(57)【要約】【課題】異なる波長の２種類の光に関しての軸外のコマ収差を良好に補正することができるとともに、光量の損失を抑制することのできる対物レンズ、およびその対物レンズを用いた光ピックアップ光学系を提供することを目的とする。【解決手段】位相差対物レンズＰＬ１は、第１の波長λ１が第２の波長λ２より短く、かつ第１の波長λ１の光に対応する第１の開口数ＮＡ１が第２の波長λ２の光に対応する第２の開口数ＮＡ２より大きいことを条件に、第１面ｒ１における第２の開口数ＮＡ２に対応する領域に、第１の波長λ１の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造であって、多段からなる非周期的な輪帯状の第１の段差部１０を有している。【選択図】図２
2007188586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明保護基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体のそれぞれに対し第１の波長の光および該第１の波長とは異なる第２の波長の光を用いて再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う光ピックアップ光学系に含まれる対物レンズであって、
前記第１の波長が前記第２の波長より短く、かつ前記第１の波長の光に対応する第１の開口数が前記第２の波長の光に対応する第２の開口数より大きいことを条件に、
当該対物レンズの両面のうち一方の面における前記第２の開口数に対応する領域に、前記第１の波長の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造であって、多段からなる非周期的な輪帯状の第１の段差部
を有することを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
前記第１の段差部は、
前記光ピックアップ光学系で情報の再生が行われるときは、前記第２の波長の光に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を生じさせ、前記第２の波長の光での再生のときに発生する収差を低減させるとともに、前記第１の波長の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させ、前記第１の波長の光での再生のときに位相差による収差を発生させない、
一方、前記光ピックアップ光学系で情報の記録が行われるときは、前記第２の波長の光に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を生じさせ、前記第２の波長の光での記録のときに発生する収差を低減させるとともに、前記第１の波長の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させ、前記第１の波長の光での記録のときに位相差による収差を発生させない、
ことを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
【請求項３】
前記一方の面における前記第１の開口数に対応する領域と前記第２の開口数に対応する領域との差分の領域に、第１の波長の光に関しての温度特性を改善するためのものであって、前記第１の波長の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させる多段からなる非周期的な輪帯状の第２の段差部を備えた
ことを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ。
【請求項４】
透明保護基板の厚さが異なる２つの光情報記録媒体のそれぞれに対し第１の波長の光および該第１の波長とは異なる第２の波長の光を用いて再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う光ピックアップ光学系であって、
前記第１の波長の光および前記第２の波長の光を発生する光源と再生対象または記録対象の所定の光情報記録媒体との間に、
光を通過させるとともに光を選択的に反射させる第１の光学系と、
発散光を略平行光に変換する第２の光学系と、
光の進行方向を変化させる第３の光学系と、
前記第３の光学系と前記所定の光情報記録媒体との間に介在される請求項１〜３の何れか一項に記載の対物レンズと、
前記所定の光情報記録媒体での反射光を受光する第４の光学系と、
を有し、
前記光源から照射された光は、前記第１の光学系を通過し、前記第２の光学系および前記第３の光学系を通過して前記対物レンズに入射し、さらに当該対物レンズによって前記所定の光情報記録媒体に集光されるとともに、
前記所定の光情報記録媒体で反射した反射光は、前記対物レンズ、前記第３の光学系および前記第２の光学系を通過し、その後、前記第１の光学系で所定の方向に反射され、さらに前記第４の光学系によって受光される、
ことを特徴とする光ピックアップ光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明保護基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体のそれぞれに対し第１の波長の光および該第１の波長とは異なる第２の波長の光を用いて再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う光ピックアップ光学系、およびそれに用いられる対物レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透明保護基板が形成された光情報記録媒体には、例えば光ディスクが含まれている。透明保護基板の厚さが異なる２種類の光ディスクとしては、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）とＣＤ（コンパクト・ディスク）があり、その透明保護基板厚はＤＶＤでは０．６ｍｍであり、一方、ＣＤでは１．２ｍｍである。
【０００３】
このように透明保護基板厚が異なる２種類の光ディスクに対し単一の対物レンズで記録および再生するものとして、特許文献１および特許文献２に記載されたものが知られている。
【０００４】
特許文献１に記載の対物レンズは、通常のＤＶＤ用の基本形状を有する対物レンズのレンズ面にドーナツ状の輪帯位相シフタ（輪帯位相シフト領域）が形成されている。このような対物レンズにおいては、基本形状の構造によって、ＤＶＤ用の波長の光に対して良好に収差を補正し、一方、輪帯位相シフタによって、ＣＤ用の波長の光に対して、発生する収差を低減させる。
【０００５】
これに対し、特許文献２に記載の対物レンズでは、そのレンズ面に輪帯状の回折構造を有しており、ＤＶＤ用の波長の光およびＣＤ用の波長の光ともに、回折構造での同一次数の回折光によって、透明保護基板厚が異なる２種類の光ディスクに対する記録および再生を可能にさせる。
【特許文献１】特開平１１−１６１９０号公報
【特許文献２】特開２０００−８１５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載のもの、すなわち輪帯位相シフタを有する対物レンズでは、１段の輪帯状の輪帯位相シフタであるので、ＣＤ用の波長の光に対する軸外のコマ収差を良好に補正することができないという問題がある。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載のもの、すなわち回折構造を有する対物レンズでは、再生および記録するための２つの波長とは異なる波長に対応した回折構造となるため、回折効率が低下し、この回折効率の低下に伴って光の光量の損失が増大するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、異なる波長の２種類の光に関しての軸外のコマ収差を良好に補正することができるとともに、光量の損失を抑制することのできる対物レンズ、およびその対物レンズを用いた光ピックアップ光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、請求項１に記載の本発明の対物レンズは、透明保護基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体のそれぞれに対し第１の波長（λ１）の光および該第１の波長とは異なる第２の波長（λ２）の光を用いて再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う光ピックアップ光学系に含まれる対物レンズであって、前記第１の波長（λ１）が前記第２の波長（λ２）より短く、かつ前記第１の波長（λ１）の光に対応する第１の開口数（ＮＡ１）が前記第２の波長（λ２）の光に対応する第２の開口数（ＮＡ２）より大きいことを条件に、当該対物レンズの両面のうち一方の面における前記第２の開口数に対応する領域に、前記第１の波長（λ１）の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造であって、多段からなる非周期的な輪帯状の第１の段差部を有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、多段からなる非周期的な輪帯状の段差部を設けることで、第２の波長の光において発生する軸外のコマ収差を良好に補正することができ、しかも回折構造を採用していないので、回折効率による光量の損失がない。このため、異なる波長の２種類の光に関しての軸外のコマ収差を良好に補正することができるとともに、光量の損失を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の段差部は、前記光ピックアップ光学系で情報の再生が行われるときは、前記第２の波長（λ２）の光に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を生じさせ、前記第２の波長（λ２）の光での再生のときに発生する収差を低減させるとともに、前記第１の波長（λ１）の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させ、前記第１の波長（λ１）の光での再生のときに位相差による収差を発生させない、一方、前記光ピックアップ光学系で情報の記録が行われるときは、前記第２の波長（λ２）の光に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を生じさせ、前記第２の波長（λ２）の光での記録のときに発生する収差を低減させるとともに、前記第１の波長（λ１）の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させ、前記第１の波長（λ１）の光での記録のときに位相差による収差を発生させない、ことを特徴とする。
【００１２】
これにより、光ピックアップ光学系で情報の再生または記録が行われるときは、第２の波長の光において発生する軸外のコマ収差を良好に補正することができ、しかも回折構造を採用していないので回折効率による光量の損失がない。
【００１３】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２記載の発明において、前記一方の面における前記第１の開口数（ＮＡ１）に対応する領域と前記第２の開口数（ＮＡ２）に対応する領域との差分の領域に、第１の波長の光に関しての温度特性を改善するためのものであって、前記第１の波長（λ１）の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させる多段からなる非周期的な輪帯状の第２の段差部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、第１の開口数に対応する領域と第２の開口数に対応する領域との差分の領域に設けられ、第１の波長の光に関しての温度特性を改善するための第２の段差部によって、第１の波長の光に関しての温度変化に伴って発生する収差を抑制することができる。
【００１５】
また、この課題を解決するために、請求項４に記載の本発明の光ピックアップ光学系は、透明保護基板の厚さが異なる２つの光情報記録媒体のそれぞれに対し第１の波長（λ１）の光および該第１の波長（λ１）とは異なる第２の波長（λ２）の光を用いて再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う光ピックアップ光学系であって、前記第１の波長（λ１）の光および前記第２の波長（λ２）の光を発生する光源と再生対象または記録対象の所定の光情報記録媒体との間に、光を通過させるとともに光を選択的に反射させる第１の光学系と、発散光を略平行光に変換する第２の光学系と、光の進行方向を変化させる第３の光学系と、前記第３の光学系と前記所定の光情報記録媒体との間に介在される請求項１〜３の何れか一項に記載の対物レンズと、前記所定の光情報記録媒体での反射光を受光する第４の光学系と、を有し、前記光源から照射された光は、前記第１の光学系を通過し、前記第２の光学系および前記第３の光学系を通過して前記対物レンズに入射し、さらに当該対物レンズによって前記所定の光情報記録媒体に集光されるとともに、前記所定の光情報記録媒体で反射した反射光は、前記対物レンズ、前記第３の光学系および前記第２の光学系を通過し、その後、前記第１の光学系で所定の方向に反射され、さらに前記第４の光学系によって受光される、ことを特徴とする。
【００１６】
これにより、開口数の小さい第２の波長の光に対する開口絞りを対物レンズの近傍に配置する必要がなく、簡便な光ピックアップ光学系を構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、多段からなる非周期的な輪帯状の段差部を設けることで、第２の波長の光において発生する軸外のコマ収差を良好に補正することができ、しかも回折構造を採用していないので、回折効率による光量の損失がない。このため、異なる波長の２種類の光に関しての軸外のコマ収差を良好に補正することができるとともに、光量の損失を抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、第１の波長の光に関しての温度変化に伴って発生する収差を抑制することができる有効な効果が得られる。
【００１９】
さらに、発明によれば、開口数の小さい第２の波長の光に対する開口絞りを対物レンズの近傍に配置する必要がなく、簡便な光ピックアップ光学系を構成することができる有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の構成要素には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
【００２２】
本発明の対物レンズは、透明保護基板の厚さが異なる２種類の光情報記録媒体のそれぞれに対し第１の波長の光および該第１の波長とは異なる第２の波長の光を用いて再生または記録する光ピックアップ光学系に用いられる。
【００２３】
２種類の光情報記録媒体は、たとえば光ディスクであり、第１の波長λ１の光を使用して再生または記録されるＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）、および第２の波長λ２の光を使用して再生または記録されるＣＤ（コンパクト・ディスク）である。
【００２４】
ここで、第１の波長λ１の光に対応する第１の開口数をＮＡ１とし、第２の波長λ２の光に対応する第２の開口数をＮＡ２とする。
【００２５】
実施の形態１では、本発明の対物レンズを適用した位相差対物レンズについて説明する。
【００２６】
図１は位相差対物レンズＰＬ１の断面図を示し、図２は光源側から図１の位相差対物レンズＰＬ１を見た正面図を示し、図３は光ディスク側から図１の位相差対物レンズＰＬ１を見た正面図を示し、図４は図１の符号Ａで示される部分（光源側の輪帯部分）の拡大図を示している。
【００２７】
位相差対物レンズＰＬ１は、図１に示すように、光源側の第１面ｒ１および光ディスク側の第２面ｒ２の両面は非球面に形成されている。第１面ｒ１の正面図を図２に示し、第２面ｒ２の正面図を図３に示す。
【００２８】
ここで、非球面の形状は、面頂点を原点とし、光軸方向をＺ軸とする直交座標系において、光軸からの高さをＹ（単位：ｍｍ）、近軸曲率半径をｒ（単位：ｍｍ）、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ２ｉとした場合に、次の数１の数式で表される。なお、数１において、数値ｉは整数である。
【数１】
2007188586.tif 000003
【００２９】
ところで、位相差対物レンズＰＬ１においては、図２に示すように、光源側の第１面ｒ１の第２の開口数ＮＡ２に対応する領域には７本の輪帯（図２では輪１〜輪７と表記）を有する段差部１０が形成されている。この段差部１０の各輪帯は、第１の波長λ１の光に対し２πの位相差を発生させる構造になっている。例えば、輪１、輪２および輪３の輪帯は、図４に示すように前の輪帯（次の輪帯）とにＤλ１の段差が形成されている。このＤλ１は、第１の波長λ１の光に対し２πの位相差を生じさせる寸法である。
【００３０】
すなわち、本実施の形態１では、第１の波長λ１が第２の波長λ２より短く、かつ第１の開口数ＮＡ１>第２の開口数ＮＡ２の関係式が成立することを条件に、当該位相差対物レンズＰＬ１の両面のうち一方の面、例えば第１面ｒ１（光源側の面）における第２の開口数ＮＡ２に対応する領域に、第１の波長λ１の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造であって、多段（例えば７段）からなる非周期的な輪帯状の段差部（第１の段差部）１０を形成するようにしている。
【００３１】
なお、本実施の形態１では、段差部１０の各輪帯は、光軸に対し所定の幅を有する垂直な面で、かつ光軸方向に所定の長さを有する段差で形成されている。つまり各輪帯は所定の幅Ｗと所定の段差Ｈとを有し輪帯状に形成されている。
【００３２】
所定の段差Ｈは、上記Ｄλ１の整数倍の値であり、図４において、右方向（位相差対物レンズＰＬ１を削る方向）に形成される場合と、左方向（位相差対物レンズＰＬ１を盛り上げる方向）に形成される場合とがある。ここでは所定の段差Ｈは位相差対物レンズＰＬ１を削る方向（図４の右方向）に形成されている。
【００３３】
所定の幅Ｗは、各輪帯すべて同一ではなく、７本の輪帯（輪１〜輪７）のうち、少なくとも１つの輪帯が他の輪帯の幅とは異なっている。
【００３４】
すなわち、換言すれば、段差部１０（の各輪帯）は、上述したように多段からなる非周期的な輪帯状に形成されていることになる。例えば、図４において、輪１は、所定の幅Ｗ１で段差Ｈ＝前の輪帯（輪２）との段差がＤλ１であり、輪２は、所定の幅Ｗ２で段差Ｈ＝前の輪帯（輪３）との段差がＤλ１であり、所定の幅Ｗ３で段差Ｈ＝前の輪帯（輪４）との段差がＤλ１である。この場合、Ｗ１>Ｗ２>Ｗ３の関係が成立している。
【００３５】
上述した第２の開口数ＮＡ２に対応する領域は、輪７であるが段差がない部分なので、第１の開口数ＮＡ１に対応する領域まで同一の面になる。つまり、第２の開口数ＮＡ２に対応する領域は、図２に示すように、２点鎖線の内側の領域となる。
【００３６】
なお、実施の形態１においては、第１の波長λ１は６６５ｎｍとし、第２の波長λ２は７９５ｎｍとする。
【００３７】
ここで、図１に示す例では基準非球面（上述した段差部が形成される前の形状）は第１の波長λ１に対応しており、その場合の光学定数を表１に示し、この諸元データを表２に示す。また、第１面ｒ１および第２面ｒ２の非球面構造を表すデータを表３に示し、輪帯構造（輪１〜輪７の７本の輪帯で構成される段差部１０）を表すデータを表４に示す。
【表１】
2007188586.tif 000004
【表２】
2007188586.tif 000005
【００３８】
なお、表２において、「近軸曲率半径」の単位は「ｍｍ」であり、「面間隔」の単位は「ｍｍ」である。
【表３】
2007188586.tif 000006
【００３９】
なお、表３において、「近軸曲率半径」の単位は「ｍｍ」である。
【００４０】
実施の形態１では、Ａ１２〜Ａ２０の非球面係数はゼロである。
【００４１】
また、表３中のＡ４〜Ａ１０に対応する欄において、「Ｅとそれに続く数字」は「１０の累乗」を表し、その数値が直前の数値にかけられる。たとえば、第１面に対応するＡ４の欄で「＋６．５６８Ｅ−０３」は、（＋６．５６８）×１０−０３を表す。
【表４】
2007188586.tif 000007
【００４２】
なお、表４において、「輪帯の始まる高さ」の単位は「ｍｍ」であり、「輪帯の終了する高さ」の単位は「ｍｍ」であり、「基準非球面からのシフト量」の単位は「μｍ」である。
【００４３】
また、表４において、Ｄλ１＝１．２３３μｍ、「基準非球面からのシフト量」の正符号は、例えば図４の右方向（位相差対物レンズＰＬ１を削る方向）を表す。
【００４４】
さらに、輪帯の深さは第１の波長λ１の光に対し２πの整数倍の位相差を生じさせる深さである。この実施の形態１では、第１の段差部１０は、基準非球面を基準にして削る方向（例えば図４の右方向）の段差となっているが、基準非球面を基準にして盛り上げる方向（例えば図４の左方向）の段差とするようにしてもよい。
【００４５】
ところで、元の媒質の第１の波長λ１の光に対する屈折率をｎ０λ１とし、新たな媒質の第１の波長λ１の光に対する屈折率をｎｎλ１とし、深さをＤとした場合は、次の数２の数式で表される位相差Ｐλ１が生じる。
【数２】
2007188586.tif 000008
【００４６】
この位相差Ｐλ１は第１の波長λ１の光に対し２πの整数倍の位相差となるように調整される。
【００４７】
これに対し、第２の波長λ２の光は、同じ深さＤの輪帯では所定の位相差が生じる。すなわち、元の媒質の第２の波長λ２の光に対する屈折率をｎ０λ２とし、新たな媒質の第２の波長λ２の光に対する屈折率をｎｎλ２とし、深さをＤとした場合は、次の数３の数式で表される位相差Ｐλ２が生じる。上記所定の位相差はこの位相差Ｐλ２の値となる。
【数３】
2007188586.tif 000009
【００４８】
この位相差Ｐλ２は第２の波長の光に対し２πの整数倍の位相差ではないため、第２の波長λ２の光での収差補正が可能となる。
【００４９】
たとえば、深さＤで第１の波長λ１の光において２πの位相差を生じる段差の場合は、上述した数２および数３より、第２の波長λ２の光において生じる位相差Ｐλ２は、次の数４の数式で表される。
【数４】
2007188586.tif 000010
【００５０】
この位相差Ｐλ２の値は、第２の波長λ２（７９５ｎｍ）の方が第１の波長λ１（６６５ｎｍ）より長いので、２πより小さくなり、位相の不整合が起こり、収差が補正される。
【００５１】
図５は、ＤＶＤ特性（画角１度）の場合のＯＰＤ（光路差）収差の特性を示したものであり、図５（ａ）はタンジェンシャル方向のＯＰＤ収差の特性を示し、図５（ｂ）はサジタル方向のＯＰＤ収差の特性を示している。この図５（ａ）、（ｂ）に示すように、「＋ＮＡ１」〜「−ＮＡ１」の範囲において、ＯＰＤ収差の値が「±０．５」以下の値になっているので、タンジェンシャル方向およびサジタル方向ともにＯＰＤ収差が補正されている、ということは明らかである。
【００５２】
図６は、ＣＤ特性（画角１度）の場合のＯＰＤ収差の特性を示したものであり、図６（ａ）はタンジェンシャル方向のＯＰＤ収差の特性を示し、図６（ｂ）はサジタル方向のＯＰＤ収差の特性を示している。この図６（ａ）、（ｂ）に示すように、「＋ＮＡ２」〜「−ＮＡ２」の範囲において、ＯＰＤ収差の値が「±０．５」以下の値になっているので、タンジェンシャル方向およびサジタル方向ともにＯＰＤ収差が補正されている、ということは明らかである。このようにＯＰＤ収差が良く補正されているということは、ＣＤ用の第２の波長λ２の光に関しての軸外のコマ収差、その他の収差が良好に補正されている、ことを意味する。
【００５３】
なお、本実施の形態１においては、段差部１０は、７本の輪帯から構成されるようになっているが、その輪帯の本数は、対物レンズ（位相差対物レンズ）の有効径に応じて増減されるものであるので、７本に限定されるものではない。
【００５４】
また、本実施の形態１では、段差部１０を光源側つまり第１面ｒ１に形成するようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、段差部１０を光情報記録媒体（光ディクス）側つまり第２面ｒ２に形成するようにしてもよい。
【００５５】
以上説明したように、実施の形態１によれば、両面が非球面構造を有する位相差対物レンズＰＬ１の一方の面、例えば第１面ｒ１（光源側）に、多段例えば７段からなる非周期的な輪帯状の段差部１０が形成されているので、第２の波長λの光において発生する軸外のコマ収差を良好に補正することができる。しかも、位相差対物レンズＰＬ１の段差部１０は回折構造を採用していないので、回折効率による光量の損失がない。
【００５６】
このため、異なる波長の２種類の光（ＤＶＤ用の第１の波長λ１の光およびＣＤ用の第２の波長λ２の光）に関しての軸外のコマ収差を良好に補正することができるとともに、光量の損失を抑制することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
【００５８】
次に、実施の形態２に係る位相差対物レンズについて説明する。
【００５９】
図７は実施の形態２に係る位相差対物レンズＰＬ２の断面図を示し、図８は光源側から図７の位相差対物レンズＰＬ２を見た正面図を示し、図９は光ディスク側から図７の位相差対物レンズＰＬ２を見た正面図を示し、図１０は図７の符号Ｂで示される部分（光源側の輪帯部分）の拡大図を示している。
【００６０】
図７〜図１０に示す実施の形態２に係る位相差対物レンズＰＬ２は、図１〜図４に示した実施の形態１に係る位相差対物レンズＰＬ１の構成において、第２の段差部２０（図８および図１０参照）を追加した構成になっている。図７〜図１０において、図１〜図４に示した構成要素と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
【００６１】
ちなみに、位相差対物レンズＰＬ２において、第１面ｒ１の正面図を図８に示し、第２面ｒ２の正面図を図９に示す。
【００６２】
図８において、輪１〜輪７は第１の段差部１０であり、輪８および輪９は第２の段差部２０である。
【００６３】
第２の段差部２０は、図７および図８に示すように、位相差対物レンズＰＬ２の第１面ｒ１と第２面ｒ２の両面のうち一方の面、例えば第１面ｒ１における第１の開口数ＮＡ１に対応する領域と第２の開口数ＮＡ２に対応する領域との差分の領域に、第１の波長λ１の光に対し２πの整数倍の位相差を発生させる多段（例えば２段）からなる非周期的な輪帯状の輪８および輪９を有する段差部である。
【００６４】
第２の段差部２０は、上述した第１の段差部１０の構造と同様に、各輪帯（輪８および輪９）が所定の幅Ｗと所定の段差Ｈとを有し輪帯状に形成されている。例えば第２の段差部２０は、図１０に示すように、所定の幅Ｗ、つまり輪８の幅Ｗ８と輪９の幅Ｗ９とは異なっており、また、所定の段差Ｈは「３×Ｄλ１」つまりＤλ１の整数倍の値になっている。なお、図１０に示す第２の段差部２０は、上述した第１の段差部１０の構造（形状）と同様になっている。
【００６５】
このような第２の段差部２０は、第１の波長λ１の光に関しての温度特性を改善するために設けられるものである。したがって、第１の波長λ１の光に関しての温度特性を改善する必要がある場合には実施の形態２の位相差対物レンズＰＬ２を使用し、一方、その温度特性を改善する必要がない場合は上述した実施の形態１の位相差対物レンズＰＬ１を使用すればよい。
【００６６】
次に、実施の形態２に係る位相差対物レンズＰＬ２に関する輪帯データを表５に示す。
【表５】
2007188586.tif 000011
【００６７】
なお、表５において、「輪帯の始まる高さ」の単位は「ｍｍ」であり、「輪帯の終了する高さ」の単位は「ｍｍ」であり、「基準非球面からのシフト量」の単位は「μｍ」である。
【００６８】
また、表５において、Ｄλ１＝１．２３３μｍ、「基準非球面からのシフト量」の正符号は、例えば図７の右方向（位相差対物レンズＰＬ２を削る方向）を表し、「基準非球面からのシフト量」の負符号は、例えば図７の左方向（位相差対物レンズＰＬ２を盛り上げる方向）を表す。
【００６９】
ところで、表５の第８輪帯（輪８）および第９輪帯（輪９）は、第１の波長λ１の光に関しての温度特性を改善するための多段（２段）からなる非周期的な輪帯状の第２の段差部２０である。この場合、第２の段差部２０は、基準非球面を基準にして盛り上げる方向に、第１の波長λ１の光に対し２πの位相差の整数倍とすべく構造とすることが適当であった。
【００７０】
図１１は、ＤＶＤ特性（温度依存性）の場合のＯＰＤ（光路差）収差の特性を示したものであり、図１１（ａ）は周囲温度８５℃において温度補正なしの構造（第２の段差部２０なし）の位相差対物レンズ、例えば実施の形態１の位相差対物レンズＰＬ１における軸上の収差（ＯＰＤ収差）の特性を示し、図１１（ｂ）は周囲温度８５℃において温度補正ありの構造（第２の段差部２０あり）の場合の位相差対物レンズ、つまり実施の形態２の位相差対物レンズＰＬ２における軸上の収差（ＯＰＤ収差）の特性を示している。
【００７１】
さて、図１１（ｂ）に示す特性は、図１１（ａ）に示す特性と比較して、「＋ＮＡ１」および「−ＮＡ１」のそれぞれの近傍のＯＰＤ収差の値が小さくなっている。
【００７２】
このように温度補正ありの構造の位相差対物レンズＰＬ２においては、第１の開口数ＮＡ１に対応する領域と第２の開口数ＮＡ２に対応する領域との差分の領域に、第２の段差部２０が形成されているので、図１１（ｂ）に示すように「＋ＮＡ１」および「−ＮＡ１」のそれぞれの近傍のＯＰＤ収差の値が小さくなり、第１の波長λ１の光に関しての温度依存性が改善されている、ということは明らかである。
【００７３】
以上説明したように、実施の形態２によれば、上述した実施の形態１の作用効果に加えて、第１の波長λ１の光に関しての温度変化に伴って発生する収差を抑制、すなわち、温度依存性を改善することができる。
【００７４】
（実施の形態３）
【００７５】
次に、本発明の実施の形態３に係る光ピックアップ光学系について説明する。
【００７６】
図１２は、実施の形態３に係る光ピックアップ光学系１００を説明する図を示している。図１２において、光ピックアップ光学系１００は、ＤＶＤ用光源１ａ、ＣＤ用光源１ｂ、光を選択的に反射させる光学系（第１の光学系）２，３、発散光を略平行光に変換する光学系（第２の光学系）４、光の進行方向を変化させる光学系（第３の光学系）５、開口絞り６、位相差対物レンズ７、光情報記録媒体としての光ディスクに形成されたＤＶＤの透明保護基板８ａまたはＣＤの透明保護基板８ｂ、および光ディクスでの反射光を受光する光学系９を有している。
【００７７】
なお、光学系５で光の進行方向が変化し、開口絞り６、位相差対物レンズ７、および透明保護基板８ａまたは透明保護基板８ｂは、その光の進行方向の変化に応じた配置となるが、図１２においては、便宜上、同一平面上に記載している。
【００７８】
ちなみに、ＤＶＤ用光源１ａおよびＣＤ用光源１ｂは例えばそれぞれの波長の光を発振する半導体レーザであり、光学系２，３は例えばビームスプリッタであり、光学系４は例えばコリメータレンズであり、光学系５は例えば全反射ミラーであり、光学系９は例えば光電変換する光検出器である。
【００７９】
また、ＤＶＤに対する再生または記録のときはＤＶＤ用光源１ａが使用され、ＣＤに対する再生または記録のときはＣＤ用光源１ｂが使用される。開口絞り６は大きい開口数ＮＡ１に対するもののみでよい。位相差対物レンズ７は、上記実施の形態１の位相差対物レンズＰＬ１または上記実施の形態２の位相差対物レンズＰＬ２である。
【００８０】
次に、上述した構成の光ピックアップ光学系１００の動作について説明する。
【００８１】
ＤＶＤ用光源１ａから照射された光（波長λ１）は、発散光Ｌ１として光学系２，３を通過（透過）し、光学系４を通過することにより略平行光Ｌ２に変換され、さらに光学系５を通過または反射することで光の進行方向が変更される。
【００８２】
光学系５を通過または反射した略平行光Ｌ２は、開口絞り６を介して位相差対物レンズ７に入射し、当該位相差対物レンズ７によって図１２中光Ｌ３に示すようにＤＶＤの透明保護基板８ａの情報記録面に集光される。
【００８３】
一方、透明保護基板８ａから反射した光（反射光）は、位相差対物レンズ７、開口絞り６を通過し、また光学系５を通過または反射し、続いて光学系４を通過し、さらに、光学系３によって所定の方向に反射された光Ｌ４として光学系９によって受光される。
【００８４】
これに対し、ＣＤ用光源１ｂから照射された光（波長λ２）は、発散光Ｌ１１として光学系２に入射し、この光学系２で光軸方向に反射して光学系３を通過（透過）し、次に光学系４を通過することにより略平行光Ｌ１２に変換され、さらに光学系５を通過または反射することで光の進行方向が変更される。
【００８５】
光学系５を通過または反射した略平行光Ｌ１２は、位相差対物レンズ７に入射し、当該位相差対物レンズ７によって図１２中光Ｌ１３に示すようにＣＤの透明保護基板８ｂの情報記録面に集光される。
【００８６】
一方、透明保護基板８ｂから反射した光（反射光）は、位相差対物レンズ７を通過し、また光学系５を通過または反射し、続いて光学系４を通過し、さらに、光学系３によって所定の方向に反射された光Ｌ１４として光学系９によって受光される。
【００８７】
上述したように、ＤＶＤ用光源１ａおよびＣＤ用光源１ｂから照射される光（発散光）はともに略平行光として位相差対物レンズ７に入射される。
【００８８】
なお、図１２中、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で示される実線は、ＤＶＤ用光源１ａから照射された光（波長λ１）の進路を示し、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４で示される点線は、ＣＤ用光源１ｂから照射された光（波長λ２）の進路を示している。
【００８９】
以上説明したように、実施の形態３によれば、開口数の小さい第２の波長の光に対する開口絞りを位相差対物レンズ７の近傍に配置する必要がなく、簡便な光ピックアップ光学系を構成することができる。
【００９０】
また、位相差対物レンズは、異なる波長の２種類の光（第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光）に関しての軸外のコマ収差を良好に補正することができるとともに、光量の損失を抑制することができるので、異なる波長の２種類の光を用いても良好に情報の再生または記録が可能な光ピックアップ光学系を提供することができる。すなわち、光ディスクとしてのＤＶＤおよびＣＤに対する情報の再生または記録を精度良く行うことが可能となる。
【００９１】
（実施の形態４）
【００９２】
次に、本発明の実施の形態４に係る光ピックアップ光学系について説明する。
【００９３】
図１３は、実施の形態３に係る光ピックアップ光学系２００を説明する図を示している。この光ピックアップ光学系２００は、図１２に示した実施の形態３の光ピックアップ光学系１００の構成において、ＣＤ用光源１ｂおよび光学系２を削除し、ＤＶＤ用光源１ａを光源１に代替した構成になっている。なお、図１３において、図１２に示した構成要素と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
【００９４】
光源１は、例えば、ＤＶＤ用の波長λ１およびＣＤ用の波長λ２のそれぞれの波長の光を発振可能な２波長の半導体レーザである。
【００９５】
次に、上述した構成の光ピックアップ光学系１００の動作について説明する。
光源１から照射されたＤＶＤ用の光（波長λ１）は、発散光Ｌ１として光学系３を通過（透過）し、さらに光学系４を通過することにより略平行光Ｌ２に変換される。これ以降の動作は、上記実施の形態３の場合と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【００９６】
これに対し、光源１から照射されたＣＤ用の光（波長λ２）は、ＤＶＤ用の光の場合と同様に、発散光Ｌ２１として光学系３を通過（透過）し、さらに光学系４を通過することにより略平行光Ｌ１２に変換される。これ以降の動作は、上記実施の形態３の場合と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【００９７】
本実施の形態４においても、光源１から照射されるＤＶＤ用の光（発散光）およびＣＤ用の光（発散光）はともに略平行光として位相差対物レンズ７に入射される。
【００９８】
なお、図１３中、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で示される実線は、光源１から照射されたＤＶＤ用の光（波長λ１）の進路を示し、Ｌ２１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４で示される点線は、光源１から照射されたＣＤ用の光（波長λ２）の進路を示している。
【００９９】
以上説明したように、実施の形態４によれば、上述した実施の形態３の作用効果に加えて、ＣＤ用光源１ｂおよび光学系２の部品点数を削減することができる。
【０１００】
なお、上述した実施の形態１および実施の形態２に係る位相差対物レンズは、ＤＶＤあるいはＣＤの再生専用または記録専用の駆動装置、ＤＶＤあるいはＣＤの再生記録用の駆動装置（再生機能および記録機能を有する駆動装置）などに設けられる光ピックアップ光学系に使用される対物レンズとして有用である。また、上述した実施の形態３および実施の形態４に係る光ピックアップ光学系は、上述した各駆動装置に設けられる光ピックアップ光学系として有用である。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、ＤＶＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなど光情報記録媒体に対する再生および記録を行う駆動装置、再生専用または記録専用の駆動装置に使用される光ピックアップ光学系およびその光学系に用いられる対物レンズに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】実施の形態１に係る位相差対物レンズの断面を示す断面図である。
【図２】光源側から図１の位相差対物レンズを見た正面図である。
【図３】光ディスク側から図１の位相差対物レンズを見た正面図である。
【図４】図１の符号Ａで示される部分を拡大した拡大図である。
【図５】ＤＶＤ特性（画角１度）の場合のＯＰＤ（光路差）収差の特性を示す図である。
【図６】ＣＤ特性（画角１度）の場合のＯＰＤ（光路差）収差の特性を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る位相差対物レンズの断面を示す断面図である。
【図８】光源側から図７の位相差対物レンズを見た正面図である。
【図９】光ディスク側から図７の位相差対物レンズを見た正面図である。
【図１０】図７の符号Ｂで示される部分を拡大した拡大図である。
【図１１】ＤＶＤ特性（温度依存性）の場合のＯＰＤ（光路差）収差の特性を示す図である。
【図１２】実施の形態３に係る光ピックアップ光学系を説明する図である。
【図１３】実施の形態４に係る光ピックアップ光学系を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  光源
１ａ  ＤＶＤ用光源
１ｂ  ＣＤ用光源
２  光学系（第１の光学系）
３  光学系（第１の光学系）
４  光学系（第２の光学系）
５  光学系（第３の光学系）
６  開口絞り
７，ＰＬ１，ＰＬ２  位相差対物レンズ（対物レンズ）
８ａ  ＤＶＤの透明保護基板
８ｂ  ＣＤの透明保護基板
９  光学系（第４の光学系）
１０  第１の段差部
２０  第２の段差部
１００，２００  光ピックアップ光学系
ｒ１  位相差対物レンズの第１面（非球面）
ｒ２  位相差対物レンズの第２面（非球面）
ＮＡ１  第１の波長の光に対応する開口数
ＮＡ２  第２の波長の光に対応する開口数
Ｌ１〜Ｌ４，Ｌ１１〜Ｌ１４，Ｌ２１  光
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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