(57)【要約】【課題】波長の異なる光源を用いて異なる光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生ができ、一方の光情報記録媒体の使用時におけるスポット光量を低下させることなく、他方の光情報記録媒体の使用時におけるスポット光量を増大させることができる光ピックアップ装置及びその対物レンズを提供する。【解決手段】第１の半導体レーザ１１１から出射され、対物レンズ２０の周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高い回折光の縦球面収差ＳＡ１の絶対値が、０．００５ｍｍを下回るように抑えられるので、図２（ａ）に示すように、ＤＶＤ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。一方、第２の半導体レーザ１１２から出射され、対物レンズ２０の周辺領域を通過した光束のうち、回折効率の低い（Ｎ＋１）次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（Ｎ＋１）の絶対値も、０．００５ｍｍを下回るように抑えられるので、この（Ｎ＋１）次の回折光の分だけ、ＣＤの情報記録面に集光されるスポット光の光量を増大させることができるのである。【選択図】　　　図２
2004021195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の厚さがｔ１である第１の光情報記録媒体に対して第１の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ１（ｎｍ）の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）である第２の光情報記録媒体に対して第２の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ２（ｎｍ、λ１＜λ２）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を、前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させるとともに、前記第２の光源から出射された光束を、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズと、を有する光ピックアップ装置用の対物レンズにおいて、
該対物レンズの光学面には、光軸を含む中央領域と、該中央領域の周辺に位置し、ブレーズド化波長がλ１±３０ｎｍ以内である回折構造を備えた周辺領域とを含む、少なくとも２つの領域が形成されており、
前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次（ｍ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）と、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、回折効率の高いｎ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｎ）と、回折効率の低いｋ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｋ）とが、以下の条件を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。
｜ＳＡ１（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　（１）
｜ＳＡ２（ｋ）｜　＜　｜ＳＡ２（ｎ）｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
｜ＳＡ２（ｋ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
【請求項２】
ｋ＝ｎ＋１であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
【請求項３】
ｎ＝２であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
【請求項４】
ｎ＝３であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
【請求項５】
前記中央領域に回折構造を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
【請求項６】
透明基板の厚さがｔ１である第１の光情報記録媒体に対して第１の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ１（ｎｍ）の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）である第２の光情報記録媒体に対して第２の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ２（ｎｍ、λ１＜λ２）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を、前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させるとともに、前記第２の光源から出射された光束を、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズと、を有する光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
該対物レンズの光学面には、光軸を含み光軸からの高さがｈまでの中央領域と、該中央領域の周辺に位置し、ブレーズド化波長がλ１±３０ｎｍ以内である回折構造を有する周辺領域とを含む、少なくとも２つの領域が形成されており、
前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次（ｍ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）が、以下の条件を満たすとともに、
前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、ｍ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｍ）の少なくとも一部が、以下の条件を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。
｜ＳＡ１（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　（４）
｜ＳＡ２（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（５）
【請求項７】
ｍ＝２であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．０１・ｈ以上１．０５・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
【請求項８】
ｍ＝３であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．０２・ｈ以上１．１・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
【請求項９】
ｍ＝４であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．１・ｈ以上１．２・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
【請求項１０】
前記光学面は、前記中央領域と、前記周辺領域と、前記周辺領域の周辺に位置し且つ回折構造を有する最外領域からなる３つの領域を備え、
前記第１の光源から出射され、前記最外領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｊ次（ｊ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｊ）が、以下の条件を満たすとともに、
前記第２の光源から出射され、前記最外領域を通過した光束のうち、ｊ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｊ）が、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
｜ＳＡ１（ｊ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　（６）
｜ＳＡ２（ｊ）｜　＞　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（７）
【請求項１１】
透明基板の厚さがｔ１である第１の光情報記録媒体に対して第１の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ１（ｎｍ）の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）である第２の光情報記録媒体に対して第２の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ２（ｎｍ、λ１＜λ２）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を、前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させるとともに、前記第２の光源から出射された光束を、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズと、を有する光ピックアップ装置において、
該対物レンズの光学面には、光軸を含む中央領域と、該中央領域の周辺に位置し、ブレーズド化波長がλ１±３０ｎｍ以内である回折構造を備えた周辺領域とを含む、少なくとも２つの領域が形成されており、
前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次（ｍ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）と、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、回折効率の高いｎ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｎ）と、回折効率の低いｋ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｋ）とが、以下の条件を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
｜ＳＡ１（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　（１）
｜ＳＡ２（ｋ）｜　＜　｜ＳＡ２（ｎ）｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
｜ＳＡ２（ｋ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
【請求項１２】
ｋ＝ｎ＋１であることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
ｎ＝２であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
ｎ＝３であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記中央領域に回折構造を備えたことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
透明基板の厚さがｔ１である第１の光情報記録媒体に対して第１の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ１（ｎｍ）の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）である第２の光情報記録媒体に対して第２の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ２（ｎｍ、λ１＜λ２）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を、前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させるとともに、前記第２の光源から出射された光束を、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズと、を有する光ピックアップ装置において、
該対物レンズの光学面には、光軸を含み光軸からの高さがｈまでの中央領域と、該中央領域の周辺に位置し、ブレーズド化波長がλ１±３０ｎｍ以内である回折構造を有する周辺領域とを含む、少なくとも２つの領域が形成されており、
前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次（ｍ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）が、以下の条件を満たすとともに、
前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、ｍ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｍ）の少なくとも一部が、以下の条件を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
｜ＳＡ１（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　（４）
｜ＳＡ２（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（５）
【請求項１７】
ｍ＝２であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．０１・ｈ以上１．０５・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
ｍ＝３であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．０２・ｈ以上１．１・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
ｍ＝４であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．１・ｈ以上１．２・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
前記光学面は、前記中央領域と、前記周辺領域と、前記周辺領域の周辺に位置し且つ回折構造を有する最外領域からなる３つの領域を備え、
前記第１の光源から出射され、前記最外領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｊ次（ｊ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｊ）が、以下の条件を満たすとともに、
前記第２の光源から出射され、前記最外領域を通過した光束のうち、ｊ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｊ）が、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１１乃至１９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
｜ＳＡ１（ｊ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　（６）
｜ＳＡ２（ｊ）｜　＞　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（７）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置及びその対物レンズに関し、特に、波長の異なる複数の光源を用いて、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置及び、その対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＤＶＤとＣＤなど異なる種類の光情報記録媒体に対して情報を記録し、又再生することができる光ピックアップ装置が開発され、様々な用途で用いられている。このような光ピックアップ装置においては、ＤＶＤとＣＤとでは透明基板厚さが異なるし、又異なる波長の光源からの光束を用いて情報の記録又は再生を行うので、本来的には、それらに対して最適化された別個の集光光学系を、ＤＶＤ使用時とＣＤ使用時とで使い分けるのが好ましいといえる。
【０００３】
しかしながら、光ピックアップ装置に複数の集光光学系を設けると、切り替え機構なども必要となるため構成が複雑化し、コストも増大する。そこで、近年においては、光学面に回折構造を設けた単一の対物レンズを用いることで、構成の簡素化及び低コスト化を図りつつ、ＤＶＤとＣＤの双方に対して情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置が開発されるようになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ピックアップ装置のあるタイプにおいては、ＤＶＤ使用時のスポット光量を低下させることなく、ＣＤ使用時のスポット光量をより増大させたいという要求があるが、レーザ光源の光量は限られているため、集光光学系を工夫することで、それに対処することを考える。かかる場合、集光光学系を構成する光学素子に反射防止コートなどの成膜を行うことで、入射光束の反射成分を抑えようとする改良手法もあるが、反射成分そのものが元々そう大きなものではないため、反射防止コートの改善により得られる透過光量の増大効果はわずかである。
【０００５】
これに対し、ＣＤ使用時における開口数ＮＡを増大させることも考えられる。ところが、光ピックアップ装置において、ＣＤ使用時における開口数ＮＡを増大させると、その情報記録面に集光されるスポット光の径が絞られすぎてしまい、適切に情報の記録／再生を行えないという問題がある。又、温度変化に対する球面収差の３次成分δＳＡ３／δＴは、対物レンズの像側開口数をＮＡ、焦点距離をｆ、結像倍率をｍ、光源波長をλとすると、
（δＳＡ３／δＴ）∝ｆ・（１−ｍ）４・ＮＡ４／λ　　　　　　　（８）
で表されることから分かるように、ＮＡの４乗に比例して増大する。従って、開口数ＮＡを増大させることによって、ＣＤ側のスポット光量を増大させようとすると、温度特性が劣化するという問題もある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、波長の異なる光源を用いて異なる光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生ができ、一方の光情報記録媒体の使用時におけるスポット光量を低下させることなく、他方の光情報記録媒体の使用時におけるスポット光量を増大させることができる光ピックアップ装置及びその対物レンズを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、透明基板の厚さがｔ１である第１の光情報記録媒体に対して第１の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ１（ｎｍ）の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）である第２の光情報記録媒体に対して第２の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ２（ｎｍ、λ１＜λ２）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を、前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させるとともに、前記第２の光源から出射された光束を、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズと、を有する光ピックアップ装置用の対物レンズにおいて、該対物レンズの光学面には、光軸を含む中央領域と、該中央領域の周辺に位置し、ブレーズド化波長がλ１±３０ｎｍ以内である回折構造を備えた周辺領域とを含む、少なくとも２つの領域が形成されており、
前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次（ｍ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）と、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、回折効率の高いｎ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｎ）と、回折効率の低いｋ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｋ）とが、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜ＳＡ１（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　（１）
｜ＳＡ２（ｋ）｜　＜　｜ＳＡ２（ｎ）｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
｜ＳＡ２（ｋ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
【０００８】
本発明について説明する。前記周辺領域に回折構造を設け、かかる回折構造を前記第１の光源の波長に適合させれば、前記第１の光源からの光束に関しては、適切に収差を抑えた状態で前記第１の光情報記録媒体の情報記録面に対して集光でき、一方、前記第２の光源からの光束が入射した際にはフレア光とすることで、前記第２の光情報記録媒体の情報記録面に対して、スポット径が絞られすぎない状態で集光させることができる。すなわち、前記対物レンズの光学面において、光軸を含む前記中央領域を通過する光束は、前記第１及び前記第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生のために使用し、前記中央領域の周辺に位置する前記周辺領域を通過する光束は、本来的には、前記第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生のために使用すべきものである。
【０００９】
ここで、本発明者らは、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際に用いる光束のスポット光量を低下させることなく、前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際に用いる光束のスポット光量を増大させるため、異なる次数の回折光を用いることを見いだした。より具体的には、前記周辺領域に形成する前記回折構造において、ブレーズド化波長がλ１±３０ｎｍ以内であるように設計することで、前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次（ｍ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）が、（１）式を満たすように抑えられるので、前記第１の光情報記録媒体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。一方、例えばｍ≠ｋとすることにより、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、回折効率の低いｋ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｋ）を、（３）式を満たすように抑えることができる。すなわち、ｋ次の回折光の分だけ、前記第２の光情報記録媒体の情報記録面に集光されるスポット光の光量を増大させることができるのである。但し、回折効率が高いｎ次の回折光の悪影響を抑制すべく、その縦球面収差ＳＡ２（ｎ）と、回折効率の低いｋ（≠ｎ）次の回折光次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｋ）とが（２）式を満たすようにしている。尚、「ブレーズド化波長」とは、その波長の光束が入射したときに、最も回折効率の高い回折光を得ることができる回折構造を設計するために用いられる波長をいう。
【００１０】
特に、中央領域・周辺領域とも回折構造を備えた光ピックアップ装置の対物レンズにおいては、一般的に、中央領域はＤＶＤ、ＣＤ両方の回折効率を考慮せざるをえないため、周辺領域の回折効率と比べるとＤＶＤ使用時の回折効率は低くなってしまう。周辺領域はＤＶＤの使用波長に近い波長でブレーズド化しているが、中央領域はそれよりも回折効率の低い波長（ＣＤ使用波長に近い波長）でブレーズド化せざるをえないためである。従って、ＣＤ使用時における開口数ＮＡを増大させると、ＤＶＤ使用時における回折効率が低い領域が増加してしまうことになるが、本発明においては、中央領域を増大させるわけではないのでＤＶＤ光量の低下はないという利点がある。より効果的に周辺領域の光量をＤＶＤに対する情報の記録又は再生に活用するためのブレーズド化波長は、λ１±１０ｎｍである。
【００１１】
請求項２に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、ｋ＝ｎ＋１であると好ましい。
【００１２】
請求項３に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、ｎ＝２であると好ましい。
【００１３】
請求項４に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、ｎ＝３であると好ましい。
【００１４】
請求項５に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、前記中央領域に回折構造を備えたので、前記対物レンズに無限光が入射する場合、或いは前記対物レンズに有限光が入射する場合でも、前記第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時における倍率と、前記第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時における倍率とが等しいときには、適切な情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００１５】
請求項６に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、透明基板の厚さがｔ１である第１の光情報記録媒体に対して第１の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ１（ｎｍ）の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）である第２の光情報記録媒体に対して第２の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ２（ｎｍ、λ１＜λ２）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を、前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させるとともに、前記第２の光源から出射された光束を、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズと、を有する光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、該対物レンズの光学面には、光軸を含み光軸からの高さがｈまでの中央領域と、該中央領域の周辺に位置し、ブレーズド化波長がλ１±３０ｎｍ以内である回折構造を有する周辺領域とを含む、少なくとも２つの領域が形成されており、前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次（ｍ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）が、以下の条件を満たすとともに、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、ｍ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｍ）の少なくとも一部が、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜ＳＡ１（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　（４）
｜ＳＡ２（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（５）
【００１６】
本発明は、別な観点から前記第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光の光量を増大する。上述したように、前記周辺領域に回折構造を設け、かかる回折構造を前記第１の光源の波長に適合させれば、前記第２の光源からの光束が入射した際にはフレア光とできるので、前記第２の光情報記録媒体の情報記録面に対して、スポット径が絞られすぎない状態で集光させることができる。本発明者らは、かかるフレア光の一部を、前記第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光の光量増大に利用することを見いだした。
【００１７】
より具体的には、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、ｍ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｍ）の少なくとも一部が、（５）式を満たすようにすることで、前記第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光の光量増大を図れる。一方、前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）が、（４）式を満たすようにすれば、前記第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光の光量低下を招くこともない。
【００１８】
請求項７に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、ｍ＝２であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．０１・ｈ以上１．０５・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていると好ましい。
【００１９】
請求項８に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、ｍ＝３であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．０２・ｈ以上１．１・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていると好ましい。
【００２０】
請求項９に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、ｍ＝４であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．１・ｈ以上１．２・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていると好ましい。
【００２１】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、前記光学面は、前記中央領域と、前記周辺領域と、前記周辺領域の周辺に位置し且つ回折構造を有する最外領域からなる３つの領域を備え、前記第１の光源から出射され、前記最外領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｊ次（ｊ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｊ）が、以下の条件を満たすとともに、前記第２の光源から出射され、前記最外領域を通過した光束のうち、ｊ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｊ）が、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜ＳＡ１（ｊ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　（６）
｜ＳＡ２（ｊ）｜　＞　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（７）
【００２２】
本発明においては、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、ｊ次（先行する請求項に記載の次数と一致しても良く異なっていても良い）の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｊ）が、（７）式を満たすようにすることで、前記第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光をフレア光とでき、スポット光が絞りすぎることを抑制できる。一方、前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｊ次の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｊ）が、（６）式を満たすようにすれば、前記第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光の光量低下を招くこともない。
【００２３】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、透明基板の厚さがｔ１である第１の光情報記録媒体に対して第１の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ１（ｎｍ）の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）である第２の光情報記録媒体に対して第２の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ２（ｎｍ、λ１＜λ２）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を、前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させるとともに、前記第２の光源から出射された光束を、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズと、を有する光ピックアップ装置において、該対物レンズの光学面には、光軸を含む中央領域と、該中央領域の周辺に位置し、ブレーズド化波長がλ１±３０ｎｍ以内である回折構造を備えた周辺領域とを含む、少なくとも２つの領域が形成されており、前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次（ｍ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）と、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、回折効率の高いｎ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｎ）と、回折効率の低いｋ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｋ）とが、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜ＳＡ１（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　（１）
｜ＳＡ２（ｋ）｜　＜　｜ＳＡ２（ｎ）｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
｜ＳＡ２（ｋ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
本発明の作用効果は、請求項１に記載の発明の作用効果と同様である。
【００２４】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、ｋ＝ｎ＋１であると好ましい。
【００２５】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置は、ｎ＝２であると好ましい。
【００２６】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、ｎ＝３であると好ましい。
【００２７】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置は、前記中央領域に回折構造を備えたので、前記対物レンズに無限光が入射する場合、或いは前記対物レンズに有限光が入射する場合でも、前記第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時における倍率と、前記第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時における倍率とが等しいときには、適切な情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００２８】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置は、透明基板の厚さがｔ１である第１の光情報記録媒体に対して第１の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ１（ｎｍ）の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）である第２の光情報記録媒体に対して第２の光束を照射することで情報の記録及び／又は再生を行うようになっている波長λ２（ｎｍ、λ１＜λ２）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を、前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させるとともに、前記第２の光源から出射された光束を、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズと、を有する光ピックアップ装置において、該対物レンズの光学面には、光軸を含み光軸からの高さがｈまでの中央領域と、該中央領域の周辺に位置し、ブレーズド化波長がλ１±３０ｎｍ以内である回折構造を有する周辺領域とを含む、少なくとも２つの領域が形成されており、前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｍ次（ｍ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｍ）が、以下の条件を満たすとともに、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、ｍ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｍ）の少なくとも一部が、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜ＳＡ１（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　（４）
｜ＳＡ２（ｍ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（５）
本発明の作用効果は、請求項６に記載の発明の作用効果と同様である。
【００２９】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置は、ｍ＝２であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．０１・ｈ以上１．０５・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていると好ましい。
【００３０】
請求項１８に記載の光ピックアップ装置は、ｍ＝３であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．０２・ｈ以上１．１・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていると好ましい。
【００３１】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置は、ｍ＝４であるとともに、前記周辺領域において、光軸からの高さがｈから１．１・ｈ以上１．２・ｈ以下の領域まで、前記回折構造が設けられていると好ましい。
【００３２】
請求項２０に記載の光ピックアップ装置は、前記光学面は、前記中央領域と、前記周辺領域と、前記周辺領域の周辺に位置し且つ回折構造を有する最外領域からなる３つの領域を備え、前記第１の光源から出射され、前記最外領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｊ次（ｊ≠０の整数）の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｊ）が、以下の条件を満たすとともに、前記第２の光源から出射され、前記最外領域を通過した光束のうち、ｊ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｊ）が、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜ＳＡ１（ｊ）｜　＜　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　（６）
｜ＳＡ２（ｊ）｜　＞　０．００５ｍｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（７）
【００３３】
本発明においては、前記第２の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち、ｊ次（先行する請求項に記載の次数と一致しても良く異なっていても良い）の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｊ）が、（７）式を満たすようにすることで、前記第２の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光をフレア光とでき、スポット光が絞りすぎることを抑制できる。一方、前記第１の光源から出射され、前記周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高いｊ次の回折光の縦球面収差ＳＡ１（ｊ）が、（６）式を満たすようにすれば、前記第１の光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光の光量低下を招くこともない。
【００３４】
本明細書中で用いる「回折構造」とは、光学素子例えば対物レンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせた部分のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものであり、そのような形状を特に「回折輪帯」という。
【００３５】
本明細書中において、対物レンズとは、狭義に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において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズを指し、広義にはそのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズを指すものとする。
【００３６】
本明細書中において、第２の光情報記録媒体（第１の光ディスクともいう）とは、例えば、ＣＤ−Ｒ，　ＣＤ−ＲＷ，　ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ，　ＣＤ−ＲＯＭ等の各種ＣＤ系の光ディスクをいい、第１の光情報記録媒体（第２の光ディスクともいう）とは、再生専用に用いるＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏの他、再生／記録を兼ねるＤＶＤ−ＲＡＭ，　ＤＶＤ−Ｒ，　ＤＶＤ−ＲＷ等の各種ＤＶＤ系の光ディスクを含むものである。更に、本明細書中で透明基板の厚さｔといった時は、ｔ＝０を含むものである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。図１に示す光ピックアップ装置は、第１の光ディスク（例えばＤＶＤ）に対して情報の記録／又は再生を行うために用いる第１の光源である第１の半導体レーザ１１１と、第２の光ディスク（例えばＣＤ）に対して情報の記録／又は再生を行うために用いる第２の光源である第２の半導体レーザ１１２とを有している。
【００３８】
まず第１の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う場合、第１の半導体レーザ１１１からビームを出射する。出射された光束は、両半導体レーザ１１１、１１２からの出射光の合成手段であるビームスプリッタ１９０を透過し、偏光ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３、１／４波長板１４を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り１７によって絞られ、対物レンズ２０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【００３９】
情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ２０、絞り１７、１／４波長板１４、コリメータ１３を透過して、偏光ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射されシリンドリカルレンズ１８により非点収差が与えられ、光検出器３００上へ入射する。光検出器３００からの出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に記録された情報の記録又は再生信号が得られる。
【００４０】
更に、光検出器３００上で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う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５０が、第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１の光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ２０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ２０を移動させることができる。
【００４１】
一方、第２の光ディスクを再生する場合、第２の半導体レーザ１１２からビームを出射する。出射された光束は、光合成手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、上記第１の半導体レーザ１１１からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ１２０、コリメータ１３、１／４波長板１４、絞り１７、対物レンズ２０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【００４２】
情報記録面２２０で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ２０、絞り１７、１／４波長板１４、コリメータ１３、偏光ビームスプリッタ１２０、シリンドリカルレンズ１８０を介して、光検出器３００上へ入射する。光検出器３００からの出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に記録された情報の記録又は再生信号が得られる。
【００４３】
更に、第１の光ディスクの場合と同様、光検出器３００上で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、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ２０を移動させる。
【００４４】
なお、半導体レーザ１１１，半導体レーザ１１２をユニット化した２波長半導体レーザユニットや、半導体レーザ１１１，半導体レーザ１１２，光検出器をユニット化した光源−検出器モジュールを使用した光ピックアップ装置にも本対物レンズは適用可能である。
も可能である。
【００４５】
（実施例１）
以下に述べる実施例１は、上記実施の形態に適用可能な対物レンズに関するものである。表１、２に、実施例１の対物レンズにかかるレンズデータを示す。
【表１】
2004021195.tif 000003
【表２】
2004021195.tif 000004
【００４６】
本実施例及び後述する実施例にかかる対物レンズは、両面非球面のプラスチックレンズで構成され、各々の非球面は数１で表される非球面形状を有している。
【数１】
2004021195.tif 000005
ただし、Ｘは光軸方向の軸で、ｈは光軸と垂直方向の軸、Ｒは近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａは非球面係数である。
【００４７】
一般に回折構造は、光路差関数Φは単位をｍｍとして数２で表される。
【数２】
2004021195.tif 000006
ここで、２次係数を零でない値にすることにより、回折部分で近軸的なパワーを持たせることが出来る。
【００４８】
図２（ａ）は、実施例１の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時における縦球面収差を示す図であり、図２（ｂ）は、ＣＤ使用時における縦球面収差を示す図である。本実施例の対物レンズにおいては、開口数がＨ（図２（ｂ）：表２のｈ＝１．５９に相当）に対応する位置に、光軸を中央領域と、その周辺に位置する周辺領域との境界が存在するものとする。図２から明らかなように、中央領域を通過した光束に関しては、ＤＶＤ、ＣＤいずれの使用時においても球面収差を良好に抑えることができる。
【００４９】
ここで、第１の半導体レーザから出射され、周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高い回折光の縦球面収差ＳＡ１の絶対値が、０．００５ｍｍを下回るように抑えられるので、図２（ａ）に示すように、ＤＶＤ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。一方、第２の半導体レーザから出射され、周辺領域を通過した光束のうち、回折効率の低い（Ｎ＋１）次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（Ｎ＋１）の絶対値も、０．００５ｍｍを下回るように抑えられるので、この（Ｎ＋１）次の回折光の分だけ、ＣＤの情報記録面に集光されるスポット光の光量を増大させることができるのである。尚、回折効率の高い（Ｎ）次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（Ｎ）の絶対値は、０．００５ｍｍを上回ってフレア光となっているので、その悪影響は回避される（図２（ｂ）参照）。
【００５０】
（実施例２）
以下に述べる実施例２も、上記実施の形態に適用可能な対物レンズに関するものである。表３、４に、実施例２の対物レンズにかかるレンズデータを示す。
【表３】
2004021195.tif 000007
【表４】
2004021195.tif 000008
【００５１】
図３（ａ）は、実施例２の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時における縦球面収差を示す図であり、図３（ｂ）は、ＣＤ使用時における縦球面収差を示す図である。本実施例の対物レンズにおいては、開口数がＨ（図３（ｂ）：表４のｈ＝１．５９に相当）に対応する位置に、光軸を中央領域と、その周辺に位置する周辺領域との境界が存在するものとする。図３から明らかなように、中央領域を通過した光束に関しては、ＤＶＤ、ＣＤいずれの使用時においても球面収差を良好に抑えることができる。
【００５２】
図３（ｂ）から明らかなように、第２の半導体レーザから出射され、周辺領域を通過した光束のうち、ｍ次の回折光の縦球面収差ＳＡ２（ｍ）の少なくとも一部（図３のＳＡ２ａ）の絶対値が、０．００５ｍｍを下回るので、ＣＤに対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光の光量増大を図れる。残りの部分（図３のＳＡ２ｂ）はフレア光となっている。一方、第１の半導体レーザから出射され、周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高い光束の縦球面収差ＳＡ１の絶対値が、０．００５ｍｍを下回っているので、ＤＶＤに対する情報の記録及び／又は再生時におけるスポット光の光量低下を招くこともない（図３（ａ）参照）。
【００５３】
（実施例３）
以下に述べる実施例３も、上記実施の形態に適用可能な対物レンズに関するものである。表５、６に、実施例３の対物レンズにかかるレンズデータを示す。
【表５】
2004021195.tif 000009
【表６】
2004021195.tif 000010
【００５４】
図４（ａ）は、実施例３の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時における縦球面収差を示す図であり、図４（ｂ）は、ＣＤ使用時における縦球面収差を示す図である。本実施例の対物レンズにおいては、開口数がＨ１（図４（ｂ）：表２のｈ＝１．５９に相当）に対応する位置に、光軸を中央領域と、その周辺に位置する周辺領域との境界が存在し、開口数がＨ２（図４（ｂ）：表２のｈ＝１．６９に相当）に対応する位置に、周辺領域と、その周囲に位置する最外領域との境界が存在するものとする。図４から明らかなように、中央領域及び周辺領域を通過した光束に関しては、ＤＶＤ、ＣＤいずれの使用時においても球面収差を良好に抑えることができる。
【００５５】
ここで、第１の半導体レーザから出射され、周辺領域を通過した光束のうち最も回折効率が高い回折光の縦球面収差ＳＡ１の絶対値が、０．００５ｍｍを下回るように抑えられるので、図４（ａ）に示すように、ＤＶＤ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。一方、第２の半導体レーザから出射され、周辺領域を通過した光束のうち、所定次数の回折光の縦球面収差ＳＡ２の絶対値は、０．００５ｍｍを上回ってフレア光となっているので、その悪影響は回避される（図４（ｂ）参照）。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、波長の異なる光源を用いて異なる光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生ができ、一方の光情報記録媒体の使用時におけるスポット光量を低下させることなく、他方の光情報記録媒体の使用時におけるスポット光量を増大させることができる光ピックアップ装置及びその対物レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は、実施例１の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時における縦球面収差を示す図であり、図２（ｂ）は、ＣＤ使用時における縦球面収差を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、実施例２の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時における縦球面収差を示す図であり、図３（ｂ）は、ＣＤ使用時における縦球面収差を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、実施例３の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時における縦球面収差を示す図であり、図４（ｂ）は、ＣＤ使用時における縦球面収差を示す図である。
【符号の説明】
１３　コリメータ
１４　１／４波長板
１７　絞り
１８　シリンドリカルレンズ
２０　対物レンズ
１１１　第１半導体レーザ
１１２　第２半導体レーザ
２００　第１の光ディスク、第２の光ディスク
３００　光検出器
【図１】
2004021195.tif 000011
【図２】
2004021195.tif 000012
【図３】
2004021195.tif 000013
【図４】
2004021195.tif 000014