ずれを抑制するためには、具体的には、請求項７０の発明にあるように、回折構造の近軸におけるパワーを正とすることで軸上色収差を抑制するようにするのが好ましい。
【０１１７】
また、光学素子のＮＡが大きくなった場合に顕在化する、入射光束の波長変化により集光素子で発生する球面収差変化を抑制するためには、具体的には、請求項７２の発明にあるように、入射光束の波長が長くなった場合に、球面収差が補正不足方向に変化し、入射光束の波長が短くなった場合に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を回折構造に持たせることで、集光素子で発生する球面収差変化を抑制するようにするのが好ましい。
また、光学素子のＮＡが大きくなった場合に顕在化する、屈折率変化によりプラスチックレンズである集光素子で発生する球面収差変化を抑制するためには、入射光束の波長が長くなった場合に、球面収差が補正不足方向に変化し、入射光束の波長が短くなった場合に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を回折構造に持たせ
るのが好ましい。プラスチックレンズである集光素子では、温度が上昇すると屈折率が低くなるので球面収差が補正過剰方向に変化し、温度が低下すると屈折率が高くなるので球面収差が補正不足方向に変化する。一方、レーザ光源は、温度が上昇すると波長が長くなり、温度が低下すると波長が短くなる特性を有する。この特性を利用すると、回折構造に上述のような球面収差の波長依存性を持たせることで、集光素子で発生する球面収差変化を相殺することが可能となる。尚、集光素子で発生する球面収差変化を効果的に抑制するためには、回折構造を非球面上に形成するのが好ましい。
【０１１８】
温度変化に伴い、集光素子で発生する球面収差変化を抑制するための回折構造を、３つの光ディスクの情報記録面上にスポットを形成するために使用される、３つの波長の光束の共通の光学機能領域に形成する場合には、請求項６６から６８の発明にあるような回折構造とする必要がある。かかる場合には、３つの波長の全てに対して回折効率を１００％とすることは原理上不可能である。そこで、請求項７３の発明にあるように、収差補正素子の光学機能面を、光軸を含む中心光学機能領域と、この中心光学機能領域の周囲を囲む周辺光学機能領域とに分割し、周辺光学機能領域にのみ、回折構造を形成するようにするのが好ましい。例えば、この周辺光学機能領域が、ＤＶＤのＮＡから高密度光ディスクのＮＡに対応した光学機能領域（例えば、ＮＡ０．６０〜ＮＡ０．８５）である場合には、回折構造の最適化波長を波長λ１と一致させることで、波長λ１に対する回折効率を１００％とすることが出来、更に、回折構造が形成されない連続非球面とされた中心光学機能領域における波長λ２と波長λ３とに対する透過率を高いものとすることが可能となる。球面収差はＮＡの４乗に比例して増大するので、ＮＡの小さい中心光学機能領域に回折構造を形成せずとも、周辺光学機能領域の回折構造により効果的に球面収差を補正することが出来る。
かかる回折構造の具体的な形状としては、請求項７４に記載の発明のように、光軸を含む断面形状が階段形状であるものを挙げられる。
また、かかる回折構造の具体的な形状は、請求項７５に記載の発明のように、光軸を含む断面形状が鋸歯形状であってもよい。
収差補正素子の金型の加工を容易とするためには、請求項７６の発明にあるように、重畳型回折構造と回折構造を、それぞれ別の光学機能面に形成するのが好ましい。
【０１１９】
請求項７７に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を含む中心領域と該中心領域の外側に段差により分割された複数の輪帯から構成される光路差付与構造が形成されたことを特徴とする。
【０１２０】
請求項７７に記載の発明によれば、収差補正素子の光学機能面を、光軸を中心とした複
数の光学機能領域に分割し、重畳型回折構造を、特定の光学機能領域に形成することで、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過
させることが可能となるので、重畳型回折構造の各輪帯の配列を適切に設定すれば、高密度光ディスク、ＤＶＤ、及びＣＤ等の３種類の光ディスク間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正しつつ、３つの波長全てに対して高い透過率（回折効率）を確保することが可能となる。また、３つの波長の回折次数を異ならせることで光学設計の自由度を広げたり、特定の波長に対し、回折効率を極端に小さくして、特定の波長を遮断して、他の波長を透過させるダイクロイックフィルターの役割を担わせることができる。
また、本発明では、収差補正素子の光学機能面上に光路差付与構造を設けることで、集光素子で発生する、入射光束の波長変化に対するフォーカス位置ずれや、入射光束の波長変化に対する球面収差変化や、屈折率変化に伴う球面収差変化を抑制しているので、入射光束の波長変化や温度変化が起きた場合でも、高密度光ディスクに対する記録／再生特性を良好に維持できる。
また、光路差付与構造の隣接する輪帯間の段差量を適切に設定することにより、前記重畳型回折構造と同様に、保護層厚さの異なる複数の種類の光ディスク間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を抑制する機能を持たせることで、本発明の光学素子の設計の自由度を増やすことが出来る。
また、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることで、３種類の規格の異なる光ディスクのうちで、保護層厚さが最もＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
更に、収差補正素子の光学機能面上に、重畳型回折構造や光路差付与構造のごとき微細な段差を有する構造を形成しているので、段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防止できる。
【０１２１】
請求項７８に記載の発明は、請求項７７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記集光素子と前記収差補正素子は共にプラスチックレンズであって、前記光路差付与構造は、環境温度が上昇した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化し、環境温度が低下した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の温度依存性を有することで、環境温度変化に伴う前記集光素子の屈折率変化により発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
【０１２２】
請求項７９に記載の発明は、請求項７８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記光路差付与構造において、前記中心領域の外側に隣接する前記輪帯は、前記中心領域に対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径位置における前記輪帯は、その内側に隣接する前記輪帯に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径の７５％の位置における前記輪帯は、その内側に隣接する輪帯とその外側に隣接する輪帯とに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されていることを特徴とする。
【０１２３】
請求項８０に記載の発明は、請求項７７乃至７９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光路差付与構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ２(μｍ)、前記収差補正素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ１、前記収差補正素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ２、前記収差補正素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ３により、それぞれ以下の（４５）乃至（４７）式で表されるΦ１、Φ２、Φ３が、が以下の（４８）乃至（５１）式を満たすことを特徴とする。
Φ１＝ｄ２（Ｎλ１−１）／λ１ （４５）
Φ２＝ｄ２（Ｎλ２−１）／λ２ （４６）
Φ３＝ｄ２（Ｎλ３−１）／λ３ （４７）
ＩＮＴ（Φ１）≦１０ （４８）
０≦｜ＩＮＴ（Φ１）−Φ１｜≦０．４ （４９）
０≦｜ＩＮＴ（Φ２）−Φ２｜≦０．４ （５０）
０≦｜ＩＮＴ（Φ３）−Φ３｜≦０．４ （５１）
但し、ＩＮＴ（Φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、Φｉを四捨五入して得られる整数である。
【０１２４】
請求項８１に記載の発明は、請求項７７乃至８０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造は、前記収差補正素子の一方の光学機能面に形成され、前記光路差付与構造は、前記収差補正素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする。
【０１２５】
請求項７８に記載の発明によれば、プラスチックレンズである集光素子の屈折率変化により発生する球面収差変化を抑制するためには、収差補正素子をプラスチックレンズとし、屈折率が低くなった場合に球面収差が補正不足方向に変化し、屈折率が高くなった場合に球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の屈折率依存性をもつ光路差付与構造を形成することで、温度変化に伴って集光素子で発生する球面収差変化を相殺することが可能となる。これにより、光学素子のＮＡが大きくなった場合でも、温度変化に伴う高密度光ディスクに対する記録／再生特性の変化の小さい光学素子を提供できる。
また、本発明のように、光路差付与構造により集光素子の温度変化に伴う球面収差変化を抑制する場合は、収差補正素子の屈折率変化を利用するので、回折構造の波長依存性を利用して集光素子の球面収差変化を抑制する場合と異なり、温度変化に伴うレーザ光源の波長変化が起こらなくても球面収差の抑制効果が働く。
かかる光路差付与構造の具体的な構造は、請求項７９に記載の発明のように、中心領域の外側に隣接する輪帯は、中心領域に対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径位置における輪帯は、その内側に隣接する輪帯に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径の７５％の位置における輪帯は、その内側に隣接する輪帯とその外側に隣接する輪帯とに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されているような構造である。このような構造とすると、屈折率が低くなった場合に球面収差が補正不足方向に変化し、屈折率が高くなった場合に球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の屈折率依存性を、光路差付与構造に持たせることが可能となる。
【０１２６】
上述の光路差付与構造を、３つの光ディスクの情報記録面上にスポットを形成するために使用される、３つの波長の光束の共通の光学機能領域に形成する場合には、請求項８０の発明にあるように、最も光軸に近い位置にある段差の深さｄ２と、その段差により波長λ１〜λ３の各波長に対して付加される光路差Φ１〜Φ３を（４５）〜（５１）式を満たすように設定するのが好ましい。
これらの式を満たさない場合には、高密度光ディスク用の光源とＤＶＤやＣＤ用の光源とでは波長差が大きいため、いずれかの波長に対して高次の球面収差が発生する。高次の球面収差は記録／再生性能には影響ないとはいいながら、透過率の低下と実質的には等価となる。これらの式を満たすようにすると、いずれの波長に対しても高次の球面収差の発生を抑制でき、透過率を高めることが可能となる。
収差補正素子の金型の加工を容易とするためには、請求項８１の発明にあるように、重畳型回折構造と光路差付与構造を、それぞれ別の光学機能面に形成するのが好ましい。
【０１２７】
請求項８２に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、収差補正素子と、該収差補正素子から射出された光束を前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に結像させるための集光素子とから構成され、
前記集光素子は、１群１枚構成のプラスチックレンズであって、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されており、
前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１（ｍｍ-1）が以下の（５２）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ１＞０（５２）
【０１２８】
請求項８３に記載の発明は、請求項８２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記収差補正素子はプラスチックレンズであって、前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸における屈折パワーＰＲ（ｍｍ-1）が以下の（５３）式を満たすことを特徴とする。
ＰＲ＞０（５３）
【０１２９】
請求項８４に記載の発明は、請求項４５乃至８３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であることを特徴とする。
【０１３０】
請求項８５に記載の発明は、請求項８４に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）、前記収差補正素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ１、前記収差補正素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ２、前記収差補正素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ３により、それぞれ以下の（５４）乃至（５６）式で表されるφ１、φ２、φ３が、が以下の（５７）乃至（５９）式を満たすことを特徴とする。
φ１＝Δ（Ｎλ１−１）(Ｎ＋１)／λ１（５４）
φ２＝Δ（Ｎλ２−１）(Ｎ＋１)／λ２（５５）
φ３＝Δ（Ｎλ３−１）(Ｎ＋１)／λ３（５６）
０≦｜ＩＮＴ（φ１）−φ１｜≦０．４ （５７）
０≦｜ＩＮＴ（φ２）−φ２｜≦０．４ （５８）
０≦｜ＩＮＴ（φ３）−φ３｜≦０．４ （５９）
但し、ＩＮＴ（φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、φｉを四捨五入して得られる整数である。
【０１３１】
請求項８６に記載の発明は、請求項８５に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記φ１、及び各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎが以下の（６０）及び（６１）式を満たすことを特徴とする。
φ１≦２４（６０）
３≦Ｎ≦１１ （６１）
【０１３２】
請求項８７に記載の発明は、請求項８４乃至８６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに
対して等価な第１光学的作用を与え、前記第２波長λ２の光束に対しては、前記第１光学的作用とは異なる第２光学的作用を与えることを特徴とする。
【０１３３】
請求項８８に記載の発明は、請求項８７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を１次方向に回折させる１次回折であることを特徴とする。
【０１３４】
請求項８９に記載の発明は、請求項８８に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長
λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（６２）乃至（６４）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）の組合せが、それぞれ以下の（６５）乃至（６８）式のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （６２）
０．６３＜λ２＜０．６８ （６３）
０．７５＜λ３＜０．８５ （６４）
Ｎ＝３のとき、４．１≦Ｄ≦４．８ （６５）
Ｎ＝４のとき、５．４≦Ｄ≦６．４ （６６）
Ｎ＝５のとき、７．０≦Ｄ≦７．９ （６７）
Ｎ＝６のとき、８．４≦Ｄ≦９．０ （６８）
【０１３５】
請求項９０に記載の発明は、請求項８７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を２次方向に回折させる２次回折であることを特徴とする。
【０１３６】
請求項９１に記載の発明は、請求項９０に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長
λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（６９）乃至（７１）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）が、それぞれ以下の（７２）乃至（７５）式のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （６９）
０．６３＜λ２＜０．６８ （７０）
０．７５＜λ３＜０．８５ （７１）
Ｎ＝８  のとき、１１．３≦Ｄ≦１２．７ （７２）
Ｎ＝９  のとき、１２．８≦Ｄ≦１４．１ （７３）
Ｎ＝１０のとき、１４．２≦Ｄ≦１５．６ （７４）
Ｎ＝１１のとき、１５．７≦Ｄ≦１７．２ （７５）
【０１３７】
請求項９２に記載の発明は、請求項８４乃至９１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記複数の光学機能領域の全てに、前記重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする。
【０１３８】
請求項９３に記載の発明は、請求項４５乃至９１のいずれか一項に記載の光ピックアッ
プ装置用の光学素子において、前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、前記重畳型回折構造が形成されていないことを特徴とする。
【０１３９】
請求項９４に記載の発明は、請求項４５乃至９３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造が、前記収差補正素子の複数の光学機能面に形成されていることを特徴とする。
【０１４０】
請求項９５に記載の発明は、請求項４５乃至９４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２とが以下の（７６）式を満たすことを特徴とする。
０．８≦ｔ１／ｔ２≦１．２ （７６）
【０１４１】
請求項９６に記載の発明は、請求項９５に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記複数の光学機能領域は、２つの光学機能領域であり、前記２つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記２つの光学機能領域のうち、光軸を含まない光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする。
【０１４２】
請求項９７に記載の発明は、請求項９６に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
【０１４３】
請求項９８に記載の発明は、請求項９６又は９７に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０１４４】
請求項９９に記載の発明は、請求項９５に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、前期光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする。
【０１４５】
請求項１００に記載の発明は、請求項９９に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の
回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
【０１４６】
請求項１０１に記載の発明は、請求項９９又は１００に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０１４７】
請求項１０２に記載の発明は、請求項９９乃至１０１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
【０１４８】
請求項１０３に記載の発明は、請求項９９乃至１０２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０１４９】
請求項１０４に記載の発明は、請求項４５乃至９４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２とが以下の（７７）式を満たすことを特徴とする。ｔ１／ｔ２≦０．４（７７）
【０１５０】
請求項１０５に記載の発明は、請求項１０４に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、前期光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする。
【０１５１】
請求項１０６に記載の発明は、請求項１０５に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
【０１５２】
請求項１０７に記載の発明は、請求項１０５又は１０６に記載の光ピックアップ装置用
の光学素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０１５３】
請求項１０８に記載の発明は、請求項１０５乃至１０７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
【０１５４】
請求項１０９に記載の発明は、請求項１０５乃至１０８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０１５５】
請求項１１０に記載の発明は、請求項４５乃至１０９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１に対する前記収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１（ｍｍ-1）と、前記第１波長λ１に対する前記集光素子の近軸におけるパワーＰ２（ｍｍ-1）とが以下の（７８）式を満たすことを特徴とする。
｜Ｐ１／Ｐ２｜≦０．２ （７８）
【０１５６】
請求項１１１に記載の発明は、請求項４５乃至１１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記収差補正素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする。
【０１５７】
請求項１１２に記載の発明は、請求項４５乃至１１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記集光素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする。
【０１５８】
請求項１１３に記載の発明は、請求項４５乃至１１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記集光素子は、ガラスレンズであることを特徴とする。
【０１５９】
請求項１１４に記載の発明は、請求項４５乃至１１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記集光素子は、プラスチック材料中に、直径が３０ｎｍ以下の粒子を分散させた材料を用いて成形されたことを特徴とする。
【０１６０】
請求項１１５に記載の発明は、請求項４５乃至１１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記集光素子は、前記第１波長λ１と前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１とに対して、マレシャル限界以下となるように収差補正されていることを特徴とする。
【０１６１】
請求項８２に記載の発明によれば、収差補正素子の光学機能面を、光軸を中心とした複数の光学機能領域に分割し、重畳型回折構造を、特定の光学機能領域に形成することで、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過
させることが可能となるので、重畳型回折構造の各輪帯の配列を適切に設定すれば、高密度光ディスク、ＤＶＤ、及びＣＤ等の３種類の光ディスク間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正しつつ、３つの波長全てに対して高い透過率（回折効率）を確保することが可能となる。また、３つの波長の回折次数を異ならせることで光学設計の自由度を広げたり、特定の波長に対し、回折効率を極端に小さくして、特定の波長を遮断して、他の波長を透過させるダイクロイックフィルターの役割を担わせることができる。プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて比重が小さいため、対物光学系を駆動するアクチュエータへの負担を軽減でき、対物光学系の追従を高速に行うことができる。また、射出成形により製造されるプラスチックレンズは、所望の金型を製造よく作製することで、安定した品質で高精度に大量生産することが可能となる。然るに、対物光学系のＮＡが大きくなった場合、かかる対物光学系をプラスチックレンズとすると温度変化に伴う屈折率変化の影響が大きくなる。これは、屈折率変化により発生する球面収差がＮＡの４乗に比例して増大するためである。
【０１６２】
そこで、本発明では、波長λ１に対する収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１を正とすることで、集光素子に対して波長λ１の光束が収斂光束として入射するようにしている。一般的に、開口数ＮＡの有限共役型（倍率ｍ≠０）の集光素子についての無限光束入射に換算したＮＡ∞（以下、換算ＮＡという）は、ＮＡ∞＝ＮＡ（１−ｍ）で表すことが出来る。従って、収斂光束が入射する倍率ｍ＞０である集光素子においては、換算ＮＡを小さくできるので、温度変化に伴い集光素子で発生する球面収差変化を小さく抑えることが可能となる。
また、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることで、３種類の規格の異なる光ディスクのうちで、保護層厚さが最もＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
更に、収差補正素子の光学機能面上に、重畳型回折構造や回折構造のごとき微細な段差を有する構造を形成しているので、段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防止できる。
【０１６３】
より効果的に、温度変化に伴い集光素子で発生する球面収差変化を小さく抑えるためには、請求項８３に記載の発明のように、収差補正素子をプラスチックレンズとし、波長λ１に対する収差補正素子の近軸における屈折パワーＰＲを正とするのが好ましい。プラスチックレンズは温度が上昇すると屈折率が低下するので、収差補正素子が正レンズである場合には、集光素子に対する入射光束の収斂度が小さくなる。これは、集光素子の倍率ｍが小さくなることと等価であるので、この倍率変化により球面収差が補正不足方向に変化する。一方、集光素子では温度が上昇すると球面収差が補正過剰方向に変化するので、倍率変化による球面収差変化と相殺させることが可能となる。
請求項８４の発明によると、重畳型回折構造を、光軸を含む光学機能領域に形成することで、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのま
ま透過させることが可能となるので、重畳型回折構造の各輪帯の配列を適切に設定すれば、高密度光ディスクとＤＶＤの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差や、ＤＶＤとＣＤの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正できる。
尚、重畳型回折構の段差量Δ、段差数Ｎとしては、後述する表１〜８にあるような組み合わせとするのが好ましい。
【０１６４】
重畳型回折構造を、３つの光ディスクの情報記録面上にスポットを形成するために使用される、３つの波長の光束の共通の光学機能領域に形成する場合には、請求項８５の発明
にあるように、段差の深さΔと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の、波長λ１〜λ３の各波長に対する光路差付加量φ１〜φ３を（５４）〜（５９）式を満たすように設定するのが好ましい。これにより、３つの波長全てに対して高い透過率（回折効率）を確保することが可能となる。
また、φ１が大きくなりすぎると、１つの段差の深さが大きくなるので、結果として１ピッチ分の深さΔ（Ｎ＋１）が大きくなり、また、段差数Ｎが多くなりすぎると、１ピッチあたりの階段構造の幅が小さくなる。これにより、金型の加工が困難になる、入射光束の微小な波長変化に対する透過率（回折効率）の変動が大きくなる、という問題が顕在化する。これらの問題の顕在化を回避するためには、請求項８６の発明のように、重畳型回折構造の、波長λ１に対する１ピッチ分の光路差付加量φ１と、各輪帯内に形成された段差数Ｎは（６０）、（６１）式を満たすようにするのが好ましい。
【０１６５】
重畳型回折構造により、高密度光ディスクとＤＶＤの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差、或いは、ＤＶＤとＣＤの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を効果的に補正するためには、請求項８７の発明にあるように、重畳型回折構造により波長λ１と波長λ３に対しては等価な光学的作用を与え、波長λ２に対してはこれとは異なる光学的作用を与えるように、重畳型回折構造の段差の深さΔと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の、波長λ１〜λ３の各波長に対する光路差付加量φ１〜φ３を決定するのが好ましい。
これにより、高密度光ディスクに対する倍率ｍ１とＤＶＤに対する倍率ｍ２をほぼ同じとしたまま、高密度光ディスクとＤＶＤの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正したり、ＤＶＤに対する倍率ｍ２とＣＤに対する倍率ｍ３をほぼ同じとしたまま、ＤＶＤとＣＤの保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正することが可能となる。
【０１６６】
具体的には、請求項８８に記載の発明のように、重畳型回折構造を、波長λ１と波長λ３に対しては、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えないようにし（０次回折）、波長λ２に対しては、隣接する輪帯間で光路差を与えることで１次回折光を発生させるような構造とするのが好ましい。
より具体的には、請求項８９に記載の発明のように、収差補正素子が、波長λ１に対する屈折率が１．５〜１．６の範囲内であって、ｄ線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内である材料から形成されている場合には、各輪帯内に形成された段差の数Ｎと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の深さＤ＝Δ（Ｎ＋１）を（６５）〜（６８）式のいずれか１つを満たすように設定するのが好ましい。
【０１６７】
尚、各輪帯内に形成された段差の数Ｎと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の深さＤの好ましい組み合わせである（６５）〜（６８）式は、後述の表１が（６５）式に対応し、表２が（６６）式に対応し、表３が（６７）式に対応し、表４が（６８）式に対応するという関係にある。
これにより、波長λ１と波長λ３に対しては、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折光を、波長λ２に対しては、隣接する輪帯間で光路差を与えることで１次回折光を発生させることができるとともに、波長λ１〜λ３の全ての波長に対して高い透過率（回折効率）を確保できる。
【０１６８】
また、重畳型回折構造を、請求項９０の発明にあるように、波長λ１と波長λ３に対しては、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えないようにし（０次回折）、波長λ２に対しては、隣接する輪帯間で光路差を与えることで２次回折光を発生させるような構造としてもよい。
この場合には、請求項９１に記載の発明のように、各輪帯内に形成された段差の数Ｎと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の深さＤ＝Δ（Ｎ＋１）を（７２）〜（７５）
式のいずれか１つを満たすように設定するのが好ましい。
これにより、波長λ１と波長λ３に対しては、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折光を、波長λ２に対しては、隣接する輪帯間で光路差を与えることで２次回折光を発生させることができるとともに、波長λ１〜λ３の全ての波長に対して高い透過率（回折効率）を確保できる。
尚、後述の表５が（７２）式に対応し、表６が（７３）式に対応し、表７が（７４）式に対応し、表８が（７５）式に対応している。
【０１６９】
また、請求項９２の発明にあるように、重畳型回折構造を光軸を含む光学機能領域だけでなく、全ての光学機能領域に形成してもよい。
或いは、請求項９３の発明にあるように、重畳型回折構造に持たせる機能に応じて、必要な光学機能領域にのみ重畳型回折構造を形成し、重畳型回折構造が形成されない光学機能領域があってもよい。
更に、請求項９４の発明にあるように、重畳型回折構造を、収差補正素子の複数の光学機能面に形成してもよく、この場合には、各輪帯内に形成された各階段構造の幅を広げることができるので、ＳＰＤＴによる金型加工を容易になり、また、青紫色領域の波長λ１に対して、金型の形状誤差による回折効率低下が大きくなり過ぎないという利点がある。
請求項９５の発明にあるように、ＮＡ０．６５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の高密度光ディスクと、ＤＶＤ及びＣＤとに対して互換性を有するピックアップ装置に対しても、本発明の重畳型回折構造を有する光学素子は適用可能である。
かかる場合には、請求項９６の発明にあるように、収差補正素子の波長λ１に対する有効径と、波長λ２に対する有効径が同じ場合には、収差補正素子の光学機能面を、波長λ３に対する有効径内に対応する光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む光学機能領域の２つの光学機能領域に分割するのが好ましい。
【０１７０】
そして、請求項９７の発明にあるように、波長λ３に対する有効径から波長λ１及びλ２に対する有効径に対応する光学機能領域に、重畳型回折構造を形成し、この重畳型回折構造の各輪帯内に形成された段差の数Ｎと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の深さＤを適切に設定して、波長λ１と波長λ２の光束は高い透過率（回折効率）で透過させ、波長λ３の光束に対する回折効率を極端に小さくするようにして、ダイクロイックフィルターの役割を持たせるのが好ましい。
これにより、自動的にＣＤに対する開口制限がなされるので、別部材の開口制限素子を必要としない簡素な構成の光学素子を提供できる。
かかる重畳型回折構造の例としては、後述の表１１〜１３の構造があげられる。
このように、波長λ３に対する有効径から波長λ１及びλ２に対する有効径に対応する光学機能領域に形成した重畳型回折構造に、開口制限機能を持たせる場合には、請求項９８の発明にあるように、波長λ１と波長λ２の光束に対して等価な光学的作用を与え、波長λ３の光束に対しては、これとは異なる光学的作用を与えるような構造として、重畳型回折構造を透過した波長λ３の光束が、ＣＤの情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とするのが好ましい。
かかる重畳型回折構造の具体的な例は、波長λ１とλ２の光束とに対しては実質的に光路差を与えずに、波長λ３の光束のみを±２次の方向へ回折させる表１１の構造である。
【０１７１】
一方、収差補正素子の波長λ１に対する有効径と、波長λ２に対する有効径が異なる場合には、請求項９９の発明にあるように、収差補正素子の光学機能面を、波長λ３に対する有効径内に対応する光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む波長λ３に対する有効径から波長λ２に対する有効径に対応する光学機能領域と、更に、その周囲を囲む波長λ２に対する有効径から波長λ１に対する有効径に対応する光学機能領域の３つの光学機能領域に分割するのが好ましい
そして、請求項１００の発明にあるように、波長λ３に対する有効径から波長λ２に対する有効径に対応する光学機能領域に、重畳型回折構造を形成し、この重畳型回折構造の各輪帯内に形成された段差の数Ｎと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の深さＤを適切に設定して、波長λ１と波長λ２の光束は高い透過率（回折効率）で透過させ、波長λ３の光束に対する回折効率を極端に小さくするようにして、ダイクロイックフィルターの役割を持たせるのが好ましい。
これにより、自動的にＣＤに対する開口制限がなされるので、別部材の開口制限素子を必要としない簡素な構成の光学素子を提供できる。
かかる重畳型回折構造の例としては、後述の表１１〜１３の構造があげられる。
【０１７２】
このように、波長λ３に対する有効径から波長λ２に対する有効径に対応する光学機能領域に形成した重畳型回折構造に、開口制限機能を持たせる場合には、請求項１０１の発明にあるように、波長λ１と波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、波長λ３の光束に対しては、これとは異なる光学的作用を与えるような構造として、重畳型回折構造を透過した波長λ３の光束が、ＣＤの情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とするのが好ましい。
かかる重畳型回折構造の具体的な例は、波長λ１とλ２の光束とに対しては実質的に光路差を与えずに、波長λ３の光束のみを±２次の方向へ回折させる表１１の構造である。
更に、請求項１０２の発明にあるように、波長λ２に対する有効径から波長λ１に対する有効径に対応する光学機能領域に、重畳型回折構造を形成し、この重畳型回折構造の各輪帯内に形成された段差の数Ｎと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の深さＤを適切に設定して、波長λ１の光束は高い透過率（回折効率）で透過させ、波長λ２とλ３の光束に対する回折効率を極端に小さくするようにして、ダイクロイックフィルターの役割を持たせるのが好ましい。
これにより、自動的にＣＤとＤＶＤに対する開口制限がなされるので、別部材の開口制限素子を必要としない簡素な構成の光学素子を提供できる。
【０１７３】
このように、波長λ２に対する有効径から波長λ１に対する有効径に対応する光学機能領域に形成した重畳型回折構造に、開口制限機能を持たせる場合には、請求項１０３の発明にあるように、波長λ１の光束とは異なる光学的作用を、波長λ２と波長λ３の光束に与えるような構造として、重畳型回折構造を透過した波長λ２とλ３の光束が、ＤＶＤ及びＣＤの情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とするのが好ましい。
かかる重畳型回折構造の具体的な例は、波長λ１の光束に対しては実質的に光路差を与えずに、波長λ２の光束を−2次の方向に回折させ、波長λ３の光束を±３次の方向へ回
折させる表１４の構造である。
尚、上述の請求項９９から１０３の発明においては、波長λ１に対する有効径が波長λ２に対する有効径よりも大きい場合を例として、その作用効果を説明したが、波長λ２に対する有効径が波長λ１に対する有効径よりも大きい場合にも、同様の作用効果を持たせることができる。
【０１７４】
請求項１０４の発明にあるように、ＮＡ０．８５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の高密度光ディスク（例えば、ブルーレイディスク）と、ＤＶＤ及びＣＤとに対して互換性を有するピックアップ装置に対しても、本発明の重畳型回折構造を有する光学素子は適用可能である。
かかる場合には、請求項１０５の発明にあるように、収差補正素子の光学機能面を、波長λ３に対する有効径内に対応する光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む波長λ３に対する有効径から波長λ２に対する有効径に対応する光学機能領域と、更に、その周囲を囲む波長λ２に対する有効径から波長λ１に対する有効径に対応する光学機能領域の３つの光学機能領域に分割するのが好ましい
【０１７５】
そして、請求項１０６の発明にあるように、波長λ３に対する有効径から波長λ２に対する有効径に対応する光学機能領域に、重畳型回折構造を形成し、この重畳型回折構造の各輪帯内に形成された段差の数Ｎと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の深さＤを適切に設定して、波長λ１と波長λ２の光束は高い透過率（回折効率）で透過させ、波長λ３の光束に対する回折効率を極端に小さくするようにして、ダイクロイックフィルターの役割を持たせるのが好ましい。
これにより、自動的にＣＤに対する開口制限がなされるので、別部材の開口制限素子を必要としない簡素な構成の光学素子を提供できる。
かかる重畳型回折構造の例としては、後述の表１１〜１３の構造があげられる。
このように、波長λ３に対する有効径から波長λ２に対する有効径に対応する光学機能領域に形成した重畳型回折構造に、開口制限機能を持たせる場合には、請求項１０７の発明にあるように、波長λ１と波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、波長λ３の光束に対しては、これとは異なる光学的作用を与えるような構造として、重畳型回折構造を透過した波長λ３の光束が、ＣＤの情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とするのが好ましい。
かかる重畳型回折構造の具体的な例は、波長λ１とλ２の光束とに対しては実質的に光路差を与えずに、波長λ３の光束のみを±２次の方向へ回折させる表１１の構造である。
【０１７６】
更に、請求項１０８の発明にあるように、波長λ２に対する有効径から波長λ１に対する有効径に対応する光学機能領域に、重畳型回折構造を形成し、この重畳型回折構造の各輪帯内に形成された段差の数Ｎと、Ｎ個の段差により構成される１ピッチ分の深さＤを適切に設定して、波長λ１の光束は高い透過率（回折効率）で透過させ、波長λ２とλ３の光束に対する回折効率を極端に小さくするようにして、ダイクロイックフィルターの役割を持たせるのが好ましい。
これにより、自動的にＣＤとＤＶＤに対する開口制限がなされるので、別部材の開口制限素子を必要としない簡素な構成の光学素子を提供できる。
このように、波長λ２に対する有効径から波長λ１に対する有効径に対応する光学機能領域に形成した重畳型回折構造に、開口制限機能を持たせる場合には、請求項１０９の発明にあるように、波長λ１の光束とは異なる光学的作用を、波長λ２と波長λ３の光束に与えるような構造として、重畳型回折構造を透過した波長λ２とλ３の光束が、ＤＶＤ及びＣＤの情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とするのが好ましい。
かかる重畳型回折構造の具体的な例は、波長λ１の光束に対しては実質的に光路差を与えずに、波長λ２の光束を−2次の方向に回折させ、波長λ３の光束を±３次の方向へ回
折させる表１４の構造である。
【０１７７】
また、請求項１１０の発明にあるように、波長λ１に対する収差補正素子の近軸におけるパワーＰ１と、集光素子の近軸におけるパワーＰ２とを（７８）式を満たすように設定するのが好ましい。
これにより、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持たせることができるので、３種類の規格の異なる光ディスクのうちで、保護層厚さが最もＣＤに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
更に、重畳型回折構造や回折構造や光路差付与構造の段差部分によりその進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑えることができ、透過率の低下を防止できる。
請求項１１１の発明にあるように、収差補正素子をプラスチックレンズとすると、重畳型回折構造や回折構造や光路差付与構造のごとき、微細な構造の成形時の転写性を高めることができるので好ましい。
【０１７８】
請求項１１２の発明にあるように、集光素子をプラスチックレンズとすると、安定した品質で高精度に大量生産することが可能となる。尚、大きな集光力を有する集光素子をプ
ラスチックレンズとすると温度変化に伴う屈折率変化の影響が大きくなるが、これと組み合わせて使用する収差補正素子を請求項６４、７６、８１にあるような構成とすることで、屈折率変化による球面収差を効果的に抑制することができる。
一方、請求項１１３の発明にあるように、集光素子をガラスレンズとすると、青紫色領域の光に対する耐光性、耐温度性、透過率等に関して高い信頼性を有する集光素子とすることができる。
ガラスレンズとして、ガラス転移点Ｔgが４００℃以下であるガガラス材料を使用する
と、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことができる。これにより、集光素子の製造コストを低減できる。
かかるガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば、（株）スミタ光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５やＫ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。
【０１７９】
また、集光素子の材料としては、請求項１１４の発明にあるような、プラスチック材料中に、直径が３０ｎｍ以下の粒子を分散させた材料を使用してもよい。
温度が上昇すると屈折率が下がるプラスチック材料に、温度が上昇すると屈折率が上昇する無機材料を均質に混成することで両者の屈折率の温度依存性を打ち消すことが可能となる。これにより、プラスチック材料の成形性を保持したまま、温度変化に伴う屈折率変化が小さい光学材料（以下、かかる光学材料を「アサーマル樹脂」と呼ぶ）。
ここで、集光素子の屈折率の温度変化について説明する。温度変化に対する屈折率の変化率は、Lorentz−Lorenzの公式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、
以下の数２に示すＡで表される。
【数２】
2010061810.tif 000004
但し、ｎはレーザ光源の波長に対する前記集光レンズの屈折率であり、αは集光素子の線膨張係数であり、[R]は集光素子の分子屈折力である。
一般的なプラスチック材料の場合は、第１項に比べて第２項の寄与が小さいので第２項はほぼ無視出来る。たとえば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）の場合、線膨張係数αは７×１０-5である、上式に代入すると、Ａ＝−１２×１０-5となり、実測値と概ね一致する。
ここで、本発明での集光素子では、直径が３０ｎｍ以下の微粒子プラスチック材料中に分散させることにより、実質的に上式の第２項の寄与を大きくし、第１項の線膨張による変化と打ち消しあうようにさせている。
【０１８０】
具体的には、従来は−１２×１０-5程度であった温度変化に対する屈折率変化率を、絶対値で１０×１０-5未満に抑えることが好ましい。より好ましくは、８×１０-5未満、更に好ましくは、６×１０-5未満に抑えることが、集光素子の温度変化に伴う球面収差変化を低減するうえで好ましい。
例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）に、酸化二オブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させることにより、このような温度変化に対する屈折率変化の依存性を解消することが出来る。
母材となるプラスチック材料は、体積比で８０、酸化二オブは２０程度の割合であり、これらを均一に混合する。微粒子は凝集しやすいという問題があるが、粒子表面に電荷を与えて分散させる技術も知られており、必要な分散状態を生じさせることが出来る。
尚、この体積比率は、温度変化に対する屈折率の変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類のナノサイズ無機粒子をブレンドして分散させることも可能である。
【０１８１】
体積比率では、上記の例では８０：２０であるが、９０：１０〜６０：４０までの間で適宜調整可能である。９０：１０よりも体積比率が小さいと屈折率変化抑制の効果が小さ
くなり、逆に、６０：４０を超えるとアサーマル樹脂の成形性に問題が生じるために好ましくない。
微粒子は無機物であることが好ましく、更に、酸化物であることが好ましい。そして酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることが好ましい。
無機物であることは、高分子有機化合物であるプラスチック材料との反応を低く抑えるために好ましく、また酸化物であることによって、青紫色レーザの長時間の照射に伴う透過率劣化や波面収差劣化を防ぐことが出来る。特に、高温下において青紫色レーザが照射されるという過酷な条件において、酸化が促進されやすくなるが、このような無機酸化物であれば、酸化による透過率劣化や波面収差劣化を防ぐことが出来る
【０１８２】
尚、プラスチック材料に分散させる微粒子の直径が大きいと、入射光束の散乱が生じやすくなり集光素子の透過率が低下する。高密度光ディスクにおいて、情報の記録／再生に使用される青紫色レーザでは、長時間にわたり安定したレーザ発振を得られるレーザパワーは３０ｍＷ程度であるので、光学素子の青紫色レーザに対する透過率が低いと、情報の記録の高速化、多層ディスク対応という観点で不利となる。従って、プラスチック材料に分散させる微粒子の直径は、好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０〜１５ｎｍ以下であることが集光素子の透過率低下を防ぐうえで好ましい。
一般的に、光学素子は、波長が短くなるほど、そして、ＮＡが大きくなるほど、その製造が難しくなる。従って、請求項１１５の発明にあるように、集光素子を高密度光ディスクの波長λ１と保護層の厚さｔ１とに対して収差補正が最適化されるようにして、収差補正素子と組合わせた場合に、高密度光ディスク用の光学素子としての性能を出しやすくするのが好ましい。
【０１８３】
請求項１１６記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップであって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系を有し、
前記対物光学系として、請求項４５乃至１１５のいずれか一項に記載の光学素子を使用することを特徴とする。
【０１８４】
請求項１１７記載の発明は、請求項１１６に記載の光ピックアップ装置を搭載して、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の再生のうち、少なくとも一方を実行可能であることを特徴とする。
請求項１１８記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子と
の間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする。
【０１８５】
請求項１１９記載の発明は、請求項１１８に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であって、前記第２波長λ２に対する該重畳型回折構造の近軸における回折パワーが負であることを特徴とする。
請求項１２０記載の発明は、請求項１１８又は１１９に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であって、該重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正不足の球面収差を付加することを特徴とする。
請求項１２１記載の発明は、請求項１１８に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であって、該第２波長λ２に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが正であることを特徴とする。
【０１８６】
請求項１２２記載の発明は、請求項１１８又は１２１に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であって、該重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正過剰の球面収差を付加することを特徴とする。
請求項１２３記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第１光束λ１と、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐとが以下の（７９）及び（８０）式を満たすことを特徴とする。
０．３９μｍ＜λ１＜０．４２μｍ （７９）
Ｐ＞３μｍ（８０）
【０１８７】
請求項１２４記載の発明は、請求項１２３に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（８１）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ＞５μｍ（８１）
請求項１２５記載の発明は、請求項１２４に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（８２）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ＞１０μｍ （８２）
請求項１２６記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造により透過波面に付加される光路差を上記数１で定義したとき、Ｂ2
とＢ4の符号が互いに異なることを特徴とする。
【０１８８】
請求項１２７記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも２つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）のいずれかが、光学機能領域毎に異なることを特徴とする。
【０１８９】
請求項１２８記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を中心とした段差により分割された複数の輪帯からなる回折構造が形成されていることを特徴とする。
【０１９０】
請求項１２９記載の発明は、請求項１２８に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記回折構造の段差の深さは、前記第１波長λ１の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ１に対して、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ２と、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ３とが共に、より低次数となるように設計されていることを特徴とする。
請求項１３０記載の発明は、請求項１２９に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（８３）乃至（８５）式を満たすとともに、前記回折次数ｎ１と前記回折次数ｎ２と前記回折次数ｎ３の組合せが、（ｎ１，ｎ２、ｎ３）＝（２，１，１）、（４，２，２，）、（６，４，３）、（８，５，４）、（１０，６，５）のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （８３）
０．６３＜λ２＜０．６８ （８４）
０．７５＜λ３＜０．８５ （８５）
【０１９１】
請求項１３１記載の発明は、請求項１２９又は１３０に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記回折構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ１が次式（８６）乃至（９０）のいずれか１つを満たすことを特徴とする。
１．２μｍ＜ｄ１＜１．７μｍ （８６）
２．６μｍ＜ｄ１＜３．０μｍ （８７）
４．４μｍ＜ｄ１＜５．０μｍ （８８）
５．６μｍ＜ｄ１＜６．５μｍ （８９）
６．９μｍ＜ｄ１＜８．１μｍ （９０）
請求項１３２記載の発明は、請求項１２８乃至１３１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記回折構造の、前記第１波長λ１に対する近軸における回折パワーＰＤ０（ｍｍ-1）、前記回折構造の、前記第１波長λ１よりも１０ｎｍ長い波長に対する近軸における回折パワーＰＤ１（ｍｍ-1）、前記回折構造の、前記第１波長λ１よりも１０ｎｍ短い波長に対する近軸における回折パワーＰＤ２（ｍｍ-1）が以下の（９１）式を満たすことを特徴とする。
ＰＤ２＜ＰＤ０＜ＰＤ１ （９１）
【０１９２】
請求項１３３記載の発明は、請求項１２８乃至１３２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記回折構造は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする。
請求項１３４記載の発明は、請求項１３３に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を含む中心光学機能領域と、該中心光学機能領域の周囲を囲む周辺光学機能領域とに分割され、前記周辺光学機能領域にのみ、前記回折構造が形成されていることを特徴とする。請求項１３５記載の発明は、請求項１２８乃至１３４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記回折構造の光軸を含む断面形状は、階段形状であることを特徴とする。
【０１９３】
請求項１３６記載の発明は、請求項１２８乃至１３４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする。
請求項１３７記載の発明は、請求項１２８乃至１３６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造は、前記収差補正素子の一方の光学機能面に形成され、前記回折構造は、前記収差補正素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする。
【０１９４】
請求項１３８記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、前記第１光源乃至前記第３光源と、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子との間の光路中に配置され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を含む中心領域と該中心領域の外側に段差により分割された複数の輪帯から構成される光路差付与構造が形成されたことを特徴とする。
【０１９５】
請求項１３９記載の発明は、請求項１３８に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記光路差付与構造は、環境温度が上昇した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化し、環境温度が低下した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の温度依存性を有することを特徴とする。
請求項１４０記載の発明は、請求項１３９に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記光路差付与構造において、前記中心領域の外側に隣接する前記輪帯は、前記中心領域に対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径位置における前記輪帯は、その内側に隣接する前記輪帯に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径の７５％の位置における前記輪帯は、その内側に隣接する輪帯とその外側に隣接する輪帯とに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されていることを特徴とする。
【０１９６】
請求項１４１記載の発明は、請求項１３８乃至１４０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光路差付与構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ２(μｍ)、前記収差補正素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ１、前記収差補正素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ２、前記収差補正素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ３により、それぞれ以下の（９２）乃至（９４）式で表されるΦ１、Φ２、Φ３が、が以下の（９５）乃至（９８）式を満たすことを特徴とする。
Φ１＝ｄ２・（Ｎλ１−１）／λ１ （９２）
Φ２＝ｄ２・（Ｎλ２−１）／λ２ （９３）
Φ３＝ｄ２・（Ｎλ３−１）／λ３ （９４）
ＩＮＴ（Φ１）≦１０ （９５）
０≦｜ＩＮＴ（Φ１）−Φ１｜≦０．４ （９６）
０≦｜ＩＮＴ（Φ２）−Φ２｜≦０．４ （９７）
０≦｜ＩＮＴ（Φ３）−Φ３｜≦０．４ （９８）
但し、ＩＮＴ（Φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、Φｉを四捨五入して得られる整数である。
【０１９７】
請求項１４２記載の発明は、請求項１３８乃至１４１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造は、前記収差補正素子の一方の光学機能面に形成され、前記光路差付与構造は、前記収差補正素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする。
請求項１４３記載の発明は、請求項１１８乃至１４２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であることを特徴とする。
【０１９８】
請求項１４４記載の発明は、請求項１４３に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）、前記収差補正素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ１、前記収差補正素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ２、前記収差補正素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ３により、それぞれ以下の（９９）乃至（１０１）式で表されるφ１、φ２、φ３が、が以下の（１０２）乃至（１０４）式を満たすことを特徴とする。
φ１＝Δ・（Ｎλ１−１）・(Ｎ＋１)／λ１（９９）
φ２＝Δ・（Ｎλ２−１）・(Ｎ＋１)／λ２（１００）
φ３＝Δ・（Ｎλ３−１）・(Ｎ＋１)／λ３（１０１）
０≦｜ＩＮＴ（φ１）−φ１｜≦０．４ （１０２）
０≦｜ＩＮＴ（φ２）−φ２｜≦０．４ （１０３）
０≦｜ＩＮＴ（φ３）−φ３｜≦０．４ （１０４）
但し、ＩＮＴ（φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、φｉを四捨五入して得られる整数である。
【０１９９】
請求項１４５記載の発明は、請求項１４４に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記φ１、及び各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎが以下の（１０５）及び（１０６）式を満たすことを特徴とする。
φ１≦２４（１０５）
３≦Ｎ≦１１ （１０６）
請求項１４６記載の発明は、請求項１４３乃至１４５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して等価な第１光学的作用を与え、前記第２波長λ２の光束に対しては、前記第１光学的作用とは異なる第２光学的作用を与えることを特徴とする。
請求項１４７記載の発明は、請求項１４６に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を１次方向に回折させる１次回折であることを特徴とする。
【０２００】
請求項１４８記載の発明は、請求項１４７に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１０７）乃至（１０９）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）の組合せが、それぞれ以下の（１１０）乃至（１１３）式のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１０７）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１０８）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１０９）
Ｎ＝３のとき、４．１≦Ｄ≦４．８ （１１０）
Ｎ＝４のとき、５．４≦Ｄ≦６．４ （１１１）
Ｎ＝５のとき、７．０≦Ｄ≦７．９ （１１２）
Ｎ＝６のとき、８．４≦Ｄ≦９．０ （１１３）
【０２０１】
請求項１４９記載の発明は、請求項１４６に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を２次方向に回折させる２次回折であることを特徴とする。
請求項１５０記載の発明は、請求項１４９に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記収差補正素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１１４）乃至（１１６）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）が、それぞれ以下の（１１７）乃至（１２０）式のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１１４）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１１５）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１１６）
Ｎ＝８  のとき、１１．３≦Ｄ≦１２．７ （１１７）
Ｎ＝９  のとき、１２．８≦Ｄ≦１４．１ （１１８）
Ｎ＝１０のとき、１４．２≦Ｄ≦１５．６ （１１９）
Ｎ＝１１のとき、１５．７≦Ｄ≦１７．２ （１２０）
【０２０２】
請求項１５１記載の発明は、請求項１４３乃至１５０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記複数の光学機能領域の全てに、前記重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする。
請求項１５２記載の発明は、請求項１１８乃至１５０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、前記重畳型回折構造が形成されていないことを特徴とする。
請求項１５３記載の発明は、請求項１１８乃至１５２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記重畳型回折構造が、前記収差補正素子の複数の光学機能面に形成されていることを特徴とする。
【０２０３】
請求項１５４記載の発明は、請求項１１８乃至１５３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記複数の光学機能領域は、２つの光学機能領域であり、前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
請求項１５５記載の発明は、請求項１１８乃至１５４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記複数の光学機能領域は、２つの光学機能領域であり、前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０２０４】
請求項１５６記載の発明は、請求項１１８乃至１５３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
請求項１５７記載の発明は、請求項１１８乃至１５３、１５６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０２０５】
請求項１５８記載の発明は、請求項１１８乃至１５３、１５６、１５７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
請求項１５９記載の発明は、請求項１１８乃至１５３、１５６乃至１５８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０２０６】
請求項１６０記載の発明は、請求項１１８乃至１５９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の収差補正素子において、前記収差補正素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする。
請求項１６１記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップであって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１光源から射出される前記第１波長λ１乃至前記第３光源から射出される前記第３波長λ３を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる集光素子を有し、
前記第１光源乃至前記第３光源と、前記集光素子との間の光路中に請求項１１８乃至１６０のいずれか一項に記載の収差補正素子を配置したことを特徴とする。
請求項１６２記載の発明は、請求項１６１に記載の光ピックアップ装置を搭載して、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の再生のうち、少なくとも一方を実行可能であることを特徴とする。
【０２０７】
請求項１６３記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする。
【０２０８】
請求項１６４記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１と、前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２とが略一致することを特徴とする。
【０２０９】
請求項１６５記載の発明は、請求項１６４に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正不足の球面収差を付加することを特徴とする。
請求項１６６記載の発明は、請求項１６４又は１６５に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１倍率ｍ１と前記第２倍率ｍ２が以下の（１２１）式を満たすことを特徴とする。
ｍ１＝ｍ２＝０ （１２１）
請求項１６７記載の発明は、請求項１６４乃至１６６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３が以下の（１２２）式を満たすことを特徴とする。
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （１２２）
【０２１０】
請求項１６８記載の発明は、請求項１６４乃至１６７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１光源と前記第２光源はパッケージ化された光源モジュールであり、前記集光素子は、前記光源モジュールから射出された前記第１波長λ１の光束を前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記光源モジュールから射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。
【０２１１】
請求項１６９記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２と、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３とが略一致することを特徴とする。
請求項１７０記載の発明は、請求項１６９に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２に対して補正過剰の球面収差を付加することを特徴とする。
【０２１２】
請求項１７１記載の発明は、請求項１６９又は１７０に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１が以下の（１２３）式を満たすことを特徴とする。
ｍ１＝０（１２３）
請求項１７２記載の発明は、請求項１６９乃至１７１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第２倍率ｍ２と前記第３倍率ｍ３が以下の（１２４）及び（１２５）式を満たすことを特徴とする。
ｍ２＝ｍ３（１２４）
−０．２５＜ｍ２＜−０．１０ （１２５）
請求項１７３記載の発明は、請求項１６９乃至１７２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源モジュールであり、前記集光素子は、前記光源モジュールから射出された前記第２波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記光源モジュールから射出された前記第３波長λ３の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。
【０２１３】
請求項１７４記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記第１光束λ１と、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐとが以下の（１２６）及び（１２７）式を満たすことを特徴とする。
０．３９μｍ＜λ１＜０．４２μｍ （１２６）
Ｐ＞３μｍ（１２７）
【０２１４】
請求項１７５記載の発明は、請求項１７４に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（１２８）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ＞５μｍ（１２８）
請求項１７６記載の発明は、請求項１７５に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（１２９）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ＞１０μｍ （１２９）
請求項１７７記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造により透過波面に付加される光路差を上記数１で定義したとき、Ｂ2とＢ4の符号が互いに異なることを特徴とする。
請求項１７８記載の発明は、請求項１７４乃至１７７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第１倍率ｍ１と、前記第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第２倍率ｍ２と、前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の第３倍率ｍ３とが互いに異なることを特徴とする。
【０２１５】
請求項１７９記載の発明は、請求項１７８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１倍率ｍ１と、前記第２倍率ｍ２と、前記第３倍率ｍ３とが以下の（１３０）乃至（１３２）式を満たすことを特徴とする。
ｍ１＝０（１３０）
−０．０８＜ｍ２＜−０．０１ （１３１）
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （１３２）
請求項１８０記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも２つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）のいずれかが、光学機能領域毎に異なることを特徴とする。
【０２１６】
請求項１８１記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記収差補正素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を中心とした段差により分割された複数の輪帯からなる回折構造が形成されていることを特徴とする。
請求項１８２記載の発明は、請求項１８１に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記回折構造の段差の深さは、前記第１波長λ１の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ１に対して、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ２と、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数ｎ３とが共に、より低次数となるように設計されていることを特徴とする。
【０２１７】
請求項１８３記載の発明は、請求項１８２に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１３３）乃至（１３５）式を満たすとともに、前記回折次数ｎ１と前記回折次数ｎ２と前記回折次数ｎ３の組合せが、（ｎ１，ｎ２、ｎ３）＝（２，１，１）、（４，２，２，）、（６，４，３）、（８，５，４）、（１０，６，５）のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１３３）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１３４）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１３５）
請求項１８４記載の発明は、請求項１８２又は１８３に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記集光素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記回折構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ１が次式（１３６）乃至（１４０）のいずれか１つを満たすことを特徴とする。
１．２μｍ＜ｄ１＜１．７μｍ （１３６）
２．６μｍ＜ｄ１＜３．０μｍ （１３７）
４．４μｍ＜ｄ１＜５．０μｍ （１３８）
５．６μｍ＜ｄ１＜６．５μｍ （１３９）
６．９μｍ＜ｄ１＜８．１μｍ （１４０）
【０２１８】
請求項１８５記載の発明は、請求項１８１乃至１８４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記回折構造は、前記第１波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変化した際に、前記集光素子の色収差に起因して発生するフォーカス位置ずれを抑制する機能を有することを特徴とする。
請求項１８６記載の発明は、請求項１８５に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記回折構造の、前第１波長λ１に対する近軸における回折パワーＰＤ０（ｍｍ-1）、前記回折構造の、前第１波長λ１よりも１０ｎｍ長い波長に対する近軸における回折パワーＰＤ１（ｍｍ-1）、前記回折構造の、前第１波長λ１よりも１０ｎｍ短い波長に対する近軸における回折パワーＰＤ２（ｍｍ-1）が以下の（１４１）式を満たすことを特徴とする。
ＰＤ２＜ＰＤ０＜ＰＤ１ （１４１）
請求項１８７記載の発明は、請求項１８５又は１８６に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記回折構造は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする。
【０２１９】
請求項１８８記載の発明は、請求項１８１乃至１８７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記集光素子は、プラスチックレンズであって、前記回折構造は、前記第１波長λ１が長波長側に変化した場合には、球面収差が補正不足方向に変化し、前記第１波長λ１が短波長側に変化した場合には、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することで、環境温度変化に伴う前記集光素子の屈折率変化により発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
請求項１８９記載の発明は、請求項１８８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を含む中心光学機能領域と、該中心光学機能領域の周囲を囲む周辺光学機能領域とに分割され、前記周辺光学機能領域にのみ、前記回折構造が形成されていることを特徴とする。
【０２２０】
請求項１９０記載の発明は、請求項１８１乃至１８９のいずれか一項に記載の光ピック  アップ装置用の集光素子において、前記回折構造の光軸を含む断面形状は、鋸歯形状であることを特徴とする。
請求項１９１記載の発明は、請求項１８１乃至１９０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記重畳型回折構造は、前記集光素子の一方の光学機能面に形成され、前記回折構造は、前記集光素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする。
【０２２１】
請求項１９２記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の集光素子であって、
前記集光素子は、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対向する位置に配置され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
前記集光素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面には、光軸を含む中心領域と該中心領域の外側に段差により分割された複数の輪帯から構成される光路差付与構造が形成されたことを特徴とする。
【０２２２】
請求項１９３記載の発明は、請求項１９２に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記集光素子はプラスチックレンズであって、前記光路差付与構造は、環境温度が上昇した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正不足方向に変化し、環境温度が低下した場合には、前記第１波長λ１に対して付加する球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の温度依存性を有することで、環境温度変化に伴う前記集光素子の屈折率変化により発生する球面収差変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
請求項１９４記載の発明は、請求項１９３に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記光路差付与構造において、前記中心領域の外側に隣接する前記輪帯は、前記中心領域に対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径位置における前記輪帯は、その内側に隣接する前記輪帯に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径の７５％の位置における前記輪帯は、その内側に隣接する輪帯とその外側に隣接する輪帯とに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されていることを特徴とする。
【０２２３】
請求項１９５記載の発明は、請求項１９２乃至１９４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光路差付与構造の段差のうち光軸に最も近い段差の光軸方向の深さｄ２(μｍ)、前記集光素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ１、前記集光素子の前記第２波長λ１に対する屈折率Ｎλ２、前記集光素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ３により、それぞれ以下の（１４２）乃至（１４４）式で表されるΦ１、Φ２、Φ３が、が以下の（１４５）乃至（１４８）式を満たすことを特徴とする。
Φ１＝ｄ２・（Ｎλ１−１）／λ１ （１４２）
Φ２＝ｄ２・（Ｎλ２−１）／λ２ （１４３）
Φ３＝ｄ２・（Ｎλ３−１）／λ３ （１４４）
ＩＮＴ（Φ１）≦１０ （１４５）
０≦｜ＩＮＴ（Φ１）−Φ１｜≦０．４ （１４６）
０≦｜ＩＮＴ（Φ２）−Φ２｜≦０．４ （１４７）
０≦｜ＩＮＴ（Φ３）−Φ３｜≦０．４ （１４８）
但し、ＩＮＴ（Φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、Φｉを四捨五入して得られる整数である。  請求項１９６記載の発明は、請求項１９２乃至１９５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記重畳型回折構造は、前記集光素子の一方の光学機能面に形成され、前記光路差付与構造は、前記集光素子のもう一方の光学機能面に形成されたことを特徴とする。
【０２２４】
請求項１９７記載の発明は、請求項１６３乃至１９６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記重畳型回折構造が形成された光学機能領域は、光軸を含む光学機能領域であることを特徴とする。
請求項１９８記載の発明は、請求項１９７に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎ、前記不連続な段差の光軸方向の深さΔ（μｍ）、前記集光素子の前記第１波長λ１に対する屈折率Ｎλ１、前記集光素子の前記第２波長λ２に対する屈折率Ｎλ２、前記集光素子の前記第３波長λ３に対する屈折率Ｎλ３により、それぞれ以下の（１４９）乃至（１５１）式で表されるφ１、φ２、φ３が、以下の（１５２）乃至（１５４）式を満たすことを特徴とする。
φ１＝Δ・（Ｎλ１−１）・（Ｎ−１）／λ１ （１４９）
φ２＝Δ・（Ｎλ２−１）・（Ｎ−１）／λ２ （１５０）
φ３＝Δ・（Ｎλ３−１）・（Ｎ−１）／λ３ （１５１）
０≦｜ＩＮＴ（φ１）−φ１｜≦０．４ （１５２）
０≦｜ＩＮＴ（φ２）−φ２｜≦０．４ （１５３）
０≦｜ＩＮＴ（φ３）−φ３｜≦０．４ （１５４）
但し、ＩＮＴ（φｉ）（ｉ＝１、２、３）は、φｉを四捨五入して得られる整数である。
【０２２５】
請求項１９９記載の発明は、請求項１９８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記φ１、及び各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎが以下の（１５５）及び（１５６）式を満たすことを特徴とする。
φ１≦２４（１５５）
３≦Ｎ≦１１ （１５６）
請求項２００記載の発明は、請求項１９７乃至１９９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して等価な第１光学的作用を与え、前記第２波長λ２の光束に対しては、前記第１光学的作用とは異なる第２光学的作用を与えることを特徴とする。
【０２２６】
請求項２０１記載の発明は、請求項２００に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を１次方向に回折させる１次回折であることを特徴とする。請求項２０２記載の発明は、請求項２０１に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記集光素子は、前記第１波長λ１ｓにおける屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１５７）乃至（１５９）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）の組合せが、それぞれ以下の（１６０）乃至（１６３）式のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１５７）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１５８）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１５９）
Ｎ＝３のとき、４．１≦Ｄ≦４．８ （１６０）
Ｎ＝４のとき、５．４≦Ｄ≦６．４ （１６１）
Ｎ＝５のとき、７．０≦Ｄ≦７．９ （１６２）
Ｎ＝６のとき、８．４≦Ｄ≦９．０ （１６３）
【０２２７】
請求項２０３記載の発明は、請求項２００に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１光学的作用は、前記第１波長λ１の光束と前記第３波長λ３の光束とに対して、隣接する輪帯間で実質的に光路差を与えない０次回折であり、前記第２光学的作用は、前記第２波長λ２の光束を２次方向に回折させる２次回折であることを特徴とする。請求項２０４記載の発明は、請求項２０３に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記集光素子は、前記第１波長λ１における屈折率が１．５〜１．６の範囲内であり、且つd線でのアッベ数が５０〜６０の範囲内の材料から形成され、前記第１波長λ１（μｍ）、前記第２波長λ３（μｍ）、前記第３波長λ３（μｍ）が、それぞれ以下の（１６４）乃至（１６６）式を満たすとともに、前記光軸を含む光学機能領域に形成された前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記不連続な段差の数Ｎと、前記輪帯の光軸方向の深さＤ（μｍ）が、それぞれ以下の（１６７）乃至（１７０）式のいずれかであることを特徴とする。
０．３９＜λ１＜０．４２ （１６４）
０．６３＜λ２＜０．６８ （１６５）
０．７５＜λ３＜０．８５ （１６６）
Ｎ＝８  のとき、１１．３≦Ｄ≦１２．７ （１６７）
Ｎ＝９  のとき、１２．８≦Ｄ≦１４．１ （１６８）
Ｎ＝１０のとき、１４．２≦Ｄ≦１５．６ （１６９）
Ｎ＝１１のとき、１５．７≦Ｄ≦１７．２ （１７０）
【０２２８】
請求項２０５記載の発明は、請求項１９７乃至２０４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記複数の光学機能領域の全てに、前記重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする。
請求項２０６記載の発明は、請求項１６３乃至２０４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、前記重畳型回折構造が形成されていないことを特徴とする。
請求項２０７記載の発明は、請求項１６３乃至２０６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記重畳型回折構造が、前記収差補正素子の複数の光学機能面に形成されていることを特徴とする。
【０２２９】
請求項２０８記載の発明は、請求項１６３乃至２０７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２とが以下の（１７１）式を満たすことを特徴とする。
０．８≦ｔ１／ｔ２≦１．２ （１７１）
請求項２０９記載の発明は、請求項２０８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記複数の光学機能領域は、２つの光学機能領域であり、前記２つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記２つの光学機能領域のうち、光軸を含まない光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする。
請求項２１０記載の発明は、請求項２０９に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
【０２３０】
請求項２１１記載の発明は、請求項２０９又は２１０に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記２つの光学機能領域のうち、前記光軸を含まない光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
請求項２１２記載の発明は、請求項２０８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、前期光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする。
【０２３１】
請求項２１３記載の発明は、請求項２１２に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
請求項２１４記載の発明は、請求項２１２又は２１３に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０２３２】
請求項２１５記載の発明は、請求項２１２乃至２１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
請求項２１６記載の発明は、請求項２１２乃至２１５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０２３３】
請求項２１７記載の発明は、請求項１６３乃至２０７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２とが以下の（１７２）式を満たすことを特徴とする。
ｔ１／ｔ２≦０．４ （１７２）
請求項２１８記載の発明は、請求項２１７に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、前期光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成することを特徴とする。
【０２３４】
請求項２１９記載の発明は、請求項２１８に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
請求項２２０記載の発明は、請求項２１８又は２１９に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束とに対して等価な光学的作用を与え、前記第３波長λ３の光束に対しては、前記光学的作用とは異なる光学的作用を与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第３波長λ３の光束を、前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。
【０２３５】
請求項２２１記載の発明は、請求項２１８乃至２２０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造に、前記第２波長λ２の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η２が４０％以下であり、且つ前記第３波長λ３の光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折効率η３が４０％以下であることを特徴とする。
請求項２２２記載の発明は、請求項２１８乃至２２１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記３つの光学機能領域のうち、前記最も外側の光学機能領域には前記重畳型回折構造が形成されており、該重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対して与える光学的作用とは異なる光学的作用を、前記第２波長λ２の光束と前記第３波長λ３とに与えることで、該重畳型回折構造を透過した前記第２波長λ２及び前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上へのスポット形成に寄与しないフレア成分とすることを特徴とする。請求項２２３記載の発明は、請求項１６３乃至２２２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記集光素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする。
【０２３６】
請求項２２４記載の発明は、請求項１６３乃至２２２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記集光素子は、ガラス転移点Ｔgが４００℃以下であるガラスレンズであることを特徴とする。
請求項２２５記載の発明は、請求項１６３乃至２２３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の集光素子において、前記集光素子は、プラスチック材料中に、直径が３０ｎｍ以下の粒子を分散させた材料を用いて成形されたことを特徴とする。
請求項２２６記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップであって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系を有し、
前記対物光学系として、請求項１６３乃至２２５のいずれか一項に記載の集光素子を使用することを特徴とする。
【０２３７】
請求項２２７記載の発明は、請求項２２６に記載の光ピックアップ装置を搭載して、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の記録、及び、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体に対する情報の再生のうち、少なくとも一方を実行可能であることを特徴とする。
請求項２２８記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系と、絞りと、前記対物光学系と前記絞りとを光軸に垂直な方向に一体に駆動させる駆動装置を有し、
前記対物光学系は、その光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面が、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
更に、前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束のうち、少なくとも１つの光束が前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する構成を有し、
前記第１光源乃至前記第３光源のうち、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束を射出する光源のうち少なくとも１つの光源と、前記対物光学系との間の光路中に、前記対物光学系が前記駆動装置により光軸に垂直な方向に駆動された場合に発生するコマ収差を低減させる機能を有するコマ収差補正素子を配置したことを特徴とする。
【０２３８】
請求項２２９記載の発明は、請求項２２８に記載の光ピックアップ装置において、前記コマ収差補正素子は、前記対物光学系が前記駆動装置により光軸に垂直な方向に駆動されない場合に、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束が通過する有効径内では、球面収差が回折限界以下となるように補正され、前記有効径の外側では、補正過剰方向の球面収差を有することを特徴とする。
請求項２３０記載の発明は、請求項２２９に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束は、発散光束であることを特徴とする。
【０２３９】
請求項２３１記載の発明は、請求項２２９又は２３０に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束は、前記第３波長λ３の光束であることを特徴とする。
請求項２３２記載の発明は、請求項２２９乃至２３１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束は、前記第２波長λ２の光束であることを特徴とする。
請求項２３３記載の発明は、請求項２２９乃至２３２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記光束は、前記第２波長λ２の光束と、前記第３波長λ３の光束であることを特徴とする。
【０２４０】
請求項２３４記載の発明は、請求項２３３に記載の光ピックアップ装置において、前記コマ収差補正素子は、前記第２波長λ２の光束と、前記第３波長λ３の光束の共通光路中に配置され、
前記対物光学系が前記駆動装置により光軸に垂直な方向に駆動されない場合に、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記第２波長λ２が通過する有効径内では、前記波長λ２の球面収差が回折限界以下となるように補正され、前記有効径の外側では、前記波長λ２の球面収差が補正過剰方向とされ、且つ、前記対物光学系が前記駆動装置により光軸に垂直な方向に駆動されない場合に、前記対物光学系に対して非平行の状態で入射する前記第３波長λ３が通過する有効径内では、前記波長λ３の球面収差が回折限界以下となるように補正され、前記有効径の外側では、前記波長λ３の球面収差が補正過剰方向とされたことを特徴とする。
請求項２３５記載の発明は、請求項２３３又は２３４に記載の光ピックアップ装置において、前記コマ収差補正素子の少なくとも１つの光学機能面には、光軸を中心とした段差により分割された複数の輪帯からなる回折構造が形成されていることを特徴とする。
【０２４１】
請求項２３６記載の発明は、請求項２３３乃至２３５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記第２光源と前記第３光源はパッケージ化された光源モジュールであることを特徴とする。
請求項２３７記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物光学系を有し、
前記対物光学系は、その光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面が、光軸を中心とした複数の輪帯状の光学機能領域に分割され、
該複数の輪帯状の光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域には、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成され、
更に、前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束のうち、少なくとも２つの光束が前記対物光学系に対して互いに異なる倍率で入射する構成を有し、
前記第１光源乃至前記第３光源のうち、前記対物光学系に対して互いに異なる倍率で入射する前記少なくとも２つの光束を射出する光源は、パッケージ化された光源モジュールであって、
少なくとも１つの光学機能面に、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成された、前記光源モジュールから射出された光束のうち、少なくとも１つの光束の発散角を変換して前記対物光学系に導くための発散角変換素子を、前記光源モジュールと、前記対物光学系との間の光路中に配置したことを特徴とする。
【０２４２】
請求項２３８記載の発明は、請求項２３７に記載の光ピックアップ装置において、前記発散角変換素子に形成された前記重畳型回折構造は、前記光源モジュールから射出された光束のうち、ある１つの光束に対しては第１光学的作用を与え、他の波長の光束に対しては前記第１光学的作用とは異なる第２光学的作用を与えることを特徴とする。
請求項２３９記載の発明は、請求項２３８に記載の光ピックアップ装置において、前記光源モジュールから射出される前記光束は２つの光束であって、該２つの光束は、前記第１波長λ１の光束と前記第２波長λ２の光束であることを特徴とする。
請求項２４０記載の発明は、請求項２３８に記載の光ピックアップ装置において、前記光源モジュールから射出される前記光束は２つの光束であって、該２つの光束は、前記第２波長λ２の光束と前記第２波長λ３の光束であることを特徴とする。
請求項２４１記載の発明は、請求項４５乃至１１５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記光学素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面上には波長選択フィルタが形成され、前記波長選択フィルタが形成された光学機能面は、光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む周辺の光学機能領域とに分割され、前記波長選択フィルタは、該光軸を含む光学機能領域において、前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束を透過させ、該周辺の光学機能領域において、前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束及び前記第２波長λ２の光束を透過させるような透過率の波長選択性を有することを特徴とする。
【０２４３】
請求項２４２記載の発明は、請求項４５乃至１１５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記光学素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面上には波長選択フィルタが形成され、前記波長選択フィルタが形成された光学機能面は、光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む第１の周辺の光学機能領域と、更にその周囲を囲む第２の周辺の光学機能領域とに分割され、前記波長選択フィルタは、該光軸を含む光学機能領域において、前記第１波長λ１の光束乃至乃至前記第３波長λ３の光束を透過させ、該第１の周辺の光学機能領域において、前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束及び前記第２波長λ２の光束を透過させ、該第２の周辺の光学機能領域において、前記第２波長λ２の光束及び前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束を透過させるような透過率の波長選択性を有することを特徴とする。
【０２４４】
請求項２４３記載の発明は、請求項２４１又は２４２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記波長選択フィルタは、前記収差補正素子の少なくとも１つの光学機能面上に形成されたことを特徴とする。
請求項２４４記載の発明は、請求項２４１又は２４２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記波長選択フィルタは、前記集光素子の少なくとも１つの光学機能面上に形成されたことを特徴とする。
請求項２４５記載の発明は、請求項１１６に記載の光ピックアップ装置において、前記光ピックアップ装置は、前記対物光学系の光束入射面側に配置された開口制限素子を有し、前記開口制限素子の少なくとも１つの光学機能面上には波長選択フィルタが形成され、前記波長選択フィルタが形成された光学機能面は、光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む周辺の光学機能領域とに分割され、前記波長選択フィルタは、該光軸を含む光学機能領域において、前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束を透過させ、該周辺の光学機能領域において、前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束及び前記第２波長λ２の光束を透過させるような透過率の波長選択性を有することを特徴とする。
請求項２４６記載の発明は、請求項１１６に記載の光ピックアップ装置において、前記光ピックアップ装置は、前記対物光学系の光束入射面側に配置された開口制限素子を有し、前記開口制限素子の少なくとも１つの光学機能面上には波長選択フィルタが形成され、前記波長選択フィルタが形成された光学機能面は、光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む第１の周辺の光学機能領域と、更にその周囲を囲む第２の周辺の光学機能領域とに分割され、前記波長選択フィルタは、該光軸を含む光学機能領域において、前記第１波長λ１の光束乃至乃至前記第３波長λ３の光束を透過させ、該第１の周辺の光学機能領域において、前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束及び前記第２波長λ２の光束を透過させ、該第２の周辺の光学機能領域において、前記第２波長λ２の光束及び前記第３波長λ３の光束を遮断或いは反射し、前記第１波長λ１の光束を透過させるような透過率の波長選択性を有することを特徴とする。
請求項２４７記載の発明は、請求項２４５又は２４６に記載の光ピックアップ装置において、前記光ピックアップ装置は、前記対物光学系を少なくとも光軸に垂直な方向に駆動させるための駆動装置を有し、前記開口制限素子は、前記駆動装置により、前記対物光学系と一体となって光軸に垂直な方向に駆動されることを特徴とする。
【０２４５】
請求項２４８記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップであって、
前記光ピックアップ装置は、その内部に所定数の不連続な段差が形成された複数の輪帯が連続的に光軸を中心として配された構造であって、前記第１光束及び前記第３光束には実質的に位相差を与えず、前記第２光束にのみ位相差を与える重畳型回折構造が形成された光学面を少なくとも１つ有する回折レンズと、前記回折レンズを通過した前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための集光素子とを有し、
前記回折レンズと前記集光素子とから構成される光学系の前記第１波長λ１の光束に対する倍率をｍ１とし、前記回折レンズと前記集光素子とから構成される光学系の前記第２
波長λ２の光束に対する倍率をｍ２とし、前記回折レンズと前記集光素子とから構成される光学系の前記第３波長λ３の光束に対する倍率をｍ３としたとき、以下の（１７３）式を満たすことを特徴とする。
ｍ１≧ｍ２＞ｍ３ （１７３）
【０２４６】
請求項２４９記載の発明は、請求項２４８に記載の光ピックアップ装置において、以下の（１７４）式を満たすことを特徴とする。
ｍ１＝ｍ２ （１７４）
請求項２５０記載の発明は、請求項２４８に記載の光ピックアップ装置において、以下の（１７５）式及び（１７６）式を満たすことを特徴とする。
ｍ１＝ｍ２＝０ （１７５）
−０．２５＜ｍ３＜−０．１０ （１７６）
【０２４７】
請求項２４８の発明によれば、回折レンズと集光素子とから構成される光学系の第３光束に対する倍率ｍ３を（１７３）式を満たすように設定することで、高密度光ディスクとＣＤとの保護層の厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正することが可能となる。
尚、ＤＶＤに対する情報の記録／再生に使用される第２光束は、重畳型回折構造により位相差を付加されることで回折作用を受けるので、かかる回折作用により、高密度光ディスクとＤＶＤとの保護層の厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正することが出来る。
光ピックアップ装置の特性を良好なものとし、更に、光ピックアップ装置の設計、製造を容易なものとするためには、請求項２４９の発明にあるように、回折レンズと集光素子とから構成される光学系の第１光束と第２光束とに対する倍率ｍ１、ｍ２を（１７４）式にあるように同倍率とするのが好ましい。
【０２４８】
更に好ましくは、請求項２５０の発明にあるように、回折レンズと集光素子とから構成される光学系の第１光束と第２光束とに対する倍率ｍ１、ｍ２を（１７５）式にあるように０とすることであり、この場合には、第３光束とに対する倍率ｍ３を（１７６）式を満たすように設定するのが好ましい。
【０２４９】
請求項２５１に記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第１波長λ１乃至前記第３波長λ３の光束を、それぞれ、前記第１情報記録媒体乃至前記第３情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための集光素子と、位相構造を有する収差補正素子と、球面収差補正手段とを有し、
前記収差補正素子は、前記第１波長λ１と前記第２波長λ２の差に起因して前記集光素子で発生する球面収差及び／又は前記ｔ１と前記ｔ２の差に起因する球面収差を補正する機能を有し、
前記球面収差補正手段は、前記厚さｔ１と前記厚さｔ３の差に起因して発生する球面収差を補正する機能を有することを特徴とする。
【０２５０】
請求項２５２に記載の発明は、請求項２５１に記載の光ピックアップ装置において、前記位相構造は、重畳型回折構造、回折構造、光路差付与構造の何れかであることを特徴とする。
請求項２５３に記載の発明は、請求項２５２に記載の光ピックアップ装置において、前
記位相構造により前記第１光束に付加される光路差は、前記第１波長λ１の整数倍であることを特徴とする。
請求項２５４に記載の発明は、請求項２５３に記載の光ピックアップ装置において、前記位相構造により前記第１光束に付加される光路差は、前記第１波長λ１の偶数倍であることを特徴とする。
【０２５１】
請求項２５５に記載の発明は、請求項２５４に記載の光ピックアップ装置において、前記光ピックアップ装置は、回折構造、光路差付与構造の何れかである第２の位相構造を有する第２の収差補正素子を更に有し、前記第２の位相構造により前記第１光束に付加される光路差は、前記第１波長λ１の奇数倍であることを特徴とする。
請求項２５６に記載の発明は、請求項２５１乃至２５５の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記集光素子と前記収差補正素子とから構成される光学系の前記第１波長λ１に対する倍率ｍ１と前記第２波長λ２に対する倍率ｍ２とが略一致することを特徴とする。
【０２５２】
請求項２５７に記載の発明は、請求項２５１乃至２５６の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記集光素子は、前記第１波長λ１と前記厚さｔ１の保護層とに対して球面収差補正が最適化されていることを特徴とする。
請求項２５８に記載の発明は、請求項２５１乃至２５７の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記集光素子と前記収差補正素子は、互いの相対的な位置関係が変化しないように保持されることを特徴とする。
【０２５３】
請求項２５９に記載の発明は、請求項２５１乃至２５８の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記球面収差補正手段は、電圧の印加により透過する光束に対して位相変化を生じせしめる液晶層と、前記液晶素子に電圧を印加するための互いに対向する電極層とから構成される液晶位相制御素子であって、前記液晶位相制御素子は、前記第３光束の位相制御を行うことで前記厚さｔ１と前記厚さｔ３の差に起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする。
請求項２６０に記載の発明は、請求項２５９に記載の光ピックアップ装置において、前記液晶位相制御素子は、前記第３光束の位相制御のみを選択的に行うことを特徴とする。
【０２５４】
請求項２６１に記載の発明は、請求項２５１乃至２５８の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記球面収差補正手段は、アクチュエータと、前記アクチュエータにより少なくとも光軸方向に変移可能な可動レンズ群とから構成される可動レンズユニットであって、前記可動レンズユニットは、前記集光素子の倍率を変化させることで、前記厚さｔ１と前記厚さｔ３の差に起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする。
請求項２６２に記載の発明は、請求項２６１に記載の光ピックアップ装置において、前記集光素子の前記第３波長λ３に対する倍率ｍ３が、以下の（１７７）式を満たすことを特徴とする。
−０．１５＜ｍ３＜−０．０２ （１７７）
請求項２６３に記載の発明は、請求項２５１乃至２６１の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記第１光源乃至前記第３光源のうち、少なくとも２つの光源は一体化されて成ることを特徴とする。
請求項２６４に記載の発明は、請求項２６３に記載の光ピックアップ装置において、前記第１光源乃至前記第３光源の全てが一体化されて成ることを特徴とする。
【０２５５】
請求項２５１に記載の発明によれば、位相構造の機能により、第１光情報記録媒体（例えば、高密度光ディスク）と、第２光情報記録媒体（例えば、ＤＶＤ）との互換を行うことが可能となり、球面収差補正手段の機能により、第１光情報記録媒体（例えば、高密度光ディスク）と、第３光情報記録媒体（例えば、ＣＤ）との互換を行うことが可能となる
。ここで、位相構造は、第１波長λ１と第２波長λ２の差に起因して集光素子で発生する球面収差及び／又はｔ１とｔ２の差に起因する球面収差を補正する機能を有する。前者の場合は、ｔ１とｔ２とが互いに同じである場合に相当し（例えば、ｔ１＝０．６ｍｍのＨＤ  ＤＶＤとｔ２＝０．６ｍｍのＤＶＤ）、後者の場合は、ｔ１とｔ２とが互いに異なる場合に相当する（例えば、ｔ１＝０．１ｍｍのブルーレイディスクとｔ２＝０．６ｍｍのＤＶＤ）。
位相構造としては、請求項２５２に記載の発明にあるように、図２６に模式的に示した重畳型回折構造、図２７に模式的に示した回折構造、図２８に模式的に示した光路差付与構造の何れであってもよい。
【０２５６】
また、請求項２５３の発明にあるように、位相構造を通過する際に第１光束に付加される光路差が第１波長λ１の整数倍となるように、位相構造を設計しておくことが好ましい。これにより第１光束の位相構造の透過率低下を防ぐことが可能となる。
請求項２５４の発明にあるように、位相構造を通過する際に第１光束に付加される光路差が第１波長λ１の偶数倍となるように、位相構造を設計しておくと、第２光束及び第３光束の位相構造の透過率低下も防ぐことが可能となる。
然るに、第１光束に付加される光路差が第１波長λ１の偶数倍となるように、位相構造を設計すると、位相構造を透過する第１光束と第３光束とに付加される作用は互いに等しくなる。そのため、位相構造ではｔ１とｔ３の差に起因する球面収差を低減することが出来ないので、球面収差補正手段の負担が増大する。
【０２５７】
そこで、請求項２５５の発明にあるように、回折構造、光路差付与構造の何れかである第２の位相構造を有する第２の収差補正素子を配設し、第２の位相構造を通過する際に、第１光束に付加される光路差が第１波長λ１の奇数倍となるように、第２の位相構造を設計しておくのが好ましい。この場合、第３光束が第２の位相構造を通過する際には、λ３の半整数倍の光路差が付加される。これにより、第３光束の第２の位相構造の透過率が下がることになるが、第２の位相構造を透過する第３光束に対して、第１光束とは異なる作用を付加することが出来るので、ｔ１とｔ３の差に起因する球面収差を低減することが可能となり、球面収差補正手段の負担を低減することが出来る。このように、位相構造により、ｔ１とｔ３の差に起因する球面収差を低減することが可能であるので、球面収差補正手段として、後述する請求項２６０の発明に記載のようなアクチュエータにより光軸方向に変移可能なレンズ群を有する可動レンズユニットを使用する場合の、集光素子の第３光束λ３に対する倍率ｍ３の絶対値が大きくなり過ぎない。その結果、良好な集光素子のトラッキング特性を得られる。
【０２５８】
位相構造が重畳型回折構造である場合には、各輪帯内の分割数を４、５、６の何れかとして（即ち、各輪帯内の段差の数は、３、４、５の何れかとする）、各輪帯内の段差の光軸方向の深さΔを、Δ＝２ｍ・λ１／（Ｎλ１−１）を実質的に満たすように設定するのが好ましく、各輪帯内の分割数を５として、ｍ＝１とするのが最も好ましい。これにより、重畳型回折構造を通過する際に、第２光束のみに位相差が与えられ回折するので、第１光情報記録媒体と第２光情報記録媒体との互換を達成できるともに、第２光束の位相構造の透過率低下を小さく抑えることが可能となる。尚、上記ｍは５以下の正の整数であり、Ｎλ１は、収差補正素子の第１波長λ１に対する屈折率である。
【０２５９】
また、位相構造が回折構造である場合には、第１光束が入射した際に発生する回折光の回折次数ｎ１、第２光束が入射した際に発生する回折光の回折次数ｎ２、第３光束が入射した際に発生する回折光の回折次数ｎ３とが以下の関係を満たすように、各輪帯の段差の深さを設定するのが好ましい。
ｎ１≧ｎ２≧ｎ３
尚、ここでいう回折次数とは回折構造で発生する様々な回折次数の回折光のうち、最大
の回折効率を有する回折光の回折次数を指す。これらの回折次数の組合せのうち、好ましいのは、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（１，１，１）、（２，１，１）、（３，２，１）、（３，２，２）、（８，５，４）である。第１光束乃至第３光束の全ての光束の回折効率を高く確保するためには、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（２，１，１）、（８，５，４）の組合せが特に好ましい。
【０２６０】
また、位相構造が光路差付与構造である場合には、隣接し合う輪帯間での光路差（それぞれの光束の波長を単位として表す）を、第１光束に対してΦ１、第２光束に対してΦ２、第３光束に対してΦ３としたとき、（Φ１，Φ２，Φ３）＝（１λ１，１λ２，１λ３）、（２λ１，１λ２，１λ３）、（３λ１，２λ２，１λ３）、（３λ１，２λ２，２λ３）、（８λ１，５λ２，４λ３）の何れかとするのが好ましい。第１光束乃至第３光束の全ての光束の透過率を高く確保するためには（Φ１，Φ２，Φ３）＝（２λ１，１λ２，１λ３）、（８λ１，５λ２，４λ３）の組合せが特に好ましい。
【０２６１】
請求項２５６に記載の発明によれば、集光素子と収差補正素子とから構成される光学系の共役長を、第１光束と第２光束とに対して同じとすることが出来るので、第１光束用の光学部品と第２光束用の光学部品とを共通化することが可能となり、光ピックアップ装置の構成を簡略化できる。
一般的に、光学素子は、波長が短くなる程その要求精度が厳しくなる。請求項２５７の発明にあるように、集光素子を第１波長λ１と厚さｔ１の保護層とに対して最適化しておくことで、特に高い精度が必要とされる集光素子の第１波長に対する特性を出しやすくなる。
【０２６２】
位相構造の作用により第１光情報記録媒体と第２光情報記録媒体との互換を行う場合には、集光素子と収差補正素子との光軸垂直方向の偏芯により容易にコマ収差が発生してしまう。請求項２５８の発明にあるように、集光素子と収差補正素子を一体化して、トラッキング駆動を行うことで、上記のコマ収差の発生を抑制することができ、良好なトラッキング特性が得られる。
集光素子と収差補正素子とを一体化する方法としては、それぞれの素子のフランジ部同士を接合してもよいし、別部材の接合部材を介して一体化してもよいし、ボビンにそれぞれの素子を組込むことで一体化してもよい。
【０２６３】
第１光情報記録媒体と第３光情報記録媒体との互換を行うための球面収差補正手段としては、請求項２５９の発明に記載のような液晶層に電圧を印加することで透過する第３光束の位相を制御する液晶位相制御手段を使用することが出来る。このような液晶位相制御手段は、機械的可動部が不要であるので、光ピックアップ装置の小型化に有利である。
また、球面収差は有効径（即ち、集光素子の開口数ＮＡ）の４乗に比例して増大するため、液晶位相制御素子を有効径の大きい第１光束と、有効径の小さい第３光束とで共用すると、第３光束での球面収差補正が不足するという課題が顕在化する。ここでいう「共用する」とは、それぞれの波長の光束に対する位相制御を行うことを指す。例えば、第３波長λ３を７８５ｎｍ、ＣＤの開口数ＮＡを０．４５とし、第１波長λ１を４０５ｎｍ、高密度光ディスクの開口数ＮＡを０．８５とし、±０．２λＲＭＳ（λ＝λ１）の球面収差を第１光束に対して付加させる場合、第３光束に付加することが出来る球面収差量は、±０．０１λＲＭＳ（λ＝λ３）程度となる（＝±０．２×｛（０．４５４／７８５）／（０．８５４／４０５）｝）。液晶位相制御素子で補正可能な球面収差は±０．２λＲＭＳ程度であるため、第１光束と第３光束とで液晶制御位相素子を共用した場合には、第３光束での球面収差付加量が不足し、第１光情報記録媒体と第３光情報記録媒体との互換を行うことが出来ない。そこで、請求項２６０の発明にあるように、第３光束の位相制御のみを選択的に行う構成とし、第３光束に対して十分な球面収差を付加出来るようにするのが好ましい。
【０２６４】
第１光情報記録媒体と第３光情報記録媒体との互換を行うための球面収差補正手段として、請求項２６１の発明に記載のようなアクチュエータにより光軸方向に変移可能なレンズ群を有する可動レンズユニットを使用しても良い。可動レンズユニットは、集光素子の倍率を変化させることでｔ１とｔ３の差に起因する球面収差の補正を行うので、集光素子との光軸ずれによるコマ収差の発生が無く、集光素子と一体となってトラッキング駆動させる必要が無いという点で有利である。
かかる可動レンズユニットの具体的な形態としては、第３光源から射出される発散光束の発散角を変換して集光素子に導くためのカップリングレンズであってもよいし、第３光源から射出される発散光束を平行光束に変換して集光素子に導くためのコリメートレンズであってもよいし、第３光源から射出される発散光束の発散角を変換して集光素子に導くためのカップリングレンズと、集光素子との間の光路中に配設されたビームエキスパンダレンズであってもよい。
【０２６５】
特に、上述の可動レンズユニットを、第１光束乃至第３光束が共に通過する共通光路中に配設しておくことで、第１光源の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う集光素子の屈折率変化や屈折率分布、２層、４層等の多層型光情報記録媒体に対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、第１光情報記録媒体の保護層の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布等に起因する球面収差も補正することが可能となるので、第１光情報記録媒体に対する記録／再生特性を向上させることが出来る。
【０２６６】
尚、上述の可動レンズ群を光軸方向に変移させるアクチュエータとしては、ステッピングモーターやソレノイドやボイスコイルアクチュエータや圧電素子を利用したアクチュエータ等を使用することが出来る。ステッピングモーターやボイスコイルアクチュエータにより光学素子を光軸方向に移動させる技術は公知であるのでここでは詳細な説明は割愛する。また、圧電素子を利用したアクチュエータとしては、以下の文献に記載されているような、圧電素子を用いた小型リニアアクチュエータを使用することが出来る。
ＯＰＴＩＣＳ  ＤＥＳＩＧＮ，Ｎｏ．２６，１６−２１（２００２）
【０２６７】
また、可動レンズユニット内で、変移させるレンズ群は、１つのレンズ群のみでもよいし、アクチュエータを複数搭載して複数のレンズ群を変移させる構成としてもよい。また、応答周波数帯域の互いに異なる複数のアクチュエータにより、１つのレンズ群を変移させる構成としてもよい。
球面収差補正手段として、アクチュエータにより光軸方向に変移可能なレンズ群を有する可動レンズユニットを使用する場合には、請求項２６１の発明にあるように、集光素子の第３光束λ３に対する倍率ｍ３が（１７７）式を満たすように、可動レンズ群を変移させるようにすることで、ｔ１とｔ３の差に起因して発生する球面収差を良好に補正することが可能となる。
【０２６８】
また本発明による光ピックアップ装置は、波長が互いにことなる３つの光源をそれぞれ別体で配設構成に対しても適用可能であるが、請求項２６３の発明にあるように３つの光源のうち少なくとも２つの光源が一体化された光源を使用すると、光ピックアップ装置の小型化やコストの削減に有利となる。特に、請求項２６４の発明にあるように、３つの光源全てが一体化された光源を使用するのが好ましい。これらの複数の光源が一体化された光源として、それぞれの光源の発光点を１つの半導体チップ上に形成した光源（所謂、１チップレーザ）を使用してもよいし、それぞれの光源を１つの筐体に納めた光源（所謂、１キャンレーザ）を使用しても良い。また、これらの複数の光源が一体化された光源と、光検出器とを更に一体化した光源モジュールを使用してもよい。
【発明の効果】
【０２６９】
本発明によれば、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤを含む、使用する波長が異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置用の光学素子、光ピックアップ装置用の収差補正素子、光ピックアップ装置用の集光素子、対物光学系、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置を得られる。
【図面の簡単な説明】
【０２７０】
【図１】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図２】重畳型回折光学素子の構造を示す図面である。
【図３】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図４】重畳型回折光学素子の構造を示す図面である。
【図５】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図６】重畳型回折光学素子の構造を示す図面である。
【図７】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図８】重畳型回折光学素子の構造を示す図面である。
【図９】重畳型回折構造の作用の原理を説明するための図面である。
【図１０】重畳型回折構造の作用の原理を説明するための図面である。
【図１１】重畳型回折構造の作用の原理を説明するための図面である。
【図１２】波長選択フィルタの透過率と開口数との関係を示すグラフである。
【図１３】波長選択フィルタの透過率と開口数との関係を示すグラフである。
【図１４】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図１５】重畳型回折光学素子の構造を示す図面である。
【図１６】重畳型回折光学素子の構造を示す断面図である。
【図１７】重畳型回折光学素子の構造を示す断面図である。
【図１８】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図１９】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図２０】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図２１】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図２２】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図２３】光ピックアップ装置の光路図である。
【図２４】光ピックアップ装置の光路図である。
【図２５】光ピックアップ装置の光路図である。
【図２６】重畳型回折構造を説明するための図である。
【図２７】回折構造を説明するための図（ａ）、（ｂ）である。
【図２８】光路差付与構造を説明するための図である。
【図２９】光路差付与構造の機能を説明するための図である。
【図３０】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図３１】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０２７１】
まず、本発明における重畳型回折構造の作用を例をあげながら説明する。
本発明の光学素子に含まれる重畳型回折構造の一つの例を図９〜１１に示す。図９〜１１では、重畳型回折構造は、鋸歯形状の輪帯構造（回折レリーフ面）が複数の階段状に分割された構造を有しており、この例では、各々の隣合う階段は最短の波長と最長の波長については、各々の波長の整数倍だけ光路差が生じ実質的には位相差が生じないようになっている。
１段あたり段差量をΔとし、着目している波長をλ,この波長における段差を構成する媒
体の屈折率をｎとすると、この段差により生ずる光路差は、Δ（ｎ−１）とあらわされるので段差量ΔをΔ（ｎ−１）＝ｊλ1を満たすように決定すると、この波長においては波
長λ１のｊ（整数）倍だけ光路差が生ずる。且つ、もうひとつの波長をλ３とし、ｊλ１≒ｋλ３を満足するような整数j、ｋを選び、
Δ（ｎ−１）＝ｊλ１＝ｋλ３
を満足するように段差量Δを設けると,この段差により、波長λ１については波長のｊ倍
、波長λ３については波長のｋ倍だけ光路差が生ずるため、これら二つの波長λ１、λ３については実質的に波面が揃い位相差が生じない。
【０２７２】
例えば、λ１＝４０５ｎｍ、λ３＝７８５ｎｍとした場合、ｊ＝２、ｋ＝１を選択する（即ち、段差量Δ＝２×４０５／（ｎ−１））と、２×４０５≒１×７８５となるので、この段差でλ１＝４０５ｎｍの波長では図９に示すように２波長分の光路差が生じ、λ３＝７８５ｎｍでは図１０に示すようにほぼ１波長分の光路差が生ずる。このような段差が複数集まった構造は、λ１、λ３の波長については、位相はそろっているので、透過光に何の作用も生じない。
然るに、λ１、λ３と異なる波長λ２＝６５５ｎｍの光については、１つの段差あたり、δ＝２×４０５×（１．５０６６−１）／（１．５２４７−１）−６５５＝１２７ｎｍの光路差が生じるので（ここで、１．５２４７は後述するように、波長λ１に対する光学素子素材の屈折率であり１．５０６６は、波長λ２に対する光学素子素材の屈折率である）、４つの段差により１つのピッチの略鋸歯形状のレリーフ構造を分割すると（即ち、１つのピッチを５分割する）、波長λ２の１波長分の光路差が生じることとなり（１２７×５＝６３５≒１×６５５）、図１１に示すように隣どおしのピッチの波面がそれぞれ１波長ずれて重なることとなる。すなわち＋１次回折光が発生する。
図１１に示すように隣どおしのピッチの波面がそれぞれ１波長ずれて重なることとなる。すなわち＋１次回折光が発生する。
この重畳型回折構造によるｍ次の回折効率ηｍは、１つのピッチに含まれる不連続な段差数をＮ、１段あたりの段差の高さをΔ、波長をλ、波長λにおける光学素子素材の屈折率をｎとすると以下の式（数３及び数４）で表される。
【０２７３】
【数３】
2010061810.tif 000005
【数４】
2010061810.tif 000006
【０２７４】
上記の例について計算すると，λ１、λ３については回折しない、即ち０次回折光が生ずるが、その回折効率はそれぞれ１００％、９９．６％となり、λ２については＋１次回折光の回折効率が８７．２％となる。
尚、上記の計算では、光学素子素材として、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチック材料を仮定しており、λ１に対する光学素子素材の屈折率を１．５２４７、λ２に対する光学素子素材の屈折率を１．５０６６、λ３に対する光学素子素材の屈折率を１．５０５０である。
この式よりわかるように、段差数Ｎを大きくしていくと、[ ]中の左の分数式のみ残り、
右側は１に漸近し、通常の鋸歯状回折素子の回折効率を与える式が得られる。Ｎが有限の値をとる際にはさまざまな作用をする。この作用としては、λ１＝４０５ｎｍ、λ２＝６５０ｎｍ、λ３＝７８５ｎｍの場合には上記の例を含め、他に下表（表１〜表８のような組合せが考えられる。
【０２７５】
表中でφは（数４）で与えられるようにＮ段の段差により構成される1ピッチ分の重畳型回折構造の光路差を波長単位で表したもので、逆に、1ピッチ分の段差量Δ（Ｎ＋１）はこのφを用い、
Δ（Ｎ＋１）＝φλ／（ｎ−１）
で与えられる。各波長でのφは段差量Δ（Ｎ＋１）が同一であるので、波長により異なる。また、ｍは回折効率が最大となる回折次数であり、そのときの回折効率がηｍである。尚、ここでの計算は、光学素子素材として、上記のプラスチック材料を仮定している。
【０２７６】
【表１】
2010061810.tif 000007
【表２】
2010061810.tif 000008
【表３】
2010061810.tif 000009
【表４】
2010061810.tif 000010
【表５】
2010061810.tif 000011
【表６】
2010061810.tif 000012
【表７】
2010061810.tif 000013
【表８】
2010061810.tif 000014
【０２７７】
このように、本発明の重畳型回折構造は、段差量Δ、段差数Ｎを適切に設定することにより、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過させることが可能となるので、重畳型回折構造の各輪帯の配列を適切に設定することで、高密度光ディスク、ＤＶＤ、及びＣＤ等の３種類の光ディスク間での保護層厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正しつつ、３つの波長全てに対して高い透過率（回折効率）を確保することが可能となる。
また、本発明の重畳型回折構造は、上述のように、３つの波長のうち1つだけを選択的に回折させ、且つ他の波長は回折せずにそのまま透過させる作用以外にも、３つの波長の回折次数を異ならせたり、或いは特定の波長に対し、回折効率を極端に小さくして、フレア化して集光に寄与させないようにすることができる。
例えば、以下の表９〜表１０のように段差量Δ、段差数Ｎを設定すると３つの波長の回折次数を異ならせることが可能となるので、光学設計の自由度を広げることができる。
【０２７８】
【表９】
2010061810.tif 000015
【表１０】
2010061810.tif 000016
【０２７９】
また、以下の表１１〜表１４のように段差量Δ、段差数Ｎを設定すると特定の波長に対し、回折効率を極端に小さくして、フレア化して集光に寄与させないようにさせることが可能となる。
【０２８０】
【表１１】
2010061810.tif 000017
【表１２】
2010061810.tif 000018
【表１３】
2010061810.tif 000019
【表１４】
2010061810.tif 000020
【０２８１】
表１１〜１３では、波長λ１と波長λ２とに対しては、８５％以上の高い透過率（回折効率）を確保し、波長λ３に対しては、回折効率が著しく低下し、５０％以下となっている。また、表１４では、波長λ１に対しては、１００％の高い透過率（回折効率）を確保し、波長λ２と波長λ３に対しては、回折効率が著しく低下し、５０％以下となっている。このような重畳型回折構造を、高密度光ディスク、ＤＶＤ及びＣＤとに対して共通に使用可能な対物光学系に適用すると、特定の波長を遮断して、他の波長を透過させるダイクロイックフィルターの役割を担わせることができる。
例えば、高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤの開口数が互いに異なる場合には、対物光学系の１つの光学機能面を、ＣＤのＮＡ内に対応した第１光学機能領域（例えば、ＮＡ０．４５内）と、ＣＤのＮＡからＤＶＤのＮＡに対応した第２光学機能領域と（例えば、ＮＡ０．４５〜ＮＡ０．６０と、）ＤＶＤのＮＡから高密度光ディスクのＮＡに対応した第３光学機能領域と（例えば、ＮＡ０．６０〜ＮＡ０．８５）の３つの光学機能領域に分割し、表１１〜１３の重畳型回折構造を第２光学機能領域に形成することで、λ３の波長のみを遮断することが可能となる。
【０２８２】
更に、表１４の重畳型回折構造を第３光学機能領域に形成することで、λ２の波長及びλ３の波長を遮断することが可能となる。
このように、表１１〜１４の重畳型回折構造を、特定の光学機能領域に形成することで、別部材の開口制限素子を必要としない簡素な構成の対物光学系を実現できる。
尚、上述の表１〜１４の構造は、使用波長λ１、λ２、λ３が、それぞれ、４０５ｎｍ、６５５ｎｍ、７８５ｎｍであり、λ１、λ２、λ３に対する屈折率が、それぞれ、１．５２４７、１．５０６６、１．５０５０である光学素子素材に対して最適な重畳型回折構造の一部の例であり、これらとは異なる波長や光学素子素材を使用する場合に対しては、必ずしも最適な構造となるわけではない。即ち、本発明における重畳型回折構造は、表１〜１４の構造のみに限定されず、使用波長や、光学素子材料の特性に応じて様々な変更が可能である。
【０２８３】
次に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。
[第１の実施の形態]
図１は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０２８４】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１と光検出器ＰＤ１とが一体化された高密度光ディスクＨＤ用モジュールＭＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束を射出する第１の発光点ＥＰ１と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束を射出する第２の発光点ＥＰ２と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第１の受光部ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第２の受光部ＤＳ２と、プリズムＰＳとから構成されたＤＶＤ／ＣＤ用レーザモジュールＬＭ１、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．８５に対応した絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬとから構成されている。
尚、高密度光ディスクＨＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。
【０２８５】
光ピックアップ装置ＰＵ１において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において実線でその光線経路を描いたように、高密度光ディスクＨＤ用モジュールＭＤ１を作動させて青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、コリメートレンズＣＯＬを経て略平行光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳを透過した後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＢＳ、及びコリメートレンズＣＯＬを透過した後、収斂光束となり、高密度光ディスク用ＨＤ用モジュールＭＤ１の光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０２８６】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第1の発光点ＥＰ１を発光させる。第1の発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図１において波線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過し、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ１に集光する。そして、受光部ＤＳ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０２８７】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第2の発光点ＥＰ２を発光させる。第2の発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図１において二点鎖線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過し、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ２に集光する。そして、受光部ＤＳ２の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０２８８】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ１に対する屈折率は１．５２４２、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。また、集光素子Ｌ２は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５４３５であり、アッベ数νｄが５６．３のプラスチックレンズである。また、それぞれの光学機能部（青紫色半導体レーザＬＤ１からのレーザ光束が通過する、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２の領域）の周囲には、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を有し、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を接合することで一体化されている。
尚、収差補正素子L１と集光素子L２とを一体化する場合には、別部材の接合部材を介して両者を一体化してもよい。
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図２に示すように、ＣＤの開口数０．４５内の領域に対応する光軸を含む第１の光学機能領域ＡＲＥＡ１と、ＣＤの開口数０．４５からＤＶＤの開口数０．６０までの領域に対応する第２の光学機能領域ＡＲＥＡ２と、ＤＶＤの開口数０．６０から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第３の光学機能領域ＡＲＥＡ３とに分割されており、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ１、ＨＯＥ２、ＨＯＥ３が、それぞれ、第１の光学機能領域ＡＲＥＡ１、第２の光学機能領域ＡＲＥＡ２、第３の光学機能領域ＡＲＥＡ３に形成されている。
【０２８９】
第１の光学機能領域ＡＲＥＡ１に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ１において、各輪帯内に形成された階段構造の深さｄ３１は、
ｄ３１＝２λ１／（ｎ−１）（μｍ）
で算出される値に設定され、各輪帯内の段差数Ｎは４に設定されている。但し、λ１は青紫色半導体レーザＬＤ１から射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０８μｍ）、ｎは収差補正素子Ｌ１の波長λ１に対する屈折率である。
光軸方向の深さがこのように設定された階段構造に対して、波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段構造間では２×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する。尚、以下の説明では、重畳型回折構造により実質的に位相差が与えられずにそのまま透過する光束を０次回折光という。
【０２９０】
また、この階段構造に対して、第２の発光点ＥＰ２からの波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段構造間では（２×λ１／λ３）×λ３（μｍ）の光路差が発生する。λ３はλ１の略２倍であるので、隣接する階段構造間では略１×λ３（μｍ）の光路差が発生し、波長λ３のレーザ光束も波長λ１のレーザ光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
一方、この階段構造に対して、第１の発光点ＥＰ１からの波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）のレーザ光束が入射した場合、各輪帯内の段差数Ｎは４に設定されているため、波長λ２のレーザ光束は、重畳型回折構造ＨＯＥ１の入射した部位に応じて位相差が与えられ＋１次の方向に回折する（＋１次回折光）。このときの波長λ２のレーザ光束の＋１次回折光の回折効率は、８７．５％となるが、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。
【０２９１】
重畳型回折構造ＨＯＥ１の各輪帯の幅Λ１、及び各輪帯の傾斜方向（図１において、各階段構造の包絡線ｌ１の傾斜方向）は、波長λ２のレーザ光束が入射した場合に、回折作用により＋１次回折光に対して補正過剰方向の球面収差が付加されるように設定されている。対物光学系ＯＢＪの波長λ３に対する倍率ｍ３は、高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１とＣＤの保護層ＰＬ３の厚さの違いによる球面収差が補正されるように決定されているので、本実施の形態のように、波長λ２に対する倍率ｍ２と、波長λ３に対する倍率ｍ３とを略同じとする場合には、高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１とＤＶＤの保護層ＰＬ２の厚さの違いによる球面収差は過剰に補正され過ぎることになり、対物光学系ＯＢＪとＤＶＤの保護層ＰＬ２とを透過した波長λ２のレーザ光束の球面収差は補正不足方向となってしまう。
【０２９２】
ここで、重畳型回折構造ＨＯＥ１の各輪帯の幅Λ１、及び各輪帯の傾斜方向は、重畳型回折構造ＨＯＥ１に対して波長λ２のレーザ光束が入射した場合に、回折作用により＋１次回折光に対して付加される補正過剰方向の球面収差量と、波長λ２に対する倍率ｍ２と、λ３に対する倍率ｍ３とを略同じとしたことに起因して発生する上記補正不足方向の球面収差とが互いに相殺するように設定されている。これにより、重畳型回折構造ＨＯＥ１とＤＶＤの保護層ＰＬ２とを透過した波長λ２のレーザ光束はＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上で良好なスポットを形成する。
更に、第２の光学機能領域ＡＲＥＡ２に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ２において、各輪帯内に形成された階段構造の深さｄ３２は、
ｄ３２＝３λ１／（ｎ−１）（μｍ）
で算出される値に設定され、各輪帯内の段差数Ｎは４に設定されている。
【０２９３】
光軸方向の深さがこのように設定された階段構造に対して、波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段構造間では３×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
また、この階段構造に対して、第１の発光点ＥＰ１からの波長λ２のレーザ光束が入射した場合、各輪帯内の段差数Ｎは４に設定されているため、波長λ２のレーザ光束は、重畳型回折構造ＨＯＥ２の入射した部位に応じて位相差が与えられ−１次の方向に回折する（−１次回折光）。このときの波長λ２のレーザ光束の−１次回折光の回折効率は、８７．５％となるが、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。
【０２９４】
ここで、重畳型回折構造ＨＯＥ２の各輪帯の幅Λ２、及び各輪帯の傾斜方向は、重畳型回折構造ＨＯＥ２に対して波長λ２のレーザ光束が入射した場合に、回折作用により−１次回折光に対して付加される補正過剰方向の球面収差量と、波長λ２に対する倍率ｍ２と、波長λ３に対する倍率ｍ３とを略同じとしたことに起因して発生する上記補正不足方向の球面収差とが互いに相殺するように設定されている。これにより、重畳型回折構造ＨＯＥ２とＤＶＤの保護層ＰＬ２とを透過した波長λ２のレーザ光束はＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上で良好なスポットを形成する。
一方、この階段構造に対して、第２の発光点ＥＰ２からの波長λ３のレーザ光束が入射した場合、波長λ３のレーザ光束は、重畳型回折構造ＨＯＥ２の入射した部位に応じて位相差が与えられ−２次の方向に回折する（−２次回折光）。このときの波長λ３のレーザ光束の−２次回折光の回折効率は２４．９％と極端に低い。尚、重畳型回折構造ＨＯＥ２に波長λ３のレーザ光束が入射すると、上述の−２次回折光の他に、＋２次回折光と＋３次回折光も発生するが、これらの回折効率はそれぞれ２３．１％、１１．１％であり、−２次回折光の回折効率よりもさらに低い。
【０２９５】
上記の説明においては、波長λ２に対する倍率ｍ２と、波長λ３に対する倍率ｍ３とを略同じとしたことに起因して発生する上記補正不足方向の球面収差を補正するために、重畳型回折構造ＨＯＥ１とＨＯＥ２を、波長λ２のレーザ光束が入射した場合に補正過剰方向の球面収差を発生するような構造としたが、重畳型回折構造ＨＯＥ１とＨＯＥ２の回折パワーを正となるように設定し、波長λ２のレーザ光束が入射した場合にλ２のレーザ光束の発散度を小さくして射出するような構造としてもよい。
この場合は、重畳型回折構造ＨＯＥ１とＨＯＥ２に入射した波長λ２のレーザ光束は、その発散度が小さくなって射出される。これは集光素子Ｌ２にとっては、倍率が大きくなることに相当するので、集光素子Ｌ２に入射した波長λ２のレーザ光束には、この倍率変化により補正過剰方向の球面収差が付加される。この補正過剰方向の球面収差と、波長λ２に対する倍率ｍ２と、波長λ３に対する結像倍率ｍ３とを略同じとしたことに起因して発生する上記補正不足方向の球面収差とが相殺されるように、重畳型回折構造ＨＯＥ１、ＨＯＥ２の各輪帯間の幅Λ１、Λ２、及び各輪帯の傾斜方向を決定する。
【０２９６】
更に、第３の光学機能領域ＡＲＥＡ３に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ２３において、各輪帯内に形成された階段構造の深さｄ３３は、
ｄ３３＝１λ１／（ｎ−１）（μｍ）
で算出される値に設定され、各輪帯内の段差数Ｎは５に設定されている。
光軸方向の深さがこのように設定された階段構造に対して、波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段構造間では１×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
【０２９７】
一方、この階段構造に対して、第１の発光点ＥＰ１からの波長λ２のレーザ光束が入射した場合、波長λ２のレーザ光束は、重畳型回折構造ＨＯＥ３の入射した部位に応じて位相差が与えられ−２次の方向に回折する（−２次回折光）。このときの波長λ２のレーザ光束の−２次回折光の回折効率は３９．１％と極端に低い。尚、重畳型回折構造ＨＯＥ３に波長λ２のレーザ光束が入射すると、上述の−２次回折光の他に、±３次回折光も発生するが、この回折効率は１１．０％、であり、−２次回折光の回折効率よりもさらに低い。即ち、重畳型回折構造ＨＯＥ３は、波長λ２のレーザ光束を選択的に遮断するダイクロイックフィルターと同様の働きをするので、第１の光ピックアップ装置ＰＵ１においては、ＤＶＤに対する開口制限素子を別途搭載する必要がなく、簡素が構成とすることができる。
更に、この階段構造に対して、第２の発光点ＥＰ２からの波長λ３のレーザ光束が入射した場合、λ波長３のレーザ光束は、重畳型回折構造ＨＯＥ３の入射した部位に応じて位相差が与えられ±３次の方向に回折する（±３次回折光）。このときの波長λ３のレーザ光束の±３次回折光の回折効率は４０．５％と極端に低い。即ち、上述した重畳型回折構造ＨＯＥ２と、この重畳型回折構造ＨＯＥ３は、波長λ３のレーザ光束を選択的に遮断するダイクロイックフィルターと同様の働きをするので、第１の光ピックアップ装置ＰＵ１においては、ＣＤに対する開口制限素子を別途搭載する必要がなく、簡素が構成とすることができる。
【０２９８】
更に、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、図２に示すように、ＤＶＤの開口数０．６０内の領域に相当する光軸を含む第４の光学機能領域ＡＲＥＡ４と、ＤＶＤの開口数０．６０から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に相当する第５の光学機能領域ＡＲＥＡ５とに分割されており、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ１、ＤＯＥ２が、それぞれ、光学機能領域ＡＲＥＡ４と光学機能領域ＡＲＥＡ５に形成されている。
回折構造ＤＯＥ１、ＤＯＥ２は、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色収差と、入射波長変化に伴う球面収差変化を抑制するための構造である。
回折構造ＤＯＥ１において、光軸に最も近い段差の高さｄ０１は、波長３９０ｎｍの光束（収差補正素子Ｌ１の、波長３９０ｎｍに対する屈折率は１．５２７３である）に対して回折効率が１００％となるように設計されており、上述した（１６）式を満足する。このように段差の深さが設定された回折構造ＤＯＥ１に対して、波長λ１のレーザ光束が入射すると、＋２次回折光が９６．８％の回折効率で発生し、波長λ２のレーザ光束が入射すると、＋１次回折光が９３．９％の回折効率で発生し、波長λ３のレーザ光束が入射すると、＋１次回折光が９９．２％の回折効率で発生するので、何れの波長領域において十分な回折効率が得られるとともに、青紫色領域で色収差を補正した場合でも、波長λ２及び波長λ３の波長領域における色収差補正が過剰になりすぎない。
【０２９９】
一方、回折構造ＤＯＥ２は、波長λ１に対して最適化されているため、回折構造ＤＯＥ２に対して、波長λ１のレーザ光束が入射すると、＋２次回折光が１００％の回折効率で発生する。
さらに、回折構造ＤＯＥ１、ＤＯＥ２は、青紫色領域において、入射光束の波長が長くなった場合に、球面収差が補正不足方向に変化し、入射光束の波長が短くなった場合に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有する。これにより、入射波長変化に伴い集光素子で発生する球面収差変化を相殺しているので、青紫色半導体レーザＬＤ１の発振波長に対する規格を緩和することが可能である。
【０３００】
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に型回折構造を形成した構成としたが、これとは、逆に、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造を形成した構成としてもよい。
【０３０１】
[第２の実施の形態]
図３は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第２の光ピックアップ装置ＰＵ２の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６７であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０３０２】
光ピックアップ装置ＰＵ２は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束を射出する第１の発光点ＥＰ１と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束を射出する第２の発光点ＥＰ２と、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第１の受光部ＤＳ１と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第２の受光部ＤＳ２と、プリズムＰＳとから構成された高密度光ディスクＨＤ／ＤＶＤ用レーザモジュールＬＭ２、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ２、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．８５に対応した絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬ、カップリングレンズＣＵＬとから構成されている。
【０３０３】
光ピックアップ装置ＰＵ２において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第1の発光点ＥＰ１を発光させる。第1の発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図３において実線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て略平行光束とされた後、偏光ビームスプリッタＢＳを透過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＢＳを透過した後、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ１に集光する。そして、受光部ＤＳ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３０４】
また、光ピックアップ装置ＰＵ２において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第2の発光点ＥＰ２を発光させる。第2の発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図３において点線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て略平行光束とされた後、偏光ビームスプリッタＢＳを透過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面Ｒ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、偏光ビームスプリッタＢＳを透過した後、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ２に集光する。そして、受光部ＤＳ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３０５】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図３において二点鎖線でその光線経路を描いたように、ＣＤ用モジュールＭＤ２を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、カップリングレンズＣＵＬにより発散角が変換された後、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射され、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過した後、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射され、カップリングレンズＣＵＬにより発散角が変換され、ＣＤ用ＨＤ用モジュールＭＤ２の光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３０６】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ１に対する屈折率は１．５２４２、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。また、集光素子Ｌ２は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５４３５であり、アッベ数νｄが５６．３のプラスチックレンズである。また、それぞれの光学機能部（青紫色半導体レーザＬＤ１からのレーザ光束が通過する、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２の領域）の周囲には、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を有し、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を接合することで一体化されている。
尚、収差補正素子L１と集光素子L２とを一体化する場合には、別部材の接合部材を介して両者を一体化してもよい。
【０３０７】
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図４に示すように、ＤＶＤの開口数０．６７内の領域に対応する光軸を含む第６の光学機能領域ＡＲＥＡ６と、ＤＶＤの開口数０．６７から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第７の光学機能領域ＡＲＥＡ７とに分割されており、第６の光学機能領域ＡＲＥＡ６には、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ４が形成されている。
第６の光学機能領域ＡＲＥＡ６に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ４において、各輪帯内に形成された階段構造の深さｄ３４は、
ｄ３４＝２λ１／（ｎ−１）（μｍ）
で算出される値に設定され、各輪帯内の段差数Ｎは４に設定されている。但し、λ１は青紫色半導体レーザＬＤ１から射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０８μｍ）、ｎは収差補正素子Ｌ１の波長λ１に対する屈折率である。
【０３０８】
光軸方向の深さがこのように設定された階段構造に対して、第１の発光点ＥＰ１からの波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段構造間では２×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
また、この階段構造に対して、波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）のレーザ光束が入射した場合、波長λ３はλ１の略２倍であるので、隣接する階段構造間では略１×λ３（μｍ）の光路差が発生し、波長λ３のレーザ光束もλ１のレーザ光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
一方、この階段構造に対して、第２の発光点ＥＰ２からの波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）のレーザ光束が入射した場合、各輪帯内の段差数Ｎは５に設定されているため、λ２のレーザ光束は、重畳型回折構造ＨＯＥ１の入射した部位に応じて位相差が与えられ＋１次の方向に回折する（＋１次回折光）。このときの波長λ２のレーザ光束の＋１次回折光の回折効率は、８７．５％となるが、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。
【０３０９】
重畳型回折構造ＨＯＥ４の各輪帯の幅Λ４、及び各輪帯の傾斜方向（図３において、各階段構造の包絡線ｌ４の傾斜方向）は、波長λ２のレーザ光束が入射した場合に、回折作用により＋１次回折光に対して補正不足方向の球面収差が付加されるように設定されている。
対物光学系ＯＢＪは、波長λ１と倍率ｍ１＝０と高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１との組合せに対して球面収差が最小となるように設計されている。そのため、本実施の形態のように、波長λ１のレーザ光束に対する倍率ｍ１と、波長λ２のレーザ光束に対する倍率ｍ２とを略同じとする場合、高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１と、ＤＶＤの保護層ＰＬ２の厚さの違いにより、対物光学系ＯＢＪとＤＶＤの保護層ＰＬ２とを透過した波長λ２のレーザ光束の球面収差は補正過剰方向となってしまう。
【０３１０】
ここで、重畳型回折構造ＨＯＥ４の各輪帯の幅Λ４、及び各輪帯の傾斜方向は、重畳型回折構造ＨＯＥ４に対して波長λ２のレーザ光束が入射した場合に、回折作用により＋１次回折光に対して付加される補正不足方向の球面収差量と、波長λ１に対する倍率ｍ１と波長λ２に対する倍率ｍ２とを略同じとしたことに起因して発生する上記補正過剰方向の球面収差とが互いに相殺するように設定されている。これにより、重畳型回折構造ＨＯＥ４とＤＶＤの保護層ＰＬ２とを透過した波長λ２のレーザ光束はＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上で良好なスポットを形成する。
上記の説明においては、波長λ１に対する倍率ｍ１と、λ２に対する倍率ｍ２とを略同じとしたことに起因して発生する上記補正過剰方向の球面収差を補正するために、重畳型回折構造ＨＯＥ４を、波長λ２のレーザ光束が入射した場合に補正不足方向の球面収差を発生するような構造としたが、重畳型回折構造ＨＯＥ４の回折パワーを負となるように設定し、波長λ２のレーザ光束が入射した場合に波長λ２のレーザ光束の発散度を大きくして射出するような構造としてもよい。
【０３１１】
この場合は、重畳型回折構造ＨＯＥ４に入射した波長λ２のレーザ光束は、その発散度が大きくなって射出される。これは集光素子Ｌ２にとっては、倍率が小さくなることに相当するので、集光素子Ｌ２に入射した波長λ２のレーザ光束には、この倍率変化により補正不足方向の球面収差が付加される。この補正不足方向の球面収差と、波長λ１に対する倍率ｍ１と、λ２に対する倍率ｍ２とを略同じとしたことに起因して発生する上記補正過剰方向の球面収差とが相殺されるように、重畳型回折構造ＨＯＥ４の各輪帯間の幅Λ４、及び各輪帯の傾斜方向を決定する。
更に、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、図４に示すように、ＤＶＤの開口数０．６７内の領域に相当する光軸を含む第８の光学機能領域ＡＲＥＡ８と、ＤＶＤの開口数０．６７から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に相当する第９の光学機能領域ＡＲＥＡ９とに分割されており、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ３、ＤＯＥ４が、それぞれ、光学機能領域ＡＲＥＡ８と光学機能領域ＡＲＥＡ９に形成されている。
回折構造ＤＯＥ３、ＤＯＥ４は、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色収差と、温度変化に伴う球面収差変化を抑制するための構造である。
【０３１２】
回折構造ＤＯＥ３において、光軸に最も近い段差の高さｄ０３は、波長３９０ｎｍの光束（収差補正素子Ｌ１の、波長３９０ｎｍに対する屈折率は１．５２７３である）に対して回折効率が１００％となるように設計されており、上述した（１６）式を満足する。このように段差の深さが設定された回折構造ＤＯＥ１に対して、波長λ１のレーザ光束が入射すると、＋２次回折光が９６．８％の回折効率で発生し、波長λ２のレーザ光束が入射すると、＋１次回折光が９３．９％の回折効率で発生し、波長λ３のレーザ光束が入射すると、＋１次回折光が９９．２％の回折効率で発生するので、何れの波長領域において十分な回折効率が得られるとともに、青紫色領域で色収差を補正した場合でも、波長λ２及び波長λ３の波長領域における色収差補正が過剰になりすぎない。
一方、回折構造ＤＯＥ４は、波長λ１に対して最適化されているため、回折構造ＤＯＥ４
に対して、波長λ１のレーザ光束が入射すると、＋２次回折光が１００％の回折効率で発生する。
【０３１３】
さらに、回折構造ＤＯＥ３、ＤＯＥ４は、青紫色領域において、入射光束の波長が長くなった場合に、球面収差が補正不足方向に変化し、入射光束の波長が短くなった場合に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有する。これにより、環境温度変化に伴い集光素子で発生する球面収差変化を相殺することで、高ＮＡのプラスチックレンズである対物光学系ＯＢＪの使用可能な温度範囲を広げている。
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に型回折構造を形成した構成としたが、これとは、逆に、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造を形成した構成としてもよい。
【０３１４】
また、本実施の形態の対物光学系ＯＢＪは、無限遠物点に対して正弦条件が補正された光学系であるため、有限物点に対する正弦条件を満足していない。そのため、ＣＤに対する情報の記録／再生を行う場合のように、対物光学系ＯＢＪに対して発散光束が入射する場合には、対物光学系ＯＢＪが光軸に垂直な方向（ＣＤのトラック方向）にシフトすると、赤外半導体レーザＬＤ３の発光点が軸外物点となるために、コマ収差が発生する。
カップリングレンズＣＵＬは、かかるコマ収差を低減させる機能を有するコマ収差補正素子であって、対物光学系ＯＢＪが２軸アクチュエータＡＣにより光軸に垂直な方向に駆動されない場合に、波長λ３のレーザ光束が通過する有効径内では、球面収差が回折限界以下となるように補正され、この有効径の外側では、補正過剰方向に球面収差が発生するように設計されている。
これにより、対物光学系ＯＢＪが光軸に垂直な方向にシフトした場合には、波長λ３のレーザ光束は、大きな球面収差を持つように設計された領域を通過するので、カップリングレンズＣＵＬと対物光学系ＯＢＪを透過した波長λ３のレーザ光束にはコマ収差が付加される。カップリングレンズＣＵＬの有効径より外側の球面収差の方向と大きさは、このコマ収差と、赤外半導体レーザＬＤ３の発光点が軸外物点となることに起因するコマ収差とが相殺されるように決定されている。
【０３１５】
このように設計されたカップリングレンズＣＵＬと組合わせて使用することで、有限物点に対する正弦条件を満たしていない対物光学系ＯＢＪのＣＤに対するトラッキング特性を良好なものとすることとが可能となる。
ここで、本実施の形態の第２の光ピックアップ装置ＰＵ２におけるＤＶＤ及びＣＤに対して情報の記録／再生を行う際の開口切り替えについて説明する。
第２の光ピックアップ装置ＰＵ２では、ＮＡ１、ＮＡ２及びＮＡ３がそれぞれ異なるので、ＤＶＤやＣＤに対して情報の記録／再生を行う際には、それぞれの光ディスクの開口数に応じて開口を切り替える必要がある。
重畳型回折構造ＨＯＥ４は、光軸を含む第６の光学機能領域ＡＲＥＡ６に形成されているので、波長λ２に対する球面収差は、第６の光学機能領域ＡＲＥＡ６を通過する光束に対してのみ補正され、その周囲を囲む第７の光学機能領域ＡＲＥＡ７を通過する光束に対しては補正されない。従って、対物光学系ＯＢＪに入射した波長λ２の光束のうち、第７の光学機能領域ＡＲＥＡ７を通過する光束は、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上へのスポット形成に寄与しないフレア成分となる。
これは自動的にＮＡ２に対応した開口切り替えがなされることと等価であるので、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２においては、ＤＶＤの開口数ＮＡ２に対応した開口制限素子を別途設ける必要はない。
一方、対物光学系ＯＢＪは、波長λ３に対する開口切り替え機能を備えていないので、ＣＤの開口数ＮＡ３に対応した開口制限素子を別途設ける必要があり、対物光学系ＯＢＪはかかる開口制限素子として、収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１
に波長選択フィルタＷＦが形成されている。
【０３１６】
波長選択フィルタＷＦは、図１２に示すように、ＮＡ３内の領域ではλ１乃至λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３より外側の領域では、波長λ３のみを遮断するような透過率の波長選択性を有しており、かかる波長選択性によりＮＡ３に対応した開口切り替えが行われる。
尚、波長選択フィルタＷＦには、図１３に示すような透過率の波長選択性を持たせてもよい。この波長選択フィルタＷＦは、ＮＡ３内の領域ではλ１乃至λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３からＮＡ２の領域では波長λ３のみを遮断し、ＮＡ２からＮＡ１の領域では波長λ２及びλ３を遮断するような透過率の波長選択性を有しているので、かかる波長選択性によりＮＡ２及びＮＡ３に対応した開口切り替えを行うことができる。
また、本実施の形態では、収差補正素子Ｌ１の光学機能面上に波長選択フィルタＷＦを形成したが、集光素子Ｌ２の光学機能面上に形成してもよく、或いは、かかる波長選択フィルタＷＦをその光学機能面上に形成した開口制限素子ＡＰを別途搭載してもよい。この場合には、２軸アクチュエータＡＣにより、開口制限素子ＡＰと対物光学系ＯＢＪとを一体にトラッキング駆動させるのが好ましい。
【０３１７】
[第３の実施の形態]
図５は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第３の光ピックアップ装置ＰＵ３の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６７であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５１である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０３１８】
光ピックアップ装置ＰＵ３は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１と光検出器ＰＤ１とが一体化された高密度光ディスクＨＤ用モジュールＭＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束を射出する第１の発光点ＥＰ１と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束を射出する第２の発光点ＥＰ２と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第１の受光部ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第２の受光部ＤＳ２と、プリズムＰＳとから構成されたＤＶＤ／ＣＤ用レーザモジュールＬＭ１、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．８５に対応した絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬ、カップリングレンズＣＵＬとから構成されている。
尚、高密度光ディスクＨＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。
【０３１９】
光ピックアップ装置ＰＵ３において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図５において実線でその光線経路を描いたように、高密度光ディスクＨＤ用モジュールＭＤ１を作動させて青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、コリメートレンズＣＯＬを経て略平行光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳを透過した後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＢＳ、及びコリメートレンズＣＯＬを透過した後、収斂光束となり、高密度光ディスク用ＨＤ用モジュールＭＤ１の光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３２０】
また、光ピックアップ装置ＰＵ３において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第１の発光点ＥＰ１を発光させる。第１の発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図５において波線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、カップリングレンズＣＵＬによりその発散角が変換された後、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射され、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過し、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、カップリングレンズＣＵＬにより、発散角が変換され、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ１に集光する。そして、受光部ＤＳ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３２１】
また、光ピックアップ装置ＰＵ３において、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第２の発光点ＥＰ２を発光させる。第２の発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図５において二点鎖線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、カップリングレンズＣＵＬによりその発散角が変換された後、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射され、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過し、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、カップリングレンズＣＵＬにより、発散角が変換され、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ２に集光する。そして、受光部ＤＳ２の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３２２】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ１に対する屈折率は１．５２４２、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。また、集光素子Ｌ２は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５４３５であり、アッベ数νｄが５６．３のプラスチックレンズである。また、それぞれの光学機能部（青紫色半導体レーザＬＤ１からのレーザ光束が通過する、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２の領域）の周囲には、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を有し、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を接合することで一体化されている。
尚、収差補正素子L１と集光素子L２とを一体化する場合には、別部材の接合部材を介して両者を一体化してもよい。
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図６に示すように、ＤＶＤの開口数０．６７内の領域に対応する光軸を含む第１０の光学機能領域ＡＲＥＡ１０と、ＤＶＤの開口数０．６７から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第１１の光学機能領域ＡＲＥＡ１１とに分割されており、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ５が、第１０の光学機能領域ＡＲＥＡ１０に形成されている。
【０３２３】
第１０の光学機能領域ＡＲＥＡ１０に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ５において、各輪帯内に形成された階段構造の深さｄ３５は、
ｄ３５＝２λ１／（ｎ−１）（μｍ）
で算出される値に設定され、各輪帯内の段差数Ｎは４に設定されている。但し、λ１は青紫色半導体レーザＬＤ１から射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０８μｍ）、ｎは収差補正素子Ｌ１の波長λ１に対する屈折率である。
光軸方向の深さがこのように設定された階段構造に対して、波長λ１のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段構造間では２×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ１のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
また、この階段構造に対して、波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）のレーザ光束が入射した場合、波長λ３はλ１の略２倍であるので、隣接する階段構造間では略１×λ３（μｍ）の光路差が発生し、波長λ３のレーザ光束もλ１のレーザ光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
【０３２４】
一方、この階段構造に対して、第２の発光点ＥＰ２からの波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）のレーザ光束が入射した場合、各輪帯内の段差数Ｎは５に設定されているため、λ２のレーザ光束は、重畳型回折構造ＨＯＥ５の入射した部位に応じて位相差が与えられ１次の方向に回折する（＋１次回折光）。このときの波長λ２のレーザ光束の＋１次回折光の回折効率は、８７．５％となるが、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。
重畳型回折構造ＨＯＥ５の各輪帯の幅Λ５、及び各輪帯の傾斜方向（図５において、各階段構造の包絡線ｌ５の傾斜方向）は、波長λ２のレーザ光束が入射した場合に、回折作用により＋１次回折光に対して補正不足方向の球面収差が付加されるように設定されている。
【０３２５】
更に、重畳型回折構造ＨＯＥ５の階段構造の幅の最小値Ｐは、ＳＰＤＴによる金型加工を容易にし、青紫色領域の波長λ１に対して、金型の形状誤差による回折効率低下が大きくなり過ぎないようするために、上述の（９）式を満たすように設定されている。
そのため、重畳型回折構造ＨＯＥ５の作用だけでは、高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１とＤＶＤの保護層ＰＬ２の厚さに起因して発生する補正過剰方向の球面収差を補正しきれない。
そこで、対物光学系ＯＢＪの波長λ２に対する倍率ｍ２は、重畳型回折構造ＨＯＥ５で補正しきれずに残留した補正過剰方向の球面収差が補正されるように設定されている。これにより、重畳型回折構造ＨＯＥ５とＤＶＤの保護層ＰＬ２とを透過した波長λ２のレーザ光束はＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上で良好なスポットを形成する。
【０３２６】
上記の説明においては、重畳型回折構造ＨＯＥ５を、波長λ２のレーザ光束が入射した場合に補正不足方向の球面収差を発生するような構造としたが、重畳型回折構造ＨＯＥ５の回折パワーを負となるように設定し、波長λ２のレーザ光束が入射した場合にλ２のレーザ光束の発散度を大きくして射出するような構造としてもよい。
この場合は、重畳型回折構造ＨＯＥ５に入射した波長λ２のレーザ光束は、その
発散度が大きくなって射出される。これは集光素子Ｌ２にとっては、倍率が小さくなることに相当するので、集光素子Ｌ２に入射した波長λ２のレーザ光束には、この倍率変化により補正不足方向の球面収差が付加される。この場合にも、重畳型回折構造ＨＯＥ５の各輪帯間の幅Λ５、各輪帯の傾斜方向は、上述した（９）式が満たされるように決定され、対物光学系ＯＢＪの波長λ２に対する倍率ｍ２は、重畳型回折構造ＨＯＥ５で補正しきれずに残留した補正過剰方向の球面収差が補正されるように決定される。
【０３２７】
更に、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、図６に示すように、ＤＶＤの開口数０．６７内の領域に相当する光軸を含む第１２の光学機能領域ＡＲＥＡ１２と、
ＤＶＤの開口数０．６７から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に相当する第１３の光学機能領域ＡＲＥＡ１３とに分割されており、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ５、ＤＯＥ６が、それぞれ、光学機能領域ＡＲＥＡ１２と光学機能領域ＡＲＥＡ１３に形成されている。
回折構造ＤＯＥ５、ＤＯＥ６は、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色収差と、温度変化に伴う球面収差変化を抑制するための構造であり、その具体的な構造は、光ピックアップ装置ＰＵ２の回折構造ＤＯＥ３、ＤＯＥ４と同様であるので、ここでは、詳細な説明は省略する。
【０３２８】
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に回折構造を形成した構成としたが、これとは、逆に、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造を形成した構成としてもよい。
また、カップリングレンズＣＵＬは、第１の発光点ＥＰ１から射出された波長λ２のレーザ光束と、第２の発光点ＥＰ２から射出された波長λ３のレーザ光束との発散角を、それぞれ、対物光学系ＯＢＪの波長λ２に対する倍率ｍ２と、波長λ３に対する倍率ｍ３とに対応する発散角に変換して射出するための光学素子である。
【０３２９】
カップリングレンズＣＵＬは、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。
ここで、カップリングレンズＣＵＬの、波長λ２に対する近軸における屈折パワーは、第１の発光点ＥＰ１から射出された波長λ２のレーザ光束の発散角を、対物光学系ＯＢＪの波長λ２に対する倍率ｍ２に対応する発散角に変換して射出できるように決定されている。
カップリングレンズＣＵＬの光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、ＣＤの開口数０．５１内の領域に相当する光軸を含む第１４の光学機能領域ＡＲＥＡ１４（図示略）と、ＣＤの開口数０．５１からＤＶＤの開口数０．６７までの領域に相当する第１５の光学機能領域ＡＲＥＡ１５（図示略）とに分割されており、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ６が、光学機能領域ＡＲＥＡ１４に形成されている。
【０３３０】
第１４の光学機能領域ＡＲＥＡ１４に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ６において、各輪帯内に形成された階段構造の深さｄ３６は、
ｄ３６＝１λ２／（ｎ−１）（μｍ）
で算出される値に設定され、各輪帯内の段差数Ｎは５に設定されている。但し、λ２は、第１の発光点ＥＰ１から射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり、ｎはカップリングレンズＣＵＬの波長λ２に対する屈折率である。
光軸方向の深さがこのように設定された階段構造に対して、波長λ２のレーザ光束が入射した場合、隣接する階段構造間では１×λ１（μｍ）の光路差が発生し、波長λ２のレーザ光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
【０３３１】
一方、この階段構造に対して、第２の発光点ＥＰ２からの波長λ３のレーザ光束が入射した場合、各輪帯内の段差数Ｎは５に設定されているため、λ３のレーザ光束は、重畳型回折構造ＨＯＥ６の入射した部位に応じて位相差が与えられ−１次の方向に回折する（−１次回折光）。このときの波長λ３のレーザ光束の−１次回折光の回折効率は、９１．１％となるが、ＣＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。
重畳型回折構造ＨＯＥ６の波長λ３に対する近軸における回折パワーは、負となるように設定されており、重畳型回折構造ＨＯＥ６の各輪帯の幅Λ６、及び各輪帯の傾斜方向（図５において、各階段構造の包絡線ｌ６の傾斜方向）は、第２の発光点ＥＰ２から射出された波長λ３のレーザ光束の発散角が、対物光学系ＯＢＪの波長λ３に対する倍率ｍ３に対応する発散角に変換されるように決定されている。
【０３３２】
このように、重畳型回折構造ＨＯＥ６の回折作用の波長選択性を利用することで、対物光学系ＯＢＪの波長λ２に対する倍率ｍ２と、波長λ３に対する倍率ｍ３とが互いに異なる場合でも、ＤＶＤ用のレーザ光源とＣＤ用のレーザ光源とが集積化されたＤＶＤ／ＣＤ用レーザモジュールＬＭ１の使用が可能となる。
ここで、本実施の形態の第３の光ピックアップ装置ＰＵ３におけるＤＶＤ及びＣＤに対して情報の記録／再生を行う際の開口切り替えについて説明する。
第３の光ピックアップ装置ＰＵ３では、ＮＡ１、ＮＡ２及びＮＡ３がそれぞれ異なるので、ＤＶＤやＣＤに対して情報の記録／再生を行う際には、それぞれの光ディスクの開口数に応じて開口を切り替える必要がある。
重畳型回折構造ＨＯＥ５は、光軸を含む第１０の光学機能領域ＡＲＥＡ１０に形成されているので、波長λ２に対する球面収差は、第１０の光学機能領域ＡＲＥＡ１０を通過する光束に対してのみ補正され、その周囲を囲む第１１の光学機能領域ＡＲＥＡ１１を通過する光束に対しては補正されない。従って、対物光学系ＯＢＪに入射した波長λ２の光束のうち、第１１の光学機能領域ＡＲＥＡ１１を通過する光束は、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上へのスポット形成に寄与しないフレア成分となる。
これは自動的にＮＡ２に対応した開口切り替えがなされることと等価であるので、第３の光ピックアップ装置ＰＵ３においては、ＤＶＤの開口数ＮＡ２に対応した開口制限素子を別途設ける必要はない。
【０３３３】
一方、対物光学系ＯＢＪは、波長λ３に対する開口切り替え機能を備えていないので、ＣＤの開口数ＮＡ３に対応した開口制限素子を別途設ける必要があり、対物光学系ＯＢＪはかかる開口制限素子として、収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に波長選択フィルタＷＦが形成されている。
波長選択フィルタＷＦは、図１２に示すように、ＮＡ３内の領域ではλ１乃至λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３より外側の領域では、波長λ３のみを遮断するような透過率の波長選択性を有しており、かかる波長選択性によりＮＡ３に対応した開口切り替えが行われる。
尚、波長選択フィルタＷＦには、図１３に示すような透過率の波長選択性を持たせてもよい。この波長選択フィルタＷＦは、ＮＡ３内の領域ではλ１乃至λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３からＮＡ２の領域では波長λ３のみを遮断し、ＮＡ２からＮＡ１の領域では波長λ２及びλ３を遮断するような透過率の波長選択性を有しているので、かかる波長選択性によりＮＡ２及びＮＡ３に対応した開口切り替えを行うことができる。
また、本実施の形態では、収差補正素子Ｌ１の光学機能面上に波長選択フィルタＷＦを形成したが、集光素子Ｌ２の光学機能面上に形成してもよく、或いは、かかる波長選択フィルタＷＦをその光学機能面上に形成した開口制限素子ＡＰを別途搭載してもよい。この場合には、２軸アクチュエータＡＣにより、開口制限素子ＡＰと対物光学系ＯＢＪとを一体にトラッキング駆動させるのが好ましい。
【０３３４】
[第４の実施の形態]
図７は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第４の光ピックアップ装置ＰＵ４の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．６５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５０である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０３３５】
光ピックアップ装置ＰＵ４は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１と光検出器ＰＤ１とが一体化された高密度光ディスクＨＤ用モジュールＭＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束を射出する第１の発光点ＥＰ１と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束を射出する第２の発光点ＥＰ２と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第１の受光部ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第２の受光部ＤＳ２と、プリズムＰＳとから構成されたＤＶＤ／ＣＤ用レーザモジュールＬＭ１、対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．６５に対応した絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬとから構成されている。
尚、高密度光ディスクＨＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。
【０３３６】
光ピックアップ装置ＰＵ４において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図７において実線でその光線経路を描いたように、高密度光ディスクＨＤ用モジュールＭＤ１を作動させて青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、コリメートレンズＣＯＬを経て略平行光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳを透過した後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＢＳ、及びコリメートレンズＣＯＬを透過した後、収斂光束となり、高密度光ディスク用ＨＤ用モジュールＭＤ１の光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３３７】
また、光ピックアップ装置ＰＵ４において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第１の発光点ＥＰ１を発光させる。第１の発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図７において波線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過し、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ１に集光する。そして、受光部ＤＳ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３３８】
また、光ピックアップ装置ＰＵ４において、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第２の発光点ＥＰ２を発光させる。第２の発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図７において二点鎖線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過し、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ２に集光する。そして、受光部ＤＳ２の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３３９】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。対物光学系ＯＢＪは、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ１に対する屈折率は１．５２４２、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。
対物光学系ＯＢＪの半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図８に示すように、ＣＤの開口数０．５０内の領域に対応する光軸を含む第１６の光学機能領域ＡＲＥＡ１６と、ＣＤの開口数０．５０から高密度光ディスクＨＤ（ＤＶＤ）の開口数０．６５までの領域に対応する第１７の光学機能領域ＡＲＥＡ１７とに分割されており、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ７が、第１６の光学機能領域ＡＲＥＡ１６に形成されている。
【０３４０】
重畳型回折構造ＨＯＥ７の各輪帯の幅Λ７、及び各輪帯の傾斜方向は、重畳型回折構造ＨＯＥ７に対して波長λ２のレーザ光束が入射した場合に、回折作用により＋１次回折光に対して付加される補正過剰方向の球面収差量と、波長λ２に対する倍率ｍ２と、λ３に対する倍率ｍ３とを略同じとしたことに起因して発生する上記補正不足方向の球面収差とが互いに相殺するように設定されている。これにより、重畳型回折構造ＨＯＥ１とＤＶＤの保護層ＰＬ２とを透過した波長λ２のレーザ光束はＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上で良好なスポットを形成する。
【０３４１】
重畳型回折構造ＨＯＥ７の具体的な構造は、光ピックアップ装置ＰＵ１の重畳型回折構造ＨＯＥ１の構造と同様であるので、ここでは、詳細な説明は省略する。
尚、重畳型回折構造ＨＯＥ７においても、光ピックアップ装置ＰＵ１の重畳型回折構造ＨＯＥ１と同様に、近軸における回折パワーを正となるように設定し、波長λ２のレーザ光束が入射した場合にλ２のレーザ光束の発散度を小さくして射出するような構造としてもよい。
更に、対物光学系ＯＢＪの半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１の全面には、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの温度変化に伴う球面収差変化を抑制するための構造である光路差付与構造ＮＰＳが形成されている。
【０３４２】
光路差付与構造ＮＰＳにおいて、光軸に最も近い段差の高さｄ１１は、隣接する階段構造間で波長λ１に対して１０×λ１（μｍ）の光路差が付加されるように設計されている。この段差で分割された隣接する輪帯により、波長λ２及びλ３の各波長に対して付加される光路差Φ２及びΦ３を、上述した（２２）及び（２３）式により計算すると、Φ２＝５．９９、Φ３＝５．０１となる。Φ２とΦ３はほぼ整数であるので、光路差付与構造ＮＰＳによる高次の球面収差の発生が小さく、高い透過率を実現できる。
更に、図８に示すように、光路差付与構造ＮＰＳにおいて、中心領域の外側に隣接する輪帯は、中心領域に対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径位置における輪帯は、その内側に隣接する輪帯に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され、最大有効径の７５％の位置における輪帯は、その内側に隣接する輪帯とその外側に隣接する輪帯とに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されている。
【０３４３】
このような構成の光路差付与構造ＮＰＳは、屈折率が低くなった場合に球面収差が補正不足方向に変化し、屈折率が高くなった場合に球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の屈折率依存性をもつので、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの温度変化に伴う球面収差変化を抑制することが可能となる。
尚、コリメートレンズＣＯＬの光ディスク側の光学機能面の全面には、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ７が形成されているが、これは、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色収差を抑制するための構造である。
ここで、本実施の形態の第４の光ピックアップ装置ＰＵ４におけるＣＤに対して情報の記録／再生を行う際の開口切り替えについて説明する。
第４の光ピックアップ装置ＰＵ４では、ＮＡ１（＝ＮＡ２）とＮＡ３が異なるので、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う際には開口数ＮＡ３に応じて開口を切り替える必要がある。
【０３４４】
対物光学系ＯＢＪは、波長λ３に対する開口切り替え機能を備えていないので、ＣＤの開口数ＮＡ３に対応した開口制限素子を別途設ける必要があり、対物光学系ＯＢＪはかかる開口制限素子として半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に波長選択フィルタＷＦが形成されている。
波長選択フィルタＷＦは、図１２に示すように、ＮＡ３内の領域ではλ１乃至λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３より外側の領域では、波長λ３のみを遮断するような透過率の波長選択性を有しており、かかる波長選択性によりＮＡ３に対応した開口切り替えが行われる。
また、ＮＡ１、ＮＡ２及びＮＡ３が互いに異なる場合には、波長選択フィルタＷＦに図１３に示すような透過率の波長選択性を持たせるのが好ましいこの波長選択フィルタＷＦは、ＮＡ３内の領域ではλ１乃至λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３からＮＡ２の領域では波長λ３のみを遮断し、ＮＡ２からＮＡ１の領域では波長λ２及びλ３を遮断するような透過率の波長選択性を有しているので、かかる波長選択性によりＮＡ２及びＮＡ３に対応した開口切り替えを行うことができる。
また、本実施の形態では、対物光学系ＯＢＪの光学機能面上に波長選択フィルタＷＦを形成したが、かかる波長選択フィルタＷＦをその光学機能面上に形成した開口制限素子ＡＰを別途搭載してもよい。この場合には、２軸アクチュエータＡＣにより、開口制限素子ＡＰと対物光学系ＯＢＪとを一体にトラッキング駆動させるのが好ましい。
【０３４５】
[第５の実施の形態]
図１４は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第５の光ピックアップ装置ＰＵ５の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
光ピックアップ装置ＰＵ５は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、と光検出器ＰＤ１とが一体化された高密度光ディスクＨＤ用モジュールＭＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２と光検出器ＰＤ２とが一体化されたＤＶＤ用モジュールＭＤ２、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．８５に対応した絞りＳＴＯ、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２、コリメートレンズＣＯＬ、１軸アクチュエータＵＡＣ、ビーム整形素子ＳＨとから構成されている。
【０３４６】
光ピックアップ装置ＰＵ５において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１４において実線でその光線経路を描いたように、高密度光ディスク
用モジュールＭＤ１を作動させて青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、ビーム整形素子ＳＨを透過することにより、その断面形状が楕円形から円形に整形され、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過し、コリメートレンズＣＯＬにより平行光束に変換された後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２、コリメートレンズＣＯＬを透過した後、収斂光束となり、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１、ビーム整形素子ＳＨと透過し、高密度光ディスク用ＨＤ用モジュールＭＤ１の光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３４７】
また、光ピックアップ装置ＰＵ５においてＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１４において点線でその光線経路を描いたように、ＤＶＤ用モジュールＭＤ２を作動させて赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射され、コリメートレンズＣＯＬにより平行光束に変換された後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過し、開口制限素子ＡＰにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２、コリメートレンズＣＯＬを透過した後、収斂光束となり、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、ＤＶＤ用モジュールＭＤ２の光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１４において二点鎖線でその光線経路を描いたように、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射された後、開口制限素子ＡＰにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過した後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、ＣＤ用モジュールＭＤ３の光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３４８】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ１に対する屈折率は１．５２４２、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。また、集光素子Ｌ２は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５４３５であり、アッベ数νｄが５６．３のプラスチックレンズである。また、それぞれの光学機能部（青紫色半導体レーザＬＤ１からのレーザ光束が通過する、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２の領域）の周囲には、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を有し、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を接合することで一体化されている。
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図１５（ａ）に示すように、ＤＶＤの開口数０．６０内の領域に対応する光軸を含む第１８の光学機能領域ＡＲＥＡ１８と、ＤＶＤの開口数０．６０から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領
域に対応する第１９の光学機能領域ＡＲＥＡ１９とに分割されており、第１８の光学機能領域ＡＲＥＡ１８には、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ８が形成されている。
第１８の光学機能領域ＡＲＥＡ１８に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ８の構造は、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２における重畳型回折構造ＨＯＥ４と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
【０３４９】
更に、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、図１５（ｃ）に示すように、ＤＶＤの開口数０．６０内の領域に相当する光軸を含む第２０の光学機能領域ＡＲＥＡ２０と、ＤＶＤの開口数０．６０から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に相当する第２１の光学機能領域ＡＲＥＡ２１とに分割されており、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ８、ＤＯＥ９が、それぞれ、光学機能領域ＡＲＥＡ２０と光学機能領域ＡＲＥＡ２１に形成されている。
回折構造ＤＯＥ８、ＤＯＥ９は、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色収差と、温度変化に伴う球面収差変化を抑制するための構造であり、その構造は、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２における回折構造ＤＯＥ３、ＤＯＥ４と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に型回折構造を形成した構成としたが、これとは、逆に、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造を形成した構成としてもよい。
また、本実施の形態のコリメートレンズＣＯＬは、１軸アクチュエータＵＡＣにより光軸方向にその位置が変移可能であるように構成されている。これにより、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
【０３５０】
コリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差をコリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正するようにしても良い。
また、本実施の形態では、ＤＶＤやＣＤに対して情報の記録／再生を行う際に、それぞれの光ディスクの開口数ＮＡに応じて、対物光学系ＯＢＪの開口を切り替えるための素子として、接合部材Ｂを介して対物光学系ＯＢＪと一体化された開口制限素子ＡＰを備えている。
開口制限素子ＡＰの光学機能面上には、図１３に示すような透過率の波長選択性を有する波長選択フィルタＷＦが形成されている。この波長選択フィルタＷＦは、ＮＡ３内の領域ではλ１乃至λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３からＮＡ２の領域では波長λ３のみを遮断し、ＮＡ２からＮＡ１の領域では波長λ２及びλ３を遮断するような透過率の波長選択性を有しているので、かかる波長選択性によりＮＡ２及びＮＡ３に対応した開口切り替えを行うことができる。
尚、本実施の形態における対物光学系ＯＢＪは、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２、及び第３の光ピックアップ装置ＰＵ３と同様に、ＤＶＤの開口数ＮＡ２に対応する開口切り替え機能を有するので、波長選択フィルタＷＦには、図１２に示すような透過率の波長選択性を持たせてもよい。
【０３５１】
〈第６の実施の形態〉
図１８は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第６の光ピックアップ装置ＰＵ６の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０３５２】
光ピックアップ装置ＰＵ６は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１と光検出器ＰＤ１とが一体化された高密度光ディスクＨＤ用モジュールＭＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束を射出する第１の発光点ＥＰ１と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束を射出する第２の発光点ＥＰ２と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第１の受光部ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第２の受光部ＤＳ２と、プリズムＰＳとから構成されたＤＶＤ／ＣＤ用レーザモジュールＬＭ１、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．８５に対応した絞りＳＴＯ、１軸アクチュエータＵＡＣ、エキスパンダーレンズＥＸＰ、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬ、カップリングＣＵＬ、ビーム整形素子ＳＨとから構成されている。
尚、高密度光ディスクＨＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。
【０３５３】
エキスパンダーレンズＥＸＰは、近軸における屈折力が負である第１レンズＥＸＰ１と、近軸における屈折力が正である第２レンズＥＸＰ２とから構成されている。
光ピックアップ装置ＰＵ６において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１８において実線でその光線経路を描いたように、高密度光ディスク用モジュールＭＤ１を作動させて青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、ビーム整形素子ＳＨを透過することによりその断面形状が楕円形から円形に整形された後、コリメートレンズＣＯＬにより平行光束に変換され、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を透過することにより拡径され、偏光ビームスプリッタＢＳを透過した後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【０３５４】
情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、偏光ビームスプリッタＢＳ、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１、エキスパンダーレンズＥＸＰ、コリメートレンズＣＯＬを透過した後、収斂光束となり、ビーム整形素子ＳＨを透過し、高密度光ディスク用ＨＤ用モジュールＭＤ１の光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、光ピックアップ装置ＰＵ６において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、発光点ＥＰ１を発光させる。発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図１８において波線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、カップリングレン
ズＣＵＬにより平行光束に変換された後、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射され、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【０３５５】
情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを透過し、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、カップリングレンズＣＵＬにより収斂光束となり、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ１に集光する。そして、受光部ＤＳ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、光ピックアップ装置ＰＵ６において、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、発光点ＥＰ２を発光させる。発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図１８において二点鎖線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射された後、カップリングレンズＣＵＬにより発散角が変換され、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、開口制限素子ＡＰにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰを透過し、偏光ビームスプリッタＢＳにより反射された後、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ２に集光する。そして、受光部ＤＳ２の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３５６】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ１に対する屈折率は１．５２４２、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。また、集光素子Ｌ２は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．６０６２であり、アッベ数νｄが６１．２のガラスレンズである。また、収差補正素子Ｌ１、集光素子Ｌ２、開口制限素子ＡＰは、接合部材Ｂを介して一体化されている。
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図示は省略するが、ＤＶＤの開口数０．６０内の領域に対応する光軸を含む第２２の光学機能領域ＡＲＥＡ２２と、ＤＶＤの開口数０．６０から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第２３の光学機能領域ＡＲＥＡ２３とに分割されており、第２２の光学機能領域ＡＲＥＡ２２には、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ９が形成されている。
【０３５７】
第２２の光学機能領域ＡＲＥＡ２２に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ９の構造は、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２における重畳型回折構造ＨＯＥ４と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造を形成した構成としたが、これとは、逆に、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造を形成した構成としてもよい。
また、本実施の形態のエキスパンダーレンズＥＸＰの第１レンズＥＸＰ１は、１軸アクチュエータＵＡＣにより光軸方向にその位置が変移可能であるように構成されている。これにより、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
第１レンズＥＸＰ１の位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
【０３５８】
更に、第２レンズＥＸＰ２の光ディスク側の光学機能面上には、面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ１０が形成されている。回折構造ＤＯＥ１０は、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色収差を補正するための構造であり、波長λ１に対する第２レンズＥＸＰ２の近軸におけるパワーＰλ１、波長λ１＋１０（ｎｍ）に対する第２レンズＥＸＰ２の近軸におけるパワーＰλ１＋１０、波長λ１−１０（ｎｍ）に対する第２レンズＥＸＰ２の近軸におけるパワーＰλ１−１０が、
Ｐλ１＋１０＜Ｐλ１＜Ｐλ１−１０
なる関係を満たすように、回折構造ＤＯＥ１０の近軸における回折パワーは決定されている。
また、カップリングレンズＣＵＬは、第１の発光点ＥＰ１から射出された波長λ２のレーザ光束と、第２の発光点ＥＰ２から射出された波長λ３のレーザ光束との発散角を、それぞれ、対物光学系ＯＢＪの波長λ２に対する倍率ｍ２と、波長λ３に対する倍率ｍ３とに対応する発散角に変換して射出するための光学素子である。この実施の形態では、ｍ２＝０であるので、第１の発光点ＥＰ１から射出された波長λ２のレーザ光束はカップリングレンズＣＵＬを透過することにより平行光束に変換される。
【０３５９】
カップリングレンズＣＵＬは、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。
カップリングレンズＣＵＬの光ディスク側の光学機能面は、図示は省略するが、ＣＤの開口数０．４５内の領域に相当する光軸を含む第２４の光学機能領域ＡＲＥＡ２４と、ＣＤの開口数０．４５からＤＶＤの開口数０．６０までの領域に相当する第２５の光学機能領域ＡＲＥＡ２５とに分割されており、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ１０が、第２４の光学機能領域ＡＲＥＡ２４に形成されている。
第２４の光学機能領域ＡＲＥＡ２４に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ１０の構造は、第３の光ピックアップ装置ＰＵ３における重畳型回折構造ＨＯＥ６と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
また、本実施の形態では、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う際に、ＣＤの開口数ＮＡ３に応じて、対物光学系ＯＢＪの開口を切り替えるための素子として、接合部材Ｂを介して対物光学系ＯＢＪと一体化された開口制限素子ＡＰを備えている。
【０３６０】
開口制限素子ＡＰの光学機能面上には、図１２に示すような透過率の波長選択性を有する波長選択フィルタＷＦが形成されている。この波長選択フィルタＷＦは、ＮＡ３内の領域ではλ１乃至λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３より外側の領域では、波長λ３のみを遮断するような透過率の波長選択性を有しており、かかる波長選択性によりＮＡ３に対応した開口切り替えが行われる。
尚、本実施の形態における対物光学系ＯＢＪは、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２、第３の光ピックアップ装置ＰＵ３、第５の光ピックアップ装置ＰＵ５と同様に、ＤＶＤの開口数ＮＡ２に対応する開口切り替え機能を有し、この開口切り替え機能によりＮＡ２に対応した開口切り替えが行われる。
【０３６１】
〈第７の実施の形態〉
図１９は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第７の光ピックアップ装置ＰＵ７の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０３６２】
光ピックアップ装置ＰＵ７は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの共用の光検出器ＰＤ１、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束を射出する赤外半導体レーザＬＤ３と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、波長選択フィルタＷＦ、液晶位相制御素子ＬＣＤ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．８５に対応した絞りＳＴＯ、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２、第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３、第１のコリメートレンズＣＯＬ１、第２のコリメートレンズＣＯＬ２、センサーレンズＳＥＮ、ビーム整形素子ＢＳ、とから構成されている。
尚、高密度光ディスクＨＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。
【０３６３】
光ピックアップ装置ＰＵ７において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１９において実線でその光線経路を描いたように、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、ビーム整形素子ＳＨを透過することによりその断面形状が楕円形から円形に整形された後、第１のコリメートレンズＣＯＬ１により平行光束に変換され、第１乃至第３の偏光ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３を透過した後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、波長選択フィルタＷＦ、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、液晶位相制御素子ＬＣＤ、波長選択フィルタＷＦ、第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３を透過した後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、センサーレンズＳＥＮにより、非点収差が与えられるとともに収斂光束に変換され、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３６４】
また、光ピックアップ装置ＰＵ７において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１９において破線でその光線経路を描いたように、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第２のコリメートレンズＣＯＬ２により平行光束に変換され、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射された後、第２及び第３の偏光ビームスプリッタＢＳ２、ＢＳ３を透過し、波長選択フィルタＷＦ、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【０３６５】
情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、液晶位相制御素子ＬＣＤ、波長選択フィルタＷＦ、第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３を透過した後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、センサーレンズＳＥＮにより、非点収差が与えられるとともに収斂光束に変換され、光検出器ＰＤ１の受光面上
に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１９において二点鎖線でその光線経路を描いたように、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３により反射された後、波長選択フィルタＷＦにより光束径が規制され、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過し、対物光学系ＯＢＪによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、液晶位相制御素子ＬＣＤ、波長選択フィルタＷＦを透過した後、第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３により反射され、ＣＤ用モジュールＭＤ３の光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３６６】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５０９１であり、アッベ数νｄが５６．５のプラスチックレンズであり、λ１に対する屈折率は１．５２４２、λ２に対する屈折率は１．５０６４、λ３に対する屈折率は１．５０５０である。また、集光素子Ｌ２は、ｄ線での屈折率ｎｄが１．５４３５であり、アッベ数νｄが５６．３のプラスチックレンズである。また、それぞれの光学機能部（青紫色半導体レーザＬＤ１からのレーザ光束が通過する、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２の領域）の周囲には、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を有し、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を接合することで一体化されている。
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図示は省略するが、ＤＶＤの開口数０．６０内の領域に対応する光軸を含む第２６の光学機能領域ＡＲＥＡ２６と、ＤＶＤの開口数０．６０から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第２７の光学機能領域ＡＲＥＡ２７とに分割されており、第２６の光学機能領域ＡＲＥＡ２６には、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ１１が形成されている。
第２６の光学機能領域ＡＲＥＡ２６に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ１１の構造は、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２における重畳型回折構造ＨＯＥ４と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
【０３６７】
更に、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、図示は省略するが、ＤＶＤの開口数０．６０内の領域に相当する光軸を含む第２８の光学機能領域ＡＲＥＡ２８と、ＤＶＤの開口数０．６０から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に相当する第２９の光学機能領域ＡＲＥＡ２９とに分割されており、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ１１、ＤＯＥ１２が、それぞれ、光学機能領域ＡＲＥＡ２８と光学機能領域ＡＲＥＡ２９に形成されている。
回折構造ＤＯＥ１１、ＤＯＥ１２は、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色収差と、温度変化に伴う球面収差変化を抑制するための構造であり、その構造は、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２における回折構造ＤＯＥ３、ＤＯＥ４と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に型回折構造を形成した構成としたが、これとは、逆に、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造を形成した構成としてもよい。
【０３６８】
また、本実施の形態の液晶位相制御素子ＬＣＤは、電圧の印加により透過する光束に対
して位相変化を生じせしめる液晶層と、液晶素子に電圧を印加するための互いに対向する電極層と、電極層に電圧を供給する電源とから構成されている。互いに対向する電極層のうち少なくとも一方は所定のパターンに分割されており、この電極層に電圧を印加することにより液晶素子の配向状態が変化し、透過する光束に対して所定の位相を付加させることが可能となっている。これにより、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
液晶位相制御素子ＬＣＤにより補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
【０３６９】
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差や、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に形成されたスポットの球面収差を液晶位相制御素子ＬＣＤにより補正するようにしても良い。特に、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に、液晶位相制御素子ＬＣＤにより、保護層ＰＬ１と保護層ＰＬ３との厚さの違いに起因して発生する球面収差を補正するようにすることで、第３光束に対する対物光学系ＯＢＪの倍率ｍ３を、より大きく設定することが可能となるので、トラッキング駆動の際のコマ収差の発生を小さく抑えることが可能となる。
また、対物光学系ＯＢＪと液晶位相制御素子ＬＣＤは、接合部材Ｂを介して一体化されている。
更に、本実施の形態では、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う際に、ＣＤの開口数ＮＡ３に応じて、対物光学系ＯＢＪの開口を切り替えるための波長選択フィルタＷＦが、液晶位相制御素子ＬＣＤの半導体レーザ光源側に形成されている。
【０３７０】
波長選択フィルタＷＦは、図１２に示すような透過率の波長選択性をし、この波長選択フィルタＷＦは、ＮＡ３内の領域ではλ１乃至λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３より外側の領域では、波長λ３のみを遮断するような透過率の波長選択性を有しており、かかる波長選択性によりＮＡ３に対応した開口切り替えが行われる。
尚、本実施の形態における対物光学系ＯＢＪは、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２、第３の光ピックアップ装置ＰＵ３、第５の光ピックアップ装置ＰＵ５と同様に、ＤＶＤの開口数ＮＡ２に対応する開口切り替え機能を有し、この開口切り替え機能によりＮＡ２に対応した開口切り替えが行われる。
【０３７１】
〈第８の実施の形態〉
図２０は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第８の光ピックアップ装置ＰＵ８の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０７ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．１ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６６０ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０３７２】
光ピックアップ装置ＰＵ８は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０７ｎｍのレーザ光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６６０ｎｍのレーザ光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの共用の光検出器ＰＤ、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系Ｏ
ＢＪ、液晶位相制御素子ＬＣＤ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．８５に対応した絞りＳＴＯ、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２、第１のコリメートレンズＣＯＬ１、第２のコリメートレンズＣＯＬ２、センサーレンズＳＥＮ、ビーム整形素子ＢＳ、とから構成されている。
尚、高密度光ディスクＨＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。
【０３７３】
光ピックアップ装置ＰＵ８において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図２０において実線でその光線経路を描いたように、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、ビーム整形素子ＳＨを透過することによりその断面形状が楕円形から円形に整形された後、第１のコリメートレンズＣＯＬ１により平行光束に変換され、第１及び第２の偏光ビームスプリッタＢＳ１及びＢＳ２を透過した後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過し、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過した後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、センサーレンズＳＥＮにより、非点収差が与えられるとともに収斂光束に変換され、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３７４】
また、光ピックアップ装置ＰＵ８において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図２０において破線でその光線経路を描いたように、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第２のコリメートレンズＣＯＬ２により平行光束に変換され、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射された後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【０３７５】
情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過した後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、センサーレンズＳＥＮにより、非点収差が与えられるとともに収斂光束に変換され、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３７６】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２は、何れもプラスチックレンズである。また、それぞれの光学機能部（青紫色半導体レーザＬＤ１からのレーザ光束が通過する、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２の領域）の周囲には、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を有し、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を接合することで一体化されている。
【０３７７】
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図示は省略するが、ＤＶＤの開口数０．６５内の領域に対応する光軸を含む第３０の光学機能領域ＡＲＥＡ３０と、ＤＶＤの開口数０．６５から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第３１の光学機能領域ＡＲＥＡ３１とに分割されており、第３０の光学機能領域ＡＲＥＡ３０には、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ１２が形成されている。
第３０の光学機能領域ＡＲＥＡ３０に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ１２の構造は、
第２の光ピックアップ装置ＰＵ２における重畳型回折構造ＨＯＥ４と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
【０３７８】
更に、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２には、図示は省略するが、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ１３が形成されている。
回折構造ＤＯＥ１３は、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの軸上色収差と、温度変化に伴う球面収差変化を抑制するための構造であり、光軸方向の段差は波長λ１＝４０７ｎｍの光束が入射した場合に、＋５次回折光が１００％の回折効率で発生するように設計されている。回折構造ＤＯＥ１３に対して波長λ２＝６６０ｎｍの光束が入射した場合には、＋３次回折光が９９．８％の回折効率で発生し、何れの波長に対しても高い回折効率が確保されている。
【０３７９】
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に型回折構造を形成した構成としたが、これとは、逆に、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造を形成した構成としてもよい。
【０３８０】
また、本実施の形態の液晶位相制御素子ＬＣＤは、電圧の印加により透過する光束に対して位相変化を生じせしめる液晶層と、液晶素子に電圧を印加するための互いに対向する電極層と、電極層に電圧を供給する電源とから構成されている。互いに対向する電極層のうち少なくとも一方は所定のパターンに分割されており、この電極層に電圧を印加することにより液晶素子の配向状態が変化し、透過する光束に対して所定の位相を付加させることが可能となっている。これにより、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
【０３８１】
液晶位相制御素子ＬＣＤにより補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
【０３８２】
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差を液晶位相制御素子ＬＣＤにより補正するようにしても良い。
また、対物光学系ＯＢＪと液晶位相制御素子ＬＣＤは、接合部材Ｂを介して一体化されている。
尚、本実施の形態における対物光学系ＯＢＪは、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２、第３の光ピックアップ装置ＰＵ３、第５の光ピックアップ装置ＰＵ５、第７の光ピックアップ装置ＰＵ７と同様に、ＤＶＤの開口数ＮＡ２に対応する開口切り替え機能を有し、この開口切り替え機能によりＮＡ２に対応した開口切り替えが行われる。
【０３８３】
[第９の実施の形態]
図２１は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第９の光ピックアップ装置ＰＵ９の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０５ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．１ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５０ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０３８４】
光ピックアップ装置ＰＵ９は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０５ｎｍのレーザ光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５０ｎｍのレーザ光束を射出する赤色半導体レーザＬＤ２、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの共用の光検出器ＰＤ、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．８５に対応した絞りＳＴＯ、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２、コリメートレンズＣＯＬ、１軸アクチュエータＵＡＣ、センサーレンズＳＥＮ、ビーム整形素子ＢＳ、とから構成されている。
尚、高密度光ディスクＨＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。
【０３８５】
光ピックアップ装置ＰＵ９において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図２１において実線でその光線経路を描いたように、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、ビーム整形素子ＳＨを透過することによりその断面形状が楕円形から円形に整形された後、、第１及び第２の偏光ビームスプリッタＢＳ１及びＢＳ２を透過した後、コリメートレンズＣＯＬにより平行光束に変換され、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【０３８６】
情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、コリメートレンズＣＯＬを透過した後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、センサーレンズＳＥＮにより、非点収差が与えられるとともに収斂光束に変換され、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３８７】
また、光ピックアップ装置ＰＵ９において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図２１において破線でその光線経路を描いたように、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第１の偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射された後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過し、コリメートレンズＣＯＬにより平行光束に変換され、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【０３８８】
情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ及びコリメートレンズＣＯＬを透過した後、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、センサーレンズＳＥＮにより、非点収差が与えられるとともに収斂光束に変換され、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３８９】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１はプラスチックレンズであり、集光素子Ｌ２は、ガラスレンズである。また、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２は、接合部材Ｂを介して一体化されている。
【０３９０】
収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図示は省略するが、ＤＶ
Ｄの開口数０．６５内の領域に対応する光軸を含む第３２の光学機能領域ＡＲＥＡ３２と、ＤＶＤの開口数０．６５から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第３３の光学機能領域ＡＲＥＡ３３とに分割されており、第３２の光学機能領域ＡＲＥＡ３２には、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ１３が形成されている。
第３２の光学機能領域ＡＲＥＡ３２に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ３４の構造は、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２における重畳型回折構造ＨＯＥ４と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
【０３９１】
更に、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２には、図示は省略するが、光軸を含む断面形状が階段形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ１４が形成されている。
回折構造ＤＯＥ１４は、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの色球面収差を補正するための構造であり、光軸方向の段差は波長λ１＝４０５ｎｍの光束が入射した場合に、＋５次回折光が１００％の回折効率で発生するように設計されている。回折構造ＤＯＥ１４に対して波長λ２＝６５０ｎｍの光束が入射した場合には、＋３次回折光が１００％の回折効率で発生し、何れの波長に対しても高い回折効率が確保されている。
【０３９２】
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に型回折構造を形成した構成としたが、これとは、逆に、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に型回折構造を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造を形成した構成としてもよい。
また、本実施の形態のコリメートレンズＣＯＬは、１軸アクチュエータＵＡＣにより光軸方向にその位置が変移可能であるように構成されている。これにより、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
【０３９３】
コリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差をコリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正するようにしても良い。
尚、本実施の形態における対物光学系ＯＢＪは、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２、第３の光ピックアップ装置ＰＵ３、第５の光ピックアップ装置ＰＵ５、第７の光ピックアップ装置ＰＵ７、第８の光ピックアップ装置ＰＵ８と同様に、ＤＶＤの開口数ＮＡ２に対応する開口切り替え機能を有し、この開口切り替え機能によりＮＡ２に対応した開口切り替えが行われる。
【０３９４】
[第１０の実施の形態]
図２２は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第１０の光ピックアップ装置ＰＵ１０の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０７ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６６０ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０３９５】
光ピックアップ装置ＰＵ１０は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０７ｎｍのレーザ光束を射出する第１の発光点ＥＰ１と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６６０ｎｍのレーザ光束を射出する第２の発光点ＥＰ２と、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第１の受光部ＤＳ１と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第２の受光部ＤＳ２と、プリズムＰＳとから構成された高密度光ディスク／ＤＶＤ用レーザモジュールＬＭ、収差補正素子Ｌ１とこの収差補正素子Ｌ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成された対物光学系ＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ０．８５に対応した絞りＳＴＯ、コリメートレンズＣＯＬ、１軸アクチュエータＵＡＣ、とから構成されている。
尚、高密度光ディスクＨＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。
【０３９６】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１０において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第１の発光点ＥＰ１を発光させる。第１の発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図２２において実線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射された後、コリメートレンズＣＯＬにより平行光束に変換され、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、コリメートレンズＣＯＬを透過し、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ１に集光する。そして、受光部ＤＳ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３９７】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１０において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第２の発光点ＥＰ２を発光させる。第２の発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図２２において破線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射された後、コリメートレンズＣＯＬを通過する。そして、発散光として対物光学系ＯＢＪに入射し、対物光学系ＯＢＪによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、コリメートレンズＣＯＬを透過し、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ２に集光する。そして、受光部ＤＳ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０３９８】
次に、対物光学系ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２は、何れもプラスチックレンズである。また、それぞれの光学機能部（青紫色半導体レーザＬＤ１からのレーザ光束が通過する、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２の領域）の周囲には、光学機能部と一体に成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を有し、かかるフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２の一部同士を接合することで一体化されている。
【０３９９】
対物光学系ＯＢＪの半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１は、図示は省略するが、ＤＶＤの開口数０．６５内の領域に対応する光軸を含む第３４の光学機能領域ＡＲＥＡ３４と、ＤＶＤの開口数０．６５から高密度光ディスクＨＤの開口数０．８５までの領域に対応する第３５の光学機能領域ＡＲＥＡ３５とに分割されている。そして、第３４の光学機能領域ＡＲＥＡ３４には、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である重畳型回折構造ＨＯＥ１４が形成されている。
第３４の光学機能領域ＡＲＥＡ３４に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ１４の構造は、
第２の光ピックアップ装置ＰＵ２における重畳型回折構造ＨＯＥ４と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛する。
収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２には、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの温度変化に伴う球面収差変化を抑制するための構造である光路差付与構造ＮＰＳが形成されている。この光路差付与構造ＮＰＳの光軸方向の段差は、対物光学系ＯＢＪの設計基準温度において、波長λ１の光束に対して５倍の光路差を与える深さに設定されている。かかる深さに設定された段差に波長λ２の光束が入射した場合、波長λ２の光束に対して与える光路差は、λ２の３倍となるので、何れの波長に対しても高い透過率が確保されている。
【０４００】
光路差付与構造ＮＰＳは、屈折率が低くなった場合に球面収差が補正不足方向に変化し、屈折率が高くなった場合に球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の屈折率依存性をもつので、青紫色領域における対物光学系ＯＢＪの温度変化に伴う球面収差変化を抑制することが可能となる。
本実施の形態の収差補正素子Ｌ１では、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造ＨＯＥ１４を形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に光路差付与構造ＮＰＳを形成した構成としたが、これとは、逆に、半導体レーザ光源側の光学機能面Ｓ１に光路差付与構造ＮＰＳを形成し、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造ＨＯＥ１４を形成した構成としてもよい。
また、本実施の形態のコリメートレンズＣＯＬは、１軸アクチュエータＵＡＣにより光軸方向にその位置が変移可能であるように構成されている。これにより、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能となるので、高密度光ディスクＨＤに対して常に良好な記録／再生特性を維持することができる。
【０４０１】
コリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差をコリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正するようにしても良い。
尚、本実施の形態における対物光学系ＯＢＪは、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２、第３の光ピックアップ装置ＰＵ３、第５の光ピックアップ装置ＰＵ５、第７の光ピックアップ装置ＰＵ７、第８の光ピックアップ装置ＰＵ８、第９の光ピックアップ装置ＰＵ９と同様に、ＤＶＤの開口数ＮＡ２に対応する開口切り替え機能を有し、この開口切り替え機能によりＮＡ２に対応した開口切り替えが行われる。
【０４０２】
［第１１の実施の形態］
図３０は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第１１の光ピックアップ装置ＰＵ１１の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ２＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０４０３】
光ピックアップ装置ＰＵ１１は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１の発光点ＥＰ１（第１光源）と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２の発光点ＥＰ２（第２光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する第３の発光点ＥＰ３（第３光源）と、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第１の受光部ＤＳ１と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第２の受光部ＤＳ２と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第３の受光部ＤＳ３と、プリズムＰＳとから構成された高密度光ディスクＨＤ／ＤＶＤ／ＣＤ用レーザモジュールＬＭ、その光学面上に回折構造（位相構造）が形成され両面が非球面とされた対物光学系（集光素子）ＯＢＪ、ＤＶＤ／ＣＤ用の開口制限素子ＡＰ、対物光学素子ＯＢＪをフォーカシング／トラッキング駆動させるための２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ１に対応した絞りＳＴＯ、コリメートレンズＣＯＬ、コリメートレンズＣＯＬを光軸方向に駆動させるための１軸アクチュエータＵＡＣ、液晶位相制御素子ＬＣＤ（球面収差補正手段）、対物光学系ＯＢＪと開口制限素子ＡＰと液晶位相制御素子ＬＣＤとを一体化するための保持部材Ｂ、とから構成されている。本実施の形態においては、位相構造を有する収差補正素子と、第１光束乃至第３光束を、それぞれ、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に集光させるための集光素子とが一体化された構成となっている。
【０４０４】
光ピックアップ装置ＰＵ１１において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、レーザモジュールＬＭを作動させて第1の発光点ＥＰ１を発光させる
。第1の発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図３０において実線でその光線経路を
描いたように、プリズムＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、液晶位相制御素子ＬＣＤ、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第１保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ１に集光する。そして、受光部ＤＳ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０４０５】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１１においてＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第２光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるように、対物光学系ＯＢＪとコリメートレンズＣＯＬとの間の距離が、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合よりも小さくなるように１軸アクチュエータＵＡＣによりコリメートレンズＣＯＬを移動させる。その後、レーザモジュールＬＭを作動させて第２の発光点ＥＰ２を発光させる。第２の発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図３０において点線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過し、開口制限素子ＡＰにより光束径が規制された後、対物光学系ＯＢＪによって第２保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ２に集光する。そして、受光部ＤＳ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０４０６】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１１においてＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合
には、保護層ＰＬ１の厚さｔ１と保護層ＰＬ３の厚さｔ３との差に起因する球面収差が補正するために、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過する第３光束に対して補正不足方向の球面収差が付加されるように、液晶位相制御素子ＬＣＤを作動させる。その後、レーザモジュールＬＭを作動させて第３の発光点ＥＰ３を発光させる。第３の発光点ＥＰ３から射出された発散光束は、図３０において二点鎖線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て略平行光束とされた後、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過することで補正不足方向の球面収差が与えられ、開口制限素子ＡＰにより光束径が規制された後、対物光学系ＯＢＪによって第３保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、液晶位相制御素子ＬＣＤを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ３に集光する。そして、受光部ＤＳ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０４０７】
尚、ＤＶＤの場合と同様に、第３光束が平行光束の状態でコリメートレンズＣＯＬから射出されるように、対物光学系ＯＢＪとコリメートレンズＣＯＬとの間の距離が、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合よりも小さくなるように１軸アクチュエータＵＡＣによりコリメートレンズＣＯＬを移動させる構成としてもよい。
【０４０８】
次に対物光学素子ＯＢＪの構成について説明する。レーザモジュールＬＭ側の光学面上に形成された回折構造ＤＯＥ１５（その断面形状は鋸歯形状である）は、保護層ＰＬ１の厚さｔ１と保護層ＰＬ２の厚さｔ２との差に起因する球面収差を補正するための構造である。対物光学系ＯＢＪは、回折構造ＤＯＥ１５で発生する第１光束乃至第３光束の１次回折光を、それぞれ、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に集光させる。この回折構造ＤＯＥ１５の光路差関数は、保護層ＰＬ１の厚さｔ１と保護層ＰＬ２の厚さｔ２との差に起因する球面収差が補正させるように最適化されているため、保護層ＰＬ１の厚さｔ１と保護層ＰＬ３の厚さｔ３との差に起因する球面収差は完全に補正されずに残留するが、本実施の形態においては、この残留球面収差を液晶位相制御素子ＬＣＤで補正することにより、高密度光ディスクＨＤとＣＤとの互換を達成している。
【０４０９】
また、本実施の形態のコリメートレンズＣＯＬは、１軸アクチュエータＵＡＣにより光軸方向にその位置が変移可能であるように構成されているが、これにより、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正することが可能である。コリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、第１光源の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差をコリメートレンズＣＯＬの位置調整により補正するようにしても良い。
【０４１０】
［第１２の実施の形態］
図３１は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える第１２の光ピックアップ装置ＰＵ１２の構成を概略的に示す図である。高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ２＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
【０４１１】
光ピックアップ装置ＰＵ１２は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１の発光点ＥＰ１（第１光源）と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２の発光点ＥＰ２（第２光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する第３の発光点ＥＰ３（第３光源）と、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第１の受光部ＤＳ１と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第２の受光部ＤＳ２と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第３の受光部ＤＳ３と、プリズムＰＳとから構成された高密度光ディスクＨＤ／ＤＶＤ／ＣＤ用レーザモジュールＬＭ、その光学面上に重畳型回折構造（位相構造）と回折構造（第２の位相構造）が形成された収差補正素子Ｌ１と、両面が非球面とされた集光素子Ｌ２とから構成される対物光学系ＯＢＪ、ＣＤ用の開口制限素子ＡＰ、対物光学素子ＯＢＪをフォーカシング／トラッキング駆動させるための２軸アクチュエータＡＣ、高密度光ディスクＨＤの開口数ＮＡ１に対応した絞りＳＴＯ、コリメートレンズＣＯＬ、負レンズＥ１と正レンズＥ２とから構成されるエキスパンダーレンズＥＸＰ（球面収差補正手段）、負レンズＥ１を光軸方向に駆動させるための１軸アクチュエータＵＡＣ、対物光学系ＯＢＪと開口制限素子ＡＰとを一体化するための保持部材Ｂ、とから構成されている。
【０４１２】
光ピックアップ装置ＰＵ１２において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、レーザモジュールＬＭを作動させて第1の発光点ＥＰ１を発光させる
。第1の発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図３１において実線でその光線経路を
描いたように、プリズムＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て平行光束とされた後、エキスパンダーレンズＥＸＰを透過することにより光束径が拡径され、その後絞りＳＴＯにより光束径が規制され、開口制限素子ＡＰを透過し、対物光学系ＯＢＪによって第１保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、エキスパンダーレンズＥＸＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ１に集光する。そして、受光部ＤＳ１の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０４１３】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１２においてＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、第２光束が平行光束の状態でエキスパンダーレンズＥＸＰから射出されるように、負レンズＥ１と正レンズＥ２との間の距離が、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合よりも大きくなるように１軸アクチュエータＵＡＣにより負レンズＥ１を移動させる。その後、レーザモジュールＬＭを作動させて第２の発光点ＥＰ２を発光させる。第２の発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図３１において点線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て略平行光束とされた後、エキスパンダーレンズＥＸＰを透過することにより光束径が拡径され、その後開口制限素子ＡＰを透過した後、対物光学系ＯＢＪによって第２保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、エキスパンダーレンズＥＸＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ２に集光する。そして、受光部ＤＳ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０４１４】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１２においてＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、保護層ＰＬ１の厚さｔ１と保護層ＰＬ３の厚さｔ３との差に起因する球面収差が補正されるように、負レンズＥ１と正レンズＥ２との間の距離が、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合よりも小さくなるように１軸アクチュエータＵＡＣにより負レンズＥ１を移動させる。その後、レーザモジュールＬＭを作動させて第３の発光点ＥＰ３を発光させる。第３の発光点ＥＰ３から射出された発散光束は、図３１において二点鎖線でその光線経路を描いたように、プリズムＰＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬを経て略平行光束とされた後、エキスパンダーレンズＥＸＰを透過することにより発散光束に変換され、開口制限素子ＡＰにより光束径が規制された後、対物光学系ＯＢＪによって第３保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪ、開口制限素子ＡＰ、エキスパンダーレンズＥＸＰを透過し、コリメートレンズＣＯＬによって収斂光束とされ、プリズムＰＳ内部で２回反射され受光部ＤＳ３に集光する。そして、受光部ＤＳ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０４１５】
次に対物光学素子ＯＢＪの構成について説明する。収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２はともにプラスチックレンズであり、その光学機能部と一体成形されたフランジ部ＦＬ１、ＦＬ２を互いに接合することにより一体化されている。収差補正素子Ｌ１のレーザモジュールＬＭ側の光学面上に形成された重畳型構造ＨＯＥ１５は、保護層ＰＬ１の厚さｔ１と保護層ＰＬ２の厚さｔ２との差に起因する球面収差を補正するための構造である。その具体的な構造や機能は、第２の光ピックアップ装置ＰＵ２における重畳型回折構造ＨＯＥ４と同じであるのでここでは詳細な説明は割愛する。尚、重畳型回折構造ＨＯＥ１５は、ＤＶＤの開口数ＮＡ２内にのみ形成されているので、ＮＡ２より外側の領域を通過する第２光束はＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上でフレア成分となり、ＤＶＤに対する開口制限が自動的に行われる構成となっている。
【０４１６】
また、対物光学系ＯＢＪは、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学面上に形成された回折構造ＤＯＥ１６（その断面形状は階段形状である）で発生する第１光束の５次回折光、第２光束の３次回折光、第３光束の２次回折光を、それぞれ、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に集光させる。この回折構造ＤＯＥ１６は、第３光束に対して第３波長λ３の半整数倍の光路差を付加させることにより、ｔ１とｔ３の差に起因する球面収差を低減するための構造である。これにより、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う際の第３光束に対する対物光学系ＯＢＪの倍率ｍ３の絶対値が大きくなり過ぎないように出来るので、負レンズＥ１の移動量が小さくてすみ、また、対物光学系ＯＢＪのトラッキング特性を良好なものにすることが可能となる。
【０４１７】
また、本実施の形態では、１軸アクチュエータＵＡＣにより負レンズＥ１を光軸方向に変移させることで高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する構成となっている。負レンズＥ１の位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、第１光源の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系ＯＢＪの屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクに対する記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層ＰＬ１の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。
【０４１８】
以上の説明では、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する場合について説明したが、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されたスポットの球面収差を負レンズＥ１の位置調整により補正するようにしても良い。また、負レンズＥ１ではなく正レンズＥ２を動かす構成としてもよい。
また、球面収差補正手段としてエキスパンダーレンズＥＸＰではなく、アクチュエータによって光軸方向に変移可能とされたコリメートレンズやカップリングレンズを使用してもよい。
【０４１９】
次に、上述した光ピックアップ装置ＰＵ１〜ＰＵ４、ＰＵ８〜ＰＵ１０の対物光学系ＯＢＪとして好適な光学素子を８例（実施例１〜８）、及び、ＰＵ１２の球面収差補正素子と対物光学系ＯＢＪとから構成される光学系を３例（実施例９〜１１）説明する。
各実施例における非球面は、その面の頂点に接する平面からの変形量をＸ（ｍｍ）、光軸に垂直な方向の高さをｈ（ｍｍ）、曲率半径をｒ（ｍｍ）とするとき、次の数５に表１５〜２５中の非球面係数Ａ２ｉを代入した数式で表される。但し、κを円錐係数とする。
【０４２０】
【数５】
2010061810.tif 000021
【０４２１】
また、各実施例における重畳型回折構造及び回折構造は、これらの構造により透過波面に付加される光路差で表される。かかる光路差は、λを入射光束の波長、λＢを製造波長、光軸に垂直な方向の高さをｈ（ｍｍ）、B2jを光路差関数係数、ｎを回折次数とするとき上記数１で定義される光路差関数φｂ（ｍｍ）で表される。
表１５〜表２５において、ＮＡ１、ｆ１、λ１、ｍ１、ｔ１は、それぞれ、高密度光ディスクＨＤ使用時の対物光学系ＯＢＪの開口数、対物光学系ＯＢＪの焦点距離、対物光学系ＯＢＪの波長、対物光学系ＯＢＪの倍率、保護層の厚さであり、ＮＡ２、ｆ２、λ２、ｍ２、ｔ２は、ＤＶＤ使用時の同様の値であり、ＮＡ３、ｆ３、λ３、ｍ３、ｔ３は、ＣＤ使用時の同様の値である。
また、ｒ（ｍｍ）は曲率半径、ｄ１（ｍｍ）、ｄ２（ｍｍ）、ｄ３（ｍｍ）は、それぞれ、高密度光ディスクＨＤ使用時、ＤＶＤ使用時、ＣＤ使用時のレンズ間隔、Ｎλ１、Ｎλ２、Ｎλ３は、それぞれ、波長λ１、波長λ２、波長λ３に対するレンズの屈折率、νｄはｄ線のレンズのアッベ数である。
また、ｎ１、ｎ２、ｎ３は、それぞれ、重畳型回折構造や回折構造で発生する第１光束、第２光束、第３光束の回折光の回折次数である。
【０４２２】
実施例１乃至３の光学素子は、波長４０８ｎｍ、保護層の厚さ０．０８７５ｍｍ、倍率１／１８．２１５に対して球面収差補正が最適化された開口数０．８５のプラスチックレンズである集光素子Ｌ２に、半導体レーザ側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造が形成され、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に回折構造が形成されたプラスチックレンズである収差補正素子Ｌ２を組合わせている。
【０４２３】
実施例４の光学素子は、波長４０８ｎｍ、保護層の厚さ０．０８７５ｍｍ、倍率１／１７．１２３に対して球面収差補正が最適化された開口数０．８５のプラスチックレンズである集光素子Ｌ２に、半導体レーザ側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造が形成され、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に回折構造が形成されたプラスチックレンズである収差補正素子Ｌ２を組合わせている。
また、実施例５の光学素子は、波長４０８ｎｍ、保護層の厚さ０．０８７５ｍｍ、倍率０に対して球面収差補正が最適化された開口数０．８５のガラスレンズである集光素子Ｌ
２に、半導体レーザ側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造が形成され、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に回折構造が形成されたプラスチックレンズである収差補正素子Ｌ２を組合わせている。
【０４２４】
実施例６の光学素子は、波長４０７ｎｍ、保護層の厚さ０．１ｍｍ、倍率１／１４．１０４に対して球面収差補正が最適化された開口数０．８５のプラスチックレンズである集光素子Ｌ２と、半導体レーザ側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造が形成され、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に回折構造が形成されたプラスチックレンズである収差補正素子Ｌ１を組合わせている。
実施例７の光学素子は、波長４０５ｎｍ、保護層の厚さ０．１ｍｍ、倍率０に対して球面収差補正が最適化された開口数０．８５のガラスレンズである集光素子Ｌ２と、半導体レーザ側の光学機能面Ｓ１に重畳型回折構造が形成され、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に回折構造が形成されたプラスチックレンズである収差補正素子Ｌ１を組合わせている。
実施例８の光学素子は、波長４０７ｎｍ、保護層の厚さ０．０８７５ｍｍ、倍率１／１１．４１６に対して球面収差補正が最適化された開口数０．８５のガラスレンズである集光素子Ｌ２と、半導体レーザ側の光学機能面Ｓ１に光路差付与構造ＮＰＳが形成され、光ディスク側の光学機能面Ｓ２に重畳型回折構造ＨＯＥが形成されたプラスチックレンズである収差補正素子Ｌ１を組合わせている。
【実施例１】
【０４２５】
実施例１の光学素子は、図１に示したような第１の光ピックアップ装置ＰＵ１の対物光学系ＯＢＪとして最適な光学素子であり、その具体的な数値データを表１５に示す。
【表１５−１】
2010061810.tif 000022
【表１５−２】
2010061810.tif 000023
【０４２６】
第１の光学機能領域ＡＲＥＡ１に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ１の作用により、波長λ２に対する倍率ｍ２と波長λ３に対する倍率ｍ３とを略一致させつつ、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正している。
また、第２の光学機能領域ＡＲＥＡ２に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ２と、第３の光学機能領域ＡＲＥＡ３に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ３は、ＤＶＤやＣＤに対する情報の記録／再生時には、ダイクロイックフィルターと同様に機能し、自動的に開口制限がなされる。
また、第４の光学機能領域ＡＲＥＡ４に形成した回折構造ＤＯＥ１と、第５の光学機能領域ＡＲＥＡ５に形成した回折構造ＤＯＥ２の作用により、青紫色領域における色収差と入射波長変化に伴う球面収差変化を補正している。
モードホッピングによる青紫色半導体レーザＬＤ１の波長変化量を＋１ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独でのデフォーカス成分の変化量１５１ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には２０ｍλＲＭＳとなり、モードホッピングによるデフォーカス成分の変化が良好に補正されていることがわかる。
更に、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつきを＋１０ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独での球面収差成分の変化量７４ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には４ｍλＲＭＳとなり、入射波長変化に伴う球面収差変化が良好に補正されていることがわかる。
【実施例２】
【０４２７】
実施例２の光学素子は、図３に示したような第２の光ピックアップ装置ＰＵ２、及び図１４に示したような第５の光ピックアップ装置ＰＵ５の対物光学系ＯＢＪとして最適な光学素子であり、その具体的な数値データを表１６に示す。
【表１６−１】
2010061810.tif 000024
【表１６−２】
2010061810.tif 000025
【０４２８】
第６（第１８）の光学機能領域ＡＲＥＡ６（ＡＲＥＡ１８）に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ４（ＨＯＥ８）の作用により、波長λ１に対する倍率ｍ１と波長λ２に対する倍率ｍ２とを略一致させつつ、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正している。
また、第８（第２０）の光学機能領域ＡＲＥＡ８（ＡＲＥＡ２０）に形成した回折構造ＤＯＥ３（ＤＯＥ８）と、第９（第２１）の光学機能領域ＡＲＥＡ９（ＡＲＥＡ２１）に形成した回折構造ＤＯＥ４（ＤＯＥ９）の作用により、青紫色領域における色収差と環境温度変化に伴う球面収差変化を補正している。
モードホッピングによる青紫色半導体レーザＬＤ１の波長変化量を＋１ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独でのデフォーカス成分の変化量１５１ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には２７ｍλＲＭＳとなり、モードホッピングによるデフォーカス成分の変化が良好に補正されていることがわかる。
更に、環境温度が３０度上昇した場合の、青紫色半導体レーザの発振波長を４０９．５ｎｍ、その際の収差補正素子Ｌ１の屈折率を１．５２０７９、集光素子Ｌ２の屈折率を１．５５６７１としたとき、集光素子Ｌ２単独での球面収差成分の変化量１１６ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には４５ｍλＲＭＳとなり、環境温度変化に伴う球面収差変化が良好に補正されていることがわかる。
また、表１６には、本実施例の光学素子に、コマ収差補正素子としてのカップリングレンズＣＵＬを組合わせた数値データも示されている。ＣＤに対する情報の記録／再生時における、光学素子の光軸に垂直な方向へのシフト量を０．２ｍｍとしたとき、光学素子単独のコマ収差の発生量５１ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には２０ｍλＲＭＳとなり、光学素子のシフトに伴うコマ収差変化が良好に補正されていることがわかる。
【実施例３】
【０４２９】
実施例３の光学素子は、図５に示したような第３の光ピックアップ装置ＰＵ３の対物光学系ＯＢＪとして最適な光学素子であり、その具体的な数値データを表１７に示す。
【表１７−１】
2010061810.tif 000026
【表１７−２】
2010061810.tif 000027
【表１７−３】
2010061810.tif 000028
【０４３０】
第１０の光学機能領域ＡＲＥＡ１０に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ５の作用と、波長λ１に対する倍率ｍ１と波長λ２に対する倍率ｍ２とを異ならしめることにより、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正している。
また、第１２の光学機能領域ＡＲＥＡ１２に形成した回折構造ＤＯＥ５と、第１３の光学機能領域ＡＲＥＡ１３に形成した回折構造ＤＯＥ６の作用により、青紫色領域における色収差と環境温度変化に伴う球面収差変化を補正している。
モードホッピングによる青紫色半導体レーザＬＤ１の波長変化量を＋１ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独でのデフォーカス成分の変化量１５１ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には３２ｍλＲＭＳとなり、モードホッピングによるデフォーカス成分の変化が良好に補正されていることがわかる。
【０４３１】
更に、環境温度が３０度上昇した場合の、青紫色半導体レーザＬＤ１の発振波長を４０９．５ｎｍ、その際の収差補正素子Ｌ１の屈折率を１．５２０７９、集光素子Ｌ２の屈折率を１．５５６７１としたとき、集光素子Ｌ２単独での球面収差成分の変化量１１６ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には４５ｍλＲＭＳとなり、環境温度変化に伴う球面収差変化が良好に補正されていることがわかる。
また、表１７には、本実施例の光学素子に、発散角変換素子としてのカップリン
グレンズＣＵＬを組合わせた数値データも示されている。
カップリングレンズＣＵＬは、第１４の光学機能領域ＡＲＥＡ１４に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ６の作用を利用して、第１の発光点ＥＰ１から射出された波長λ２のレーザ光束と、第２の発光点ＥＰ２から射出された波長λ３のレーザ光束との発散角を、それぞれ、対物光学系ＯＢＪの波長λ２に対する倍率ｍ２と、波長λ３に対する倍率ｍ３とに対応する発散角に変換して射出するための光学素子である。
【実施例４】
【０４３２】
実施例４の光学素子は、図３に示したような第２の光ピックアップ装置ＰＵ２、及び図
１４に示したような第５の光ピックアップ装置ＰＵ５の対物光学系ＯＢＪとして最適な光学素子であり、その具体的な数値データを表１８に示す。
【表１８−１】
2010061810.tif 000029
【表１８−２】
2010061810.tif 000030
【０４３３】
第６（第１８）の光学機能領域ＡＲＥＡ６（ＡＲＥＡ１８）に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ４（ＨＯＥ８）の作用により、波長λ１に対する倍率ｍ１と波長λ２に対する倍率ｍ２とを略一致させつつ、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正している。
重畳型回折構造の作用より、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差の補正を行う方法として、波長λ２の光束に対して補正補足の球面収差を付加させる方法と、波長λ２の光束に対する近軸における回折パワーを負に設定する方法があるが、前者は、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２との光軸ずれによる波長λ２の光束のコマ収差発生が大きくなり、後者は、波長λ２の軸外光束が入射した場合に、コマ収差発生が大きくなるという問題がある。
本実施例における重畳型回折構造ＨＯＥ４（ＨＯＥ８）では、両者を組合わせることで高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差の補正を行っており、波長λ２の光束に対する近軸における回折パワーの決定の際には、収差補正素子Ｌ１と集光素子Ｌ２との光軸ずれによるコマ収差発生を緩和しつつ、波長λ２の光束に対する軸外特性が劣化しすぎないように留意した。
【０４３４】
また、重畳型回折構造ＨＯＥ４（ＨＯＥ８）の光路差関数は、ＮＡ２＝０．６７内で変曲点を有し、変曲点の前後で光路差関数の接線の傾きが正から負へと切り替わる。これは重畳型回折構造ＨＯＥ４（ＨＯＥ８）の輪帯の傾斜方向（図３におけるｌ４）が途中で反転することに対応するが、光路差関数がこのように変曲点を有するようにすると輪帯の幅（図３におけるΛ４）を大きく確保することが出来る。本実施例では、輪帯の幅の最小値は７０μｍである。
また、第８（第２０）の光学機能領域ＡＲＥＡ８（ＡＲＥＡ２０）に形成した回折構造ＤＯＥ３（ＤＯＥ８）と、第９（第２１）の光学機能領域ＡＲＥＡ９（ＡＲＥＡ２１）に形成した回折構造ＤＯＥ４（ＤＯＥ９）の作用により、青紫色領域における色収差と環境温度変化に伴う球面収差変化を補正している。
モードホッピングによる青紫色半導体レーザの波長変化量を＋１ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独でのデフォーカス成分の変化量１５１ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には３２ｍλＲＭＳとなり、モードホッピングによるデフォーカス成分の変化が良好に補正されていることがわかる。
【０４３５】
更に、環境温度が３０度上昇した場合の、青紫色半導体レーザＬＤ１の発振波長を４０９．５ｎｍ、その際の収差補正素子Ｌ１の屈折率を１．５２０７９、集光素子Ｌ２の屈折率を１．５５６７１としたとき、集光素子Ｌ２単独での球面収差成分の変化量１１４ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には４６ｍλＲＭＳとなり、環境温度変化に伴う球面収差変化が良好に補正されていることがわかる。
【実施例５】
【０４３６】
実施例５の光学素子は、図３に示したような第２の光ピックアップ装置ＰＵ２、及び図１４に示したような第５の光ピックアップ装置ＰＵ５の対物光学系ＯＢＪとして最適な光学素子であり、その具体的な数値データを表１９に示す。
【表１９−１】
2010061810.tif 000031
【表１９−２】
2010061810.tif 000032
【０４３７】
第６（第１８）の光学機能領域ＡＲＥＡ６（ＡＲＥＡ１８）に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ４（ＨＯＥ８）の作用により、波長λ１に対する倍率ｍ１と波長λ２に対する倍率ｍ２とを略一致させつつ、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正している。
本実施例の光学素子では、実施例４の光学素子と同様に、波長λ２の光束に対して補正補足の球面収差を付加させる方法と、波長λ２の光束に対する近軸における回折パワーを負に設定する方法とを組合わせることで高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差の補正を行っており、輪帯の幅の最小値は８１μｍである。
また、第８（第２０）の光学機能領域ＡＲＥＡ８（ＡＲＥＡ２０）に形成した回折構造ＤＯＥ３（ＤＯＥ８）と、第９（第２１）の光学機能領域ＡＲＥＡ９（ＡＲＥＡ２１）に形成した回折構造ＤＯＥ４（ＤＯＥ９）の作用により、青紫色領域における色収差と入射波長変化に伴う球面収差変化を補正している。
【０４３８】
モードホッピングによる青紫色半導体レーザの波長変化量を＋１ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独でのデフォーカス成分の変化量１３８ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には１８ｍλＲＭＳとなり、モードホッピングによるデフォーカス成分の変化が良好に補正されていることがわかる。
更に、青紫色半導体レーザの製造誤差による波長ばらつきを＋１０ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独での球面収差成分の変化量５４ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には４ｍλＲＭＳとなり、入射波長変化に伴う球面収差変化が良好に補正されていることがわかる。
実施例２の光学素子において、第６の光学機能領域ＡＲＥＡ６に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ４の断面図を図１６に、実施例４の光学素子において、第１８の光学機能領域ＡＲＥＡ１８に形成された重畳型回折構造ＨＯＥ８の断面図を図１７に示す。
図中、横軸は光軸からの高さｈ（ｍｍ）を指し、縦軸は重畳型回折構造ＨＯＥ４（ＨＯＥ８）の光軸に垂直な方向の高さＤ（ｍｍ）を表す。
【実施例６】
【０４３９】
実施例６の光学素子は、図２０に示したような第８の光ピックアップ装置ＰＵ８の対物光学系ＯＢＪとして最適な光学素子であり、その具体的な数値データを表２０に示す。ま
た、図２３に光路図を示す。
【表２０−１】
2010061810.tif 000033
【表２０−２】
2010061810.tif 000034
【０４４０】
第３０の光学機能領域ＡＲＥＡ３０に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ１２の作用により、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正するとともに、ＤＶＤ使用時の開口制限は収差補正素子Ｌ１により自動的に行われる。
本実施例の光学素子では、重畳型回折構造ＨＯＥ１２の２次の光路差関数係数Ｂ２と、４次の光路差関数係数Ｂ４を異符号とすることにより、波長λ２の光束に対して補正補足の球面収差を付加させる方法と、波長λ２の光束に対する近軸における回折パワーを負に設定する方法とを組合わせることで高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差の補正を行っている。重畳型回折構造ＨＯＥ１２の輪帯幅の最小値は１１７．４μｍであり、十分な輪帯幅が得られているため金型加工が容易である。
また、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２に形成された回折構造ＤＯＥ１３の作用により、青紫色領域における軸上色収差と環境温度変化に伴う球面収差変化を補正している。
【０４４１】
モードホッピングによる青紫色半導体レーザの波長変化量を＋１ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独でのデフォーカス成分の変化量１１９ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には３５ｍλＲＭＳとなり、モードホッピングによるデフォーカス成分の変化が良好に補正されていることがわかる。
更に、環境温度が３０度上昇した場合の、青紫色半導体レーザの発振波長を４０８．５ｎｍ、その際の収差補正素子Ｌ１の屈折率を１．５２０９４、集光素子Ｌ２の屈折率を１．５５６８７としたとき、集光素子Ｌ２単独での球面収差成分の変化量８９ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には２８ｍλＲＭＳとなり、環境温度変化に伴う球面収差変化が良好に補正されていることがわかる。
【実施例７】
【０４４２】
実施例７の光学素子は、図２１に示したような第９の光ピックアップ装置ＰＵ９の対物光学系ＯＢＪとして最適な光学素子であり、その具体的な数値データを表２１に示す。また、図２４に光路図を示す。
【表２１−１】
2010061810.tif 000035
【表２１−２】
2010061810.tif 000036
【０４４３】
第３２の光学機能領域ＡＲＥＡ３２に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ１３の作用により、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正するとともに、ＤＶＤ使用時の開口制限は収差補正素子Ｌ１により自動的に行われる。
本実施例の光学素子では、重畳型回折構造ＨＯＥ１３の２次の光路差関数係数Ｂ２と、４次の光路差関数係数Ｂ４を異符号とすることにより、波長λ２の光束に対して補正補足の球面収差を付加させる方法と、波長λ２の光束に対する近軸における回折パワーを負に設定する方法とを組合わせることで高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差の補正を行っている。重畳型回折構造ＨＯＥ１３の輪帯幅の最小値は９３．８μｍであり、十分な輪帯幅が得られているため金型加工が容易である。
また、収差補正素子Ｌ１の光ディスク側の光学機能面Ｓ２に形成された回折構造ＤＯＥ１３の作用により、青紫色領域における軸上色収差と色球面収差変化を補正している。
【０４４４】
モードホッピングによる青紫色半導体レーザの波長変化量を＋１ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独でのデフォーカス成分の変化量１１４ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には２３ｍλＲＭＳとなり、モードホッピングによるデフォーカス成分の変化が良好に補正されていることがわかる。
更に、青紫色半導体レーザの製造誤差による波長ばらつきを＋１０ｎｍと仮定したとき、集光素子Ｌ２単独での球面収差成分の変化量４７ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には４ｍλＲＭＳとなり、入射波長変化に伴う球面収差変化が良好に補正されていることがわかる。
【実施例８】
【０４４５】
実施例８の光学素子は、図２２に示したような第１０の光ピックアップ装置ＰＵ１０の対物光学系ＯＢＪとして最適な光学素子であり、その具体的な数値データを表２２に示す。また、図２５に光路図を示す。
【表２２−１】
2010061810.tif 000037
【表２２−２】
2010061810.tif 000038
【０４４６】
第３４の光学機能領域ＡＲＥＡ３４に形成した重畳型回折構造ＨＯＥ１４の作用により、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正するとともに、ＤＶＤ使用時の開口制限は収差補正素子Ｌ１により自動的に行われる。
本実施例の光学素子では、重畳型回折構造ＨＯＥ１４の２次の光路差関数係数Ｂ２と、４次の光路差関数係数Ｂ４を異符号とすることにより、波長λ２の光束に対して補正補足の球面収差を付加させる方法と、波長λ２の光束に対する近軸における回折パワーを負に設定する方法とを組合わせることで高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差の補正を行っている。重畳型回折構造ＨＯＥ１４の輪帯幅の最小値は６６．３μｍであり、十分な輪帯幅が得られているため金型加工が容易である。
また、収差補正素子Ｌ１の半導体レーザ側の光学機能面Ｓ１に形成された光路差付与構造ＮＰＳの作用により、青紫色領域における環境温度変化に伴う球面収差変化を補正している。
更に、環境温度が３０度上昇した場合の、青紫色半導体レーザの発振波長を４０８．５ｎｍ、その際の収差補正素子Ｌ１の屈折率を１．５２０９４、集光素子Ｌ２の屈折率を１．５５６８７としたとき、集光素子Ｌ２単独での球面収差成分の変化量８１ｍλＲＭＳに対し、集光素子Ｌ２に収差補正素子Ｌ１を組み合わせた場合には１５ｍλＲＭＳとなり、環境温度変化に伴う球面収差変化が良好に補正されていることがわかる。
【０４４７】
尚、表２２−２の「第１面の光路差付与構造」において、ｉは中心領域及び各輪帯の番
号を表し、中心領域をｉ＝０、中心領域の外側に隣接する第１輪帯をｉ＝１、第１輪帯の外側に隣接する第２輪帯をｉ＝２・・・・としている。ｈｉＳは中心領域及び各輪帯の始点高さ、ｈｉＬは中心領域及び各輪帯の終点高さを表す。また、ｍｉ１ｄは、中心領域に対する各輪帯の光軸方向への変移量を表す。例えば、第２輪帯（ｉ＝２）は、中心領域（ｉ＝０）に対して光ディスク側へ７．７６１μｍ変移しており、第６輪帯（ｉ＝６）は、中心領域（ｉ＝０）に対してレーザ光源側へ７．７６１μｍ変移している。また、ｍｉ１は中心領域に対する各輪帯の光路長差を波長λ１（＝４０７ｎｍ）を単位として表した値であり、ｍｉ２は中心領域に対する各輪帯の光路長差を波長λ２（λ２＝６６０ｎｍ）を単位として表した値である。例えば、第２輪帯は中心領域に対して１０×λ１（＝６×λ２）だけ光路長が短く、第６輪帯は中心領域に対して１０×λ１（＝６×λ２）だけ光路長が長い。
【実施例９】
【０４４８】
実施例９の光学系は、ともにプラスチックレンズである負レンズと正レンズとから構成されたエキスパンダーレンズと、ともにプラスチックレンズである収差補正素子と集光素子とから構成された対物光学系とから構成される光学系であって、第１２の光ピックアップ装置ＰＵ１２の光学系として最適である。その具体的な数値データを表２３に示す。
【表２３−１】
2010061810.tif 000039
【表２３−２】
2010061810.tif 000040
【０４４９】
対物光学系は、収差補正素子の光源側の光学面（表２３において第５面）に形成した重畳型回折構造の作用により、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正したＨＤ／ＤＶＤ互換レンズである。尚、集光素子は、高密度光ディスクＨＤに対して球面収差補正が最適化されたレンズである。
また、高密度光ディスクＨＤとＣＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差は、エキスパンダーレンズの負レンズを光軸方向に動かして、対物光学系の倍率を変化させることで補正している。
また、入射光束の波長が変わると、色収差の影響で、エキスパンダーレンズから射出される光束の発散度が変化する。そこで、ＤＶＤに対する記録／再生時には、エキスパンダーレンズから射出される第２光束が平行光束となるように、負レンズと正レンズとの間隔が高密度光ディスクＨＤの場合よりも広くなるように負レンズを動かしている。
尚、重畳型回折構造で発生する第１光束の０次回折光（透過光）の回折効率は１００％、第２光束の１次回折光の回折効率は８７％、第３光束の０次回折光（透過光）の回折効率は１００％であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。
【実施例１０】
【０４５０】
実施例１０の光学系は、プラスチックレンズであるエキスパンダーレンズと、プラスチックレンズである対物光学系とから構成される光学系であって、第１２の光ピックアップ装置ＰＵ１２の光学系として最適である。また、本実施例の対物光学系は、第１１の光ピックアップ装置ＰＵ１１の対物光学系としても最適である。その具体的な数値データを表２４に示す。
【表２４−１】
2010061810.tif 000041
【表２４−２】
2010061810.tif 000042
対物光学系は、光源側の光学面（表２４において第３面）に形成した回折構造の作用により、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正したＨＤ／ＤＶＤ互換レンズである。
また、高密度光ディスクＨＤとＣＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差は、コリメートレンズを光軸方向に動かして、対物光学系の倍率を変化させることで補正しているが、回折構造で、第１光束乃至第３光束の１次回折光を利用することで、高密度光ディスクＨＤとＣＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を低減しているため、コリメートレンズの移動量が小さくてすみ、また、対物光学系のトラッキング特性を良好なものにしている。
【０４５１】
また、入射光束の波長が変わると、色収差の影響で、コリメートレンズから射出される光束の発散度が変化する。そこで、ＤＶＤに対する記録／再生時には、コリメートレンズから射出される第２光束が平行光束となるように、コリメートレンズと対物光学系との間隔が高密度光ディスクＨＤの場合よりも狭くなるようにコリメートレンズを動かしている。
尚、回折構造で発生する第１光束の１次回折光の回折効率は８８％、第２光束の１次回
折光の回折効率は７６％、第３光束の１次回折光の回折効率は５０％であり、製造波長λＢを４８０ｎｍに設定することで、記録時の高速化が要求される高密度光ディスクＨＤとＤＶＤに対して高い回折効率を得ている。
【実施例１１】
【０４５２】
実施例１１の光学系は、ともにプラスチックレンズである負レンズと正レンズとから構成されたエキスパンダーレンズと、ともにプラスチックレンズである収差補正素子と集光素子とから構成された対物光学系とから構成される光学系であって、第１２の光ピックアップ装置ＰＵ１２の光学系として最適である。その具体的な数値データを表２５に示す。
【表２５−１】
2010061810.tif 000043
【表２５−２】
2010061810.tif 000044
対物光学系は、収差補正素子の光源側の光学面（表２５において第５面）に形成した重
畳型回折構造の作用により、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を補正したＨＤ／ＤＶＤ互換レンズである。尚、集光素子は、高密度光ディスクＨＤに対して球面収差補正が最適化されたレンズである。
【０４５３】
また、高密度光ディスクＨＤとＣＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差は、エキスパンダーレンズの負レンズを光軸方向に動かして、対物光学系の倍率を変化させることで補正しているが、収差補正素子の光ディスク側の光学面（表２５において第６面）に形成した回折構造において、第１光束の５次回折光、第２光束の３次回折光、第３光束の２次回折光を利用することで、高密度光ディスクＨＤとＣＤとの保護層の厚さの違いによる球面収差を低減しているため、負レンズの移動量が小さくてすみ、また、対物光学系のトラッキング特性を良好なものにしている。
また、入射光束の波長が変わると、色収差の影響で、エキスパンダーレンズから射出される光束の発散度が変化する。そこで、ＤＶＤに対する記録／再生時には、エキスパンダーレンズから射出される第２光束が平行光束となるように、負レンズと正レンズとの間隔が高密度光ディスクＨＤの場合よりも広くなるように負レンズを動かしている。
【０４５４】
尚、重畳型回折構造で発生する第１光束の０次回折光（透過光）の回折効率は１００％、第２光束の１次回折光の回折効率は８７％、第３光束の０次回折光（透過光）の回折効率は１００％であり、回折構造で発生する第１光束の５次回折光の回折効率は１００％、第２光束の３次回折光の回折効率は１００％、第３光束の２次回折光の回折効率は４１％である。２つの回折構造による回折効率は、第１光束が１００％、第２光束が８７％、第３光束が４１％となり、記録時の高速化が要求される高密度光ディスクＨＤとＤＶＤに対して高い回折効率を得ている。
【符号の説明】
【０４５５】
ＰＵ    光ピックアップ装置
Ｌ１    重畳型回折構造光学素子
Ｌ２    集光素子
ＨＯＥ  重畳型回折構造
ＤＯＥ  回折構造
【図１】
2010061810.tif 000049
【図２】
2010061810.tif 000050
【図３】
2010061810.tif 000051
【図４】
2010061810.tif 000052
【図５】
2010061810.tif 000053
【図６】
2010061810.tif 000054
【図７】
2010061810.tif 000055
【図８】
2010061810.tif 000056
【図９】
2010061810.tif 000057
【図１０】
2010061810.tif 000058
【図１１】
2010061810.tif 000059
【図１２】
2010061810.tif 000060
【図１３】
2010061810.tif 000061
【図１４】
2010061810.tif 000062
【図１５】
2010061810.tif 000063
【図１６】
2010061810.tif 000064
【図１７】
2010061810.tif 000065
【図１８】
2010061810.tif 000066
【図１９】
2010061810.tif 000067
【図２０】
2010061810.tif 000068
【図２１】
2010061810.tif 000069
【図２２】
2010061810.tif 000070
【図２３】
2010061810.tif 000071
【図２４】
2010061810.tif 000072
【図２５】
2010061810.tif 000073
【図２６】
2010061810.tif 000074
【図２７】
2010061810.tif 000075
【図２８】
2010061810.tif 000076
【図２９】
2010061810.tif 000077
【図３０】
2010061810.tif 000078
【図３１】
2010061810.tif 000079
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月12日(2010.1.12)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置用の光学素子、及びこの光学素子を用いた光ピックアップ装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤを含む、使用する波長が異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置用の光学素子、及び光ピックアップ装置を提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした同心円状の複数の光学機能領域に分割され、
前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも光軸を含む光学機能領域には、その内部に複数の段差が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されており、
前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対しては実質的に光路差を与えず、前記第２波長λ２の光束及び前記第３波長λ３の光束に対しては、前記第１波長λ１の光束に対するものとは異なる光学的作用を与えることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第２波長λ２の光束に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが負であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２の光束に対して補正不足の球面収差を付加することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第２波長λ２の光束に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが正であることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１又は４に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２の光束に対して補正過剰の球面収差を付加することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記第１波長λ１の光束が前記重畳型回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ１とし、前記第２波長λ２の光束が前記重畳型回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ２とし、前記第３波長λ３の光束が前記重畳型回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ３としたとき、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（０，−１，±２）又は（０，−２，±３）を満たすことを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造は、各輪帯内に形成された前記段差の数が３〜５のいずれかであり、前記第１波長λ１の光束に対しては実質的に光路差を与えず、前記第２波長λ２の光束に対しては光路差を与えることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記複数の光学機能領域の全てに、前記重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、前記重畳型回折構造が形成されていないことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３１）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ＞３μｍ        （３１）
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項１１に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３２）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ＞５μｍ        （３２）
請求項１３記載の発明は、請求項１２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子において、前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３３）式を満たすことを特徴とする。
Ｐ＞１０μｍ      （３３）
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項１４記載の発明は、第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を有することを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
そこで、本発明では、光学素子の光学機能面に重畳型回折構造を設けることで、入射光束の波長変化に対するフォーカス位置ずれや、入射光束の波長変化に対する球面収差変化や、屈折率変化に伴う球面収差変化を抑制する機能を持たせたので、入射光束の波長変化や温度変化が起きた場合でも、高密度光ディスクに対する記録／再生特性を良好に維持できる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、請求項１に記載の発明によれば、３つの波長の回折次数を異ならせることが可能となるので、光学設計の自由度を広げることができる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
請求項２に記載の発明によれば、高密度光ディスクが、保護層の厚さが０．１ｍｍの光ディスクのように、保護層の厚さがＤＶＤよりも薄い場合、高密度光ディスクに対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の倍率ｍ１とＤＶＤに対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の倍率ｍ２とを同じとすると、ＤＶＤの保護層が厚いためにＤＶＤに対する球面収差は補正過剰方向に変化する。
かかる場合には、請求項２の発明にあるように、重畳型回折構造の第２波長λ２の光束に対する近軸パワーを負とすると、上述の補正過剰方向への球面収差変化を相殺させることができる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
或いは、請求項３の発明にあるように、重畳型回折構造により第２波長λ２の光束に対して補正不足方向の球面収差を付加させるようにすると、上述の補正過剰方向への球面収差変化を相殺させることができる。
このような構成とすると、第２波長λ２の斜め光束が入射した場合に発生するコマ収差が小さくなるので、ＤＶＤ用の光源と光学素子との光軸ずれに対する公差が大きくなる結果、光ピックアップ装置の製造コストが低減される。
尚、重畳型回折構造の第２波長λ２の光束に対する近軸パワーを負として、且つ重畳型回折構造により第２波長λ２の光束に対して補正不足方向の球面収差を付加させるようにしてもよい。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
ＤＶＤに対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の倍率ｍ２とＣＤに対して情報の再生及び／又は記録を行う場合の倍率ｍ３とを同じとすると、ＣＤよりもＤＶＤの保護層が薄いために、ＤＶＤに対する球面収差が補正不足方向に変化する。
かかる場合には、請求項４の発明にあるように、重畳型回折構造の第２波長λ２の光束に対する近軸パワーを正とすると、上述の補正不足方向への球面収差変化を相殺させることができる。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
或いは、請求項５の発明にあるように、重畳型回折構造により第２波長λ２の光束に対して補正過剰方向の球面収差を付加させるようにすると、上述の補正不足方向への球面収差変化を相殺させることができる。
このような構成とすると、第２波長λ２の斜め光束が入射した場合に発生するコマ収差が小さくなるので、ＤＶＤ用の光源と光学素子との光軸ずれに対する公差が大きくなる結果、光ピックアップ装置の製造コストが低減される。
尚、重畳型回折構造の第２波長λ２の光束に対する近軸パワーを正として、且つ重畳型回折構造により第２波長λ２の光束に対して補正過剰方向の球面収差を付加させるようにしてもよい。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
請求項６に記載の発明によれば、重畳型回折構造を、特定の波長に対し、回折効率を極端に小さくして、フレア化して集光に寄与させないようにすることが可能となる。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
重畳型回折構造の具体的な構成としては、請求項７の発明にあるように、各輪帯内に形成する段差の数Ｎを３〜５のいずれかとし（すなわち、各輪帯を４分割又は５分割又は６分割する）、重畳型回折構造が、第１波長λ１の光束に対しては実質的に光路差を与えず、第２波長λ２の光束に対して光路差を与えることで、第２波長λ２の光束を選択的に回折させるようにすることが可能となるとともに、何れの波長の光束に対しても高い透過率（回折効率）を確保できる。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
また、請求項８の発明にあるように、重畳型回折構造を、光軸を含む光学機能領域だけでなく、全ての光学機能領域に形成してもよい。
或いは、請求項９の発明にあるように、重畳型回折構造に持たせる機能に応じて、必要な光学機能領域にのみ重畳型回折構造を形成し、重畳型回折構造が形成されない光学機能領域があってもよい。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
本発明の重畳型回折構造を有する光学素子は、ＮＡ０．８５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の高密度光ディスク（例えば、ブルーレイディスク）と、ＤＶＤ及びＣＤとに対して互換性を有するピックアップ装置に対しても、適用可能である。
かかる場合には、請求項１０の発明にあるように、光学素子の光学機能面を、波長λ３に対する有効径内に対応する光軸を含む光学機能領域と、その周囲を囲む波長λ３に対する有効径から波長λ２に対する有効径に対応する光学機能領域と、更に、その周囲を囲む波長λ２に対する有効径から波長λ１に対する有効径に対応する光学機能領域の３つの光学機能領域に分割するのが好ましい。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
本発明の重畳型回折構造は、各輪帯が複数の光軸方向の段差により階段状に分割された構造を有するが、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔（各階段構造の幅）が小さくなりすぎると、ＳＰＤＴによる金型加工が困難になるという問題が顕在化する。また、金型の形状誤差による回折効率低下は短波長になるほど大きくなる。
そこで、請求項１１に記載の発明では、かかる階段構造の幅の最小値Ｐが３μｍより大きくなるようにして、ＳＰＤＴによる金型加工を容易にし、青紫色領域の波長λ１に対して、金型の形状誤差による回折効率低下が大きくなり過ぎないようにしている。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
請求項１２に記載の発明のように、以上の作用効果をより有効にするためには、階段構造の幅の最小値Ｐを５μｍより大きくなるようにするのが好ましい。
請求項１３に記載の発明のように、以上の作用効果を更に有効にするためには、階段構造の幅の最小値Ｐを１０μｍより大きくなるようにするのが好ましい。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１００】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２００
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２００】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６９】
本発明によれば、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤを含む、使用する波長が異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置用の光学素子、及び光ピックアップ装置を得られる。
【手続補正２５４】
【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】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子の光学機能面のうち、少なくとも１つの光学機能面は、光軸を中心とした同心円状の複数の光学機能領域に分割され、
前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも光軸を含む光学機能領域には、その内部に複数の段差が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配された構造である重畳型回折構造が形成されており、
前記重畳型回折構造は、前記第１波長λ１の光束に対しては実質的に光路差を与えず、前記第２波長λ２の光束及び前記第３波長λ３の光束に対しては、前記第１波長λ１の光束に対するものとは異なる光学的作用を与えることを特徴とする光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項２】
前記第２波長λ２の光束に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが負であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項３】
前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２の光束に対して補正不足の球面収差を付加することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項４】
前記第２波長λ２の光束に対する前記重畳型回折構造の近軸における回折パワーが正であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項５】
前記重畳型回折構造は、前記第２波長λ２の光束に対して補正過剰の球面収差を付加することを特徴とする請求項１又は４に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項６】
前記第１波長λ１の光束が前記重畳型回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ１とし、前記第２波長λ２の光束が前記重畳型回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ２とし、前記第３波長λ３の光束が前記重畳型回折構造に入射した場合に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎ３としたとき、（ｎ１，ｎ２，ｎ３）＝（０，−１，±２）又は（０，−２，±３）を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項７】
前記重畳型回折構造は、各輪帯内に形成された前記段差の数が３〜５のいずれかであり、前記第１波長λ１の光束に対しては実質的に光路差を与えず、前記第２波長λ２の光束に対しては光路差を与えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項８】
前記複数の光学機能領域の全てに、前記重畳型回折構造が形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項９】
前記複数の光学機能領域のうち、少なくとも１つの光学機能領域には、前記重畳型回折構造が形成されていないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１０】
前記複数の光学機能領域は、３つの光学機能領域であり、前記３つの光学機能領域のうち、光軸を含む光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束乃至前記第３波長λ３の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体乃至前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記３つの光学機能領域のうち、前記光軸を含む光学機能領域の外側に隣接する光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束及び前記前記第２波長λ２の光束は、それぞれ、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記３つの光学機能領域のうち、最も外側の光学機能領域に入射した前記第１波長λ１の光束は、前記第１光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
【請求項１１】
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３１）式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
Ｐ＞３μｍ        （３１）
【請求項１２】
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３２）式を満たすことを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置用の光学素子。
Ｐ＞５μｍ        （３２）
【請求項１３】
前記重畳型回折構造において、各輪帯内に形成された前記段差のうち、隣接する段差間の光軸に垂直な方向の間隔の最小値Ｐが以下の（３３）式を満たす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の光学素子。
Ｐ＞１０μｍ      （３３）
【請求項１４】
第１光源から射出される第１波長λ１の光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第２光源から射出される第２波長λ２（λ２＞λ１）の光束を用いて厚さｔ２（ｔ２≧ｔ１）の保護層を有する第２光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行い、第３光源から射出される第３波長λ３（λ３＞λ２）の光束を用いて厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）の保護層を有する第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置であって、
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置用の光学素子を有することを特徴とする光ピックアップ装置。