(57)【要約】      （修正有）【課題】温度特性を改善しつつ、ゴーストの発生を抑制でき且つワーキングディスタンスを確保できる光ピックアップ装置用対物光学系及びそれを用いた光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置用対物光学系を、プラスチックの第１レンズと第２レンズとから構成し、各レンズに屈折パワーを持たせることによって、その光学面における曲率を緩めて温度特性を改善する。更に、第１レンズの屈折パワーＰ１と、第１レンズ及び前記第２レンズからなる全系のパワーＰとの配分を所定の範囲としているので、第１レンズの屈折パワーが大きくなりすぎず、従って温度特性の改善効果とワーキングディスタンスの確保とを両立することができる。加えて、第１レンズの両光学面が凸面であるので、反射光による検出器への悪影響を抑制することができる。【選択図】図１
2007035240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源から出射される波長λ１の第１光束を用いて、厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用いることができる光ピックアップ装置用対物光学系において、
光源側に配置される正の屈折パワーを有するプラスチック製の第１レンズと、前記第１レンズよりも光情報記録媒体側に配置される正の屈折パワーを有するプラスチック製の第２レンズとにより構成され、
前記第１レンズの光学面は両面とも凸面であるとともに、前記第１レンズの屈折パワーをＰ１、対物光学系の全系のパワーをＰとしたとき、下記の式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用対物光学系。
０．０４  ＜  Ｐ１／Ｐ  ＜  ０．２４      （１）
【請求項２】
前記第１レンズの光源側の光学面、前記第１レンズの光情報記録媒体側の光学面及び前記第２レンズの光源側の光学面のうち、少なくとも１つの光学面に第１位相構造を有することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項３】
前記第１位相構造は、環境温度が変化した際に生じる波面収差の劣化を抑制する機能を有することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項４】
前記光ピックアップ装置は、第２光源から出射される波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を、前記光ピックアップ装置用対物光学系を介して厚さｔ２の保護層を有する第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより、情報の記録及び／又は再生を行うことができることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項５】
前記第１レンズの屈折パワーをＰ１，前記第１レンズと前記第２レンズの合成パワーをＰとしたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
０．０４  ＜  Ｐ１／Ｐ  ＜  ０．１５      （２）  
【請求項６】
前記波長λ１の第１光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ２の第２光束が通過したときに、１次回折光の光量が最も高くなる第２位相構造を有する光学面を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項７】
前記第１位相構造は、それが形成される光学面において、光軸を中心とする複数の輪帯に分割され、隣り合う各輪帯は光軸と平行な所定の深さｄの段差で隔てられており、
前記波長λ１、λ２が以下の条件を満足するとき、
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ      （３）
６４０ｎｍ＜λ２＜６８０ｎｍ      （４）
前記深さｄは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
１．７×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝  ≦  ｄ  ≦  ２．３×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝    （５）
ただし、ｎ（λ１）は前記第１位相構造を構成する材料の波長λ１における屈折率である。
【請求項８】
前記第１位相構造は、それが形成される光学面において、光軸を中心とする複数の輪帯に分割され、隣り合う各輪帯は光軸と平行な所定の深さｄの段差で隔てられており、
前記波長λ１、λ２が以下の条件を満足するとき、
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ      （６）
６４０ｎｍ＜λ２＜６８０ｎｍ      （７）
前記深さｄは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
４．７×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝  ≦  ｄ  ≦  ５．３×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝    （８）
ただし、ｎ（λ１）は前記第１位相構造を構成する材料の波長λ１における屈折率である。
【請求項９】
前記光ピックアップ装置は、第３光源から出射される波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を、前記光ピックアップ装置用対物光学系を介して厚さｔ３の保護層を有する第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより、情報の記録及び／又は再生を行うことができることを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項１０】
前記第１レンズの屈折パワーをＰ１，前記第１レンズと前記第２レンズの合成パワーをＰとしたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
０．０４  ＜  Ｐ１／Ｐ  ＜  ０．１１    （９）  
【請求項１１】
前記厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、ｔ１≦ｔ２＜ｔ３を満たし、
前記波長λ１の第１光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ２の第２光束が通過したときに、１次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ３の第３光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなる第２位相構造を備えた光学面と、
前記波長λ１の第１光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ２の第２光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ３の第３光束が通過したときに、１次回折光の光量が最も高くなる第３位相構造を備えた光学面と、を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項１２】
前記第１位相構造は、それが形成される光学面において、光軸を中心とする複数の輪帯に分割され、隣り合う各輪帯は光軸と平行な所定の深さｄの段差で隔てられており、
前記波長λ１、λ２が以下の条件を満足するとき、
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ      （１０）
６４０ｎｍ＜λ２＜６８０ｎｍ      （１１）
７６０ｎｍ＜λ３＜８０５ｎｍ      （１２）
前記深さｄは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
１．７×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝  ≦  ｄ  ≦  ２．３×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝    （１３）
ただし、ｎ（λ１）は前記第１位相構造を構成する材料の波長λ１における屈折率である。
【請求項１３】
前記第１位相構造は、それが形成される光学面において、光軸を中心とする複数の輪帯に分割され、隣り合う各輪帯は光軸と平行な所定の深さｄの段差で隔てられており、
前記波長λ１、λ２が以下の条件を満足するとき、
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ      （１４）
６４０ｎｍ＜λ２＜６８０ｎｍ      （１５）
７６０ｎｍ＜λ３＜８０５ｎｍ      （１６）
前記深さｄは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
９．７×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝  ≦  ｄ  ≦  １０．３×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝    （１７）
ただし、ｎ（λ１）は前記第１位相構造を構成する材料の波長λ１における屈折率である。
【請求項１４】
単独の前記第１レンズに対して倍率ｍ１＝０で光束を照射し、その透過光を測定したときに、波面収差は０．０７０λ１ｒｍｓ以下であり、単独の前記第２レンズに対して倍率ｍ２＝Ｐ１／Ｐ（ただしＰ１：前記第１レンズの屈折パワー、Ｐ：前記第１レンズと前記第２レンズの合成パワー）で光束を照射し、その透過光を測定したときに、波面収差は０．０７０λ１ｒｍｓ以下であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項１５】
前記第２レンズが、一般化学式（Ｉ）；
【化１】
2007035240.tif 000008
（式中、R1は、炭素数２〜20の炭化水素基群から選ばれる1種ないし2種以上の二価の基、R2は、水素および炭素数１〜5の炭化水素基からなる群から選ばれる1種ないし2種以上の一価の基、ｘおよびｙは共重合比を示し、x/yが5/95以上、95/5以下となる実数である。）
で表現される環状オレフィン系共重合体にヒンダードアミン系耐光安定剤と耐熱安定剤が添加された材料で構成されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項１６】
前記前記第１レンズ及び第２レンズのうち少なくとも一方が、母材となる樹脂に30ナノメートル以下の粒子を分散させた材料で形成されていることを特徴とする請求項1〜１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項１７】
前記微粒子は無機粒子であることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項１８】
前記微粒子は無機酸化物の粒子であることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
【請求項１９】
前記少なくとも一方のレンズの温度が1℃上昇した場合の屈折率変化量を｜Ａ｜としたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の光ピックアップ装置用対物光学系。
｜Ａ｜  ＜  ８  ×  １０-5          （１８）
【請求項２０】
請求項１〜１９に記載の光ピックアップ装置用対物光学系を有す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用対物光学系及び光ピックアップ装置に関し、特にプラスチック製の複数のレンズを用いてなる光ピックアップ装置用対物光学系及びそれを用いた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録／再生を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４、７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２３〜２７ＧＢの情報の記録が可能であり、又、ＮＡ０．６５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ  ＤＶＤ（以下、ＨＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能である。尚、ＢＤ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。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。
【０００３】
ところで、プラスチック製のレンズは、ガラス製のレンズと比較して、低温（１２０℃程度）での射出成形が可能であり、金型の寿命も長く確保できると共に、材料費も安価であるので、低コストで安定した精度を維持しながら大量生産できるという利点がある。そこで、特許文献１においては、開口数ＮＡ０．８５を実現できるプラスチック製の単レンズからなる光ピックアップ装置用の対物光学系を提案している。
【０００４】
しかるに、プラスチック製の単レンズは、以上のような利点を有するが、一方で、温度変化に伴う屈折率変化により発生する球面収差が大きくなるという問題がある。これは、屈折率変化に伴いプラスチック製の単レンズで発生する球面収差変化が、開口数の４乗（ＮＡ4）に比例して増加するためであり、特に高開口数を実現するために、曲率が大きい光学面を形成した場合、温度変化に伴う屈折率変化がより顕著になる傾向がある。なお、以下の説明においては、温度変化時の光学素子の特性を「温度特性」ということがある。
【０００５】
プラスチック製の単レンズの温度特性を補正する技術として、単レンズの光学面に、回折構造と光軸方向に延びる複数の段差構造（ＮＰＳ：ｎｏｎ−ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｐｈａｓｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を設けることで、色収差の補正と温度特性の補正を行う技術が、特許文献２に記載されている。このような段差構造を光学面に設けることで、温度特性を向上させることができる。
【０００６】
ところが、光ピックアップ装置に用いるレーザ光源において、その中心波長が瞬時的に数ｎｍとぶ、いわゆるモードホッピングを起こす場合があるが、ＮＰＳなどの微小段差構造を設けると、波長ズレに応じて球面収差を増大させる、いわゆる波長特性が悪いという問題がある。又、高開口数の単レンズの光学面にＮＰＳなどの微小段差構造を設けると、光線のケラレなどが生じ、光透過率が低下するという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−３２４６７３号公報
【特許文献２】国際公開第０２／４１３０７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これに対し、温度特性を改善するために、対物光学系を２つのレンズから構成する試みがある。より具体的には、各レンズに屈折パワーを持たせることによって、その光学面における曲率を緩めて温度特性を改善しようとするものである。ところが、２つのレンズのいずれかの光学面を平面とすると、光源からの光束が平面で反射し、反射光が光検出器に検出されてゴーストが生じる恐れがある。これに対し、平面の光学面を有するレンズを光軸に対して傾ければ、ゴーストの発生を抑制できるが、その代わりにコマ収差が発生する恐れがある。
【０００８】
又、対物光学系を２つのレンズから構成した場合、ワーキングディスタンスに関する問題が生じる。より具体的には、光源側のレンズの屈折パワーを増大させれば、対物光学系の温度特性は改善されるが、ワーキングディスタンスが短くなって、光ピックアップ装置に搭載する上で問題となる。一方、光源側のレンズの屈折パワーを減少させれば、ワーキングディスタンスは確保されるが、温度特性の改善効果が薄くなるという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、温度特性を改善しつつ、ゴーストの発生を抑制でき且つワーキングディスタンスを確保できる光ピックアップ装置用対物光学系及びそれを用いた光ピックアップ装置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】
【００１０】
請求項１に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、第１光源から出射される波長λ１の第１光束を用いて、厚さｔ１の保護層を有する第１光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用いることができる光ピックアップ装置用対物光学系において、
光源側に配置される正の屈折パワーを有するプラスチック製の第１レンズと、前記第１レンズよりも光情報記録媒体側に配置される正の屈折パワーを有するプラスチック製の第２レンズとにより構成され、
前記第１レンズの光学面は両面とも凸面であるとともに、前記第１レンズの屈折パワーをＰ１、対物光学系の全系のパワーをＰとしたとき、下記の式を満たすことを特徴とする。
０．０４  ＜  Ｐ１／Ｐ  ＜  ０．２４      （１）
【００１１】
この対物光学系では、プラスチックの前記第１レンズと前記第２レンズとから構成し、各レンズに屈折パワーを持たせることによって、その光学面における曲率を緩めて温度特性を改善する。更に、前記第１レンズの両光学面が凸面であるので、反射光による検出器への悪影響を抑制することができる。加えて、前記第１レンズの屈折パワーＰ１と、前記第１レンズ及び前記第２レンズからなる全系のパワーＰとの配分を式（１）の範囲としているので、第１レンズの屈折パワーが大きくなりすぎず、従って温度特性の改善効果とワーキングディスタンスの確保とを両立することができる。
【００１２】
より具体的には、P1／Pを上式（１）の下限より大きくすることで、前記対物光学系が温度変化した場合や、前記光源の発振波長が基準波長からずれた場合でも球面収差を良好に抑えることができ、これを用いた光ピックアップ装置において情報の記録及び／又は再生を適切に行うことが出来る。又、前記対物光学系全系のパワーに対する前記第1レンズの屈折パワーを大きくすると、温度変化時、波長変化時に変化する波面収差量は小さくすることが出来る一方で、ワーキングディスタンス（作動距離）が小さくなる傾向があることは上述したが、上式（１）の上限より小さくすることにより、必要なワーキングディスタンスを確保することが出来る。
【００１３】
請求項２に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項１に記載の発明において、前記第１レンズの光源側の光学面、前記第１レンズの光情報記録媒体側の光学面及び前記第２レンズの光源側の光学面のうち、少なくとも１つの光学面に第１位相構造を有することを特徴とする。
【００１４】
前記第１位相構造を設けることにより、その機能を利用して、さらに温度特性を改善することができる。特に、前記第１レンズを両凸面としているため、このいずれかの光学面に位相構造を設けることは、成形転写性上好ましく、かつ回折効率などの光利用効率の点でも良いといえる。たとえば前記第１レンズがメニスカス形状であるとした場合、その光学面に光路差付与構造を設けると、光学面の深い部位に設けた位相構造における回折効率の低下や、成形転写性の悪化等が発生するため、実用上好ましくないのに対し、本発明のように両凸面のいずれかに設けるのであれば、そのような不具合を抑制できる。
【００１５】
また、本明細書において、「位相構造」とは、光軸方向の段差を複数有し、入射光束に対して光路差（位相差）を付加する構造の総称である。この段差により入射光束に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。このような位相構造の具体的な例としては、上記の段差が光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置された回折構造や、上記の段差が光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置された光路差付与構造（位相差付与構造ともいう）である。
【００１６】
また、本明細書においては、「第1位相構造」は、光軸を含む中心領域と該中心領域の外側に微細な段差をもって分割された複数の輪帯とから構成される構造であって、所定の温度においては、隣接する輪帯を透過する波面間で入射光束の波長の整数倍の光路差を発生し、温度が前記所定の温度から変化した場合においては、屈折率の変化に伴い、隣接する輪帯を透過する波面間で発生する光路差が入射光束の波長の整数倍からずれるような特性を有する構造を指す。
【００１７】
請求項３に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項２に記載の発明において、前記第１位相構造は、環境温度が変化した際に生じる波面収差の劣化を抑制する機能を有することを特徴とする。
【００１８】
前記第１位相構造は、回折構造を含む光路差付与構造であって良く、上述したＮＰＳなども含む概念である。一般的に、位相構造は、加工性、成形性の観点から曲率の小さな光学面に設けることが望ましいが、前記第1レンズの焦点距離を固定としたときに、両凸の形状にすれば最も曲率を小さく出来る。
【００１９】
請求項４に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項２に記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、第２光源から出射される波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を、前記光ピックアップ装置用対物光学系を介して厚さｔ２の保護層を有する第２光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより、情報の記録及び／又は再生を行うことができることを特徴とするので、例えば高密度光ディスクとＤＶＤ或いはＣＤに対して、互換可能に情報の記録及び／又は再生をおこなうことができる。
【００２０】
請求項５に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項７に記載の発明において、前記第１レンズの屈折パワーをＰ１，前記第１レンズと前記第２レンズの合成パワーをＰとしたとき、以下の式を満たすことを特徴とする。
０．０４  ＜  Ｐ１／Ｐ  ＜  ０．１５      （２）  
【００２１】
P1／Pを上式（２）の下限より大きくすることで、前記対物光学系が温度変化した場合や、前記光源の発振波長が基準波長からずれた場合でも球面収差を良好に抑えることができ、これを用いた光ピックアップ装置において情報の記録及び／又は再生を適切に行うことが出来る。又、前記対物光学系全系のパワーに対する前記第1レンズの屈折パワーを大きくすると、温度変化時、波長変化時に変化する波面収差量は小さくすることが出来る一方で、ワーキングディスタンスが小さくなる傾向があることは上述したが、上式（２）の上限より小さくすることにより、前記波長λ２の前記第２光束を考慮した上でも、必要なワーキングディスタンスを確保することが出来る。
【００２２】
請求項６に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項４又は５に記載の発明において、前記波長λ１の第１光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ２の第２光束が通過したときに、１次回折光の光量が最も高くなる第２位相構造を有する光学面を備えたことを特徴とする。
【００２３】
前記第２位相構造を設けることによって、前記波長λ２の第２光束が通過したときのみ回折効果を付与することができ、それにより前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２との差に起因して発生する球面収差を補正することができる。
【００２４】
請求項７に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項４〜６のいずれかに記載の発明において
前記第１位相構造は、それが形成される光学面において、光軸を中心とする複数の輪帯に分割され、隣り合う各輪帯は光軸と平行な所定の深さｄの段差で隔てられており、
前記波長λ１、λ２が以下の条件を満足するとき、
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ      （３）
６４０ｎｍ＜λ２＜６８０ｎｍ      （４）
前記深さｄは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．７×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝  ≦  ｄ  ≦  ２．３×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝    （５）
ただし、ｎ（λ１）は前記第１位相構造を構成する材料の波長λ１における屈折率である。
【００２５】
前記第１位相構造の段差を、隣り合う輪帯同士、基準状態で波長λ１について2波長分の光路差を付与するようにすると、温度が設計基準温度から変化した場合や、波長が基準波長から変化した場合に発生する波長λ１の光束に対する波面収差をフリンジZernike多項式の３６項まででフィットした際のフィットエラーを小さくすることが出来る。
【００２６】
請求項８に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項４〜６のいずれかに記載の発明において、
前記第１位相構造は、それが形成される光学面において、光軸を中心とする複数の輪帯に分割され、隣り合う各輪帯は光軸と平行な所定の深さｄの段差で隔てられており、
前記波長λ１、λ２が以下の条件を満足するとき、
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ      （６）
６４０ｎｍ＜λ２＜６８０ｎｍ      （７）
前記深さｄは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
４．７×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝  ≦  ｄ  ≦  ５．３×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝    （８）
ただし、ｎ（λ１）は前記第１位相構造を構成する材料の波長λ１における屈折率である。
【００２７】
前記第１位相構造の段差を、隣り合う輪帯同士、基準状態で波長λ１について5波長分の光路差を付与するようにすると、設計基準温度、基準波長状態での波長λ２の光束に対する波面収差をフリンジZernike多項式の３６項まででフィットした際のフィットエラーを小さくすることが出来る。
【００２８】
請求項９に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項４に記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、第３光源から出射される波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を、前記光ピックアップ装置用対物光学系を介して厚さｔ３の保護層を有する第３光情報記録媒体の情報記録面に対して集光させることにより、情報の記録及び／又は再生を行うことができることを特徴とするので、例えば高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤとに対して、互換可能に情報の記録及び／又は再生をおこなうことができる。
【００２９】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項９に記載の発明において、前記第１レンズの屈折パワーをＰ１，前記第１レンズと前記第２レンズの合成パワーをＰとしたとき、以下の式を満たすことを特徴とする。
０．０４  ＜  Ｐ１／Ｐ  ＜  ０．１１    （９）  
【００３０】
P1／Pを上式（９）の下限より大きくすることで、前記対物光学系が基準温度から＋30度温度変化した場合や、前記光源の発振波長が基準波長から＋5nm変化した場合でも球面収差を良好に抑えることができ、これを用いた光ピックアップ装置において情報の記録及び／又は再生を適切に行うことが出来る。又、前記対物光学系全系のパワーに対する前記第1レンズの屈折パワーを大きくすると、温度変化時、波長変化時に変化する波面収差量は小さくすることが出来る一方で、ワーキングディスタンスが小さくなる傾向があることは上述したが、上式（９）の上限より小さくすることにより、前記波長λ３の前記第３光束を考慮した上でも、必要なワーキングディスタンスを確保することが出来る。
【００３１】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項９または１０に記載の発明において、前記厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、ｔ１≦ｔ２＜ｔ３を満たし、
前記波長λ１の第１光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ２の第２光束が通過したときに、１次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ３の第３光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなる第２位相構造を備えた光学面と、
前記波長λ１の第１光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ２の第２光束が通過したときに、０次回折光の光量が最も高くなり、前記波長λ３の第３光束が通過したときに、１次回折光の光量が最も高くなる第３位相構造を備えた光学面と、を有することを特徴とする。
【００３２】
前記第２位相構造に加えて前記第３位相構造を設けることによって、前記波長λ３の第３光束が通過したときのみ回折効果を付与することができ、それにより前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と、前記第３光情報記録媒体の保護層の厚さｔ３との差に起因して発生する球面収差を補正することができる。
【００３３】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項９〜１１のいずれかに記載の発明において、
前記第１位相構造は、それが形成される光学面において、光軸を中心とする複数の輪帯に分割され、隣り合う各輪帯は光軸と平行な所定の深さｄの段差で隔てられており、
前記波長λ１、λ２が以下の条件を満足するとき、
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ      （１０）
６４０ｎｍ＜λ２＜６８０ｎｍ      （１１）
７６０ｎｍ＜λ３＜８０５ｎｍ      （１２）
前記深さｄは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．７×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝  ≦  ｄ  ≦  ２．３×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝    （１３）
ただし、ｎ（λ１）は前記第１位相構造を構成する材料の波長λ１における屈折率である。
【００３４】
前記第１位相構造の段差を、隣り合う輪帯同士、基準状態で波長λ１について2波長分の光路差を付与するようにすると、温度が設計基準温度から変化した場合や、波長が基準波長から変化した場合に発生する波長λ１の光束に対する波面収差をフリンジZernike多項式の３６項まででフィットした際のフィットエラーを小さくすることが出来る。
【００３５】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項９〜１１のいずれかに記載の発明において、
前記第１位相構造は、それが形成される光学面において、光軸を中心とする複数の輪帯に分割され、隣り合う各輪帯は光軸と平行な所定の深さｄの段差で隔てられており、
前記波長λ１、λ２が以下の条件を満足するとき、
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ      （１４）
６４０ｎｍ＜λ２＜６８０ｎｍ      （１５）
７６０ｎｍ＜λ３＜８０５ｎｍ      （１６）
前記深さｄは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
９．７×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝  ≦  ｄ  ≦  １０．３×λ１／｛ｎ（λ１）−１｝    （１７）
ただし、ｎ（λ１）は前記第１位相構造を構成する材料の波長λ１における屈折率である。
【００３６】
前記第１位相構造の段差を、隣り合う輪帯同士、基準状態で波長λ１について１０波長分の光路差を付与するようにすると、設計基準温度、基準波長状態での波長λ２の光束に対する波面収差をフリンジZernike多項式の３６項まででフィットした際のフィットエラーを小さくすることが出来る。
【００３７】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項１〜１３のいずれかに記載の発明において、単独の前記第１レンズに対して倍率ｍ１＝０で光束を照射し、その透過光を測定したときに、波面収差は０．０７０λ１ｒｍｓ以下であり、単独の前記第２レンズに対して倍率ｍ２＝Ｐ１／Ｐ（ただしＰ１：前記第１レンズの屈折パワー、Ｐ：前記第１レンズと前記第２レンズの合成パワー）で光束を照射し、その透過光を測定したときに、波面収差は０．０７０λ１ｒｍｓ以下であることを特徴とする。
【００３８】
前記第1レンズと前記第2レンズについて、それぞれ単体の状態で収差を抑えることで、任意の組み合わせでも、レンズの個体差に関わらず球面収差が低い前記対物光学系を提供できる。
【００３９】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明において、
前記第２レンズが、一般化学式（Ｉ）；
【００４０】
【化１】
2007035240.tif 000003
（式中、R1は、炭素数２〜20の炭化水素基群から選ばれる1種ないし2種以上の二価の基、R2は、水素および炭素数１〜5の炭化水素基からなる群から選ばれる1種ないし2種以上の一価の基、ｘおよびｙは共重合比を示し、x/yが5/95以上、95/5以下となる実数である。）
で表現される環状オレフィン系共重合体にヒンダードアミン系耐光安定剤と耐熱安定剤が添加された材料で構成されることを特徴とするので、耐光性、耐熱安定性に優れた光ピックアップ装置用対物光学系を提供できる。
【００４１】
前記一般化学式（Ｉ）において、R1は好ましくは炭素数２〜12の炭化水素基群から選ばれる1種ないし2種以上の二価の基であり、さらに好ましくは、一般化学式（II）；
【００４２】
【化２】
2007035240.tif 000004
（式中、ｐは、0乃至2の整数である。）
で表される二価の基であり、最も好ましくは、前記一般化学式(II)においてｐが0または１である二価の基である。R1の構造は1種のみを用いても、2種以上を併用しても構わない。また、前記化学式（Ｉ）において、R2の例としては水素、メチル基、エチル基、n-プロピル基、I-プロビル基、n-ブチル基、2-メチルプロビル基等が挙げられるが、好ましくは、水素及び／または−ＣＨ3であり、最も好ましくは水素である。
【００４３】
また、共重合のタイプは本発明において全く制限されるものではなく、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、交互共重合等、公知の様々な共重合タイプを適用することができるが、好ましくはランダムコポリマーである。
【００４４】
（ヒンダードアミン系耐光安定剤）
ヒンダードアミン系耐光安定剤（Ｄ）の具体例としては、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’−テトラキス−（４，６−ビス（ブチル−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）アミノ）−トリアジン−２−イル）−４，７−ジアザデカン−１，１０−アミン、ジブチルアミンと１，３，５−トリアジンとＮ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンとの重縮合物、ポリ〔｛（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝〕、１，６−ヘキサンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）とモルフォリン−２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジンとの重縮合物、ポリ〔（６−モルフォリノ−ｓ−トリアジン−２，４−ジイル）〔（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕−ヘキサメチレン〔（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕、などのピペリジン環がトリアジン骨格を介して複数結合した高分子量ヒンダードアミン系耐光安定剤；コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールとの重合物、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸と１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジノールと３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンとの混合エステル化物などの、ピペリジン環がエステル結合を介して結合した高分子量ヒンダードアミン系耐光安定剤などが挙げられる。
【００４５】
これらのうち好適なヒンダードアミン系耐光安定剤は、ポリ〔｛６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝〕である。
【００４６】
ヒンダードアミン系耐光安定剤（Ｄ）の量は、重合体（Ａ）１００重量部に対して、通常０．０１〜１．５重量部、好ましくは０．０３〜１．０重量部、より好ましくは０．０５〜０．５重量部である。
【００４７】
（熱安定剤）
また、任意成分として配合される耐熱安定剤としては、テトラキス［メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート)メタン、β-（3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル）プロピオン酸アルキルエステル、2,2'-オキザミドビス［エチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートなどのフェノール系酸化防止剤、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、1,2-ヒドロキシステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレートなどの多価アルコール脂肪酸エステルなどを挙げることができ、また、ジステアリルペンタエリスリトールジフォスファイト、フェニル-4,4'-イソプロピリデンジフェノール-ペンタエリスリトールジフォスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト等のリン系安定剤を使用してもよい。これらは単独で配合してもよいが、組み合わせて配合してもよい。たとえばテトラキス［メチレン-3-(3.5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート)メタンとステアリン酸亜鉛とグリセリンモノステアレートとの組み合わせなどを例示できる。これらの安定剤は、１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４８】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項１〜１５のいずれかに記載の発明において、前記前記第１レンズ及び第２レンズのうち少なくとも一方が、母材となる樹脂に30ナノメートル以下の粒子を分散させた材料で形成されていることを特徴とする。このような樹脂材料は、通常の光学用との樹脂に比べ、温度変化に対する屈折率変化が小さいという特徴を有するので、温度特性を改善するためにレンズに位相構造を設ける等のレンズ設計及びレンズ成形への負荷を軽減することができる。また、前記第１位相構造による温度特性の改善効果を穏やかにすることが出来るので、その分、波長特性の悪化を抑えることができる。あるいは、前記第１位相構造による温度特性の改善効果をそのまま維持すると、前記第１レンズのパワーを小さく出来るので、ワーキングディスタンスを長く確保することが出来る。
【００４９】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項１６に記載の発明において、前記微粒子は無機粒子であることを特徴とする。
【００５０】
請求項１８に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項１６に記載の発明において、前記微粒子は無機酸化物の粒子であることを特徴とする。
【００５１】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置用対物光学系は、請求項１６〜１８のいずれかに記載の発明において、前記少なくとも一方のレンズの温度が1℃上昇した場合の屈折率変化量を｜Ａ｜としたとき、以下の式を満たすことを特徴とする。
｜Ａ｜  ＜  ８  ×  １０-5          （１８）
【００５２】
母材となる樹脂に30ナノメートル以下の粒子を分散させた材料として、アサーマル樹脂が知られている。アサーマル樹脂は、通常の光学用との樹脂に比べ、温度変化に対する屈折率変化が小さいという特徴を有するので、前記第１位相構造による温度特性の改善効果を穏やかにすることが出来るので、その分、波長特性の悪化を抑えることができる。あるいは、前記第１位相構造による温度特性の改善効果をそのまま維持すると、前記第１レンズのパワーを小さく出来るので、ワーキングディスタンスを長く確保することが出来る。
【００５３】
一般に、透明な樹脂材料に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平均粒径が３０ｎｍ以下の微粒子とすることにより、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。ここで、このような樹脂材料としては、母材となる樹脂の温度変化に伴う屈折率変化率よりも大きい屈折率変化率を有する平均粒径が３０ｎｍ以下の微粒子を分散させた樹脂材料であることが好ましい。尚、屈折率変化率が大きいとは、母材となる樹脂の屈折率変化率の符号が負である場合には、それよりもゼロに近い負の屈折率変化率であるもの、および符号が正である屈折率変化率であるもの全てを含むものである。
【００５４】
さて樹脂材料は、温度が上昇することにより、屈折率が低下してしまうが、無機粒子を分散、混合することにより、屈折率変化を低減しうるようにすることも知られている。具体的には、従来は−１．２×１０-4程度であった屈折率変化Ａを、絶対値で８×１０-5未満に抑えることが好ましく、より好ましくは絶対値で６×１０-5未満にすることがよい。そして、さらに好ましくは絶対値で４×１０-5未満にするのがよい。レンズの材料として、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ナノメートルの微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、あるいは温度依存性を低減したレンズを提供できる。
【００５５】
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。酸化ニオブの代わりに、酸化シリコン（ＳｉＯ2）の微粒子を用いても良い。
【００５６】
後述するように、母材となる樹脂と粒子との混合・分散は、レンズ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、レンズに成形される迄、冷却・固化されないことが好ましい。
【００５７】
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、複数種類の微粒子をブレンドして分散させることも可能である。
【００５８】
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よりも多くすることにより温度変化抑制の効果が大きくなり、逆に３：２よりも少なくすることにより樹脂の成形性に問題が生じることがなく好ましい。
【００５９】
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。
【００６０】
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、樹脂の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。
【００６１】
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。
【００６２】
ちなみに、母材となる樹脂は、特開２００４−１４４９５１号公報、特開２００４−１４４９５３号公報、特開２００４−１４４９５４号公報等に記載されているような樹脂を適宜好ましく採用することができる。
【００６３】
請求項２０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１９に記載の光ピックアップ装置用対物光学系を有することを特徴とする。
【００６４】
本明細書中において、対物光学系とは、光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズを含む光学系を指し、そのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズ群を指すものとする。
【発明の効果】
【００６５】
本発明によれば、低コストでありながら、温度特性に優れた光ピックアップ装置用対物光学系及びそれを用いた光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、異なる光情報記録媒体（光ディスクともいう）であるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録／再生を行え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光情報記録媒体をＢＤとし、第２光情報記録媒体をＤＶＤとし、第３光情報記録媒体をＣＤとするが、第１光情報記録媒体はＨＤであっても良い。
【００６７】
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４０５ｎｍ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、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍの赤色レーザ光束（第２光束）を射出する第１の発光点ＥＰ１と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８３ｎｍの赤外レーザ光束（第３光束）を射出する第２の発光点ＥＰ２とを一つのチップ上に形成したＤＶＤ／ＣＤ用レーザ光源ユニットＬＵ、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ共用の光検出器ＰＤ、鏡枠で一体的に固定された第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とからなり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対物光学系ＯＵ、２軸アクチュエータＡＣ１、カップリングレンズＣＵＬ、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、λ／４波長板ＱＷＰ、情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２及びＲＬ３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。
【００６８】
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、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１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、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２を通過した後、カップリングレンズＣＵＬにより平行光束に変換され、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、図示しない絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学系ＯＵによってＢＤの保護層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。対物光学系ＯＵ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。
【００６９】
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、再び対物光学系ＯＵ及びλ／４波長板ＱＷＰを透過した後、カップリングレンズＣＵＬを通過する際に収斂光束となり、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２、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ＰＤの受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ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。
【００７０】
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、第１の発光点ＥＰ１を発光させる。第１の発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図１において破線でその光線経路を描いたように、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、カップリングレンズＣＵＬにより平行光束に変換された後、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物光学系ＯＵによってＤＶＤの保護層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。対物光学系ＯＵ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。
【００７１】
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、再び対物光学系ＯＵ及びλ／４波長板ＱＷＰを透過した後、カップリングレンズＣＵＬを通過する際に収斂光束となり、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２、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ＰＤの受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ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。
【００７２】
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、第２の発光点ＥＰ２を発光させる。第２の発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図１において一点鎖線でその光線経路を描いたように、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、カップリングレンズＣＵＬにより平行光束に変換された後、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物光学系ＯＵによってＣＤの保護層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。対物光学系ＯＵ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。
【００７３】
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、再び対物光学系ＯＵ及びλ／４波長板ＱＷＰを透過した後、カップリングレンズＣＵＬを通過する際に収斂光束となり、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２、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ＰＤの受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ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。
【００７４】
対物光学系ＯＵの第１レンズＬ１は、両方の光学面が凸状の非球面（凸面）となっている。本実施の形態では、第１レンズＬ１の光源側に第１位相構造と第３位相構造を重畳しており、第１レンズＬ１の光ディスク側に第２位相構造を設けている。「重畳」とは、第１レンズの断面を概略的に示す図２に示すように、微細階段状構造の第１位相構造（ａ）と、微細輪帯構造の第３位相構造（ｂ）とを足し合わせることで、両方の機能を兼ね備えた構造（ｃ）を形成することを言う。尚、第３位相構造がＣＤ互換用（波長λ１，λ２の光束については０次回折光の強度が最も高くなり、波長λ３については０次回折光の強度が最も高くなる）の回折構造である。又、第１レンズＬ１の光源側に第３位相構造を設けることで、他の面に設けるよりＣＤの作動距離を長くすることが出来る。
【００７５】
（実施例） 
以下、本実施の形態に好適な実施例について説明する。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）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。
【００７６】
対物光学系の光学面は、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。 
【００７７】
【数１】
2007035240.tif 000005
【００７８】
また、回折構造（位相構造）により各波長の光束に対して与えられる光路差は、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。 
【００７９】
【数２】
2007035240.tif 000006
【００８０】
（実施例１）
実施例２のレンズデータ（設計波長、焦点距離、像面側開口数、倍率を含む）を表２に示す。実施例２の対物光学系の断面を図４に示す。実施例２は、両側の光学面が凸状の非球面である。なお、実施例２においては、各輪帯で付与される光路差のみ記載しており、この光路差が付与される段差が第１レンズの光源側の光学面に付与されているものとする。本実施例において、Ｐ１／Ｐは０．０７である。表中、第1位相構造の欄において、iは輪帯番号、ｈi-1は輪帯が始まる光軸垂直方向の光軸からの高さ、hiは輪帯が終了する光軸垂直方向の光軸からの高さ、光軸方向の段差は光源から保護層に向かう方向を正とする。
【００８１】
【表１】
2007035240.tif 000007
【００８２】
本発明は、以上の実施の形態及び実施例に限られない。第１位相構造は、第１レンズの光源側の光学面、第１レンズの光情報記録媒体側の光学面及び第２レンズの光源側の光学面のうちのいずれかに設けられても良い。又、高密度光ディスクのみに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置、或いは高密度光ディスクとＤＶＤ又はＣＤ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にも、本発明の対物光学系を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】位相構造の重畳を示す図である。
【図３】実施例１の対物光学系の断面図であるが、第１レンズと第２レンズとを固定する鏡枠は省略している。
【図４】実施例２の対物光学系の断面図であるが、第１レンズと第２レンズとを固定する鏡枠は省略している。
【符号の説明】
【００８４】
ＡＣ１ ２軸アクチュエータ
ＢＳ１ 偏光ビームスプリッタ
ＢＳ２ 偏光ビームスプリッタ
ＣＵＬ カップリングレンズ
ＥＰ１ 発光点
ＥＰ２ 発光点
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ
ＬＵ レーザ光源ユニット
ＯＵ 対物光学系
ＰＤ 光検出器
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＳＥＮ センサーレンズ
ＳＴＯ 絞り
【図１】
2007035240.tif 000009
【図２】
2007035240.tif 000010
【図３】
2007035240.tif 000011
【図４】
2007035240.tif 000012