(57)【要約】【課題】  少なくとも２種類の光ディスク間で互換性を持ち、温度特性を改善できる光学素子及び光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  本発明の光学素子は、第１光ディスクに対して、波長λ１（３７０ｎｍ≦λ１≦４４０ｎｍ）の光束を用い、第２光ディスクに対して、波長λ２（１．５×λ１≦λ２≦１．７×λ１）の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。この光学素子には波長λ１及びλ２の各光束が通過し、また、光学素子は樹脂からなり、当該樹脂は、母材Ａと、屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが前記母材Ａとは逆符合となる無機微粒子Ｂとを少なくとも含み、｜ｄｎ／ｄｔ｜≦８．０×１０-5[℃-1]を満たす。【選択図】図５
2005310276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、保護基板厚ｔ１の第１光ディスクに対して、第１光源から出射される波長λ１（３７０ｎｍ≦λ１≦４４０ｎｍ）の光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行い、保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２）の第２光ディスクに対して、第２光源から出射される波長λ２（１．５×λ１≦λ２≦１．７×λ１）の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光学素子において、
前記光学素子には前記波長λ１及びλ２の各光束が通過し、
前記光学素子は樹脂からなり、当該樹脂は、母材Ａと、屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが前記母材Ａとは逆符合となる無機微粒子Ｂとを少なくとも含み、
｜ｄｎ／ｄｔ｜≦８．０×１０-5[℃-1]
を満たすことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記樹脂が、前記母材Ａと、前記無機微粒子Ｂと、前記母材Ａと比較して前記波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変動した際の屈折率の波長依存性ｄｎ／ｄλが小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含み、
前記樹脂の前記波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変動した際の屈折率の波長依存性ｄｎ／ｄλは、
｜ｄｎ／ｄλ｜≦１．３×１０-4[nm-1]
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
対物レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第１光ディスクの情報記録面上に形成される集光スポットにおける前記波長λ１の光束の波長変化に対する光軸方向の波面収差最小位置変化量ｄｆｂ／ｄλが、
｜ｄｆｂ／ｄλ｜≦０．１[μｍ／ｎｍ]
を満たすことを特徴とする請求項３に記載の光学素子。
ｆｂ：対物レンズから光ディスクまでの距離
【請求項５】
前記光学素子の少なくとも１つの光学面上であって、前記波長λ２の光束が通過する領域に位相構造が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の光学素子。
【請求項６】
前記位相構造が回折構造であることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
前記位相構造は、前記波長λ１及びλ２の光束のうち少なくとも１つの光束に対して正の回折作用を与えることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
前記位相構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯で構成される回折構造であり、前記位相構造の光軸を含む断面形状が鋸歯形状であり、前記各輪帯の光軸方向の段差の距離ｄが、
８×λ１／（ｎ１−１）≦ｄ＜９×λ１／（ｎ１−１）
を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
ｎ１：前記波長λ１の光束に対する前記光学素子の屈折率
【請求項９】
前記位相構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯で構成される回折構造であり、前記位相構造の光軸を含む断面形状が鋸歯形状であり、前記各輪帯の光軸方向の段差の距離ｄが、
６×λ１／（ｎ１−１）≦ｄ＜７×λ１／（ｎ１−１）
を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
ｎ１：前記波長λ１の光束に対する前記光学素子の屈折率
【請求項１０】
前記位相構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯で構成される回折構造であり、前記位相構造の光軸を含む断面形状が鋸歯形状であり、前記各輪帯の光軸方向の段差の距離ｄが、
１０×λ１／（ｎ１−１）≦ｄ＜１１×λ１／（ｎ１−１）
を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
ｎ１：前記波長λ１の光束に対する前記光学素子の屈折率
【請求項１１】
前記位相構造において、前記波長λ１の光束は実質的に位相差を与えられずに透過した後、前記第１光ディスクに対する情報の再生及び／又は記録に用いられることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
【請求項１２】
前記波長λ１の光束に対する前記光学素子の光学系倍率ｍ１と、前記波長λ２の光束に対する前記光学素子の光学系倍率ｍ２が、
−１／２０≦ｍ１≦１／２０
−１／２０≦ｍ２≦１／２０
を満たすことを特徴とする請求項３に記載の光学素子。
【請求項１３】
コリメータレンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項１４】
前記第１光ディスクの情報記録面上に形成される集光スポットにおける前記波長λ１の光束の波長変化に対する光軸方向の波面収差最小位置変化量ｄｆｂ／ｄλが、
｜ｄｆｂ／ｄλ｜≦０．１[μｍ／ｎｍ]
を満たすことを特徴とする請求項１３に記載の光学素子。
ｆｂ：対物レンズから光ディスクまでの距離
【請求項１５】
前記第１光源と前記第２光源とを１つの筐体内に近接配置することで一体化していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１６】
前記光ピックアップ装置が、更に、保護基板厚ｔ３の第３光ディスクに対して、第３光源から出射される波長λ３（７５０ｎｍ≦λ３≦８２０ｎｍ）の光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行い、
前記光学素子には前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過す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光学素子。
【請求項１７】
前記第２光源と前記第３光源とを１つの筐体内に近接配置することで一体化していることを特徴とする請求項１６に記載の光学素子。
【請求項１８】
前記第１光源と前記第２光源と前記第３光源とを１つの筐体内に近接配置することで一体化していることを特徴とする請求項１６に記載の光学素子。
【請求項１９】
ｔ２≦１．２ｔ１
を満たすことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２０】
前記無機微粒子Ｂの平均粒径が４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２１】
前記樹脂が、前記母材Ａと、前記無機微粒子Ｂと、前記母材Ａと比較して分散が小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含み、
前記無機微粒子Ｃの平均粒径が４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２２】
前記樹脂が、前記母材Ａと、前記無機微粒子Ｂと、前記母材Ａと比較して分散が小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含み、
前記無機微粒子Ｂと前記無機微粒子Ｃとが同一の無機微粒子であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２３】
前記樹脂に対する前記無機微粒子Ｂの重量比が５０％以下であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２４】
前記樹脂が、前記母材Ａと、前記無機微粒子Ｂと、前記母材Ａと比較して分散が小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含み、
前記樹脂に対する前記無機微粒子Ｃの重量比が５０％以下であることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の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、光ピックアップ装置に用いられる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り、中でも対物レンズで互換を行なう１レンズ方式は最も理想的な形態である。
互換性を持つ光ピックアップ装置では、従来より、複数の光ディスクに使用される光束の波長や保護基板厚が異なることに起因して発生する球面収差の補正方法として、対物光学系への入射光束の発散度合いを変えたり、あるいは、光ピックアップ装置を構成する光学素子の光学面に回折構造を設ける技術が知られている。
【０００４】
また、光ピックアップ装置は、例えば、対物レンズ、カップリングレンズ、ビームエキスパンダー等、種々の光学素子を組み合わせて構成されており、これら光学素子は軽量かつ安価なプラスチック製であることが多いが、プラスチックは温度変化により屈折率が変化するという特徴を有するため、例えばプラスチック製の対物レンズでは、温度上昇により球面収差がオーバー方向に発生するという問題が生じる。
そこで、このような温度変化に対するレンズの特性（温度特性）を改善するべく、対物レンズの光学面に回折構造を設け、回折構造により球面収差をアンダー方向に発生させることにより、温度上昇によりオーバー方向に発生した球面収差を相殺する技術が知られている。
【０００５】
このように、近年、回折構造は互換性達成や温度特性改善など様々な用途に用いられており、このような機能を、例えば、対物レンズに設けた回折構造のみに持たせるようなレンズ設計は困難であるという問題が生じている。そこで、対物レンズに回折構造を設けると共に、対物レンズとは別体に設けたコリメータレンズにも回折構造を設けて色収差の補正を行ないつつ、２種類の光ディスク間での互換を達成す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２００１−６０３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された技術を用いてもなお温度特性の改善は十分であるとはいえず、温度特性を更に改善できる技術が求められている。
【０００７】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、少なくとも２種類の光ディスク間で互換性を持ち、温度特性を改善できる光学素子及び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】
本明細書においては、上述したＢＤやＨＤ以外にも、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（ゼロ）の光ディスクも高密度光ディスクに含むものとする。
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。
【０００９】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、少なくとも、保護基板厚ｔ１の第１光ディスクに対して、第１光源から出射される波長λ１（３７０ｎｍ≦λ１≦４４０ｎｍ）の光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行い、保護基板厚ｔ２（０．８ｔ１≦ｔ２）の第２光ディスクに対して、第２光源から出射される波長λ２（１．５×λ１≦λ２≦１．７×λ１）の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光学素子において、
前記光学素子には前記波長λ１及びλ２の各光束が通過し、
前記光学素子は樹脂からなり、当該樹脂は、母材Ａと、屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが前記母材Ａとは逆符合となる無機微粒子Ｂとを少なくとも含み、
｜ｄｎ／ｄｔ｜≦８．０×１０-5[℃-1]
を満たすことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明のように、光学素子を構成する樹脂が、母材Ａと、屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが母材Ａとは逆符合となる無機微粒子Ｂとを少なくとも含み、｜ｄｎ／ｄｔ｜≦８．０×１０-5[℃-1]を満たすように設定することにより、プラスチック材料の成形性を保持したまま、温度変化に伴う屈折率を低減させることが可能となり、高ＮＡの単レンズでありながら、屈折率変化による球面収差変化を小さく抑えることができる。
なお、このように、樹脂（例えばプラスチック材料）中に無機微粒子を混合することで、プラスチック材料の成形性を保持したまま、温度変化に伴う屈折率を低減した新しい光学材料を本明細書では、「アサーマル樹脂」と呼ぶ。
【００１１】
このようなアサーマル樹脂を光学素子の材料として使用することで環境温度が変化しても集光性能が劣化しないＮＡ０．８５の単レンズが射出成形により大量生産することが可能となるという利点もある。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光学素子において、前記樹脂が、前記母材Ａと、前記無機微粒子Ｂと、前記母材Ａと比較して前記波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変動した際の屈折率の波長依存性ｄｎ／ｄλが小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含み、前記樹脂の前記波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変動した際の屈折率の波長依存性ｄｎ／ｄλは、｜ｄｎ／ｄλ｜≦１．３×１０-4[nm-1]
を満たすことを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、波長変動による波面収差変化の小さい光学素子を得ることができる。
【００１３】
ここで、本発明の光学素子における屈折率の温度変化について説明する。温度変化に対する屈折率の変化率は、Ｌｏｒｅｎｔｚ−Ｌｏｒｅｎｚの公式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、次の式（数１）中のＡで表される。
【数１】
2005310276.tif 000003
但し、Ａ：温度変化に対する光学素子の屈折率の変化率、ｎ：光学素子の屈折率、α：光学素子の線膨張係数、[Ｒ]：光学素子の分子屈折力
【００１４】
一般的なプラスチック材料の場合は、式１の第１項に比べて第２項の寄与が小さいので第２項はほぼ無視出来る。たとえば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）の場合、線膨張係数αは７×１０-5である、上式に代入すると、Ａ＝−１２×１０-5となり、実測値と概ね一致する。
ここで、本発明の光学素子では、直径が４０ｎｍ以下の無機微粒子をプラスチック材料中に分散させることにより、実質的に上式の第２項の寄与を大きくし、第１項の線膨張による変化と打ち消しあうようにさせている。
【００１５】
具体的には、従来は−１２×１０-5程度であった温度変化に対する屈折率変化率を、絶対値で１０×１０-5未満に抑えることが好ましい。より好ましくは、８×１０-5未満、更に好ましくは、６×１０-5未満に抑えることが、温度変化に伴う球面収差変化を低減するうえで好ましい。
例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）に、酸化二オブ（Ｎｂ2Ｏ5）の微粒子を分散させることにより、このような温度変化に対する屈折率変化の依存性を解消することが出来る。
【００１６】
母材となるプラスチック材料は、体積比で８０、酸化二オブは２０程度の割合であり、これらを均一に混合する。微粒子は凝集しやすいという問題があるが、粒子表面に電荷を与えて分散させる技術も知られており、必要な分散状態を生じさせることが出来る。
尚、この体積比率は、温度変化に対する屈折率の変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類のナノサイズ無機粒子をブレンドして分散させることも可能である。
体積比率では、上記の例では８０：２０であるが、９０：１０〜６０：４０までの間で適宜調整可能である。９０：１０よりも体積比率が小さいと屈折率変化抑制の効果が小さくなり、逆に、６０：４０を超えるとアサーマル樹脂の成形性に問題が生じるために好ましくない。
【００１７】
また、無機微粒子Ｂ、Ｃは酸化物であることが好ましく、酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることがより好ましい。
無機物であることは、高分子有機化合物であるプラスチック材料との反応を低く抑えるために好ましく、また酸化物であることによって、青紫色レーザーの長時間の照射に伴う透過率劣化や波面収差劣化を防ぐことが出来る。特に、高温下において青紫色レーザーが照射されるという過酷な条件において、酸化が促進されやすくなるが、このような無機酸化物であれば、酸化による透過率劣化や波面収差劣化を防ぐことが出来る
【００１８】
尚、プラスチック材料に分散させる微粒子の直径が大きいと、入射光束の散乱が生じやすくなり集光レンズの透過率が低下する。高密度光ディスクにおいて、情報の記録／再生に使用される青紫色半導体レーザーでは、長時間にわたり安定したレーザー発振を得られるレーザパワーは３０ｍＷ程度であるので、光学素子の青紫色レーザーに対する透過率が低いと、情報の記録の高速化、多層ディスク対応という観点で不利となる。従って、プラスチック材料に分散させる微粒子の直径は、好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０〜１５ｎｍ以下であることが集光レンズの透過率低下を防ぐうえで好ましい。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学素子において、対物レンズであることを特徴とする。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の光学素子において、前記第１光ディスクの情報記録面上に形成される集光スポットにおける前記波長λ１の光束の波長変化に対する光軸方向の波面収差最小位置変化量ｄｆｂ／ｄλが、
｜ｄｆｂ／ｄλ｜≦０．１[μｍ／ｎｍ]
を満たすことを特徴とする。
ｆｂ：対物レンズから光ディスクまでの距離
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項３に記載の光学素子において、前記光学素子の少なくとも１つの光学面上であって、前記波長λ２の光束が通過する領域に位相構造が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の光学素子において、前記位相構造が回折構造であることを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の光学素子において、前記位相構造は、前記波長λ１及びλ２の光束のうち少なくとも１つの光束に対して正の回折作用を与えることを特徴とする。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項６に記載の光学素子において、前記位相構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯で構成される回折構造であり、前記位相構造の光軸を含む断面形状が鋸歯形状であり、前記各輪帯の光軸方向の段差の距離ｄが、
８×λ１／（ｎ１−１）≦ｄ＜９×λ１／（ｎ１−１）
を満たすことを特徴とする。
ｎ１：前記波長λ１の光束に対する前記光学素子の屈折率
【００２５】
請求項９記載の発明は、請求項６に記載の光学素子において、前記位相構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯で構成される回折構造であり、前記位相構造の光軸を含む断面形状が鋸歯形状であり、前記各輪帯の光軸方向の段差の距離ｄが、
６×λ１／（ｎ１−１）≦ｄ＜７×λ１／（ｎ１−１）
を満たすことを特徴とする。
ｎ１：前記波長λ１の光束に対する前記光学素子の屈折率
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項６に記載の光学素子において、前記位相構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯で構成される回折構造であり、前記位相構造の光軸を含む断面形状が鋸歯形状であり、前記各輪帯の光軸方向の段差の距離ｄが、
１０×λ１／（ｎ１−１）≦ｄ＜１１×λ１／（ｎ１−１）
を満たすことを特徴とする。
ｎ１：前記波長λ１の光束に対する前記光学素子の屈折率
【００２７】
請求項１１記載の発明は、請求項６に記載の光学素子において、前記位相構造において、前記波長λ１の光束は実質的に位相差を与えられずに透過した後、前記第１光ディスクに対する情報の再生及び／又は記録に用いられることを特徴とする。
【００２８】
請求項５〜１１に記載の発明のように、光学素子の少なくとも１つの光学面上であって、波長λ２の光束が通過する領域に位相構造を設けることにより、この位相構造を利用して、例えば、温度変化に伴う半導体レーザーの波長が変化した場合における球面収差を抑制したり、製造誤差により発振波長が基準波長からずれた半導体レーザーを使用した場合での球面収差を抑制したり、或いは、レーザーのモードホッピングにより、入射光束の波長が瞬時的に変化した場合においても良好な記録／再生特性を維持できる。更に、位相構造を利用して、第１波長λ１と第２波長λ２の波長差に起因する色収差、及び／又は、第１光ディスクの保護層と第２光ディスクの保護層の厚みの差に起因する球面収差を補正することができる。ここでいう色収差とは、波長差に起因する光軸方向の波面収差最小位置変動を指す。例えば、請求項７に記載の発明のように、位相構造を、波長λ１及びλ２の光束のうち少なくとも１つの光束に対して正の回折作用を与える回折構造とすることで、回折作用を与えた光束の波長変動に起因して発生する色収差を抑制することができる。
【００２９】
上述の位相構造は、回折構造、光路差付与構造の何れであっても良い。回折構造としては、図１に模式的に示すように、複数の輪帯１００から構成され、光軸を含む断面形状が鋸歯形状であるものや、図２に模式的に示すように、段差１０１の方向が有効径内で同一である複数の輪帯１０２から構成され、光軸を含む断面形状が階段形状であるものや、図３に模式的に示すように、内部に階段構造が形成された複数の輪帯１０３から構成されるものや、図４に模式的に示すように、段差１０４の方向が有効径途中で入れ替わる複数の輪帯１０５から構成され、光軸を含む断面形状が階段形状であるものがある。また、光路差付与構造としては、図４に模式的に示すように、段差１０４の方向が有効径途中で入れ替わる複数の輪帯１０５から構成され、光軸を含む断面形状が階段形状であるものがある。従って、図４に模式的に示した構造は、回折構造である場合もあるし、光路差付与構造である場合もある。尚、図１乃至図４は、各位相構造を平面上に形成した場合を模式的に示したものであるが、各位相構造を球面或いは非球面上に形成しても良い。
尚、本明細書では、図１、２、及び４に示したような複数の輪帯から構成される回折構造を記号「ＤＯＥ」で表し、図３に示したような内部に階段構造が形成された複数の輪帯から構成される回折構造を記号「ＨＯＥ」で表すものとする。
【００３０】
請求項１２記載の発明は、請求項３に記載の光学素子において、前記波長λ１の光束に対する前記光学素子の光学系倍率ｍ１と、前記波長λ２の光束に対する前記光学素子の光学系倍率ｍ２が、
−１／２０≦ｍ１≦１／２０
−１／２０≦ｍ２≦１／２０
を満たすことを特徴とする。
【００３１】
請求項１３記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学素子において、コリメータレンズであることを特徴とする。
【００３２】
請求項１４記載の発明は、請求項１３に記載の光学素子において、前記第１光ディスクの情報記録面上に形成される集光スポットにおける前記波長λ１の光束の波長変化に対する光軸方向の波面収差最小位置変化量ｄｆｂ／ｄλが、
｜ｄｆｂ／ｄλ｜≦０．１[μｍ／ｎｍ]
を満たすことを特徴とする。
ｆｂ：対物レンズから光ディスクまでの距離
【００３３】
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光学素子において、前記第１光源と前記第２光源とを１つの筐体内に近接配置することで一体化していることを特徴とする。
【００３４】
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光学素子において、前記光ピックアップ装置が、更に、保護基板厚ｔ３の第３光ディスクに対して、第３光源から出射される波長λ３（７５０ｎｍ≦λ３≦８２０ｎｍ）の光束を用いて情報の再生及び／又は記録を行い、前記光学素子には前記波長λ１、λ２及びλ３の各光束が通過することを特徴とする。
【００３５】
請求項１７記載の発明は、請求項１６に記載の光学素子において、前記第２光源と前記第３光源とを１つの筐体内に近接配置することで一体化していることを特徴とする。
【００３６】
請求項１８記載の発明は、請求項１６に記載の光学素子において、前記第１光源と前記第２光源と前記第３光源とを１つの筐体内に近接配置することで一体化していることを特徴とする。
【００３７】
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光学素子において、
ｔ２≦１．２ｔ１
を満たすことを特徴とする。
【００３８】
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光学素子において、前記無機微粒子Ｂの平均粒径が４０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００３９】
請求項２１記載の発明は、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の光学素子において、前記樹脂が、前記母材Ａと、前記無機微粒子Ｂと、前記母材Ａと比較して分散が小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含み、前記無機微粒子Ｃの平均粒径が４０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００４０】
請求項２２記載の発明は、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光学素子において、前記樹脂が、前記母材Ａと、前記無機微粒子Ｂと、前記母材Ａと比較して分散が小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含み、前記無機微粒子Ｂと前記無機微粒子Ｃとが同一の無機微粒子であることを特徴とする。
【００４１】
請求項２３記載の発明は、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の光学素子において、前記樹脂に対する前記無機微粒子Ｂの重量比が５０％以下であることを特徴とする。
【００４２】
請求項２４記載の発明は、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の光学素子において、前記樹脂が、前記母材Ａと、前記無機微粒子Ｂと、前記母材Ａと比較して分散が小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含み、前記樹脂に対する前記無機微粒子Ｃの重量比が５０％以下であることを特徴とする。
【００４３】
請求項２５記載の発明は、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の光学素子を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、少なくとも２種類の光ディスク間で互換性を持ち、温度特性を改善できる光学素子及び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】
【００４５】
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５は、ＨＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）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。
但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。また、第１光ディスクとして、保護層ＰＬ１の厚さｔ１が０．１ｍｍ程度のＢＤを用いても良い。
【００４６】
また、第１光ディスク及び第２光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う際の、対物レンズの光学系倍率ｍ１及びｍ２は、−１／２０≦ｍ１≦１／２０、−１／２０≦ｍ２≦１／２０となっている。即ち、本実施の形態における対物レンズＯＢＪでは、第１光束及び第２光束がほぼ平行光として入射する構成となっている。但し、本発明においては、必ずしも対物レンズの光学系倍率ｍ１及びｍ２が上記範囲内である必要は無い。
【００４７】
光ピックアップ装置ＰＵは、高密度光ディスク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、その光学面上に位相構造としての回折構造が形成され、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とされた対物レンズＯＢＪ（本発明の光学素子）、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。
【００４８】
光ピックアップ装置ＰＵにおいて、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図５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光束は緩い収束光に変換され、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、対物レンズ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。対物レンズ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。
【００４９】
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、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高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００５０】
また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図５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を透過する際に緩い収束光に変換され、第２ビームスプリッターＢＳ２で反射して、１／４波長板ＲＥを通過して対物レンズＯＢＪに至り、対物レンズ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。対物レンズ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。
あるいは、第２光束を、第２コリメートレンズＣＯＬ２を通過する際に緩い発散光に変換し、第２ビームスプリッタＢＳ２で反射させ、１／４波長板ＲＥを通過させて対物レンズＯＢＪに入射させるものとしても良い。
【００５１】
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。
【００５２】
また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、図５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を通過して対物レンズＯＢＪに至り、対物レンズ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。対物レンズ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。
【００５３】
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。
【００５４】
次に、対物レンズＯＢＪの構成について説明する。
対物レンズは、その光源側の光学面Ｓ１と光ディスク側の光学面Ｓ２が共に非球面で構成された一群一枚構成のアサーマル樹脂製の屈折単レンズである。
アサーマル樹脂は、母材Ａと、屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが母材Ａとは逆符合となる無機微粒子Ｂと、母材Ａと比較して前記波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変動した際の屈折率の波長依存性ｄｎ／ｄλが小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含み、｜ｄｎ／ｄｔ｜≦８．０×１０-5[℃-1]、｜ｄｎ／ｄλ｜≦１．３×１０-4[ｎｍ-1]を満たすように設定されている。
【００５５】
対物レンズの光学面Ｓ１は、図６に示すように、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ＡＲＥＡ１には、図３に示したような、その内部に階段構造が形成された複数の輪帯が光軸を中心として配列された構造である回折構造ＨＯＥが形成されている。
なお、高密度光ディスクがＢＤである場合には、第２領域ＡＲＥＡ２はＮＡ３からＮＡ２までの領域に分割されているのが望ましい。
また、後に示す実施例のように、光学面Ｓ１、Ｓ２が共に分割されていても良く、例えば、第１領域ＡＲＥＡ１と第２領域ＡＲＥＡ２との分割を光学面Ｓ１で行ない、第２領域ＡＲＥＡ２と第３領域ＡＲＥＡ３との分割を光学面Ｓ２で行なうというように、２つの光学面で分担する構成であってもよい。また、ＨＤとＤＶＤとの有効径差が小さいことから、第３領域ＡＲＥＡ３を設けない構成であってもよい。
【００５６】
第１領域ＡＲＥＡ１に形成された回折構造ＨＯＥにおいて、各輪帯内に形成された階段構造の深さＤは、
Ｄ・（Ｎ−１）／λ１＝２・ｑ
で算出される値に設定され、各輪帯内の分割数Ｐは５に設定されている。但し、λ１は第1の発光点ＥＰ１から射出されるレーザ光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは、λ１＝０．４０８μｍ）、ｑは自然数である。
【００５７】
光軸方向の深さＤがこのように設定された階段構造に対して、第１波長λ１の第１光束が入射した場合、隣接する階段構造間では２×λ１（μｍ）の光路差が発生し、第１光束は実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（本明細書においては「０次回折光」という。）。
また、この階段構造に対して、第３波長λ３（ここでは、λ３＝０．７８５μｍ）の第３光束が入射した場合、隣接する階段構造間では（２×λ１／λ３）×λ３（μｍ）の光路差が発生する。第３波長λ３はλ１の略２倍であるので、隣接する階段構造間では略１×λ３（μｍ）の光路差が発生し、第３光束も第１光束と同様に、実質的に位相差が与えられないので回折されずにそのまま透過する（０次回折光）。
【００５８】
一方、この階段構造に対して、第２波長λ２（ここでは、λ２＝０．６５８μｍ）の第２光束が入射した場合、隣接する階段構造間では２×０．４０８×（１．５０６４−１）／（１．５２４２−１）−０．６５８＝０．１３（μｍ）の光路差が発生する。各輪帯内の分割数Ｐは５に設定されているため、隣接する輪帯同士で第２波長λ２の１波長分の光路差が生じることになり（０．１３×５＝０．６５≒１×０．６５８）、第２光束は＋１次の方向に回折する（＋１次回折光）。このときの第２光束の＋１次回折光の回折効率は、８７．５％となるが、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には十分な光量である。
【００５９】
回折構造ＨＯＥの各輪帯の幅は、第２光束が入射した場合に回折作用により＋１次回折光に対して所定の球面収差が付加されるように設定されている。第１光ディスクの倍率、基板厚、波長に対して第２光ディスクの倍率、基板厚、波長により生じる球面収差が、回折により付加される球面収差によってキャンセルされることで、第２光束はＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上で良好なスポットを形成する。
【００６０】
なお、対物レンズＯＢＪの光学面Ｓ１の第１領域ＡＲＥＡ１と第２領域ＡＲＥＡ２に、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の複数の輪帯から構成された回折構造ＤＯＥ１、ＤＯＥ２（図１の（ａ）がＤＯＥ１、（ｂ）がＤＯＥ２に相当する。）を形成しても良い。
この場合は、回折構造ＤＯＥ１において、段差の光軸方向の距離Ｄは、波長４０７ｎｍ（回折構造ＤＯＥが形成された光学素子の波長４０７ｎｍに対する屈折率は１．５５９８０６である）に対して８次回折光の回折効率が１００％となるように設定されている。このように段差の深さが設定された回折構造ＤＯＥ１に対して第２光束（回折構造ＤＯＥが形成された光学素子の波長６５５ｎｍに対する屈折率は１．５４０７２５である）が入射すると、＋５次回折光が８７．７％の回折効率で発生し、第３光束（回折構造ＤＯＥが形成された光学素子の波長７８５ｎｍに対する屈折率は１．５３７２３７である）が入射すると、＋４次回折光が９９．９％の回折効率で発生するので、何れの波長領域において十分な回折効率が得られる。
【００６１】
一方、回折構造ＤＯＥ２においても同様の段差の光軸方向の距離Ｄに設定すれば、第１、第２及び第３光束に対してそれぞれの回折光が同じ回折効率を有することになる。
本実施の形態のように、回折効率が１００％となる光の波長（ブレーズ化波長）はλ１ではなく、λ１から少しずらすことによりλ２に対する回折効率を高めることができるため、それぞれの波長の光に対する回折効率のバランスを取ることも可能である。
【００６２】
また、本実施の形態の対物レンズＯＢＪは、主に性能の許容範囲の狭い高密度光ディスクに対して正弦条件が満たされている。従って、高密度光ディスクを使用する場合には対物レンズＯＢＪに対して緩い収束光を入射させた場合で合っても、対物レンズＯＢＪのトラッキングにより生じるコマ収差はほとんど問題とならない。また、ＣＤでは高密度光ディスクに対して主に保護層厚と対物レンズの光学系倍率が大きく違うために正弦条件が満たされないが、対物レンズＯＢＪがトラッキングした際のコマ収差発生要因となる倍率と正弦条件のうち、倍率が小さいことから、コマ収差は十分記録・再生に用いることができるレベルとなる。
しかしながら、トラッキング時のコマ収差を更に補正したい場合には、対物レンズＯＢＪの光源側にコマ収差補正素子を設けるか、あるいは補正機能を有したコリメータレンズ又はカップリングレンズを設けても良い。
第２コリメートレンズＣＯＬ２は、かかるコマ収差を低減させる機能を有するコマ収差補正素子であって、対物レンズＯＢＪの光軸上に赤外半導体レーザＬＤ３の発光点が位置する状態で第３光束が通過する有効径内では、球面収差が回折限界以下となるように補正され、この有効径の外側では、補正過剰方向に球面収差が発生するように設計されている。
【００６３】
これにより、対物レンズＯＢＪがトラッキングした場合には、第３光束は、大きな球面収差を持つように設計された領域を通過するので、第２コリメートレンズＣＯＬ２と対物レンズＯＢＪを透過した第３光束にはコマ収差が付加される。第２コリメートレンズＣＯＬ２の有効径より外側の球面収差の方向と大きさは、このコマ収差と、赤外半導体レーザＬＤ３の発光点が軸外物点となることに起因するコマ収差とが相殺されるように決定されている。
【００６４】
なお、対物レンズＯＢＪのトラッキングに同期して対物レンズＯＢＪをチルト駆動させることで、対物レンズＯＢＪのトラッキングにより発生するコマ収差とチルト駆動した場合に発生するコマ収差とを相殺させる構成としても良い。対物レンズＯＢＪを、チルト駆動させる方法としては、３軸アクチュエータによりチルト駆動させることで、対物レンズＯＢＪのトラッキングにより発生するコマ収差とチルト駆動した場合に発生するコマ収差とを相殺させる構成としても良い。
また、対物レンズＯＢＪのトラッキングに同期させて、２軸アクチュエータにより第２コリメートレンズＣＯＬ２を光軸垂直方向に駆動させることで、対物レンズＯＢＪのＣＤに対するトラッキング特性を良好なものとする構成としてもよい。
また、ＮＡ３に対応した開口制限を行うための開口素子として、対物レンズＯＢＪの光学面Ｓ１近傍に開口制限素子ＡＰを配置し、２軸アクチュエータにより、開口制限素子ＡＰと対物レンズＯＢＪとを一体にトラッキング駆動させる構成としてもよい。
【００６５】
この場合の開口制限素子ＡＰの光学面上には、透過率の波長選択性を有する波長選択フィルタＷＦを形成する。この波長選択フィルタＷＦは、ＮＡ３内の領域では第１波長λ１乃至第３波長λ３の全ての波長を透過させ、ＮＡ３からＮＡ１の領域では第３波長λ３のみを遮断し、第１波長λ１及び第２波長λ２を透過する透過率の波長選択性を有しているので、かかる波長選択性によりＮＡ３に対応した開口制限を行うことができる。
また、回折構造ＨＯＥはＮＡ２内に対応する第１領域ＡＲＥＡ１内に形成されているので、第２領域ＡＲＥＡ２を通過する第２光束はＤＶＤの情報記録面上ＲＬ２上へのスポット形成に寄与しないフレア成分となる。これは、対物レンズＯＢＪがＮＡ２に対する開口制限機能を有しているのと等価であり、この機能によりＮＡ２に対応した開口制限が行われる。
また、開口の制限方法としては、波長選択フィルタＷＦを利用する方法だけでなく、機械的に絞りを切り替える方式や後述する液晶位相制御素子ＬＣＤを利用する方式でも良い。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に示した対物レンズＯＢＪ及び光ピックアップ装置ＰＵでは、対物レンズＯＢＪの材料として、母材Ａと、屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが母材Ａとは逆符合となる無機微粒子Ｂと、母材Ａと比較して前記波長λ１が±１０ｎｍの範囲内で変動した際の屈折率の波長依存性ｄｎ／ｄλが小さい無機微粒子Ｃとを少なくとも含むアサーマル樹脂を用い、このアサーマル樹脂が｜ｄｎ／ｄｔ｜≦８．０×１０-5[℃-1]、｜ｄｎ／ｄλ｜≦１．３×１０-4[ｎｍ-1]を満たすようにように設定することにより、プラスチック材料の成形性を保持したまま、温度変化に伴う屈折率を低減することができ、高ＮＡの単レンズでありながら、屈折率変化による球面収差変化を小さく抑えることができる。
そして、対物レンズに設けた位相構造を利用して、例えば、温度変化に伴う半導体レーザーの波長が変化した場合における球面収差を抑制したり、製造誤差により発振波長が基準波長からずれた半導体レーザーを使用した場合での球面収差を抑制したり、或いは、レーザーのモードホッピングにより、入射光束の波長が瞬時的に変化した場合においても良好な記録／再生特性を維持できる。
【実施例】
【００６７】
次に、上記実施の形態で示した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】
2005310276.tif 000004
【００６８】
表１に示すように、本実施例においては、本発明の光学素子を対物レンズに適用している。この対物レンズはＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用として用いられるものであり、波長λ１＝４０８ｎｍのときの焦点距離ｆ１＝２．２０ｍｍ、倍率ｍ１＝０に設定されており、波長λ２＝６５８ｎｍのときの焦点距離ｆ２＝２．１１ｍｍ、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＝２．８８ｍｍ、倍率ｍ３＝０に設定されている。
【００６９】
対物レンズの入射面は、光軸を中心とした高さｈが０ｍｍ＜ｈ≦１．４２ｍｍの第２面と、１．４２ｍｍ＜ｈの第２´面（ＢＤ専用領域）に区分されており、また、対物レンズの出射面は、光軸を中心とした高さｈが０ｍｍ＜ｈ≦０．６８６ｍｍの第３面（ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ共有領域）と、０．６８６ｍｍ＜ｈの第３´面に区分されている。
また、第２面、第２´面、第３面及び第３´面は、次式（数２）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２】
2005310276.tif 000005
【００７０】
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２面及び第３面には回折構造ＤＯＥが形成されている。この回折構造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、Ｂ2iを光路差関数係数、ｎ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３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３】
2005310276.tif 000006
なお、回折構造ＤＯＥのブレーズ化波長λＢは１．０ｍｍである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】位相構造を示す図面（ａ）及び（ｂ）である。
【図２】位相構造を示す図面（ａ）及び（ｂ）である。
【図３】位相構造を示す図面（ａ）及び（ｂ）である。
【図４】位相構造を示す図面（ａ）及び（ｂ）である。
【図５】光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
【図６】対物レンズの光学面を示す図面である。
【符号の説明】
【００７２】
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ
ＬＤ２ 赤色半導体レーザ
ＬＤ３ 赤外半導体レーザ
ＣＯＬ１ 第１コリメートレンズ
ＣＯＬ２ 第２コリメートレンズ
ＤＯＥ 回折構造
ＯＢＪ 対物レンズ
ＰＵ 光ピックアップ装置
【図１】
2005310276.tif 000007
【図２】
2005310276.tif 000008
【図３】
2005310276.tif 000009
【図４】
2005310276.tif 000010
【図５】
2005310276.tif 000011
【図６】
2005310276.tif 000012