(57)【要約】  対物レンズとして単玉のレンズを用いたとしても、記録密度が異なる３種類のディスク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、透過率を向上させた対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供するために、以下の条件式（１）〜（３）の全てを満たしたときに、３種類のディスクに対して良好な収差特性を得ることができる。−０．０２≦ｍ１≦０．０２                              （１）０≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３  又は、１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦０．７      （２）０≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３  又は、１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦０．７    （３）
2010013616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源から出射される波長λ１（μｍ）の第１光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第２光源から出射される波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を用いて厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第３光源から出射される波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を用いて厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層を有する第３光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記対物レンズは単玉であって、その光学面は、光軸を中心とする中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域と、前記周辺領域の周囲に形成された輪帯状の最周辺領域とを有し、
前記中央領域と前記周辺領域と前記最周辺領域とを通過した前記第１光束が、前記第１光ディスクの情報記録面に集光され、
前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第２光束が、前記第２光ディスクの情報記録面に集光され、前記最周辺領域を通過した前記第２光束が、前記第２光ディスクの情報記録面に集光されず、
前記中央領域を通過した前記第３光束が、前記第３光ディスクの情報記録面に集光され、前記周辺領域及び前記最周辺領域を通過した前記第３光束が、前記第３光ディスクの情報記録面に集光されず、
前記最周辺領域は屈折面であり、
前記第１光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ１、前記第２光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ２、前記第３光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ３、前記第１光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ１（ｍｍ），前記第２光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ２（ｍｍ）、前記第３光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ３（ｍｍ）としたとき、以下の条件式（１）〜（３）の全てを満たすことを特徴とする対物レンズ。
−０．０２≦ｍ１≦０．０２                            （１）
０≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３  又は、
１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦０．７    （２）
０≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３  又は、
１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦０．７  （３）
【請求項２】
以下の条件式（４）〜（５）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
−０．０２≦ｍ２≦０．０２      （４）
−０．０２≦ｍ３≦０．０２      （５）
【請求項３】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の対物レンズ。
ｍ１＝０      （１’）
ｍ２＝０      （４’）
ｍ３＝０      （５’）
【請求項４】
前記周辺領域には第２回折構造が形成されており、前記第２回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造はブレーズ型構造を有し、前記第１回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１回折構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造は、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造が重畳された構造であり、前記第１ブレーズ型構造は、前記第１ブレーズ型構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１ブレーズ型構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１ブレーズ型構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造は、前記第２ブレーズ型構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項７】
前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造は階段型構造を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項８】
前記第１回折構造はブレーズ型構造と階段型構造とを重畳させていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項９】
前記第１回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ１とし、前記第１回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ２とし、前記第１回折構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ３とし、更に前記第１回折構造を規定するための光路差関数において、前記第１光束に関する２次の項をＣλ１、前記第２光束に関する２次の項をＣλ２、前記第３光束に関する２次の項をＣλ３としたときに、以下の条件式（６）、（７）のいずれかを満たすことを特徴とする請求項５から請求項８までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
（ｄｏｒ１×Ｃλ１）／（ｄｏｒ２×Ｃλ２）＜０      （６）
（ｄｏｒ１×Ｃλ１）／（ｄｏｒ３×Ｃλ３）＜０      （７）
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の対物レンズを用いたことを特徴とする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、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置及びそれに用いる対物レンズに関する。
【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高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色ＳＨＧレーザ等、波長４００〜４２０ｎｍ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、２５ＧＢ程度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）、スキューによるコマ収差量を低減しているものがある。ところで、かかるタイプの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／レコーダ（光情報記録再生装置）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／レコーダ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／レコーダ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系と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。【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。そして、光ディスクに対向して配置される対物レンズを共通化することが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も有利となる。尚、記録／再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物レンズを得るためには、球面収差の波長依存性を有する光路差付与構造を対物光学系に形成することで、波長の違いや保護層の厚みの違いにより発生する球面収差を低減する必要がある。【０００６】
特許文献１には、光路差付与構造を有し、高密度光ディスクと従来のＤＶＤ及びＣＤに対して共通に使用可能な対物レンズに用いる光学素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２５９３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、高密度光ディスク、ＤＶＤ及びＣＤについて、それぞれ開口数ＮＡを異ならせている場合、例えばＤＶＤの開口数の外側を通過する光束を情報記録面上でフレアにすれば、別個に開口制限を用いる必要がなく好ましい。このため、特許文献１の対物レンズでは、ＤＶＤの開口数の外側の領域に回折構造を設けて、高密度光ディスク用の光束については０次回折光を発生させ、ＤＶＤ及びＣＤ用の光束については所定の次数の回折光を発生させている。【０００９】
しかるに、回折構造は母非球面を光軸方向にシフトしてなる微細構造であるために、製造誤差等によって光線のケラレが生じやすく、透過率が低下するという問題がある。そこで、特に光量が求められる高密度光ディスク用の光束について透過率をより高めるために、高密度光ディスクの情報の記録／再生のみに用いる対物レンズの領域を、屈折面のみから形成しようとする試みがある。ところが、高密度光ディスクの情報の記録／再生のみに用いる対物レンズの領域を、屈折面のみから形成した場合、ＤＶＤ及びＣＤ用の光束についてフレア制御の設計自由度が低下するため、有効なフレアが発生せず、ＤＶＤ又はＣＤ使用時に開口数が不適切となり、適切な情報の記録／再生を行えない恐れがある。【００１０】
本発明は、上述の問題を考慮してなされたものであり、対物レンズとして単玉のレンズを用いたとしても、高密度光ディスク（特にＢＤ）とＤＶＤとＣＤ等の、記録密度が異なる３種類のディスク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及び対物レンズであって、透過率を向上できる対物レンズ及びそれを用いた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】
【００１１】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の対物レンズは、第１光源から出射される波長λ１（μｍ）の第１光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第２光源から出射される波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を用いて厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第３光源から出射される波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を用いて厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層を有する第３光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記対物レンズは単玉であって、その光学面は、光軸を中心とする中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域と、前記周辺領域の周囲に形成された輪帯状の最周辺領域とを有し、
前記中央領域と前記周辺領域と前記最周辺領域とを通過した前記第１光束が、前記第１光ディスクの情報記録面に集光され、
前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第２光束が、前記第２光ディスクの情報記録面に集光され、前記最周辺領域を通過した前記第２光束が、前記第２光ディスクの情報記録面に集光されず、
前記中央領域を通過した前記第３光束が、前記第３光ディスクの情報記録面に集光され、前記周辺領域及び前記最周辺領域を通過した前記第３光束が、前記第３光ディスクの情報記録面に集光されず、
前記最周辺領域は屈折面であり、
前記第１光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ１、前記第２光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ２、前記第３光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ３、前記第１光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ１（ｍｍ）、前記第２光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ２（ｍｍ）、前記第３光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ３（ｍｍ）としたとき、以下の条件式（１）〜（３）、
−０．０２≦ｍ１≦０．０２                            （１）
０≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３  又は、
１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦０．７    （２）
０≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３  又は、
１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦０．７  （３）
の全てを満たすことを特徴とする。【００１２】
本発明の原理について説明する。図６は、縦軸に開口数、横軸に球面収差をとって示す模式図である。ここで、第２光ディスクとしてＤＶＤを例に取り説明する。ＤＶＤの開口数ＮＡ２は０．６程度であるため、対物レンズにおいて、それより外側の領域（ここでは最周辺領域とする）を通過する光束はフレアとして、集光スポットに寄与しないようにすることが望ましい。ところが、対物レンズの最周辺領域を屈折面とした場合、図６に示すように、開口数ＮＡ２を超える領域の収差特性（波形）が決まってしまう。従って、開口数ＮＡ２以下の領域を通過した光が集光する位置（ＷＤ２）によっては、集光スポットが絞られすぎてＤＶＤの情報の記録／再生が不能になる恐れがある。具体的には、開口数ＮＡ２以下の領域を通過した光が集光する位置（ＷＤ２）が、開口数ＮＡ２以上の領域を通過した光が集光する位置に近ければ（図６の（１）の状態）、ＤＶＤの情報の記録／再生が不能になり、開口数ＮＡ２以下の領域を通過した光が集光する位置（ＷＤ２）が、開口数ＮＡ２以上の領域を通過した光が集光する位置から離れていれば（図６の（２）又は（３）の状態）、ＤＶＤのスポットの開口数がＮＡ２となり情報の記録／再生は可能になる。同様なことは、第３光ディスク（例えばＣＤ）にも言える。【００１３】
そこで、本発明においては、図６の（２）又は（３）に示すように、ＤＶＤ及びＣＤ使用時に所望の開口数を得ることができるワーキングディスタンスを定めている。図７は、第２ディスクとしてＤＶＤを使用する際の集光状態を模式的に示した図であり、図８は、第１ディスクとしてＢＤを使用する際の集光状態を模式的に示した図である。【００１４】
図７において、ＤＶＤの開口数ＮＡ２を超える領域を通過した第２光束は、ＤＶＤの情報記録面で集光されずフレアとなる（図７にハッチングで示す領域）。かかる場合、光ディスクがないとしたときのＤＶＤ用波長の光に対する対物レンズのバックフォーカスをｆＤとし、ＤＶＤ使用時のワーキングディスタンスをＷＤ２とし、ＤＶＤの保護層の厚さをｔ２＝０．６ｍｍ、その屈折率をｎＤとし、ＤＶＤの開口数ＮＡ２を超える領域を通過した第２光束の集光位置のずれ量をＷＤ’とすると、
ｆＤ＝ＷＤ２＋ＷＤ’＋（０．６／ｎＤ）          （２０）
が成立する。【００１５】
一方、光ディスクがないとしたときのＢＤ用波長の光に対する対物レンズのバックフォーカスをｆＢとし、ＢＤのワーキングディスタンスをＷＤ１とし、ＢＤの保護層の厚さをｔ１＝０．１ｍｍ、その屈折率をｎＢとすると、
ｆＢ＝ＷＤ１＋（０．１／ｎＢ）                  （２１）
が成立する。（２０）、（２１）式より、
ｆＤ−ｆＢ＝
ＷＤ２＋ＷＤ’＋（０．６／ｎＤ）−（ＷＤ１＋（０．１／ｎＢ））
が得られ、更に、
ＷＤ’＝ｆＤ−ｆＢ−ＷＤ２−（０．６／ｎＤ）＋ＷＤ１
＋（０．１／ｎＢ）
＝（ｆＤ−ｆＢ＋（０．１／ｎＢ）−（０．６／ｎＤ））
＋ＷＤ１−ＷＤ２
が得られる。【００１６】
ここで、（ｆＤ−ｆＢ＋（０．１／ｎＢ）−（０．６／ｎＤ））は主に倍率に依存する値であるので、倍率が決まっている場合、ＷＤ’は、ＷＤ１−ＷＤ２をパラメータとして変化する値になる。またＷＤ’は、図６に示す収差のズレ量に相当する。従って、ＷＤ１−ＷＤ２を適切な値に設定すれば、ＷＤ’の値も決まるので、対物レンズの最周辺領域を屈折面としても、ＤＶＤのフレアを良好とし、ＤＶＤへの情報の記録／再生を適切に行うことができる。同様に、開口数ＮＡ２を超える領域を通過した第３光束の集光位置のずれ量をＷＤ”とすると、ＷＤ１−ＷＤ３をパラメータとして変化する値になる。従って、ＷＤ１−ＷＤ３を適切な値に設定すれば、ＷＤ”の値も決まることになるので、対物レンズの最周辺領域を屈折面としても、ＣＤのフレアを良好とし、ＣＤへの情報の記録／再生を適切に行うことができる。【００１７】
本発明者は、以上の思想に基づいて鋭意研究を重ねた結果、以下の条件式（１）〜（３）、
−０．０２≦ｍ１≦０．０２                              （１）
０≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３  又は、
１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦０．７      （２）
０≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３  又は、
１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦０．７    （３）
の全てを満たしたときに、第２光ディスクでも第３光ディスクでも良好な収差特性を得ることができることを見出したのである。【００１８】
請求項２に記載の対物レンズは、請求項１に記載の発明において、以下の条件式（４）〜（５）、
−０．０２≦ｍ２≦０．０２      （４）
−０．０２≦ｍ３≦０．０２      （５）
を満たすことを特徴とする。【００１９】
請求項３に記載の対物レンズは、請求項１又は請求項２に記載の発明において、以下の条件式、
ｍ１＝０      （１’）
ｍ２＝０      （４’）
ｍ３＝０      （５’）
を満たすことを特徴とする。【００２０】
請求項４に記載の対物レンズは、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の発明において、前記周辺領域には第２回折構造が形成されており、前記第２回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光、つまり透過光が最大の回折光量を有し、前記第２回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする。前記第１光束が入射した場合には周辺領域と最周辺領域はその領域より生じる屈折光を利用するため、光源の波長変動や環境温度の変化が生じた場合に、収差の発生方向（アンダーもしくはオーバー）と大きさが２つの領域で同じようになるので、収差変化が不連続とならず好ましい。【００２１】
請求項５に記載の対物レンズは、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発明において、前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造はブレーズ型構造を有し、前記第１回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１回折構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする。このような回折次数であれば、いずれの波長の回折光も高い回折効率を確保できるので、情報の記録／再生に十分な強度の集光スポットを得ることができる。【００２２】
請求項６に記載の対物レンズは、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発明において、前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造は、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造が重畳された構造であり、前記第１ブレーズ型構造は、前記第１ブレーズ型構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１ブレーズ型構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１ブレーズ型構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造は、前記第２ブレーズ型構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする。【００２３】
請求項７に記載の対物レンズは、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発明において、前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造は階段型構造を有することを特徴とする。【００２４】
請求項８に記載の対物レンズは、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の発明において、前記第１回折構造はブレーズ型構造と階段型構造とを重畳させていることを特徴とする。【００２５】
請求項９に記載の対物レンズは、請求項５から請求項８までのいずれかに記載の発明において、前記第１回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ１とし、前記第１回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ２とし、前記第１回折構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ３とし、更に前記第１回折構造を規定するための光路差関数において、前記第１光束に関する２次の項をＣλ１、前記第２光束に関する２次の項をＣλ２、前記第３光束に関する２次の項をＣλ３としたときに、以下の条件式（６）、（７）、
（ｄｏｒ１×Ｃλ１）／（ｄｏｒ２×Ｃλ２）＜０      （６）
（ｄｏｒ１×Ｃλ１）／（ｄｏｒ３×Ｃλ３）＜０      （７）
のいずれかを満たすことを特徴とする。【００２６】
ここで、（６）式を満たすとは、回折次数ｄｏｒ１の符号（正又は負）と、回折次数ｄｏｒ２の符号とが逆となることを意味する。又、（７）式を満たすとは、回折次数ｄｏｒ１の符号と、回折次数ｄｏｒ３の符号とが逆となることを意味する。（６）又は（７）式を満たす場合、前最周辺領域を屈折面としたときに、光源波長の変動に応じて発生する３次球面収差ＳＡ３と５次球面収差ＳＡ５の極性（符号）が同じになり、また絶対値の比│ＳＡ５│／│ＳＡ３│を１／８に近づけることができるので、光ピックアップ装置の組み付け時に、光源としての半導体レーザの位置調整誤差により残留する球面収差を抑えることができるため、半導体レーザの誤差許容度が高まり、コスト低減を図ることができる。【００２７】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から請求項９までのいずれかに記載の対物レンズを用いたことを特徴とする。【００２８】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第１光源、第２光源、第３光源の少なくとも３つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。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光ディスク又は第３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する。このときの第１光ディスクはＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、第２光ディスクはＤＶＤである事が好ましく、第３光ディスクはＣＤであることが好ましいが、これに限られない。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。【００２９】
ＢＤは、ＮＡ０．８５の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．１ｍｍ程度である。更に、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／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、ＮＡ０．４５〜０．５３程度の対物レンズにより情報の記録／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、ＢＤの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。【００３０】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（８）、（９）、（１０）、
０．０７５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１１２５ｍｍ      （８）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ                  （９）
１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ                （１０）
を満たすことが好ましいが、これに限られない。【００３１】
本明細書において、第１光源、第２光源、第３光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第１光源から出射される第１光束の第１波長λ１、第２光源から出射される第２光束の第２波長λ２（λ２＞λ１）、第３光源から出射される第３光束の第３波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（１１）、（１２）、
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１      （１１）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１      （１２）
を満たすことが好ましい。【００３２】
また、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクとして、それぞれ、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第１光源の第１波長λ１は好ましくは、０．３５μｍ以上、０．４４μｍ以下、より好ましくは、０．３８μｍ以上、０．４１５μｍ以下であって、第２光源の第２波長λ２は好ましくは０．５７μｍ以上、０．６８μｍ以下、より好ましくは０．６３μｍ以上、０．６７μｍ以下であって、第３光源の第３波長λ３は好ましくは、０．７５μｍ以上、０．８８μｍ以下、より好ましくは、０．７６μｍ以上、０．８２μｍ以下である。【００３３】
また、第１光源、第２光源、第３光源のうち少なくとも２つの光源をユニット化してもよい。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。【００３４】
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レンズ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素子を有していてもよい。【００３５】
集光光学系は、対物レンズを有する。集光光学系は、対物レンズのみを有していても良いが、集光光学系は、対物レンズの他にコリメータ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、対物レンズ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。コリメータは、カップリングレンズの一種で、コリメータに入射した光を平行光にして出射するレンズである。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、対物レンズとは、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、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系を指す。対物レンズは、単玉の対物レンズである。また、対物レンズは、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂などで回折構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよい。また、対物レンズは、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物レンズは、回折構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。【００３６】
また、対物レンズをガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することにより、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出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。【００３７】
ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物レンズをガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物レンズを駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物レンズをガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が３．０以下であるのが好ましく、２．８以下であるのがより好ましい。【００３８】
また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５２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、対物レンズをプラスチックレンズとする場合、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。【００３９】
対物レンズについて、以下に記載する。対物レンズの少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの周辺領域と、周辺領域の周りの最周辺領域とを有する。中央領域は、対物レンズの光軸を含む領域であることが好ましいが、含まない領域であってもよい。中央領域、周辺領域、及び最周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。図１に示されるように、中央領域ＣＮ、周辺領域ＭＤ、最周辺領域ＯＴは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物レンズの中央領域には第１回折構造が設けられることが好ましい。また、周辺領域には第２回折構造が設けられることが好ましい。最周辺領域は屈折面である。中央領域、周辺領域、最周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。【００４０】
第１回折構造は、対物レンズの中央領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第１回折構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第２回折構造は、対物レンズの周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第２回折構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。【００４１】
なお、本明細書でいう回折構造とは、回折作用によって光束を収束または発散させる構造（回折作用によって収差を与える構造を含む）である。回折構造は、好ましくは入射光束に対して光路差を付加する構造である。回折構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。回折構造は、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。回折構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。【００４２】
回折構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、回折構造は、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得る。【００４３】
第１回折構造は、１）光軸を含む断面形状がブレーズ型構造であるもの、２）光軸を含む断面形状が階段型構造であるもの、３）ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造とを重畳させたもの、又は、４）２種類のブレーズ型構造、即ち、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造とを重畳させたもの、のいずれかが好ましい。【００４４】
１）のブレーズ型構造とは、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、回折構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、鋸歯状の形状ということであり、別の言い方としては、回折構造がベース面に対して、直角でも平行でもない、斜めの面を有するということである。また、２）の階段型構造とは、図２（ｃ）、（ｄ）に示されるように、回折構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、小階段状のもの（分割数（ステップ数と言うこともある）が同じ小階段状の構造を複数有することが好ましい）を複数有するということである。また、基礎構造が階段形状である場合、ベース面が曲率を有する面であると、ベース面において光線が屈折するため光軸からの距離ごとに屈折角度が異なるという現象が生じる。そのため、ベース面を光軸方向に平行にシフトすることにより階段形状を得るよりも、光線の進む方向にベース面を同じ光路長分シフトすることにより階段形状を得る事が好ましい。【００４５】
好ましい１）のブレーズ型構造の例としては、Ｘ／Ｙ／Ｚ（第１光束が入射した際にＸ次回折光を最も多く発生させ、第２光束が入射した際にＹ次回折光を最も多く発生させ、第３光束が入射した際にＺ次回折光を最も多く発生させるという表現）で表した場合、１／１／１が好ましい一例として挙げられる。この時のブレーズ型構造の光軸方向段差量ｄの好ましい値は、０．９・１・λ１／（ｎλ１−１）≦ｄ≦１．９・１・λ１／（ｎλ１−１）で表すことができる。（ｎλ１は、波長λ１の時の屈折率）
好ましい２）の階段型構造の例としては、１／−１／−２や、１／−２／−３が好ましい例として挙げられる。この時の階段型構造の好ましい例は、それぞれ５分割（４段差）と７分割（６段差）の小階段型構造である。特に、７分割の１／−２／−３が好ましく、この小階段構造の光軸方向の小さな段差量ｄの好ましい値は、０．９・１．２・λ１／（ｎλ１−１）≦ｄ≦１．９・１．２・λ１／（ｎλ１−１）で表すことができる。【００４６】
３）のようにブレーズ型構造である第１基礎構造と階段型構造である第２基礎構造とを重畳して回折構造を形成する場合、第１基礎構造に、第１基礎構造とは異なる第２基礎構造を、第１基礎構造の全ての段差部の位置と第２基礎構造の段差部の位置が一致するように重畳することが好ましい。好ましい態様としては、図３（ａ）に示すブレーズ型構造の最も深くなる位置Ｐ１と、図３（ｂ）に示す階段型構造の最も深くなる位置Ｐ２とを一致させて重畳することをいう。これにより、図３（ｃ）に示す第１回折構造を得ることができる。このように、ブレーズ型構造と階段型構造とをブレーズ型の段差の位置と階段型構造の大きな段差の位置とを一致させて重畳させて得られる図３（ｃ）のような構造を、本明細書においてブレーズ型階段構造と称する。ブレーズ型階段構造は、回折構造がベース面に対して斜めの面と光軸に対して平行な面を有し、ベース面の方向に進むに従って、段階的に光軸方向の長さが変化する小構造を複数有する構造である。なお、第１基礎構造の一単位の輪帯に対して、第２基礎構造の複数単位の輪帯を重畳させても良い。また、第２基礎構造の段差部の全ての位置が第１基礎構造の段差部の位置と一致していなくてもよい。即ち、第２基礎構造の段差部の中には、第１基礎構造の段差部の位置と一致しないものがあってもよい。回折構造は、基礎構造を重畳させても重畳させなくても良く、この場合には図２や図３に示す任意の形状の構造を採りうる。【００４７】
次に、４）２種類のブレーズ型構造、即ち、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造とを重畳させたもの、の好ましい例について詳述する。【００４８】
第１ブレーズ型構造は、Ｘ／Ｙ／Ｚと表した時、Ｘは、奇数の整数である。また、Ｘは５以下の奇数であると、第１基礎構造の段差量が大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。【００４９】
また、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第１基礎構造は、その段差が光軸とは逆の方向を向いている。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第１基礎構造とは、上記Ｘが奇数となる段差のうち、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも、光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する上記Ｘが奇数となる段差が、光軸とは逆の方向を向いていることである。好ましくは、中央領域に設けられる第１基礎構造の全ての段差が光軸とは逆の方向を向いていることである。【００５０】
このように、第１光束における回折次数が奇数次数となる第１ブレーズ型構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換で用いるような軸上厚が厚い厚肉の対物レンズにおいても、ＣＤ使用時にワーキングディスタンスを十分確保することが可能となるのである。【００５１】
また、第１ブレーズ型構造は、Ｌ／Ｍ／Ｎと表した時、Ｌは、偶数の整数である。また、Ｌは４以下の偶数であると、第２基礎構造の段差量が大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。【００５２】
また、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第２基礎構造は、その段差が光軸の方向を向いている。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第２基礎構造とは、上記Ｌが偶数となる段差のうち、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する上記Ｌが偶数となる段差が光軸の方向を向いていることである。但し、好ましくは、中央領域に設けられる第２基礎構造は、全ての段差が光軸の方向を向いていることである。【００５３】
このように、第１光束に対して奇数次数の回折光を発生し、少なくとも中央領域の光軸付近においては段差が光軸とは逆の方向を向いている第１ブレーズ型構造と、第１光束に対して偶数次数の回折光を発生し、少なくとも中央領域の光軸付近においては段差が光軸の方向を向いている第２ブレーズ型構造を重ね合わせることにより、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造の段差の向きが同じになるように重ね合わせた場合に比べて、重ね合わせた後の段差の高さが高くなることを抑制でき、それに伴い、製造誤差などに因る光量ロスを抑えることが可能となると共に、波長変動時の回折効率の変動を抑えることが可能となるものである。【００５４】
また、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の何れの光ディスクに対しても、高い光利用効率を維持できる光利用効率のバランスが取れた対物レンズを提供することも可能となる。加えて、第１ブレーズ型構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、波長が長波長側に変動した際に収差をアンダー（補正不足）の方向に変化させることが可能となる。これにより、光ピックアップ装置の温度が上昇した際に発生する収差を抑えることが可能となり、対物レンズがプラスチック製である場合に、温度変化時においても安定した性能を維持できる対物レンズを提供することが可能となる。【００５５】
より好ましい４）の第１回折構造は、｜Ｘ｜／｜Ｙ｜／｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１ブレーズ型構造と、｜Ｌ｜／｜Ｍ｜／｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２ブレーズ型構造とを重ね合わせたものである。このような第１回折構造にすると、段差の高さを非常に低くできる。従って、より製造誤差を低減させることが可能となり、光量ロスを更に抑えることが可能となると共に、波長変動時の回折効率の変動をより抑えることが可能となる。【００５６】
第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造とを重ね合わせた後の第１光路差付与構造の形状と段差量という観点から、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２基礎構造とを重ね合わせた第１光路差付与構造を以下のように表現することができる。少なくとも中央領域の光軸付近に設けられている第１回折構造は、光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸の方向を向いている段差とを共に有し、光軸とは逆の方向を向いている段差の段差量ｄ１１と、光軸の方向を向いている段差の段差量ｄ１２とが、以下の条件式（１３）、（１４）を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式（１３）、（１４）を満たすことである。尚、回折構造を設けた対物レンズが単玉非球面の凸レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、同じ光路差を付与させる光路差付与構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。下記条件式において上限に１．５を乗じているのは、当該段差量の増加を加味した故である。
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１））
（１３）
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（２λ１／（ｎ−１））
（１４）
但し、ｎは、第１の波長λ１における対物レンズの屈折率を表す。【００５７】
尚、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第１回折構造とは、少なくとも光軸に最も近い光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸に最も近い光軸の方向を向いている段差とを共に有する光路差付与構造をいう。好ましくは、少なくとも、光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する段差を有する回折構造である。【００５８】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下、
０．３９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ            （１５）
０．３９μｍ＜ｄ１２＜２．３１μｍ            （１６）
と表すことが可能となる。【００５９】
更に、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造の重ね合わせ方としては、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造のピッチを合わせ、第２ブレーズ型構造の全ての段差の位置と、第１ブレーズ型構造の段差の位置を合わせるか、第１ブレーズ型構造の全ての段差の位置と、第２ブレーズ型構造の段差の位置を合わせることが好ましい。【００６０】
上述のように第２ブレーズ型構造の全ての段差の位置と、第１ブレーズ型構造の段差の位置を合わせて重ね合わせた場合、第１回折構造のｄ１１、ｄ１２は以下の条件式（１３）´、（１４）´を満たすことが好ましい。
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１））
（１３）´
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ−１））
（１４）´
より好ましくは、中央領域の全ての領域において、条件式（１３）´、（１４）´を満たすことである。【００６１】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下、のように表すことが可能となる。
０．３９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ              （１５）´
０．３９μｍ＜ｄ１２＜１．１５μｍ              （１６）´
と表すことが可能となる。【００６２】
更に好ましくは、以下の条件式（１３）´´、（１４）´´を満たすことが好ましい。
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１））
（１３）´´
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ−１））
（１４）´´
より好ましくは、中央領域の全ての領域において、条件式（１３）´´、（１４）´´を満たすことである。【００６３】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下、
０．５９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ            （１５）´´
０．５９μｍ＜ｄ１２＜１．１５μｍ            （１６）´´
と表すことが可能となる。【００６４】
また、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１ブレーズ型構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２ブレーズ型構造とを重ね合わせた第１回折構造にすることにより、第１ブレーズ型構造は波長が長くなった際に収差をアンダー（補正不足）とし（波長特性をアンダーとする）、第２ブレーズ型構造は逆に波長が長くなった際に収差をオーバー（補正過剰）とできる(波長特性をオーバーとする)ため、波長特性がアンダーに大きくなりすぎたり、オーバーに大きくなりすぎるということがなく、丁度よいレベルのアンダーの波長特性を得ることが可能となる。「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」とは、λｒｍｓの絶対値が１５０以下であることが好ましい。これによって、対物レンズがプラスチック製である場合であっても、温度変化時の収差変化を小さく抑えることが可能となるという観点からも好ましい。【００６５】
上記のように「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」を得るという観点から、第２ブレーズ型構造に比べて、第１ブレーズ型構造の寄与率が支配的であることが好ましい。第２ブレーズ型構造に比べて、第１ブレーズ型構造の寄与率を支配的にするという観点からは、第１ブレーズ型構造の平均ピッチが、第２ブレーズ型構造の平均ピッチに比べて小さいことが好ましい。別の表現では、光軸とは逆の方向を向いている段差間のピッチが、光軸の方向を向いている段差間のピッチに比べて小さいとも言えるし、第１回折構造において、光軸とは逆の方向を向いている段差の数が、光軸の方向を向いている段差の数に比べて多いとも言える。尚、第１ブレーズ型構造の平均ピッチが、第２ブレーズ型構造の平均ピッチの１／４以下であることが好ましい。更に好ましくは、１／６以下とすることである。第１ブレーズ型構造の平均ピッチを、第２ブレーズ型構造の平均ピッチの１／４以下(好ましくは１／６以下)とすることにより、前述のように「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」とすることが可能となるだけでなく、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを十分に確保するという観点からも好ましい。別の表現では、中央領域の第１回折構造において、光軸とは逆の方向を向いている段差の数が、光軸の方向を向いている段差の数の４倍以上であることが好ましいともいえる。より好ましくは６倍以上である。【００６６】
また、４）の第１回折構造において、最小ピッチが１５μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは１０μｍ以下である。また、第１回折構造の平均ピッチが３０μｍ以下となることが好ましい。より好ましくは２０μｍ以下とすることである。この様な構成にすることにより、上記のように丁度よいレベルのアンダーの波長特性を得ることが可能となると共に、第１回折構造を通過した第３光束において発生する、第３光ディスクの情報の記録／再生に用いられる必要光のベストフォーカス位置と、第３光ディスクの情報の記録／再生に用いられない不要光のベストフォーカス位置を離すことができ、誤検出を低減することも可能となる。尚、平均ピッチとは、中央領域の第１回折構造の全てのピッチを合計し、中央領域の第１回折構造の段差数で割った値である。【００６７】
以上が、第１回折構造の好ましい例である１）〜４）についての説明である。【００６８】
尚、回折構造又は基礎構造は、ある単位形状が周期的に繰り返されている構造であることが好ましい。 ここでいう「単位形状が周期的に繰り返されている」とは、同一の形状が同一の周期で繰り返されている形状は当然含む。さらに、周期の１単位となる単位形状が、規則性を持って、周期が徐々に長くなったり、徐々に短くなったりする形状も、「単位形状が周期的に繰り返されている」ものに含まれているとする。【００６９】
回折構造又は基礎構造が、ブレーズ型構造を有する場合、単位形状である鋸歯状の形状が繰り返された形状となる。図２（ａ）に示されるように、同一の鋸歯状形状が繰り返されてもよいし、図２（ｂ）に示されるように、ベース面の方向に進むに従って、徐々に鋸歯状形状の大きさが大きくなっていく形状、又は、小さくなっていく形状であってもよい。また、徐々に鋸歯状形状の大きさが大きくなった形状と、徐々に鋸歯状形状の大きさが小さくなっていく形状を組み合わせた形状としてもよい。但し、鋸歯状形状の大きさが徐々に変化する場合であっても、鋸歯状形状において、光軸方向（又は通過する光線の方向）の大きさはほとんど変化しないことが好ましい。なお、ブレーズ型構造において、１つの鋸歯状形状の光軸方向の長さ（鋸歯状形状を通過する光線の方向の長さとしてもよい）を、ピッチ深さといい、１つの鋸歯状形状の光軸垂直方向の長さをピッチ幅という。加えて、ある領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸（中心）側とは逆を向いている形状とし、他の領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸（中心）側を向いている形状とし、その間に、ブレーズ型構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている形状としてもよい。この遷移領域は、回折構造により付加される光路差を光路差関数で表現した時、光路差関数の極値となる点に相当する領域である。なお、光路差関数が極値となる点を持つと、光路差関数の傾きが小さくなるので、輪帯ピッチを広げることが可能となり、回折構造の形状誤差による透過率低下を抑制できる。【００７０】
回折構造又は基礎構造が、階段型構造を有する場合、単位形状である、階段形状が繰り返された形状となる。図２（ｃ）で示されるような数段（例えば、図２（ｃ）に示す様に５分割（５ステップ）の構造）の同一の小階段形状が、繰り返されるような形状等があり得る。さらに、ベース面の方向に進むに従って、徐々に階段の大きさが大きくなっていく形状や、徐々に階段の大きさが小さくなっていく形状であってもよいが、光軸方向（又は通過する光線の方向）の長さはほとんど変化しないことが好ましい。【００７１】
回折構造が、図２（ｄ）に示されるようにバイナリ状の形状（この様な構造は、２分割（２ステップ）の階段状構造とも言える）を有する場合、ベース面の方向に進むに従って、徐々にバイナリの大きさが大きくなっていく形状や、徐々に階段の大きさが小さくなっていく形状であってもよいが、通過する光線の方向の長さはほとんど変化しないことが好ましい。【００７２】
また、対物レンズの周辺領域に設けられた第２回折構造と、中央領域に設けられた第１回折構造とは、対物レンズの異なる光学面に設けてもよいが、同一の光学面に設けることが好ましい。同一の光学面に設けることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第１回折構造及び第２回折構造は、対物レンズの光ディスク側の面よりも、対物レンズの光源側の面に設けられることが好ましい。【００７３】
対物レンズは、対物レンズの第１回折構造が設けられた中央領域を通過する第１光束、第２光束及び第３光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物レンズは、対物レンズの第１光回折構造が設けられた中央領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物レンズは、対物レンズの第１回折構造が設けられた中央領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。さらに、対物レンズは、対物レンズの第１回折構造が設けられた中央領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、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が異なる場合、第１回折構造は、第１回折構造を通過する第１光束及び第２光束に対して、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の違いにより発生する球面収差及び／又は第１光束と第２光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第１回折構造は、第１回折構造を通過した第１光束及び第３光束に対して、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との違いにより発生する球面収差及び／又は第１光束と第３光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。【００７４】
対物レンズの第１光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）とし、対物レンズの中心厚さをｄ（ｍｍ）とした際に、下記の式（１７）、
０．８≦ｄ／ｆ１≦１．７              （１７）
を満たすことが好ましい。【００７５】
なお、下記の式（１７）’、
１．０≦ｄ／ｆ１≦１．５              （１７）’
を満たすことがより好ましい。【００７６】
上記構成により、回折構造のピッチを小さくすることなく、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを確保でき、対物レンズの製造も容易にする事が出来、加えて、光の利用効率を高く維持することが可能となる。更に、非点収差や偏心コマ収差を抑えることも可能となる。【００７７】
また、以下の条件式を満たすことが好ましい。
２．０ｍｍ≦φ≦４．２ｍｍ
尚、Φは、第２光ディスク使用時の対物レンズの有効径を表す。上記範囲を満たすことにより、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを実使用上問題ないレベルの距離を確保しつつ、例え、対物レンズがプラスチックレンズであったとしても、温度変化時における収差変化を問題ないレベルに維持することができる。【００７８】
また、対物レンズは、対物レンズに設けられた第２回折構造を用いて周辺領域を通過する第１光束及び第２光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物レンズは、対物レンズの第２回折構造が設けられた周辺領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物レンズは、対物レンズに第２回折構造が設けられた場合、これを用いて周辺領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また第２回折構造は、第２回折構造を通過する第１光束及び第２光束の波長の違いにより発生する色球面収差を補正することが好ましい。【００７９】
また、好ましい態様として、周辺領域を通過した第３光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。周辺領域を通過した第３光束が、第３光ディスクの情報記録面上で集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、第２回折構造により周辺領域を通過する第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。図４に示すように、対物レンズを通過した第３光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側（又はスポット中心部）から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部ＳＣＮ、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部ＳＭＤ、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部ＳＯＴを有する。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録及び／又は再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。しかしながら、上述のようなフレアでなくても、光量密度が高いスポット中心部の周りに、スポット中間部がなく、光量密度がスポット中心部より低いスポット周辺部がある場合もあり得、この場合は、当該スポット周辺部をフレアと言う。つまり、対物レンズの周辺領域に設けられた第２回折構造を通過した第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成する。【００８０】
また、最周辺領域を通過した第１光束は、第１光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、最周辺領域を通過した第２光束及び第３光束は、第２光ディスク及び第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。最周辺領域を通過した第２光束及び第３光束が、それぞれ第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上での集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物レンズが最周辺領域を有する場合、対物レンズの最周辺領域を通過する第２光束及び第３光束は、第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物レンズの最周辺領域を通過した第２光束及び第３光束は、第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。【００８１】
なお、第１の基礎構造と第２の基礎構造を重ね併せて第２回折構造を形成することにより、第２回折構造を通過した第１光束、第２光束、第３光束全ての出射光の方向を異ならせることが可能となるため、第１光束、第２光束、第３光束の全ての光束が同じ結像倍率（例えば、全て平行光束）で対物レンズに入射したとしても、異なる種類の光ディスクを用いていることに起因して発生する収差を補正でき、互換が可能となる。【００８２】
対物レンズがプラスチックレンズである場合、温度特性補正用構造として第３の基礎構造を、第１の基礎構造及び第２の基礎構造にさらに重ねたものを第２回折構造としてもよい。もしくは最周辺領域に設けてもよい。具体的には、第３の基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略１０波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略５波長分の光路差を与えるような段差量であるか、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。【００８３】
また、対物レンズがプラスチックレンズである場合、温度特性補正用構造として基礎構造を、重ねたものを第１回折構造としてもよい。具体的には、第３の基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略１０波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略５波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。【００８４】
前述したように、段差量は大きすぎない方が好ましい。基礎構造を複数重ね合わせて得た基礎となる回折構造のある輪帯の段差量が基準の値より高い場合、輪帯の段差量を１０・λＢ／（ｎ−１）（μｍ）だけ低くすることにより、光学性能に影響を及ぼすことなく、大きすぎる段差量を減らすことが可能となる。なお、基準の値としては、任意の値を設定する事ができるが、１０・λＢ／（ｎ−１）（μｍ）を基準値とする事が好ましい。【００８５】
また、細長い輪帯が少ない方が製造上好ましいという観点から、第１回折構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。更に好ましくは、全ての回折構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。【００８６】
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レンズの像側開口数を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レンズの像側開口数を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レンズの像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．６以上、０．９以下であることが好ましい。特にＮＡ１は０．８５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。特にＮＡ２は０．６０又は０．６５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。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。【００８７】
対物レンズの中央領域と周辺領域の境界は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中央領域と周辺領域の境界が、ＮＡ３に相当する部分に形成されていることである。また、対物レンズの周辺領域と最周辺領域の境界は、第２光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１５・ＮＡ２以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの周辺領域と最周辺領域の境界が、ＮＡ２に相当する部分に形成されていることである。【００８８】
対物レンズを通過した第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に存在することが好ましい。【００８９】
また、球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合であって、対物レンズを通過した第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０２μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０８μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０１μｍ以下である。【００９０】
また、光ピックアップ装置の用途に応じて、中央領域の各波長に対する回折効率を適宜設定可能である。例えば、第１光ディスクに対して記録及び再生を行い、第２、第３光ディスクに対して再生のみ行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域及び／又は周辺領域の回折効率を、第１光束を重視して設定するのが好ましい。一方、第１光ディスクに対して再生のみを行い、第２、第３光ディスクに対して記録及び再生を行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域の回折効率を、第２、第３光束を重視して設定し、周辺領域の回折効率を、第２光束を重視して設定するのが好ましい。【００９１】
何れの場合でも、下記条件式（１８）を満たすようにすることで、各領域の面積加重平均により計算される第１光束の回折効率を高く確保することが可能となる。
η１１≦η２１            （１８）
但し、η１１は中央領域における第１光束の回折効率を表し、η２１は周辺領域における第１光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第２、第３波長の光束重視とした場合には、中央領域の第１光束の回折効率は低くなるが、第１光ディスクの開口数が第３光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第１光束の有効径全体で考えると中央領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。【００９２】
なお、本明細書における回折効率は、以下のように定義することができる。
［１］同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一の材料で形成され、第１及び第２回折構造が形成されない対物レンズの透過率を、中央領域、周辺領域に分けて測定する。この際、中央領域の透過率は、周辺領域に入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は中央領域に入射する光束を遮断して測定する。
［２］第１及び第２回折構造を有する対物レンズの透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
［３］上記［２］の結果を［１］の結果で割った値を各領域の回折効率とする。【００９３】
また、第１光束乃至第３光束の何れか二つの光束の光利用効率が７０％以上であって、残りの一つの光束の光利用効率を３０％以上、７０％以下にするようにしてもよい。残りの一つの光束の光利用効率を４０％以上、６０％以下にするようにしてもよい。この場合、光利用効率を３０％以上、７０％以下（または４０％以上、６０％以下）とする光束は、第３光束であることが好ましい。【００９４】
なお、ここでいう光利用効率とは、第１回折構造及び第２回折構造が形成された対物レンズにより光ディスクの情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＡとし、同一の材料から形成され、且つ、同一の焦点距離、軸上厚さ、開口数、波面収差を有し、第１回折構造、第２回折構造が形成されない対物レンズにより、光情報記録媒体の情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＢとしたとき、Ａ／Ｂにより算出するものとする。なお、ここでいうエアリーディスクとは、集光スポットの光軸を中心とする半径ｒ’の円をいう。ｒ’＝０．６１・λ／ＮＡで表される。【００９５】
第１光束、第２光束及び第３光束は、平行光として対物レンズに入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物レンズに入射してもよい。第１光束が平行光又は略平行光として入射する場合、第１光束が対物レンズに入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ１が、下記の式（１）を満たす。
−０．０２≦ｍ１≦０．０２          （１）
より好ましくはｍ１＝０である。【００９６】
一方で、第１光束が発散光として対物レンズに入射する場合は、第１光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ１が、下記の式（１”）、
−０．１０＜ｍ１＜−０．０２          （１”）
を満たす。【００９７】
また、第２光束を平行光又は略平行光として対物レンズに入射させる場合は、第２光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ２が、下記の式（４）を満たすこととなる。
−０．０２≦ｍ２≦０．０２          （４）
より好ましくはｍ２＝０である。【００９８】
一方で、第２光束が発散光として対物レンズに入射する場合、第２光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ２が、下記の式（４”）、
−０．１０＜ｍ２＜−０．０２          （４”）
を満たす。【００９９】
また、第３光束が平行光又は略平行光として対物レンズに入射する場合、第３光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすこととなる。第３光束が平行光である場合、トラッキングにおいて問題が発生しやすくなるが、本発明は第３光束が平行光であっても、良好なトラッキング特性を得ることを可能とし、３つの異なる光ディスクに対して記録及び／又は再生を適切に行う事を可能とする。
−０．０２≦ｍ３≦０．０２            （５）
より好ましくはｍ３＝０である。【０１００】
一方で、第３光束が発散光として対物レンズに入射する場合、第３光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ３が、下記の式（５”）、を満たす。【０１０１】
−０．１０＜ｍ３＜−０．０２          （５”）
を満たすことが好ましい。【０１０２】
また、第３光ディスクを用いる際の対物レンズのワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．１０ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．２ｍｍ以上、１．２０ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物レンズのＷＤは、０．４ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、第１光ディスクを用いる際の対物レンズのＷＤは、０．４ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下であることが好ましい。【０１０３】
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。【０１０４】
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ごと、外部に取り出される方式とがある。【０１０５】
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。【０１０６】
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】
【０１０７】
本発明によれば、対物レンズとして単玉のレンズを用いたとしても、高密度光ディスク（特にＢＤ）とＤＶＤとＣＤ等の、記録密度が異なる３種類のディスク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及び対物レンズであって、透過率を向上できる対物レンズ及びそれを用いた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】
【０１０８】
【図１】（ａ）は、本発明に係る対物レンズＯＢＪの一例を、光軸方向から見た図であり、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明に係る対物レンズＯＢＪに設けられる回折構造の幾つかの例（ａ）〜（ｄ）を模式的に示す断面図である。
【図３】回折構造の重畳を示す図である。
【図４】本発明に係る対物レンズによるスポットの形状を示した図である。
【図５】本発明に係る光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】縦軸に開口数、横軸に球面収差をとって示す模式図である。
【図７】第２ディスクとしてＤＶＤを使用する際の集光状態を模式的に示した図である。
【図８】第１ディスクとしてＢＤを使用する際の集光状態を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図５は、異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態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。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第１光ディスクをＢＤとし、第２光ディスクをＤＶＤとし、第３光ディスクをＣＤとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。
【０１１０】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴ、コリメートレンズＣＬ、ダイクロイックプリズムＰＰＳ、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ１＝４０５ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１半導体レーザＬＤ１（第１光源）と、ＢＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第１の受光素子ＰＤ１とを一体化したユニットＭＤ１、レーザモジュールＬＭ等を有する。
【０１１１】
また、レーザモジュールＬＭは、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ２＝６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２半導体レーザＥＰ１（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波長λ３＝７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する第３半導体レーザＥＰ２（第３光源）と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第２の受光素子ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第３の受光素子ＤＳ２と、プリズムＰＳと、を有している。
【０１１２】
図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、本実施の形態の対物レンズＯＢＪにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中央領域ＣＮと、その周囲に配置された周辺領域ＭＤと、更にその周囲に配置された最周辺領域ＯＴとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。図示していないが、中央領域ＣＮには第１回折構造が形成され、周辺領域ＭＤには第２回折構造が形成されている。また、最周辺領域ＯＴには屈折面のみが形成されている。
【０１１３】
ＢＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪの結像倍率をｍ１、ＤＶＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪの結像倍率をｍ２、ＣＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪの結像倍率をｍ３、ＢＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪのワーキングディスタンスをＷＤ１（ｍｍ）、ＤＶＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪのワーキングディスタンスをＷＤ２（ｍｍ）、ＣＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪのワーキングディスタンスをＷＤ３（ｍｍ）としたとき、以下の条件式（１）〜（５）、
−０．０２≦ｍ１≦０．０２                              （１）
０≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３  又は、
１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦０．７      （２）
０≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３  又は、
１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦０．７    （３）
−０．０２≦ｍ２≦０．０２                              （４）
−０．０２≦ｍ３≦０．０２                              （５）
の全てを満たすようになっている。
【０１１４】
第１回折構造が、上述の１）のブレーズ型構造である場合や、２）の階段型構造である場合は、例えば、通過した第１光束のｘ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ｙ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ｚ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などを用いる事ができ、（ｘ、ｙ、ｚ）＝（１，１，１）、（２，１，１）、（１，−１，−２）、（１，−２，−３）であると好ましい。また、第２回折構造は、例えば、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と好ましい。
【０１１５】
第１回折構造が、上述の４）の第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造との重畳の構造である場合は、例えば、通過した第１光束のｘ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ｙ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ｚ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などを用いる事ができ、（ｘ、ｙ、ｚ）＝（２，１，１）と（１，１，１）の構造の重畳であると好ましい。
【０１１６】
青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過し、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、絞りＳＴによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪに入射する。ここで、対物レンズＯＢＪの中央領域と周辺領域と最周辺領域により集光された光束は、厚さ０．１ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【０１１７】
情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過した後、第１の受光素子ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、第１の受光素子ＰＤ１の出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣにより対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１１８】
赤色半導体レーザＥＰ１から射出された第２光束（λ２＝６５８ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＢＪに入射する。ここで、対物レンズＯＢＪの中央領域と周辺領域とにより集光された（最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。
【０１１９】
情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第２の受光素子ＤＳ１に収束する。そして、第２の受光素子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。
【０１２０】
赤外半導体レーザＥＰ２から射出された第３光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＪＴに入射する。ここで、対物レンズＯＢＪの中央領域により集光された（周辺領域及び最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
【０１２１】
情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第３の受光素子ＤＳ２に収束する。そして、第３の受光素子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。
【０１２２】
（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。実施例１〜５は、単玉レンズの対物光学素子である。尚、以降の表中のｒｉは曲率半径、ｄｉは第ｉ面から第ｉ＋１面までの光軸方向の位置、ｎｉは各面の屈折率を表している。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、２．５×Ｅ−３）を用いて表すものとする。また、対物光学素子の光学面は、それぞれ数１式に表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。
【０１２３】
【数１】
2010013616.tif 000003
【０１２４】
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、Ａiは非球面係数、ｈは光軸からの高さ、ｒは近軸曲率半径である。
【０１２５】
また、回折構造（位相構造）を用いた実施例の場合、その回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路差は、数２式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。
【０１２６】
【数２】
2010013616.tif 000004
【０１２７】
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、Ｃｉは光路差関数の係数である。
【０１２８】
（実施例１）
表１及び表２に実施例１のレンズデータを示す。実施例１において、中央領域の第１回折構造は、ブレーズ型の第１基礎構造と、５ステップの階段型の第２基礎構造とを重畳している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造（回折構造１ともいう）に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。又、第２基礎構造（回折構造２ともいう）に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、−２次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、−２次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、５ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。
【０１２９】
【表１】
2010013616.tif 000005
【０１３０】
【表２】
2010013616.tif 000006
【０１３１】
（実施例２）
表３及び表４に実施例２のレンズデータを示す。実施例２において、中央領域の第１回折構造は、ブレーズ型の第１基礎構造と、４ステップの階段型の第２基礎構造とを重畳している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。又、第２基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、−１次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、５ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。
【０１３２】
【表３】
2010013616.tif 000007
【０１３３】
【表４】
2010013616.tif 000008
【０１３４】
（実施例３）
表５及び表６に実施例３のレンズデータを示す。実施例３において、中央領域の第１回折構造は、ブレーズ型の第１基礎構造と、３ステップの階段型の第２基礎構造とを重畳している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。又、第２基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、−１次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、―１次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、５ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。
【０１３５】
【表５】
2010013616.tif 000009
【０１３６】
【表６】
2010013616.tif 000010
【０１３７】
（実施例４）
表７及び表８に実施例４のレンズデータを示す。実施例４において、中央領域の第１回折構造は、７ステップの階段型の構造を有している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、−２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、−３次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、３ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、−１次回折光が最大の回折光量を有する。
【０１３８】
【表７】
2010013616.tif 000011
【０１３９】
【表８】
2010013616.tif 000012
【０１４０】
（実施例５）
表９及び表１０に実施例５のレンズデータを示す。実施例５において、中央領域の第１回折構造は、ブレーズ型の第１基礎構造と、４ステップの階段型の第２基礎構造とを重畳している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。又、第２基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、３次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、３次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、５ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。
【０１４１】
【表９】
2010013616.tif 000013
【０１４２】
【表１０】
2010013616.tif 000014
【０１４３】
各実施例について、ｍ１、ＷＤ１−ＷＤ２、ＷＤ１−ＷＤ３、ｍ２、ｍ３、１．５７ｍ２＋０．１２３、１．５７ｍ２＋０．２４、１．７９ｍ３＋０．３３３、１．６６ｍ３＋０．５０８の値を表１１にまとめて示す。
【０１４４】
【表１１】
2010013616.tif 000015
【０１４５】
表１１に示すように、実施例１〜４のＷＤ１−ＷＤ２の値は、それぞれ条件式（２）の０≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３を満足している。実施例１、２、４のＷＤ１−ＷＤ３の値は、それぞれ条件式（３）の０≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３、を満足している。
【０１４６】
実施例３のＷＤ１−ＷＤ３の値は、条件式（３）の１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦０．７を満足している。
【０１４７】
また、実施例５のＷＤ１−ＷＤ２、ＷＤ１−ＷＤ３の値は、それぞれ条件式（２）の１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１−ＷＤ２）≦０．７と、条件式（３）の１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１−ＷＤ３）≦０．７を満足している。
【符号の説明】
【０１４８】
ＡＣ  二軸アクチュエータ
ＰＰＳ  ダイクロイックプリズム
ＣＬ  コリメートレンズ
ＬＤ１  青紫色半導体レーザ
ＬＭ  レーザモジュール
ＯＢＪ  対物レンズ
ＰＬ１  保護基板
ＰＬ２  保護基板
ＰＬ３  保護基板
ＰＵ１  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
ＣＮ  中央領域
ＭＤ  周辺領域
ＯＴ  最周辺領域
【図５】
2010013616.tif 000016
【図１】
2010013616.tif 000017
【図２】
2010013616.tif 000018
【図３】
2010013616.tif 000019
【図４】
2010013616.tif 000020
【図６】
2010013616.tif 000021
【図７】
2010013616.tif 000022
【図８】
2010013616.tif 000023
【国際調査報告】
2010013616.tif 000024
2010013616.tif 000025
2010013616.tif 000026