(57)【要約】【課題】保護基板厚が１．２ｍｍ程度で、レーザ光の波長が７８５ｎｍ程度の新フォーマットの光ディスクとＤＶＤとＣＤとの３種類の光ディスク間での互換を達成できる対物レンズ及びこの対物レンズを備える光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】波長λ１の光束により保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体の再生等を行い、波長λ２（λ１＜λ２）の光束を用いて保護基板厚ｔ２（ｔ１＜ｔ２）及びｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第２及び第３光情報記録媒体の再生等を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであり、その光学面に、第２及び第３光情報記録媒体に対して利用される波長λ２の光束が通過する領域に対応した中央領域と、利用されない波長λ２の光束が通過する周辺領域とを有し、中央領域を通過した波長λ２の光束が発生する球面収差が、保護基板厚ｔ４（ｔ２＜ｔ４＜ｔ３）の保護基板を介した際に最小となる。【選択図】図２
2006018945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置に用いられる対物レンズにおいて、
波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対する情報の再生又は記録を行う際には、前記波長λ１の光束を前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光させることができ、波長λ２（λ１＜λ２）の光束を用いて保護基板厚ｔ２（ｔ１＜ｔ２）の第２光情報記録媒体に対する情報の再生又は記録を行う際には、前記波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させることができ、前記波長λ２（λ１＜λ２）の光束を用いて保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対する情報の再生又は記録を行う際には、前記波長λ２の光束を前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させることができるとともに、
少なくとも１つの光学面に、前記波長λ２の光束のうち、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行う際に利用される光束が通過する領域に対応した中央領域と、前記中央領域より外側に位置する領域であって、前記波長λ２の光束のうち、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行う際に利用されない光束が通過する周辺領域とを有し、
前記中央領域を通過した前記波長λ２の光束が光情報記録媒体の情報記録面上で発生する球面収差が、保護基板厚ｔ４（ｔ２＜ｔ４＜ｔ３）の保護基板を介した際に最小となるように設定されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
前記中央領域には、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯からなる第１の回折構造が形成され、前記周辺領域には、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯からなる第２の回折構造が形成されており、
前記波長λ２の光束が前記第１の回折構造を通過することにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｍとし、前記波長λ２の光束が前記第２の回折構造を通過することにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎとしたとき、ｍ≦ｎを満たし、
前記中央領域及び前記周辺領域を通過した前記波長λ１の光束は前記第１光情報記録媒体の情報記録面上で波面収差が０．０７[λ１ｒｍｓ]以下で集光され、
前記中央領域を通過した前記波長λ２の光束は前記第２光情報記録媒体の情報記録面上及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に波面収差が０．０７[λ２ｒｍｓ]以下で集光され、
前記周辺領域を通過した前記波長λ２の光束は前記第２光情報記録媒体の情報記録面上及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が０．１５[λ２ｒｍｓ]以上となると共にその球面収差が前記中央領域と前記周辺領域との境界近傍で不連続になることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
ｍ＜ｎを満足することを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記波長λ２の光束が前記第２の回折構造を通過することにより発生する回折光のうち、前記ｎ次回折光の次に回折効率が高い回折光の回折次数をｐとしたとき、
前記ｎ次回折光の回折効率と前記ｐ次回折光の回折効率とを足し合わせた回折効率が８０％以上であり、
前記中央領域を通過した前記波長λ２の光束の前記情報記録面上における近軸集光位置に対して、前記ｎ次回折光よりも前記ｐ次回折光の方が近軸上のより近い位置に集光することを特徴とする請求項２又は３に記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記第１光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録に必要な前記対物レンズの像側開口数をＮＡ１、前記第２光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録に必要な前記対物レンズの像側開口数をＮＡ２と規定した場合に、
０．６０≦ＮＡ１≦０．６７
０．４５≦ＮＡ２≦０．５５
を満たすことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項６】
λ１＝６５５±２０ｎｍ
λ２＝７８５±２０ｎｍ
０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍ
０．８ｍｍ≦ｔ２＜１．０５ｍｍ
１．０５ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ
を満たすことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項７】
前記第１の回折構造は波長λＢ１及び回折次数Ｌ１で最適化されており、前記第２の回折構造は波長λＢ２及び回折次数Ｌ２で最適化されているとした場合に、
λ１＜λＢ１＜λ２
λＢ２＝λ１
Ｌ１＝１
３≦Ｌ２≦５
を満たすことを特徴とする請求項６に記載の対物レンズ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の対物レンズ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、対物レンズ及びこの対物レンズを備える光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＤＶＤ（デジタルヴァーサタイルディスク）やＣＤ（コンパクトディスク）等の光ディスクが世の中に広く普及されている。
通常、ＤＶＤは保護基板厚が約０．６ｍｍ、レーザ光の波長が６３５ｎｍ〜６７５ｎｍの範囲内であり、ＣＤは保護基板厚が約１．２ｍｍ、レーザ光の波長が７６５ｎｍ〜８０５ｎｍの範囲内であるが、これら光ディスクの保護基板厚には製造誤差があり、それらを記録再生する光ピックアップ装置としては、光ディスクの保護基板厚に多少の揺らぎがあっても充分に対応できることがより望ましいと考えられる。
このような製造誤差による保護基板厚の多少の揺らぎのほか、光ディスクの製造コストをより低減することを意図した場合、特にＣＤの１．２ｍｍと厚い保護基板厚を可能な限り薄くして保護基板の材料消費を少なくしようとすることも将来的には考えられなくはない。また、例えば、ＤＶＤとＣＤとを一体化させた光ディスクが将来的に想定される可能性があり、その場合に光ディスクの厚みを抑えるためにＣＤの保護基板厚を薄くする（例えば、保護基板厚が０．９ｍｍ程度）ことも想定され得る（以下、通常のＣＤと実質的な規格は同様でありながら、保護基板厚が極端に薄く、本来の規格からは外れた保護基板厚約０．９ｍｍのＣＤを、ここでは「新フォーマットの光ディスク」と呼ぶこととする）。
将来、市場にこの新フォーマットの光ディスクが流通することを想定した場合、既存のＤＶＤ／ＣＤのみならず、新フォーマットの光ディスクに対しても情報の再生・記録を行なうことができる互換用光ピックアップ装置の開発は重要であり、中でも１つの対物レンズで互換を行なう１レンズ方式の光ピックアップ装置は最も理想的な形態である。
【０００３】
ＤＶＤとＣＤの両者を再生・記録可能な光ピックアップ装置では、ＣＤの再生／記録時には対物レンズの光学面のうち開口数ＮＡが０．４５程度より大きい領域を通過する光線を使用する必要が無い。
そこで、対物レンズの光学面に形成した回折構造を利用して、開口数ＮＡが０．４５より大きい領域を通過するＣＤ用のレーザ光をＣＤの情報記録面上においていわゆるフレア光とする一方で、ＤＶＤ用のレーザ光をＤＶＤの情報記録面上にほぼ無収差で集光させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１９５７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、光束が回折構造を通過する際には複数の回折次数の回折光が発生し、これら回折光のうち、回折効率が最も高い回折光を利用して光ディスクの記録・再生を行なっているが、回折効率が低く利用に供されない残りの回折光（以下、「不要回折光」という。）が、光ピックアップ装置の動作に悪影響を与えるという問題がある。
具体的には、不要回折光が対物レンズを通過して光軸と交わる位置と、利用に供される回折光が対物レンズを通過して光軸と交わる位置とが重なる場合には、光ディスクの情報記録面上における集光スポットのスポット径が拡がり、見かけの開口数ＮＡが低下するという問題がある。特に、不要回折光の近軸集光位置が、利用に供される回折光の近軸集光位置と重なる場合には、両回折光の位相が集光スポットにおいて一致することになり、スポット径拡大の問題がより顕著となる。
【０００５】
また、不要回折光が対物レンズを通過して光軸と交わる位置が、利用に供される回折光が対物レンズを通過して光軸と交わる位置に対して近接している場合には、光ディスクの情報記録面で反射した不要回折光が、反射光検出用のセンサーに入り込むことがあり、ＲＦ信号にノイズが混じり、記録・再生信号の読み取り誤差が生じる。ＲＦ信号とは、非点収差法によるフォーカス検出に利用される信号であり、ベストフォーカス位置からのずれ（ΔｆＢ）に対するセンサーからの戻り特性を示したものである。このＲＦ信号の線型性を利用してフォーカス検出を行なっている。
【０００６】
また、回折光の近軸集光位置の光軸方向の間隔は回折のパワーに依存するため、使用するレーザー光束の色収差に影響する。
また、特許文献１に開示された技術は、ＤＶＤとＣＤの２種類の光ディスク間での互換を達成するためのものであり、ＤＶＤとＣＤのみならず、上述したような新フォーマットの光ディスクも含めた３種類の光ディスク間での互換を達成するための技術として、特許文献１に開示された技術をそのまま適用することは困難である。
【０００７】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、保護基板厚が１．２ｍｍ程度で、レーザ光の波長が７８５ｎｍ程度の新フォーマットの光ディスクとＤＶＤとＣＤとの３種類の光ディスク間での互換を達成できる対物レンズ及びこの対物レンズを備える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】
【０００８】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、光ピックアップ装置に用いられる対物レンズにおいて、波長λ１の光束を用いて保護基板厚ｔ１の第１光情報記録媒体に対する情報の再生又は記録を行う際には、前記波長λ１の光束を前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光させることができ、波長λ２（λ１＜λ２）の光束を用いて保護基板厚ｔ２（ｔ１＜ｔ２）の第２光情報記録媒体に対する情報の再生又は記録を行う際には、前記波長λ２の光束を前記第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光させることができ、前記波長λ２（λ１＜λ２）の光束を用いて保護基板厚ｔ３（ｔ２＜ｔ３）の第３光情報記録媒体に対する情報の再生又は記録を行う際には、前記波長λ２の光束を前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光させることができるとともに、少なくとも１つの光学面に、前記波長λ２の光束のうち、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行う際に利用される光束が通過する領域に対応した中央領域と、前記中央領域より外側に位置する領域であって、前記波長λ２の光束のうち、前記第２光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行う際に利用されない光束が通過する周辺領域とを有し、前記中央領域を通過した前記波長λ２の光束が光情報記録媒体の情報記録面上で発生する球面収差が、保護基板厚ｔ４（ｔ２＜ｔ４＜ｔ３）の保護基板を介した際に最小となるように設定されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、光ピックアップ装置の光学系中に保護基板厚がｔ４（ｔ２＜ｔ４＜ｔ３）の第４光情報記録媒体を仮想的に配置し、対物レンズの中央領域を通過した波長λ２の光束の球面収差が、この第４光情報記録媒体の情報記録面上で最小値となるように対物レンズを設計するものである。
一般的にＣＤや新フォーマットの光ディスクに対して情報の再生等を行なう際に必要となる光束の光量はＤＶＤのそれと比較して少なくてよい。
【００１０】
従って、対物レンズの中央領域を通過した波長λ２の光束を、保護基板厚がｔ２の第２光情報記録媒体（例えば、上述した新フォーマットの光ディスク）の情報記録面と、保護基板厚がｔ３の第３光情報記録媒体（例えば、ＣＤ）の情報記録面との間（この位置は、仮想的に配置した上記第４光情報記録媒体の情報記録面上に一致する。）の近軸上に集光させることで、波長λ２の光束を、第２光情報記録媒体と第３光情報記録媒体の両者に対する情報の再生等に利用することが可能となる。
【００１１】
なお、本明細書中において対物レンズとは、光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態で、最も光情報記録媒体に近い位置において、光情報記録媒体と対向して配置される集光作用を有する光学素子を指す。
また、対物レンズとしては、単一のレンズ（単玉）のみで構成されているものに限定されず、複数のレンズを光軸方向に組み合わせて構成されるレンズ群をまとめたものであってもよい。
【００１２】
また、光情報記録媒体とは新フォーマットの光ディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ＣＤ−Ｒ、ＭＤ、ＭＯ、高密度光ディスク等の所定の波長の光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行なう一般的な光ディスクを指す。
また、高密度光ディスクとは、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光ディスクを総称するものであり、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）や、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）も含むものとする。また、このような保護層をその情報記録面上に有する光ディスクの他に、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、保護層或いは保護膜の厚さが０の光ディスクも含むものとする。また、本明細書においては、高密度光ディスクには、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光磁気ディスクも含まれるものとする。
【００１３】
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、新フォーマットの光ディスクとは、情報の記録／再生用の光源として、ＣＤと同様の赤外半導体レーザを使用する光ディスクを総称するものであり、ＮＡ０．４５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．９ｍｍ程度である規格の光ディスクを指すものとする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の対物レンズにおいて、前記中央領域には、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯からなる第１の回折構造が形成され、前記周辺領域には、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯からなる第２の回折構造が形成されており、前記波長λ２の光束が前記第１の回折構造を通過することにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｍとし、前記波長λ２の光束が前記第２の回折構造を通過することにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎとしたとき、ｍ≦ｎを満たし、前記中央領域及び前記周辺領域を通過した前記波長λ１の光束は前記第１光情報記録媒体の情報記録面上で波面収差が０．０７[λ１ｒｍｓ]以下で集光され、前記中央領域を通過した前記波長λ２の光束は前記第２光情報記録媒体の情報記録面上及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上に波面収差が０．０７[λ２ｒｍｓ]以下で集光され、前記周辺領域を通過した前記波長λ２の光束は前記第２光情報記録媒体の情報記録面上及び前記第３光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が０．１５[λ２ｒｍｓ]以上となると共にその球面収差が前記中央領域と前記周辺領域との境界近傍で不連続になることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の対物レンズにおいて、ｍ＜ｎを満足することを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、中央領域を通過した波長λ１の光束と周辺領域を通過した波長λ１の光束を共に第１光情報記録媒体の情報記録面上において波面収差が０．０７[λ１ｒｍｓ]以下の状態で集光させることで良好な集光スポットを形成させる。
また、中央領域を通過した波長λ２の光束のｍ次回折光を第２光情報記録媒体の情報記録面上及び第３光情報記録媒体の情報記録面上に波面収差が０．０７[λ２ｒｍｓ]以下の状態で集光させることで良好な集光スポットを形成させる。
【００１７】
また、周辺領域を通過した波長λ２の光束のｎ次（ｍ≦ｎ）回折光を第２光情報記録媒体の情報記録面上及び第３光情報記録媒体の情報記録面上において、その波面収差が０．１５[λ２ｒｍｓ]以上、且つ、その球面収差が中央領域と周辺領域との境界近傍で不連続にさせることで、波長λ２のｎ次回折光をいわゆるフレア光とすることで、第２光情報記録媒体及び第３光情報記録媒体に対する情報の再生等に利用しないものである。
【００１８】
さらに、請求項３に記載の発明のように、波長λ２の光束に関して、対物レンズの周辺領域を通過した波長λ２の光束のｎ次光と、対物レンズの中央領域を通過した波長λ２の光束のｍ次回折光がｍ＜ｎを満たすことは以下の点で好ましい。
すなわち光ピックアップ装置のセンサーにおける反射光の検出精度を向上させるべく、周辺領域を通過することでフレア化された波長λ２の光束と、中央領域を通過することで集光スポットを形成する波長λ２の光束のギャップ（球面収差の中央領域と周辺領域の境界近傍の不連続量）を確保しても、温度変化時における光学特性の悪化を防止することが可能となる。
【００１９】
なお、本明細書中において「集光スポット」とは、対物レンズによって集光される光の波面収差が最も小さくなるデフォーカス位置によって形成されるスポットを指す。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の対物レンズにおいて、前記波長λ２の光束が前記第２の回折構造を通過することにより発生する回折光のうち、前記ｎ次回折光の次に回折効率が高い回折光の回折次数をｐとしたとき、前記ｎ次回折光の回折効率と前記ｐ次回折光の回折効率とを足し合わせた回折効率が８０％以上であり、前記中央領域を通過した前記波長λ２の光束の前記情報記録面上における近軸集光位置に対して、前記ｎ次回折光よりも前記ｐ次回折光の方が近軸上のより近い位置に集光することを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、周辺領域を通過することでフレア光となる波長λ２の光束に対して第２の回折構造による回折作用を与えることで、その光量のほとんどをｎ次回折光とｐ次回折光に振り分ける。そして、これら２つの回折光のうち光量が少ない方、つまり回折効率が小さいｐ次回折光を、中央領域を通過した波長λ２の光束の情報記録面上における近軸集光位置に近い位置に集光させる。即ち、回折効率が大きく光量が多いｎ次回折光を、ｐ次回折光と比較して集光スポットよりも離れた遠い位置に飛ばすようになっている。
これにより、中央領域を通過した波長λ２の光束の情報記録面上における球面収差がオーバー又はアンダー側に変化した場合であっても、フレア光と集光スポットとの分離が容易となり、新フォーマットの光ディスクに関して、センサーでの反射光の検出精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、前記第１光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録に必要な前記対物レンズの像側開口数をＮＡ１、前記第２光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録に必要な前記対物レンズの像側開口数をＮＡ２と規定した場合に、
０．６０≦ＮＡ１≦０．６７
０．４５≦ＮＡ２≦０．５５
を満たすことを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項２〜５のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
λ１＝６５５±２０ｎｍ
λ２＝７８５±２０ｎｍ
０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍ
０．８ｍｍ≦ｔ２＜１．０５ｍｍ
１．０５ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ
を満たすことを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の対物レンズにおいて、
前記第１の回折構造は波長λＢ１及び回折次数Ｌ１で最適化されており、前記第２の回折構造は波長λＢ２及び回折次数Ｌ２で最適化されているとした場合に、
λ１＜λＢ１＜λ２
λＢ２＝λ１
Ｌ１＝１
３≦Ｌ２≦５
を満たすことを特徴とする。
【００２５】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の対物レンズを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、保護基板厚が１．２ｍｍ程度で、レーザ光の波長が７８５ｎｍ程度の新フォーマットの光ディスクとＤＶＤとＣＤとの３種類の光ディスク間での互換を達成できる対物レンズ及びこの対物レンズを備える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】
【００２７】
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、ＤＶＤ（第１光情報記録媒体）と新フォーマットの光ディスク（第２光情報記録媒体）とＣＤ（第３光情報記録媒体）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。
ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ１＝６５５ｎｍ、保護基板ＰＬ１の厚さｔ１＝０．６０ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．６０であり、新フォーマットの光ディスクの光学的仕様は、波長λ２＝７８５ｎｍ、保護基板ＰＬ２の厚さｔ２＝０．９ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．４７であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ２＝７８５ｎｍ、保護基板ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．４７である。
【００２８】
ＤＶＤ、新フォーマットの光ディスク及びＣＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う際の、対物レンズＯＢＪの倍率（倍率ｍ１、ｍ２及びｍ３）は、ｍ１＝ｍ２＝ｍ３＝０、即ち、対物レンズに対して波長λ１及びλ２の光束が共に平行光として入射する構成となっている。
なお、０．６０≦ＮＡ１≦０．６７、０．４５≦ＮＡ２≦０．５５を満たす範囲とすることが好ましく、λ１＝６５５±２０ｎｍ、λ２＝７８５±２０ｎｍ、０．５≦ｔ１≦０．７ｍｍ、０．８≦ｔ２＜１．０５ｍｍ、１．０５≦ｔ３≦１．３ｍｍの範囲内とすることが好ましい。但し、開口数、波長、保護基板厚及び倍率の組合せはこれらに限られない。
【００２９】
光ピックアップ装置ＰＵは、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１光束）を射出する赤色半導体レーザＬＤ１（第１光源）と新フォーマットの光ディスク及び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２光束）を射出する赤外半導体レーザＬＤ２（第２光源）とを同一の筐体内に格納することで一体化した光源ユニットＬＵ、光学面上に回折構造ＤＯＥが形成され、各光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２，ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面の対物レンズＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ、ＤＶＤの開口数ＮＡ１に対応した絞りＳＴＯ、コリメートレンズＣＯＬ、１／４波長板ＲＥ、ビームスプリッターＢＳ、センサーレンズＳＥＮ、光検出器（センサー）ＰＤ等から構成されている。
【００３０】
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、図１において実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ＬＤ１を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、ビームスプリッターＢＳを通過し、コリメートレンズＣＯＬに至る。
そして、コリメートレンズＣＯＬを透過する際に平行光に変換され、１／４波長板ＲＥを通過して対物レンズＯＢＪに至り、対物レンズＯＢＪによって第１保護基板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。対物レンズＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００３１】
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、再び対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＲＥ、コリメートレンズＣＯＬを通過し、ビームスプリッターＢＳで分岐され、センサーレンズＳＥＮ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。そして、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。
【００３２】
また、新フォーマットの光ディスク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、赤外半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、ビームスプリッターＢＳを通過し、コリメートレンズＣＯＬに至る。
そして、コリメートレンズＣＯＬを透過する際に平行光に変換され、１／４波長板ＲＥを通過して対物レンズＯＢＪに至り、対物レンズＯＢＪによって第２保護基板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。対物レンズＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００３３】
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、再び対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＲＥ、コリメートレンズＣＯＬを通過し、ビームスプリッターＢＳで分岐され、センサーレンズＳＥＮ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。そして、光検出器ＰＤの出力信号を用いて新フォーマットの光ディスクに記録された情報を読み取ることができる。
【００３４】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、新フォーマットの光ディスクに対して情報の記録／再生を行う場合と同様に、図１において点線及び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ＬＤ２を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、ビームスプリッターＢＳを通過し、コリメートレンズＣＯＬに至る。
そして、コリメートレンズＣＯＬを透過する際に平行光に変換され、１／４波長板ＲＥを通過して対物レンズＯＢＪに至り、対物レンズＯＢＪによって第３保護基板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。対物レンズＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００３５】
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、再び対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＲＥ、コリメートレンズＣＯＬを通過し、ビームスプリッターＢＳで分岐され、センサーレンズＳＥＮ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。そして、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。
【００３６】
次に、対物レンズＯＢＪの構成について説明する。
図２に示すように、対物レンズＯＢＪは、その入射面Ｓ１（光源側の光学面）と出射面Ｓ２（光ディスク側の光学面）が共に非球面で構成されたプラスチック製の単レンズである。
【００３７】
対物レンズの光学面Ｓ１は、図３に示すように、光軸Ｌを含む同心円状の領域である中央領域ＡＲＥＡ１と中央領域ＡＲＥＡ１の周囲を覆う周辺領域ＡＲＥＡ２とに分割されている。
中央領域ＡＲＥＡ１は、波長λ２の光束のうち、新フォーマットの光ディスク及びＣＤに対して情報の再生又は記録を行う際に利用される光束が通過する領域に対応しており、周辺領域ＡＲＥＡ２は、中央領域ＡＲＥＡ１より外側に位置する領域であって、波長λ２の光束のうち、新フォーマットの光ディスク及びＣＤに対して情報の再生又は記録を行う際に利用されない光束が通過する領域に対応している。
中央領域ＡＲＥＡ１及び周辺領域ＡＲＥＡ２に形成されている第１の回折構造ＤＯＥ１及び第２の回折構造ＤＯＥ２は、光軸Ｌを中心とした同心円状の複数の輪帯から構成されており、この輪帯により通過光束に対して回折作用を与えるようになっている。
なお、輪帯の形状及び設計手法については周知であるため説明を省略するが、中央領域ＡＲＥＡ１に形成されている第１の回折構造ＤＯＥ１を波長λＢ１及び回折次数Ｌ１で最適化し、周辺領域ＡＲＥＡ２に形成されている第２の回折構造ＤＯＥ２を波長λＢ２及び回折次数Ｌ２で最適化する場合に、λ１＜λＢ１＜λ２、λＢ２＝λ１、Ｌ１＝１、３≦Ｌ２≦５を満たすように各回折構造を設定することが好ましい。
【００３８】
そして、図２に示すように、光ピックアップ装置ＰＵの光学系中に保護基板厚がｔ４（ｔ２＜ｔ４＜ｔ３）の第４光情報記録媒体を仮想的に配置し、対物レンズＯＢＪの中央領域ＡＲＥＡ１を通過した波長λ２の光束が情報記録面ＲＬ４上で発生する球面収差が、保護基板厚ｔ４（ｔ２＜ｔ４＜ｔ３）の保護基板を介した際に最小となるように設定されている。
なお、０．９５ｍｍ≦ｔ４≦１．０５ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
このように、中央領域ＡＲＥＡ１を通過した波長λ２の光束を、新フォーマットの光ディスクの情報記録面ＲＬ２とＣＤの情報記録面ＲＬ３との間（この位置は、仮想的に配置した第４光情報記録媒体の情報記録面ＲＬ４上に一致する。）の近軸上に集光させることで、波長λ２の光束を、新フォーマットの光ディスクとＣＤの両者に対する情報の再生等に利用することが可能となる。
【００３９】
また、波長λ２の光束が第１の回折構造ＤＯＥ１を通過することにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｍとし、波長λ２の光束が第２の回折構造ＤＯＥ２を通過することにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数をｎとしたとき、ｍ≦ｎを満たすように設定されている。
また、中央領域ＡＲＥＡ１を通過した波長λ２の光束は新フォーマットの光ディスクの情報記録面上及びＣＤの情報記録面上に波面収差が０．０７[λ２ｒｍｓ]以下で集光し、周辺領域ＡＲＥＡ２を通過した波長λ２の光束は新フォーマットの光ディスクの情報記録面上及びＣＤの情報記録面上において、波面収差が０．１５[λ２ｒｍｓ]以上となると共にその球面収差が中央領域ＡＲＥＡ１と周辺領域ＡＲＥＡ２との境界近傍で不連続になるように設定することで、周辺領域ＡＲＥＡ２を通過した波長λ２の光束のｎ次回折光をいわゆるフレア化させ、新フォーマットの光ディスク及びＣＤに対する情報の再生等に利用しないようになっている。
【００４０】
このように、波長λ２の光束に関して、対物レンズの周辺領域ＡＲＥＡ２を通過した光束の回折次数を中央領域ＡＲＥＡ１を通過した光束の回折次数と比較して高くする、いわゆる周辺高次回折にすることで次のような効果を得られる。
すなわち、光ピックアップ装置ＰＵの光検出器ＰＤにおける反射光の検出精度を向上させるべく、周辺領域ＡＲＥＡ２を通過することでフレア化された波長λ２の光束と、中央領域ＡＲＥＡ１を通過することで集光スポットを形成する波長λ２の光束のギャップ（球面収差の中央領域ＡＲＥＡ１と周辺領域ＡＲＥＡ２の境界近傍の不連続量）を確保しても、温度変化時における光学特性の悪化を防止することが可能となる。
また、中央領域ＡＲＥＡ１及び周辺領域ＡＲＥＡ２を通過した波長λ１の光束はＤＶＤの情報記録面上で波面収差が０．０７[λ１ｒｍｓ]以下で集光するように設定されている。これにより、新フォーマットの光ディスクとＤＶＤとＣＤとの３種類の光ディスク間での互換を達成できるようになっている。
【００４１】
また、波長λ２の光束の反射光の光検出器ＰＤにおける検出精度を向上させるには、波長λ２の光束が周辺領域ＡＲＥＡ２を通過する際に第２の回折構造ＤＯＥ２から回折作用を受けることにより発生する複数の回折光のうち、ｎ次回折光の回折効率の次に回折効率が高い回折光の回折次数をｐと規定した場合に、ｎ次回折光の回折効率とｐ次回折光の回折効率とを足し合わせた回折効率が８０％以上となるように設定すると共に、中央領域ＡＲＥＡ１を通過した波長λ２の光束の情報記録面上における近軸集光位置に対して、ｎ次回折光よりもｐ次回折光の方が近軸上のより近い位置に集光するように設定することが好ましい。
【００４２】
ｎ次回折光の回折効率とｐ次回折光の回折効率とを足し合わせた回折効率を８０％以上とすることにより、波長λ２の光束の光量のほとんどをｎ次回折光とｐ次回折光に振り分けることができる。そして、これら２つの回折光のうち光量が少ない方、つまり回折効率が小さいｐ次回折光を、中央領域ＡＲＥＡ１を通過した波長λ２の光束の情報記録面上における近軸集光位置に近い位置に集光させる。即ち、回折効率が大きく光量が多いｎ次回折光を、ｐ次回折光と比較して集光スポットよりも離れた遠い位置に飛ばす構成とする。
これにより、情報の再生等の利用に供されることになる中央領域ＡＲＥＡ１を通過した波長λ２の光束の情報記録面上における球面収差がオーバー（過剰）又はアンダー（不足）側に変化した場合であっても、情報の再生等の利用に供されない不要光のうち回折効率がより高いｎ次回折光の近軸集光位置を集光スポットから離れた状態とすることができ、集光スポットのスポット径の拡大を防止でき、フレア光と集光スポットとの分離が容易となり、新フォーマットの光ディスクに関して、センサーでの反射光の検出精度を向上させることができる。
【００４３】
なお、本発明においては、対物レンズＯＢＪに回折構造を設けることは必須の要件ではないが、回折構造を設ける場合には対物レンズＯＢＪの入射面Ｓ１と出射面Ｓ２のいずれか一方に設けたり、あるいは両面に設けても良い。
また、本実施の形態においては、光ピックアップ装置ＰＵが第１光情報記録媒体としてＤＶＤ、第２光情報記録媒体として新フォーマットの光ディスク、第３光情報記録媒体としてＣＤの３種類の光情報記録媒体間で互換性を有するものとしたが、これに限らず、例えば、第１光情報記録媒体としてＢＤ、第２光情報記録媒体としてＨＤ、第３光情報記録媒体としてＤＶＤ又はＣＤの３種類の光ディスク間で互換性を達成すべく本発明に係る技術を適用するものとしても良い。
【実施例】
【００４４】
次に、実施例１について説明する。
本実施例においては、対物レンズの入射面及び出射面がそれぞれ非球面形状とされており、入射面が０≦ｈ＜１．０９５ｍｍの中央領域とｈ≧１．０９５ｍｍの周辺領域とに区分されると共に入射面に回折構造としての光軸を中心とした鋸歯状の複数の回折輪帯が形成されている。
表１に対物レンズのレンズデータを示す。
【００４５】
【表１】
2006018945.tif 000003
【００４６】
表１に示すように、本実施例の光ピックアップ装置は、第１光源から出射される波長λ１＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ1＝２．３３０ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５、結像倍率ｍ＝０．０に設定されており、第２光源から出射される波長λ２＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ2＝２．３４６ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．４７、結像倍率ｍ＝０．０に設定されている。
【００４７】
表１中の面番号２と２´は対物レンズの入射面の中央領域ＡＲＥＡ１と周辺領域ＡＲＥＡ２を示し、面番号３は対物レンズの出射面を示す。また、Ｒｉは曲率半径、ｄｉは第ｉ面から第ｉ＋１面までの光軸ｌ方向の位置、ｎｉは各面の屈折率を表している。
【００４８】
第２面、第２´面、第３面は、それぞれ次式（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。
【００４９】
【数１】
2006018945.tif 000004
【００５０】
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は非球面係数である。
【００５１】
また、第２面及び第２´面には第１の回折構造及び第２の回折構造が形成されている。この回折構造は、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、Ｂ2iを光路差関数係数とするとき、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】
2006018945.tif 000005
【００５２】
なお、中央領域の第１の回折構造は、ブレーズ化波長（基準波長）を７２０ｎｍとし、この波長７２０ｎｍの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が１次となるように、つまり、回折次数１次で最適化した構造となっている。
また、周辺領域の第２の回折構造は、ブレーズ化波長（基準波長）を６５５ｎｍとし、この波長６５５ｎｍの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が１次となるように、つまり、回折次数１次で最適化した構造となっている。
【００５３】
本実施例においては、保護基板厚が１．０ｍｍ（ｔ４＝１．０ｍｍ）の第４光情報記録媒体を仮想的に配置し、対物レンズの中央領域を通過した波長λ２の光束の球面収差を、新フォーマットの光ディスク（保護基板厚ｔ２＝０．９ｍｍ）の情報記録面ＲＬ２とＣＤ（保護基板厚ｔ３＝１．２ｍｍ）の情報記録面ＲＬ３との間の近軸上に集光させ、第４光情報記録媒体の情報記録面上で最小値となるように対物レンズが設計されている。
【００５４】
図４（ａ）は、仮想的に配置した第４光情報記録媒体の情報記録面上での縦球面収差図（縦軸は開口数を表し、横軸は光軸上の距離[ｍｍ]を表す。以下の縦球面収差図において同様。）であり、図４（ｂ）はスポットダイヤグラムである。
図４より、有効径の範囲内で球面収差がほぼ０に抑えられていると共に、有効径外で発生しているフレア光と集光スポットが十分分離していることが分かる。
【００５５】
図５（ａ）は、このように設定された対物レンズを用いて、新フォーマットの光ディスクの情報記録面上での縦球面収差図でであり、図５（ｂ）はスポットダイヤグラムである。
図５より、有効径の範囲内での球面収差の発生量は実用上支障が無い程度に抑えられていると共に、有効径外で発生しているフレア光と集光スポットが十分分離していることが分かる。
【００５６】
図６（ａ）は、このように設定された対物レンズを用いて、ＣＤの光ディスクの情報記録面上での縦球面収差図であり、図６（ｂ）はスポットダイヤグラムである。
図６より、有効径の範囲内での球面収差の発生量は実用上支障が無い程度に抑えられていると共に、有効径外で発生しているフレア光と集光スポットが十分分離していることが分かる。
【００５７】
次に、実施例２について説明する。
本実施例においては、対物レンズの入射面及び出射面がそれぞれ非球面形状とされており、入射面が０≦ｈ＜１．０９５ｍｍの中央領域とｈ≧１．０９５ｍｍの周辺領域とに区分されると共に入射面に回折構造としての光軸を中心とした鋸歯状の複数の回折輪帯が形成されている。
表２に対物レンズのレンズデータを示す。
【００５８】
【表２】
2006018945.tif 000006
【００５９】
表２に示すように、本実施例の光ピックアップ装置は、第１光源から出射される波長λ１＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ1＝２．３３０ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５、結像倍率ｍ＝０．０に設定されており、第２光源から出射される波長λ２＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ2＝２．３４６ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．４７、結像倍率ｍ＝０．０に設定されている。
【００６０】
表１中の面番号２と２´は対物レンズの入射面の中央領域ＡＲＥＡ１と周辺領域ＡＲＥＡ２を示し、面番号３は対物レンズの出射面を示す。また、Ｒｉは曲率半径、ｄｉは第ｉ面から第ｉ＋１面までの光軸ｌ方向の位置、ｎｉは各面の屈折率を表している。
【００６１】
第２面、第２´面、第３面は、それぞれ上記数１に表２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。
【００６２】
また、第２面及び第２´面には第１の回折構造及び第２の回折構造が形成されている。この回折構造は、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、Ｂ2iを光路差関数係数とするとき、上記数２式に表２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。
なお、中央領域の第１の回折構造は、ブレーズ化波長（基準波長）を７２０ｎｍとし、この波長７２０ｎｍの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が１次となるように、つまり、回折次数１次で最適化した構造となっている。
また、周辺領域の第２の回折構造は、ブレーズ化波長（基準波長）を６５５ｎｍとし、この波長６５５ｎｍの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が４次となるように、つまり、回折次数４次で最適化した構造となっている。
【００６３】
また、本実施例においては、波長λ２の光束が中央領域を通過する際に回折構造から回折作用を受けることにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数を１（ｍ＝１）、波長λ２の光束が周辺領域を通過する際に回折構造から回折作用を受けることにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数を３（ｎ＝３）と規定し、ｍ≦ｎを満たすように設定されている。
【００６４】
図７（ａ）は、新フォーマットの光ディスク（保護基板厚ｔ２＝０．９ｍｍ）の情報記録面上での縦球面収差図であり、図７（ｂ）はスポットダイヤグラムである。
また、図８（ａ）は、ＣＤ（保護基板厚ｔ３＝１．２ｍｍ）の情報記録面上での縦球面収差図であり、図８（ｂ）はスポットダイヤグラムである。
図７及び図８より、中央領域を通過した波長λ２の光束は新フォーマットの光ディスクの情報記録面上及びＣＤの情報記録面上に波面収差が０．０７[λ２ｒｍｓ]以下で集光することが分かる。また、周辺領域を通過した波長λ２の光束は新フォーマットの光ディスクの情報記録面上及びＣＤの情報記録面上において、波面収差が０．１５[λ２ｒｍｓ]以上となると共にその球面収差が中央領域と周辺領域との境界近傍で不連続になるように設定することで、周辺領域を通過した波長λ２の光束のｎ（＝３）次回折光をいわゆるフレア化させ、新フォーマットの光ディスク及びＣＤに対する情報の再生等に利用しないようになっている。
【００６５】
また、周辺領域を通過した波長λ２の光束は、その大部分が回折効率が７１．５％のｎ（＝３）次回折光と回折効率が１５％のｐ（＝４）次回折光に振り分けられるようになっている。そして、中央領域を通過した波長λ２の光束の各情報記録面上における近軸集光位置に対して、ｎ次回折光よりもｐ次回折光の方が近軸上のより近い位置に集光するように設定されている。
これにより、回折効率が大きく光量が多いｎ次回折光を、ｐ次回折光と比較して集光スポットよりも離れた遠い位置に飛ばす構成となる。
【００６６】
次に、実施例３について説明する。
本実施例においては、対物レンズの入射面及び出射面がそれぞれ非球面形状とされており、入射面が０≦ｈ＜１．０９５ｍｍの中央領域とｈ≧１．０９５ｍｍの周辺領域とに区分されると共に入射面に回折構造としての光軸を中心とした鋸歯状の複数の回折輪帯が形成されている。
表３に対物レンズのレンズデータを示す。
【００６７】
【表３】
2006018945.tif 000007
【００６８】
表３に示すように、本実施例の光ピックアップ装置は、第１光源から出射される波長λ１＝６５５ｎｍのときの焦点距離ｆ1＝２．３３０ｍｍ、像側開口数ＮＡ１＝０．６５、結像倍率ｍ＝０．０に設定されており、第２光源から出射される波長λ２＝７８５ｎｍのときの焦点距離ｆ2＝２．３４６ｍｍ、像側開口数ＮＡ２＝０．４７、結像倍率ｍ＝０．０に設定されている。
【００６９】
表３中の面番号２と２´は対物レンズの入射面の中央領域ＡＲＥＡ１と周辺領域ＡＲＥＡ２を示し、面番号３は対物レンズの出射面を示す。また、Ｒｉは曲率半径、ｄｉは第ｉ面から第ｉ＋１面までの光軸ｌ方向の位置、ｎｉは各面の屈折率を表している。
【００７０】
第２面、第２´面、第３面は、それぞれ上記数１に表３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。
また、第２面及び第２´面には第１の回折構造ＤＯＥ１及び第２の回折構造ＤＯＥ２が形成されている。この回折構造は、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、Ｂ2iを光路差関数係数とするとき、上記数２式に表３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。
【００７１】
なお、中央領域の第１の回折構造は、ブレーズ化波長（基準波長）を７２０ｎｍとし、この波長７２０ｎｍの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が１次となるように、つまり、回折次数１次で最適化した構造となっている。
また、周辺領域の第２の回折構造は、ブレーズ化波長（基準波長）を６５５ｎｍとし、この波長６５５ｎｍの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が４次となるように、つまり、回折次数４次で最適化した構造となっている。
【００７２】
本実施例においては、保護基板厚が１．０ｍｍ（ｔ４＝１．０ｍｍ）の第４光情報記録媒体を仮想的に配置し、対物レンズの中央領域を通過した波長λ２の光束の球面収差を、新フォーマットの光ディスク（保護基板厚ｔ２＝０．９ｍｍ）の情報記録面ＲＬ２とＣＤ（保護基板厚ｔ３＝１．２ｍｍ）の情報記録面ＲＬ３との間の近軸上に集光させ、第４光情報記録媒体の情報記録面上で最小値となるように対物レンズが設計されている。
図９（ａ）は、仮想的に配置した第４光情報記録媒体の情報記録面上での縦球面収差図であり、図９（ｂ）はスポットダイヤグラムである。
図９より、有効径の範囲内で球面収差がほぼ０に抑えられていると共に、有効径外で発生しているフレア光と集光スポットが十分分離していることが分かる。
【００７３】
図１０（ａ）は、このように設定された対物レンズを用いて、新フォーマットの光ディスクの情報記録面上での縦球面収差図であり、図１０（ｂ）はスポットダイヤグラムである。
図１０より、有効径の範囲内での球面収差の発生量は実用上支障が無い程度に抑えられていると共に、有効径外で発生しているフレア光と集光スポットが十分分離していることが分かる。
【００７４】
図１１（ａ）は、このように設定された対物レンズを用いて、ＣＤの光ディスクの情報記録面上での縦球面収差図であり、図１１（ｂ）はスポットダイヤグラムである。
図１１より、有効径の範囲内での球面収差の発生量は実用上支障が無い程度に抑えられていると共に、有効径外で発生しているフレア光と集光スポットが十分分離していることが分かる。
【００７５】
また、本実施例においては、波長λ２の光束が中央領域を通過する際に回折構造から回折作用を受けることにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数を１（ｍ＝１）、波長λ２の光束が周辺領域を通過する際に回折構造から回折作用を受けることにより発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数を３（ｎ＝３）と規定し、ｍ≦ｎを満たすように設定されている。
図１０及び図１１より、中央領域を通過した波長λ２の光束は新フォーマットの光ディスクの情報記録面上及びＣＤの情報記録面上に波面収差が０．０７[λ２ｒｍｓ]以下で集光することが分かる。また、周辺領域を通過した波長λ２の光束は新フォーマットの光ディスクの情報記録面上及びＣＤの情報記録面上において、波面収差が０．１５[λ２ｒｍｓ]以上となると共にその球面収差が中央領域と周辺領域との境界近傍で不連続になるように設定することで、周辺領域を通過した波長λ２の光束のｎ（＝３）次回折光をいわゆるフレア化させ、新フォーマットの光ディスク及びＣＤに対する情報の再生等に利用しないようになっている。
【００７６】
また、周辺領域を通過した波長λ２の光束は、その大部分が回折効率が７１．５％のｎ（＝３）次回折光と回折効率が１５％のｐ（＝４）次回折光に振り分けられるようになっている。そして、中央領域を通過した波長λ２の光束の各情報記録面上における近軸集光位置に対して、ｎ次回折光よりもｐ次回折光の方が近軸上のより近い位置に集光するように設定されている。
これにより、回折効率が大きく光量が多いｎ次回折光を、ｐ次回折光と比較して集光スポットよりも離れた遠い位置に飛ばす構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【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】対物レンズの構成を示す要部断面図である。
【図３】対物レンズの構成を示す正面図である。
【図４】縦球面収差図（ａ）及びスポットダイヤグラム（ｂ）である。
【図５】縦球面収差図（ａ）及びスポットダイヤグラム（ｂ）である。
【図６】縦球面収差図（ａ）及びスポットダイヤグラム（ｂ）である。
【図７】縦球面収差図（ａ）及びスポットダイヤグラム（ｂ）である。
【図８】縦球面収差図（ａ）及びスポットダイヤグラム（ｂ）である。
【図９】縦球面収差図（ａ）及びスポットダイヤグラム（ｂ）である。
【図１０】縦球面収差図（ａ）及びスポットダイヤグラム（ｂ）である。
【図１１】縦球面収差図（ａ）及びスポットダイヤグラム（ｂ）である。
【符号の説明】
【００７８】
ＡＲＥＡ１    中央領域
ＡＲＥＡ２    周辺領域
ＤＯＥ１      第1の回折構造
ＤＯＥ２      第2の回折構造
ＯＢＪ 対物レンズ
ＰＤ   光検出器
ＰＵ   光ピックアップ装置
【図１】
2006018945.tif 000008
【図２】
2006018945.tif 000009
【図３】
2006018945.tif 000010
【図４】
2006018945.tif 000011
【図５】
2006018945.tif 000012
【図６】
2006018945.tif 000013
【図７】
2006018945.tif 000014
【図８】
2006018945.tif 000015
【図９】
2006018945.tif 000016
【図１０】
2006018945.tif 000017
【図１１】
2006018945.tif 000018