(57)【要約】  第一光束を射出する第一光源と、第二光束を射出する第二光源と、第三光束を射出する第三光源と、対物光学素子、とを有する光ピックアップ装置であって、  前記対物光学素子の光学面は、中央領域と周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、  前記対物光学素子は、前記中央領域を通過する前記第一光束、前記第二光束、及び第三光束を集光し、前記対物光学素子は、前記周辺領域を通過する前記第一光束、及び前記第二光束を集光し、  前記第一光路差付与構造及び前記第二光路差付与構造は、所定の航路差付与構造である基礎構造をそれぞれ有する。
2008007553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに対し情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置であって、
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、
前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、
前記光ピックアップ装置は、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行い、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二光路差付与構造は、少なくとも所定の基礎構造を有する構造であり、
前記所定の基礎構造は、前記所定の基礎構造を通過した前記第一光束のｘ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束のｙ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、下記の式（８）を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
０．９・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）  ≦  （ｙ・λ２）／（ｎ２−１）
≦１．２・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）    （８）
但し、ｘは０以外の整数を指し、
ｙは０以外の整数を指し、
ｎ１は前記対物光学素子の前記第一光束における屈折率を指し、
ｎ２は前記対物光学素子の前記第二光束における屈折率を指す。
【請求項２】
前記所定の基礎構造は、第二基礎構造、第四基礎構造又は前記第五基礎構造のいずれかであり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第二光路差付与構造は、前記所定の基礎構造と、第三基礎構造又は第四基礎構造のいずれかが重畳した構造であって、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第三光路差付与構造は、少なくとも前記第二基礎構造、前記第三基礎構造、前記第四基礎構造又は第五基礎構造のいずれか一つを有する構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記第一光路差付与構造が設けられている前記対物光学素子の光学面とは別の光学面に、第四光路差付与構造が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記第一波長λ１、前記第二波長λ２及び前記第三波長λ３が、下記の式（９）、（１０）を満たすことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１          （９）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１          （１０）
【請求項１１】
前記第一光束、前記第二光束及び前記第三光束に共通の光路中であって、前記対物光学素子と前記第一光源、前記第ニ光源及び前記第三光源との間に、開口制限素子が設けられ、
前記開口制限素子は、少なくとも光軸に近い第一領域と、前記第一領域よりも光軸から離れた第二領域を有し、
前記第一領域は、前記第一光束、前記第二光束及び前記第三光束の全てを透過し、前記第二領域は、前記第一光束及び前記第二光束を透過し、前記第三光束を、前記開口制限素子の前記第一領域及び前記対物光学素子を透過した前記第三光束の集光位置には集光させず、
前記第一領域を通過した前記第三光束は、前記対物光学素子の前記中央領域に入射することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記開口制限素子はλ／４波長板を有し、前記開口制限素子は前記λ／４波長板と一体化されていることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
以下の式（１’’）を満たすことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の光ピックアップ装置。
０．０２  ≦  Ｌ／ｆ  ＜  ０．０５          （１’’）
【請求項１４】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、を有し、
前記第一光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第二光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第三光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させ、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二光路差付与構造は、少なくとも所定の基礎構造を有する構造であり、
前記所定の基礎構造は、前記所定の基礎構造を通過した前記第一光束のｘ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束のｙ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、下記の式（８）を満たすことを特徴とする対物光学素子。
０．９・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）  ≦  （ｙ・λ２）／（ｎ２−１）
≦１．２・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）          （８）
但し、ｘは０以外の整数を指し、
ｙは０以外の整数を指し、
ｎ１は前記対物光学素子の前記第一光束における屈折率を指し、
ｎ２は前記対物光学素子の前記第二光束における屈折率を指す。
【請求項１５】
前記所定の基礎構造は、第二基礎構造、第四基礎構造又は前記第五基礎構造のいずれかであり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の対物光学素子。
【請求項１６】
前記第二光路差付与構造は、前記所定の基礎構造と、第三基礎構造又は第四基礎構造のいずれかが重畳した構造であって、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１４項又は第１５項に記載の対物光学素子。
【請求項１７】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求の範囲第１４項乃至第１６項のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項１８】
前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする請求の範囲第１４項乃至第１７項のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項１９】
前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする請求の範囲第１４項乃至第１７項のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項２０】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第三光路差付与構造は、少なくとも前記第二基礎構造、前記第三基礎構造、前記第四基礎構造又は第五基礎構造のいずれか一つを有する構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１４項乃至第１９項のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項２１】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする請求の範囲第１４項乃至第１９項のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項２２】
前記第一光路差付与構造が設けられている前記対物光学素子の光学面とは別の光学面に、第四光路差付与構造が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１４項乃至第２１項のいずれか一項に記載の対物光学素子。
【請求項２３】
前記第一波長λ１、前記第二波長λ２及び前記第三波長λ３が、下記の式（９）、（１０）を満たすことを特徴とする請求の範囲第１４項乃至第２２項のいずれか一項に記載の対物光学素子。
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１              （９）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１              （１０）
【請求項２４】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、
前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、
前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域に第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域に第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二光路差付与構造は、少なくとも所定の基礎構造を有する構造であり、
前記所定の基礎構造は、前記所定の基礎構造を通過した前記第一光束のｘ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束のｙ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、下記の式（８）を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置。
０．９・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）  ≦  （ｙ・λ２）／（ｎ２−１）
≦１．２・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）        （８）
但し、ｘは０以外の整数を指し、
ｙは０以外の整数を指し、
ｎ１は前記対物光学素子の前記第一光束における屈折率を指し、
ｎ２は前記対物光学素子の前記第二光束における屈折率を指す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置に関する。
【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高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色ＳＨＧレーザ等、波長４００〜４２０ｎｍ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、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物光学素子を使用する場合で、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、対物光学素子の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、２３〜２５ＧＢ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】
尚、ＮＡ０．８５の対物光学素子を使用する高密度光ディスクでは、光ディスクの傾き（スキュー）に起因して発生するコマ収差が増大するため、ＤＶＤにおける場合よりも保護層を薄く設計し（ＤＶＤの０．６ｍｍに対して、０．１ｍｍ）、スキューによるコマ収差量を低減しているものがある。ところで、かかるタイプの高密度光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダ（光情報記録再生装置）の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、高密度光ディスクに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。【０００４】
高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。【０００５】
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物光学素子を共通化することが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も有利となる。尚、記録／再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物光学素子を得るためには、球面収差の波長依存性を有する光路差付与構造を対物光学系に形成する必要がある。【０００６】
特許文献１には、光路差付与構造としての回折構造を有し、高密度光ディスクと従来のＤＶＤ及びＣＤに対して共通に使用可能な対物光学系、及びこの対物光学系を搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
【特許文献１】ヨーロッパ公開特許第１３０４６８９号
【発明の開示】
【０００７】
然るに、上記の特許文献１に記載された、３つの異なる光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に使用している対物光学素子は、ピックアップの設計仕様によっては、記録及び／又は再生に用いられる光量が不足する恐れや、ＣＤやＤＶＤの記録及び／又は再生時に適正なフレアを発生させることが困難となる恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上述の問題を考慮したものであり、少なくとも以下の目的の一つを達成するものである。まず、対物光学素子として単玉のレンズを用いたとしても、ＣＤやＤＶＤの記録及び／又は再生時に適正なフレアを発生させることを可能とし、高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤ等の、記録密度が異なる３種類のディスク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光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。また、その構成の簡素化、低コスト化を実現可能な光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。加えて、３つの異なる光ディスクの全てに対して、光利用効率を高め、十分な光量を確保できる光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子、とを有する。
【００１０】
前記光ピックアップ装置は、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う。
【００１１】
また、前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有する。前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。
【００１２】
前記光ピックアップ装置において、前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造であり、前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、前記第二光路差付与構造は、少なくとも所定の基礎構造を有する構造である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る対物光学素子ＯＬの一例を、光軸方向から見た図である。
【図２】本発明に係る対物光学素子ＯＬに設けられる光路差付与構造の幾つかの例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明に係るスポットの形状を示した図である。
【図４】本発明に係る光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図５】本発明に係る対物光学素子ＯＬの一例を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明に係る実施例１のＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図６（ａ）〜６（ｃ）である。
【図７】本発明に係る実施例２のＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図７（ａ）〜７（ｃ）である。
【図８】本発明に係る実施例３のＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図８（ａ）〜８（ｃ）である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい形態を説明する。【００１５】
（項１）  光ディスクに対し情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置であって、
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、
前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、
前記光ピックアップ装置は、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行い、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二光路差付与構造は、少なくとも所定の基礎構造を有する構造であり、
前記所定の基礎構造は、前記所定の基礎構造を通過した前記第一光束のｘ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束のｙ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、下記の式（８）を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。【００１６】
０．９・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）  ≦  （ｙ・λ２）／（ｎ２−１）
≦１．２・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）    （８）
但し、ｘは０以外の整数を指し、
ｙは０以外の整数を指し、
ｎ１は前記対物光学素子の前記第一光束における屈折率を指し、
ｎ２は前記対物光学素子の前記第二光束における屈折率を指す。
（項２）  前記所定の基礎構造は、第二基礎構造、第四基礎構造又は前記第五基礎構造のいずれかであり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする項１に記載の光ピックアップ装置。
（項３）  前記第二光路差付与構造は、前記所定の基礎構造と、第三基礎構造又は第四基礎構造のいずれかが重畳した構造であって、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする項１又は項２に記載の光ピックアップ装置。
（項４）  前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする項１乃至項３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
（項５）  前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする項１乃至項４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
（項６）  前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする項１乃至項４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
（項７）  前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第三光路差付与構造は、少なくとも前記第二基礎構造、前記第三基礎構造、前記第四基礎構造又は第五基礎構造のいずれか一つを有する構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする項１乃至項６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
（項８）  前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする項１乃至項６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
（項９）  前記第一光路差付与構造が設けられている前記対物光学素子の光学面とは別の光学面に、第四光路差付与構造が設けられていることを特徴とする項１乃至項８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
（項１０）  前記第一波長λ１、前記第二波長λ２及び前記第三波長λ３が、下記の式（９）、（１０）を満たすことを特徴とする項１乃至項９のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。【００１７】
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１          （９）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１          （１０）
（項１１）  前記第一光束、前記第二光束及び前記第三光束に共通の光路中であって、前記対物光学素子と前記第一光源、前記第ニ光源及び前記第三光源との間に、開口制限素子が設けられ、
前記開口制限素子は、少なくとも光軸に近い第一領域と、前記第一領域よりも光軸から離れた第二領域を有し、
前記第一領域は、前記第一光束、前記第二光束及び前記第三光束の全てを透過し、前記第二領域は、前記第一光束及び前記第二光束を透過し、前記第三光束を、前記開口制限素子の前記第一領域及び前記対物光学素子を透過した前記第三光束の集光位置には集光させず、
前記第一領域を通過した前記第三光束は、前記対物光学素子の前記中央領域に入射することを特徴とする項１乃至項１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
（項１２）  前記開口制限素子はλ／４波長板を有し、前記開口制限素子は前記λ／４波長板と一体化されていることを特徴とする項１１に記載の光ピックアップ装置。
（項１３）  以下の式（１’’）を満たすことを特徴とする項１１に記載の光ピックアップ装置。【００１８】
０．０２  ≦  Ｌ／ｆ  ＜  ０．０５          （１’’）
（項１４）  第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、を有し、
前記第一光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第二光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第三光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させ、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二光路差付与構造は、少なくとも所定の基礎構造を有する構造であり、
前記所定の基礎構造は、前記所定の基礎構造を通過した前記第一光束のｘ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束のｙ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、下記の式（８）を満たすことを特徴とする対物光学素子。【００１９】
０．９・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）  ≦  （ｙ・λ２）／（ｎ２−１）
≦１．２・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）    （８）
但し、ｘは０以外の整数を指し、
ｙは０以外の整数を指し、
ｎ１は前記対物光学素子の前記第一光束における屈折率を指し、
ｎ２は前記対物光学素子の前記第二光束における屈折率を指す。
（項１５）  前記所定の基礎構造は、第二基礎構造、第四基礎構造又は前記第五基礎構造のいずれかであり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする項１４に記載の対物光学素子。
（項１６）
前記第二光路差付与構造は、前記所定の基礎構造と、第三基礎構造又は第四基礎構造のいずれかが重畳した構造であって、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする項１４又は項１５に記載の対物光学素子。
（項１７）  前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする項１４乃至項１６のいずれか一項に記載の対物光学素子。
（項１８）  前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする項１４乃至項１７のいずれか一項に記載の対物光学素子。
（項１９）  前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする項１４乃至項１７のいずれか一項に記載の対物光学素子。
（項２０）  前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第三光路差付与構造は、少なくとも前記第二基礎構造、前記第三基礎構造、前記第四基礎構造又は第五基礎構造のいずれか一つを有する構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１４項乃至第１９項のいずれか一項に記載の対物光学素子。
（項２１）  前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする項１４乃至項１９のいずれか一項に記載の対物光学素子。
（項２２）  前記第一光路差付与構造が設けられている前記対物光学素子の光学面とは別の光学面に、第四光路差付与構造が設けられていることを特徴とする項１４乃至項２１のいずれか一項に記載の対物光学素子。
（項２３）  前記第一波長λ１、前記第二波長λ２及び前記第三波長λ３が、下記の式（９）、（１０）を満たすことを特徴とする項１４乃至項２２のいずれか一項に記載の対物光学素子。【００２０】
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１              （９）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１              （１０）
（項２４）  第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、
前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、
前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域に第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域に第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二光路差付与構造は、少なくとも所定の基礎構造を有する構造であり、
前記所定の基礎構造は、前記所定の基礎構造を通過した前記第一光束のｘ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束のｙ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、下記の式（８）を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置。【００２１】
０．９・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）  ≦  （ｙ・λ２）／（ｎ２−１）
≦１．２・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）    （８）
但し、ｘは０以外の整数を指し、
ｙは０以外の整数を指し、
ｎ１は前記対物光学素子の前記第一光束における屈折率を指し、
ｎ２は前記対物光学素子の前記第二光束における屈折率を指す。【００２２】
以下、本発明の好ましい形態を詳細に説明する。【００２３】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第一光源、第二光源、第三光源の少なくとも３つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第一光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第二光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。【００２４】
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクが高密度光ディスクであり、第２光ディスクが、ＤＶＤであり、第３光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。また、ｔ１＜ｔ２である場合は、ｔ１＝ｔ２である場合に比して、単玉の対物光学素子によって３つの異なる光ディスクの記録及び／又は再生を行いつつ、第３光ディスクの記録再生時のトラッキング特性を良好にすることはより困難であるが、本発明の形態はそれを可能とする。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。【００２５】
本明細書においては、高密度光ディスクの例としては、ＮＡ０．８５の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＢＤ：ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ））が挙げられる。また、他の高密度光ディスクの例としては、ＮＡ０．６５乃至０．６７の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＨＤ  ＤＶＤ：単にＨＤともいう）が挙げられる。また、高密度光ディスクには、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜（本明細書では、保護基板は保護膜も含むものとする）を有する光ディスクや、保護基板の厚さが０の光ディスクも含まれる。また、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レーザが用いられる光磁気ディスクも含まれるものとする。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５３程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、高密度光ディスクの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。【００２６】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（１１）、（１２）、（１３）を満たすことが好ましいが、これに限られない。【００２７】
０．０７５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１２５ｍｍ  又は  ０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍ    （１１）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ    （１２）
１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ    （１３）
本明細書において、第一光源、第二光源、第三光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第一光源から出射される第一光束の第一波長λ１、第二光源から出射される第二光束の第二波長λ２（λ２＞λ１）、第三光源から出射される第三光束の第三波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（９）、（１０）を満たすことが好ましい。【００２８】
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１      （９）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１      （１０）
また、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクとして、それぞれ、ＢＤまたはＨＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第一光源の第一波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３８０ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下であって、第二光源の第二波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第三光源の第三波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。【００２９】
また、第一光源、第二光源、第三光源のうち少なくとも２つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第一光源と第二光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいうが、これに限られず、２つの光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。また、光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。【００３０】
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上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、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物光学素子を移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。【００３１】
集光光学系は、対物光学素子を有する。集光光学系は、対物光学素子のみを有していても良いが、集光光学系は、対物光学素子の他にコリメータレンズ等のカップリングレンズを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物光学素子と光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメータレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメータレンズに入射した光を平行光にして出射するレンズである。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。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ディスク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ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。好ましくは、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスク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ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変位可能とされた光学系を指す。対物光学素子は、二つ以上の複数のレンズ及び光学素子から構成されていてもよいし、単玉の対物レンズのみでもよいが、好ましくは単玉の対物レンズである。また、対物光学素子は、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂などで光路差付与構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよい。対物光学素子が複数のレンズを有する場合は、ガラスレンズとプラスチックレンズを混合して用いてもよい。対物光学素子が複数のレンズを有する場合、光路差付与構造を有する平板光学素子と非球面レンズ（光路差付与構造を有していてもいなくてもよい）の組み合わせであってもよい。また、対物光学素子は、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物光学素子は、光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。【００３２】
また、対物光学素子をガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。【００３３】
ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物光学素子をガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物光学素子を駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物光学素子をガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が３．０以下であるのが好ましく、２．８以下であるのがより好ましい。【００３４】
また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃−１）が−２０×１０−５乃至−５×１０−５（より好ましくは、−１０×１０−５乃至−８×１０−５）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。【００３５】
或いは、本発明の対物光学素子に適した樹脂材料として、上記環状オレフィン系以外にも「アサーマル樹脂」がある。アサーマル樹脂とは、母材となる樹脂に、直径が３０ｎｍ以下の粒子を分散させた樹脂材料である。ここで、前記粒子は、母材となる樹脂の温度変化に伴う屈折率変化率と逆符号の屈折率変化率を有する。一般に、透明な樹脂材料に微粉末を混合させると、光の散乱が生じ、透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粉末を透過光束の波長より小さい大きさにすることにより、散乱が事実上発生しないようにできることがわかってきた。【００３６】
樹脂材料は、温度が上昇することにより、屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこでこれらの性質をあわせて打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化が生じないようにすることも知られている。本発明の対物光学素子の材料として、母材となる樹脂に３０ナノメートル以下、好ましくは２０ナノメートル以下、さらに好ましくは１０〜１５ナノメートルの無機粒子を分散させた材料を利用することで、屈折率の温度依存性が無いか、あるいはきわめて低い対物光学素子を提供できる。【００３７】
たとえば、アクリル樹脂に、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させている。母材となる樹脂は、体積比で８０、酸化ニオブは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等の技術により、必要な分散状態を生じさせることが出来る。【００３８】
後述するように、母材となる樹脂と粒子との混合・分散は、対物光学素子の射出成形時にインラインで行うことが好ましい。いいかえると、混合・分散した後は、対物光学素子に成形される迄、冷却・固化されないことが好ましい。【００３９】
なお、この体積比率は、屈折率の温度に対する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。【００４０】
比率では、上記の例では８０：２０、すなわち４：１であるが、９０：１０（９：１）から６０：４０（３：２）までの間で適宜調整可能である。９：１よりも少ないと温度変化抑制の効果が小さくなり、逆に３：２を越えると樹脂の成形性に問題が生じるために好ましくない。【００４１】
微粒子は無機物であることが好ましく、さらに酸化物であることが好ましい。そして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好ましい。【００４２】
無機物であることは、高分子有機化合物である母材となる樹脂との反応を低く抑えられるために好ましく、また酸化物であることによって、使用に伴う劣化を防ぐことが出来る。特に高温化や、レーザ光を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の微粒子であれば、酸化による劣化を防ぐことが出来る。【００４３】
また、その他の要因による樹脂の酸化を防止するために、酸化防止剤を添加することも勿論可能である。【００４４】
ちなみに、母材となる樹脂としては、日本公開特許公報の特開２００４−１４４９５１号、特開２００４−１４４９５４号、及び特開２００４−１４４９５３号等に記載されているような樹脂が適宜好ましく用いられる。【００４５】
熱可塑性樹脂中に分散される無機微粒子としては特に限定はなく、得られる熱可塑性樹脂組成物の温度による屈折率の変化率（以後、｜ｄｎ／ｄＴ｜とする）が小さいという本発明の目的の達成を可能とする無機微粒子の中から任意に選択することができる。具体的には酸化物微粒子、金属塩微粒子、半導体微粒子などが好ましく用いられ、この中から、光学素子として使用する波長領域において吸収、発光、蛍光等が生じないものを適宜選択して使用することが好ましい。【００４６】
本発明において用いられる酸化物微粒子としては、金属酸化物を構成する金属が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｉｒ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ及び希土類金属からなる群より選ばれる１種または２種以上の金属である金属酸化物を用いることができ、具体的には、例えば、酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛、これら酸化物より構成される複酸化物であるニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、アルミニウム・マグネシウム酸化物（ＭｇＡｌ２Ｏ４）等が挙げられる。また、本発明において用いられる酸化物微粒子として希土類酸化物を用いることもでき、具体的には酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム等も挙げられる。金属塩微粒子としては、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩などが挙げられ、具体的には炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム等が挙げられる。【００４７】
また、本発明における半導体微粒子とは、半導体結晶組成の微粒子を意味し、該半導体結晶組成の具体的な組成例としては、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、錫等の周期表第１４族元素の単体、リン（黒リン）等の周期表第１５族元素の単体、セレン、テルル等の周期表第１６族元素の単体、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の複数の周期表第１４族元素からなる化合物、酸化錫（ＩＶ）（ＳｎＯ２）、硫化錫（ＩＩ，ＩＶ）（Ｓｎ（ＩＩ）Ｓｎ（ＩＶ）Ｓ３）、硫化錫（ＩＶ）（ＳｎＳ２）、硫化錫（ＩＩ）（ＳｎＳ）、セレン化錫（ＩＩ）（ＳｎＳｅ）、テルル化錫（ＩＩ）（ＳｎＴｅ）、硫化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＩＩ）（ＰｂＴｅ）等の周期表第１４族元素と周期表第１６族元素との化合物、窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、砒化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、砒化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）等の周期表第１３族元素と周期表第１５族元素との化合物（あるいはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体）、硫化アルミニウム（Ａｌ２Ｓ３）、セレン化アルミニウム（Ａｌ２Ｓｅ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、セレン化ガリウム（Ｇａ２Ｓｅ３）、テルル化ガリウム（Ｇａ２Ｔｅ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３）、セレン化インジウム（Ｉｎ２Ｓｅ３）、テルル化インジウム（Ｉｎ２Ｔｅ３）等の周期表第１３族元素と周期表第１６族元素との化合物、塩化タリウム（Ｉ）（ＴｌＣｌ）、臭化タリウム（Ｉ）（ＴｌＢｒ）、ヨウ化タリウム（Ｉ）（ＴｌＩ）等の周期表第１３族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）等の周期表第１２族元素と周期表第１６族元素との化合物（あるいはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体）、硫化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ２Ｓ３）、セレン化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ２Ｓｅ３）、テルル化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ２Ｔｅ３）、硫化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ２Ｓ３）、セレン化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ２Ｓｅ３）、テルル化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ２Ｔｅ３）、硫化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｓ３）、セレン化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｓｅ３）、テルル化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｔｅ３）等の周期表第１５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）、セレン化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｓｅ）等の周期表第１１族元素と周期表第１６族元素との化合物、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）、臭化銅（Ｉ）（ＣｕＢｒ）、ヨウ化銅（Ｉ）（ＣｕＩ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、臭化銀（ＡｇＢｒ）等の周期表第１１族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＯ）等の周期表第１０族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化コバルト（ＩＩ）（ＣｏＯ）、硫化コバルト（ＩＩ）（ＣｏＳ）等の周期表第９族元素と周期表第１６族元素との化合物、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、硫化鉄（ＩＩ）（ＦｅＳ）等の周期表第８族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）等の周期表第７族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化モリブデン（ＩＶ）（ＭｏＳ２）、酸化タングステン（ＩＶ）（ＷＯ２）等の周期表第６族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化バナジウム（ＩＩ）（ＶＯ）、酸化バナジウム（ＩＶ）（ＶＯ２）、酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ２Ｏ５）等の周期表第５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化チタン（ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ５、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ５Ｏ９等）等の周期表第４族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）等の周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化カドミウム（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＣｄＣｒ２Ｏ４）、セレン化カドミウム（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＣｄＣｒ２Ｓｅ４）、硫化銅（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＣｕＣｒ２Ｓ４）、セレン化水銀（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＨｇＣｒ２Ｓｅ４）等のカルコゲンスピネル類、バリウムチタネート（ＢａＴｉＯ３）等が挙げられる。なお、Ｇ．Ｓｃｈｍｉｄら；Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，４巻，４９４頁（１９９１）に報告されている（ＢＮ）７５（ＢＦ２）１５Ｆ１５や、Ｄ．Ｆｅｎｓｋｅら；Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，２９巻，１４５２頁（１９９０）に報告されているＣｕ１４６Ｓｅ７３（トリエチルホスフィン）２２のように構造の確定されている半導体クラスターも同様に例示される。【００４８】
一般的に熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴは負の値を持つ。即ち温度の上昇に伴い屈折率が小さくなる。従って、熱可塑性樹脂組成物の｜ｄｎ／ｄＴ｜を効率的に小さくする為には、ｄｎ／ｄＴが大きい微粒子を分散させることが好ましい。熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴと同符号の値を持つ微粒子を用いる場合には、微粒子のｄｎ／ｄＴの絶対値が、母材となる熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴよりも小さいことが好ましい。更に、母材となる熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴと逆符号のｄｎ／ｄＴを有する微粒子、即ち、正の値のｄｎ／ｄＴを有する微粒子が好ましく用いられる。このような微粒子を熱可塑性樹脂に分散させることで、少ない量で効果的に熱可塑性樹脂組成物の｜ｄｎ／ｄＴ｜を小さくすることができる。分散される微粒子のｄｎ／ｄＴは、母材となる熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴの値により適宜選択することができるが、一般的に光学素子に好ましく用いられる熱可塑性樹脂に微粒子を分散させる場合は、微粒子のｄｎ／ｄＴが−２０×１０−６よりも大きいことが好ましく、−１０×１０−６よりも大きいことが更に好ましい。ｄｎ／ｄＴが大きい微粒子として、好ましくは、例えば、窒化ガリウム、硫化亜鉛、酸化亜鉛、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどが用いられる。【００４９】
一方、熱可塑性樹脂に微粒子を分散させる際には、母材となる熱可塑性樹脂と微粒子の屈折率の差が小さいことが望ましい。発明者らの検討の結果、熱可塑性樹脂と分散される微粒子の屈折率の差が小さいと、光を透過させた場合に散乱を起こし難いということがわかった。熱可塑性樹脂に微粒子を分散させる際、粒子が大きい程、光を透過させた時の散乱を起こしやすくなるが、熱可塑性樹脂と分散される微粒子の屈折率の差が小さいと、比較的大きな微粒子を用いても光の散乱が発生する度合いが小さいことを発見した。熱可塑性樹脂と分散される微粒子の屈折率の差は、０〜０．３の範囲であることが好ましく、更に０〜０．１５の範囲であることが好ましい。【００５０】
光学材料として好ましく用いられる熱可塑性樹脂の屈折率は、１．４〜１．６程度である場合が多く、これらの熱可塑性樹脂に分散させる材料としては、例えばシリカ（酸化ケイ素）、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミニウム・マグネシウム酸化物などが好ましく用いられる。【００５１】
また、比較的屈折率の低い微粒子を分散させることで、熱可塑性樹脂組成物のｄｎ／ｄＴを効果的に小さくすることができることがわかった。屈折率が低い微粒子を分散した熱可塑性樹脂組成物の｜ｄｎ／ｄＴ｜が小さくなる理由について、詳細はわかっていないものの、樹脂組成物における無機微粒子の体積分率の温度変化が、微粒子の屈折率が低いほど、樹脂組成物の｜ｄｎ／ｄＴ｜を小さくする方向に働くのではないかと考えられる。比較的屈折率が低い微粒子としては、例えばシリカ（酸化ケイ素）、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウムが好ましく用いられる。【００５２】
熱可塑性樹脂組成物のｄｎ／ｄＴの低減効果、光透過性、所望の屈折率等を全て同時に向上させることは困難であり、熱可塑性樹脂に分散させる微粒子は、熱可塑性樹脂組成物に求める特性に応じて、微粒子自体のｄｎ／ｄＴの大きさ、微粒子のｄｎ／ｄＴと母材となる熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴとの差、及び微粒子の屈折率等を考慮して適宜選択することができる。更に、母材となる熱可塑性樹脂との相性、即ち、熱可塑性樹脂に対する分散性、散乱を引き起こし難い微粒子を適宜選択して用いることは、光透過性を維持する上で好ましい。【００５３】
例えば、光学素子に好ましく用いられる環状オレフィンポリマーを母材として用いる場合、光透過性を維持しながら｜ｄｎ／ｄＴ｜を小さくする微粒子としては、シリカが好ましく用いられる。【００５４】
上記の微粒子は、１種類の無機微粒子を用いてもよく、また複数種類の無機微粒子を併用してもよい。異なる性質を有する複数種類の微粒子を用いることで、必要とされる特性を更に効率よく向上させることもできる。【００５５】
また、本発明に係る無機微粒子は、平均粒子径が１ｎｍ以上、３０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上、２０ｎｍ以下がより好ましく、さらに好ましくは１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。平均粒子径が１ｎｍ未満の場合、無機微粒子の分散が困難になり所望の性能が得られない恐れがあることから、平均粒子径は１ｎｍ以上であることが好ましく、また平均粒子径が３０ｎｍを超えると、得られる熱可塑性材料組成物が濁るなどして透明性が低下し、光線透過率が７０％未満となる恐れがあることから、平均粒子径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。ここでいう平均粒子径は各粒子を同体積の球に換算した時の直径（球換算粒径）の体積平均値を言う。【００５６】
さらに、無機微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、球状の微粒子が好適に用いられる。具体的には、粒子の最小径（微粒子の外周に接する２本の接線を引く場合における当該接線間の距離の最小値）／最大径（微粒子の外周に接する２本の接線を引く場合における当該接線間の距離の最大値）が０．５〜１．０であることが好ましく、０．７〜１．０であることが更に好ましい。【００５７】
また、粒子径の分布に関しても特に制限されるものではないが、効果をより効率よく発現させるためには、広範な分布を有するものよりも、比較的狭い分布を持つものが好適に用いられる。【００５８】
対物光学素子について、以下に記載する。対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの周辺領域とを有する。更に好ましくは、対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、周辺領域の周りに最周辺領域を有する。最周辺領域を設けることにより、高ＮＡの光ディスクに対する記録及び／又は再生をより適切に行うことが可能となる。中央領域は、対物光学素子の光軸を含む領域であることが好ましいが、含まない領域であってもよい。中央領域、周辺領域、及び最周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。図１に示されるように、中央領域ＣＮ、周辺領域ＭＤ、最周辺領域ＯＴは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物光学素子の中央領域には第一光路差付与構造が設けられ、周辺領域には第二光路差付与構造が設けられている。最周辺領域を有する場合、最周辺領域は屈折面であってもよいし、最周辺領域に第三光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、周辺領域、最周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。【００５９】
第一光路差付与構造は、対物光学素子の中央領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第一光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第二光路差付与構造は、対物光学素子の周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第二光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。第三光路差付与構造は、対物光学素子の最周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第三光路差付与構造が、最周辺領域の全面に設けられていることである。【００６０】
なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。【００６１】
光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、光路差付与構造は、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得る。最も一般的な光路差付与構造の断面形状としては、図２（ａ）に記載されるような、光路差付与構造の光軸を含む断面形状が鋸歯状である場合である。平面の光学素子に光路差付与構造を設けた場合に断面が階段状に見えるものも、非球面レンズ面等に同様の光路差付与構造を設けた場合は、図２（ａ）のような鋸歯状の断面形状と捉えることができる。従って、本明細書でいう鋸歯状の断面形状には、階段状の断面形状も含まれるものとする。本明細書の第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造は、その断面形状を異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよい。例えば、図２（ｂ）は細かい鋸歯状の構造と荒い鋸歯状の構造を重畳した構造である。【００６２】
また、対物光学素子の中央領域に設けられる第一光路差付与構造と、対物光学素子の周辺領域に設けられる第二光路差付与構造は、対物光学素子の異なる光学面に設けられていてもよいが、同一の光学面に設けられることが好ましい。同一の光学面に設けられることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造は、対物光学素子の光ディスク側の面よりも、対物光学素子の光源側の面に設けられることが好ましい。また、対物光学素子が第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有する場合、第三光路差付与構造も第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造と同一の光学面に設けられることが好ましい。【００６３】
なお、対物光学素子が第四光路差付与構造を有する場合は、第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造が設けられている光学面とは別の光学面に設けられることが好ましい。また、第四光路差付与構造は、対物光学素子の光ディスク側の面に設けられることが好ましい。【００６４】
対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第一光束、第二光束及び第三光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第一光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第二光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。さらに、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第三光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２が異なる場合、第一光路差付与構造は、第一光路差付与構造を通過した第一光束及び第二光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差及び／又は第一光束と第二光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第一光路差付与構造は、第一光路差付与構造を通過した第一光束及び第三光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３との違いにより発生する球面収差及び／又は第一光束と第三光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。【００６５】
また、対物光学素子の第一光路差付与構造を通過した第三光束によって、第三光束が形成するスポットのスポット径が最も小さくなる第一ベストフォーカスと、第三光束が形成するスポットのスポット径が第一ベストフォーカスの次に小さくなる第二ベストフォーカスとが形成される。なお、ここでいうベストフォーカスとは、ビームウェストが、あるデフォーカスの範囲で極小となる点を指すものとする。つまり、第三光束によって、第一ベストフォーカス及び第二ベストフォーカスが形成されるということは、第三光束において、或るデフォーカスの範囲でビームウェストが極小となる点が、少なくとも２点存在するということである。なお、第一光路差付与構造を通過した第三光束において、光量が最大となる回折光が第一ベストフォーカスを形成し、光量が次に大きな回折光が第二ベストフォーカスを形成することが好ましい。また、第一ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率の方が、第二ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率よりも大きく、その差が１５％以上（好ましくは３０％以上）である場合に、第三光束における光利用効率を向上可能という本発明の効果がより顕著となる。【００６６】
尚、第一ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、第二ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットは、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことが好ましいが、第一ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、第二ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられるような態様を否定するものではない。なお、第一光路差付与構造が、対物光学素子の光源側の面に設けられている場合、第二ベストフォーカスは、第一ベストフォーカスに比して対物光学素子に近い場合と、遠い場合との両方が考えられる。例えば、第三光束の０次回折光が第二ベストフォーカスを形成する場合は、第二ベストフォーカスの位置は、第三光束の１次回折光によって形成される第一ベストフォーカスに比して対物光学素子に近くなる。一方、第三光束の２次回折光が第二ベストフォーカスを形成する場合は、第二ベストフォーカスの位置は、第三光束の１次回折光によって形成される第一ベストフォーカスに比して対物光学素子から遠くなる。【００６７】
さらに、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスは、下記の式（１）を満たす。【００６８】
０  ＜  Ｌ／ｆ  ＜  ０．０５                    （１）
但し、ｆ［ｍｍ］は第一光路差付与構造を通過し、第一ベストフォーカスを形成する第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスの間の距離を指す。【００６９】
なお、下記の式（１’）を満たすことがより好ましい。【００７０】
０．０１  ≦  Ｌ／ｆ  ≦  ０．０４３              （１’）
更に好ましくは、下記の式（１’’）を満たすことである。【００７１】
０．０１６  ≦  Ｌ／ｆ  ≦  ０．０４２              （１’’）
また、Ｌは、０．０３ｍｍ以上、０．１１ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、ｆは、１．８ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。【００７２】
第３光ディスクの記録及び／又は再生時の光利用効率を向上させつつ、第１光ディスク及び第２光ディスクの記録及び／又は再生に十分な光利用効率を維持するためには、上記式（１）、（１’）又は（１’’）を満たすことが好ましい。【００７３】
また、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第一光束及び第二光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第一光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第二光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２が異なる場合、第二光路差付与構造は、第二光路差付与構造を通過した第一光束及び第二光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差及び／又は第一光束と第二光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。【００７４】
また、好ましい態様として、周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。周辺領域を通過した第三光束が、第３光ディスクの情報記録面上で集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。図３に示すように、対物光学素子を通過した第三光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側（又はスポット中心部）から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部ＳＣＮ、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部ＳＭＤ、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部ＳＯＴを有する。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録及び／又は再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。つまり、対物光学素子の周辺領域に設けられた第二光路差付与構造を通過した第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成する。なお、ここでいう第三光束の集光スポット又はスポットは、第一ベストフォーカスにおけるスポットであることが好ましい。また、対物光学素子を通過した第二光束においても、第２光ディスクの情報記録面上で形成するスポットが、スポット中心部、スポット中間部、スポット周辺部を有することが好ましい。【００７５】
なお、対物光学素子の周辺領域に第二光路差付与構造を設けることにより、対物光学素子の周辺領域を通過する第三光束が、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成するような構成とした場合、第１光ディスクの記録及び／又は再生を行うために第一光束を使用し、第１波長が設計波長から変化したり、温度変化が生じた際に、高次の球面収差が大きく発生してしまうという問題が生じる。なお、ここでいう高次の球面収差とは、５次以上であって９次以下の球面収差をいう。そこで、第二光路差付与構造が、後述する第二基礎構造、第四基礎構造又は第五基礎構造を有するようにすることにより、第一光ディスクに対して第一光束を使用し、第１波長が設計波長から変化したり、温度変化が生じた場合においても、高次の球面収差を低減することができる。特に好ましくは、下記の式（２）及び（２’）を満たすことである。更に好ましくは、下記の式（２’’）を満たすことである。【００７６】
δＳＡＨ／δλ  ≦  ０．０１０（λｒｍｓ／ｎｍ）      （２）
δＳＡＨ＝√（（δＳＡ５）２＋（δＳＡ７）２＋（δＳＡ９）２）        （２’）
δＳＡＨ／δλ  ≦  ０．００８（λｒｍｓ／ｎｍ）      （２’’）
但し、δＳＡ５は、４０８ｎｍの使用波長から波長がずれたλｘの波長の光束を用いて第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際に、λｘの波長の光束の対物光学素子に対する倍率であって且つ３次の球面収差ＳＡ３が０になる倍率において発生する５次の球面収差を指し、δＳＡ７は、λｘの波長の光束を用いて第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際に、λｘの波長の光束の対物光学素子に対する倍率であって且つ３次の球面収差ＳＡ３が０になる倍率において発生する７次の球面収差を指し、δＳＡ９は、４０８ｎｍの使用波長から波長がずれたλｘの波長の光束を用いて第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際に、λｘの波長の光束の対物光学素子に対する倍率であって且つ３次の球面収差ＳＡ３が０になる倍率において発生する９次の球面収差を指し、δλは４０８ｎｍとλｘｎｍの差の絶対値を指す。なお、δλは、１０ｎｍ以下であることが好ましい。【００７７】
また、高次の球面収差を低減するためには、対物光学素子の半径方向の光軸からの距離を横軸とし、第一光束が対物光学素子を通過した際に対物光学素子によって与えられる光路差を縦軸としたグラフにおいて、対物光学素子の第一波長の設計波長から５ｎｍずれた波長におけるグラフが不連続部を有し、不連続部における光路差の幅が、０以上、０．２λ１以下であることが好ましい。なお、光路差の幅が０である場合は、グラフが不連続部を有さないということである。【００７８】
また、第二光路差付与構造は、第二光路差付与構造を通過した第一光束及び第二光束に対して、第一光源又は第二光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム（色球面収差）を補正することが好ましい。波長の僅かな変動とは、±１０ｎｍ以内の変動を指す。例えば、第一光束が波長λ１より±５ｎｍ変化した際に、第二光路差付与構造によって、周辺領域を通過した第一光束の球面収差の変動を補償し、第１光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．０１０λ１ｒｍｓ以上、０．０９５λ１ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。また、第二光束が波長λ２より±５ｎｍ変化した際に、第二光路差付与構造によって、周辺領域を通過した第二光束の球面収差の変動を補償し、第２光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．００２λ２ｒｍｓ以上、０．０３λ２ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。これにより、光源であるレーザの波長の製造誤差や個体差による波長のバラつきに起因する収差を補正することができる。【００７９】
第二光路差付与構造は、第二光路差付与構造を通過した第一光束及び第二光束に対して、対物光学素子の温度変化によって発生する球面収差も補正することが好ましい。例えば、対物光学素子の温度が±３０℃変化した際に、第二光路差付与構造によって、周辺領域を通過した第一光束又は第二光束の球面収差の変動を補償し、第１光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．０１０λ１ｒｍｓ以上、０．０９５λ１ｒｍｓ以下となるようにし、第２光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．００２λ２ｒｍｓ以上、０．０３λ２ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。【００８０】
対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子は、対物光学素子の最周辺領域を通過する第一光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、最周辺領域を通過した第一光束において、第１光ディスクの記録及び／又は再生時にその球面収差が補正されていることが好ましい。【００８１】
また、好ましい態様として、最周辺領域を通過した第二光束は、第２光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、最周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。最周辺領域を通過した第二光束及び第三光束が、それぞれ第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上での集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物光学素子の最周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。また、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第二光束は、第２光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物光学素子の最周辺領域を通過した第二光束は、第２光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。【００８２】
最周辺領域が第三光路差付与構造を有する場合、第三光路差付与構造が、第三光路差付与構造を通過した第一光束に対して、第一光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム（色球面収差）を補正するようにしてもよい。波長の僅かな変動とは、±１０ｎｍ以内の変動を指す。例えば、第一光束が波長λ１より±５ｎｍ変化した際に、第三光路差付与構造によって、最周辺領域を通過した第一光束の球面収差の変動を補償し、第１光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．０１０λ１ｒｍｓ以上、０．０９５λ１ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。【００８３】
第三光路差付与構造は、第三光路差付与構造を通過した第一光束に対して、対物光学素子の温度変化によって発生する球面収差も補正することが好ましい。例えば、対物光学素子の温度が±３０℃変化した際に、第三光路差付与構造によって、最周辺領域を通過した第一光束の球面収差の変動を補償し、第１光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．０１０λ１ｒｍｓ以上、０．０９５λ１ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。【００８４】
なお、第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造であることが好ましい。【００８５】
第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第一光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第一光束、第二光束及び第三光束の回折角を、それぞれ異ならせる光路差付与構造であることが好ましい。また、第一基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略１波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略０．６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略０．５波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。【００８６】
また、温度変化に基づいて発生する球面収差を補正する目的、色収差を補正する目的及び／又は全ての光ディスクの記録及び／又は再生時に平行光又は略平行光を対物光学素子に入射させる目的で、第一基礎構造に第三基礎構造又は第五基礎構造を重ねあわせた構造を、第一光路差付与構造としてもよい。【００８７】
第三基礎構造は、第三基礎構造を通過した第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第三基礎構造は、第三基礎構造を通過した第二光束の回折角を第一光束及び第三光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であることが好ましい。また、第三基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。第五基礎構造は、第五基礎構造を通過した第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第五基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略１０波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略５波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。【００８８】
また、第二光路差付与構造は、少なくとも所定の基礎構造を有する構造である。【００８９】
所定の基礎構造とは、所定の基礎構造を通過した第一光束のｘ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束のｙ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。なお、ｘとｙとは、下記の式（８）を満たす。【００９０】
０．９  ・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）  ≦  （ｙ・λ２）／（ｎ２−１）
≦１．２  ・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）        （８）
但し、ｘは０以外の整数を指し、ｙは０以外の整数を指し、ｎ１は対物光学素子の第一光束における屈折率を指し、ｎ２は対物光学素子の第二光束における屈折率を指す。【００９１】
上記式（８）を満たす基礎構造としては、例えば、第二基礎構造、第四基礎構造又は前述した第五基礎構造などが挙げられる。【００９２】
第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。なお、第三光束において３次の回折光量の方が、２次の回折光量よりも若干大きいことが好ましい。第二基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２．５波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。第四基礎構造は、第四基礎構造を通過した第一光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の２次及び１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。なお、第三光束において２次の回折光量の方が、１次の回折光量よりも若干大きいことが好ましい。また、第四基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略３波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．９波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１．６波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。なお、第二基礎構造、第四基礎構造及び第五基礎構造（特に第二基礎構造及び第五基礎構造）は、温度が上昇し、第一光源、第二光源及び第三光源の波長が伸びた際に、球面収差をアンダーにする機能を有しており、これによって、温度上昇時のプラスチックの屈折率低下に伴う、球面収差のオーバーを補償することが出来、良好な球面収差を得ることが可能となる。なお、第五基礎構造に比べて、第二基礎構造の方が、段差の深さを浅くすることが出来る。また、第二光路差付与構造の第二基礎構造、第四基礎構造又は第五基礎構造は、他の基礎構造と異なる母非球面（ベース面）に設けられていてもよい。また、第二光路差付与構造の第二基礎構造、第四基礎構造又は第五基礎構造は、入射した光束に対して上述した光路差を与えつつ、第二基礎構造、第四基礎構造又は第五基礎構造が、できるだけ入射した光束の向きに影響を与えないように設定された母非球面（ベース面）に設けられている事が好ましい。更には、第二光路差付与構造の第二基礎構造、第四基礎構造又は第五基礎構造は、光軸と直交する方向に光軸から離れるにつれて、光学素子の内側に入り込んでいき、あるところを境に、光軸から離れるにつれて、光学素子の外側へと向かうような構造である事が好ましい。（つまり、段々深くなっていき、あるところを境に浅くなる構造である事が好ましい。）
なお、好ましくは、下記の式（８’）を満たすことである。【００９３】
０．９５  ・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）  ≦  （ｙ・λ２）／（ｎ１−１）
≦１．０５  ・（ｘ・λ１）／（ｎ１−１）            （８’）
上記式（８’）を満たす基礎構造としては、例えば、第二基礎構造又は第五基礎構造などが挙げられる。なお、第四基礎構造は、式（８’）を満たさない。【００９４】
また、第二光路差付与構造は、前述した所定の基礎構造に他の基礎構造を重畳させた構造であることが好ましく、他の基礎構造としては、前述した第三基礎構造、第四基礎構造又は第六基礎構造のいずれかであることが好ましい。第六基礎構造は、第六基礎構造を通過した第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第六基礎構造は、４段の小階段状構造を複数有する構造であることが好ましく、小階段状構造の一段の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１波長分の光路差を与えるような段差量であり、４段の小階段状構造全体としては、第１光束に対して第１波長の略８波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略５波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略４波長分の光路差を与えるような構造となっている事が好ましい。【００９５】
また、色収差を補正する目的及び／又は全ての光ディスクの記録及び／又は再生時に平行光又は略平行光を対物光学素子に入射させる目的で、第二光路差付与構造に、さらに第三基礎構造を重畳させるようにしてもよい。【００９６】
さらに、対物光学素子がプラスチックレンズである場合、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有することが好ましい。この場合、第三光路差付与構造は、少なくとも前述した第一基礎構造、第二基礎構造、第三基礎構造、第四基礎構造、第五基礎構造又は第八基礎構造のいずれか一つを有する構造であることが好ましい。第八基礎構造は、第八基礎構造を通過した第一光束の４次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、第八基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略４波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略２．５波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。なお、第二光路差付与構造が、第三基礎構造を有する場合、第三光路差付与構造は、第一基礎構造、第二基礎構造、第四基礎構造、第五基礎構造又は第八基礎構造を有することが好ましい。一方、第二光路差付与構造が、第四基礎構造を有する場合、第三光路差付与構造は、第一基礎構造、第二基礎構造、第三基礎構造、第五基礎構造又は第八基礎構造を有することが好ましい。また、製造上の観点からは、第二基礎構造が製造しやすいため好ましい。また、温度変化や波長変化に伴う回折効率や光利用効率の変化幅をより小さく抑えるという観点では、第三基礎構造や第四基礎構造が好ましいが、特に第四基礎構造においては透過率が若干低下してしまう。従って、目的に応じて第三光路差付与構造の基礎構造を選択することができる。【００９７】
対物光学素子がガラスレンズやアサーマル樹脂からなるレンズである場合、屈折面である最周辺領域を有することが好ましい。
尚、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造、及び、第三光路差付与構造は、それぞれ複数の領域に分けられ、各領域毎に異なる基礎構造からなるようにしてもよい。特に、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造は、複数の領域に分けられ、各領域毎に異なる基礎構造からなるようにしてもよい。例えば、第二光路差付与構造を光軸に近い側の内側領域とその外側の外側領域に分け、内側領域は、第二基礎構造と第三基礎構造を重畳させた構造とし、外側領域は第二基礎構造と第三基礎構造に加え、後述する第七基礎構造を重畳させた構造とするようにしてもよい。【００９８】
また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点からは、段差のピッチ幅は小さすぎない方が好ましい。従って、複数の基礎構造を重ねあわせて基礎となる光路差付与構造を設計した際に、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が発生する場合、そのようなピッチ幅が５μｍ以下の輪帯を除去して、最終的な光路差付与構造を得る事が好ましい。ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凸状である場合は、輪帯を削る事により除去すればよく、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凹状である場合は、輪帯を埋める事により除去すればよい。【００９９】
従って、少なくとも第一光路差付与構造のピッチ幅は全て５μｍより大きい事が好ましい。好ましくは、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造の全てのピッチ幅が５μｍより大きい事である。【０１００】
また、段差量は大きすぎない方が好ましい。基礎構造を複数重ね合わせて得た基礎となる光路差付与構造のある輪帯の段差量が基準の値より高い場合、輪帯の段差量を１０・λＢ／（ｎ−１）（μｍ）だけ低くすることにより、光学性能に影響を及ぼすことなく、大きすぎる段差量を減らすことが可能となる。なお、基準の値としては、任意の値を設定する事ができるが、１０・λＢ／（ｎ−１）（μｍ）を基準値とする事が好ましい。λＢは第一光束の設計波長（μｍ）を表す。ｎは波長λＢにおける光学素子の屈折率を表す。【０１０１】
尚、ピッチ幅とは、光軸と直交方向の一つの輪帯の幅をいう。また、段差量とは、光軸方向の輪帯の段差の深さをいう。【０１０２】
また、細長い輪帯が少ない方が製造上好ましいという観点から、第一光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。更に好ましくは、全ての光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。【０１０３】
第１光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．８以上、０．９以下であることか、又は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ１は０．８５であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．６０であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。【０１０４】
対物光学素子の中央領域と周辺領域の境界は、第三光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の中央領域と周辺領域の境界が、ＮＡ３に相当する部分に形成されていることである。また、対物光学素子の周辺領域と最周辺領域の境界は、第二光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１５・ＮＡ２以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の周辺領域と最周辺領域の境界が、ＮＡ２に相当する部分に形成されていることである。対物光学素子の最外周の外側の境界は、第一光束の使用時において、０．９・ＮＡ１以上、１．２ＮＡ１以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ１以上、１．１５・ＮＡ１以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の最外周の外側の境界が、ＮＡ１に相当する部分に形成されていることである。【０１０５】
対物光学素子を通過した第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第三光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に存在することが好ましい。また、対物光学素子を通過した第二光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光する場合にも、球面収差が少なくとも一箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第二光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１・ＮＡ２以下）の範囲に存在することが好ましい。【０１０６】
また、球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合であって、対物光学素子を通過した第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０２μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０８μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０１μｍ以下である。また、対物光学素子を通過した第二光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、ＮＡ１では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ２では縦球面収差の絶対値が０．００５μｍ以下であることが好ましい。【０１０７】
また、回折効率は回折構造の輪帯深さに依存するので、光ピックアップ装置の用途に応じて、中央領域の各波長に対する回折効率を適宜設定可能である。例えば、第１光ディスクに対して記録及び再生を行い、第２、第３光ディスクに対して再生のみ行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域及び／又は周辺領域の回折効率は第一光束重視とするのが好ましい。一方、第１光ディスクに対して再生のみを行い、第２、第３光ディスクに対して記録及び再生を行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域の回折効率は、第二、第三光束重視とし、周辺領域の回折効率は第二光束重視とするのが好ましい。【０１０８】
何れの場合でも、下記条件式（１４）を満たすようにすることで、各領域の面積加重平均により計算される第一光束の光利用効率を高く確保することが可能となる。【０１０９】
η１１≦η２１        （１４）
但し、η１１は中央領域における第一光束の光利用効率を表し、η２１は周辺領域における第一光束の光利用効率を表す。なお、中央領域の光利用効率を第二、第三波長の光束重視とした場合には、中央領域の第一光束の光利用効率は低くなるが、第１光ディスクの開口数が第３光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第一光束の有効径全体で考えると中央領域の光利用効率低下はそれほど大きな影響を与えない。【０１１０】
また、下記の式（３）を満たすことが好ましい。【０１１１】
η１３≧４０％                （３）
但し、η１３は中央領域における第三光束の光利用効率を表す。【０１１２】
なお、本明細書における光利用効率とは、以下のように定義することができる。第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造（及び第三光路差付与構造）が形成された対物光学素子であって、測定対象以外の領域に入射する光束を遮断した場合に、測定に用いる光束に対応する光ディスクの情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＡとし、同一の材料から形成され、且つ、同一の焦点距離、軸上厚さ、開口数、波面収差を有し、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造が形成されない対物光学素子であって、測定対象以外の領域に入射する光束を遮断した場合に、測定に用いる光束に対応する光ディスクの情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＢとしたとき、Ａ／Ｂにより算出するものとする。なお、ここでいうエアリーディスクとは、集光スポットの光軸を中心とする半径ｒ’の円をいう。ｒ’＝０．６１・λ／ＮＡで表される。【０１１３】
また、第三光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の光利用効率を向上させつつ、第一光ディスク及び第二光ディスクの記録及び／又は再生を良好に行えるようにするためには、ブレーズ波長が、第一波長と第二波長の間の波長とすることが好ましい。更に好ましくは、４０５ｎｍ以上、６００ｎｍ以下とすることである。【０１１４】
また、第一光路差付与構造を通過した第三光束において、最大の光量となる回折次数の回折光の光量と、次に大きな光量となる回折次数の回折光の光量の差、即ち、第一ベストフォーカスを形成する回折光の光量と、第二ベストフォーカスを形成する回折光の光量の差が、１５％以上であることが好ましい。更に好ましくは、３０％以上である。【０１１５】
第一光束、第二光束及び第三光束は、平行光として対物光学素子に入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物光学素子に入射してもよい。好ましくは、第一光束の、対物光学素子への入射光束の倍率ｍ１が、下記の式（４）を満たすことである。【０１１６】
−０．０２＜ｍ１＜０．０２          （４）
一方で、第一光束を発散光として対物光学素子に入射する場合、第１光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ１が、下記の式（４’）を満たすことが好ましい。【０１１７】
−０．１０＜ｍ１＜０．００          （４’）
また、第二光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第二光束の対物光学素子への入射光束の倍率ｍ２が、下記の式（５）を満たすことが好ましい。【０１１８】
−０．０２＜ｍ２＜０．０２          （５）
一方で、第二光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第二光束の対物光学素子への入射光束の倍率ｍ２が、下記の式（５’）を満たすことが好ましい。【０１１９】
−０．１０＜ｍ２＜０．００          （５’）
また、第三光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第三光束の対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことが好ましい。【０１２０】
−０．０２＜ｍ３＜０．０２          （６）
上記（６）式を満たす場合、即ち、第三光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合は、対物光学素子が第四光路差付与構造を有することが好ましい。対物光学素子に第四光路差付与構造を設ける場合は、第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造が設けられている光学面とは別の光学面に設けられることが好ましい。また、第四光路差付与構造は、対物光学素子の光ディスク側の面に設けられることが好ましい。第四光路差付与構造は、色収差を補正する構造であることが好ましい。また、第四光路差付与構造は、第二基礎構造、第三基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれかを有する構造であることが好ましい。なお、第四光路差付与構造が第三基礎構造を有する場合は、第一光束及び第二光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差の補正の機能も第四光路差付与構造が持つことができ、当該機能を第二光路差付与構造と分け合うことができるため、好ましい。【０１２１】
また、上記（６）式を満たす場合、第四光路差付与構造を設ける代わりに、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造の少なくとも一つ（好ましくは、二つ、更に好ましくは全て）に、色収差補正などの機能を有する基礎構造を重ね合わせる（重畳する）ようにしても良い。例えば、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造の少なくとも一つに、第二基礎構造、第三基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれかを重ね合わせる構造としても良い。特に、上記（４）、（５）、及び（６）を満たす場合、特に、第一光束、第二光束及び第三光束の全てを平行光として対物光学素子に入射させる場合であって第四光路差付与構造を対物光学素子に設けない場合は、第一光路差付与構造に、第三基礎構造を重畳することが好ましい。【０１２２】
一方で、第三光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第三光束の対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（７）を満たすことが好ましい。【０１２３】
−０．１０＜ｍ３＜０．００          （７）  
尚、対物光学素子がプラスチックレンズを有する場合、温度特性を良好に保つことが好ましい。その場合、下記の条件式（１６）を満たすことが好ましい。さらに、波長特性と温度特性で良好なバランスを保つことが好ましい。この様な特性を満たすために、下記の条件式（１６）及び（１７）を満たすことが好ましい。【０１２４】
＋０．０００５（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））  ≦  δＳＡＴ１／ｆ’
≦  ＋０．００２０（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））          （１６）
−０．０００２０（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））  ≦  δＳＡλ／ｆ’
≦  −０．００００２（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））      （１７）
但し、δＳＡＴ１は、使用波長（この場合、温度変化に伴う波長変動がないとする）における光ディスクの情報の記録／再生を行う際の対物光学素子のδＳＡ３／δＴ（３次球面収差の温度変化率）を表す。使用波長とは、対物光学素子を有する光ピックアップ装置で用いられている光源の波長をいう。好ましくは、使用波長は、４００ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下の範囲の波長であって、対物光学素子を介して、光ディスクの情報の記録／再生を行うことができる波長である。使用波長を上述のように設定できない場合は、４０８ｎｍを使用波長として、対物光学素子のδＳＡＴ１及び後述するδＳＡＴ２、δＳＡＴ３を求めてもよい。なお、ＷＦＥは、３次球面収差が波面収差で表現されていることを示している。また、δＳＡλは、使用波長における光ディスクの情報の記録／再生を行う際の対物光学素子のδＳＡ３／δλ（３次球面収差の波長変化率）を表す。尚、環境温度は室温である事が好ましい。室温とは、１０℃以上、４０℃以下であり、好ましくは、２５℃である。ｆ’は、波長λ１の光束（好ましくは波長４０８ｎｍ）における対物光学素子の焦点距離を指す。【０１２５】
更に言えば、温度変化による対物光学素子の球面収差変化に加えて、温度変化に伴う光源の波長変化を考慮することが好ましい。好ましくは、以下の条件式（１８）を満たすことである。【０１２６】
０（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））  ≦  δＳＡＴ２／ｆ’
≦  ＋０．００２０（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））        （１８）
但し、δＳＡＴ２は、温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃である光源において、光ディスクの情報の記録／再生を行う際の対物光学素子のδＳＡ３／δＴを指す。【０１２７】
より好ましくは、下記の条件式（１８’）を満たすことである。【０１２８】
０（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））  ≦  δＳＡＴ２／ｆ’
≦  ＋０．００１５（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））        （１８’）
また、光ピックアップ装置の集光光学系がコリメートレンズ等のカップリングレンズを有し、そのカップリングレンズがプラスチックレンズである場合、以下の条件式（１９）を満たすことが好ましい。【０１２９】
０（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））  ≦  δＳＡＴ３／ｆ’
≦  ＋０．００１５（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））        （１９）
但し、δＳＡＴ３は、温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃である光源において、高密度光ディスクの情報の記録／再生を行う際のカップリングレンズと対物光学素子を含んだ光学系全体のδＳＡ３／δＴを指す。【０１３０】
また、第３光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．１５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．２ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．３ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、第１光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．４ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下（ｔ１＜ｔ２である場合は、０．６ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下が好ましい）であることが好ましい。【０１３１】
また、上記ＷＤを少しでも伸ばすために、対物光学素子が単玉のレンズである場合、当該レンズの軸上厚は、できるだけ薄い方が好ましい。一方で、薄くしすぎると、レンズがプラスチックレンズである場合、温度変化の影響が大きくなりすぎてしまい好ましくない。そこで、以下の条件式（１５）を満たすことが好ましい。【０１３２】
１  ≦  Ｔ／ｆ  ≦  １．１３            （１５）
但し、Ｔ（ｍｍ）は対物光学素子の軸上厚を表し、ｆ（ｍｍ）は第三光束における対物光学素子の焦点距離を表す。なお、対物光学素子の軸上厚は２．３１ｍｍ以上、２．６１ｍｍ以下であることが好ましい。【０１３３】
対物光学素子の入射瞳径は、第１光ディスクを用いる際に、φ２．８ｍｍ以上、φ４．５ｍｍ以下であることが好ましい。【０１３４】
なお、ＣＤなどの第３光ディスクのトラッキングを行う際にトラッキング用のセンサに中央領域を通過した不要光が及ぼす影響をできるだけ低減するという観点からは、以下の条件式（１’’）を満たすことが好ましい。【０１３５】
０．０２  ≦  Ｌ／ｆ  ＜  ０．０５          （１’’）
より好ましくは、以下の条件式（１’’’）を満たすことである。【０１３６】
０．０３２  ＜  Ｌ／ｆ  ＜  ０．０５          （１’’’）
しかしながら、上記のように第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとの距離を離すと、第３光ディスクの記録／再生時に、周辺領域を通過した第三光束も受光素子に入射してしまい記録／再生の正確性に影響を及ぼす可能性が生じる。当該影響を及ぼす可能性を低減するために、上記の条件式（１’’）を満たす場合は、１）周辺領域及び／又は最周辺領域に第三光束をフレアとしてより遠くに飛ばすための構造を設けるか、２）開口制限素子を設けることが好ましい。【０１３７】
まず、１）の周辺領域及び／又は最周辺領域に第三光束をフレアとしてより飛ばすための構造を設けることについて説明する。【０１３８】
第３光ディスクの記録／再生において、周辺領域及び／又は最周辺領域を通過する第三光束の好ましい状態について先ず説明する。第３光ディスクの記録／再生を想定した場合、縦軸を光軸に直交する方向での光軸からの高さとし、横軸をデフォーカス量とした第三光束の縦球面収差図において、対物光学素子の中央領域を通過した第三光束のデフォーカス量と、周辺領域及び／又は最周辺領域を通過した第三光束のデフォーカス量との差の絶対値が大きいと好ましい状況といえる。そこで、上記の条件式（１’’）を満たす場合であって、第３光ディスクの記録／再生を想定した縦球面収差図において、対物光学素子の中央領域を通過した第三光束のデフォーカス量と、周辺領域及び／又は最周辺領域を通過した第三光束のデフォーカス量とにおける、差の絶対値の最小値が１０μｍ以下である場合は、以下のようにする事が好ましい。デフォーカス量の差が１０μｍ以下となっている光軸高さの部分に第三光束をフレアとしてより大きく飛ばすような光路差付与構造を設け、対物光学素子の中央領域を通過した第三光束のデフォーカス量と、周辺領域及び／又は最周辺領域を通過した第三光束のデフォーカス量とにおける、差の最小値を１０μｍより大きくすることが好ましい。即ち、上記の条件式（１’’）を満たす場合の縦球面収差図において、対物光学素子の中央領域（第３光ディスクの必要開口数以下の領域としてもよい）を通過した第三光束のデフォーカス量と、周辺領域及び／又は最周辺領域（第３光ディスクの必要開口数以上の領域としてもよい）を通過した第三光束のデフォーカス量とにおける、差の絶対値の最小値が、１０μｍより大きいことが好ましい。好ましくは、１５μｍより大きいことである。【０１３９】
尚、条件式（１’’）を満たす場合、第二光路差付与構造及び／又は第三光路差付与構造は、少なくともその一部の領域において、他の基礎構造に加えて、第三光束をフレアとしてより大きく飛ばす構造として、第七基礎構造を有することが好ましい。第七基礎構造は、第七基礎構造を通過した第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、第七基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２．５波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。さらに、第七基礎構造の形状は、一段の凹凸を繰り返すバイナリ状の形状である事が好ましい。一例としては、第二光路差付与構造の光軸に近い方の内側領域を第二基礎構造と第三基礎構造を重畳させた構造とし、第二光路差付与構造の内側領域よりも光軸から離れた外側領域を第二基礎構造、第三基礎構造及び第七基礎構造を重畳させた構造とすることが挙げられる。特に前の段落で述べたような光軸高さの部分に第七基礎構造を設けることが好ましい。多くの場合において、周辺領域の光軸から離れた側に第七基礎構造を設け、最周辺領域の光軸に近い側に第七基礎構造を設けることが好ましい。【０１４０】
次に、第２光ディスクの記録／再生において、最周辺領域を通過する第ニ光束の好ましい状態について説明する。第２光ディスクの記録／再生を想定した場合、縦球面収差図において、対物光学素子の中央領域及び周辺領域を通過した第二光束のデフォーカス量と、最周辺領域を通過した第二光束のデフォーカス量との差の絶対値が大きいと好ましい状況といえる。そこで、上記の条件式（１’’）を満たす場合であって、第２光ディスクの記録／再生を想定した縦球面収差図において、対物光学素子の中央領域及び周辺領域を通過した第二光束のデフォーカス量と、最周辺領域を通過した第二光束のデフォーカス量とにおける、差の絶対値の最小値が１０μｍ以下である場合は、以下のようにする事が好ましい。デフォーカス量の差が１０μｍ以下となっている光軸高さの部分に第二光束をフレアとしてより大きく飛ばすような光路差付与構造を設け、対物光学素子の中央領域及び周辺領域を通過した第二光束のデフォーカス量と、最周辺領域を通過した第二光束のデフォーカス量とにおける、差の最小値を１０μｍより大きくすることが好ましい。即ち、上記の条件式（１’’）を満たす場合の縦球面収差図において、対物光学素子の中央領域及び周辺領域（第２光ディスクの必要開口数以下の領域としてもよい）を通過した第二光束のデフォーカス量と、最周辺領域（第２光ディスクの必要開口数以上の領域としてもよい）を通過した第二光束のデフォーカス量とにおける、差の絶対値の最小値が、１０μｍより大きいことが好ましい。好ましくは、１５μｍより大きいことである。【０１４１】
尚、条件式（１’’）を満たす場合、第三光路差付与構造に、第二光束をフレアとしてより遠くに飛ばすための構造を設けることが好ましい。例えば、第三光路差付与構造の少なくともその一部の領域において、第二光束をフレアとして大きく飛ばす構造として第三基礎構造を有するものがその一例として挙げられる。尚、第二光束をフレアとして大きく飛ばす構造としてどのような基礎構造を用いるかが好ましいかは、他の光路差付与構造との関係によるため、一概には言えない。一例としては、第三光路差付与構造の光軸に近い方の内側領域を第三基礎構造のみからなる構造とし、第三光路差付与構造の内側領域よりも光軸から離れた外側領域を第二基礎構造のみからなる構造とすることが挙げられる。また、この例において、第三光路差付与構造の内側領域を更に二つの領域に分け、より光軸に近い方にある内側領域を第七基礎構造と第三基礎構造を重畳させた構造とし、光軸から離れた方にある内側領域を第三基礎構造のみからなる構造とするようにしてもよい。他の例としては、第三光路差付与構造を二つの領域に分け、より光軸に近い方にある内側領域を第七基礎構造と第二基礎構造を重畳させた構造とし、光軸から離れた方にある外側領域を第二基礎構造のみからなる構造とするようにしてもよい。【０１４２】
次に、２）の開口制限素子を設けることについて説明する。上述のように第二光路差付与構造及び／又は第三光路差付与構造に第七基礎構造を付与する場合、光学設計によっては、第七基礎構造によって発生する第三光束の＋１次回折光及び／又は−１次回折光が受光素子上に入射してしまう可能性がある。それを防ぐためには、開口制限素子を設けることが好ましい。この場合、第二光路差付与構造及び／又は第三光路差付与構造に第七基礎構造を付与する必要はなくなる。【０１４３】
開口制限素子は、第一光束、第二光束及び第三光束に共通の光路中であって、対物光学素子よりも第一光源、第二光源及び第三光源に近い側に設けられることが好ましい。また、開口制限素子は、光軸に近い第一領域と、第一領域よりも光軸から離れた第二領域を有する。第一領域は、第一光束、第二光束及び第三光束の全てを透過し、第二領域は、第一光束及び第二光束を透過し、第三光束を、開口制限素子の第一領域及び対物光学素子を透過した第三光束の集光位置には集光させない。尚、第二領域としては、ダイクロフィルターのように、第一光束及び第二光束を透過し、第三光束を透過させないことにより、第一領域を通過した第三光束の集光位置に集光させない種類と、回折光学素子のように、第一光束及び第二光束を透過し、第三光束をフレアにさせることにより、第一領域を通過した第三光束の集光位置に集光させない種類がある。第一領域を通過した第三光束は、対物光学素子の中央領域に入射するものとする。この様な開口制限素子の具体例としては、ダイクロフィルターや回折光学素子が好ましく用いられ、特に、光軸に近い領域では、青色光、赤色光及び赤外光を透過し、光軸から離れた領域では、青色光及び赤色光は透過し、赤外光は透過しないダイクロフィルターが好ましく用いられる。【０１４４】
また、光ピックアップ装置は、多くの場合、直線偏光を円偏光に変換、又は、円偏光を直線偏光に変換するためのλ／４波長板を有するが、開口制限素子は、このλ／４波長板と一体化されるようにしてもよい。【０１４５】
λ／４波長板の好ましい例としては、大きく以下の３種が挙げられるが、それに限られるものではない。λ／４波長板の第一の種類としては、液晶モノマーが硬化された高分子液晶層を有するλ／４波長板が挙げられる。例えば、第１の有機物薄膜層と第２の有機物薄膜層とを備えた位相板とし、第１の有機物薄膜層はある領域（例えば可視域）の光に対し１／２波長のリタデーション値を有し、第２の有機物薄膜層は同領域の光に対し１／４波長のリタデーション値を有し、かつ、第１の有機物薄膜層の光軸と第２の有機物薄膜層の光軸がそれぞれ所定の角度で交差するように第１及び第２の有機物薄膜層を重ねた位相板であり、この第１及び第２有機物薄膜層が高分子液晶層であることなどが挙げられる。より詳細には、例えば、公開特許公報の特開２００４−１９８９４２に記載されている内容を、第一の種類のλ／４波長板に適用することができる。【０１４６】
λ／４波長板の第二の種類としては、構造性複屈折を有するλ／４波長板が挙げられる。例えば、屈折率が互いに異なる２種の媒体が微小な周期長（例えば、１００〜３００ｎｍ）で交互に並び、かつ、構造性複屈折を示す屈折率周期構造を有し、当該構造複屈折により位相差がもたらされるものが挙げられる。また、別の例としては、λ／２＜Ｐ＜λ（Ｐは構造周期（μｍ）、λは波長（μｍ））の凹凸周期構造を有する波長板素子を複数枚用い、光透過率が高くなるように各波長板素子の構造寸法を決定して組み合わせたものなどが挙げられる。後者の例について、より詳細には、例えば、公開特許公報の特開２００６−１３９２６３に記載されている内容を、第二の種類のλ／４波長板に適用することができる。【０１４７】
λ／４波長板の第三の種類としては、特定波長域のみ円偏光から直線偏光に変換又は直線偏光から円偏光に変換するような複数層の高分子フィルムを積層させたλ／４波長板が挙げられる。より詳細には、例えば、ヨーロッパ特許公開公報ＥＰ１１３４０６８に記載されている内容を、第三の種類のλ／４波長板に適用することができる。【０１４８】
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。【０１４９】
ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体毎、外部に取り出される方式とがある。【０１５０】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。【０１５１】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。【０１５２】
本発明によれば、  対物光学素子として単玉のレンズを用いたとしても、ＣＤやＤＶＤの記録及び／又は再生時に適正なフレアを発生させることを可能とし、高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤ等の、記録密度が異なる３種類のディスク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光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置であって、その構成の簡素化、低コスト化を実現可能な光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することが可能となる。  加えて、３つの異なる光ディスクの全てに対して、光利用効率を高め、十分な光量を確保できる光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することが可能となる。
【実施例】
【０１５３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図４は、異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第１光ディスクをＢＤとし、第２光ディスクをＤＶＤとし、第３光ディスクをＣＤとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。【０１５４】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長４０８ｎｍの青紫色レーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）とＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長６５８ｎｍ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）とが一つのパッケージ内に構成された光源パッケージＬＤＰ、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長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ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する光検出器ＰＤ２とから構成されたホロレーザＨＬ、ＢＤ及びＤＶＤ用の共通の光検出器ＰＤ１（ＢＤ用とＤＶＤ用の複数の受光部を有していてもよい）、１群構成のポリオレフィン系のプラスチック製の単玉対物レンズ（対物光学素子）ＯＬ、２軸アクチュエータＡＣ１、１軸アクチュエータＡＣ２、第１乃至第３光束が共通して通過する共通光路内に配置され、１軸アクチュエータＡＣ２より光軸方向に変移可能とされた第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２とから構成されたビームエキスパンダーＥＸＰ、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２、１／４波長板ＱＷＰ、情報記録面ＲＬ１からの反射光束に対して非点収差を付加するためのセンサーレンズＳＥＮ、第１光束及び第２光束が通過する光路内に配置され第１光束及び第２光束を平行光束に変換する第１コリメータＣＯＬ１、第３光束のみが通過する光路内に配置され第３光束を平行光束に変換する第２コリメータＣＯＬ２とから構成されている。尚、ＢＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。なお、第一光束が通過するカップリングレンズ、即ち、第１コリメータＣＯＬ１は、第二基礎構造を有する光路差付与構造のような、色収差を補正する機能を有する構造を光学面に有していることが好ましい。【０１５５】
図１及び図５に示されるように、本実施の形態の対物レンズＯＬにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中央領域ＣＮと、その周囲に配置された周辺領域ＭＤと、更にその周囲に配置された最周辺領域ＯＴとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。なお、図１及び図５の中央領域、周辺領域、最周辺領域の面積などの比率は正確には表されていない。【０１５６】
光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、ビームエキスパンダーＥＸＰから平行光束の状態で第１光束が射出されるように、第１レンズＬ１の光軸方向の位置を１軸アクチュエータＡＣ２により調整した後、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、図４において実線でその光線経路を描いたように、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射された後、コリメータＣＯＬ１により平行光束に変換され、ビームエキスパンダーＥＸＰにより拡径され、１／４波長板ＱＷＰを通過し、図示しない絞りにより光束径が規制され、対物レンズＯＬに平行光の状態で入射した後、そこからＢＤの保護基板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ＯＬの中央領域ＣＮ、周辺領域ＭＤ、最周辺領域ＯＴ及び光ディスク側の光学面を通過した光束により、ＢＤの情報記録面ＲＬ１に集光スポットが形成されるようになっている。対物レンズＯＬ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。【０１５７】
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ＯＬ、１／４波長板ＱＷＰ、ビームエキスパンダーＥＸＰ及び第２偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過した後、第１コリメータＣＯＬ１により収斂光束にされ、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過した後、センサーレンズＳＥＮにより非点収差が付加され、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ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。【０１５８】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、ビームエキスパンダーＥＸＰから平行光束の状態で第２光束が射出されるように、第１レンズＬ１の光軸方向の位置を１軸アクチュエータＡＣ２により調整した後、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、図４において点線でその光線経路を描いたように、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射された後、コリメータＣＯＬ１により平行光束に変換され、ビームエキスパンダーＥＸＰにより拡径され、１／４波長板ＱＷＰを通過し、図示しない絞りにより光束径が規制され、対物レンズＯＬに平行光の状態で入射した後、そこからＤＶＤの保護基板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ＯＬの中央領域ＣＮ、周辺領域ＭＤ及び光ディスク側の光学面を通過した光束により、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に集光スポット、即ち、スポット中心部が形成されるようになっている。最周辺領域ＯＴを通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する。対物レンズＯＬ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。【０１５９】
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ＯＬ、１／４波長板ＱＷＰ、ビームエキスパンダーＥＸＰ及び第２偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過した後、第１コリメータＣＯＬ１により収斂光束にされ、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過した後、センサーレンズＳＥＮにより非点収差が付加され、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ＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。【０１６０】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、ビームエキスパンダーＥＸＰから弱発散光束の状態で第３光束が射出されるように（実施例１）、又は、平行光束の状態で第３光束が射出されるように（実施例２）、第１レンズＬ１の光軸方向の位置を１軸アクチュエータＡＣ２により調整した後、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、図４において一点鎖線でその光線経路を描いたように、第２コリメータＣＯＬ２により平行光束に変換される。その後、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、ビームエキスパンダーＥＸＰにより弱発散光束に変更されるか、又は、平行光束のまま拡径された後、１／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＬに弱有限発散光又は平行光の状態で入射した後、そこからＣＤの保護基板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ＯＬの中央領域ＣＮ及び光ディスク側の光学面を通過した光束により、ＣＤの情報記録面ＲＬ３に集光スポット、即ち、スポット中心部が形成されるようになっている。最周辺領域ＯＴ及び周辺領域ＭＤを通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する。対物レンズＯＬ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。【０１６１】
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ＯＬ、１／４波長板ＱＷＰ、ビームエキスパンダーＥＸＰを透過した後、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、第コリメータＣＯＬ２により収斂光束に変換される。その後、光検出器ＰＤ２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。【０１６２】
青紫色半導体レーザＬＤ１から出射された第一光束が対物光学素子ＯＬに入射したときに、中央領域の第一光路差付与構造、周辺領域の第二光路差付与構造及び最周辺領域の第三光路差付与構造は、第一光束の球面収差を適正に補正し、保護基板の厚さｔ１のＢＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。又、赤色半導体レーザＬＤ２から出射された第二光束が対物光学素子ＯＢＪに入射したときに、中央領域の第一光路差付与構造、周辺領域の第二光路差付与構造は、ＢＤとＤＶＤの保護基板の厚さの差異及び第一光束と第二光束の波長の差異に起因して発生する第二光束の球面収差を適正に補正し、最周辺領域は第二光束をＤＶＤの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さｔ２のＤＶＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。又、赤外半導体レーザＬＤ３から出射された第三光束が対物光学素子ＯＬに入射したときに、中央領域の第一光路差付与構造は、ＢＤとＣＤの保護基板の厚さの差異及び第一光束と第三光束の波長の差異に起因して発生する第三光束の球面収差を適正に補正し、周辺領域の第二光路差付与構造及び最周辺領域は第三光束をＣＤの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さｔ３のＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。また、中央領域の第一光路差付与構造は、記録再生に用いられる第三光束の回折効率を良好なものとするため、記録再生に十分な第三光束の光量を得ることができる。加えて、周辺領域の第二光路差付与構造は、第一光束及び第二光束に対して、レーザの製造誤差等の理由によって波長が基準波長からずれた際に、スフェロクロマティズム（色球面収差）を補正したり、温度変化が生じたときに、温度変化に伴って発生する球面収差を補正することができる。
＜実施例１＞
次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。以下の実施例においては、対物光学素子は、単玉のポリオレフィン系のプラスチックレンズである。対物光学素子の光学面の中央領域ＣＮの全面には、第一光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域ＭＤの全面には、第二光路差付与構造が形成されている。光学面の最周辺領域ＯＴの全面には、第三光路差付与構造が設けられている。【０１６３】
また、実施例１において、第一光路差付与構造は、第一基礎構造のみを有する構造となっており、模式的に図２（ａ）に表されるように鋸歯状の形状となっている。鋸歯状の回折構造である第一基礎構造は、第１光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。【０１６４】
実施例１において、第二光路差付与構造は、第二基礎構造と第三基礎構造を重畳した構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造が重畳された形状となっている。より大きな鋸歯状の回折構造である第二基礎構造は、第１光束の５次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の３次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の３次及び２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。より小さな鋸歯状の回折構造である第三基礎構造は、第１光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。【０１６５】
実施例１において、第三光路差付与構造は、第二基礎構造のみを有する構造となっており、一種類の鋸歯状の回折構造のみを有する形状となっている。【０１６６】
また、実施例１において、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造、第三光路差付与構造は、全て、光源側の光学面に設けられており、対物光学素子の光ディスク側の光学面は、屈折面である。また、実施例１においては、第三光束が、弱有限の発散光として対物光学素子に入射している。【０１６７】
表１〜３にレンズデータを示す。なお、これ以降において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ−３）を用いて表すものとする。【０１６８】
対物光学素子の光学面は、それぞれ数１式に、表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。【０１６９】
【数１】
2008007553.tif 000003
【０１７０】
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、ｈは光軸からの高さである。【０１７１】
また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数２式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。尚、本発明の光路差付与構造は、下記以外の手法でも設計が可能であり、下記以外の表現でも表すことが可能である。【０１７２】
【数２】
2008007553.tif 000004
【０１７３】
尚、λは入射光束の波長、λＢは設計波長（ブレーズ化波長）、ｄｏｒは回折次数、Ｃ２ｉは光路差関数の係数である。【０１７４】
図６（ａ）、６（ｂ）及び６（ｃ）において、実施例１の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＮＡ０．８５またはΦ３．７４ｍｍを表す。なお、実施例１において、Ｌ＝０．０３６ｍｍである。ｆ＝２．３１１ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．０３６／２．３１１＝０．０１６である。また、実施例１において、ＢＤ用光束の波長が＋５ｎｍ変化した場合、３次球面収差の変化量は、−０．１３４λｒｍｓ、５次球面収差の変化量は、−０．０３１λｒｍｓ、７次球面収差の変化量は−０．００６λｒｍｓ、９次球面収差の変化量は−０．００１λｒｍｓとなる。従って、３次から９次のトータルの球面収差の変化量は、０．１３８λｒｍｓとなる。また、実施例１において、ＢＤ用光束の波長が＋５ｎｍ変化した場合であって、対物光学素子に対する第一光束の入射倍率を変えて３次の球面収差が０となるようにした場合において、ＳＡ５は−０．００９λｒｍｓ、ＳＡ７は０．００９λｒｍｓ、ＳＡ９は−０．００３λｒｍｓとなる。したがって、δＳＡＨは、０．０１３λｒｍｓとなり、δＳＡＨ／δλは、０．００２６（λｒｍｓ／ｎｍ）となる。尚、使用波長は４０８ｎｍであり、波長特性における環境温度２５℃である。【０１７５】
また、実施例１の対物光学素子の温度特性については、δＳＡＴ１は、＋０．００３５ＷＦＥλｒｍｓ／℃である。また、第一波長における対物光学素子のｆ’が２．２ｍｍであるので、δＳＡＴ１／ｆ’は、＋０．００１６ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。【０１７６】
【表１】
2008007553.tif 000005
【０１７７】
【表２】
2008007553.tif 000006
【０１７８】
【表３】
2008007553.tif 000007
【０１７９】
＜実施例２＞
以下に、実施例２について記載する。【０１８０】
以下の表４及び表５に、実施例２のレンズデータを示す。また、図７（ａ）、７（ｂ）及び７（ｃ）において、実施例２の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＮＡ０．８５またはΦ３．７４ｍｍを表す。なお、実施例２において、Ｌ＝０．０９８ｍｍである。ｆ＝２．３３４ｍｍであるしたがって、Ｌ／ｆ＝０．０９８／２．３３４＝０．０４２である。また、実施例２において、ＢＤ用光束の波長が＋５ｎｍ変化した場合、３次球面収差の変化量は、−０．１８８λｒｍｓ、５次球面収差の変化量は、−０．０２１λｒｍｓ、７次球面収差の変化量は０．０３０λｒｍｓ、９次球面収差の変化量は−０．０１６λｒｍｓとなる。従って、３次から９次のトータルの球面収差の変化量は、０．１９２λｒｍｓとなる。また、実施例２において、ＢＤ用光束の波長が＋５ｎｍ変化した場合であって、対物光学素子に対する第一光束の入射倍率を変えて３次の球面収差が０となるようにした場合において、ＳＡ５は０λｒｍｓ、ＳＡ７は０．０３７λｒｍｓ、ＳＡ９は−０．０１６λｒｍｓとなる。したがって、δＳＡＨは、０．０４２λｒｍｓとなり、δＳＡＨ／δλは、０．００８４（λｒｍｓ／ｎｍ）となる。尚、使用波長は４０８ｎｍであり、波長特性における環境温度２５℃である。【０１８１】
また、実施例２の対物光学素子の温度特性については、δＳＡＴ１は、＋０．００２７ＷＦＥλｒｍｓ／℃である。また、第一波長における対物光学素子のｆ’が２．２ｍｍであるので、δＳＡＴ１／ｆ’は、＋０．００１２ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。【０１８２】
【表４】
2008007553.tif 000008
【０１８３】
【表５】
2008007553.tif 000009
【０１８４】
＜実施例３＞
以下に、実施例３について記載する。実施例１との相違点は、第三光束をフレアとしてより遠くに飛ばすための構造として、対物光学素子の周辺領域の一部（最周辺領域側の領域）と最周辺領域の一部（周辺領域側の領域）に、第七基礎構造を重畳している点である。別の言い方をすると、第二光路差付与構造の光軸に近い方の内側領域を第二基礎構造と第三基礎構造を重畳させた構造とし、第二光路差付与構造の内側領域よりも光軸から離れた外側領域を第二基礎構造、第三基礎構造及び第七基礎構造を重畳させた構造としており、第三光路差付与構造の光軸に近い方にある内側領域を第七基礎構造と第二基礎構造を重畳させた構造とし、第三光路差付与構造の内側領域よりも光軸から離れた方にある外側領域を第二基礎構造のみからなる構造とするようにしてもよい。なお、実施例３において、バイナリ状の構造である第七基礎構造は、第１光束の０次の回折光の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の０次の回折光の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。
以下の表６及び表７に、実施例３のレンズデータを示す。また、図８（ａ）、８（ｂ）及び８（ｃ）において、実施例３の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＮＡ０．８５またはΦ３．７４ｍｍを表す。なお、実施例３において、Ｌ＝０．０９８ｍｍである。ｆ＝２．３３４ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．０９８／２．３３４＝０．０４２である。また、実施例３において、ＢＤ用光束の波長が＋５ｎｍ変化した場合、３次球面収差の変化量は、−０．１８８λｒｍｓ、５次球面収差の変化量は、−０．０２１λｒｍｓ、７次球面収差の変化量は０．０３０λｒｍｓ、９次球面収差の変化量は−０．０１６λｒｍｓとなる。従って、３次から９次のトータルの球面収差の変化量は、０．１９２λｒｍｓとなる。また、実施例３において、ＢＤ用光束の波長が＋５ｎｍ変化した場合であって、対物光学素子に対する第一光束の入射倍率を変えて３次の球面収差が０となるようにした場合において、ＳＡ５は０λｒｍｓ、ＳＡ７は０．０３７λｒｍｓ、ＳＡ９は−０．０１６λｒｍｓとなる。したがって、δＳＡＨは、０．０４２λｒｍｓとなり、δＳＡＨ／δλは、０．００８４（λｒｍｓ／ｎｍ）となる。尚、使用波長は４０８ｎｍであり、波長特性における環境温度２５℃である。【０１８５】
また、実施例３の対物光学素子の温度特性については、δＳＡＴ１は、＋０．００２７ＷＦＥλｒｍｓ／℃である。また、第一波長における対物光学素子のｆ’が２．２ｍｍであるので、δＳＡＴ１／ｆ’は、＋０．００１２ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。【０１８６】
【表６】
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【０１８７】
【表７】
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【０１８８】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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