(57)【要約】低コストでありながら異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット及び光ピックアップ装置を提供するために、第１の光学素子Ｌ１の光源側の光学面において、第１の基礎構造と第２の基礎構造とを重ね合わせることで、第１の基礎構造の中心を通過した光束が、必ず第２の基礎構造の中心を通るようにできるため、残留コマ収差が減少し、温度変化に関わらず適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
2008126562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、波長λ２（ｎｍ）（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、対物光学素子ユニットとを有し、前記対物光学素子ユニットが、前記第１光束を、厚さｔ１の保護基板を介して必要開口数がＮＡ１である第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を介して必要開口数がＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）である第２光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットであって、
前記対物光学素子ユニットは、それぞれプラスチックを素材とする第１の光学素子と第２の光学素子とを有し、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とは、光軸方向に並べて配置されており、
前記第１の光学素子は、互いに対向する第１の光学面と第２の光学面を有し、前記第１の光学素子の前記第１の光学面は、第１光路差付与構造を有し、
前記第１光路差付与構造は、第１の基礎構造と第２の基礎構造とを重ね合わせた構造であり、
前記第１の基礎構造と前記第２の基礎構造は、共に同心円状の複数の段差を有する構造であり、
前記第１の基礎構造と前記第２の基礎構造は、共に前記波長λ２の前記第２光束に対してパワーを有することを特徴とする光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項２】
前記第１光路差付与構造は、前記第１光束の前記波長λ１が設計波長である場合はパワーを有さず、前記第１光束の前記波長λ１が設計波長からずれた場合にパワーを有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項３】
以下の式を満たすことを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
｜ｆＬ２（λ１）／ｆＬ１（λ１）｜≦０．３              （１）
但し、
ｆＬ１（λ１）：前記第１の光学素子に前記第１の光束が入射したときの焦点距離
ｆＬ２（λ１）：前記第２の光学素子に前記第１の光束が入射したときの焦点距離
【請求項４】
前記第１の光学素子の前記第２の光学面は、前記第２の光学素子側の光学面であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項５】
前記第１の光学素子は前記第１光路差付与構造を有する平行平板であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項６】
前記第２の光学素子は集光機能を有する球面あるいは非球面の光学面を有するレンズであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項７】
前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子がなく、前記第２の光学素子のみで、前記第１光源から出射された前記第１光束を、厚さｔ１の保護基板を介して前記第１光ディスクの情報記録面に集光させることができることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項８】
前記第１の光学素子の光軸は、前記第２の光学素子の光軸に対して傾いていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項９】
前記第１の基礎構造は、前記第１光束に対して、環境温度の変化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の範囲第１項〜第８項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１０】
前記第２の基礎構造は、前記第１光束の前記波長λ１と前記第２光束の前記波長λ２の波長差を利用して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２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請求の範囲第１項〜第９項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１１】
前記第１光路差付与構造は、前記第１の光学素子の前記第１の光学面において像側開口数（ＮＡ）が前記ＮＡ２以下に相当する領域に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１２】
前記第１の光学素子の前記第１の光学面は、前記第１光路差付与構造の周囲に、第３光路差付与構造を有し、前記第３光路差付与構造は前記第１の基礎構造のみを有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第１１項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１３】
前記第１光路差付与構造及び前記第３光路差付与構造の前記第１の基礎構造は、前記第１の光学素子の前記第１の光学面全体において、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていき、任意の高さを越えたところで、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に浅くなっていく構造であることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１４】
前記光ピックアップ装置が、波長λ３（ｎｍ）（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源を有し、前記対物光学素子ユニットが、前記第３光束を、厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を介して必要開口数がＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）である第３光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、
前記第１の光学素子の前記第２の光学面は、第２光路差付与構造を有し、
前記第２光路差付与構造は、前記第３光束に対してのみパワーを有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第１３項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１５】
前記第２光路差付与構造は、前記第１光束の前記波長λ１と前記第３光束の前記波長λ３の波長差を利用して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さ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請求の範囲第１４項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１６】
前記第１光路差付与構造の前記第１の基礎構造は、前記第１の基礎構造を通過した前記第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１４項又は第１５項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１７】
前記第１光路差付与構造の前記第２の基礎構造は、前記第２の基礎構造を通過した前記第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１４項〜第１６項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１８】
前記第２光路差付与構造は、前記第２光路差付与構造を通過した前記第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１４項〜第１７項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項１９】
前記第２光路差付与構造は、前記第１の光学素子の前記第２の光学面において像側開口数（ＮＡ）が前記ＮＡ３以下に相当する範囲に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１４項〜第１８項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項２０】
波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、波長λ２（ｎｍ）（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、対物光学素子ユニットとを有し、前記対物光学素子ユニットが、前記第１光束を、厚さｔ１の保護基板を介して必要開口数がＮＡ１である第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を介して必要開口数がＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）である第２光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットであって、
前記対物光学素子ユニットは、それぞれプラスチックを素材とする第１の光学素子と第２の光学素子とを有し、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とは、光軸方向に並べて配置されており、
前記第１の光学素子は、互いに対向する第１の光学面と第２の光学面を有し、
前記第１の光学素子の前記第１の光学面は、前記ＮＡ２以下の領域において、同心円状の複数の段差で区切られた第１光路差付与構造を有し、前記第１光路差付与構造の段差の段差量ｄＸは以下の条件式を満たし、
前記第１の光学素子の前記第１の光学面は、前記ＮＡ２より大きく前記ＮＡ１以下である領域において、同心円状の複数の段差で区切られた第３光路差付与構造を有し、前記第３光路差付与構造の段差量ｄＹが、以下の条件式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
０．９・ａ・λ１／（ｎ−１）≦ｄＸ（ｎｍ）≦１．１・ａ・λ１／（ｎ−１）
（２）
０．９・ｂ・λ１／（ｎ−１）≦ｄＹ（ｎｍ）≦１．１・ｂ・λ１／（ｎ−１）
（３）
但し、ｎは、前記第１光束における前記第１の光学素子の屈折率を表し、ａは、２、４、６、８又は１０のいずれかの整数を表し、一つの前記第１光路差付与構造において複数種類のａが用いられてもよく、ｂは、１、２、３、４又は５のいずれかの整数を表し、一つの前記第３光路差付与構造において複数種類のｂが用いられてもよい。
【請求項２１】
前記第１光路差付与構造において、前記段差量ｄＸのａの値が複数種類用いられ、前記ａの値が少なくとも２及び８を満たすことを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項２２】
前記第１光路差付与構造において、前記段差量ｄＸのａの値が複数種類用いられ、前記ａの値が少なくとも２及び８を満たし、さらに、４、６または１０のいずれかを満たすことを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項２３】
前記第３光路差付与構造において、前記段差量ｄＹのｂの値が、一種類のみであることを特徴とする請求の範囲第２０項〜第２２項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項２４】
前記第３光路差付与構造は、前記段差量ｄＹのｂの値が、２、３又は４のいずれかの整数であることを特徴とする請求の範囲第２０項〜第２３項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項２５】
前記第１光路差付与構造は、巨視的に見て、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていく構造を有することを特徴とする請求の範囲第２０項〜第２４項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項２６】
前記第１光路差付与構造は、第１の基礎構造と、第２の基礎構造とを重ね合わせた構造であり、
前記第１の基礎構造は、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていく構造を有し、
前記第２の基礎構造は、４段の小階段構造を複数有する構造であることを特徴とする請求の範囲第２０項〜第２５項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項２７】
前記第３光路差付与構造は、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に浅くなっていく構造を有することを特徴とする請求の範囲第２０項〜第２６項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項２８】
前記光ピックアップ装置が、波長λ３（ｎｍ）（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源を有し、前記対物光学素子ユニットが、前記第３光束を、厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を介して必要開口数がＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）である第３光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、
前記第１の光学素子の前記第２の光学面は、前記ＮＡ３以下の領域において、同心円状の複数の段差で区切られた第２光路差付与構造を有し、
前記第２光路差付与構造の段差量ｄＤが、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求の範囲第２０項〜第２７項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
０．９・５・λ１／（ｎ−１）≦ｄＤ（ｎｍ）≦１．１・５・λ１／（ｎ−１）
（４）
【請求項２９】
前記第１の光学素子の光軸は、前記第２の光学素子の光軸に対して傾いていることを特徴とする請求の範囲第２０項〜第２８項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット。
【請求項３０】
請求の範囲第１項〜第２９項のいずれかに記載の対物光学素子ユニットを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３１】
前記第１の光学素子は、光源側に配置されており、前記第２の光学素子は、光ディスク側に配置されていることを特徴とする請求の範囲第３０項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対物光学素子ユニット及び光ピックアップ装置に関し、特に異なる種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット及び光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を、「記録／再生」と記載する）を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報の記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４．７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２５ＧＢ程度の情報の記録が可能であり、又、ＮＡ０．６５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ  ＤＶＤ（以下、ＨＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５ＧＢ程度の情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。【０００３】
また、現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）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、一台の情報記録再生装置で可能な限り様々なタイプの光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができるようにすることが望まれている。更に、光ピックアップ装置がノート型パソコン等に搭載されることも考慮すると、複数種の光ディスクに対する互換性を有するのみでは足らず、そのコンパクト化を更に推進する事が重要である。【０００４】
ここで、高密度光ディスク、ＤＶＤやＣＤ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系とＤＶＤ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。【０００５】
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／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。特許文献１には、回折構造を用いて保護基板厚さが異なる光ディスクの互換使用を実現できる光ピックアップ装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１５８２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１の技術によれば、高密度光ディスクと、その他の光ディスクとの互換使用を実現できる光ピックアップ装置を提供できるが、対物光学素子ユニットとして、光ディスクの保護基板厚さに起因する球面収差を補正するための回折構造（互換のための光路差付与構造）を形成したプラスチック製の平行平板と、ガラス製のレンズとを用いているため、コスト高を招いているという問題がある。これに対し、コストを低減するために、レンズをプラスチック製とすることも考えられるが、プラスチックの特性が問題となる。より具体的には、プラスチックは温度変化によりガラスに比べて大きな屈折率変化が生じるため、プラスチックを素材とするレンズは、温度変化により比較的大きな球面収差を発生させるということがある。かかる問題は、特に高ＮＡで用いられる高密度光ディスクにおいて顕著である。【０００７】
そこで、温度変化に起因して発生する球面収差を補正するために、別に温度変化を補正する光路差付与構造を設ける場合、本発明者は、いかなる場所に当該光路差付与構造を設けるかが問題となることを見出した。例えば、平行平板の一方の光学面に互換のための光路差付与構造を設け、他方の光学面に温度変化を補正する光路差付与構造を設けた場合、両者を成形する金型が異なることから、偏心が生じると、残留コマ収差が発生するという問題がある。【０００８】
更に、理想的な成形によって偏心が生じない場合でも、光ピックアップ装置の光検出器が、平行平板からの無用な反射光を受光しないように、平行平板を入射光束に対して傾けて配置した場合にも同様な問題が生じる。即ち、一方の光学面に互換のための光路差付与構造を設け、他方の光学面に温度変化を補正する光路差付与構造を設けた平行平板を傾けると、例えば回折構造の中心に入射した光束が、平行平板内を通過する間にシフトしてしまい、光路差付与構造の中心からシフトした位置より出射することとなり、偏心の場合と同様に残留コマ収差が発生する恐れがある。【０００９】
本発明は、かかる本発明者が見出した上述の問題点に鑑みてなされたものであり、低コストでありながら異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、波長λ２（ｎｍ）（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、対物光学素子ユニットとを有し、前記対物光学素子ユニットが、前記第１光束を、厚さｔ１の保護基板を介して必要開口数がＮＡ１である第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を介して必要開口数がＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）である第２光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットであって、
前記対物光学素子ユニットは、それぞれプラスチックを素材とする第１の光学素子と第２の光学素子とを有し、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とは、光軸方向に並べて配置されており、
前記第１の光学素子は、互いに対向する第１の光学面と第２の光学面を有し、前記第１の光学素子の前記第１の光学面は、第１光路差付与構造を有し、
前記第１光路差付与構造は、第１の基礎構造と第２の基礎構造とを重ね合わせた構造であり、
前記第１の基礎構造と前記第２の基礎構造は、共に同心円状の複数の段差を有する構造であり、
前記第１の基礎構造と前記第２の基礎構造は、共に前記波長λ２の前記第２光束に対してパワーを有することを特徴とする。【００１１】
請求の範囲第２項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項に記載の発明において、前記第１光路差付与構造は、前記第１光束の前記波長λ１が設計波長である場合はパワーを有さず、前記第１光束の前記波長λ１が設計波長からずれた場合にパワーを有することを特徴とする。【００１２】
請求の範囲第３項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項又は第２項に記載の発明において、以下の式（１）、
｜ｆＬ２（λ１）／ｆＬ１（λ１）｜≦０．３              （１）
但し、
ｆＬ１（λ１）：前記第１の光学素子に前記第１の光束が入射したときの焦点距離
ｆＬ２（λ１）：前記第２の光学素子に前記第１の光束が入射したときの焦点距離
を満たすことを特徴とする。【００１３】
請求の範囲第４項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の発明において、前記第１の光学素子の前記第２の光学面は、前記第２の光学素子側の光学面であることを特徴とする。【００１４】
請求の範囲第５項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の発明において、前記第１の光学素子は前記第１光路差付与構造を有する平行平板であることを特徴とする。【００１５】
請求の範囲第６項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の発明において、前記第２の光学素子は集光機能を有する球面あるいは非球面の光学面を有するレンズであることを特徴とする。【００１６】
請求の範囲第７項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第６項に記載の発明において、前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子がなく、前記第２の光学素子のみで、前記第１光源から出射された前記第１光束を、厚さｔ１の保護基板を介して前記第１光ディスクの情報記録面に集光させることができることを特徴とする。【００１７】
請求の範囲第８項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の発明において、前記第１の光学素子の光軸は、前記第２の光学素子の光軸に対して傾いていることを特徴とする。【００１８】
請求の範囲第９項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記載の発明において、前記第１の基礎構造は、前記第１光束に対して、環境温度の変化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。【００１９】
請求の範囲第１０項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項〜第９項のいずれかに記載の発明において、前記第２の基礎構造は、前記第１光束の前記波長λ１と前記第２光束の前記波長λ２の波長差を利用して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２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。【００２０】
請求の範囲第１１項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかに記載の発明において、前記第１光路差付与構造は、前記第１の光学素子の前記第１の光学面において像側開口数（ＮＡ）が前記ＮＡ２以下に相当する範囲に形成されていることを特徴とする。【００２１】
請求の範囲第１２項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項〜第１１項のいずれかに記載の発明において、前記第１の光学素子の前記第１の光学面は、前記第１光路差付与構造の周囲に、第３光路差付与構造を有し、前記第３光路差付与構造は前記第１の基礎構造のみを有することを特徴とする。【００２２】
請求の範囲第１３項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１２項に記載の発明において、前記第１光路差付与構造及び前記第３光路差付与構造の前記第１の基礎構造は、前記第１の光学素子の前記第１の光学面全体において、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていき、任意の高さを越えたところで、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に浅くなっていく構造であることを特徴とする。【００２３】
請求の範囲第１４項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１項〜第１３項のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置が、波長λ３（ｎｍ）（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源を有し、前記対物光学素子ユニットが、前記第３光束を、厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を介して必要開口数がＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）である第３光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、
前記第１の光学素子の前記第２光学面は、第２光路差付与構造を有し、
前記第２光路差付与構造は、前記第３光束に対してのみパワーを持たせることを特徴とする。【００２４】
請求の範囲第１５項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１４項に記載の発明において、前記第２光路差付与構造は、前記第１光束の前記波長λ１と前記第３光束の前記波長λ３の波長差を利用して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さ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。【００２５】
請求の範囲第１６項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１４項又は第１５項に記載の発明において、前記第１光路差付与構造の前記第１の基礎構造は、前記第１の基礎構造を通過した前記第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。【００２６】
請求の範囲第１７項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１４項〜第１６項のいずれかに記載の発明において、前記第１光路差付与構造の前記第２の基礎構造は、前記第２の基礎構造を通過した前記第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。【００２７】
請求の範囲第１８項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１４項〜第１７項のいずれかに記載の発明において、前記第２光路差付与構造は、前記第２光路差付与構造を通過した前記第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。【００２８】
請求の範囲第１９項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第１４項〜第１８項のいずれかに記載の発明において、前記第２光路差付与構造は、前記第１の光学素子の前記第２の光学面において像側開口数（ＮＡ）が前記ＮＡ３以下に相当する範囲に形成されていることを特徴とする。【００２９】
請求の範囲第２０項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、波長λ２（ｎｍ）（λ１＜λ２）の第２光束を出射する第２光源と、対物光学素子ユニットとを有し、前記対物光学素子ユニットが、前記第１光束を、厚さｔ１の保護基板を介して必要開口数がＮＡ１である第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、又、前記第２光束を、厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を介して必要開口数がＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）である第２光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットであって、
前記対物光学素子ユニットは、それぞれプラスチックを素材とする第１の光学素子と第２の光学素子とを有し、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とは、光軸方向に並べて配置されており、
前記第１の光学素子は、互いに対向する第１の光学面と第２の光学面を有し、
前記第１の光学素子の前記第１の光学面は、前記ＮＡ２以下の領域において、同心円状の複数の段差で区切られた同心円状の第１光路差付与構造を有し、前記第１光路差付与構造の段差の段差量ｄＸは以下の条件式を満たし、
前記第１の光学素子の前記第１の光学面は、前記ＮＡ２より大きく前記ＮＡ１以下である領域において、同心円状の複数の段差で区切られた第３光路差付与構造を有し、前記第３光路差付与構造の段差量ｄＹが、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０．９・ａ・λ１／（ｎ−１）≦ｄＸ（ｎｍ）≦１．１・ａ・λ１／（ｎ−１）
（２）
０．９・ｂ・λ１／（ｎ−１）≦ｄＹ（ｎｍ）≦１．１・ｂ・λ１／（ｎ−１）
（３）
但し、ｎは、前記第１光束における前記第１の光学素子の屈折率を表し、ａは、２、４、６、８又は１０のいずれかの整数を表し、一つの前記第１光路差付与構造において複数種類のａが用いられてもよく、ｂは、１、２、３、４又は５のいずれかの整数を表し、一つの前記第３光路差付与構造において複数種類のｂが用いられてもよい。【００３０】
請求の範囲第２１項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第２０項に記載の発明において、前記第１光路差付与構造において、前記段差量ｄＸのａの値が複数種類用いられ、前記ａの値が少なくとも２及び８を満たすことを特徴とする。【００３１】
請求の範囲第２２項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第２１項に記載の発明において、前記第１光路差付与構造において、前記段差量ｄＸのａの値が複数種類用いられ、前記ａの値が少なくとも２及び８を満たし、さらに、４、６または１０のいずれかを満たすことを特徴とする。【００３２】
請求の範囲第２３項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第２０項〜第２２項のいずれかに記載の発明において、前記第３光路差付与構造は、前記段差量ｄＹのｂの値が、一種類のみであることを特徴とする。【００３３】
請求の範囲第２４項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第２０項〜第２３項のいずれかに記載の発明において、前記第３光路差付与構造は、前記段差量ｄＹのｂの値が、２、３又は４のいずれかの整数であることを特徴とする。【００３４】
請求の範囲第２５項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第２０項〜第２４項のいずれかに記載の発明において、前記第１光路差付与構造は、巨視的に見て、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていく構造を有することを特徴とする。【００３５】
請求の範囲第２６項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第２０項〜第２５項のいずれかに記載の発明において、前記第１光路差付与構造は、第１の基礎構造と、第２の基礎構造とを重ね合わせた構造であり、
前記第１の基礎構造は、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていく構造を有し、
前記第２の基礎構造は、４段の小階段構造を複数有する構造であることを特徴とする。【００３６】
請求の範囲第２７項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第２０項〜第２６項のいずれかに記載の発明において、前記第３光路差付与構造は、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に浅くなっていく構造を有することを特徴とする。【００３７】
請求の範囲第２８項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第２０項〜第２７項のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置が、波長λ３（ｎｍ）（λ２＜λ３）の第３光束を出射する第３光源を有し、前記対物光学素子ユニットが、前記第３光束を、厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を介して必要開口数がＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）である第３光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことが可能となっており、
前記第１の光学素子の前記第２の光学面は、前記ＮＡ３以下の領域において、同心円状の複数の段差で区切られた第２光路差付与構造を有し、
前記第２光路差付与構造の段差量ｄＤが、以下の条件式（４）、
０．９・５・λ１／（ｎ−１）≦ｄＤ（ｎｍ）≦１．１・５・λ１／（ｎ−１）
（４）
を満たすことを特徴とする。【００３８】
請求の範囲第２９項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニットは、請求の範囲第２０項〜第２８項のいずれかに記載の発明において、前記第１の光学素子の光軸は、前記第２の光学素子の光軸に対して傾いていることを特徴とする。【００３９】
請求の範囲第３０項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第２９項のいずれかに記載の対物光学素子ユニットを有することを特徴とする。【００４０】
請求の範囲第３１項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第３０項に記載の発明において、前記第１の光学素子は、光源側に配置されており、前記第２の光学素子は、光ディスク側に配置されていることを特徴とする。【００４１】
本発明の光ピックアップ装置は、第１光源、第２光源を有し、更にこれらに加えて第３光源を有することができる。又、本発明の光ピックアップ装置は、第１光源からの第１光束を第１光ディスク（光情報記録媒体ともいう、以下同じ）の情報記録面上に集光させ、第２光源からの第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子ユニットを含む集光光学系を有し、かかる集光光学系は第３光源からの第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させてよい。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスク、第２光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有し、かかる受光素子は第３光ディスクの情報記録面からの反射光を受光しても良い。【００４２】
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクを用いる場合は、第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有するものとする。第１光ディスクが高密度光ディスクであり、第２光ディスクが、ＤＶＤであることが好ましく、第３光ディスクを用いる場合は、第３光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。また、ｔ１＜ｔ２である場合（例えば、第１光ディスクがＢＤで、第２光ディスクがＤＶＤである場合）は、ｔ１＝ｔ２である場合（例えば、第１光ディスクがＨＤで、第２光ディスクがＤＶＤである場合）に比して、一つの対物光学素子ユニットによって３つの異なる光ディスクの記録及び／又は再生を行うことはより困難であるが、本発明はそれを可能とする。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。【００４３】
本明細書においては、高密度光ディスクの例としては、ＮＡ０．８５の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＢＤ：ブルーレイディスク）が挙げられる。また、他の高密度光ディスクの例としては、ＮＡ０．６５乃至０．６７の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＨＤ  ＤＶＤ：単にＨＤともいう）が挙げられる。また、高密度光ディスクには、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜（本明細書では、保護基板は保護膜も含むものとする）を有する光ディスクや、保護基板の厚さが０の光ディスクも含まれる。また、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レーザが用いられる光磁気ディスクも含まれるものとする。【００４４】
更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、高密度光ディスクの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。【００４５】
保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（５）、（６）、（７）、
０．０７５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１１２５ｍｍ  又は  ０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍ
（５）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ                （６）
０．９ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ                （７）
を満たすことが好ましいが、これに限られない。【００４６】
第１光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．８以上、０．９以下であるか、又は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。【００４７】
第１光源は、波長λ１の第１光束を射出する。第２光源は、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を射出する。第３光源を用いる場合は、第３光源は、波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を射出する。本明細書において、第１光源、第２光源は、好ましくはレーザ光源である。第３光源を用いる場合もレーザ光源として良い。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ、ＳＨＧレーザ等を用いることが出来る。尚、λ１、及びλ２は以下の条件式（８）を満たすことが好ましい。又、第３光源を用いる場合は、λ３は以下の条件式（９）を満たすことが好ましい。【００４８】
１．５×λ１（ｎｍ）＜λ２＜１．７×λ１（ｎｍ）      （８）
１．９×λ１（ｎｍ）＜λ３＜２．１×λ１（ｎｍ）      （９）
また、第１光ディスク、第２光ディスクとして、それぞれ、ＢＤまたはＨＤ及びＤＶＤが用いられる場合、第１光源の第１波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３８０ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下であって、第２光源の第２波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下である。更に第３の光ディスクとして、ＣＤを用いる場合、第３光源の第３波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。【００４９】
また、第１光源と第２光源をユニット化してもよく、更に第３光源を用いる場合、これらに加えて第３光源もユニット化して良い。ユニット化とは、例えば第１光源と第２光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいうが、これに限られず、２つの光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。また、光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。【００５０】
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物光学素子を移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光部を有していてもよい。【００５１】
集光光学系（又は後述する対物光学素子ユニット）は、第１光束を、厚さｔ１の保護基板を介して、第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことを可能とし、第２光束を、厚さｔ２の保護基板を介して、第２光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことを可能とする。また、第３光源を有する場合は、集光光学系は、第３光束を、厚さｔ３の保護基板を介して、第３光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行うことを可能とする。【００５２】
集光光学系は、対物光学素子ユニットを有する。集光光学系は、対物光学素子ユニットのみを有していても良いが、対物光学素子ユニットの他にコリメーターレンズ等のカップリングレンズを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物光学素子と光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。本明細書において、対物光学素子ユニットとは、光ピックアップ装置に光ディスクを装填した状態において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学素子のユニットを指す。【００５３】
本発明の対物光学素子ユニットは、それぞれ単一の、第１の光学素子と第２の光学素子とを有する。第１の光学素子と第２の光学素子は光軸方向に配列されており、相対的に位置が固定されている。第１の光学素子及び／又は第２の光学素子が、光軸方向に延在している部分を有し、当該延在部が他方の光学素子に接し、第１の光学素子と第２の光学素子とが互いに接合され、対物光学素子ユニットを形成していてもよい。一方、第１の光学素子及び第２の光学素子とは別体の枠体に、第１の光学素子と第２の光学素子を固定することで、対物光学素子ユニットを形成してもよい。通常、対物光学素子ユニットが光ピックアップ装置に配置された場合、第１の光学素子が光源側となり、第２の光学素子が光ディスク側となる。【００５４】
第１の光学素子も第２の光学素子もプラスチックからなる。プラスチックとしては、一般的に光学材料に用いられるプラスチックであればどれでもよいが、好ましくは、環状オレフィン系の樹脂材料である。また、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃−１）が−２０×１０−５乃至−５×１０−５（より好ましくは、−１０×１０−５乃至−８×１０−５）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、第１の光学素子及び第２の光学素子をプラスチック製とする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。また、第１の光学素子及び第２の光学素子とは別体の枠体に、第１の光学素子と第２の光学素子を固定することで、対物光学素子ユニットを形成する場合、枠体もプラスチックからなる事が好ましい。【００５５】
第１の光学素子は、互いに対向する第１の光学面と第２の光学面とを有する。第２の光学面が、第２の光学素子側となることが好ましい。通常、対物光学素子ユニットが光ピックアップ装置に配置された場合、第１の光学面が光源側となり、第２の光学面が光ディスク側となるが、これに限られない。第１の光学面は、第１の光路差付与構造を有している。更に第３光ディスクを用いる場合には、第２の光学面は第２の光路差付与構造を有していてもよい。従って、第１の光学素子の光源側の光学面に第１の光路差付与構造が設けられており、第１の光学素子の光ディスク側の光学面に第２の光路差付与構造が設けられていることが好ましいが、逆であってもよい。【００５６】
第１の光学素子は第１の光路差付与構造を有する平行平板状の素子であることが好ましいが、平板状の素子に限られるものではなく、若干の屈折パワーを有する光学面を有していてもよい。特に、第１の光学素子は、第１の光路差付与構造及び第２の光路差付与構造を有する平板状の素子であることが好ましい。【００５７】
本明細書でいう光路差付与構造は、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。一般に、光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造が回折構造であることが好ましい。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。ＮＰＳ構造といわれる構造も光路差付与構造の一種と捉えることができ、また、回折構造の一種と捉えることもできる。【００５８】
第１光路差付与構造は、第１の基礎構造と第２の基礎構造を重ね合わせた構造である。尚、第１の基礎構造及び第２の基礎構造は共に、第２光束に対してパワーを有する光路差付与構造である。なお、ここでいう「パワーを有する」とは光路差付与構造が回折作用によって所定の光束の進行方向を曲げる能力を有していることをいう。第１光路差付与構造は、基準状態（設計温度、設計波長）において上記意味でのパワーを有するのは少なくとも第２光束に対してである。第１光路差付与構造は、基準状態において第１光束に対してパワーを有さないことが好ましい。第１光路差付与構造は、基準状態において第３光束に対してパワーを有していてもよいし、有さなくてもよい。第１光路差付与構造は、同心円状の段差で区切られた輪帯状の構造である事が好ましい。【００５９】
また、第１光路差付与構造は、第１の光学素子の第１の光学面の像側開口数（ＮＡ）が、ＮＡ２以下に相当する領域に設けられていることが好ましい。特に好ましくは、ＮＡ２が、０．５５以上、０．７以下である場合である。【００６０】
なお、第１の光学素子の第１の光学面は、第１光路差付与構造の周囲に、第３光路差付与構造を有することが好ましい。好ましくは、第１の光学素子の第１の光学面の像側開口数（ＮＡ）が、ＮＡ２より大きくＮＡ１以下に相当する領域に第３光路差付与構造が設けられていることである。尚、第１光路差付与構造と第３光路差付与構造は連続して設けられていることが好ましい。特にＮＡ１が、０．８以上、０．９以下であり、ＮＡ２が、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。【００６１】
第３光路差付与構造は、第１の基礎構造のみからなることが好ましい。従って、第３光路差付与構造も第２光束に対してパワーを有する光路差付与構造である。第１光路差付与構造における第１の基礎構造及び第３の光路差付与構造における第１の基礎構造を合わせて、第１の基礎構造が設けられている領域が、第１の光学面全体の７０％以上である事が好ましく、９０％以上である事が好ましい。より好ましくは全面に設けられていることである。【００６２】
以下、第１の基礎構造について詳述する。第１の基礎構造は、第１光束に対して、環境温度の変化に伴い発生する球面収差を補正する構造である。環境温度の変化に伴い、第１光束の波長が変化した場合や、光学素子の屈折率が変化した場合に、当該変化に伴って発生する球面収差を補正する構造であることが好ましい。好ましい構造の例としては、所謂、ＮＰＳ構造などが挙げられる。前述した様に、第１の基礎構造は少なくとも第２光束に対してパワーを持つ光路差付与構造である。また、第１の基礎構造は、第１光束の波長λ１が設計波長である場合は、第１光束に対してパワーを有さない（第１光束を透過させる）ことが好ましい。但し、第１光束の波長λ１が、温度変化や光源製造時のばらつきなどにより、設計波長からずれた場合は、第１光束に対してパワーを有することが好ましい。第１の基礎構造がこのような機能を有する事により温度の変化に伴い発生する球面収差を補正できる。【００６３】
また、光ピックアップ装置が第３光源を有する場合、第１の基礎構造は、第３光束の波長λ３が設計波長である場合は、第３の光束に対してパワーを有さない（第３光束を透過させる）ことが好ましい。但し、第３光束の波長λ３が、温度変化や光源製造時のばらつきなどにより、設計波長からずれた場合は、第３光束に対してパワーを有することが好ましい。従って、第１光路差付与構造も第３光路差付与構造も、第１光束の波長λ１または第３光束の波長λ３が設計波長である場合は、第１光束または第３光束に対してパワーを有さず、第１光束の波長λ１または第３光束の波長λ３が設計波長からずれた場合は、第１光束または第３光束に対してパワーを有することが好ましい。なお、ここでいう「波長が設計波長からずれる」というのは、好ましくは±１０ｎｍ以内である。【００６４】
第１の基礎構造は、図１〜図４に概略的に示すように様々な断面形状を取り得る。（尚、図１〜図４に記載した例は、第１の光学素子が平板状である場合である。）図１は鋸歯状である場合であり、図２は全ての段差が同じ方向とされた階段状である場合である。また、図３は、段差の方向が途中で反対となる階段状である場合、つまり光軸を含む断面形状が、光軸から所定の高さまでは、光軸から離れるに従って光路長が長くなり、光軸から所定の高さ以降は、光軸から離れるに従って光路長が短くなる階段構造、或いは、光軸から所定の高さまでは、光軸から離れるに従って光路長が短くなり、光軸から所定の高さ以降は、光軸から離れるに従って光路長が長くなる階段構造である場合を示している。また、図４は、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンを同心円状に配列し、所定のレベル面の個数毎（図４に示す例ではレベル面の個数は５）に、それぞれのレベル面に対応した段数分（図４に示す例では４段）の高さだけ段をシフトさせた場合を示している。また、第１の基礎構造の段差は、光軸垂直方向に非周期的な間隔を持って配置されていることが好ましい。いずれにしても、第１の基礎構造も、同心円状の段差で区切られた輪帯状の構造である事が好ましい。【００６５】
特に、第１光路差付与構造における第１の基礎構造と、第３光路差付与構造における第１の基礎構造とを合わせた全体として、第１の基礎構造の光軸を含む断面形状が、図３（ａ）又は図５（ｂ）に示すような、光軸から所定の高さまでは、光軸から離れるに従って光路長が長くなり、光軸から所定の高さ以降は、光軸から離れるに従って光路長が短くなる階段構造であることが好ましい。別の表現としては、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていき、任意の高さを超えたところで、光軸方向に浅くなっていく構造であることが好ましいとも言える。【００６６】
例えば、第１光路差付与構造の第１の基礎構造を、光軸からの高さが大きくなるにつれて光軸方向に深くなっていく構造とし、第３光路差付与構造の第１の基礎構造（すなわち、第３光路差付与構造そのもの）を、光軸からの高さが大きくなるにつれて光軸方向に浅くなっていく構造としてもよい。また、第１光路差付与構造の第１の基礎構造は、第１光路差付与構造の多くの領域（例えば面積比率で８０％以上）が、光軸からの高さが大きくなるにつれて光軸方向に深くなっていく構造であるが、一部に、光軸からの高さが大きくなるにつれて光軸方向に浅くなっていく構造を有していてもよい。逆に、第３光路差付与構造の第１の基礎構造（即ち、第３光路差付与構造そのもの）は、第３光路差付与構造の多くの領域（例えば面積比率で８０％以上）が、光軸からの高さが大きくなるにつれて光軸方向に浅くなっていく構造であるが、一部に、光軸からの高さが大きくなるにつれて光軸方向に深くなっていく構造を有していてもよい。【００６７】
特に好ましい第１光路差付与構造における第１の基礎構造は、第１の基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくしている光路差付与構造である。更に、第３光ディスクを用いる場合、かかる第１の基礎構造は、第１の基礎構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることが好ましい。第１の基礎構造をこの様な構造とすることで、波長変動時の回折効率の変動幅を抑えることができ、しかも、製造がしやすい光学素子を得ることができる。この場合、第１の基礎構造は、同心円状の段差で区切られた輪帯状の構造となり、その光軸方向の段差量ｄＡ（例えば、図５（ｂ）参照）が、以下の条件式（１０）を満たすことが好ましい。
０．９・２・λ１／（ｎ−１）≦ｄＡ（ｎｍ）≦１．１・２・λ１／（ｎ−１）
（１０）
但し、λ１は第１光束の波長（ｎｍ）を表し、ｎは、第１光束における第１の光学素子の屈折率を表す。【００６８】
他の第１光路差付与構造における第１の基礎構造の例としては、第１の基礎構造を通過した第１光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくしている光路差付与構造である。更に、第３光ディスクを用いる場合、かかる第１の基礎構造は、第１の基礎構造を通過した第３光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることが好ましい。この場合も、第１の基礎構造は、同心円状の段差で区切られた輪帯状の構造となり、その光軸方向の段差量ｄＡ（例えば、図５（ｂ）参照）が、以下の条件式（１０´）を満たすことが好ましい。
０．９・１０・λ１／（ｎ−１）≦ｄＡ（ｎｍ）≦１．１・１０・λ１／（ｎ−１）
（１０´）
但し、λ１は第１光束の波長（ｎｍ）を表し、ｎは、第１光束における第１の光学素子の屈折率を表す。【００６９】
また、光ピックアップ装置が第１、第２光ディスクだけでなく、第３光ディスクにも対応するものである場合、第１光路差付与構造における第１の基礎構造は、ＮＡ２以下に相当する領域は全て同一の構造としてもよいし、ＮＡ３を境にして、その構造を変化させてもよい。例えば、ＮＡ３以下の領域においては、第１の基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造とし、ＮＡ３より大きくＮＡ２以下の領域においては、第１の基礎構造を通過した第１光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造としてもよい。または、ＮＡ３以下の領域においては、第１の基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造とし、ＮＡ３より大きくＮＡ２以下の領域においては、第１の基礎構造を通過した第１光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造としてもよい。この場合、ＮＡ３以下の領域における第１の基礎構造の段差量ｄＡは、上述の条件式を満たし、ＮＡ３より大きくＮＡ２以下の領域における第１の基礎構造は、その光軸方向の段差量ｄＡ‘が、以下の条件式（１１）、
０．９・５・λ１／（ｎ−１）≦ｄＡ‘（ｎｍ）≦１．１・５・λ１／（ｎ−１）
（１１）
を満たすことが好ましい。【００７０】
または、ＮＡ３以下の領域においては、第１の基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造とし、ＮＡ３より大きくＮＡ２以下の領域においては、第１の基礎構造を通過した第１光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造としてもよい。この場合、ＮＡ３以下の領域における第１の基礎構造の段差量ｄＡは、上述の条件式（１０）を満たし、ＮＡ３より大きくＮＡ２以下の領域における第１の基礎構造は、その光軸方向の段差量ｄＡ‘が、以下の条件式（１１´）、
０．９・１０・λ１／（ｎ−１）≦ｄＡ‘（ｎｍ）≦１．１・１０・λ１／（ｎ−１）
（１１´）
を満たすことが好ましい。【００７１】
また、第３光路差付与構造における第１の基礎構造は、第１の基礎構造を通過した第１光束のｂ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造と表した場合、ｂは、任意の整数とできる。好ましくは、ｂが、１、２、３、４または５のいずれかの整数であることである。更に好ましくは、ｂは、２、３または４のいずれかである。この場合、第３光路差付与構造は、同心円状の段差で区切られた輪帯状の構造となり、その光軸方向の段差量ｄＹが、以下の条件式（３）を満たすことが好ましい。なお、第３光路差付与構造の全ての段差量が、以下の条件式（３）を満たすことが好ましい。
０．９・ｂ・λ１／（ｎ−１）≦ｄＹ（ｎｍ）≦１．１・ｂ・λ１／（ｎ−１）
（３）
但し、λ１は第１光束の波長（ｎｍ）を表し、ｎは、第１光束における第１の光学素子の屈折率を表し、ｂは、１、２、３、４、５のいずれかの整数を表す。なお、一つの第３光路差付与構造において複数種類のｂが用いられてもよい。【００７２】
より好ましくは、以下の条件式（３‘）、
０．９５・ｂ・λ１／（ｎ−１）≦ｄＹ（ｎｍ）≦１．０５・ｂ・λ１／（ｎ−１）
（３‘）
を満たすことである。【００７３】
更に好ましくは、以下の条件式（３‘’）、
ｄＹ（ｎｍ）＝ｂ・λ１／（ｎ−１）                （３‘’）
を満たすことである。【００７４】
第３光路差付与構造における段差量ｄＹのｂの値は、一種類のみであることが好ましい。また、段差量ｄＹのｂの値が、２、３、または４のいずれかの整数であることが好ましい。【００７５】
ここで、上述の第１の基礎構造による温度変化によって発生する球面収差の補正の原理を説明する。図６中の線（Ａ）は、プラスチック製であり非球面である２つの光学面を有するある一例の単レンズ（例えば、第２の光学素子）の、設計基準温度から温度が上昇した場合の波面の様子を表すものであり、横軸が光学面の有効半径を表し、縦軸が光路差を表す。単レンズは、温度上昇に伴う屈折率変化の影響で球面収差が発生し、線（Ａ）のように波面が変化する。特に単レンズがプラスチック製の場合、温度変化に伴う屈折率変化が大きいため、球面収差の発生量は大きくなる。【００７６】
また、線（Ｂ）は、第１の基礎構造（この場合、第１光路差付与構造の第１の基礎構造と第３光路差付与構造の第１の基礎構造とをあわせた構造となっている）により透過波面に付加される光路差であり、線（Ｃ）は、設計基準温度から温度が上昇した場合の、かかる第１の基礎構造と単レンズとを透過した波面の様子を表す図である。線（Ｂ）及び線（Ｃ）から、かかる第１の基礎構造を透過した波面と、設計基準温度から温度が上昇した場合の単レンズの波面とが打ち消しあうことで、光ディスクの情報記録面上に集光されたレーザ光の波面は、巨視的にみると光路差のない良好な波面となり、かかる第１の基礎構造により温度収差が補正されることが理解できる。【００７７】
次に、第２の基礎構造について詳述する。第２の基礎構造は、第１光束の波長λ１と第２光束の波長λ２の波長差を利用して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と、第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２との差に基づいて発生する球面収差を補正する構造である。上述した様に、第２の基礎構造は第２の光束に対してパワーを有する構造である。好ましくは、第１光束及び第３光束に対してはパワーを有さず（第１光束及び第３光束を透過する）、第２の光束に対してのみパワーを有する構造である。第２の基礎構造も、図１〜図４に概略的に示すように様々な断面形状を取り得る。第２の基礎構造の段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔を持って配置されていることが好ましい。いずれにしても、第２の基礎構造も、同心円状の段差で区切られた輪帯状の構造である事が好ましい。【００７８】
特に好ましくは、第２の基礎構造が、図４（ａ）、（ｂ）又は図５（ａ）に示すような、光軸を含む断面形状が、小階段状とされた複数のパターンを同心円状に配列し、所定のレベル面の個数毎（特に好ましくはレベル面の個数は５）に、それぞれのレベル面に対応した段数分（特に好ましくは４段）の高さだけ段をシフトさせた構造であることが好ましい。【００７９】
特に好ましい第２の基礎構造は、第２の基礎構造を通過した第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくしている光路差付与構造である。更に第３光ディスクを用いる場合、かかる第２の基礎構造は、第３光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることが好ましい。第２の基礎構造としては、例えば、前述した様に、図５（ａ）に示すような４段の階段状の構造が好ましい例として挙げられる。この場合、階段状の構造の小さい段差の光軸方向の段差量ｄＢと、大きな段差の光軸方向の段差量ｄＣが、以下の条件式（１２）、（１３）を満たすことが好ましい。
０．９・２・λ１／（ｎ−１）≦ｄＢ（ｎｍ）≦１．１・２・λ１／（ｎ−１）
（１２）
０．９・８・λ１／（ｎ−１）≦ｄＣ（ｎｍ）≦１．１・８・λ１／（ｎ−１）
（１３）
但し、λ１は第１光束の波長（ｎｍ）を表し、ｎは、第１光束における第１の光学素子の屈折率を表す。【００８０】
他に好ましい第２の基礎構造は、第２の基礎構造を通過した第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくしている光路差付与構造である。更に第３光ディスクを用いる場合、かかる第２の基礎構造は、第３光束の−２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする構造が挙げられる。この第２の基礎構造を用いる際は、第１光束、第２光束及び第３光束の全てを平行光として対物光学素子に入射させるよりも、第２光束及び／又は第３光束を発散光又は収束光として対物光学素子に入射させることが好ましい。尚、ＮＡ３以下の領域においては、第２の基礎構造を通過した第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の−２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする構造が好ましい。一方で、ＮＡ３以上、ＮＡ２以下の領域においては、第２の基礎構造を通過した第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする構造であれば、第３光束において何次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくするかについては、特に問われない。【００８１】
第１の基礎構造と第２の基礎構造を重ね合わせる事で、例えば、図５（ｃ）に示すような第１光路差付与構造を得ることができる。図５（ｃ）にも示されているように、第１光路差付与構造は複雑且つパターンのない非周期的な構造となっているが、巨視的に見て、光軸からの高さが大きくなるにつれて光軸方向に深くなっていく構造であることが好ましい。【００８２】
このように、第１の基礎構造と第２の基礎構造とを重ね合わせることで、第１の光路差付与構造において、第１の基礎構造の中心を通過した光束が、必ず第２の基礎構造の中心を通るようにできるため、残留コマ収差が減少し、温度変化に関わらず適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。【００８３】
また、第１の基礎構造と第２の基礎構造とを重ねあわせた第１光路差付与構造は、同心円状の段差で区切られた輪帯状の構造となり、その光軸方向の段差量ｄＸが、以下の条件式（２）を満たすことが好ましい。なお、第１光路差付与構造の全ての段差量が以下の条件式（２）を満たすことが好ましい。
０．９・ａ・λ１／（ｎ−１）≦ｄＸ（ｎｍ）≦１．１・ａ・λ１／（ｎ−１）
（２）
但し、λ１は第１光束の波長（ｎｍ）を表し、ｎは、第１光束における第１の光学素子の屈折率を表し、ａは、２、４、６、８または１０のいずれかの整数を表す。尚、一つの第１光路差付与構造において複数種類のａが用いられてもよい。【００８４】
より好ましくは以下の条件式（２‘）、
０．９５・ａ・λ１／（ｎ−１）≦ｄＸ（ｎｍ）≦１．０５・ａ・λ１／（ｎ−１）
（２‘）
を満たすことである。【００８５】
更に好ましくは以下の条件式（２‘’）、
ｄＸ（ｎｍ）＝ａ・λ１／（ｎ−１）                （２‘’）
を満たすことである。【００８６】
第１光路差付与構造の段差量ｄＸのａの値は、少なくとも２及び８を満たすことが好ましい。即ち、第１の光路差付与構造は、少なくとも２種類の段差量を有することが好ましい。（尚、ここでいう「種類」とは、ａの値が同一であれば同じ種類であり、ａの値が異なれば違う種類とみなすものとする。）具体的には、例えば第１光路差付与構造の全ての段差量が、２・λ１／（ｎ−１）の段差量と、８・λ１／（ｎ−１）の段差量のいずれかを満たす場合である。また、ｄＸのａの値は、２及び８に加えて、さらに、４、６、または１０のいずれかを満たしてもよい。即ち、第１光路差付与構造は、３種類〜５種類の段差量を有していてもよい。具体的には、例えば、第１光路差付与構造の全ての段差量が、２・λ１／（ｎ−１）の段差量と、８・λ１／（ｎ−１）の段差量と、１０・λ１／（ｎ−１）の段差量のいずれかを満たす場合である。【００８７】
第３光ディスクを用いる場合、第１の光学素子が、第２の光学面に第２光路差付与構造を有していることが好ましい。第１の光学素子の第２光学素子側の光学面に第２光路差付与構造が設けられていることが好ましい。第２光路差付与構造は、第１光束の波長λ１と第３光束の波長λ３の波長差を利用して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と、第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３の差に基づいて発生する球面収差を補正する構造であることが好ましい。好ましくは、第１光束及び第２光束に対してはパワーを有さず（第１光束及び第２光束を透過し）、第３光束に対してのみパワーを有する構造である。第２光路差付与構造も、図１〜４に概略的に示すように様々な断面形状を取り得るが、好ましくは図８においてＤ２として示しているバイナリ形状であることが好ましい。【００８８】
特に好ましい第２光路差付与構造は、第２光路差付与構造を通過した第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする構造である。第２光路差付与構造がバイナリ状の形状である場合、図８に示すようなバイナリ状の構造の段差の光軸方向の段差量ｄＤが、以下の条件式（４）を満たすことが好ましい。より好ましくは、第２光路差付与構造の全ての段差量が条件式（４）を満たすことである。
０．９・５・λ１／（ｎ−１）≦ｄＤ（ｎｍ）≦１．１・５・λ１／（ｎ−１）
（４）
但し、λ１は第１光束の波長（ｎｍ）を表し、ｎは、第１光束における第１の光学素子の屈折率を表す。【００８９】
より好ましくは以下の条件式（４‘）、
０．９５・５・λ１／（ｎ−１）≦ｄＤ（ｎｍ）≦１．０５・５・λ１／（ｎ−１）
（４‘）
を満たすことである。【００９０】
更に好ましくは以下の条件式（４‘’）、
ｄＤ（ｎｍ）＝５・λ１／（ｎ−１）                （４‘’）
を満たすことである。【００９１】
また、第２光路差付与構造は、同心円状の段差で区切られた輪帯状の構造であることが好ましい。第２光路差付与構造は、第１の光学素子の第２の光学面の像側開口数（ＮＡ）が、ＮＡ３以下に相当する領域に設けられていることが好ましい。ＮＡ３が、０．４以上、０．５５以下であることであるが好ましい。【００９２】
しかしながら、第１光路差付与構造における第２の基礎構造が、第２の基礎構造を通過した第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の−２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくしている光路差付与構造である場合は、第２光路差付与構造を設けないことが好ましい。【００９３】
次に、第２の光学素子は、集光機能を有する球面或いは非球面のレンズであることが好ましい。特に好ましくは、非球面の屈折面のみからなる単玉のプラスチックレンズである。また、第１光束を用いて第１光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うのに最適化されたレンズであることが好ましい。即ち、第２の光学素子は、第１の光学素子を介さなくても、第２の光学素子のみで、第１光束を、情報の記録及び／又は再生を行えるように、厚さｔ１の保護基板を介して第１光ディスクの情報記録面上に集光させることができる設計となっていることが好ましい。【００９４】
また、対物光学素子ユニットは、第３光ディスクに対するワーキングディスタンスＷＤ３は、以下の（１４）式、
０．２０≦ＷＤ３（ｍｍ）≦０．５０          （１４）
を満たすことが好ましい。【００９５】
また、第１の光学素子に第１光束が入射したときの焦点距離をｆＬ１（λ１）、第２の光学素子に第１光束が入射したときの焦点距離をｆＬ２（λ１）としたときに、以下の（１）式、
｜ｆＬ２（λ１）／ｆＬ１（λ１）｜≦０．３              （１）
を満たすことが好ましい。【００９６】
より好ましくは、以下の（１‘）式、
｜ｆＬ２（λ１）／ｆＬ１（λ１）｜≦０．０５            （１‘）
を満たすことである。【００９７】
ｆＬ２（λ１）／ｆＬ１（λ１）が（１）式の下限を上回るように、第１の光学素子にパワーを持たせると、温度変化に起因して生じる球面収差劣化を抑制しやすいというメリットがある。一方、第１の光学素子にパワーを持たせすぎると、第３光ディスクに対するワーキングディスタンスＷＤ３が短くなる恐れがある。そこで、ｆＬ２（λ１）／ｆＬ１（λ１）を（１）式の上限以下とすることで、（１）式に示すような範囲内でワーキングディスタンスＷＤ３を設定できる。【００９８】
また、ｆＬ１（λ１）＝∞とするようにしてもよい。第１の光学素子に屈折パワーを持たせない（例えば平行平板とした）場合、後述する様に、第１の光学素子を傾けた状態で設置したほうが好ましい。【００９９】
第１の光学素子が平板状である場合、第１の光学素子の光軸が、第２の光学素子の光軸に対して、所定量だけ傾斜した状態で、第１の光学素子及び第２の光学素子が固定されている事が好ましい。即ち、第１の光学素子を傾けて配置することが好ましい。第１の光学素子が平板状である場合、光ピックアップ装置の光源から出射される光束の主光線の光軸と、平板の法線が平行にならない様に第１の光学素子を配置するのが好ましい、とも言える。尚、光ピックアップ装置の光源から出射される光束の主光線の光軸と、第２光学素子の光軸とは平行であることが好ましい。この構成により、第１の光学素子で反射した光束がゴーストとなり、光検出器の受光面上で悪影響を及ぼすことを防止でき、より安定した記録及び／又は再生を行うことが可能となる。尚、好ましくは、所定量が０度より大きく、５度以下である。より好ましくは、０．５度以上、３度以下である。【０１００】
また、対物光学素子においては、波長特性を多少犠牲にしても、温度特性を良好にすることが好ましい。加えて、波長特性と温度特性で良好なバランスを保つことが好ましい。さらに好ましくは、第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の温度特性を良好にすることである。この様な特性を満たすために、対物光学素子が本発明の構造を有する事により、下記の条件式（１５）及び（１６）、
＋０．０００４５≦δＳＡＴ１／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００２７
（１５）
−０．０４５≦δＳＡλ／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））≦  −０．００４５  
（１６）
を満たすことが好ましい。【０１０１】
但し、δＳＡＴ１は、使用波長（この場合、温度変化に伴う波長変動がないとする）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物光学素子のδＳＡ３／δＴを表す。使用波長とは、対物光学素子を有する光ピックアップ装置で用いられている光源の波長をいう。好ましくは、使用波長は、４００ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下の範囲の波長であって、対物光学素子を介して、第１光ディスクの記録及び／又は再生を行うことができる波長である。使用波長を上述のように設定できない場合は、４０５ｎｍを使用波長として、対物光学素子のδＳＡＴ１及び後述するδＳＡＴ２、δＳＡＴ３を求めてもよい。即ち、δＳＡＴ１は、使用波長（波長変動なし）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物光学素子の３次球面収差の温度変化率（温度特性）を指す。なお、ＷＦＥは、３次球面収差が波面収差で表現されていることを示している。また、δＳＡλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のδＳＡ３／δλを表す。即ち、δＳＡλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物光学素子の３次球面収差の波長変化率（波長特性）を指す。尚、環境温度は室温である事が好ましい。室温とは、１０℃以上、４０℃以下であり、好ましくは、２５℃である。ｆは、第一光束の使用波長（好ましくは４０５ｎｍ）における対物光学素子の焦点距離を指す。【０１０２】
より好ましくは、下記の条件式（１５）’、
＋０．０００９１≦δＳＡＴ１／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００１８
（１５）’
を満たすことである。【０１０３】
また、好ましくは、下記の条件式（１６）’、
−０．０３２≦δＳＡλ／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））≦−０．００９１
（１６）’
を満たすことである。【０１０４】
更に好ましくは下記の条件式（１６）’’、
−０．０１５≦δＳＡλ／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））≦−０．０１１
（１６）’’
を満たすことである。【０１０５】
更に言えば、対物光学素子の温度変化に伴う屈折率変化による球面収差の変化を、温度変化に伴う第一波長の波長変化により補正するような球面収差の波長依存性を対物光学素子が有することが好ましい。好ましくは、以下の条件式（１７）、
０≦δＳＡＴ２／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００１３６
（１７）
を満たすことである。【０１０６】
但し、δＳＡＴ２は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）（好ましくは４０５ｎｍ）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物光学素子のδＳＡ３／δＴを表す。即ち、δＳＡＴ２は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物光学素子の３次球面収差の温度変化率（温度特性）を指す。【０１０７】
また、光ピックアップ装置の集光光学系がコリメータレンズ等のカップリングレンズを有し、そのカップリングレンズがプラスチックレンズである場合、以下の条件式（１８）、
０≦δＳＡＴ３／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００９１
（１８）
を満たすことが好ましい。【０１０８】
但し、δＳＡＴ３は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）（好ましくは４０５ｎｍ）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のカップリングレンズと対物光学素子を含んだ光学系全体のδＳＡ３／δＴを表す。即ち、δＳＡＴ３は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の光学系全体の３次球面収差の温度変化率（温度特性）を指す。【０１０９】
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体毎、外部に取り出される方式とがある。【０１１０】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。【０１１１】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０１１２】
本発明によれば、低コストでありながら異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子ユニット及び光ピックアップ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】光路差付与構造の例を示す図である。
【図２】光路差付与構造の例を示す図である。
【図３】光路差付与構造の例を示す図である。
【図４】光路差付与構造の例を示す図である。
【図５】第１光路差付与構造を説明するための図である。
【図６】第１の基礎構造による温度変化に起因した収差劣化を補正をする原理を説明するための図である。
【図７】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図８】本実施の形態にかかる対物光学素子ユニットＯＢＵの断面図である。
【図９】対物光学素子ユニットＯＢＵの一部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
ＡＣ１  ２軸アクチュエータ
ＡＣ２  １軸アクチュエータ
Ｃ１  領域
Ｃ２  領域
Ｃ３  領域
Ｃ４  領域
ＣＬ  コリメート光学系
Ｄ１  第１の光路差付与構造
Ｄ２  第２の光路差付与構造
ＨＬ  鏡枠
Ｌ１  第１の光学素子
Ｌ２  第２の光学素子
ＬＤ１  青紫色半導体レーザ
ＬＤ２  赤色半導体レーザ
ＬＤ３  赤外半導体レーザ
ＬＬ  レーザ光
Ｍ１  マーカ
Ｍ２  マーカ
ＭＬ  ミラー
ＯＡ１  光軸
ＯＡ２  光軸
ＯＢＵ  対物光学素子ユニット
Ｐ１  第１プリズム
Ｐ２  第２プリズム
Ｐ３  第３プリズム
ＰＤ  光検出器
ＰＬ１  保護基板
ＰＬ２  保護基板
ＰＬ３  保護基板
ＰＵ  光ピックアップ装置
ＲＬ１  情報記録面
ＲＬ２  情報記録面
ＲＬ３  情報記録面
Ｓ１  光源側の光学面
Ｓ２  光ディスク側の光学面
ＳＥ  センサー光学系
ＳＴＯ  絞り
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、図７を用いて本発明による対物光学素子ユニットを用いた光ピックアップ装置について説明する。図７は、高密度光ディスクＢＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）との何れに対しても適切に情報の記録・再生を行える光ピックアップ装置ＰＵの構成を概略的に示す図である。ＢＤの仕様は、第１波長（設計波長）λ１＝４０５ｎｍ、保護基板ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５（以下、この開口数をＮＡ１とする）であり、ＤＶＤの仕様は、第２波長（設計波長）λ２＝６５８ｎｍ、保護基板ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０（以下、この開口数をＮＡ２とする）であり、ＣＤの仕様は、第３波長（設計波長）λ３＝７８５ｎｍ、保護基板ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５（以下、この開口数をＮＡ３とする）である。但し、波長、保護基板の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。【０１１６】
光ピックアップ装置ＰＵは、ＢＤ用の波長λ１の第１光束を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、波長λ２の第２光束を射出するＤＶＤ用の赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）、波長λ３の第３光束を射出するＣＤ用の赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ共用の受光素子ＰＤ、対物光学素子ユニットＯＢＵ、コリメート光学系ＣＬ、２軸アクチュエータＡＣ１、１軸アクチュエータＡＣ２、第１プリズムＰ１、第２プリズムＰ２、第３プリズムＰ３、立上げミラーＭＬ、各光ディスクの情報記録面からの反射光束に対して非点収差を付加するためのセンサー光学系ＳＥとから構成されている。【０１１７】
図８は、本実施の形態にかかる対物光学素子ユニットＯＢＵの断面図である。対物光学素子ユニットＯＢＵは、プラスチック製の平板状の第１の光学素子Ｌ１と、プラスチック製の非球面レンズである第２の光学素子Ｌ２とを、プラスチック製の鏡枠ＨＬで連結した構成を有する。図示はしていないが、第２の光学素子Ｌ２の光軸に対して、第１の光学素子Ｌ１の光軸は２．５度傾いている。【０１１８】
第１の光学素子Ｌ１は波長λ１の第１光束における屈折率が１．５６であり、アッベ数５０以上６０以下のポリオレフィン系のプラスチックを素材としており、光源側の第１の光学面Ｓ１は、開口数ＮＡ２以下に相当する領域Ｃ２と、開口数ＮＡ２以上、ＮＡ１以下に相当する領域Ｃ３とに分割されており、光ディスク側の第２の光学面Ｓ２は、開口数ＮＡ３内に相当する領域Ｃ１と、開口数ＮＡ３以上、ＮＡ１以下に相当する領域Ｃ４とに分割されている。【０１１９】
第１の光学素子Ｌ１の第１の光学面Ｓ１の領域Ｃ２には、第１光路差付与構造Ｄ１が形成されている。第１光路差付与構造Ｄ１は、図５（ｂ）に示すごとく光軸方向断面形状をとったとき、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向にその深さが深くなる第１の基礎構造と、図５（ａ）に示すごとく光軸方向断面形状をとったとき、４段の小階段構造を複数有する第２の基礎構造とを重ね合わせたものであり、図５（ｃ）に示すような形状を有する。【０１２０】
第１の基礎構造は、第１光束に対して、温度変化に伴い発生する球面収差を補正する構造である。所謂、ＮＰＳ構造である。また、第１の光路差付与構造の第１の基礎構造は、第１の基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、第２光束に対してパワーを有する光路差付与構造である。また、第１の基礎構造は、第１の光束及び第３の光束の波長が設計波長である場合は、第１の光束及び第３の光束に対してパワーを有さないが、第１の光束及び第３の光束が設計波長からずれた場合は、第１の光束及び第３の光束に対してパワーを有する光路差付与構造である。第１の光路差付与構造の第１の基礎構造は、段差で区切られた同心円状の輪帯状の構造となり、その光軸方向の段差量ｄＡが、約１．５μｍである。【０１２１】
第２の基礎構造は、第１光束の波長λ１と第２光束の波長λ２の波長差を利用して、ＢＤの保護基板の厚さｔ１と、ＤＶＤの保護基板の厚さｔ２との差に基づいて発生する球面収差を補正する構造である。第２の基礎構造は、第２の基礎構造を通過した第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、第２光束に対してのみパワーを有する光路差付与構造である。第２の基礎構造の形状は、図５（ａ）に示すような４段の小階段状構造を複数有する構造である。この場合、小階段状の構造の小さい段差の光軸方向の段差量ｄＢは、約１．５μｍであり、大きな段差の光軸方向の段差量ｄＣは、約５．７μｍである。【０１２２】
第１の基礎構造と第２の基礎構造を重ね合わせた第１光路差付与構造は、約１．５μｍと、約５．７μｍと、約７．１μｍの３種類の段差量を有する。【０１２３】
第１の基礎構造と第２の基礎構造とを重ね合わせることで、第１の基礎構造の中心を通過した光束が、必ず第２の基礎構造の中心を通るようにできるため、残留コマ収差が減少し、温度変化に関わらず適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。【０１２４】
尚、第１の光学面Ｓ１の領域Ｃ３には、第１の基礎構造のみからなる第３光路差付与構造が設けられている。第３光路差付与構造は、第３光路差付与構造を通過した第１光束の４次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。この場合、第３の光路差付与構造の光軸方向の段差量ｄＹは、約２．９μｍである。【０１２５】
尚、第１光路差付与構造及び第３光路差付与構造の第１の基礎構造は、領域Ｃ２及びＣ３全体で捉えた際に、光軸を含む断面形状が、光軸から所定の高さまでは、光軸から離れるに従って深さが深くなり、光軸から所定の高さ以降は、光軸から離れるに従って深さが浅くなる階段構造となっている。【０１２６】
更に、第１の光学素子Ｌ１の第２の光学面Ｓ２の領域Ｃ１には、バイナリ状の構造である第２光路差付与構造Ｄ２が形成されている。第２光路差付与構造Ｄ２は、第１光束の波長λ１と第３光束の波長λ３の波長差を利用して、ＢＤの保護基板の厚さｔ１と、ＣＤの保護基板の厚さｔ３の差に基づいて発生する球面収差を補正する構造である。【０１２７】
第２光路差付与構造は、第２光路差付与構造を通過した第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする構造である。バイナリ状の構造の段差の光軸方向の段差量ｄＤが、約３．６μｍである。【０１２８】
第２の光学素子は、屈折率１．５６のポリオレフィン系のプラスチックからなる非球面レンズである。第２の光学素子は、第１の光学素子を介さなくても、単独で第１光束を、ＢＤの情報記録面上に集光する事が可能な設計となっている。【０１２９】
図９は、対物光学素子ユニットＯＢＵの一部を拡大して示す断面図である。対物光学素子ユニットＯＢＵにおいて、第１の光学素子Ｌ１の光軸ＯＡ１は、第２の光学素子Ｌ２の光軸ＯＡ２に対して角θ＝２．５°傾斜しているものとする。これにより、第１の光学素子Ｌ１からの反射光が光検出器に受光される恐れを少なくできる。また、図９に示すように、第１の光学素子Ｌ１の光源側の第１の光学面（すなわち、第１光路差付与構造及び第３光路差付与構造が設けられている光学面）の中心（光軸の位置）にはマーカＭ１が設けられており、第２の光学素子Ｌ２の中心（光軸の位置）にはマーカＭ２が設けられている。これらマーカＭ１、Ｍ２は、第１の光学素子Ｌ１と第２の光学素子Ｌ２のアライメントのために用られる。マーカは、塗料により設けてもよいし、凹部や凸部として設けてもよい。【０１３０】
第１の光学素子Ｌ１が傾斜していても対物光学素子ユニットＯＢＵの結像特性を劣化させないためには、例えば光源側から第２の光学素子Ｌ２の光軸ＯＡ２に平行に入射するレーザ光ＬＬが第１の光学素子Ｌ１の中心であるマーカＭ１を通過し、さらに、第２の光学素子Ｌ２の中心であるマーカＭ２を通過し、光軸ＯＡ２に沿って進行するようにアライメントすることが望ましい。このように、マーカＭ１、Ｍ２を利用して光軸ＯＡ２方向に関して第２の光学素子Ｌ２と第１の光学素子Ｌ１の中心を同一光路上にすることにより、第１の光学素子Ｌ１の傾斜角θの値に関わらず、少なくとも対物光学素子ユニットＯＢＵとして発生するコマ収差を（特に第１光束、第２光束について）低減することができる。【０１３１】
なお、第１の光路差付与構造、第３の光路差付与構造が、第１の光学素子の光源側の面ではなく、光ディスク側の面に設けられている場合は、第１の光学素子のマーカも光ディスク側の面に設け、そのマーカと第２光学素子のマーカとが同一光路になるようにアライメントする事が好ましい。【０１３２】
第１の光学素子Ｌ１のマーカＭ１を第２の光学素子Ｌ２の光軸ＯＡ２上に配置する手法としては、鏡枠ＨＬに取り付けられた第２の光学素子Ｌ２を光軸ＯＡ２上で図面左側から観察しつつ、第２の光学素子Ｌ２の手前側に第１の光学素子Ｌ１を配置し、両マーカＭ１、Ｍ２が一致するように第１の光学素子Ｌ１を鏡枠内で移動させる。これにより、図９に示すような状態が達成され、対物光学素子ユニットＯＢＵの結像特性を確保することができる。【０１３３】
光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、コリメート光学系ＣＬから波長λ１の青紫色レーザ光束（第１光束）が平行光束の状態で射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメート光学系ＣＬの位置を光軸方向に調整した後、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、図７において実線でその光線経路を描いたように、第１プリズムＰ１により反射された後、第２プリズムＰ２、及び第３プリズムＰ３を順に透過し、コリメート光学系ＣＬにより平行光束に変換される。その後、立上げミラーＭＬにより反射された後、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学素子ユニットＯＢＵによってＢＤの保護基板ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成される集光スポットとなる。対物光学素子ユニットＯＢＵ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。尚、第１光束は、第１の光学素子Ｌ１の第１の光学面Ｓ１を透過し、第２の光学面Ｓ２も透過し、平行光束の状態で第２の光学素子Ｌ２に入射し、ＮＡ１以内（すなわち、Ｃ２とＣ３を合わせた領域、または、Ｃ１とＣ４を合わせた領域）の範囲の第１光束が全て、第２の光学素子Ｌ２によってＢＤの情報記録面上に集光される。また、環境温度が変化した場合は、前述したメカニズムによって、球面収差の変動が抑えられる。【０１３４】
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、再び対物光学素子ユニットＯＢＵを透過した後、立上げミラーＭＬにより反射され、コリメート光学系ＣＬを通過する際に収斂光束となる。その後、第３プリズムＰ３、第２プリズムＰ２及び第１プリズムＰ１を順に透過した後、センサー光学系ＳＥにより非点収差が付加され、光検出器ＰＤの受光面上に収束する。光検出器ＰＤの出力信号を用いてＢＤに記録された情報を読み取ることができる。【０１３５】
また、光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、コリメート光学系ＣＬから波長λ２の赤色レーザ光束（第２光束）が平行光束の状態で射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメート光学系ＣＬの位置を光軸方向に調整した後、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、図７において破線でその光線経路を構いたように、第２プリズムＰ２により反射された後、第３プリズムＰ３を透過し、コリメート光学系ＣＬにより平行光束に変換される。その後、立上げミラーＭＬにより反射された後、対物光学ユニットＯＢＵによってＤＶＤの保護基板ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成される集光スポットとなる。対物光学素子ユニットＯＢＵ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。尚、第２光束は、第１の光学素子Ｌ１の第１の光学面Ｓ１の領域Ｃ２において発散光に変換され、領域Ｃ３においては透過する。領域Ｃ２を通過し、発散光に変換された第２光束は、第２の光学面Ｓ２を透過し、発散光として第２の光学素子に入射し、ＤＶＤの情報記録面上に集光される。一方、領域Ｃ３を透過した第２光束は、平行光束のまま第２の光学素子に入射し、第２の光学素子によって集光スポットを形成されず、ＤＶＤの情報記録面上においてフレアとなる。従って、ＮＡ２以内の範囲（即ち、Ｃ２領域）の第２光束が、ＤＶＤの情報記録面上に集光され、ＮＡ２より大きい範囲（即ち、Ｃ３領域）の第２光束は、フレアとなる。【０１３６】
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、再び対物光学素子ユニットＯＢＵを透過した後、立上げミラーＭＬにより反射され、コリメート光学系ＣＬを通過する際に収斂光束となる。その後、第３プリズムＰ３、第２プリズムＰ２及び第１プリズムＰ１を順に透過した後、センサー光学系ＳＥにより非点収差が付加され、光検出器ＰＤの受光面上に収束する。光検出器ＰＤ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。【０１３７】
また、光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、コリメート光学系ＣＬから波長λ３の赤外レーザ光束（第三光束）が平行光束の状態で射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２によりコリメート光学系ＣＬの位置を光軸方向に調整した後、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、図７において一点鎖線でその光線経路を描いたように、第３プリズムＰ３により反射された後、コリメート光学系ＣＬにより平行光束に変換される。その後、立上げミラーＭＬにより反射された後、対物光学素子ユニットＯＢＵによってＣＤの保護基板ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成される集光スポットとなる。対物光学ユニットＯＢＵ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。尚、第３光束は、第１の光学素子Ｌ１の第１の光学面Ｓ１を透過する。そして、第３光束は、第１の光学素子Ｌ１の第２の光学面Ｓ２の領域Ｃ１において発散光に変換され、領域Ｃ４においては透過する。領域Ｃ１を通過し、発散光に変換された第３光束は、発散光として第２の光学素子に入射し、ＣＤの情報記録面上に集光される。一方、領域Ｃ４を透過した第３光束は、平行光束のまま第２の光学素子に入射し、第２の光学素子によって集光スポットを形成されず、ＣＤの情報記録面上においてフレアとなる。従って、ＮＡ３以内の範囲（即ちＣ１領域）の第３光束が、ＣＤの情報記録面上に集光され、ＮＡ３より大きい範囲（即ちＣ４領域）の第３光束は、フレアとなる。【０１３８】
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、再び対物光学ユニットＯＢＵを透過した後、立上げミラーＭＬにより反射され、コリメート光学系ＣＬを通過する際に収斂光束となる。その後、第３プリズムＰ３、第２プリズムＰ２及び第１プリズムＰ１を順に透過した後、センサー光学系ＳＥにより非点収差が付加され、光検出器ＰＤの受光面上に収束する。光検出器ＰＤ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。【０１３９】
光ピックアップ装置ＰＵでは、コリメート光学系ＣＬを１軸アクチュエータＡＣ２により光軸方向に駆動させることで、ＢＤ使用時の球面収差を補正できる。かかる球面収差補正機構により、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の屈折率変化や屈折率分布、多層ディスクの情報記録眉間のフォーカスジャンプ、保護基板ＰＬ１の製造誤差による厚さばらつきや厚み分布等に起因する球面収差を補正可能である。尚、この球面収差補正機構により、ＤＶＤ使用時やＣＤ使用時の球面収差を補正しても良い。
＜実施例＞
次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。以下の実施例において、対物光学素子ユニットは、上述したように第１の光学素子はポリオレフィン系のプラスチック製の平板状光学素子であり、第２の光学素子もポリオレフィン系のプラスチック製の非球面レンズである。【０１４０】
表１〜表３に本実施例のレンズデータを示す。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ―３）を用いて表すものとする。【０１４１】
【表１】
2008126562.tif 000003
【０１４２】
【表２】
2008126562.tif 000004
【０１４３】
【表３】
2008126562.tif 000005
【０１４４】
対物光学素子の光学面は、それぞれ数１式に、表２に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。【０１４５】
【数１】
2008126562.tif 000006
【０１４６】
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａ２ｉは非球面係数、ｈは光軸からの高さである。【０１４７】
また、光路差付与構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数２式の光路差関数に、表２に示す係数を代入した数式で規定される。【０１４８】
【数２】
2008126562.tif 000007
【０１４９】
λは入射光束の波長、λＢは製造波長（ブレーズ化波長）、ｄｏｒは回折次数、Ｂ２ｉは光路差関数の係数である。【０１５０】
本実施例において、第１の光学素子を２．５度傾けているにも拘らず、調芯後のコマ収差は、ＢＤにおいて、０λｒｍｓ、ＤＶＤにおいて、０．００１λｒｍｓ、ＣＤにおいて、−０．０１７λｒｍｓと低く抑えられている。また、環境温度が変化した場合の収差量の変化も小さく抑えられる。【０１５１】
本実施例においては、ｆＬ１（λ１）＝∞、ｆＬ２（λ１）＝２．２であるので、｜ｆＬ２（λ１）／ｆＬ１（λ１）｜＝０である。また、本実施例の対物光学素子の温度特性については、δＳＡＴ１は、＋０．００３７ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ２は、＋０．００２２ＷＦＥλｒｍｓ／℃である。また、第一波長における対物光学素子のｆが２．２ｍｍであるので、δＳＡＴ１／ｆは、＋０．００１７ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）。δＳＡＴ２／ｆは、＋０．００１ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）。また、本実施例の対物光学素子の波長特性については、δＳＡλが、−０．０２８４ＷＦＥλｒｍｓ／ｎｍであり、δＳＡλ／ｆが、−０．０１２９ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ）である。また、以下の表４に示すレンズデータを有するコリメート光学系を用いた場合、δＳＡＴ３は、＋０．０００５ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ３／ｆは、＋０．０００２３ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。【０１５２】
【表４】
2008126562.tif 000008
【０１５３】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【図１】
2008126562.tif 000009
【図２】
2008126562.tif 000010
【図３】
2008126562.tif 000011
【図４】
2008126562.tif 000012
【図５】
2008126562.tif 000013
【図７】
2008126562.tif 000014
【図８】
2008126562.tif 000015
【図６】
2008126562.tif 000016
【図９】
2008126562.tif 000017
【国際調査報告】
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