(57)【要約】【課題】  ＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤそれぞれの光情報記録媒体上に各光源から出射された光を集光させることができる１つの対物光学素子及びこの対物光学素子を用いた光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  本発明の対物光学素子は第１レンズと第２レンズにより構成され、第１レンズはｄ線に対するアッベ数が２０〜４０の範囲内の材料Ａにより形成されると共に、少なくとも１つの光学面上に光軸を含む断面形状が階段状のパターンを同心円状に配列して構成された第１回折構造を有しており、第２レンズはｄ線に対するアッベ数が４０〜７０の範囲内の材料Ｂにより形成されると共に、少なくとも１つの光学面上に光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯で構成され、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の第２回折構造を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（０．９×ｔ１≦ｔ２≦１．１×ｔ１）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（１．５×λ１≦λ２≦１．７×λ１）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（１．９×ｔ１≦ｔ３≦２．１×ｔ１）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（１．８×λ１≦λ３≦２．２×λ１）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置に用いられる対物光学素子であって、
前記対物光学素子は第１レンズと第２レンズとを含む２枚以上のレンズにより構成され、
前記第１レンズはｄ線に対するアッベ数が２０〜４０の範囲内の材料Ａにより形成されると共に、少なくとも１つの光学面上に光軸を含む断面形状が階段状のパターンを同心円状に配列して構成された第１回折構造を有しており、
前記第２レンズはｄ線に対するアッベ数が４０〜７０の範囲内の材料Ｂにより形成されると共に、少なくとも１つの光学面上に光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯で構成され、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の第２回折構造を有していることを特徴とする対物光学素子。
【請求項２】
前記光源側に配置される前記第１レンズと前記光情報記録媒体側に配置される前記第２レンズの２枚のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物光学素子。
【請求項３】
前記第１回折構造の前記パターンを構成する各段差の光軸方向の深さｄ１は、
０．９×λ１×７／（ｎ１−１）≦ｄ１≦１．１×λ１×７／（ｎ１−１）
を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学素子。
但し、ｎ１：波長λ１の光束に対する前記材料Ａの屈折率
【請求項４】
前記材料Ａのｄ線に対するアッベ数が２５〜３５の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学素子。
【請求項５】
前記第１回折構造の前記各パターンを構成する段差の数は３であることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学素子。
但し、段差の数とは、回折の1周期内にある輪帯状の光学面の数を指す。
【請求項６】
前記第１回折構造に入射した前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束は回折せずに透過し、前記波長λ３の光束は回折することを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学素子。
【請求項７】
前記第１回折構造の回折パワーは負であることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学素子。
【請求項８】
前記第１回折構造が形成されている前記第１レンズの光学面は、通過光束に対する屈折パワーを持たない面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学素子。
【請求項９】
前記第１レンズの前記第１回折構造が形成されている面とは異なるもう一方の光学面は、屈折パワーを持たない面又は平面であることを特徴とする請求項８に記載の対物光学素子。
【請求項１０】
前記第２回折構造の前記各輪帯の光軸方向の段差の距離ｄ２が、
λ１×８／（ｎ２−１）≦ｄ２＜λ１×１２／（ｎ２−１）
を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学素子。
但し、ｎ２：波長λ１の光束に対する前記材料Ｂの屈折率
【請求項１１】
前記材料Ｂのｄ線に対するアッベ数が４０〜６０の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物光学素子。
【請求項１２】
前記波長λ１の光束に対する前記第２回折構造の回折パワーＰと、前記波長λ１の光束に対する前記第２レンズの屈折パワーＰＤとのパワー比Ｐ／ＰＤは、
１．０×１０4≦Ｐ／ＰＤ≦５．０×１０4
を満たすことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項１３】
前記第１レンズは前記光情報記録媒体側に配置され、前記第２レンズは前記光源側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の対物光学素子。
【請求項１４】
前記第１回折構造は、前記第１レンズの前記光源側の光学面上に形成されることを特徴とする請求項１又は１３に記載の対物光学素子。
【請求項１５】
前記対物光学素子の前記波長λ１、λ２及びλ３の光束に対する光学系倍率ｍ１、ｍ２及びｍ３は、
−１／１００≦ｍ１≦１／１００
−１／１００≦ｍ２≦１／１００
−１／１００≦ｍ３≦１／１００
を満たすことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項１６】
前記材料Ｂのｄ線に対する屈折率は１．３０〜１．６０の範囲内であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項１７】
前記第２回折構造は前記波長λ１の光束に対する色収差の補正機能を有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項１８】
前記波長λ３の光束に対する前記第２回折構造の回折パワーは正であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項１９】
前記第１回折構造は、前記第１、第２及び第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録に利用される前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が共通して通過する領域にのみ形成されていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の対物光学素子を備え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、対物光学素子及び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、第２高調波発生を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青紫色ＳＨＧレーザ等の波長４０５nmのレーザ光源が実用化されつつある。
これら青紫色レーザ光源を使用すると、デジタルバーサタイルディスク（以下、ＤＶＤと略記する）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、２３〜２７ＧＢ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】
ところで、高密度光ディスクとして、現在２つの規格が提案されている。１つはＮＡ０．８５の対物レンズを使用し保護層厚みが０．１ｍｍであるブルーレイディスク（以下、ＢＤと略記する）であり、もう１つはＮＡ０．６５乃至０．６７の対物レンズを使用し保護層厚みが０．６ｍｍであるＨＤ ＤＶＤ（以下、ＨＤと略記する）である。将来、市場にこれら２つの規格の高密度光ディスクが流通する可能性があることを鑑みると、何れの高密度光ディスクに対しても既存のＤＶＤ、ＣＤも記録・再生を行なうことができる互換用光ピックアップ装置は重要である。
また、ＨＤと、ＤＶＤ及びＣＤとの互換を行う対物レンズはトラッキング特性を考慮すると全ての波長の光が対物レンズに対して無限平行光か、あるいは有限であっても平行光に近い有限光で入射する構成とするのが望ましい。
しかしながらＨＤとＤＶＤとの間では使用する光束の波長が異なることで生じる色の球面収差を補正する必要があり、ＨＤとＣＤとの間では上記色の球面収差に加えて基板厚（保護層厚）の差に起因して生じる球面収差をも補正する必要がある。
特にＨＤとＣＤの基板厚の差によって生じる球面収差は大きいことから、従来より、ＨＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスク間での互換性を有する対物レンズ及び光ピックアップ装置では、この球面収差を補正するための様々な技術が知られている（例えば、特許文献１〜３を参照）。
【特許文献１】特開２００４−０７９１４６号公報
【特許文献２】特開２００２−２９８４２２号公報
【特許文献３】特開２００３−２０７７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の数値実施例７には、対物レンズの表面上に、青紫色レーザ光束では２次回折光を発生させ、赤色レーザ光束と赤外レーザ光束では１次回折光を発生させるような回折構造を設けて、この回折構造の作用により、高密度光ディスクとＤＶＤの保護層厚みの差による球面収差を補正し、更に、ＣＤに対する情報の記録／再生時には発散光束を対物レンズに入射させることで、高密度光ディスクとＣＤの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する対物レンズが開示されている。
この対物レンズでは、何れの波長領域においても回折効率を高く確保できるものの、ＣＤに対する情報の記録／再生時において、赤外レーザ光束の発散度合いが強くなりすぎて、対物レンズがトラッキングした際のコマ収差発生が大きくなりすぎるため、ＣＤに対して良好な記録／再生特性が得られない、という課題がある。
【０００５】
また、特許文献２の数値実施例３には、対物レンズの表面上に、青紫色レーザ光束では３次回折光を発生させ、赤色レーザ光束と赤外レーザ光束では２次回折光を発生させるような回折構造を設けて、高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤの保護層厚さの違いによる球面収差を補正した対物レンズが開示されている。
この対物レンズでは、回折構造の作用により、高密度光ディスクとＤＶＤの保護層厚みの差による球面収差、更には、高密度光ディスクとＣＤの保護層厚さの違いによる球面収差が補正可能であるものの、青紫色レーザ光束の３次回折光の回折効率と、赤外レーザ光束の２次回折光の回折効率が７０％程度と低いため、光ディスクに対する記録／再生速度の高速化に対応出来ない、光検出器での検出信号のＳ／Ｎ比が低いため良好な記録／再生特性が得られない、レーザ光源に印加する電圧が高くなるためレーザ光源の寿命が短くなる、という課題がある。
また、ＨＤの保護基板厚が規格値と異なるため、規格値である０．６ｍｍの光ディスクの記録・再生を行なうことができない。
【０００６】
特許文献１に記載の対物レンズにおいて、回折構造により高密度光ディスクとＣＤの保護層厚みの差による球面収差を補正できない理由、或いは、特許文献２に記載の対物レンズにおいて、青紫波長領域の３次回折光の回折効率と、赤外波長領域の２次回折光の回折効率が低くなってしまう理由として、高密度光ディスクに使用する青紫色レーザ光源の波長に対して、ＣＤに使用する赤外レーザ光源の波長が略２倍であるために、回折構造により発生する回折光の青紫色レーザ光束と赤外レーザ光束とに対する球面収差補正効果と、回折光の回折効率が互いにトレードオフの関係にあることが挙げられる。
球面収差を補正するために、回折効率低下を高密度光ディスクとＣＤとに振り分けた例が特許文献２の数値実施例３である。
即ち、青紫色レーザ光束の回折光の回折効率と、赤外レーザ光束の回折光の回折効率を共に高く確保した場合に相当する特許文献１の数値実施例７の対物レンズでは、青紫色レーザ光束の回折光の回折角と赤外レーザ光束の回折光の回折角とが略一致してしまうので、回折構造により高密度光ディスクとＣＤの保護層厚さの違いによる球面収差を補正できないことになる。
【０００７】
尚、特許文献１及び２に記載されている回折構造だけでなく、特許文献３に記載されているような位相補正構造（本明細書中では、光路差付与構造という）を使用する技術においても、回折構造と同じように、光路差付与構造による青紫色レーザ光束と赤外レーザ光束とに対する球面収差補正効果と、光路差付与構造の回折効率は、互いにトレードオフの関係にある。
【０００８】
本発明の課題は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、ＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤそれぞれの光情報記録媒体上に各光源から出射された光を集光させることができる１つの対物光学素子及びこの対物光学素子を用いた光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対して、波長λ１の第１光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ２（０．９×ｔ１≦ｔ２≦１．１×ｔ１）の第２光情報記録媒体に対して、波長λ２（１．５×λ１≦λ２≦１．７×λ１）の第２光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行ない、保護基板厚ｔ３（１．９×ｔ１≦ｔ３≦２．１×ｔ１）の第３光情報記録媒体に対して、波長λ３（１．８×λ１≦λ３≦２．２×λ１）の第３光源から出射される光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置に用いられる対物光学素子であって、
前記対物光学素子は第１レンズと第２レンズとを含む２枚以上のレンズにより構成され、
前記第１レンズはｄ線に対するアッベ数が２０〜４０の範囲内の材料Ａにより形成されると共に、少なくとも１つの光学面上に光軸を含む断面形状が階段状のパターンを同心円状に配列して構成された第１回折構造を有しており、
前記第２レンズはｄ線に対するアッベ数が４０〜７０の範囲内の材料Ｂにより形成されると共に、少なくとも１つの光学面上に光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯で構成され、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の第２回折構造を有していることを特徴とする。
【００１０】
対物光学素子を請求項１のような構成とすることで、波長比がほぼ整数比となる関係にある波長λ１の光束（例えば波長λ１＝４０７ｎｍ程度の青紫色レーザ光束）と波長λ３の光束（例えば波長λ３＝７８５ｎｍ程度の赤外レーザ光束）を、第１回折構造を利用して互いに異なる角度で出射することができ、球面収差補正と高回折効率の両立が可能となる。
第１回折構造（図２を参照）は、ｄ線に対するアッベ数が２０〜４０の範囲内の材料Ａにより形成された第１レンズの光学面上に形成されるものであり、光軸を含む断面形状が階段状のパターンを同心円状に配列して構成されており、各パターンは複数の段差（図では３つ）により構成されている。
【００１１】
ここで、従来のように第１レンズを低分散材料Ｃ（ｄ線に対するアッベ数４０〜７０）で成形した場合において、各パターンを構成する複数の段差各々の光軸方向の深さをｄ１、第１レンズを構成する材料Ａの波長λ１（＝４０７ｎｍ）における屈折率をｎC407、材料Ａの波長λ３（＝７８５ｎｍ）における屈折率をｎC785、空気層の屈折率を１とし、この第１回折構造を、波長λ１の光束が透過するように、つまり、波長λ１の通過光束に対して実質的に位相差を与えないように設計した場合には以下の式（１）が成立する。
ｄ１（ｎC407−１）≒４０７×Ｎ１ （Ｎ１は自然数）
そして、このように設計した第１回折構造に対して波長λ３の光束が入射すると、
ｄ１（ｎC785−１）≒７８５×Ｎ１／２
の式（２）が成立する。
【００１２】
これは、入射光束の波長の比（４０７：７８５≒１：２）に比べて、材料Ｃと空気層との屈折率の差の比（ｎC407−１）／（ｎC785−１）が１に十分近いため、式（１）の左辺と式（２）の左辺とがほぼ同じ値となり、式（２）の右辺の７８５に乗する値が自然数Ｎ１の１／２になり、Ｎ１が偶数の場合には結果として、光が入射した場合に回折構造の各輪帯により与えられる位相差は、波長λ１の光と波長λ２の光とで同じとなり、同じ方向に光が回折される又は透過することになる。
そこで、請求項１の発明では、第１レンズを高分散材料Ａ（ｄ線に対するアッベ数２０〜４０）で成形している。
材料Ａとしては、一例として非晶性ポリエステル樹脂「Ｏ−ＰＥＴ」（鐘紡株式会社商品名）が挙げられる。
【００１３】
そして、第１回折構造の各パターンを構成する複数の段差各々の光軸方向の深さをｄ１、材料Ａの波長λ１（＝４０７ｎｍ）における屈折率をｎA407、材料Ａの波長λ３（＝７８５ｎｍ）における屈折率をｎA785とし、この第１回折構造を、波長λ１の光束が透過するように、つまり、波長λ１の通過光束に対して実質的に位相差を与えないように設計した場合には以下の式（３）が成立する。
ｄ１（ｎA407−１）≒４０７×Ｎ２ （Ｎ２は自然数）
そして、このように設計した第１回折構造に対して波長λ３の光束が入射すると、
ｄ１（ｎA785−１）≒７８５×Ｎ３ （Ｎ３は自然数）
の式（４）が成立する。
【００１４】
このように対物レンズを構成した場合、入射光束の波長の比（４０７：７８５≒１：２）と比較して、材料Ａと空気層との屈折率の差の比（ｎA407−１）／（ｎA785−１）は、分散が異なることに起因して、１より十分に離れるため、式（３）の左辺と式（４）の左辺とは異なる値となる。従って、式（４）の右辺の７８５に乗する値Ｎ３は、自然数Ｎ２の１／２にはならず、結果として、１周期当たりの光軸に垂直な方向の幅（ピッチ）により、波長λ１の光と波長λ３の光に対して所望の回折角の差を与えることが可能となる。
【００１５】
なお、本明細書中においては、回折構造を透過する光束、つまり、回折構造を通過する際に実質的に位相差が与えられない光束を「０次回折光」とも表記する。
また、対物光学素子を２枚以上のレンズで構成すると、単レンズで構成する場合と比較してワーキングディスタンスＷＤが短くなり、特に薄型の光ピックアップ装置では第３光情報記録媒体側のＷＤが問題となるが、ＨＤとＣＤとの保護基板厚の差はＤＶＤとＣＤとのそれと同じであるため、ＣＤのＷＤは光ピックアップ装置として成立不可能なレベルではない。しかし、光ディスクの保護のため十分なＷＤを確保したい場合には、第１回折構造を用いて波長λ３の光束に回折作用を与えることで、第１光情報記録媒体記録に影響を与えることなくＷＤを確保することが可能となる。
【００１６】
また、低分散材料Ｂ（ｄ線に対するアッベ数４０〜７０）で成形した第２レンズに光軸を含む断面形状が鋸歯形状の第２回折構造を設けることで、第１回折構造を透過した波長λ１の光束に対して第２回折構造で回折作用を与え、回折光を利用した第１光情報記録媒体に関する色収差の補正を行なったり、あるいは、第２光情報記録媒体との互換を達成することができる。
なお、このような第２光情報記録媒体との互換機能を第２回折構造に持たせずに、第１レンズと第２レンズの光学面のうち３面以上を非球面にすることによっても、第２光情報記録媒体との互換機能を得られる。
また、第２レンズを形成する材料Ｂはｄ線に対するアッベ数が４０〜７０の範囲内であり、これは一般的な光学用樹脂のアッベ数であるため、第２レンズの加工性を向上させることができる。
【００１７】
尚、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系列の光ディスクの総称であり、ＣＤとは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系列の光ディスクの総称である。
また、本明細書において、「対物光学素子」とは、光ピックアップ装置において光情報記録媒体に対向する位置に配置され、光源から射出された光束を、光情報記録媒体の情報記録面上に集光する機能を有する集光素子を含む２つ以上のレンズからなる光学系を指す。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の対物光学素子において、前記光源側に配置される前記第１レンズと前記光情報記録媒体側に配置される前記第２レンズの２枚のレンズにより構成されていることを特徴とする。
【００１９】
対物光学素子を第１レンズと第２レンズとの２枚玉構成とする場合、第１回折構造は光量低下防止や加工性向上等の観点から可能な限り平面上に形成することが望ましいことから、請求項２記載の発明のように、第１レンズを光源側に配置し、集光機能を持つ第２レンズを光情報記録媒体側に配置することが望ましい。また、これにより、第１回折構造及び第２回折構造の影の効果による効率低下を小さくすることができる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の対物光学素子において、前記第１回折構造の前記パターンを構成する各段差の光軸方向の深さｄ１は、
０．９×λ１×７／（ｎ１−１）≦ｄ１≦１．１×λ１×７／（ｎ１−１）
を満たすことを特徴とする。
但し、ｎ１：波長λ１の光束に対する前記材料Ａの屈折率
【００２１】
請求項３記載の発明のように、第１回折構造の各段差の光軸方向の深さｄ１を上記範囲内とすることで、波長λ１の光に対する透過率を高めることができる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２に記載の対物光学素子において、前記材料Ａのｄ線に対するアッベ数が２５〜３５の範囲内であることを特徴とする。
【００２３】
請求項４は、材料Ａのｄ線に対するアッベ数の好ましい範囲を規定するものである。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項１又は２に記載の対物光学素子において、前記第１回折構造の前記各パターンを構成する段差の数は３であることを特徴とする。
但し、段差の数とは、回折の1周期内にある輪帯状の光学面の数を指す。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、波長λ１の光と波長λ３の光の両方に対して回折効率又は透過率を高く保ちながら光軸に平行な方向の輪帯深さを小さくすることが可能となる。
第１回折構造中の各パターンの形状は、その光軸方向の長さ（深さ）と光軸垂直方向の長さ（ピッチ）との比が１：１に近づくほど通過光束の光量が低下することが知られており、光量を確保するためには、ピッチに対して深さを小さくすることが望ましく、これには、請求項５に示した式の範囲内とすることが望ましい。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項１又は２に記載の対物光学素子において、前記第１回折構造に入射した前記波長λ１の光束及び前記波長λ２の光束は回折せずに透過し、前記波長λ３の光束は回折することを特徴とする。
【００２７】
請求項６記載の発明によれば、回折作用を波長λ３の光にのみ与えることで、波長λ１とλ３の光に対して全く個別に光の回折方向を設定することができる。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項１又は２に記載の対物光学素子において、前記第１回折構造の回折パワーは負であることを特徴とする。
【００２９】
請求項７記載の発明のように、第１回折構造の回折パワーを負とすることで、この第１回折構造を通過する際に唯一回折作用を受ける波長λ３の光束に対して、第２回折構造を通過する際の過剰補正量が相殺されるような色収差を予め付与しておき、結果として、第３光情報記録媒体の情報記録面上に波長λ３の光束を実用上支障が無い程度に収差を補正した状態で収束させることができる。
【００３０】
請求項８記載の発明は、請求項１又は２に記載の対物光学素子において、前記第１回折構造が形成されている前記第１レンズの光学面は、通過光束に対する屈折パワーを持たない面であることを特徴とする。
【００３１】
請求項９記載の発明は、請求項８に記載の対物光学素子において、前記第１レンズの前記第１回折構造が形成されている面とは異なるもう一方の光学面は、屈折パワーを持たない面又は平面であることを特徴とする。
【００３２】
請求項８及び９記載の発明によれば、第１回折構造は各輪帯の光学面が全て光軸に対して垂直（光軸に対して同じ角度）となり、加工性が向上する。
また、曲面であれば光が屈折するための回折の影の効果により光量低下となるが、平面であれば影の効果が無く、透過光に対しては１００％の効率となる。
【００３３】
請求項１０記載の発明は、請求項１又は２に記載の対物光学素子において、前記第２回折構造の前記各輪帯の光軸方向の段差の距離ｄ２が、
λ１×８／（ｎ２−１）≦ｄ２＜λ１×１２／（ｎ２−１）
を満たすことを特徴とする。
但し、ｎ２：波長λ１の光束に対する前記材料Ｂの屈折率
【００３４】
請求項１０記載の発明のように、第２回折構造の段差の距離ｄ２を上記範囲内とすることで、第２回折構造を通過する波長λ１の光束のうち最も大きな回折効率となる回折光の回折次数が８次以上の高次となり、回折構造のピッチを広げることが可能となり、第２レンズの加工性を向上できる。
【００３５】
請求項１１記載の発明は、請求項１又は２に記載の対物光学素子において、前記材料Ｂのｄ線に対するアッベ数が４０〜６０の範囲内であることを特徴とする。
【００３６】
請求項１１は、材料Ｂのｄ線に対するアッベ数の好ましい範囲を規定するものである。
【００３７】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の対物光学素子において、前記波長λ１の光束に対する前記第２回折構造の回折パワーＰと、前記波長λ１の光束に対する前記第２レンズの屈折パワーＰＤとのパワー比Ｐ／ＰＤは、
１．０×１０4≦Ｐ／ＰＤ≦５．０×１０4
を満たすことを特徴とする。
【００３８】
第２回折構造が無い場合の焦点距離をｆとするとP＝１／ｆとなる。
また、第２回折構造の光路差関数をφとするとφ＝ΣＣ2iｈ2i×ｍ×λ／λＢで表され、ＰＤ＝１／ｆＤ＝（−１）×２×Ｃ2×ｍ×λ／λＢで表すことができる。
Ｃ2i：光路差関数係数
ｈ[ｍｍ]：光軸に垂直な方向の高さ
ｍ：入射光束の回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数
λ[ｎｍ]：回折構造に入射する光束の波長
λＢ[ｎｍ]：回折構造の製造波長
ｆＤ：回折による焦点距離
【００３９】
請求項１３記載の発明は、請求項１に記載の対物光学素子において、前記第１レンズは前記光情報記録媒体側に配置され、前記第２レンズは前記光源側に配置されることを特徴とする。
【００４０】
複数のレンズからなる対物光学素子では、光情報記録媒体に近い位置に配置されたレンズほど、各光情報記録媒体に対する有効径の比率が大きく、つまり第３光情報記録媒体の記録・再生には用いないがその他の光情報記録媒体の記録・再生には用いる領域が広くなる。従ってその領域では波長λ１とλ２との光に対して最適な回折構造にすることができる。
【００４１】
請求項１４記載の発明は、請求項１又は１３に記載の対物光学素子において、前記第１回折構造は、前記第１レンズの前記光源側の光学面上に形成されることを特徴とする。
【００４２】
第１回折構造を光情報記録媒体側に形成した場合に比べて、ピッチが広くなり加工性が向上し、回折輪帯の段差に対する光の入射・出射角度が小さいため回折構造による光量低下を小さくできる。
【００４３】
請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の対物光学素子において、前記対物光学素子の前記波長λ１、λ２及びλ３の光束に対する光学系倍率ｍ１、ｍ２及びｍ３は、
−１／１００≦ｍ１≦１／１００
−１／１００≦ｍ２≦１／１００
−１／１００≦ｍ３≦１／１００
を満たすことを特徴とする。
【００４４】
請求項１５記載の発明によれば、各光束は対物光学素子に対して無限平行光か、あるいは有限であっても平行光に近い有限光で入射する構成となるので、対物レンズのトラッキング時に生じるコマ収差を低減できる。
【００４５】
請求項１６記載の発明は、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の対物光学素子において、前記材料Ｂのｄ線に対する屈折率は１．３０〜１．６０の範囲内であることを特徴とする。
【００４６】
請求項１６は、材料Ｂのｄ線に対する屈折率の好ましい範囲を規定するものである。
【００４７】
請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の対物光学素子において、前記第２回折構造は前記波長λ１の光束に対する色収差の補正機能を有することを特徴とする。
【００４８】
請求項１８記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の対物光学素子において、前記波長λ３の光束に対する前記第２回折構造の回折パワーは正であることを特徴とする。
【００４９】
請求項１８記載の発明のように、第２回折構造の回折パワーを正とすることにより、第２回折構造に色収差の補正機能を持たせることができる。
【００５０】
請求項１９記載の発明は、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の対物光学素子において、前記第１回折構造は、前記第１、第２及び第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録に利用される前記波長λ１、λ２及びλ３の光束が共通して通過する領域にのみ形成されていることを特徴とする。
【００５１】
請求項１９に記載の発明によれば、不要な領域に第１回折構造を設けて不必要に光量を低下させることがなく、また波長λ３の光に対しては、記録・再生に必要な領域と不要な領域とで回折構造を異ならせることで開口制限機能を持たせることが可能となる。
【００５２】
請求項２０記載の発明は、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の対物光学素子を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、ＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤそれぞれの光情報記録媒体上に各光源から出射された光を集光させることができる１つの対物光学素子及びこの対物光学素子を用いた光ピックアップ装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図１は、ＨＤ（第１光情報記録媒体）とＤＶＤ（第２光情報記録媒体）とＣＤ（第３光情報記録媒体）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。ＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０７ｎｍ、保護層（保護基板）ＰＬ１の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．６５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５５ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５１である。
また、第１〜第３光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際の、対物光学素子の光学系倍率（ｍ１〜ｍ３）は、ｍ１＝ｍ２＝ｍ３＝０となっている。即ち、本実施の形態における対物光学素子ＯＢＪでは、第１〜第３光束が全て平行光として入射する構成となっている。
但し、波長、保護層の厚さ、開口数及び光学系倍率の組合せはこれに限られない。
【００５５】
光ピックアップ装置ＰＵは、ＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０７ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、第１光束用の光検出器ＰＤ１、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５５ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する赤色半導体レーザＬＤ２（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）を射出する赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）とが一体化された光源ユニットＬＵ、第２光束及び第３光束共通の光検出器ＰＤ２、第１光束のみが通過する第１コリメートレンズＣＯＬ１、第２光束及び第３光束が通過する第２コリメートレンズＣＯＬ２、その光学面上に第１回折構造が形成された第１レンズＬ１と、その光学面上に第２回折構造が形成されると共に、第１レンズＬ１を透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面の第２レンズＬ２とから構成された対物光学素子ＯＢＪ、第１ビームスプリッターＢＳ１、第２ビームスプリッターＢＳ２、第３ビームスプリッターＢＳ３、絞りＳＴＯ、センサーレンズＳＥＮ１及びＳＥＮ２等から構成されている。
【００５６】
光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において実線でその光線経路を描いたように、まず、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、第１ビームスプリッターＢＳ１を通過し、第１コリメートレンズＣＯＬ１に至る。
そして、第１コリメートレンズＣＯＬ１を透過する際に第１光束は平行光に変換され、第２ビームスプリッターＢＳ２及び１／４波長板ＲＥを通過して、対物光学素子ＯＢＪに至り、対物光学素子ＯＢＪによって第１保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００５７】
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ＯＢＪ、１／４波長板ＲＥ、第２ビームスプリッターＢＳ２、第１コリメートレンズＣＯＬ１を通過し、第１ビームスプリッターＢＳ１で分岐され、センサーレンズＳＥＮ１により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いてＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００５８】
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において点線でその光線経路を描いたように、まず、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、第３ビームスプリッターＢＳ３を通過し、第２コリメートレンズＣＯＬ２に至る。
そして、第２コリメートレンズＣＯＬ２を透過する際に平行光に変換され、第２ビームスプリッターＢＳ２で反射して、１／４波長板ＲＥを通過して対物光学素子ＯＢＪに至り、対物光学素子ＯＢＪによって第２保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００５９】
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ＯＢＪ、１／４波長板ＲＥを通過し、第２ビームスプリッターＢＳ２で反射した後、コリメートレンズＣＯＬ２を通過し、第３ビームスプリッターＢＳ３で分岐され、光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００６０】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図１において２点鎖線でその光線経路を描いたように、まず、赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、第３ビームスプリッターＢＳ３を通過し、第２コリメートレンズＣＯＬ２に至る。
そして、第２コリメートレンズＣＯＬ２を透過する際に緩い発散光束に変換され、第２ビームスプリッターＢＳ２で反射して、１／４波長板ＲＥを通過して対物光学素子ＯＢＪに至り、対物光学素子ＯＢＪによって第３保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学素子ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００６１】
情報記録面ＲＬ３で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＢＪ、１／４波長板ＲＥを通過し、第２ビームスプリッターＢＳ２で反射した後、コリメートレンズＣＯＬ２を通過し、第３ビームスプリッターＢＳ３で分岐され、光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００６２】
次に、対物光学素子ＯＢＪの構成について説明する。
対物光学素子は、図２に概略的に示すように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが、鏡枠（図示せず）を介して同軸で一体化されたプラスチックレンズである。
第１レンズはｄ線に対するアッベ数が２０〜４０の範囲内の材料Ａにより形成されており、第１レンズの入射面Ｓ１（光源側の光学面）と出射面Ｓ２（光情報記録媒体側の光学面）は共に通過光束に対する屈折パワーを持たない平面で構成されている。
また、図２，３に示すように、第１レンズＬ１の入射面Ｓ１は、ＮＡ３内の領域に対応する光軸を含む第１領域ＡＲＥＡ１と、ＮＡ３からＮＡ１までの領域に対応する第２領域ＡＲＥＡ２とに分割されており、第１領域には、光軸を含む断面形状が階段状のパターンＰを同心円状に配列して構成された第１回折構造ＨＯＥが形成されている。
第２レンズＬ２はｄ線に対するアッベ数が４０〜７０の範囲内の材料Ｂにより形成されており、第２レンズＬ２の入射面Ｓ３（光源側の光学面）と出射面Ｓ４（光情報記録媒体側の光学面）は共に非球面で構成されている。
また、第２レンズＬ２の入射面Ｓ３の有効径内の全域には、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯Ｒで構成され、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の第２回折構造ＤＯＥが形成されている。
【００６３】
第１領域ＡＲＥＡ１に形成された第１回折構造ＨＯＥにおいて、各パターンＰを構成する各段差Ｓの光軸方向の深さｄ１は、
０．９×λ１×７／（ｎ１−１）≦ｄ１≦１．１×λ１×７／（ｎ１−１）
を満たすように設定されている。
但し、ｎ１：波長λ１の光束に対する材料Ａの屈折率
光軸方向の深さｄ１をこのように設定することで、第１回折構造ＨＯＥにおいて波長λ１の光束と波長λ２の光束は実質的に位相差を与えられずに透過する。また、波長λ３の光束は、上述したように材料Ａのアッベ数（２０〜４０）が一般的なレンズ材料のアッベ数（４０〜７０）と比較して小さい、つまり材料Ａの分散が一般的なレンズ材料と比較して大きいことから、波長λ１の光束に対する材料Ａの屈折率と、波長λ３の光束に対する材料Ａの屈折率とが大きく異なるため、第１回折構造ＨＯＥにおいて実質的に位相差を与えられて回折作用を受ける。
【００６４】
具体的に説明すると、第１回折構造ＨＯＥは、隣り合う輪帯（段差）間の深さｄ１がｄ１＝０．４０７×７／（１．６４８１４６−１．０）≒４．４０[μｍ]に設定されている。従って、この回折構造に波長λ１＝０．４０７[μｍ]の光が入射した場合、隣り合う輪帯により２π×３の光路長差が生じ、実質位相差が生じない。つまり、光が高い効率（１００％）で透過する。
また、第１回折構造ＨＯＥに波長λ２＝０．６５５[μｍ]の光が入射した場合には、隣り合う輪帯により２π×ｄ１×（１．５９２６７５−１．０）／０．６５５≒２π×３．９８の光路長差が生じ、実質位相差はないことから高い回折効率（９９％）で透過する。
第１回折構造ＨＯＥに波長λ３＝０．７８５[μｍ]の光が入射した場合には、隣り合う輪帯によりｄ１×（１．５８３８３３−１．０）／０．７８５＝２π×３．２７の光路長差が生じるが、１周期内３段構成にすると、２π×３．２７×３＝２π×９．８１となり、整数値に近くなるため高い回折効率（６１％）でもって光が回折する。
【００６５】
また、第２回折構造ＤＯＥの各輪帯Ｒの光軸方向の段差の距離ｄ２は、
λ１×８／（ｎ２−１）≦ｄ２＜λ１×１２／（ｎ２−１）
を満たすように設定されている。
但し、ｎ２：波長λ１の光束に対する材料Ｂの屈折率
また、第１回折構造の回折パワーは負となるように設定されており、第２回折構造の波長λ３の光束に対する回折パワーは正となるように設定されている。
【００６６】
対物レンズに第１回折構造ＨＯＥ及び第２回折構造ＤＯＥが形成されていない状態では、各光源から出射された波長λ１、λ２及びλ３の各光束により色収差が発生するが、この色収差の発生量はＨＤが一番大きく、ＤＶＤ、ＣＤの順に小さくなる。
そこで、ＨＤの色収差がほぼ０となるように第２回折構造ＤＯＥを設計した場合、つまり、第２回折構造ＤＯＥに波長λ１の光束に対する色収差の補正機能を持たせた場合、この第２回折構造ＤＯＥを通過する波長λ２とλ３の光束に対しては、色収差が過剰に補正されるという不都合が生じることになり、この場合の色収差の過剰補正量はＣＤの方がＤＶＤよりも大きくなる。
【００６７】
そこで、上述のように、第１回折構造ＨＯＥの回折パワーを負とすることで、この第１回折構造ＨＯＥを通過する際に唯一回折作用を受ける波長λ３の光束に対して、上記過剰補正量が相殺されるような色収差を予め付与しておき、結果として、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に波長λ３の光束を実用上支障が無い程度に収差を補正した状態で収束させることができる。
この場合、ＤＶＤ用の波長λ２の光束に対してはなお色収差が残留することになるが、その発生量はわずかであり、ＤＶＤに対する再生・記録に支障は生じない。
【００６８】
なお、本実施の形態のように、第１光情報記録媒体（ＨＤ）と第２光情報記録媒体（ＤＶＤ）の保護基板厚が等しい（ｔ１＝ｔ２）場合には、波長λ１と波長λ２との差によって生じる色の球面収差は対物光学素子ＯＢＪの少なくとも１つの光学面を屈折面とすることで補正することができる。屈折面で補正する場合には、対物光学素子ＯＢＪの少なくとも３つの非球面が必要となる。色の球面収差を回折面で補正する場合には、その回折面に第１光情報記録媒体のモードホップ対応の色収差補正機能も持たせることができる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態に示した光ピックアップ装置ＰＵでは、対物光学素子ＯＢＪを第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とにより構成し、これらレンズのうち第１レンズＬ１をｄ線に対するアッベ数が２０〜４０の範囲内の材料Ａにより形成すると共に、第１レンズＬ１に第１回折構造ＨＯＥを形成し、第２レンズＬ２をｄ線に対するアッベ数が４０〜７０の範囲内の材料Ｂにより形成すると共に、第２レンズＬ２に第２回折構造ＤＯＥを形成する。
【００７０】
これにより、波長比がほぼ整数比となる関係にある波長λ１の光束（例えば波長λ１＝４０７ｎｍ程度の青紫色レーザ光束）と波長λ３の光束（例えば波長λ２＝７８５ｎｍ程度の赤外レーザ光束）を、第１回折構造ＨＯＥを利用して互いに異なる角度で出射することができ、例えば球面収差の補正や透過率を確保できる。
なお、本実施形態においては、赤色半導体レーザＬＤ３と赤外半導体レーザＬＤ２とが一体化された光源ユニットＬＵを用いることとしたが、これに限らず、青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）も１つの筐体内に納めたＨＤ／ＤＶＤ／ＣＤ用のレーザ光源ユニットを用いても良い。
【００７１】
また、本実施の形態では、第１レンズＬ１を光源側、第２レンズＬ２を光情報記録媒体側に配置し、第１レンズＬ１の入射面Ｓ１に第１回折構造ＨＯＥ、第２レンズＬ２の入射面Ｓ３に第２回折構造ＤＯＥを形成する構成としたが、これに限らず、図４に示すように、第１レンズＬ１を光源側、第２レンズＬ２を光情報記録媒体側に配置した状態で、第１レンズＬ１の出射面Ｓ２に第１回折構造ＨＯＥを形成したり（実施例１，２）、あるいは、第２レンズＬ２を光源側、第１レンズＬ１を光情報記録媒体側に配置した状態で、第１レンズＬ１の入射面に第１回折構造を形成する（実施例３）など、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との相対位置及び第１回折構造ＨＯＥと第２回折構造ＤＯＥを形成する光学面の位置は適宜変更可能である。
【実施例】
【００７２】
次に、上記実施の形態で示した対物光学素子の実施例について説明する。
表１に実施例１のレンズデータを示す。
【表１】
2006059510.tif 000003
【００７３】
表１に示すように、本実施例の対物光学素子は、ＨＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用の対物光学素子であり、波長λ１＝４０７ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝２．６ｍｍ、倍率ｍ１＝０に設定されており、波長λ２＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝２．６８ｍｍ、倍率ｍ２＝０に設定されており、波長λ３＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ３＝２．８５ｍｍ、倍率ｍ３＝０に設定されている。
また、第１レンズを構成する材料Ａのｄ線における屈折率ｎｄ＝１．６０、ｄ線におけるアッベ数νｄ＝２３、第２レンズを構成する材料Ｂのｄ線における屈折率ｎｄ＝１．４５、ｄ線におけるアッベ数νｄ＝６０に設定されている。
【００７４】
第１レンズの出射面は、光軸を中心とした高さｈが０ｍｍ≦ｈ≦１．４５３ｍｍの第３面と、１．４５３ｍｍ＜ｈの第３´面に区分されている。
また、第１レンズの入射面（第２面）、第３面及び第３´面は、通過光束に対して屈折力を持たない平面であり、第２レンズの入射面（第４面）及び出射面（第５面）は、次式（数１）に表１に示す係数を代入した数式で規定される、光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
【数１】
2006059510.tif 000004
【００７５】
ここで、ｘ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は非球面係数である。
また、第３面には第１回折構造ＨＯＥが形成されており、第４面には第２回折構造ＤＯＥが形成されている。第１回折構造ＨＯＥ及び第２回折構造ＤＯＥは、この構造により透過波面に付加される光路差で表される。かかる光路差は、ｈ（ｍｍ）を光軸に垂直な方向の高さ、Ｃ2iを光路差関数係数、ｍを入射光束の回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数、λ（ｎｍ）を回折構造に入射する光束の波長、λＢ（ｎｍ）を回折構造の製造波長とするとき、次の数２式に表１に示す係数を代入して定義される光路差関数φ（ｈ）（mm）で表される。
【数２】
2006059510.tif 000005
第１回折構造ＨＯＥの製造波長λＢは７８５ｎｍであり、第２回折構造ＤＯＥの製造波長λＢは４０７ｎｍである。
なお、「製造波長」とは回折構造を定義する数値であり、その波長の光に対するスカラー回折効率が１００％となる構造である。
【００７６】
表２に実施例２のレンズデータを示す。
【表２】
2006059510.tif 000006
【００７７】
表２に示すように、本実施例の対物光学素子は、ＨＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用の対物光学素子であり、波長λ１＝４０７ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝２．６ｍｍ、倍率ｍ１＝０に設定されており、波長λ２＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝２．７１ｍｍ、倍率ｍ２＝０に設定されており、波長λ３＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ３＝２．８５ｍｍ、倍率ｍ３＝０に設定されている。
また、第１レンズを構成する材料Ａのｄ線における屈折率ｎｄ＝１．６０、ｄ線におけるアッベ数νｄ＝２３、第２レンズを構成する材料Ｂのｄ線における屈折率ｎｄ＝１．４５、ｄ線におけるアッベ数νｄ＝６０に設定されている。
【００７８】
第１レンズの出射面は、光軸を中心とした高さｈが０ｍｍ≦ｈ≦１．４５４ｍｍの第３面と、１．４５４ｍｍ＜ｈの第３´面に区分されている。
また、第１レンズの入射面（第２面）、第３面及び第３´面は、通過光束に対して屈折力を持たない平面であり、第２レンズの入射面（第４面）及び出射面（第５面）は光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
また、第３面には第１回折構造ＨＯＥが形成されており、第４面には第２回折構造ＤＯＥが形成されている。
なお、第１回折構造ＨＯＥの製造波長λＢは７８５ｎｍであり、第２回折構造ＤＯＥの製造波長λＢは４０７ｎｍである。
【００７９】
表３に実施例３のレンズデータを示す。
【表３】
2006059510.tif 000007
【００８０】
表３に示すように、本実施例の対物光学素子は、ＨＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用の対物光学素子であり、波長λ１＝４０７ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝２．６ｍｍ、倍率ｍ１＝０に設定されており、波長λ２＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝２．９０ｍｍ、倍率ｍ２＝０に設定されており、波長λ３＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ３＝３．２３ｍｍ、倍率ｍ３＝０に設定されている。
また、第１レンズを構成する材料Ａのｄ線における屈折率ｎｄ＝１．６０、ｄ線におけるアッベ数νｄ＝２３、第２レンズを構成する材料Ｂのｄ線における屈折率ｎｄ＝１．４５、ｄ線におけるアッベ数νｄ＝６０に設定されている。
【００８１】
第１レンズの入射面は、光軸を中心とした高さｈが０ｍｍ≦ｈ≦１．５５３ｍｍの第４面と、１．５５３ｍｍ＜ｈの第４´面に区分されている。
また、第２レンズの入射面（第２面）及び出射面（第３面）、第４面、第４´面及び第５面は光軸Ｌの周りに軸対称な非球面に形成されている。
また、第３面には第２回折構造ＤＯＥが形成されており、第４面には第１回折構造ＨＯＥが形成されている。
なお、第１回折構造ＨＯＥの製造波長λＢは７８５ｎｍであり、第２回折構造ＤＯＥの製造波長λＢは４０７ｎｍである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図２】対物光学素子の構成を示す要部平面図である。
【図３】第１レンズの構成を示す正面図である。
【図４】対物光学素子の構成を示す要部平面図である。
【符号の説明】
【００８３】
ＤＯＥ 第２回折構造
ＨＯＥ 第１回折構造
Ｌ１   第１レンズ
Ｌ２   第２レンズ
ＯＢＪ 対物光学素子
ＰＬ１ 保護層
ＰＬ２ 保護層
ＰＬ３ 保護層
ＰＵ   光ピックアップ装置
【図１】
2006059510.tif 000008
【図２】
2006059510.tif 000009
【図３】
2006059510.tif 000010
【図４】
2006059510.tif 000011