(57)【要約】【課題】素材としてプラスチックを用いながら、波長の短い光源を用いた場合の、高開口数化、色収差や温度特性収差の補正、複数種類の光情報記録媒体に対する記録／再生を可能とし、製造が容易で低コスト化を図ることができ、かつレーザビームの利用効率の高い、光ピックアップ用の対物レンズユニット、及びこれを備える光ピックアップ装置、光学式情報記録再生装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置３において、光情報記録媒体Ｍ１〜Ｍ３の情報記録面Ｍ１ｒ〜Ｍ３ｒに光束Ｌ１〜Ｌ３を集光させるために用いられる対物レンズユニット１に、集光作用を有する第一の光学素子Ｂと、集光作用を殆ど有さずに第一の光学素子Ｂの収差を補正する補正機能を備える第二の光学素子Ａとを備える。【選択図】　　　　図２
2004062971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置において光情報記録媒体の情報記録面に光束を集光させるために用いられる対物レンズユニットであって、
前記光情報記録媒体に対向して配置される第一の光学素子と、
前記第一の光学素子の光源側に対向して配置され、少なくとも１つの光学面上に、複数の輪帯に分割され、隣り合う輪帯同士が入射光に対して所定の光路差を生じるように形成された輪帯構造が形成された第二の光学素子と
を備え、
前記第一の光学素子と第二の光学素子とは、それぞれ、光学機能部と、その周縁に形成されたフランジ部とを備え、
前記第一の光学素子のフランジ部と第二の光学素子のフランジ部とは、これら第一の光学素子と第二の光学素子とを所定の相対位置に固定可能に形成されていることを特徴とする対物レンズユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記第一の光学素子と前記第二の光学素子とは、それぞれプラスチックレンズであること
を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記第一の光学素子の近軸パワーをＰ１［ｍｍ−１］とし、前記第二の光学素子の近軸パワーをＰ２［ｍｍ−１］としたとき、式
｜Ｐ２／Ｐ１｜≦０．２
を満たすことを特徴とする対物レンズユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記輪帯構造の隣り合う輪帯は、互いに光軸方向に変移して形成されることで、前記所定の光路差を生じること
を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記輪帯構造は、入射光を回折させる機能を有する回折構造であること
を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記輪帯構造は、少なくとも前記第一の光学素子で発生する色収差を補正すること
を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の対物レンズユニットにおいて、
使用波長が５００ｎｍ以下であること
を特徴とする対物レンズユニット。
【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ユニットにおいて、
前記第一の光学素子はプラスチックレンズであって、
前記輪帯構造は、前記第一の光学素子の屈折率変化に起因して発生する球面収差を補正すること
を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の対物レンズユニットにおいて、
像側開口数が０．７５以上であること
を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記対物レンズユニットは、前記光情報記録媒体の情報記録面を保護するための透明基板の厚さと、情報の記録及び／又は再生に使用する光の波長とが、互いに異なる複数種類の前記光情報記録媒体の情報記録面に光束を集光させるために用いられ、
前記輪帯構造は、前記各光情報記録媒体の透明基板の厚さの違いに起因して発生する球面収差、及び／又は、前記各光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生に使用する光の波長の違いに起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする対物レンズユニット。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記第一の光学素子の近軸パワーをＰ１［ｍｍ−１］とし、前記第一の光学素子の光軸上の厚さをＴ１［ｍｍ］としたとき、式
０．８≦Ｐ１・Ｔ１≦１．８
を満たすことを特徴とする対物レンズユニット。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記第一の光学素子は屈折レンズであること
を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記輪帯構造は、非球面上に形成されていること
を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の対物レンズユニットにおいて、
前記第一の光学素子のフランジ部と第二の光学素子のフランジ部とは互いに嵌合及び当接可能な形状に形成されることで、前記第一の光学素子と第二の光学素子とを所定の相対位置に固定可能とされていること
を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の対物レンズユニットを備えること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置を備えること
を特徴とする光学式情報記録再生装置。
【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において光情報記録媒体の情報記録面に光束を集光させるために用いられる対物レンズユニット、及びこれを備える光ピックアップ装置、光学式情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤ、ＭＯ、ＤＶＤなどの光情報記録媒体の記録／再生用の光ピックアップ装置に用いられる対物レンズには、主にプラスチックレンズが用いられている。
プラスチックレンズは、ガラスレンズなどに比べて比重が軽いため、対物レンズを駆動するアクチュエータへの負荷を軽減でき、対物レンズの追従を高速に行うことができる。
また、プラスチック材料を金型で射出成形して製造されるプラスチックレンズは、所望の形状の金型を精度良く製作することで、精度を高め、かつ量産することが可能である。したがって、レンズの高性能化や低コスト化を図ることが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザ光源と、像側開口数（ＮＡ）が０．８５程度まで高められた対物レンズを用いた新しい高密度光ディスク用の光ピックアップ装置の研究・開発が進んでいる。一例として、開口数０．８５、光源波長４０５ｎｍの光ディスク（以下、本明細書では「高密度ＤＶＤ」と呼ぶ）では、ＤＶＤ（開口数０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４．７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり２０〜３０ＧＢの情報の記録が可能である。
かかる高密度ＤＶＤ用の光ピックアップ装置においては、高密度ＤＶＤ及びＤＶＤ及びＣＤといった規格（記録密度）の異なる３種類の光ディスクをコンパチブルに記録再生することが求められる。
【０００４】
複数種類の光情報記録媒体（例えばＣＤとＤＶＤ）に対して互換性を持つ光ピックアップ装置が開発され、その一部は市場に供給されている。この種の光ピックアップ装置では、光情報記録媒体の種類に応じて異なる波長のレーザを用いるので、対物レンズの光学面上に入射光に対して所定の光路差を生じせしめる複数の輪帯に分割された輪帯構造を形成して、１つの対物レンズに複数種類の光情報記録媒体に対する互換性を持たせているものが多い（このような技術は、特開２０００−８１５６６号公報、特開２００１−１９５７６９号公報、特開２００１−５１１９２号公報に記載されている）。
【０００５】
また、データの記録及び再生が可能な光情報記録媒体では、データの記録時には、レーザ発振器に流す電流を増加させてレーザビームのエネルギー密度（パワー）を上げ、再生時には、レーザ発振器に流す電流を減少させてレーザビームのエネルギー密度を下げている。
【０００６】
ここで、高密度ＤＶＤなどの光情報記録媒体に対するデータの記録及び再生が可能な光ピックアップ装置では、データの読み出しと書き込みとが交互に繰り返し行われる。そして、読み出し状態から書き込み状態に切り替わるときに、レーザ発振器から出射されるレーザビームのエネルギー密度を瞬時に上昇させるため、レーザの波長が瞬間的に長くなる現象が生じる（「モードホップ」）。
レーザの波長が長くなると、レンズの分散によって、光軸上に形成されるビームスポットの位置が、対物レンズから遠方に移動する（「色収差」）。すなわち、ビームスポットの位置が、光ディスクの情報記録面からずれてしまい、光ディスクにデータを書き込む際にエラーが発生する恐れがある。
【０００７】
一般に、光の波長が短くなるほど、波長の単位変動量に対するレンズ材料の屈折率の変化量は大きくなることが知られている。
高密度ＤＶＤに対するデータ記録／再生が可能な光ピックアップ装置では、光源として４００ｎｍ前後の青紫色レーザが使用され、モードホップによる波長の変動量は数ｎｍ程度である。このため、ＣＤ用の光ピックアップ装置（光源波長：７８０ｎｍ前後）やＤＶＤ用の光ピックアップ装置（光源波長：６５０ｎｍ前後）に比して、モードホップによる色収差が大きくなってしまうため、この色収差の補正を行う必要がある。
かかる色収差が補正された対物レンズとして、光学面上に入射光に対して所定の光路差を生じせしめる複数の輪帯に分割された輪帯構造を形成した対物レンズが、特開平６−２４２３７３号公報に記載されている。
【０００８】
また、光ピックアップ装置は、その設置場所の気温の変動や、装置の動作に伴う発熱などにより、温度の変化にさらされる。
光ピックアップ装置の温度が上昇すると、一般に、レーザ発振器から出射されるレーザビームの波長が長くなる。また、プラスチックは、温度が上昇すると屈折率が小さくなる性質を持っている。さらに、プラスチックの熱膨張率はガラスなどに比して大きいため、プラスチックレンズの形状は変化しやすい。
これらの要因により、光ピックアップ装置を設計する際に想定した温度よりも高温（または低温）の環境下では、光軸上に形成されるビームスポットに球面収差が発生する（「温度特性収差」）。この温度特性収差の補正を行う必要がある。
かかる温度特性収差が補正された対物レンズとして、光学面上に入射光に対して所定の光路差を生じせしめる複数の輪帯に分割された輪帯構造を形成した対物レンズが、特開平１１−３３７８１８号公報に記載されている。
【０００９】
ここで、高密度ＤＶＤでは、対物レンズの像側開口数ＮＡは、０．８５程度に設定されるため、光学面（特に、光情報記録媒体側の光学面）の曲率が曲率が大きくなる。複数種類の光情報記録媒体に対する互換性を持たせるため、及び／又は、色収差の補正のため、及び／又は、温度特性収差の補正のために、このような曲率の大きい光学面に輪帯構造を設けようとすると、輪帯構造のピッチが非常に小さくなってしまう（数μ程度）。
プラスチックレンズを射出成形するために用いられる金型は、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｏｉｎｔ　Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｔｕｒｎｉｎｇ）と呼ばれる微小径のダイヤモンドバイトで切削する方法で作製されている。しかし、ＳＰＤＴによる金型加工においては、光学面上にピッチが数μ程度の輪帯構造のごとき微細形状を形成する場合、ダイヤモンドバイトの先端形状が金型に転写されることで発生する位相不整合部分によるレーザビームの利用効率低下が問題となる。また、フォトリソグラフィとエッチングとを繰り返し適用するバイナリオプティクス作成技術や電子ビーム描画技術は、高精度に微細形状を形成するのに適した光学素子の作製法であるが、高密度ＤＶＤ用の対物レンズのように、曲率が大きい光学面上に微細形状を有する光学素子を作製した例や、光学素子を射出成形するために用いる金型を作製した例は報告されていない。
【００１０】
さらに、将来、ＳＰＤＴによる金型加工において、位相不整合部分によるレーザビームの利用効率低下が問題とならない程度に、先端形状の小さいダイヤモンドバイトを使用することで、高精度に微細形状の作成が技術的に可能となったり、バイナリオプティクス作成技術や電子ビーム描画技術により、曲率が大きい光学面上に微細形状を有する光学素子の作製や、光学素子を射出成形するために用いる金型の作製が技術的に可能となった場合でも、曲率が大きい光学面上にピッチが数μ程度の輪帯構造を設けると、輪帯構造の段差部分による影の影響が大きくなるためにレーザビームの利用効率が低下するという課題が残る。
【００１１】
本発明は、素材としてプラスチックを用いながら、波長の短い光源を用いた場合の、高開口数化、色収差や温度特性収差の補正、複数種類の光情報記録媒体に対する記録／再生を可能とし、製造が容易で低コスト化を図ることができ、かつレーザビームの利用効率の高い、光ピックアップ用の対物レンズユニット、及びこれを備える光ピックアップ装置、光学式情報記録再生装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図４、図８に示すように、光ピックアップ装置３，４において光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ）Ｍ１，（ＤＶＤ）Ｍ２，（ＣＤ）Ｍ３の情報記録面Ｍ１ｒ〜Ｍ３ｒに光束（レーザ）Ｌ１〜Ｌ３を集光させるために用いられる対物レンズユニット１，２であって、
前記光情報記録媒体Ｍ１〜Ｍ３に対向して配置される第一の光学素子Ｂと、
前記第一の光学素子Ｂの光源（半導体レーザ発振器）ＬＤ１〜ＬＤ３側に対向して配置され、少なくとも１つの光学面上に、複数の輪帯に分割され、隣り合う輪帯同士が入射光に対して所定の光路差を生じるように形成された輪帯構造が形成された第二の光学素子Ａと
を備え、
前記第一の光学素子Ｂと第二の光学素子Ａとは、それぞれ、光学機能部Ｂ１，Ａ１と、その周縁に形成されたフランジ部Ｂ２，Ａ２とを備え、
前記第一の光学素子Ｂのフランジ部Ｂ２と第二の光学素子Ａのフランジ部Ａ２とは、これら第一の光学素子Ｂと第二の光学素子Ａとを所定の相対位置に固定可能に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
ここで、上記対物レンズとは、狭義には光ピックアップ装置に光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ともに、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。したがって、本明細書において、対物レンズの像側（光情報記録媒体側）の開口数とは、対物レンズの最も光情報記録媒体側に位置するレンズ面の開口数を指すものである。また、本明細書では、必要（な所定の）開口数は、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数、あるいは、それぞれの光情報記録媒体に対して、使用する光源の波長に応じ、情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる、回折限界性能を有する対物レンズの開口数を指すものとする。
また、上記における情報の記録とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録することをいう。また、本明細書において、情報の再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明による対物レンズは、記録だけあるいは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、ある光情報記録媒体に対しては記録を行い、別の光情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、ある光情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の光情報記録媒体に対しては記録および再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、光情報記録媒体に対向して配置される第一の光学素子と、少なくとも１つの光学面上に、複数の輪帯に分割され、隣り合う輪帯同士が入射光に対して所定の光路差を生じるように形成された輪帯構造が形成された第二の光学素子とが備えられているので、第一の光学素子の光源側の光学面の曲率を大きく設定して、対物レンズユニットの高開口数化を図ることができるとともに、第二の光学素子の光学面の曲率を比較的小さく設定して輪帯構造の段差部分による影の影響を小さくすることで、レーザビームの利用効率が高い対物レンズユニットを得ることができる。
また、第二の光学素子の輪帯構造の収差補正機能を利用して、対物レンズユニットに複数種類の光情報記録媒体に対する互換性を持たせたり、色収差を補正したり、温度特性収差を補正することが可能となる。
また、輪帯構造を比較的光学面の曲率が小さい第二の光学素子に形成することにより、収差補正機能を実現するための輪帯構造のピッチが大きくなるので、高精度に輪帯構造を形成することが可能となる。
ここでいう収差とは、色収差、温度特性収差や、光情報記録媒体の透明基板の厚さが変わった際に発生する球面収差の変化などを指
す。
【００１５】
また、第一の光学素子のフランジ部と第二の光学素子のフランジ部とは、これら第一の光学素子と第二の光学素子とを所定の相対位置に固定可能に形成されているので、第一の光学素子と第二の光学素子との相対位置決めが高精度かつ容易に実現される。したがって、第一の光学素子と第二の光学素子とをそれぞれ成形したのちに、これらを組み合わせて対物レンズユニットを高精度かつ容易に組み立てることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記第一の光学素子Ｂと前記第二の光学素子Ａとは、それぞれプラスチックレンズであること
を特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、硝材の費用が節減されるとともに、金型を利用して輪帯構造を備える光学素子を射出成形により大量生産することで、対物レンズユニットを安価に製造することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記第一の光学素子Ｂの近軸パワーをＰ１［ｍｍ−１］とし、前記第二の光学素子Ａの近軸パワーをＰ２［ｍｍ−１］としたとき、式
｜Ｐ２／Ｐ１｜≦０．２
を満たすことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、第二の光学素子の近軸パワーが小さくなるので、第二の光学素子の光学面の曲率を小さくできる。その結果、輪帯構造の段差部分による影の影響を小さくできるのでレーザビームの利用効率が低下を防ぐことができる。さらに第二の光学素子の輪帯構造が形成された光学面の曲率が小さくなることで、曲率が小さくなりがちな第一の光学素子の光学面上にかかる輪帯構造を形成する場合よりも、輪帯構造のピッチを大きく確保することができるので、輪帯構造の形状の製造誤差に起因して発生するレーザビームの利用効率の低下を小さく抑えることが可能となる。さらに、第二の光学素子の近軸パワーを小さくすることで、対物レンズと光情報記録媒体との距離（作動距離）を大きく確保することが可能となる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記輪帯構造の隣り合う輪帯は、互いに光軸方向に変移して形成されることで、前記所定の光路差を生じること
を特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記輪帯構造は、入射光を回折させる機能を有する回折構造であること
を特徴とする。
【００２２】
ここで、回折構造が形成された光学面（回折面）とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、入射光束を回折させる作用を持たせる面のことをいい、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。また、回折構造または回折パターンとは、この回折を生じる領域のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心としてほぼ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、各輪帯は鋸歯状、あるいは階段状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る。
一般に、回折構造が形成された光学面（回折面）からは、０次回折光、±１次回折光、±２次回折光、・・・、と無数の次数の回折光が生じるが、例えば、上記のような子午断面が鋸歯状となるレリーフを持つ回折面の場合は、特定の次数の回折効率を他の次数の回折効率よりも高くしたり、場合によっては、特定の１つの次数（例えば、＋１次回折光）の回折効率をほぼ１００％とするように、このレリーフの形状を設定することができる。本発明において、「回折構造が波長λＢ、回折次数ｎで最適化されている」とは、波長λＢの光が入射したときに、回折次数ｎの回折光の回折効率が理論的に１００％となるように、回折構造（レリーフ）の形状を設定することを指す。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記輪帯構造は、少なくとも前記第一の光学素子Ｂで発生する色収差を補正すること
を特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、輪帯構造によって、少なくとも前記第一の光学素子で発生する色収差が補正される。
したがって、光情報記録媒体に対するデータの読み出し状態から書き込み状態に切り替わるときの、レーザの波長の瞬間的変化（モードホップ）が生じても、これによる色収差を補正することができる。
特に高密度ＤＶＤなどにおいては、使用するレーザの波長がＣＤやＤＶＤなどに比して短いため、レンズの分散によって、色収差が発生しやすいが、光情報記録媒体にデータを書き込む際のエラーを防止できる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の対物レンズユニット１，２において、
使用波長が５００ｎｍ以下であること
を特徴とする。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記第一の光学素子Ｂはプラスチックレンズであって、
前記輪帯構造は、前記第一の光学素子Ｂの屈折率変化に起因して発生する球面収差を補正すること
を特徴とする。
ここで、上記屈折率変化とは、第一の光学素子の温度変動などによって生じるものである。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の対物レンズユニット１，２において、
像側開口数が０．７５以上であること
を特徴とする。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記対物レンズユニット１，２は、前記情報記録面Ｍ１ｒ〜Ｍ３ｒを保護するための透明基板の厚さと、情報の記録及び／又は再生に使用する光の波長とが、互いに異なる複数種類の前記光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ）Ｍ１，（ＤＶＤ）Ｍ２，（ＣＤ）Ｍ３の情報記録面Ｍ１ｒ〜Ｍ３ｒに光束（レーザ）Ｌ１〜Ｌ３を集光させるために用いられ、
前記輪帯構造は、前記各光情報記録媒体Ｍ１〜Ｍ３の透明基板の厚さの違いに起因して発生する球面収差、及び／又は、前記各光情報記録媒体Ｍ１〜Ｍ３に対して情報の記録及び／又は再生に使用する光の波長の違いに起因して発生する球面収差を補正すること
を特徴とする。
ここで、上記透明基板とは、光情報記録媒体（光ディスク）の情報記録面を保護するために、情報記録面の光束入射面側に形成された光学的に透明な平行平板を指し、透明基板の厚さとは、上記の平行平板の厚さを指す。光源から射出された光束は、対物レンズによって、上記の透明基板を介して光情報記録媒体（光ディスク）の情報記録面上に集光される。また、本明細書において、高密度ＤＶＤとしては、一例としてあげた、０．１ｍｍの透明基板を有する光情報記録媒体の他に、他の厚さの透明基板を有するものや、透明基板の厚さがゼロ、すなわち、透明基板を有さないものも含まれる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、輪帯構造により、各光情報記録媒体の透明基板の厚さの違いに起因して発生する球面収差、及び／又は、各光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生に使用する光の波長の違いに起因して発生する球面収差が補正されるので、対物レンズユニットに複数種類の光情報記録媒体に対する互換性を持たせることができる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記第一の光学素子Ｂの近軸パワーをＰ１［ｍｍ−１］とし、前記第一の光学素子Ｂの光軸上の厚さをＴ１［ｍｍ］としたとき、式
０．８≦Ｐ１・Ｔ１≦１．８
を満たすことを特徴とする。
【００３１】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、像高特性が良好であって、かつ十分な作動距離が確保された軽量な対物レンズユニットを得ることができる。すなわち、上式の下限以上であると、像高特性を波面収差で評価したときの３次非点収差成分が大きくなりすぎず、５次以上の高次コマ収差成分が大きくなりすぎない。さらに、第一の光学素子の縁厚を十分に確保できる。上限以下であると、像高特性を波面収差で評価したときの３次球面収差成分が大きくなりすぎず、５次非点収差成分が大きくなりすぎず、３次コマ成分が大きくなりすぎず、非点隔差が大きくなりすぎない。さらに、十分な作動距離を確保できるとともに、第一の光学素子の体積が大きくなりすぎないので、アクチュエータへの負担を軽減することができる。
【００３２】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記第一の光学素子Ｂは屈折レンズであること
を特徴とする。
ここで、上記屈折レンズとは、入射した光線の方向を変えるのに屈折作用のみを利用する光学素子を指し、光学面上に複数の輪帯に分割された輪帯構造を有する光学素子（例えば、回折作用を有する光学素子）は、本明細書においては屈折レンズには含まれないものとする。
【００３３】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記輪帯構造は、非球面上に形成されていること
を特徴とする。
【００３４】
請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の対物レンズユニット１，２において、
前記第一の光学素子Ｂのフランジ部Ｂ２と第二の光学素子Ａのフランジ部Ａ２とは互いに嵌合及び当接可能な形状に形成されることで、前記第一の光学素子Ｂと第二の光学素子Ａとを所定の相対位置に固定可能とされていること
を特徴とする。
【００３５】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、第一の光学素子のフランジ部と第二の光学素子のフランジ部とは互いに嵌合及び当接可能な形状に形成されているので、第一の光学素子と第二の光学素子との相対位置決めが一層高精度かつ容易に実現される。したがって、第一の光学素子と第二の光学素子とをそれぞれ成形したのちに、これらを組み合わせて対物レンズユニットを一層高精度かつ容易に組み立てることができる。
【００３６】
請求項１５に記載の発明である光ピックアップ装置１，２は、例えば図１〜図４に示すように、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の対物レンズユニットを備えること
を特徴とする。
【００３７】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明と同様の効果を具備する光ピックアップ装置が得られる。
【００３８】
請求項１６に記載の発明である光学式情報記録再生装置（高密度ＤＶＤ用の記録再生装置、あるいは高密度ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換記録再生装置）は、請求項１５に記載の光ピックアップ装置３，４を備えること
を特徴とする。
【００３９】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明と同様の効果を具備する光学式情報記録再生装置が得られる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の対物レンズユニットの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態の対物レンズユニット、これを備える光ピックアップ装置、及び光学式情報記録再生装置の概略構成を示す図である。
【００４１】
〔第１の実施の形態〕
本実施の形態の対物レンズユニット１は、規格（記録密度）が互いに異なる３種類の光ディスク（高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤ）に対して互換性を持ち、これらの光ディスクに情報を記録及び／又は再生することが可能に構成されたものである。
この対物レンズユニットは、両面が非球面とされ、この非球面上に輪帯構造が形成された第二の光学素子Ａと、両面が非球面に形成され集光機能を備える第一の光学素子Ｂとから構成されている。
第一の光学素子Ｂと第二の光学素子Ａとは、それぞれプラスチックから形成されており、光学機能部Ｂ１，Ａ１と、その周縁に形成されたフランジ部Ｂ２とを備えている。そして、第一の光学素子Ｂのフランジ部Ｂ２と第二の光学素子Ａのフランジ部Ａ２とは互いに嵌合かつ当接可能な形状に形成され、第一の光学素子Ｂと第二の光学素子Ａとを所定の相対位置に固定可能とされている。
第一の光学素子Ｂと第二の光学素子Ａとを互いに嵌合かつ当接し、所定の相対位置に固定するためには、それら素子のフランジ部をそれら素子の両方又は一方において相手側方向に適宜長くすることによって行うことができる．ここでいう相手側方向とは、それら素子の光軸方向での向かい合う側であり、例えば第一の光学素子Ｂについては光源側方向、第二の光学素子Ａについては光情報記録媒体側方向を示している。このような方向にフランジ部を長くすると、プラスチック成形を行う際にフランジの光軸方向収縮量やベンディング量が大きくなるため、一体で形成されている光学機能部の光学面が変形してしまう可能性が大きくなる。第一の光学素子Ｂは高開口数の素子である事から要求される光学面形状精度が特に高く、第二の光学素子Ａと比較してフランジ部の収縮やベンディングにより受ける影響が大きい。その為、特に第一の光学素子Ｂのフランジ部Ｂ２よりも第二の光学素子Ａのフランジ部Ａ２を長くした形状とすることが好ましい。
ここでいう嵌合とは光軸に垂直な方向の位置決めを行うことであり、当接とは光軸方向の位置決めを行うことである。
【００４２】
光ピックアップ装置３，４、及び光学式情報記録再生装置は、光情報記録媒体である高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤのそれぞれについて、半導体レーザ発振器ＬＤ１から出射された波長が４０５ｎｍのレーザ（光束）、半導体レーザ発振器ＬＤ２から出射された波長６５０ｎｍのレーザ、半導体レーザ発振器ＬＤ３から出射された波長７８０ｎｍにレーザよって、それらの情報記録面から情報を読み取るように構成されている。
【００４３】
高密度ＤＶＤ（Ｍ１）にデータを記録及び／又は再生する場合には、半導体レーザＬＤ１から出射された波長４０５ｎｍのレーザＬ１がビームシェイパＳＨ１を通過して整形された後、コリメータＣＬによって平行光にされ、ビームスプリッタＢＳ４，ＢＳ５を通過して対物レンズユニット１へ向かう。そして、対物レンズユニット１により、透明保護基板を有する高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の情報記録面Ｍ１ｒにレーザ光が集光する。
情報記録面Ｍ１ｒで情報ピットにより変調されて反射したレーザＬ１は、再び対物レンズユニット１、ビームスプリッタＢＳ５，ＢＳ４、コリメータＣＬを経て、ビームスプリッタＢＳ１で反射され、シリンドリカルレンズＬ１１により非点収差が与えられ、凹レンズＬ１２を経て、光検出器ＰＤ１上ヘ入射し、光検出器ＰＤ１から出カされる信号を用いて、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４４】
ＤＶＤ（Ｍ２）にデータを記録及び／又は再生する場合には、半導体レーザＬＤ２から出射された波長６５０ｎｍのレーザＬ２がビームスプリッタＢＳ２を通過し、ビームスプリッタＢＳ４で反射されビームスプリッタＢＳ５を通過して対物レンズユニット１へ向かう。そして、対物レンズユニット１により、透明保護基板を有するＤＶＤ（Ｍ２）の情報記録面Ｍ２ｒにレーザ光が集光する。
情報記録面Ｍ２ｒで情報ピットにより変調されて反射したレーザＬ２は、再び対物レンズユニット１、ビームスプリッタＢ５を経て、ビームスプリッタＢＳ４，ＢＳ３で反射され、シリンドリカルレンズＬ２１により非点収差が与えられ、凹レンズＬ２２を経て、光検出器ＰＤ２上ヘ入射し、光検出器ＰＤ２から出カされる信号を用いて、ＤＶＤ（Ｍ２）に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４５】
ＣＤ（Ｍ３）にデータを記録及び／又は再生する場合には、半導体レーザＬＤ３から出射された波長７８０ｎｍのレーザＬ３がビームスプリッタＢＳ３を通過し、ビームスプリッタＢＳ５で反射されて対物レンズユニット１へ向かう。そして、対物レンズユニット１により、透明保護基板を有するＣＤ（Ｍ３）の情報記録面Ｍ３ｒにレーザ光が集光する。
情報記録面Ｍ３ｒで情報ピットにより変調されて反射したレーザＬ３は、再び対物レンズユニット１、ビームスプリッタＢＳ５，ＢＳ３で反射され、シリンドリカルレンズＬ３１により非点収差が与えられ、凹レンズＬ３２を経て、光検出器ＰＤ３上ヘ入射し、光検出器ＰＤ３から出カされる信号を用いて、ＣＤ（Ｍ３）に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４６】
各光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ）の記録／再生時には、光検出器ＰＤ１〜ＰＤ３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。この検出結果に基づいて、２次元アクチュエータが半導体レーザ発振器ＬＤ１〜ＬＤ３からのレーザＬ１〜Ｌ３を各光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ）Ｍ１〜Ｍ３の情報記録面Ｍ１ｒ〜Ｍ３ｒ上に結像するように対物レンズユニット１を移動させるとともに、半導体レーザ発振器ＬＤ１〜ＬＤ３からのレーザＬ１〜Ｌ３を所定のトラックに結像するように対物レンズユニット１を移動させる。
【００４７】
光学素子Ａは、両面（光学面Ｓ１，Ｓ２）の非球面上に、輪帯状の回折構造が形成されており、この近軸パワーはほぼゼロとなっている。
また、光学素子Ｂは、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の透明保護基板（厚さ０．１ｍｍ）に対して収差補正がなされたプラスチックレンズであって、設計波長は４０５ｎｍ、焦点距離は２．２ｍｍ、記録媒体側の開口数は０．８５である。
【００４８】
第一の光学素子ＢをＤＶＤ（Ｍ２）（波長６５０ｎｍ、記録媒体側開口数０．６５、ＤＶＤの透明保護基板厚さ０．６ｍｍ）やＣＤ（Ｍ３）（波長７８０ｎｍ、記録媒体側開口数０．５０、透明保護基板厚さ１．２ｍｍ）に対するデータの記録／再生に用いた場合、透明保護基板の厚さの違いにより球面収差が補正過剰方向に変化する。
光学素子Ｂに対して発散光束を入射させることで、この補正過剰に変化した球面収差の３次球面収差成分を除去したとしても、高次球面収差成分が残留してしまい、このままではＤＶＤ（Ｍ２）やＣＤ（Ｍ３）に対して情報の記録及び／又は再生を行うことができない。
【００４９】
また、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）用の光源である青紫色レーザＬＤ１は、モードホップにより１ｎｍ程度その発振波長が変化すると言われているが、光学素子Ｂは、入射する光の波長が設計波長より１ｎｍ長い４０６ｎｍとなると、波面収差で評価した際の最良像点位置が０．４９μｍ変化し、これによりデフォーカス成分が付加され、波面収差が０．１６２λｒｍｓに劣化する。したがって、第一の光学素子Ｂを単独で使用した場合、モードホップ時に高密度ＤＶＤに対する集光性能が著しく劣化するので、安定した情報の記録及び／又は再生ができない。
【００５０】
さらに、第一の光学素子Ｂの温度上昇に伴う屈折率の変化を−９．０×１０−５／℃、温度上昇に伴う青紫色半導体レーザの波長の変化率を０．０５ｎｍ／℃と仮定すると、光学素子Ｂは３０℃の温度上昇により補正過剰方向に球面収差が変化し、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の記録及び／又は再生時の波面収差が０．１４５λｒｍｓに劣化する。したがって、第一の光学素子Ｂを単独で使用した場合、温度変化時に高密度ＤＶＤ（Ｍ１）に対する集光性能が著しく劣化するので、安定した情報の記録及び／又は再生ができない。
【００５１】
本実施の形態の対物レンズユニット１は、第二の光学素子Ａに形成された回折構造の回折作用を利用することで、上記の
（１）透明保護基板の厚さの違いによる球面収差の変化、
（２）青紫色半導体レーザＬＤ２のモードホップにより発生する最良像点位置の変化、
（３）温度変化に伴う屈折率変化により発生する球面収差の変化、
を補正している。
【００５２】
本実施の形態の対物レンズユニット１は、情報の記録及び／又は再生用の光として、高密度ＤＶＤに対しては第二の光学素子Ａの回折構造で発生する６次回折光を、ＤＶＤに対しては第二の光学素子Ａの回折構造で発生する４次回折光を、ＣＤに対しては第二の光学素子Ａの回折構造で発生する３次回折光を、それぞれ使用する。
【００５３】
第二の光学素子Ａの両面上（表１における第１面および第２面）には、表２に示すような輪帯状の回折構造が形成されており、波長４１５ｎｍ、回折次数６で回折効率が理論的に１００％になるように最適化されている。
【００５４】
第一の光学素子Ｂの光学面Ｓ１、Ｓ２及び第二の光学素子Ａの光学面Ｓ３，Ｓ４は、〔数１〕で表される非球面形状に形成されている。
【００５５】
【数１】
2004062971.tif 000003
【００５６】
ここで、Ｚは光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、ｈは光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ）、ｒは近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａは非球面係数である。
【００５７】
また、一般に、回折構造のピッチは、光路差関数を使って定義される。具体的には、光路差関数Φｂは単位をｍｍとして〔数２〕で表される。
【００５８】
【数２】
2004062971.tif 000004
【００５９】
表１に、第一の光学素子Ｂと第一の光学素子Ａのレンズデータを示す。ここで、例えば「−２．６００４Ｅ−０２」は「−２．６００４×１０−２」を意味する。
【００６０】
【表１】
2004062971.tif 000005
【００６１】
【表２】
2004062971.tif 000006
【００６２】
以下に、第二の光学素子Ａによる上記（１）〜（３）の補正結果を示す。
【００６３】
【表３】
2004062971.tif 000007
【００６４】
【表４】
2004062971.tif 000008
【００６５】
【表５】
2004062971.tif 000009
【００６６】
表３に示すように、第一の光学素子ＢをＤＶＤ（Ｍ２）やＣＤ（Ｍ３）に用いた場合には、発散光束を入射させることで３次球面収差成分を除去したとしても、高次球面収差成分が残留してしまうが、第二の光学素子Ａと組み合わせて使用することにより、３次球面収差成分に加えて高次球面収差成分も良好に補正することが可能である。
【００６７】
また、以上のように、回折構造の最適化波長と最適化次数を決定することで、各情報記録媒体（高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ）Ｍ１〜Ｍ３に対するデータの記録／再生用の回折光に対して、以下に示すように高い回折効率が得られる。
高密度ＤＶＤ（４０５ｎｍ、６次回折光）：９３％
ＤＶＤ　　　　　　（６５０ｎｍ、４次回折光）：９１％
ＣＤ　　　　　　　（７８０ｎｍ、３次回折光）：８８％
【００６８】
さらに、第二の光学素子Ａの回折構造は、ＤＶＤ及びＣＤの記録及び／又は再生時に必要な光束よりも外側のレーザがビームスポットの形成に寄与しないように設定されている。
すなわち、ＤＶＤの記録／再生時においては、赤色半導体レーザ発振器ＬＤ２から対物レンズユニット１に入射するレーザＬ２のうち、像側開口数０．６５以上の光束は、図５の球面収差図に示すように、大きな球面収差を有する。
また、ＣＤの記録／再生時においては、赤外半導体レーザ発振器ＬＤ３から対物レンズユニット１に入射するレーザＬ３のうち、像側開口数が０．５０以上の光束は、図６の球面収差図に示すように、大きな球面収差を有する。
これにより、各光情報記録媒体に応じて自動的に開口の切り替えが行われるので、別途開口切り替え手段（絞りなど）を設ける必要がない。
【００６９】
また、表４に示すように、高密度ＤＶＤ（Ｍ１）の記録／再生時に第一の光学素子Ｂを単体で使用した場合、青紫色半導体レーザＬ１のモードホップ時に高密度ＤＶＤに対する集光性能が著しく劣化するが、光学素子Ａと組み合わせて使用することにより、青紫色半導体レーザのモードホップによる最良像点位置の変化を小さく抑えることができる。
【００７０】
図３の球面収差図に示すように、光学素子Ａの回折構造の作用により、入射する光の波長が長くなった場合に、対物レンズユニットの球面収差が補正不足方向に変化するような波長特性を持たせることで、温度上昇時の屈折率低下により光学素子Ｂで補正過剰方向に変化する球面収差を、温度上昇時の青紫色半導体レーザの発振波長の長波長側へのシフトにより補正不足方向にシフトとする球面収差で相殺することができる。その結果、表５に示すように、対物レンズユニットの温度上昇時の球面収差変化を小さく抑えることが可能となる。
【００７１】
また、第二の光学素子Ａのそれぞれの光学面のパワーと、回折構造の回折パワーとの和がほぼゼロであるので、第二の光学素子Ａに入射した光束は、ほとんどその方向を変えずに第一の光学素子Ｂに入射する。したがって、深い凸面である第一の光学素子Ｂの光源側の光学面上に回折構造を形成する場合に発生するような影の影響による回折効率の低下がほとんど起こらない。
【００７２】
また、第二の光学素子Ａは、両面状に回折構造を形成することで、一方の光学面上に回折構造を形成する場合に比して、隣り合う回折構造の間隔を拡げることができる。
表２に示すように、第二の光学素子Ａの有効径内において、隣り合う回折構造の間隔の最小値は約２０μｍである。したがって、金型の加工誤差や成形誤差により回折構造の形状が設計上の形状からずれた場合でも、不要次数光の発生による回折効率の低下を小さく抑えることができる。
【００７３】
また、第一の光学素子Ｂと第一の光学素子Ａはともにプラスチックレンズであり、光学機能部Ｂ１，Ａ１面と一体に成形されたフランジ部Ｂ２，Ａ２で互いに嵌合かつ当接されており、アクチュエータにより一体となって駆動されるので、常に良好なトラッキング特性が得られる。
さらに、光学素子Ｂの有効径再周縁部に形成された段差Δ（図２参照）は、入射光束を規制するための絞りの機能を有している。
【００７４】
〔第２の実施の形態〕
図８は、図１の光ピックアップ装置３の変形例を示すものである。図８の光ピック装置４においては、対物レンズユニット２の第二の光学素子Ａの光学面上に、複数の輪帯に分割され、隣り合う輪帯同士が入射光に対して所定の光路差を生じるように、互いに光軸方向に変移して形成された輪帯構造を備える。
対物レンズユニット２は、この輪帯構造の作用により、図１の光ピックアップ装置３の対物レンズユニット１と同様に、規格の異なる３種類の光ディスクに対して互換性を持ち、これらの光ディスクに情報を記録及び／又は再生することが可能である。図８の光ピックアップ装置４において、対物レンズユニット２以外の箇所に関しては、図１の光ピックアップ装置３と同じであるので、詳細な説明は割愛する。
【００７５】
なお、上記の実施の形態では、補正機能を第一の光学素子Ｂのみに備えているが、この補正機能を第一の光学素子と第二の光学素子とに分担させても良い。
また、対物レンズユニット１は、第一の光学素子Ｂと第二の光学素子Ａをから構成されているが、本発明による対物レンズユニットは、２つの光学素子から構成される場合に限定されるものではなく、本発明の技術範囲を逸脱しない限り、３つ以上の光学素子から構成される場合も含まれる。その場合には、隣り合う対向した光学素子相互が以上の実施の形態で詳述したように、光学機能部と一体に形成されたフランジ部により所定の相対位置に固定されることが好ましいのは勿論である。
また、第一の光学素子と、第二の光学素子をそれぞれ射出成形により作製する例を示したが、これらの光学素子の作製方法としては、射出成形に限らず、射出圧縮成形や圧縮成形等の種々の成型方法を適用することができる。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、光情報記録媒体に対向して配置される第一の光学素子と、少なくとも１つの光学面上に、複数の輪帯に分割され、隣り合う輪帯同士が入射光に対して所定の光路差を生じるように形成された輪帯構造が形成された第二の光学素子とが備えられているので、第二の光学素子とが備えられているので、第一の光学素子の光源側の光学面の曲率を大きく設定して、対物レンズユニットの高開口数化を図ることができるとともに、第二の光学素子の光学面の曲率を比較的小さく設定して輪帯構造の段差部分による影の影響を小さくすることで、レーザビームの利用効率が高い対物レンズユニットを得ることができる。
また、第二の光学素子の輪帯構造の収差補正機能を利用して、対物レンズユニットに複数種類の光情報記録媒体に対する互換性を持たせたり、色収差を補正したり、温度特性収差を補正することが可能となる。
また、輪帯構造を比較的光学面の曲率が小さい第二の光学素子に形成することにより、収差補正機能を実現するための輪帯構造のピッチが大きくなるので、高精度に輪帯構造を形成することが可能となる。
ここでいう収差とは、色収差、温度特性収差や、光情報記録媒体の透明基板の厚さが変わった際に発生する球面収差の変化などを指
す。
【００７７】
また、第一の光学素子のフランジ部と第二の光学素子のフランジ部とは、これら第一の光学素子と第二の光学素子とを所定の相対位置に固定可能に形成されているので、第一の光学素子と第二の光学素子との相対位置決めが高精度かつ容易に実現される。したがって、第一の光学素子と第二の光学素子とをそれぞれ成形したのちに、これらを組み合わせて対物レンズユニットを高精度かつ容易に組み立てることができる。
【００７８】
請求項２に記載の発明によれば、硝材の費用が節減されるとともに、金型を利用して輪帯構造を備える光学素子を射出成形により大量生産することで、対物レンズユニットを安価に製造することができる。
【００７９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、第二の光学素子の近軸パワーが小さくなるので、第二の光学素子の光学面の曲率を小さくできる。その結果、輪帯構造の段差部分による影の影響を小さくできるのでレーザビームの利用効率が低下を防ぐことができる。さらに第二の光学素子の輪帯構造が形成された光学面の曲率が小さくなることで、曲率が小さくなりがちな第一の光学素子の光学面上にかかる輪帯構造を形成する場合よりも、輪帯構造のピッチを大きく確保することができるので、輪帯構造の形状の製造誤差に起因して発生するレーザビームの利用効率の低下を小さく抑えることが可能となる。さらに、第二の光学素子の近軸パワーを小さくすることで、対物レンズと光情報記録媒体との距離（作動距離）を大きく確保することが可能となる。
【００８０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、輪帯構造によって、少なくとも前記第一の光学素子で発生する色収差が補正される。
したがって、光情報記録媒体に対するデータの読み出し状態から書き込み状態に切り替わるときの、レーザの波長の瞬間的変化（モードホップ）が生じても、これによる色収差を補正することができる。
特に高密度ＤＶＤなどにおいては、使用するレーザの波長がＣＤやＤＶＤなどに比して短いため、レンズの分散によって、色収差が発生しやすいが、光情報記録媒体にデータを書き込む際のエラーを防止できる。
【００８１】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、輪帯構造により、各光情報記録媒体の透明基板の厚さの違いに起因して発生する球面収差、及び／又は、各光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生に使用する光の波長の違いに起因して発生する球面収差が補正されるので、対物レンズユニットに複数種類の光情報記録媒体に対する互換性を持たせることができる。
【００８２】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、像高特性が良好であって、かつ十分な作動距離が確保された軽量な対物レンズユニットを得ることができる。すなわち、上式の下限以上であると、像高特性を波面収差で評価したときの３次非点収差成分が大きくなりすぎず、５次以上の高次コマ収差成分が大きくなりすぎない。さらに、第一の光学素子の縁厚を十分に確保できる。上限以下であると、像高特性を波面収差で評価したときの３次球面収差成分が大きくなりすぎず、５次非点収差成分が大きくなりすぎず、３次コマ成分が大きくなりすぎず、非点隔差が大きくなりすぎない。さらに、十分な作動距離を確保できるとともに、第一の光学素子の体積が大きくなりすぎないので、アクチュエータへの負担を軽減することができる。
【００８３】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、第一の光学素子のフランジ部と第二の光学素子のフランジ部とは互いに嵌合及び当接可能な形状に形成されているので、第一の光学素子と第二の光学素子との相対位置決めが一層高精度かつ容易に実現される。したがって、第一の光学素子と第二の光学素子とをそれぞれ成形したのちに、これらを組み合わせて対物レンズユニットを一層高精度かつ容易に組み立てることができる。
【００８４】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明と同様の効果を具備する光ピックアップ装置が得られる。
【００８５】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明と同様の効果を具備する光学式情報記録再生装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の一例の構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る対物レンズユニットの一例により、高密度ＤＶＤの光学記録面に光束が集光される時の光路図である。
【図３】本発明に係る対物レンズユニットの一例により、ＤＶＤの光学記録面に光束が集光される時の光路図である。
【図４】本発明に係る対物レンズユニットの一例により、ＣＤの光学記録面に光束が集光される時の光路図である。
【図５】本発明に係る対物レンズユニットの一例に、高密度ＤＶＤに対して情報の記録及び・又は再生を行うための光束（波長４０５ｎｍ前後）が入射したときの、高密度ＤＶＤの情報記録面における収差図である。
【図６】本発明に係る対物レンズユニットの一例に、ＤＶＤに対して情報の記録及び・又は再生を行うための光束（波長６５０ｎｍ）が入射したときの、高密度ＤＶＤの情報記録面における収差図である。
【図７】本発明に係る対物レンズユニットの一例に、ＣＤに対して情報の記録及び・又は再生を行うための光束（波長７８０ｎｍ）が入射したときの、高密度ＤＶＤの情報記録面における収差図である。
【図８】本発明に係る光ピックアップ装置の他の一例の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１，２　対物レンズユニット
３，４　光ピックアップ装置
Ａ　　　第二の光学素子
Ｂ　　　第一の光学素子
Ａ１，Ｂ１　　　光学機能部
Ａ２，Ｂ２　　　フランジ部
Ｌ１〜Ｌ３　　　光束（レーザ）
ＬＤ１〜ＬＤ３　光源（半導体レーザ発振器）
Ｍ１　　　　　　光情報記録媒体（高密度ＤＶＤ）
Ｍ２　　　　　　光情報記録媒体（ＤＶＤ）
Ｍ３　　　　　　光情報記録媒体（ＣＤ）
Ｍ１ｒ〜Ｍ３ｒ　情報記録面
Ｍ１ｔ〜Ｍ３ｔ　透明保護基板の厚さ
【図１】
2004062971.tif 000010
【図２】
2004062971.tif 000011
【図３】
2004062971.tif 000012
【図４】
2004062971.tif 000013
【図５】
2004062971.tif 000014
【図６】
2004062971.tif 000015
【図７】
2004062971.tif 000016
【図８】
2004062971.tif 000017