(57)【要約】      （修正有）【課題】焦点距離に対してワーキングディスタンスの長い光ピックアップ装置用の単玉対物レンズ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】単玉の対物レンズを用いることで光ピックアップ装置のコンパクト化が可能となり、さらに前記対物レンズが条件式（１）〜（５）を満たすことで、焦点距離に対してワーキングディスタンスが比較的長く、実使用上の最適なワーキングディスタンスを確保することができる単玉の対物レンズを得ることができる。なお、光源側の有効径をφ（ｍｍ）、光軸上の厚さをｄ（ｍｍ）、焦点距離をｆ（ｍｍ）、像側の開口数をＮＡ、及び前記波長λ１における屈折率をｎとする。（１）２．０≦φ≦４．０、（２）１．５＜ｎ＜１．８、（３）０．７＜ｄ／ｆ＜１．２、（４）０．８＜ＮＡ＜０．９、（５）−１．１７ｎ＋２．８＜ｄ／ｆ＜−０．５９ｎ＋２．０    【選択図】図１
2007179720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ）の光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光することにより情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、
前記対物レンズは、少なくとも１つの面が非球面である単玉レンズであり、
光源側の有効径をφ（ｍｍ）、光軸上の厚さをｄ（ｍｍ）、焦点距離をｆ（ｍｍ）、像側の開口数をＮＡ、及び前記波長λ１における屈折率をｎとしたときに、次式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用の対物レンズ。
２．０≦φ≦４．０                                        （１）
１．５＜ｎ＜１．８                                        （２）
０．７＜ｄ／ｆ＜１．２                                    （３）
０．８＜ＮＡ＜０．９                                      （４）
−１．１７ｎ＋２．８＜ｄ／ｆ＜−０．５９ｎ＋２．０        （５）
【請求項２】
次式を満たす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の対物レンズ。
１．５＜ｎ＜１．７５                                      （６）
【請求項３】
次式を満たす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の対物レンズ。
１．５５＜ｎ＜１．８                                      （７）
【請求項４】
前記対物レンズはガラス製であ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の対物レンズ。
【請求項５】
次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の対物レンズ。
１．５５＜ｎ＜１．７５                                    （８）
【請求項６】
前記対物レンズは樹脂製であ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の対物レンズ。
【請求項７】
次式を満たすことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
２．０≦φ≦２．８                                        （９）
【請求項８】
次式を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
０．７＜ｄ／ｆ＜１．１                                  （１０）
【請求項９】
前記光情報記録媒体は複層の情報記録面を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
【請求項１０】
樹脂製の収差補正素子と、請求項１〜９のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物レンズとを有することを特徴とする光ピックアップ装置用の対物レンズユニット。
【請求項１１】
波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、請求項１〜９のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物レンズとを有し、前記波長λ１の光束を、前記対物レンズを介して厚さ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集光させることにより情報の記録又は再生を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
波長λ２（λ１＜λ２）の光束を出射する第２光源を有し、前記波長λ２の光束を、前記対物レンズを介して、厚さｔ２（ｔ２＞ｔ１）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又は再生を行うことを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
波長λ３（λ２＜λ３）の光束を出射する第３光源を有し、前記波長λ３の光束を、前記対物レンズを介して、厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）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又は再生を行うことを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の光束を出射する第２光源と、波長λ３（λ２＜λ３）の光束を出射する第３光源と、請求項１０に記載の対物レンズユニットとを有し、
前記対物レンズはガラス製であり、
前記第１光源から出射される前記波長λ１の光束を、前記対物レンズユニットの前記収差補正素子と前記対物レンズとを介して、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集光させることにより情報の記録又は再生を行い、
前記第２光源から出射される前記波長λ２の光束を、前記対物レンズユニットの前記収差補正素子と前記対物レンズとを介して、厚さｔ２（ｔ２＞ｔ１）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又は再生を行い、
前記第３光源から出射される前記波長λ３の光束を、前記対物レンズユニットの前記収差補正素子と前記対物レンズとを介して、厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）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又は再生を行う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の単玉の対物レンズ及び光ピックアップ装置用の対物レンズユニット、及び光ピックアップ装置に関し、特にワーキングディスタンスが長い光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置用の対物レンズユニット、及び光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ピックアップ装置において、光情報記録媒体である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３８０〜４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されつつある。
【０００３】
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）の対物レンズを使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物レンズのＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢ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。
【０００４】
ところで、高密度光ディスクとして、現在２つの規格が提案されている。１つはＮＡ０．８５の対物レンズを使用し保護基板厚みが０．１ｍｍであるブルーレイディスク（以下、ＢＤと略記する）であり、もう１つはＮＡ０．６５乃至０．６７の対物レンズを使用し保護基板厚みが０．６ｍｍであるＨＤ  ＤＶＤ（以下、ＨＤと略記する）である。また、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。
【０００５】
ここで、例えばノートＰＣなどに搭載する場合を考慮すると、光ピックアップ装置にはコンパクトであることが要求される。光ピックアップ装置のコンパクト化を図ろうとする場合、対物レンズの有効径を小さくすることが効果的であるといえる。ところが、一般的には対物レンズの有効径を小さく抑えると、焦点距離が短くなり、動作時に光ディスクとの接触を回避するために必要なワーキングディスタンスが短くなるという問題がある。特にＢＤと、ＣＤ又はＤＶＤとの互換を図ろうとすると、ＣＤ、ＤＶＤ使用時にも十分なワーキングディスタンスを確保せねばならず、そのためにＢＤ使用時にはさらに長いワーキングディスタンスが必要となる。更に、フォーカシング及びトラッキングのために対物レンズを駆動するアクチュエータの負担を軽減するために、対物レンズをより軽くすることが求められている。
【０００６】
これに対し、以下の特許文献においては、種々の対物レンズが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−５０３２号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４３８０号公報
【特許文献３】特開２００３−１０７３４１号公報
【特許文献４】特開２００３−９１８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、特許文献１の実施例９に開示された対物レンズの場合、小径であるため、光ピックアップ装置のコンパクト化に貢献するが、高屈折率を有するためレンズが重くなるとともに、材料コストが高くなるという問題がある。また、特許文献３の実施例１、特許文献４の実施例１，２，３に開示された対物レンズの場合、小径且つ低屈折率であるが、これらの例はさらに小径であるため、ワーキングディスタンスが短くなるという問題があり、特に、規格が異なる複数種の光ディスクに対する情報の記録又は再生に対して共用される互換対物レンズとして用いるために必要なワーキングディスタンスを得ることは非常に困難である。また、特許文献１の実施例９、特許文献２の実施例２、特許文献３の実施例１、特許文献４の実施例３，４，５，６に開示された対物レンズの場合、屈折率に対して、軸上の厚さ及び焦点距離がバランス良く最適化されていないため、実使用上の光学性能を保持したまま、実使用上の最適なワーキングディスタンスを確保することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、少なくとも高密度光ディスクに対して情報の記録又は再生が可能な光ピックアップ装置に用いられる対物レンズであって、光ピックアップ装置のコンパクト化を実現可能であり、且つ、実使用上の光学性能を保持しつつ、焦点距離に対してワーキングディスタンスが比較的長く、実使用上の最適なワーキングディスタンスを確保することができる光ピックアップ装置用の対物レンズ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】
【０００９】
請求項１に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、光源からの波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ）の光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光することにより情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記対物レンズは、少なくとも１つの面が非球面である単玉レンズであり、光源側の有効径をφ（ｍｍ）、光軸上の厚さをｄ（ｍｍ）、焦点距離をｆ（ｍｍ）、像側の開口数をＮＡ、及び前記光源波長λ１における屈折率をｎとしたときに、次式を満たすことを特徴とする。
２．０≦φ≦４．０                                        （１）
１．５＜ｎ＜１．８                                        （２）
０．７＜ｄ／ｆ＜１．２                                    （３）
０．８＜ＮＡ＜０．９                                      （４）
−１．１７ｎ＋２．８＜ｄ／ｆ＜−０．５９ｎ＋２．０        （５）
【００１０】
単玉の対物レンズを用いることで光ピックアップ装置のコンパクト化が可能となり、さらに前記対物レンズが条件式（１）〜（５）を満たすことで、少なくとも高密度光ディスクに対して情報の記録又は再生が可能な光ピックアップ装置に用いられる対物レンズにあって、光ピックアップ装置の更なるコンパクト化を実現できるとともに、レンズの軸上の厚さと焦点距離の最適化を図り、レンズの最小肉厚部（一般には、レンズの光学面の周辺部に位置するフランジ部）が薄くなりすぎることなく、十分な厚さを確保できて製造が容易であり、且つ、焦点距離に対してワーキングディスタンスが比較的長く、実使用上の最適なワーキングディスタンスを確保することができる単玉の対物レンズを得ることができる。これにより、対物レンズの量産性を維持しつつ、対物レンズのワーキングディスタンスを長くすることと、光ピックアップ装置のコンパクト化という相反する要求を両立することができる。
【００１１】
特に、条件式（１）を満足することにより、光ピックアップ装置のコンパクト化を実現可能にしつつ、ワーキングディスタンスが短くなり過ぎることを抑制できる。また、条件式（２）を満足することにより、対物レンズの軽量化を確保することができる。また、条件式（３）を満足することにより、実用可能なレベルの光学性能と比較的長いワーキングディスタンスとを容易に実現し得る。また、条件式（４）を満足することにより、例えばＢＤに対して必要な像側の開口数を確保することができ、少なくともＢＤに対する情報の記録又は再生が可能な光ピックアップ装置用の対物レンズとして、上述した実使用上の最適化を図った対物レンズを得ることができる。また、条件式（５）は、ワーキングディスタンスがより長く、光学性能を含めて良くバランスがとれた対物レンズを得るための最適な屈折率ｎとｄ／ｆの関係を示したものである。図１において、条件式（５）の下限は線Ａで示され、条件式（４）の上限は線Ｂで示されている。本発明の設計例は、全て線Ａと線Ｂとで挟まれた領域に存在する。線Ａと線Ｂとで挟まれた領域に存在する２点の従来例は特に小径（φ１．７０ｍｍ）であり、条件式（１）を満たしていない。その他の従来例は、線Ｂより上の領域に存在する。このように、条件式（５）を満たすことで、対物レンズの性能を実用可能レベルに保持したまま、ワーキングディスタンスが最適な長さを実現した対物レンズを得ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、請求項１に記載に発明において、次式を満たすことを特徴とする。
１．５＜ｎ＜１．７５                                      （６）
この条件式（６）を満足することにより、対物レンズをより軽量化することができる。
【００１３】
請求項３に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、請求項１に記載に発明において、次式を満たすことを特徴とする。
１．５５＜ｎ＜１．８                                      （７）
この条件式（７）を満足することにより、軸上の厚さをより薄くすることができると共に、光学面の最大の面角度を小さくすることができ、レンズを成形する金型等の型の加工やレンズの成形をより容易に行うことができる。
【００１４】
請求項４に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、請求項１〜３のいずれかに記載に発明において、前記対物レンズはガラス製であることを特徴とする。ガラスは光学樹脂に比べて屈折率が高いので、光源側の面の非球面の面角度を緩和することができ、金型加工が正確に行えるようになる。また、ガラスは樹脂に比べて耐環境性が高いので、温度・湿度変化等の環境変化が起こった場合の対物レンズの結像性能の劣化が少なくてすむ。
【００１５】
請求項５に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、請求項４に記載に発明において、次式を満たすことを特徴とする。
１．５５＜ｎ＜１．７５                                    （８）
この条件式（８）を満足することにより更に、ガラス製でありながら、比較的軽量で、且つ、光学面の最大の面角度を小さくすることができ、レンズを成形する金型等の型の加工やレンズの成形をより容易に行うことができる安価な対物レンズを得ることができる。このようなガラス製の対物レンズとしては、１．６０＜ｎ＜１．７５を満たすことが更に好ましい。
【００１６】
請求項６に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、請求項１〜３のいずれかに記載に発明において、前記対物レンズは樹脂製であることが好ましい。樹脂製の対物レンズは軽量であるため、フォーカシングアクチュエータへの負担を軽減でき、さらにアクチュエータによる対物レンズのより精緻な位置制御が可能となる。その結果、フォーカシング誤差の低減、アクチュエータの小型化、省電力化等が達成できる。さらに、金型を用いた射出成形法により安価に大量生産できる。
【００１７】
また、前記対物レンズは、平均粒径が３０ｎｍ以下の無機粒子を分散させた樹脂製であり、温度変化に対する屈折率変化｜ｄｎ／ｄＴ｜は、８×１０-5未満であることが好ましい。以下において、平均粒径３０ｎｍ以下の粒子を微粒子という。
【００１８】
このような樹脂として、例えば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）を小さくする目的を達成可能な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、レンズ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。
【００１９】
このような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る。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、上記酸化物微粒子として希土類酸化物を用いることもでる。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。
【００２０】
また、上記半導体微粒子とは、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。
【００２１】
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、一般的に光学レンズ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。
【００２２】
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。また、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現象がある。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が見出されている。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。
【００２３】
レンズ等の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微粒子の材料としては、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。
【００２４】
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。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ている。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。
【００２５】
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。
【００２６】
例えば、レンズ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。
【００２７】
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。
【００２８】
また、無機微粒子は、平均粒径が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、平均粒径は１ｎｍ以上であることが好ましく、また平均粒径が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、平均粒径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。ここでいう平均粒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。
【００２９】
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。
【００３０】
また、粒径の分布に関しても特に制限されるものではないが、本発明の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。
【００３１】
請求項７に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、請求項１〜６のいずれかに記載に発明において、次式を満たすことを特徴とする。
２．０≦φ≦２．８                                        （９）
この条件式（９）を満足することにより、ワーキングディスタンスが短くなり過ぎることを抑制しつつ、更なる光ピックアップ装置のコンパクト化を実現できる。
【００３２】
請求項８に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、請求項１〜７のいずれかに記載に発明において、、次式を満たすことを特徴とする。
０．７＜ｄ／ｆ＜１．１                                    （１０）
この条件式（１０）を満足することにより、実使用上の最適なワーキングディスタンスを確保しつつ、光ピックアップ装置の更なるコンパクト化に貢献することができる。
【００３３】
請求項９に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、請求項１〜８のいずれかに記載に発明において、光情報記録媒体が複層の情報記録面を有することを特徴とする。光情報記録媒体が複層であることにより、単層で記録又は再生できる情報量の複数倍の情報量が記録又は再生可能となる。
【００３４】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズユニットは、樹脂製の収差補正素子と、請求項１〜９のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物レンズとを有することを特徴とする。この場合、対物レンズとは別に、樹脂製の収差補正素子を備えるので、例えば、この収差補正素子に種々の収差を補正する機能を持たせることにより、対物レンズに回折構造といった複雑な構造を付与することなく、対物レンズの簡素化を図ることが可能となり、対物レンズをガラス製として高性能なレンズとすることもできる。また、規格が異なる複数種の光ディスクに対する情報の記録又は再生に対して共用される互換対物レンズユニットとして用いられるものであっても、製造が比較的に容易となり、対物レンズユニットのコストも低減できるといった利点がある。
【００３５】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、請求項１〜９のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物レンズと、光検出器とを有し、前記第１光源から出射される波長λ１の光束を、前記対物レンズを介して、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集光させることにより情報の記録又は再生を行うことを特徴とする。ここで、情報の記録又は再生とは、光ピックアップ装置の製品スペックとしては、光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録することことのみを行う製品であってもよく、情報記録面上に記録された情報を再生することのみを行う製品であってもよく、また更に光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること及び情報記録面上に記録された情報を再生することを両方可能な製品であってもよいことは勿論である。従って、本発明の対物レンズ或いは対物レンズユニットも、記録だけあるいは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録及び再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。
【００３６】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１１に記載の発明において、更に波長λ２（λ１＜λ２）の光束を出射する第２光源を有し、前記波長λ２の光束を、前記対物レンズを介して、厚さｔ２（ｔ２＞ｔ１）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又は再生を行うことを特徴とする。これにより、例えばＢＤ、ＤＶＤやＣＤなどの異なる２種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録又は再生を行うことができる。上記条件式（１）〜（５）を満たすことで、十分なワーキングディスタンスが得られるので、異なる２種類の光情報記録媒体に対しても互換可能に情報の記録又は再生を行うことができる。また、ある光情報記録媒体に対しては記録を行い、別の光情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、ある光情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。
【００３７】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１２に記載の発明において、波長λ３（λ２＜λ３）の光束を出射する第３光源を有し、前記波長λ３の光束を、前記対物レンズを介して、厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）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又は再生を行うことを特徴とする。これにより、例えばＢＤ、ＤＶＤやＣＤなどの異なる３種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録又は再生を行うことができる。上記条件式（１）〜（５）を満たすことで、十分なワーキングディスタンスが得られるので、異なる３種類の光情報記録媒体に対しても互換可能に情報の記録又は再生を行うことができる。また、ある光情報記録媒体に対しては記録を行い、別の光情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、ある光情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。
【００３８】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ）の光束を出射する第１光源と、波長λ２（λ１＜λ２）の光束を出射する第２光源と、波長λ３（λ２＜λ３）の光束を出射する第３光源と、請求項１０に記載の対物レンズユニットとを有し、
前記対物レンズはガラス製であり、
前記第１光源から出射される前記波長λ１の光束を、前記対物レンズユニットの前記収差補正素子と前記対物レンズとを介して、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集光させることにより情報の記録又は再生を行い、
前記第２光源から出射される前記波長λ２の光束を、前記対物レンズユニットの前記収差補正素子と前記対物レンズとを介して、厚さｔ２（ｔ２＞ｔ１）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又は再生を行い、
前記第３光源から出射される前記波長λ３の光束を、前記対物レンズユニットの前記収差補正素子と前記対物レンズとを介して、厚さｔ３（ｔ３＞ｔ２）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又は再生を行うことを特徴とする。
【００３９】
本明細書中において、対物レンズとは、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指すものとする。
【００４０】
本明細書においては、保護基板をその情報記録面上に有する光ディスクの他に、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、保護基板或いは保護膜の厚さが０の光ディスクも含み、情報記録面を複層に形成したものも含むものとする。また、本明細書においては、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レーザを使用する光磁気ディスクも含まれるものとする。
【００４１】
本明細書においては、ＤＶＤとは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤとは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系列光ディスクの総称であるが、情報記録面を複層に形成したものも含むものとする。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、焦点距離に対してワーキングディスタンスの長い光ピックアップ装置用の対物レンズ、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】
【００４３】
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図２は、高密度光ディスクに対して情報の記録及び再生を行える、第１の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ１の概略断面図である。
【００４４】
図２において実線でその光線経路を描いたように、まず青紫色半導体レーザＬＤを発光させる。青紫色半導体レーザＬＤから射出された発散光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＯＬにより平行光束に変換された後、λ／４波長板ＱＷＰを透過し、絞りＡＰにより光束径が規制され、対物レンズユニットＯＵの対物レンズＯＬによってＢＤの保護層ＰＬを介して情報記録面ＲＬ上に形成されるスポットとなる。対物レンズユニットＯＵは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣＴによってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００４５】
そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズＯＬ、開口絞りＡＰ、λ／４波長板ＱＷＰ、コリメータＣＯＬを透過した後、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、シリンドリカルレンズＣＹを介して光検出器ＰＤの受光面に収束する。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。
【００４６】
また、光検出器ＰＤ上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいてフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータＡＣＴが、半導体レーザＬＤからの光束をＢＤの情報記録面ＲＬ上に結像するように対物レンズＯＬを移動させるようになっている。
【００４７】
図３は、高密度光ディスクＢＤ（第１光ディスク）、ＤＶＤ（第２光ディスク）及びＣＤ（第３光ディスク）の全てに対して情報の記録／再生を行える、第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ２の概略断面図である。尚、本実施の形態においては、第２半導体レーザＬＤ２と第３半導体レーザＬＤ３とは、同一基板上に隣接して配置され、波長が異なる２つのレーザを１つの光源ユニットとして一体化したユニット光源ＬＵを構成している。
【００４８】
光ピックアップ装置ＰＵ２において、ＢＤに対して情報の記録又は再生を行う場合には、図３において実線でその光線経路を描いたように、まず青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１コリメートレンズＣＯＬ１により平行光束に変換された後、ダイクロイックプリズムＤＰにより反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、ビームエキスパンダＥＸＰを構成する第１レンズＥＸＰ１及び第２レンズＥＸＰ２を透過することにより拡径された後、λ／４波長板ＱＷＰを透過し、図示しない絞りにより光束径が規制され、鏡枠Ｂにより光軸方向に固定された樹脂製の収差補正素子ＣＬと対物レンズＯＬとからなる対物レンズユニット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。対物レンズユニットＯＵは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣＴ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００４９】
情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズユニットＯＵ、λ／４波長板ＱＷＰ、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を透過した後、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、第３コリメートレンズＣＯＬ３を通過する際に収斂光束となり、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。
【００５０】
また、光ピックアップ装置ＰＵ２において、ＤＶＤに対して情報の記録又は再生を行う場合には、ユニット光源ＬＵの発光点ＥＰ１を発光させる。発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図３において破線でその光線経路を描いたように、第２コリメートレンズＣＯＬ２により平行光束に変換された後、ダイクロイックプリズムＤＰ、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を透過することにより拡径され、λ／４波長板ＱＷＰを透過し、対物レンズユニット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。対物レンズユニットＯＵは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣＴ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００５１】
情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズユニットＯＵ、λ／４波長板ＱＷＰ、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を透過した後、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、第３コリメートレンズＣＯＬ３を通過する際に収斂光束となり、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。
【００５２】
また、光ピックアップ装置ＰＵ２において、ＣＤに対して情報の記録又は再生を行う場合には、第１レンズＥＸＰ１と第２レンズＥＸＰ２の間隔がＢＤに対する情報の記録／再生時よりも狭くなるように、１軸アクチュエータＡＣＴ２により光軸方向に第１レンズＥＸＰ１を駆動させた後、ユニット光源ＬＵの発光点ＥＰ２を発光させる。発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図３において一点鎖線でその光線経路を描いたように、第２コリメートレンズＣＯＬ２により平行光束に変換された後、ダイクロイックプリズムＤＰ、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を透過することにより拡径され、λ／４波長板ＱＷＰを透過し、対物レンズユニット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。対物レンズユニットＯＵは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣＴ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００５３】
情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズユニットＯＵ、λ／４波長板ＱＷＰ、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１を透過した後、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、第３コリメートレンズＣＯＬ３を通過する際に収斂光束となり、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。
【００５４】
（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。実施例１〜６，９の対物レンズは第１の実施の形態の光ピックアップ装置に好適であり、実施例７，８，１０の対物レンズは第２の実施の形態の光ピックアップ装置に好適である。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−０３）を用いて表すものとする。
【００５５】
対物レンズユニットの収差補正素子や対物レンズの光学面は、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。 
【００５６】
【数１】
2007179720.tif 000003
【００５７】
また、特に、第２の実施形態において、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。 
【００５８】
【数２】
2007179720.tif 000004
【００５９】
（実施例１）
実施例１のレンズデータ（樹脂製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2007179720.tif 000005
【００６１】
（実施例２）
実施例２のレンズデータ（樹脂製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表２に示す。
【００６２】
【表２】
2007179720.tif 000006
【００６３】
（実施例３）
実施例３のレンズデータ（ガラス製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表３に示す。
【００６４】
【表３】
2007179720.tif 000007
【００６５】
（実施例４）
実施例４のレンズデータ（ガラス製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表４に示す。
【００６６】
【表４】
2007179720.tif 000008
【００６７】
（実施例５）
実施例５のレンズデータ（ガラス製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表５に示す。
【００６８】
【表５】
2007179720.tif 000009
【００６９】
（実施例６）
実施例６のレンズデータ（ガラス製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表６に示す。
【００７０】
【表６】
2007179720.tif 000010
【００７１】
（実施例７）
実施例７のレンズデータ（ガラス製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表７に示す。実施例７において第２面、第３面よりなる光源側の収差補正素子（図３におけるＣＬ）は樹脂製であり、両面とも平面に光路差関数が付与されている。ただし第２面、第３面は、光軸からの距離ｙが規定範囲の上限より大きい領域では光路差関数は付与されていない。この光路差関数は異なる情報記録媒体に対して互換をする際に、保護層の厚さの違いによって生じる球面収差を補正するものである。
【００７２】
【表７】
2007179720.tif 000011
【００７３】
（実施例８）
実施例８のレンズデータ（ガラス製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表８に示す。実施例８において第２面、第３面よりなる光源側の収差補正素子（図３におけるＣＬ）は樹脂製であり、両面とも平面に光路差関数が付与されている。ただし第２面、第３面は、光軸からの距離ｙが規定範囲の上限より大きい領域では光路差関数は付与されていない。この光路差関数は異なる情報記録媒体に対して互換をする際に、保護層の厚さの違いによって生じる球面収差を補正するものである。
【００７４】
【表８】
2007179720.tif 000012
【００７５】
（実施例９）
実施例９のレンズデータ（ガラス製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表９に示す。
【００７６】
【表９】
2007179720.tif 000013
【００７７】
（実施例１０）
実施例１０のレンズデータ（ガラス製の対物レンズの焦点距離、像側開口数、倍率を含む）を表１０に示す。実施例１０において第２面、第３面よりなる光源側の収差補正素子（図３におけるＣＬ）は樹脂製であり、両面とも平面に光路差関数が付与されている。この光路差関数は異なる情報記録媒体に対して互換をする際に、保護層の厚さの違いによって生じる球面収差を補正するものである。
【００７８】
【表１０】
2007179720.tif 000014
【００７９】
実施例７，８において第２面に付与されている光路差関数は、波長λ１（本実施の形態では、λ１＝４０８ｎｍ）の第１光束及び波長λ３（本実施の形態では、λ３＝７８５ｎｍ）の第３光束を回折せず、波長λ２（本実施の形態では、λ２＝６５８ｎｍ）の第２光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面（本実施の形態では５レベル面）の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造（本実施の形態においては４段シフトさせた構造）となっている。
【００８０】
階段構造の各段差Δ１は、Δ１＝２・λ１／（ｎ1−１）＝１．４６８μｍを満たす高さに設定されている。ここで、ｎ1は波長λ１（本実施の形態ではλ１＝４０８ｎｍ）における収差補正素子ＣＬの屈折率である。
階段構造により第１光束に付加される光路差Ｌ１は２×λ１であるので、第１光束は階段構造により何ら作用を受けずにそのまま透過する。
【００８１】
また、段差Δ１により第３光束に付加される光路差Ｎ１は０．９９７×λ３≒１×λ３（本実施の形態ではλ３＝７８５ｎｍ）であるので、第３光束も階段構造により何ら作用を受けずにそのまま透過する。
【００８２】
一方、段差Δ１により第２光束に付加される光路差Ｍ１は１．１９８×λ２≒１．２０×λ２（本実施の形態ではλ２＝６５８ｎｍ）であり、段差Δ１の前後のレベル面を通過する第２光束の位相差（光学的に等位相となる２πの整数倍分を差し引いた位相差）は２π×０．２０となる。１つの鋸歯は５分割されているため、鋸歯１つ分ではちょうど第２光束の位相差は５×２π×０．２０＝２πとなり、１次回折光が発生する。
【００８３】
このように、階段構造は第２光束のみを選択的に回折させることにより、ＢＤの保護層厚さとＤＶＤの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。
尚、階段構造で発生する第１光束の０次回折光（透過光）の回折効率は１００％、第２光束の１次回折光の回折効率は８７．５％、第３光束の０次回折光（透過光）の回折効率は１００％であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。
【００８４】
実施例７，８において第３面に付与されている光路差関数は、第１光束及び第２光束を回折せず、第３光束を回折するものであり、同じ深さの溝が光軸を中心として同心円状に複数配列された構造（バイナリ構造）となっている。
【００８５】
バイナリ構造の各段差Δ２は、Δ２＝５・λ１／（ｎ1−１）＝３．６７０μｍを満たす高さに設定されている。ここで、ｎ1は波長λ１における収差補正素子ＣＬの屈折率である。
【００８６】
段差Δ２により第１光束に付加される光路差Ｌ２は５×λ１であるので、第１光束はバイナリ構造により何ら作用を受けずにそのまま透過する。
【００８７】
また、段差Δ２により第２光束に付加される光路差Ｍ２は２．９９４×λ２≒３×λ２であるので、第２光束もバイナリ構造によりほとんど作用を受けずにそのまま透過する。
【００８８】
一方、段差Δ２によりにより第３光束に付加される光路差Ｎ２は２．４９３×λ３＝２．５×λ３であり、段差Δ２の前後のレベル面を通過する第３光束の位相差（光学的に等位相となる２πの整数倍分を差し引いた位相差）は２π×０．５となる。バイナリ構造１つ分ではちょうど第３光束の位相差は２×２π×０．５＝２πとなり、１次回折光が発生する。
【００８９】
このように、バイナリ構造は第３光束のみを選択的に回折させることにより、ＢＤの保護層厚さとＣＤの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。
【００９０】
尚、バイナリ構造で発生する第１光束の０次回折光（透過光）の回折効率は１００％、第２光束の０次回折光（透過光）の回折効率は１００％、第３光束の１次回折光の回折効率は４０．５％である。
【００９１】
各実施例に関して、上述の式（１）〜（３）に対応する値を表１１にまとめて示す。
【００９２】
【表１１】
2007179720.tif 000015
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明における実施例と従来例を屈折率 n と d/f の観点から比較したグラフである。
【図２】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略断面図である。
【図３】本実施の形態にかかる互換光ピックアップ装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００９４】
ＡＣＴ  アクチュエータ
ＡＣＴ１  第１のアクチュエータ
ＡＣＴ２  第２のアクチュエータ
ＣＬ  収差補正素子
ＣＯＬ コリメータ
ＣＯＬ１ 第１のコリメータ
ＣＯＬ２ 第２のコリメータ
ＣＯＬ３ 第３のコリメータ
ＣＹ シリンドリカルレンズ
ＤＰ  ダイクロイックプリズム
ＥＰ１  第１発光点
ＥＰ２  第２発光点
ＬＤ 半導体レーザ
ＬＤ１ 第１半導体レーザ
ＬＵ  ユニット光源
ＯＬ 対物レンズ
ＯＵ  対物レンズユニット
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ 光検出器
ＰＬ  光ディスクの保護層
ＰＬ１  第１光ディスクの保護層
ＰＬ２  第２光ディスクの保護層
ＰＬ３  第３光ディスクの保護層
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＰＵ２ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＲＬ  情報記録面
ＲＬ１  第１光ディスクの情報記録面
ＲＬ２  第２光ディスクの情報記録面
ＲＬ３  第３光ディスクの情報記録面
ＳＥＮ センサーレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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