(57)【要約】【課題】光の利用効率の低下を抑制するとともに、フォーカシングによる性能の変化を低減することのできる光ピックアップ用の集光光学系を提供する。【解決手段】光ピックアップ用の集光光学系を、第１の光情報記録媒体の第１の波長λの光束１３１は略平行光として対物レンズ１１２に入射するとともに第２の光情報記録媒体第２の波長λの光束１３２は有限発散光として対物レンズ１１２入射するように構成し、さらに第１の光情報記録媒体と第２の光情報記録媒体の透明保護基板厚の差によって発生する球面収差を、対物レンズ１１２上に形成した多段からなる輪帯状の非周期的な段差部１４１によって補正する。【選択図】図１
2007305212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光情報記録媒体で用いる第１の波長の光束を射出する第１の光源と、第２の光情報記録媒体で用いる第２の波長の光束を射出する第２の光源と、前記第１の波長の光束を略平行光に変換するコリメータレンズと、略平行光に変換された前記第１の波長の光束を前記第１の光情報記録媒体に第１の開口数で集光させるとともに前記第２の波長の光束を前記第２の光情報記録媒体に第２の開口数で集光させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ用の集光光学系であって、
第１の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをｔ１、第２の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをｔ２、前記第１の波長をλ１、前記第２の波長をλ２、前記第１の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第１の開口数をＮＡ１、前記第２の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第２の開口数をＮＡ２としたとき、
ｔ１＜ｔ２、
λ１＜λ２、
ＮＡ１＞ＮＡ２、
の各関係式が成立し、
また、前記第２の光源は、前記第２の波長の光束が前記コリメータレンズを介した後に有限発散光に変換されて前記対物レンズに入射する位置に配置され、かつこのときの入射光束に対する前記対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、
−０．０５＜β＜−０．０１、
の関係式が成立し、
さらに、前記対物レンズの少なくとも一方の面における前記第２の開口数に対応する領域に多段からなる輪帯状の非周期的な第１の段差部を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ用の集光光学系。
【請求項２】
第１の光情報記録媒体で用いる第１の波長の光束を射出する第１の光源と、第２の光情報記録媒体で用いる第２の波長の光束を射出する第２の光源と、前記第１の波長の光束を略平行光に変換するコリメータレンズと、前記第２の光源と前記コリメータレンズとの間の光路中に配置されて前記第２の波長の光束の発散角を変換する発散角変換レンズと、略平行光に変換された前記第１の波長の光束を前記第１の光情報記録媒体に第１の開口数で集光させるとともに前記第２の波長の光束を前記第２の光情報記録媒体に第２の開口数で集光させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ用の集光光学系であって、
前記第１の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをｔ１、前記第２の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをｔ２、前記第１の波長をλ１、前記第２の波長をλ２、前記第１の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第１の開口数をＮＡ１、前記第２の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第２の開口数をＮＡ２としたとき、
ｔ１＜ｔ２、
λ１＜λ２、
ＮＡ１＞ＮＡ２、
の各関係式が成立し、
また、前記第２の波長の光束は、前記発散角変換レンズと前記コリメータレンズとを介した後に有限発散光に変換されて前記対物レンズに入射し、かつこのときの入射光束に対する前記対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、
−０．０５＜β＜−０．０１、
の関係式が成立し、
さらに、前記対物レンズの少なくとも一方の面における前記第２の開口数に対応する領域に多段からなる輪帯状の非周期的な第１の段差部を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ用の集光光学系。
【請求項３】
前記第１の段差部は、
前記第１の波長の光束に対し２πの整数倍の位相差を発生させるとともに、前記第２の波長の光束に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を発生させる、
ことを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ用の集光光学系。
【請求項４】
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、前記第１の波長の光束に関しての温度特性を改善するためのものであって、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１〜３の何れか一項に記載の光ピックアップ用集光光学系。
【請求項５】
前記第１の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さ（ｔ１）および前記第２の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さ（ｔ２）は、
ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍ、
の関係式で表され、
前記第１の波長（λ１）および前記第２の波長（λ２）は、
６３０ｎｍ＜λ１＜７００ｎｍ、７５０ｎｍ＜λ２＜８２０ｎｍ、
の関係式で表され、
前記第１の開口数（ＮＡ１）および前記第２の開口数（ＮＡ２）は、
０．５９＜ＮＡ１＜０．６８、０．４３≦ＮＡ２＜０．５６、
の関係式で表される、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の光ピックアップ用の集光光学系。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の集光光学系と、
光情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光する受光手段と、
を備えた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、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に用いられる光ピックアップ用の集光光学系および光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透明保護基板を有する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）がある。なお、ＤＶＤにはＤＶＤ−Ｒなどの記録型も含み、一方、ＣＤにはＣＤ−Ｒなどの記録型も含むものとする。ＤＶＤの透明保護基板厚は０．６ｍｍであり、再生で必要となる光ディスク側の開口数は０．６、記録で必要となる光ディスク側の開口数は０．６５である。一方、ＣＤの透明保護基板厚は１．２ｍｍであり、再生で必要となる光ディスク側の開口数は０．４３、記録で必要となる光ディスク側の開口数は０．５１である。ただし、ＣＤ−Ｒなどに記録された情報の再生を必要とする場合は０．４７以上とするのが一般的である。
【０００３】
このような異なる光ディスクを、１つの集光光学系で記録または再生の少なくとも一方を行う技術が種々提案されている。
【０００４】
その１つとして、光ピックアップ装置の対物レンズに回折作用を付与する技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
ここで、特許文献１は、透明保護基板厚の差によって発生する球面収差を、レーザ波長の違いによって発生する波長依存性で打ち消すような回折構造を対物レンズの表面に形成することで２種の光ディスクの互換を行っている。また、特許文献２は、ＤＶＤ専用で必要となる領域に回折構造を設けることで、ＤＶＤの温度特性を改善している。
【０００６】
対物レンズに構成する回折構造はキノフォーム形状とするのが一般的である。対物レンズに構成するキノフォーム形状は、一般的に微小な幅の多数の輪帯となる。
【０００７】
この他に、対物レンズの両面が非球面でありＤＶＤとＣＤとの互換を可能にし、何れの光情報記録媒体においても再生または記録することを可能にした光ピックアップ用の集光光学系がある。このような光ピックアップ用の集光光学系には、対物レンズ単体での結像倍率を適切にとってＤＶＤおよびＣＤの双方において球面収差を補正するようにしたものもある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３６８９２６６号
【特許文献２】特許第３６８９３２８号
【特許文献３】特開平９−６３１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、回折作用を利用した対物レンズを利用して互換を達成する場合、輪帯幅が微小であるために製造上の回折構造を完全に実現することができない。そのため、回折構造を有し回折作用を利用した対物レンズを利用する光ピックアップ用の集光光学系では、輪帯数が多いほど光の利用効率が低下するという問題がある。
【０００９】
これに対し、対物レンズ単体での結像倍率によりＤＶＤとＣＤとの互換を可能にする非球面対物レンズを用いた光ピックアップ用の集光光学系においては、対物レンズのフォーカシングを行うときに、当該対物レンズの移動に伴ってＤＶＤまたはＣＤの記録面上に集光する光に対応する開口数が変化することに起因して性能が変化してしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、光の利用効率の低下を抑制するとともに、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することのできる光ピックアップ用の集光光学系および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】
【００１１】
この課題を解決するために、請求項１に記載の本発明の光ピックアップ用の集光光学系は、第１の光情報記録媒体で用いる第１の波長の光束を射出する第１の光源と、第２の光情報記録媒体で用いる第２の波長の光束を射出する第２の光源と、前記第１の波長の光束を略平行光に変換するコリメータレンズと、略平行光に変換された前記第１の波長の光束を前記第１の光情報記録媒体に第１の開口数で集光させるとともに前記第２の波長の光束を前記第２の光情報記録媒体に第２の開口数で集光させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ用の集光光学系であって、第１の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをｔ１、第２の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをｔ２、前記第１の波長をλ１、前記第２の波長をλ２、前記第１の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第１の開口数をＮＡ１、前記第２の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第２の開口数をＮＡ２としたとき、ｔ１＜ｔ２、λ１＜λ２、ＮＡ１＞ＮＡ２、の各関係式が成立し、また、前記第２の光源は、前記第２の波長の光束が前記コリメータレンズを介した後に有限発散光に変換されて前記対物レンズに入射する位置に配置され、かつこのときの入射光束に対する前記対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、−０．０５＜β＜−０．０１、の関係式が成立し、さらに、前記対物レンズの少なくとも一方の面における前記第２の開口数に対応する領域に多段からなる輪帯状の非周期的な第１の段差部を有する、ことを特徴とする。
【００１２】
これにより、第２の波長の光束における対物レンズ単体での結像倍率βを「−０．０５＜β＜−０．０１」の如く小さくするようにしているので、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することができる。例えば、第１の光情報記録媒体としてのＤＶＤと第２の光情報記録媒体としてのＣＤの対物レンズ単体での結像倍率の差の絶対値が大きくなるにつれ、少なくとも一方の軸外特性が悪化するが、ＣＤの結像倍率を上記のように抑えることで、軸外特性の極端な悪化も抑制できる。また、第２の開口数に対応する領域に形成される第１の段差部（多段からなる非周期的な輪帯状の段差部）によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。さらに、光ピックアップ光学系では、光の利用効率が高く、フォーカシングによる性能の変化を低減することのできる１つの対物レンズで、異なる透明保護基板厚を有する第１の光情報記録媒体および第２の光情報記録媒体をそれぞれ異なる波長の光束で再生または記録することが可能になる。
【００１３】
また、請求項２に記載の本発明の光ピックアップ用の集光光学系は、第１の光情報記録媒体で用いる第１の波長の光束を射出する第１の光源と、第２の光情報記録媒体で用いる第２の波長の光束を射出する第２の光源と、前記第１の波長の光束を略平行光に変換するコリメータレンズと、前記第２の光源と前記コリメータレンズとの間の光路中に配置されて前記第２の波長の光束の発散角を変換する発散角変換レンズと、略平行光に変換された前記第１の波長の光束を前記第１の光情報記録媒体に第１の開口数で集光させるとともに前記第２の波長の光束を前記第２の光情報記録媒体に第２の開口数で集光させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ用の集光光学系であって、前記第１の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをｔ１、前記第２の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをｔ２、前記第１の波長をλ１、前記第２の波長をλ２、前記第１の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第１の開口数をＮＡ１、前記第２の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第２の開口数をＮＡ２としたとき、ｔ１＜ｔ２、λ１＜λ２、ＮＡ１＞ＮＡ２、の各関係式が成立し、また、前記第２の波長の光束は、前記発散角変換レンズと前記コリメータレンズとを介した後に有限発散光に変換されて前記対物レンズに入射し、かつこのときの入射光束に対する前記対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、−０．０５＜β＜−０．０１、の関係式が成立し、さらに、前記対物レンズの少なくとも一方の面における前記第２の開口数に対応する領域に多段からなる輪帯状の非周期的な第１の段差部を有する、ことを特徴とする。
【００１４】
これにより、第２の波長の光束における対物レンズ単体での結像倍率βを「−０．０５＜β＜−０．０１」の如く小さくするようにしているので、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することができる。例えば、第１の光情報記録媒体としてのＤＶＤと第２の光情報記録媒体としてのＣＤの対物レンズ単体での結像倍率の差の絶対値が大きくなるにつれ、少なくとも一方の軸外特性が悪化するが、ＣＤの結像倍率を上記のように抑えることで、軸外特性の極端な悪化も抑制できる。また、第２の開口数に対応する領域に形成される第１の段差部（多段からなる非周期的な輪帯状の段差部）によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。さらに、光ピックアップ光学系では、光の利用効率が高く、フォーカシングによる性能の変化を低減することのできる１つの対物レンズで、異なる透明保護基板厚を有する第１の光情報記録媒体および第２の光情報記録媒体をそれぞれ異なる波長の光束で再生または記録することが可能になる。そして、発散角変換レンズを配置することにより第２の光情報記録媒体での利用効率は大幅に増加する。これにより、第２の光情報媒体での記録で非常に有利になるほか、再生で使用する場合は第２の光源の出力を減らすことができ、電力消費を低減できる。
【００１５】
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、前記第１の段差部は、前記第１の波長の光束に対し２πの整数倍の位相差を発生させるとともに、前記第２の波長の光束に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を発生させる、ことを特徴とする。
【００１６】
これにより、第１の段差部を通過する第１の波長の光束は、通過前の第１の波長の光束に対し２πの整数倍の位相差となるので、第１の段差部を通過する第１の波長の光束の波面は、当該第１の段差部が無い場合と同じ波面となる。換言すれば、第１の波長の光束の波面収差に影響を与えない。これに対し、第１の段差部を通過する第２の波長の光束は、通過前の第２の波長の光束に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差となるので、その所定の位相差を利用して第２の波長の光束に関しての波面収差を補正することができる。
【００１７】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３の何れか一項に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、前記第１の波長の光束に関しての温度特性を改善するためのものであって、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。
【００１８】
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る第２の段差部によって、第１の波長の光束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。
【００１９】
請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、前記第１の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さ（ｔ１）および前記第２の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さ（ｔ２）は、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍ、の関係式で表され、前記第１の波長（λ１）および前記第２の波長（λ２）は、６３０ｎｍ＜λ１＜７００ｎｍ、７５０ｎｍ＜λ２＜８２０ｎｍ、の関係式で表され、前記第１の開口数（ＮＡ１）および前記第２の開口数（ＮＡ２）は、０．５９＜ＮＡ１＜０．６８、０．４３≦ＮＡ２＜０．５６、の関係式で表される、ことを特徴とする。
【００２０】
これにより、第１の光情報記録媒体と第２の光情報記録媒体の再生または記録に好適な光ピックアップ用集光光学系を実現することができる。
【００２１】
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の集光光学系と、光情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光する受光手段と、を備えた光ピックアップ装置であることを特徴とする。
【００２２】
これにより、光利用効率の高い光ピックアップ装置を提供できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、第２の波長の光束における対物レンズ単体での結像倍率βを「−０．０５＜β＜−０．０１」の如く小さくするようにしているので、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することができるとともに、軸外特性の極端な悪化を抑制できる。また、第２の開口数に対応する領域に形成される第１の段差部（多段からなる非周期的な輪帯状の段差部）によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、発散角変換レンズを使用することによって、第２の光源から射出される光量を十分に確保できるため、第２の記録媒体において利用効率を高くできるか、場合によっては、レーザの使用電力を低減することができる。
【００２５】
さらに、本発明によれば、第１の段差部を通過する第２の波長の光束は、通過前の第２の波長の光束に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差となるので、その所定の位相差を利用して第２の波長の光束に関しての波面収差を補正することができる。
【００２６】
さらに、本発明によれば、第２の開口数に対応する領域に形成される第１の段差部によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。
【００２７】
さらに、本発明によれば、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る第２の段差部によって、第１の波長の光束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。
【００２８】
さらに、本発明によれば、上記集光光学系を光ピックアップ装置に組み込むことで、光利用効率の高い光ピックアップ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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ついての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。
【００３０】
（実施の形態１）
【００３１】
本発明の光ピックアップ用の集光光学系および光ピックアップ装置は、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の波長の光束および該第１の波長とは異なる第２の波長の光束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に用いられる。
【００３２】
所定の厚さの第１の透明保護基板を有する第１の光情報記録媒体、および第１の透明保護基板とは異なる厚さの第２の透明保護基板を有する第２の光情報記録媒体は、たとえば光ディスクである。ここでは、第１の光情報記録媒体は、第１の波長の光束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）であり、第２の光情報記録媒体は、第２の波長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。
【００３３】
ここで、第１の透明保護基板の厚さをｔ１、第２の透明保護基板の厚さをｔ２、第１の波長をλ１、第２の波長をλ２、第１の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第１の開口数をＮＡ１、第２の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第２の開口数をＮＡ２とする。
【００３４】
図１は光ピックアップ用の集光光学系（以下、集光光学系という。）を説明する図であり、図２〜４はこの光ピックアップ用の対物レンズ（以下、対物レンズという。）を説明する図を示している。図２は対物レンズ１１２の正面図を示し、図３は対物レンズ１１２の断面図を示し、図４は図３の符号Ａで示される部分（光源側の輪帯部分）の拡大図（模式的に示した図）を示している。なお、図２の対物レンズ１１２は、図１の対物レンズ１１２を光源側の面から見た正面図を示している。
【００３５】
集光光学系は、図１に示すように、ＤＶＤの波長λ１の光束１３１を射出する光源（第１の光源）１１を有し、射出された光束１３１はカバーガラス１０１、ダイクロイックプリズム１０２、コリメータレンズ１０３を透過した後、略平行光に変換される。さらに、絞り１１１によってＤＶＤの開口数ＮＡ１の幅の光束となって対物レンズ１１２に入射し、ＤＶＤの透明保護基板１２１を介して記録面１２２に集光される。また、ＣＤの光源（第２の光源）１２は波長λ２の光束１３２を射出する光源であり、ダイクロイックプリズム１０２、コリメータレンズ１０３を介したのち有限発散光に変換される。ＣＤの光束は、絞り１１１で開口数ＮＡ１の光束となって対物レンズに入射し、ＣＤの透明保護基板１２３を介して記録面１２４に集光される。絞り１１１と対物レンズ１１２は一体となって移動する機構となっており、ＤＶＤの記録面に集光する際には第１の位置１１３に、ＣＤの記録面に集光する際には第２の位置１１４に移動する。
【００３６】
対物レンズ１１２は、図３に示すように、光源側の面および光ディスク側の面（第２の面）の両面は非球面に形成されている。
【００３７】
対物レンズ１１２は、例えば樹脂製の両凸非球面レンズであり、ＣＤに対する再生または記録のときに必要となる第２の開口数ＮＡ２に対応する領域（つまり第２の開口数ＮＡ２以下の値に対応する領域）と、ＤＶＤに対する再生または記録のみにおいて必要となる第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（つまり第２の開口数ＮＡ２より大きい値に対応する領域）とに区分されている。
【００３８】
対物レンズ１１２の両面のうち何れか一方の面、例えば光源側の面における第２の開口数ＮＡ２に対応する領域（第２の開口数ＮＡ２以下の値に対応する領域）には、図２に示すように、例えば９本の輪帯を有する第１の段差部１４１が基準レンズの表面１４２に形成されている。
【００３９】
上述した基準レンズは、段差を形成する前の非球面レンズであり、ＤＶＤに対応したものである。
【００４０】
また、基準レンズがＤＶＤに対応したものであるので、対物レンズのＮＡ２より大きくＮＡ１以下の差分領域を通過するＣＤの光束は、ＣＤのスポットに実質上寄与しないフレア光となる。
【００４１】
なお、第２の開口数ＮＡ２に対応する領域（第２の開口数ＮＡ２以下の値に対応する領域）に形成される輪帯の本数は、ＣＤの再生または記録のときに必要となる開口数、対物レンズ単体での結像倍率に応じて増減されるものである。
【００４２】
ところで、第１の段差部１４１の各輪帯は、第１の波長λ１の光束に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造になっている。
【００４３】
第１の波長λ１の光束に対し絶対値で２πの位相差を生じさせる、基準レンズからの光軸上のシフト量Ｄλ１は、次の数１の数式で表される。
【数１】
2007305212.tif 000003
【００４４】
ここで、ｎｏλ１は波長λ１の光束に対する元の媒質の屈折率であり、ｎｎλ１は波長λ１の光束に対する新たな媒質の屈折率である。
【００４５】
元の媒質とは、第１の段差部１４１を形成する前と第１の段差部１４１を形成した後において、形成する前に第１の段差部１４１を満たしていた媒質のことである。一方、新たな媒質とは、第１の段差部１４１を形成する前と第１の段差部１４１を形成した後において、形成した後に第１の段差部１４１を満たす媒質のことである。
【００４６】
さて、上述した図４に示される寸法「｜Ｄλ１｜」は、上記数１を演算することにより得られたＤλ１の絶対値である。上述した図４に示されるような段差を有する第１の段差部１４１を通過する第１の波長λ１の光束の波面は、実質的に第１の段差部１４１が無い場合と同じ波面となる。
【００４７】
実施の形態１の対物レンズ１１２では、「第１の透明保護基板の厚さｔ１＜第２の透明保護基板の厚さｔ２」＝関係式１、「第１の波長λ１＜第２の波長λ２」＝関係式２、「第１の開口数ＮＡ１＞第２の開口数ＮＡ２」＝関係式３が成立し、また、当該対物レンズ１１２に対し第１の波長λ１の光束は略平行光として入射するとともに第２の波長λ２の光束は有限発散光として入射し、第２の波長λ２の光束における当該対物レンズ１１２単体での対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、「−０．０５＜β＜−０．０１」の関係式４が成立する、ことを条件に、当該対物レンズ１１２の両面のうち一方の面（例えば光源側の面＝光源側の面）における第２の開口数ＮＡ２に対応する領域に、多段からなる非周期的な輪帯状の段差部（第１の段差部）１４１を形成するようにしている。
【００４８】
第１の段差部１４１は、第１の波長λ１の光束に対し２πの整数倍の位相差を発生させるとともに、第２の波長λ２の光束に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を発生させる構造になっている。
【００４９】
なお、本実施の形態１では、第１の段差部１４１の各輪帯は、光軸に対し所定の幅を有する曲面で、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。
【００５０】
所定の段差Ｈは、上記Ｄλ１の整数倍の値であり、図３において、右方向（対物レンズ１１２の光源側の面を削る方向）に形成される場合と、左方向（対物レンズ１１２の光源側の面を盛り上げる方向）に形成される場合とがある。ここでは所定の段差Ｈは対物レンズ１１２の光源側の面を削る方向（図３の右方向）に形成されている。
【００５１】
所定の幅Ｗは、各輪帯すべて同一ではなく、９本の輪帯（輪帯１〜輪帯９）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。
【００５２】
すなわち、第１の段差部１４１（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。
【００５３】
ところで、第１の段差部１４１に第２の波長λ２の光束が入射したときに、第２の波長λ２の光束において発生する位相差Φ２は、次の数２の数式で表される。
【数２】
2007305212.tif 000004
【００５４】
ここで、ｎｏλ２は波長λ２の光束に対する元の媒質の屈折率であり、ｎｎλ２は波長λ２の光束に対する新たな媒質の屈折率である。
【００５５】
上記数２より、元の媒質または新たな媒質が空気の場合は、第２の波長λ２の光束において発生する位相は２πの整数倍とはならない（２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差となる。）。この位相ずれを利用することにより第２の波長λ２の光束の波面収差の補正が可能となる。また、第１の段差部１４１を多段で非周期なものとすることにより第２の波長λ２の光束の波面収差を回折限界内とすることができる。
【００５６】
ところで、基準レンズの非球面形状は、次の数３の数式で表される。
【数３】
2007305212.tif 000005
【００５７】
なお、非球面形状は、面頂点を原点とし光軸方向をＺ軸とする直交座標系で考える。数３において、ｈは光軸からの高さ（単位：ｍｍ）、ｃは近軸曲率（ｃ＝１／ｒ、ｒは近軸曲率半径（単位：ｍｍ））、ｋは円錐係数、Ａ２ｉは２ｉ次の非球面係数、Ｚｊは光軸からの高さｈにおける面ｊのＳａｇ量（単位：ｍｍ）、をそれぞれ示す。また、数３において、数値ｉは整数である。
【００５８】
ここで、図１に示す集光光学系の光学定数を表１に示し、光学要素の配置を表２に示し、コリメータレンズ１０３の非球面データを表３に示し、さらに、図２〜４に示す対物レンズ１１２における基準レンズの非球面データを表４に示し、輪帯構造（輪帯１〜輪帯９の９本の輪帯で構成される第１の段差部１４１）を表すデータを表５に示す。
【表１】
2007305212.tif 000006
【００５９】
表１においてＣＤの開口数は０．５１となっているが、この開口数は上記したようにＣＤのスポット形成において実質上集光に寄与する開口数の大きさである。なお、表１からは、上述した関係式１〜４が成立しているのが分かる。ちなみに、これらの関係式が成立していることを、以下に具体的に例示する。
【００６０】
透明保護基板厚（ｍｍ）に関し、ｔ１＝０．６＜ｔ２＝１．２
【００６１】
波長（ｎｍ）に関し、λ１＝６６０＜λ２＝７８５
【００６２】
開口数に関し、ＮＡ１＝０．６５＞ＮＡ２＝０．５１
【００６３】
対物レンズ単体での結像倍率に関し、−０．０５＜β＝−０．０２＜−０．０１
【表２】
2007305212.tif 000007
【００６４】
表２のＤＶＤの配置では、絞りと対物レンズは図１の第１の位置１１３である。ＣＤの配置では、絞りと対物レンズの位置は図１の第２の位置１１４である。
【表３】
2007305212.tif 000008
【表４】
2007305212.tif 000009
【００６５】
なお、表３と表４において、実施の形態１ではＡ１２〜Ａ２０の非球面係数はゼロである。
【００６６】
さらに、表３と表４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（後述する表８、表９、表１３、表１４においても同様である。）。たとえば、面番号３のＡ４で「−９．０２９Ｅ−５」は、（−９．０２９）×１０−５を表す。
【表５】
2007305212.tif 000010
【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、「基準レンズからの光軸上でのシフト量」の単位は「μｍ」である。また、｜Ｄλ１｜＝１．２１９μｍである。
【００６８】
表５中の「基準レンズからの光軸上でのシフト量」における符号は、正が基準レンズの表面１４２を基準にして削る方向（例えば図３の右方向）の段差を意味し、一方、負が基準レンズの表面１４２を基準にして盛り上げる方向（例えば図３の左方向）の段差を意味する。
【００６９】
この実施の形態１では、表５から分かるように全て削る方向（例えば図３の右方向）に段差を形成するようにしているが、盛り上げる方向（例えば図３の左方向）に段差を形成するようにする場合もある。
【００７０】
図５は、当該集光光学系における軸上のＯＰＤ収差を示したものであり、（ａ）は第１の波長λ１の光束に関してのＯＰＤ収差を示し、（ｂ）は第２の波長λ２の光束に関してのＯＰＤ収差を示している。なお、図５中、ＷＦＡは波面収差の大きさをλｒｍｓで表したものである。
【００７１】
ここで、図５（ａ）に示した第１の波長λ１の光束に関しての波面は連続していることがわかる。このことから、ＤＶＤに対応した対物レンズの基準レンズに多段からなる非周期的な輪帯状の段差部（第１の段差部１４１）を形成しても波面へ影響を与えていないことがわかる。
【００７２】
一方、図５（ｂ）に示した第２の波長λ２の光束に関しての波面は不連続な波面となっている。多段からなる非周期的な輪帯状の第１の段差部１４１を基準レンズに形成することにより波長の違いに伴う所定の位相差が発生し波面が不連続に補正される。補正前の連続した波面での波面収差は０．２００λｒｍｓであったものが、図５（ｂ）に示すように０．０４２λｒｍｓに補正される。
【００７３】
上述したように、対物レンズ１１２に対し第１の波長λ１の光束（ＤＶＤ用の光束）は略平行光として入射するとともに第２の波長λ２の光束（ＣＤ用の光束）は有限発散光として入射し、第２の波長λ２の光束における対物レンズの対物レンズ単体での結像倍率をβとしたとき、「−０．０５＜β＜−０．０１」を満たし、かつ第２の波長λ２の光束に関しての波面収差を第１の段差部１４１によって補正することで、第１の波長λの光束および第２の波長λ２の光束に関しての波面収差を双方の開口数の範囲で回折限界内とすることができる。
【００７４】
ところで、本実施の形態１においては、第１の段差部１４１は、９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、ＣＤの再生または記録のときに必要となる開口数、対物レンズ単体での結像倍率に応じて増減されるものであるので、９本に限定されるものではない。
【００７５】
また、本実施の形態１では、第１の段差部１４１を光源側つまり光源側の面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、第１の段差部１４１を光情報記録媒体（光ディクス）側つまり光ディスク側の面に形成するようにしてもよい。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、次の（１）〜（４）の作用効果を得ることができる。
【００７７】
（１）第２の波長λ２の光束における対物レンズ単体での結像倍率βを「−０．０５＜β＜−０．０１」の如く小さくするようにしているので、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することができる。
【００７８】
（２）第２の開口数ＮＡ２に対応する領域に形成される第１の段差部１４１によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。
【００７９】
（３）第１の段差部１４１を通過する第１の波長λ１の光束は、通過前の第１の波長λ１の光束に対し２πの整数倍の位相差となるので、第１の段差部１４１を通過する第１の波長λ１の光束の波面は、当該第１の段差部１４１が無い場合と同じ波面となる。換言すれば、第１の波長λ１の光束の波面収差に影響を与えない。これに対し、第１の段差部１４１を通過する第２の波長λ２の光束は、通過前の第２の波長λ２の光束に対し２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差となるので、その所定の位相差を利用して第２の波長λ２の光束の波面収差を補正することができる。
【００８０】
すなわち、第１の波長λ１の光束に関しての波面収差および第２の波長λ２の光束に関しての波面収差を回折限界内にすることができ、これにより光の利用効率を十分に確保できるため光情報記録媒体に対する記録を行う場合に非常に有利となる。
【００８１】
（４）対物レンズ１１２を使用した光ピックアップ用の集光光学系では、光の利用効率が高く、フォーカシングによる性能の変化を低減することのできる１つの対物レンズで、異なる透明保護基板厚を有する第１の光情報記録媒体（例えばＤＶＤ）および第２の光情報記録媒体（例えばＣＤ）をそれぞれ異なる波長の光束で再生または記録することが可能になる。
【００８２】
（実施の形態２）
【００８３】
次に、実施の形態２に係る光学ピックアップ用集光光学系（以下、集光光学系という。）について説明する。
【００８４】
本実施の形態２においても、上記実施の形態１で説明した関係式１〜４が成立するものとする。
【００８５】
図６は集光光学系を説明する図であり、図７〜１０はこの光ピックアップ用の対物レンズ（以下、対物レンズという。）を説明する図を示している。図７は対物レンズ２１２の正面図を示し、図８は対物レンズ２１２の断面図を示し、図９は図８の符号Ｂで示される部分（光源側の輪帯部分）の拡大図（模式的に示した図）を示し、図１０は図８の符号Ｄで示される部分（光源側の輪帯部分）の拡大図（模式的に示した図）を示している。
【００８６】
なお、図７の対物レンズ２１２は、図６の対物レンズ２１２を光源側の面から見た正面図を示している。
【００８７】
集光光学系は、図６に示すように本実施の形態１と同じ構成となっている。但し、図６においては、各構成要素に付した符号について、ＤＶＤの波長λ１の光束２３１、当該光束を射出する光源（第１の光源）２１、ＣＤの波長λ２の光束２３２、当該光束を車種通する光源（第２の光源）２２、カバーガラス２０１、ダイクロイックプリズム２０２、コリメータレンズ２０３、開口数ＮＡ１の絞り２１１、対物レンズ２１２、第１の位置２１３、第２の位置２１４、ＤＶＤの透明保護基板２２１、ＤＶＤの記録面２２２、ＣＤの透明保護基板２２３、ＣＤの記録面２２４となっている。
【００８８】
ここで、本実施の形態２は実施の形態１と同じ構成をもつ集光光学系において、対物レンズに特徴を持たせたものである。
【００８９】
対物レンズ２１２は、上述した実施の形態１の場合と同様に、図８に示すように、光源側の面（第１の面）および光ディスク側の面（第２の面）の両面は非球面に形成されている。
【００９０】
対物レンズ２１２は、例えば樹脂製の両凸非球面レンズであり、ＣＤに対する再生または記録のときに必要となる第２の開口数ＮＡ２に対応する領域（つまり第２の開口数ＮＡ２以下の値に対応する領域）と、ＤＶＤに対する再生または記録のみにおいて必要となる第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（つまり第２の開口数ＮＡ２より大きい値に対応する領域）とに区分されている。
【００９１】
対物レンズ２１２の両面のうち一方の面、例えば光源側の面においては、第２の開口数ＮＡ２に対応する領域には、第１の波長λ１の光束に対し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１の段差部２４１ａが形成されているとともに、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は、第１の波長λ１の光束に関しての温度特性を改善するためのものであって、第１の波長λ１の光束に対し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２４１ｂが形成されている。
【００９２】
具体的には、対物レンズ２１２の光源側の面には、輪帯１〜輪帯９の９本の輪帯を有する第１の段差部２４１ａと、輪帯１０〜輪帯１１の２本の輪帯を有する第２の段差部３０ｂとが形成され、輪帯として１１本の非周期的な段差部（第１の段差部２４１ａおよび第２の段差部２４１ｂ）が基準レンズの表面２４２に形成されている。ここでは、第１の段差部２４１ａは、図９に示すように基準レンズの表面２４２を基準にして削る方向の段差の輪帯を有する段差部であり、第２の段差部２４１ｂは、図１０に示すように基準レンズの表面２４２を基準にして盛り上げる方向の段差の輪帯を有する段差部である。
【００９３】
なお、第１の段差部２４１ａおよび第２の段差部２４１ｂは、上記実施の形態１の第１の段差部１４１と同様の構造になっている。
【００９４】
また、実施の形態１と同様に基準レンズがＤＶＤに対応したものである。第２の段差部は温度特性を改善するために作成されたものなので、本実施例のように第２の段差部を構成しても、この段差部を通過したＣＤの波面は結像に寄与するほどに補正されない。すなわち、対物レンズのＮＡ２より大きくＮＡ１以下の差分領域を通過するＣＤの光束は、ＣＤのスポットに実質上寄与しないフレア光となる。
【００９５】
ここで、図６に示す集光光学系の光学定数を表６に示し、光学要素の配置を表７に示し、コリメータレンズ２０３の非球面データを表８に示し、さらに、図７〜１０に示す対物レンズ２１２における基準レンズの非球面データを表９に示し、輪帯構造（輪帯１〜輪帯１１の１１本の輪帯で構成される段差部２４１を表すデータを表１０に示す。
【表６】
2007305212.tif 000011
【００９６】
なお、表６からは、上述した関係式１〜４が成立しているのが分かる。ちなみに、これらの関係式が成立していることを、以下に具体的に例示する。
【００９７】
透明保護基板厚（ｍｍ）に関し、ｔ１＝０．６＜ｔ２＝１．２
【００９８】
波長（ｎｍ）に関し、λ１＝６６０＜λ２＝７８５
【００９９】
開口数に関し、ＮＡ１＝０．６５＞ＮＡ２＝０．５１
【０１００】
対物レンズ単体での結像倍率に関し、−０．０５＜β＝−０．０３＜−０．０１
【表７】
2007305212.tif 000012
【０１０１】
表７のＤＶＤの配置において、絞りと対物レンズは図６の第１の位置２１３である。ＣＤの配置においては、絞りと対物レンズの位置は図６の第２の位置２１４である。
【表８】
2007305212.tif 000013
【表９】
2007305212.tif 000014
【０１０２】
なお、表８と表９において、実施の形態２ではＡ１２〜Ａ２０の非球面係数はゼロである。
【表１０】
2007305212.tif 000015
【０１０３】
なお、表１０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、「基準レンズからの光軸上でのシフト量」の単位は「μｍ」である。また、｜Ｄλ１｜＝１．２１９μｍである。
【０１０４】
表１０中の「基準レンズからの光軸上でのシフト量」における符号は、正が基準レンズの表面２４２を基準にして削る方向（例えば図８の右方向）の段差を意味し、一方、負が基準レンズの表面２４２を基準にして盛り上げる方向（例えば図８の左方向）の段差を意味する。
【０１０５】
すなわち、第１の段差部２４１ａは、基準レンズの表面２４２を基準にして削る方向の段差の輪帯を有する段差部である（図９参照）。第２の段差部２４１ｂは、基準レンズの表面２４２を基準にして盛り上げる方向の段差の輪帯を有する段差部である（図１０参照）。
【０１０６】
図１１は、当該集光光学系における軸上のＯＰＤ収差を示したものであり、（ａ）は第１の波長λ１の光束に関してのＯＰＤ収差を示し、（ｂ）は第２の波長λ２の光束に関してのＯＰＤ収差を示している。なお、図１１中、ＷＦＡは波面収差の大きさをλｒｍｓで表したものである。
【０１０７】
ここで、図１１（ａ）に示した第１の波長λ１の光束に関しての波面は連続していることがわかる。このことから、ＤＶＤに対応した基準レンズに多段からなる非周期的な輪帯状の段差部（段差部２４１）を形成しても波面へ影響を与えていないことがわかる。
【０１０８】
一方、図１１（ｂ）に示した第２の波長λ２の光束に関しての波面は不連続な波面となっている。多段からなる非周期的な輪帯状の第１の段差部２４１を基準レンズに形成することにより波長の違いに伴う所定の位相差が発生し波面が不連続に補正される。補正前の連続した波面での波面収差は０．２００λｒｍｓであったものが、図１１（ｂ）に示すように０．０４２λｒｍｓまで補正される。
【０１０９】
ところで、一般的に、第１の波長λ１の光源としてレーザ光源を使用した場合、そのレーザ光源は、温度によって、０．２ｎｍ／ｄｅｇの波長の変化が発生する。
【０１１０】
そこで、本実施の形態２では、この波長変化を利用して、上述したように第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（つまり第２の開口数ＮＡ２より大きい値に対応する領域）に第２の段差部２４１ｂを形成することにより、第１の波長λ１の光束に関しての温度特性を改善するようにしている。
【０１１１】
図１２は、実施の形態１で示した収差の状態（図５）と実施の形態２で示した収差の状態状態（図１１）から温度変化を＋５０ｄｅｇとしたときの第１の波長λ１の光束のＯＰＤ収差を示したものであり、図１２（ａ）は比較データとして第２の段差部２４１ｂが光源側の面に無い場合における第１の波長λ１の光束に関してのＯＰＤ収差を示し、図１２（ｂ）は第２の段差部２４１ｂが光源側の面に有る場合における第１の波長λ１の光束に関してのＯＰＤ収差を示す。なお、図１２中、ＷＦＡは波面収差の大きさをλｒｍｓで表したものである。
【０１１２】
ここで、図１２（ａ）に示した第１の波長λ１の光束に関しての波面収差と図１２（ｂ）に示した第１の波長λ１の光束に関しての波面収差とを比較すると、前者の波面収差が０．０３９λｒｍｓであり、後者の波面収差が０．０１８λｒｍｓであり、多段からなる非周期的な輪帯状の第２の段差部２４１ｂを基準レンズに形成した場合の波面収差は、第２の段差部２４１ｂを基準レンズに形成しない場合の波面収差＝０．０３９λｒｍｓから０．０１８λｒｍｓに補正されている。
【０１１３】
以上説明したように、本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１の（１）〜（４）の作用効果に加えて、次のような利点がある。
【０１１４】
すなわち、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設けられ、第１の波長λ１の光束に関しての温度特性を改善するための第２の段差部２４１ｂによって、第１の波長λ１の光束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。
【０１１５】
（実施の形態３）
【０１１６】
次に、実施の形態３に係る光学ピックアップ用集光光学系（以下、集光光学系という。）について説明する。
【０１１７】
本実施の形態３においても、上記実施の形態１で説明した関係式１〜４が成立するものとする。
【０１１８】
図１３は集光光学系を説明する図であり、図１４〜１７はこの光ピックアップ用の対物レンズ（以下、対物レンズという。）を説明する図を示している。図１４は対物レンズ３１２の正面図を示し、図１５は対物レンズ３１２の断面図を示し、図１６は図１５の符号Ｄで示される部分（光源側の輪帯部分）の拡大図（模式的に示した図）を示し、図１７は図１５の符号Ｅで示される部分（光源側の輪帯部分）の拡大図（模式的に示した図）を示している。
【０１１９】
なお、図１４の対物レンズ３１２は、図１３の対物レンズ３１２を光源側の面から見た正面図を示している。
【０１２０】
集光光学系は、図１３に示すように、ＤＶＤの波長λ１の光束３３１を射出する光源（第１の光源）３１を有し、射出された光束３３１はダイクロイックプリズム３０１、コリメータレンズ３０２を透過した後、略平行光に変換される。さらに、絞り３１１によってＤＶＤの開口数ＮＡ１の幅の光束となって対物レンズ３１２に入射し、ＤＶＤの透明保護基板３２１を介して記録面３２２に集光される。また、ＣＤの光源（第２の光源）３２は波長λ２の光束３３２を射出する光源であり、カバーガラス３０３、発散角変換レンズ３０４、ダイクロイックプリズム３０１、コリメータレンズ３０２を介したのち有限発散光に変換される。ＣＤの光束は、絞り３１１で開口数ＮＡ１の光束となって対物レンズに入射し、ＣＤの透明保護基板３２３を介して記録面３２４に集光される。絞り３１１と対物レンズ３１２は一体となって移動する機構となっており、ＤＶＤの記録面に集光する際には第１の位置３１３に、ＣＤの記録面に集光する際には第２の位置３１４移動する。
【０１２１】
対物レンズ３１２は、図１４〜１７に示すように本実施の形態２と同じ構成となっている。
【０１２２】
ここで、図１３に示す集光光学系の光学定数を表１１に示し、光学要素の配置を表１２に示し、コリメータレンズ３０２の非球面データを表１３に示し、さらに、図１４〜１７に示す対物レンズ３１２における基準レンズの非球面データを表１４に示し、輪帯構造（輪帯１〜輪帯１１の１１本の輪帯で構成される段差部３４１を表すデータを表１５に示す。
【表１１】
2007305212.tif 000016
【０１２３】
なお、表１１からは、上述した関係式１〜４が成立しているのが分かる。ちなみに、これらの関係式が成立していることを、以下に具体的に例示する。
【０１２４】
透明保護基板厚（ｍｍ）に関し、ｔ１＝０．６＜ｔ２＝１．２
【０１２５】
波長（ｎｍ）に関し、λ１＝６６０＜λ２＝７８５
【０１２６】
開口数に関し、ＮＡ１＝０．６５＞ＮＡ２＝０．５１
【０１２７】
対物レンズ単体での結像倍率に関し、−０．０５＜β＝−０．０３＜−０．０１
【０１２８】
また、表１１において、ＣＤの光源側のＮＡは０．１２である。実施の形態２における表６において、ＣＤの光源側のＮＡは０．０８７であるので、発散角変換レンズを使用することにより光源からの光をより多く利用できることがわかる。
【表１２】
2007305212.tif 000017
【０１２９】
表１２のＤＶＤの配置において、絞りと対物レンズは図１３の第１の位置３１３である。ＣＤの配置においては、絞りと対物レンズの位置は図１３の第２の位置３１４である。
【表１３】
2007305212.tif 000018
【表１４】
2007305212.tif 000019
【０１３０】
なお、表１３と表１４において、実施の形態３ではＡ１２〜Ａ２０の非球面係数はゼロである。
【表１５】
2007305212.tif 000020
【０１３１】
なお、表１５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、「基準レンズからの光軸上でのシフト量」の単位は「μｍ」である。また、｜Ｄλ１｜＝１．２１９μｍである。
【０１３２】
表１５中の「基準レンズからの光軸上でのシフト量」における符号は、正が基準レンズの表面３４２を基準にして削る方向（例えば図１５の右方向）の段差を意味し、一方、負が基準レンズの表面３４２を基準にして盛り上げる方向（例えば図１５の左方向）の段差を意味する。
【０１３３】
すなわち、第１の段差部３４１ａは、基準レンズの表面３４２を基準にして削る方向の段差の輪帯を有する段差部である（図１６参照）。第２の段差部３４１ｂは、基準レンズの表面３４２を基準にして盛り上げる方向の段差の輪帯を有する段差部である（図１７参照）。
【０１３４】
図１８は、当該集光光学系における軸上のＯＰＤ収差を示したものであり、（ａ）は第１の波長λ１の光束に関してのＯＰＤ収差を示し、（ｂ）は第２の波長λ２の光束に関してのＯＰＤ収差を示している。なお、図１８中、ＷＦＡは波面収差の大きさをλｒｍｓで表したものである。
【０１３５】
ここで、図１８（ａ）に示した第１の波長λ１の光束に関しての波面は連続していることがわかる。このことから、ＤＶＤに対応した基準レンズに多段からなる非周期的な輪帯状の段差部（第１の段差部３４１）を形成しても波面へ影響を与えていないことがわかる。
【０１３６】
一方、図１８（ｂ）に示した第２の波長λ２の光束に関しての波面は不連続な波面となっている。多段からなる非周期的な輪帯状の第１の段差部３４１を基準レンズに形成することにより波長の違いに伴う所定の位相差が発生し波面が不連続に補正される。補正前の連続した波面での波面収差は０．２００λｒｍｓであったものが、図１８（ｂ）に示すように０．０４２λｒｍｓまで補正される。
【０１３７】
以上説明したように、本実施の形態３によれば、上述した実施の形態１の（１）〜（４）の作用効果に加えて、次のような利点がある。
【０１３８】
発散角変換レンズを使用することにより、ＣＤの光源の利用効率をより高めることができる。
【０１３９】
（実施の形態４）
【０１４０】
次に、実施の形態４に関わる光ピックアップ装置（以下、光ピックアップ装置という。）ついて説明する。
【０１４１】
光ピックアップ装置は本発明における集光光学系を利用したものである。実施の形態４では実施の形態３における集光光学系を利用した光ピックアップ装置の一例について説明を行う。
【０１４２】
図１９は実施の形態４に関わる光ピックアップ装置を説明する図である。
【０１４３】
光ピックアップ装置は、図１９に示すように、ＤＶＤの波長λ１の光束４３１を射出する光源（第１の光源）４１を有し、射出された光束４３１はビームスプリッタ４３で反射され、ダイクロイックプリズム４０１、コリメータレンズ４０２を透過した後、略平行光に変換される。さらに、絞り４１１によってＤＶＤの開口数ＮＡ１の幅の光束となって対物レンズ４１２に入射し、ＤＶＤの透明保護基板４２１を介して記録面４２２に集光される。記録面で反射された光束は、対物レンズ４１２、コリメータレンズ４０２、ダイクロイックプリズム４０１、ビームスプリッタ４３を介して受光部（受光手段）４４で受光される。
【０１４４】
また、ＣＤの波長λ２の光束４３２はレーザと受光部（受光手段）とを備えた集積素子４２から射出され、カバーガラス４０３、発散角変換レンズ４０４、ダイクロイックプリズム４０１、コリメータレンズ４０２を介したのち有限発散光に変換される。ＣＤの光束は、絞り４１１で開口数ＮＡ１の光束となって対物レンズ４１２に入射し、ＣＤの透明保護基板４２３を介して記録面４２４に集光される。絞り４１１と対物レンズ４１２は一体となって移動する機構となっており、ＤＶＤの記録面に集光する際には第１の位置４１３に、ＣＤの記録面に集光する際には第２の位置４１４移動する。記録面で反射された光束は、対物レンズ４１２、コリメータレンズ４０２、ダイクロイックプリズム４０１、発散角変換レンズ４０４、カバーガラス４０３を介した後に集積素子４２の受光部にて受光される。
【０１４５】
実施の形態４のＤＶＤの光源４１と受光部４４は集積素子としてもよい。また、ビームスプリッタ４３はダイクロイックプリズムとしてもよい。
【０１４６】
また、ＣＤの集積素子４２は光源と受光部を切り離してもよい。
【０１４７】
さらに、ＣＤの集積素子４２をＣＤの光源とし、受光部４４をＤＶＤとＣＤが共通で用いる受光部としてもよい。
【０１４８】
このような構成とすることで、光利用効率の高い光ピックアップ装置が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭや、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなど光情報記録媒体に対する再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う駆動装置に使用される光ピックアップ用の集光光学系または光ピックアップ装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】実施の形態１に係る光ピックアップ用の集光光学系を示す図である。
【図２】図１に示した光ピックアップ用対物レンズを光源側から見た正面図である。
【図３】図１に示した光ピックアップ用対物レンズの断面を示す断面図である。
【図４】図３に示した光ピックアップ用対物レンズの第１の段差部を拡大した拡大図である。
【図５】実施の形態１に係る光ピックアップ用の集光光学系における軸上のＯＰＤ収差を示す図である。
【図６】実施の形態２に係る光ピックアップ用の集光光学系を示す図である。
【図７】図６に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズを光源側から見た正面図である。
【図８】図６に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの断面を示す断面図である。
【図９】図８に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの第１の段差部を拡大した拡大図である。
【図１０】図８に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの第２の段差部を拡大した拡大図である。
【図１１】実施の形態２に係る光ピックアップ用の集光光学系における軸上のＯＰＤ収差を示す図である。
【図１２】実施の形態１に係る光ピックアップ用の集光光学系と実施の形態２に係る光ピックアップ用の集光光学系に対して温度変化を＋５０ｄｅｇとしたときの第１の波長λ１の光束のＯＰＤ収差を示す図である
【図１３】実施の形態３に係る光ピックアップ用の集光光学系を示す図である。
【図１４】図１３に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズを光源側から見た正面図である。
【図１５】図１３に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの断面を示す断面図である。
【図１６】図１５に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの第１の段差部を拡大した拡大図である。
【図１７】図１５に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの第２の段差部を拡大した拡大図である。
【図１８】実施の形態２に係る光ピックアップ用の集光光学系における軸上のＯＰＤ収差を示す図である。
【図１９】実施の形態４に関わる光ピックアップ装置を説明する図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１１，２１，３１，４１  光源（第１の光源）
１２，２２，３２  光源（第２の光源）
４２  集積素子
４３  ビームスプリッタ
４４  受光部（受光手段）
１０１，２０１  カバーガラス
１０２，２０２，３０１，４０１  ダイクロイックプリズム
１０３，２０３，３０２，４０２  コリメータレンズ
３０３，４０３  カバーガラス
３０４，４０４  発散角変換レンズ
１１１，２１１，３１１，４１１  開口数ＮＡ１の絞り
１１２，２１２，３１２，４１２  対物レンズ
１１３，２１３，３１３，４１３  第１の位置
１１４，２１４，３１４，４１４  第２の位置
１２１，２２１，３２１，４２１  ＤＶＤの透明保護基板
１２２，２２２，３２２，４２２  ＤＶＤの記録面
１２３，２２３，３２３，４２３  ＣＤの透明保護基板
１２４，２２４，３２４，４２４  ＣＤの記録面
１３１，２３１，３３１，４３１  第１の波長の光束
１３２，２３２，３３２，４３２  第２の波長の光束
１４１，２４１ａ，３４１，３４１ａ  第１の段差部
２４１ｂ，３４１ｂ  第２の段差部
１４２，２４２，３４２  基準レンズの表面
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
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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