(57)【要約】  本発明は、シンプル且つ低コストな構成でありながら、環境温度変化に関わらず安定して、異なる光ディスクに対して互換可能に情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置用の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。第１の光路差付与構造に対して、対物レンズの温度変化に起因して発生する収差を補正する第３の光路差付与構造を重畳させており、第２の光路差付与構造に対して、対物レンズの温度変化に起因して発生する収差を補正する第４の光路差付与構造を重畳させているので、これによりシンプルな構成でありながら、環境温度変化に対して安定して、異なる３種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録／再生を行えることを特徴とする。
2009057415.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、
前記対物レンズはプラスチック製の単玉レンズであり、
前記対物レンズの光学面は、少なくとも、光軸を含む中央領域と、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、
前記中央領域には、第１の光路差付与構造が形成されており、前記第１の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＭとし、前記第１の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＮとし、前記第１の光路差付与構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＯとしたときに、
（Ｍ，Ｎ，Ｏ）＝（＋１、−１、−２）、（＋１、−２、−３）、（＋１、−１、−１）のいずれかであり、
前記周辺領域には、第２の光路差付与構造が形成されており、
さらに、前記対物レンズの温度変化に起因して発生する収差を補正する温特補正用の光路差付与構造を設けることを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
前記第２の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＰとし、前記第２の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＱとしたときに、Ｐ≠Ｑであることを特徴とする対物レンズ。
【請求項３】
前記温特補正用の光路差付与構造は、前記中央領域の前記第１の光路差付与構造に重畳して設ける第３の光路差付与構造であるか、前記周辺領域の前記第２の光路差付与構造に重畳して設ける第４の光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記第３の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＲとし、前記第３の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＳとし、前記第３の光路差付与構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＴとしたときに、Ｒ＝＋１０，Ｓ＝＋６、Ｔ＝＋５であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記第３の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＲとし、前記第３の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＳとし、前記第３の光路差付与構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＴとしたときに、Ｒ＝＋２，Ｓ＝＋１、Ｔ＝＋１であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記第４の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＶとし、前記第４の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＷとしたときに、Ｖ＝＋１０，Ｗ＝＋６であることを特徴とする請求の範囲第３項〜第５項のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項７】
前記第４の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＶとし、前記第４の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＷとしたときに、Ｖ＝＋５，Ｗ＝＋３であることを特徴とする請求の範囲第３項〜第５項のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項８】
前記第４の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＶとし、前記第４の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＷとしたときに、Ｖ＝＋２，Ｗ＝＋１であることを特徴とする請求の範囲第３項〜第５項のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項９】
前記周辺領域の周囲には、温特補正用の光路差付与構造として第５の光路差付与構造を形成した最周辺領域が形成されており、前記最周辺領域を通過した前記第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対物レンズ。
【請求項１０】
前記温特補正用の光路差付与構造は、前記最周辺領域に設ける第５の光路差付与構造であ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対物レンズ。
【請求項１１】
請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【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（本明細書では記録／再生と記載することもある）を行う光ピックアップ装置用の対物レンズ及びそれを用いた光ピックアップ装置に関する。
【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、非線形光学効果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、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必要がある。 【０００６】
特許文献１には、光路差付与構造としての回折構造を有し、例えば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光学系、及びこの対物光学系を搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
【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】
【０００７】
ここで、特許文献１には、第１の波長λ１の光ビームと第３の波長λ３の光ビームを回折せず、第２の波長λ２の光ビームを回折する第１の回折面と、第１の波長λ１の光ビームと第２の波長λ２の光ビームを回折せず、第３の波長λ３の光ビームを回折する第２の回折面と、を有する回折光学素子を用いて、異なる３種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録／再生を行うようになっている。しかしながら、特許文献１の技術によれば、対物光学系を２枚の光学素子から形成しているため、高精度な組立が必要となりコスト高を招くという問題がある。【０００８】
これに対し、単玉の対物レンズを用いて、異なる３種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録／再生を行う技術も開発されている。その一例としては、例えば単玉の対物レンズに、青紫色レーザ光束が入射したときは＋１次回折光を発生させ、赤色レーザ光束が入射したときは−１次回折光を発生させ、赤外レーザ光束が入射したときは−２次回折光を発生させる光路差付与構造を形成することで、高密度光ディスク、ＤＶＤ、ＣＤの情報記録面上にそれぞれ適切な集光スポットを形成するというものがある。この態様は、互換のために光路差付与構造を重畳する必要がないという点で、製造しやすく好ましい態様である。【０００９】
ここで、プラスチックを用いて射出成形することによって単玉の対物レンズを製造すると、大量生産が可能であり、大幅なコスト低減を実現できる。ところが、一般的なプラスチックは、温度変化に対する屈折率変化が比較的大きいので、プラスチック製の対物レンズの場合、光学特性が劣化しやすいという問題がある。特に、上述した光路差付与構造を形成した場合、温度変化に応じて半導体レーザの特性が変化し、出射光束の波長が＋側に変化したときは、球面収差が＋側（オーバー側）に変化し、更に光学特性を悪化させる恐れがある。【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光路差付与構造の重畳を最低限に抑えたシンプル且つ低コストな構成でありながら、環境温度変化に関わらず安定して、異なる光ディスクに対して互換可能に情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置用の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】
請求の範囲第１項記載の対物レンズは、第１光源から出射される波長λ１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、
前記対物レンズはプラスチック製の単玉レンズであり、前記対物レンズの光学面は、少なくとも、光軸を含む中央領域と、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前記最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、
前記中央領域には、第１の光路差付与構造が形成されており、前記第１の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＭとし、前記第１の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＮとし、前記第１の光路差付与構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＯとしたときに、
（Ｍ，Ｎ，Ｏ）＝（＋１、−１、−２）、（＋１、−２、−３）、（＋１、−１、−１）のいずれかであり、
前記周辺領域には、第２の光路差付与構造が形成されており、
さらに、前記対物レンズの温度変化に起因して発生する収差を補正する温特補正用の光路差付与構造を設けることを特徴とする。【００１２】
本発明によれば、中央領域は第１の光路差付与構造を用いる事により互換のための光路差付与構造を重畳する必要がなくなり、更に、温度特性補正用の光路差付与構造を設けたため、これによりシンプルな構成でありながら、環境温度変化に対して安定して、異なる３種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録／再生を行える。【００１３】
請求の範囲第２項に記載の対物レンズは、請求の範囲第１項に記載の発明において、前記第２の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＰとし、前記第２の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＱとしたときに、Ｐ≠Ｑであることを特徴とする。【００１４】
請求の範囲第３項に記載の対物レンズは、請求の範囲第１項又は第２項に記載の発明において、前記温特補正用の光路差付与構造は、前記中央領域の前記第１の光路差付与構造に重畳して設ける第３の光路差付与構造であるか、前記周辺領域の前記第２の光路差付与構造に重畳して設ける第４の光路差付与構造であることを特徴とする。【００１５】
請求の範囲第４項に記載の対物レンズは、請求の範囲第３項に記載の発明において、前記第３の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＲとし、前記第３の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＳとし、前記第３の光路差付与構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＴとしたときに、Ｒ＝＋１０，Ｓ＝＋６、Ｔ＝＋５であることを特徴とする。【００１６】
請求の範囲第５項に記載の対物レンズは、請求の範囲第３項に記載の発明において、前記第３の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＲとし、前記第３の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＳとし、前記第３の光路差付与構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＴとしたときに、Ｒ＝＋２，Ｓ＝＋１、Ｔ＝＋１であることを特徴とする。【００１７】
請求の範囲第６項に記載の対物レンズは、請求の範囲第３項〜第５項のいずれかに記載の発明において、前記第４の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＶとし、前記第４の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＷとしたときに、Ｖ＝＋１０，Ｗ＝＋６であることを特徴とする。【００１８】
請求の範囲第７項に記載の対物レンズは、請求の範囲第３項〜第５項のいずれかに記載の発明において、前記第４の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＶとし、前記第４の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＷとしたときに、Ｖ＝＋５，Ｗ＝＋３であることを特徴とする。【００１９】
請求の範囲第８項に記載の対物レンズは、請求の範囲第３項〜第５項のいずれかに記載の発明において、前記第４の光路差付与構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＶとし、前記第４の光路差付与構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＷとしたときに、Ｖ＝＋２，Ｗ＝＋１であることを特徴とする。【００２０】
請求の範囲第９項に記載の対物レンズは、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、前記周辺領域の周囲には、温特補正用の光路差付与構造として第５の光路差付与構造を形成した最周辺領域が形成されており、前記最周辺領域を通過した前記第１光束が、前記第１光ディスクの情報記録面に集光されることを特徴とする。【００２１】
請求の範囲第１０項に記載の対物レンズは、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、前記温特補正用の光路差付与構造は、前記最周辺領域に設ける第５の光路差付与構造であることを特徴とする。【００２２】
請求の範囲第１１項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする。【００２３】
本発明に係る光ピックアップ装置は、少なくとも第１光源を有する。第１光源に加えて、第２光源を有してもよく、さらに第３光源を有してもよい。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るための集光光学系を有する。また、第２光源を有する場合、当該集光光学系は第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させる。第３光源を有する場合、当該集光光学系は第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させる。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスクの情報記録面からの反射光を受光する受光素子を有する。また、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してもよい。【００２４】
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光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。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であり、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。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。【００２５】
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程度である規格の光ディスク（例えば、ＢＤ：ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ））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。更に、本明細書においては、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、ＮＡ０．４５〜０．５１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、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。【００２６】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満たすことが好ましいが、これに限られない。【００２７】
０．０７５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１２５ｍｍ  又は  ０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍ  （１）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ    （２）
１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ    （３）
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（４）、（５）を満たすことが好ましい。【００２８】
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１      （４）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１      （５）
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またはＨＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第１光源の第１波長λ１は、３９０ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下である。また、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以下であって、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。【００２９】
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。【００３０】
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。【００３１】
また、光ピックアップ装置は、光源から出射された光束が対物レンズに入射する前に、光束の強度をモニターするモニター手段を有することが好ましい。このようなモニター手段は、光源から出射された光束の強度を検出できるが、対物光学素子を通過した後の光束の強度を検出しないため、基礎構造などの光路差付与構造における回折効率の変動を検知できない。従って、このようなモニター手段を有する光ピックアップ装置において、本発明の効果がより顕著になる。【００３２】
光ピックアップ装置の集光光学系は、対物レンズを含む。集光光学系は、対物レンズのみを有していても良いが、対物レンズの他にコリメート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。コリメートレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメートレンズ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。好ましくは、対物レンズは、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であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変異可能とされた光学系を指す。対物レンズは、二つ以上の複数のレンズから構成されていてもよいし、単玉のレンズのみでもよいが、好ましくは単玉のレンズである。尚、対物レンズが複数のレンズを有する場合、基礎構造である光路差付与構造を有する平板光学素子と非球面レンズ（光路差付与構造を有していてもいなくてもよい）の組み合わせであってもよい。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、基礎構造である光路差付与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。【００３３】
また、対物レンズはプラスチックレンズである。対物レンズの素材としては、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１．５３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。【００３４】
対物レンズについて、以下に説明する。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を有する。更に好ましくは、対物レンズの少なくとも一つの光学面が、周辺領域の周りに最周辺領域を有する。最周辺領域を設けることにより、高ＮＡの光ディスクに対する記録及び／又は再生をより適切に行うことが可能となる。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。中央領域、周辺領域、最周辺領域は、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、周辺領域には光路差付与構造が設けられている。最周辺領域を有する場合、最周辺領域は屈折面であってもよいし、最周辺領域に光路差付与構造が設けられていてもよい。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。【００３５】
なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。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。光路差付与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。【００３６】
光路差付与構造は、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。各輪帯は段差で区切られていることが好ましい。また、光路差付与構造は、光軸を含む断面形状が階段状のパターンが繰り返されるタイプの構造であることが好ましい。また、複数の光路差付与構造を同一領域に重畳した構造としてもよい。ここで光路差付与構造を重畳するとは、複数の光路差付与構造のそれぞれの光軸方向の変位量を足し合わせた変位量を有する光路差付与構造を、光学面の所定の領域上に設けることをいう。本明細書において、ある基礎構造と別の基礎構造がそれぞれ他の光学面に設けられている場合や、ある基礎構造と別の基礎構造とが同一の光学面にあったとしても、それぞれ異なる領域に設けられており、重なる領域が一切ない場合は、本明細書における重畳ではない。【００３７】
対物レンズの中央領域には少なくとも第１光路差付与構造が設けられている。また、対物レンズの周辺領域には少なくとも第２光路差付与構造が設けられている。【００３８】
対物レンズの第１光路差付与構造に第１光源からの波長λ１の第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＭとし、第１光路差付与構造に第２光源からの波長λ２の第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＮとし、第１光路差付与構造に第３光源からの波長λ３の第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＯとしたときに、Ｍ，Ｎ，Ｏの少なくとも１つは正であり、且つＭ，Ｎ，Ｏの少なくとも１つは負である。この第１光路差付与構造は、異なる光ディスクの互換用の構造であることが好ましい。【００３９】
Ｍ，Ｎ，Ｏの好ましい組み合わせの例としては、以下が挙げられる。【００４０】
（Ｍ，Ｎ，Ｏ）＝（+１、−１、−２）、（+１、−２、−３）、（＋１、−１、−１）
対物レンズの第２光路差付与構造に第１光源からの波長λ１の第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＰとし、第２光路差付与構造に第２光源からの波長λ２の第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＱとしたときに、Ｐ≠Ｑであることが好ましいが、Ｐ＝Ｑであってもよい。この第２光路差付与構造も、異なる光ディスクの互換用の構造であることが好ましい。【００４１】
また、このとき、Ｐ＝Ｍ、Ｑ＝Ｎであってもよい。【００４２】
Ｐ，Ｑの好ましい組み合わせの例としては、以下が挙げられる。【００４３】
（Ｐ，Ｑ）＝（＋１、−１）、（＋１、−２）、（０、−１）
尚、（Ｐ，Ｑ）＝（０、−１）とする場合、後述する第３光束のフレア出し用の構造を別途設ける必要がないため好ましい。【００４４】
また、対物レンズは対物レンズの温度変化に起因して発生する収差を補正する温特補正用の光路差付与構造を有する。「温特補正用の光路差付与構造」とは、温度変化が生じたときに発生する収差を補正する光路差付与構造をいい、例えば、温度が上昇し、第１光源、第２光源及び第３光源の波長が伸びた際に、球面収差をアンダーにする機能を有する光路差付与構造である。これによって、温度上昇時のプラスチックの屈折率低下に伴う、球面収差のオーバーを補償することが出来、良好な球面収差を得ることが可能となる。この温特補正用の光路差付与構造を、中央領域の第１の光路差付与構造に重畳して設ける場合は、これを第３の光路差付与構造とする。温特補正用の光路差付与構造を、周辺領域の第２の光路差付与構造に重畳して設ける場合は、これを第４の光路差付与構造とする。さらに、対物レンズが後述する様に最周辺領域を有し、温特補正用の光路差付与構造を最周辺領域に設ける場合は、これを第５の光路差付与構造とする。【００４５】
第３の光路差付与構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＲとし、第３の光路差付与構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＳとし、第３の光路差付与構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＴとする。このとき、（Ｒ，Ｓ，Ｔ）＝（＋１０、＋６、＋５）または（＋２、＋１、＋１）であることが好ましい。【００４６】
また、第４の光路差付与構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＶとし、第４の光路差付与構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＷとする。このとき、（Ｖ，Ｗ）＝（＋１０、＋６）、（+５、+３）または（＋２、＋１）であることが好ましい。【００４７】
第５の光路差付与構造については、回折次数について特に限定はない。【００４８】
尚、対物レンズは、第３の光路差付与構造、第４の光路差付与構造、及び第５の光路差付与構造の全てを有していてもよいし、第４の光路差付与構造と第５の光路差付与構造のみ有していても良い。又は、第５の光路差付与構造のみを有していてもよい。即ち、最周辺領域のみが温特補正用の光路差付与構造を有するような態様であってもよい。特に、第５の光路差付与構造のみを有する場合、構造が複雑化することを防止でき、製造が容易になり製造誤差による光量ロスを低減できるため好ましい。【００４９】
また、対物レンズの中央領域に設けられる光路差付与構造と、対物レンズの周辺領域に設けられる光路差付与構造は、対物レンズの異なる光学面に設けられていてもよいが、同一の光学面に設けられることが好ましい。同一の光学面に設けられることにより、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、光路差付与構造は、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。【００５０】
ここで、第３の光路差付与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の一例を説明する。図３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。【００５１】
また、線（Ｂ）は、第１の光路差付与構造と第３の光路差付与構造とを重畳させた重畳構造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、かかる重畳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、かかる重畳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、第３の光路差付与構造により温度収差が補正されることが理解できる。尚、第４の光路差付与構造又は第５の光路差付与構造においても同様な作用が生じる。【００５２】
対物レンズは、さらに第３光束のフレア出し用の光路差付与構造を、周辺領域に有していてもよい。フレア出し用の光路差付与構造は、光路差付与構造に第１光源からの波長λ１の第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＡとし、光路差付与構造に第２光源からの波長λ２の第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＢとし、光路差付与構造に第３光源からの波長λ３の第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＣとしたときに、Ａ＝０，Ｂ＝０，Ｃ＝±１であることが好ましい。フレア出し用の光路差付与構造を通過した第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上に集光しない。【００５３】
対物レンズは、対物レンズの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。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の光路差付与構造は、第１の光路差付与構造を通過した第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の光路差付与構造は、第１の光路差付与構造を通過した第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。【００５４】
また、対物レンズは、対物レンズの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。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２の光路差付与構造は、第２の光路差付与構造を通過した第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。【００５５】
また、好ましい態様として、フレア出し用の光路差付与構造を有する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、対物レンズの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。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、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部、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。つまり、対物レンズの周辺領域を通過した第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。また、対物レンズを通過した第２光束においても、第２光ディスクの情報記録面上で形成するスポットが、スポット中心部、スポット中間部、スポット周辺部を有することが好ましい。【００５６】
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フレアを形成しないような光路差付与構造を設けてもよい。この場合、開口制限を行うためにダイクロイックフィルターなどを用いる事が好ましい。【００５７】
対物レンズが最周辺領域を有する場合、対物レンズは、対物レンズの最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、最周辺領域を通過した第１光束において、第１光ディスクの記録及び／又は再生時にその球面収差が補正されていることが好ましい。【００５８】
また、好ましい態様として、最周辺領域を通過した第２光束は、第２光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、最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。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。言い換えると、対物レンズの最周辺領域を通過した第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ことが好ましい。また、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光束は、第２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光束は、第２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。【００５９】
好ましい一態様としては、中央領域において、第１の光路差付与構造に対して、対物レンズの温度変化に起因して発生する収差を補正する第３の光路差付与構造を重畳させており、周辺領域において、第２の光路差付与構造に対して、対物レンズの温度変化に起因して発生する収差を補正する第４の光路差付与構造を重畳させ、最周辺領域に対物レンズの温度変化に起因して発生する収差を補正する第５の光路差付与構造を設けた態様が挙げられる。別の好ましい態様としては、中央領域においては、第１の光路差付与構造のみを設け、周辺領域において、第２の光路差付与構造のみを設け、最周辺領域に対物レンズの温度変化に起因して発生する収差を補正する第５の光路差付与構造を設けた態様が挙げられる。【００６０】
尚、最周辺領域を通過した第２光束及び第３光束が、第２光ディスクおよび第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成しないような態様でもよい。この場合、開口制限を行うためにダイクロイックフィルターなどを用いる事が好ましい。【００６１】
また、本発明に係る光学素子を設計する場合、ピッチ幅が小さな輪帯が発生する可能性がある。尚、ピッチ幅とは、輪帯構造の、光路差付与構造の光学素子の光軸と直交方向の幅をいう。【００６２】
本発明者は、鋭意研究の結果、このピッチ幅が５μｍ未満の輪帯であれば、この輪帯を削ったり、埋めてしまっても、光学性能に大きな影響を及ぼさないことを見出した。つまり、ピッチ幅が５μｍ未満である場合、この小さなピッチ幅の輪帯を削っても、光学性能に大きな影響を及ぼすことはない。【００６３】
また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点からは、段差のピッチ幅は小さすぎない方が好ましい。従って、光路差付与構造を設計した際に、ピッチ幅が５μｍ未満の輪帯が発生する場合、そのようなピッチ幅が５μｍ未満の輪帯を除去して、最終的な光路差付与構造を得る事が好ましい。ピッチ幅が５μｍ未満の輪帯が凸状である場合は、輪帯を削る事により除去すればよく、ピッチ幅が５μｍ未満の輪帯が凹状である場合は、輪帯を埋める事により除去すればよい。【００６４】
従って、光路差付与構造のピッチ幅は全て５μｍ以上である事が好ましい。【００６５】
また、（段差量／ピッチ幅）の値が小さい方が製造上好ましいという観点から、光路差付与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、全ての光路差付与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。【００６６】
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、０．８以上、０．９以下であることか、又は、０．５５以上、０．７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。【００６７】
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。対物レンズの最外周の外側の境界は、第１光束の使用時において、０．９・ＮＡ１以上、１．２ＮＡ１以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ１以上、１．１５・ＮＡ１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、対物レンズの最外周の外側の境界が、ＮＡ１に相当する部分に形成されていることである。【００６８】
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。また、対物レンズを通過した第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光する場合にも、球面収差が少なくとも一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、１．１・ＮＡ２以下）の範囲に存在することが好ましい。【００６９】
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。また、対物レンズを通過した第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、ＮＡ１では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ２では縦球面収差の絶対値が０．００５μｍ以下であることが好ましい。【００７０】
光情報記録再生装置に、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組み込むことができる。【００７１】
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。【００７２】
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。【００７３】
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】
【００７４】
本発明によれば、簡単且つ低コストの構成で、異なる３種の光ディスク（例えば、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤの３つの光ディスク）に対して、一つの光ピックアップ装置で情報の記録及び／又は再生を互換可能に行うことができる。さらに、単玉のプラスチック製の対物レンズを用いて、異なる３種の光ディスクに対して、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、対物レンズを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】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２】対物レンズの断面図である。
【図３】光路差付与構造による温度変化に起因した収差劣化を補正する原理を説明するための図である。
【図４】本実施例にかかる対物レンズのＢＤ使用時の縦球面収差図である。
【図５】本実施例にかかる対物レンズのＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。
【図６】本実施例にかかる対物レンズのＣＤ使用時の縦球面収差図である。
【符号の説明】
【００７６】
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
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１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。【００７８】
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、レーザモジュールＬＭ等を有する。【００７９】
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。【００８０】
本実施の形態の対物レンズＯＢＪはポリオレフィン系のプラスチック製の単玉レンズであって、通過する光束の種類に応じて、図２に示すように、光軸を含む中央領域ＣＮと、その周囲の周辺領域ＭＤと、更にその周囲の最周辺領域ＯＴとに分けることができる。光源側（光ディスク側でも良い）の光学面の中央領域には、第１の光路差付与構造と第３の光路差付与構造が重畳して形成されている。第１の光路差付与構造に、青紫色半導体レーザＬＤ１からの波長λ１の第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＭとし、第１の光路差付与構造にレーザモジュールＬＭからの波長λ２の第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＮとし、第１の光路差付与構造にレーザモジュールＬＭからの波長λ３の第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＯとしたときに、（Ｍ，Ｎ，Ｏ）＝（＋１，−１，−２）である。又、第３の光路差付与構造に、波長λ１の第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＲとし、第３の光路差付与構造に波長λ２の第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＳとし、第３の光路差付与構造に波長λ３の第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＴとしたときに、（Ｒ，Ｓ、Ｔ）＝（＋１０，＋６，＋５）である。【００８１】
又、周辺領域には、第２の光路差付与構造と第４の光路差付与構造が重畳されて形成されている。第２の光路差付与構造に、波長λ１の第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＰとし、第２の光路差付与構造に波長λ２の第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＱとしたときに、Ｐ＝＋１，Ｑ＝−１である。又、第４の光路差付与構造に、波長λ１の第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＶとし、第４の光路差付与構造に波長λ２の第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をＷとしたときに、（Ｖ，Ｗ）＝（＋１０，＋６）である。さらに、周辺領域には、第２の光路差付与構造及び第４の光路差付与構造に加えて、第３の光束のフレア出し用の光路差付与構造が重畳されている。このフレア出し用の光路差付与構造に、青紫色半導体レーザＬＤ１からの波長λ１の第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数を０とし、この光路差付与構造にレーザモジュールＬＭからの波長λ２の第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数を０とし、この光路差付与構造にレーザモジュールＬＭからの波長λ３の第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数を±１とする。【００８２】
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、絞りＳＴによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって厚さ０．０８７５ｍｍ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。【００８３】
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、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。【００８４】
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により有限発散光束とされた後、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。【００８５】
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、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。【００８６】
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により有限発散光束とされた後、対物レンズＯＢＪに入射する。ここで、対物レンズＯＢＪの中央領域により集光された光束は、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。なお、中央領域の外側の光束は、対物レンズＯＢＪの手前に配置されているダイクロイックフィルター（図示せず）によって遮光され、対物レンズＯＢＪの周辺領域及び最周辺領域には入射しない。【００８７】
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、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。
＜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。表１に本実施例のレンズデータを示す。本実施例にかかる対物レンズについて、図４にＢＤ使用時の縦球面収差図、図５にＤＶＤ使用時の縦球面収差図、図６にＣＤ使用時の縦球面収差図をそれぞれ示す。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。 【００８８】
【表１】
2009057415.tif 000003
【００８９】
対物光学素子の光学面は、それぞれ数１式に、表１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。 【００９０】
【数１】
2009057415.tif 000004
【００９１】
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。 【００９２】
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１に示す係数を代入した数式で規定される。 【００９３】
【数２】
2009057415.tif 000005
【００９４】
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。【００９５】
本実施の形態によれば、温度変化時においても安定して光ディスクの記録再生を行うことができる。
【図２】
2009057415.tif 000006
【図４】
2009057415.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図１】
2009057415.tif 000010
【図３】
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【国際調査報告】
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2009057415.tif 000013