(57)【要約】      （修正有）【課題】ＤＶＤ／ＣＤを互換使用する場合において、良好な温度特性を得ると共に、ＣＤの十分なワーキングディスタンスを確保でき、更には製造しやすい光ピックアップ装置用の対物レンズを提供する。【解決手段】対物レンズはプラスチック製単玉であり、有効径φ１は以下の式を満たし、１．２５（ｍｍ）≦φ１≦１．８（ｍｍ）（１）対物レンズの光学面は中央領域と、その周りの周辺領域とを有し、中央領域は光軸を含む断面がブレーズ形状である輪帯状の第１回折構造を有し、周辺領域は屈折面である。第１回折構造は、第１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１回折構造を通過した第２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。更に以下の式を満たす。０．０８≧ｍ１−ｍ２≧０．０３（２）但し、ｍ１、ｍ２はそれぞれ第１光源、第２光源から対物レンズまでの倍率を表す。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長λ１（ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有するＤＶＤに情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有するＣＤ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おいて用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズは、プラスチック製で単玉であり、その有効径φ１は以下の式を満たし、
１．２５（ｍｍ）≦φ１≦１．８（ｍｍ）      （１）
前記対物レンズの光学面は、中央領域と、前記中央領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
前記中央領域は、光軸を含む断面がブレーズ形状である輪帯状の第１回折構造を有し、その輪帯数は１５以下であって、
前記周辺領域は、屈折面であり、
前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第１光束を、ＤＶＤ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２光束を、ＣＤ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、
前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第２光束を、ＤＶＤ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２光束を、ＣＤ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せず、
前記第１回折構造は、前記第１回折構造を通過した第１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１回折構造を通過した第２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、
以下の式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
０．０８≧ｍ１−ｍ２≧０．０３      （２）
但し、ｍ１は、前記第１光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表し、ｍ２は、前記第２光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表す。
【請求項２】
前記第１回折構造の段差は、光軸から最大有効径までの５０％の高さより内側の領域では、光軸と逆側を向いており、且つ以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
１．２５（ｍｍ）≦φ１≦１．５（ｍｍ）      （１’）
【請求項３】
前記第１回折構造の段差は、光軸近傍では光軸と逆側を向き、前記周辺領域近傍では光軸側を向いていることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記第１光束が波長変化を生じたときに生じる３次球面収差と５次球面収差の符号が異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項５】
環境温度変化時に生じる３次球面収差変化量をΔＳＡ３、５次球面収差変化量をΔＳＡ５とすると、│ΔＳＡ３│≦│ΔＳＡ５│を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項６】
以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の対物レンズ。
−０．０３≦ｍ２≦−０．０６      （３）
ｍ１≦│０．００５│      （４）
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする光情報記録再生装置。
【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（記録／再生）を行える光ピックアップ装置、対物レンズ及び光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＤ（コンパクトディスク）及びＤＶＤ（デジタルヴァーサタイルディスク）に対して情報の記録／再生を行える互換タイプの光ピックアップ装置が知られている。このような光ピックアップ装置において、構成を簡素化し且つ低コスト化を図るために、ＤＶＤ用の光学系とＣＤ用の光学系とを共通化すると共に、光ディスクに対向して配置される対物レンズを共通化している。かかる対物レンズにおいては、ＤＶＤ／ＣＤ互換用の回折構造が形成されることが多い。特許文献１には、ＤＶＤ／ＣＤ互換用の回折構造を有する対物レンズが開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された対物レンズにおいては、光学面を、光軸を中心とした共用領域と、その周囲の専用領域とに分けて、それぞれに回折構造を形成している。よって、回折構造の波長依存性を利用して、共用領域に対してＤＶＤに使用する光とＣＤに使用する光とが入射したときはそれぞれ集光スポットを形成すると共に、専用領域に対してＤＶＤに使用する光が通過したときは集光スポットを形成するが、ＣＤに使用する光が通過したときはフレアを形成するようになっており、これによりＤＶＤとＣＤの基板厚さに起因する球面収差を補正し（これを互換機能という）、またＣＤの絞り機能も持たせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４４７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のＤＶＤ／ＣＤ互換用の対物レンズの場合、その有効径は２ｍｍ以上である。これに対し、薄型のノートパソコン等に搭載される光ピックアップ装置などにおいては、ノートパソコンのデザイン性の観点から、更に薄型化の要求がある。これに伴い、対物レンズの焦点距離を小さくし、有効径を１．８ｍｍ以下することが望まれている。かかる場合に問題となるのは、プラスチック製の対物レンズを用いた場合における、温度変化に起因した屈折率変化による球面収差の補正（温特補正という）と、ＣＤ使用時のワーキングディスタンスの短縮化である。ところが、特許文献１には、かかる問題及び解決策について何ら開示されていない。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決することを目的としたものであり、ＤＶＤ／ＣＤを互換使用する場合において、良好な温度特性を得ると共にＣＤの十分なワーキングディスタンスを確保でき、更には製造しやすい光ピックアップ装置用の対物レンズ並びに光ピックアップ装置及び光情報記録再生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】
【０００７】
請求項１に記載の対物レンズは、第１波長λ１（ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有するＤＶＤに情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有するＣＤ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おいて用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズは、プラスチック製で単玉であり、その有効径φ１は以下の式を満たし、
１．２５（ｍｍ）≦φ１≦１．８（ｍｍ）      （１）
前記対物レンズの光学面は、中央領域と、前記中央領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
前記中央領域は、光軸を含む断面がブレーズ形状である輪帯状の第１回折構造を有し、その輪帯数は１５以下であり、
前記周辺領域は、屈折面であり、
前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第１光束を、ＤＶＤ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２光束を、ＣＤ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、
前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第２光束を、ＤＶＤ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２光束を、ＣＤ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せず、
前記第１回折構造は、前記第１回折構造を通過した第１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１回折構造を通過した第２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、
以下の式を満たす。
０．０８≧ｍ１−ｍ２≧０．０３      （２）
但し、ｍ１は、前記第１光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表し、ｍ２は、前記第２光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表す。
【０００８】
一般的なＤＶＤ／ＣＤ互換用の第１回折構造は、入射光束の波長が長波長側に変化した場合、アンダーな球面収差を発生する波長依存性を有している（図１（ａ）参照）。一方、対物レンズをプラスチック製とした場合に環境温度が上昇すると屈折率が変化して球面収差はオーバー側に変化するから、光源の温度変化時の波長変化を考慮すると、双方の球面収差を打ち消し合う効果が得られる。つまり、中央領域の第１回折構造は、回折パワーを、最適なバランスによって互換機能のためだけでなく温特補正のためにも利用しているのである。
【０００９】
ところが、（１）式を満たすように対物レンズの有効径が小さくなった場合、屈折面における温度変化時の球面収差が小さくなるのに対して、互換機能のための回折パワーは大きくなるため、温特補正が過剰になってしまい、補正後の球面収差がアンダー側に残存し、適切な集光スポットを形成できないという課題がある。
【００１０】
かかる課題は、対物レンズの有効径に応じて小さくなった屈折面における温度変化時の球面収差に合わせて、第１回折構造による温特補正を最適化することで解決できる（図１（ｂ）参照）。ところが、かかる最適化により第１回折構造の互換機能が不足するから、そのままではＤＶＤとＣＤの保護基板厚差に起因した球面収差を補正できなくなる。そこで、互換機能の不足分を、ＤＶＤ使用時の光学系倍率とＣＤ使用時の光学系倍率とを異ならせることで補うようにするのである。これにより、第１回折構造による互換機能と温特補正とを両立しながら、例えばＣＤ使用光として対物レンズに発散光を入射させることで、ＣＤ使用時のワーキングディスタンスを伸ばすこともできる。
【００１１】
即ち本発明によれば、（１）式を満たすような有効径が小さい対物レンズにおいて、（２）式を満たすように結像倍率ｍ１，ｍ２に倍率差を与えることで、第１回折構造による互換機能と温特補正とを両立しながら、例えばＣＤ使用光として対物レンズに発散光を入射させることで、ＣＤ使用時のワーキングディスタンスを伸ばすことができるのである。又、周辺領域を屈折面とすることにより、トータルの温度変化時の球面収差も小さく、且つケラレなどが少なく光の利用効率に優れ、成形性にも優れた対物レンズを提供できる。
【００１２】
更に、第１回折構造を用いて負の近軸の回折パワーを与えることもでき、これによりワーキングディスタンスを一層伸ばすこともできるが、回折パワーを与え過ぎると輪帯数が増大して成形性が悪化したり、波長変化や温度変化時に共用領域と専用領域で波面が不連続となり高次収差が発生する恐れがあるので、輪帯数は１５以下となる程度に留めることが望ましいといえる。
【００１３】
請求項２に記載の対物レンズは、請求項１に記載の発明において、前記第１回折構造の段差は、光軸から最大有効径までの５０％の高さより内側の領域では、光軸と逆側を向いており、且つ以下の式を満たすことを特徴とする。
１．２５（ｍｍ）≦φ１≦１．５（ｍｍ）      （１’）
【００１４】
前記第１回折構造の段差を、光軸から最大有効径までの５０％の高さより内側の領域では、光軸と逆側を向くようにすることで近軸の回折パワーによりＣＤのワーキングディスタンスを伸ばすことが可能となるため、特に（１’）式を満たすような小径の対物レンズであっても、良好な成形性を確保することができる。
【００１５】
請求項３に記載の対物レンズは、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１回折構造の段差は、光軸近傍では光軸と逆側を向き、前記周辺領域近傍では光軸側を向いていることを特徴とする。
【００１６】
これにより近軸の回折パワーによりＣＤのワーキングディスタンスを伸ばしながら輪帯数の増加を抑えることが可能となり、良好な成形性を確保することができる。
【００１７】
請求項４に記載の対物レンズは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第１光束が波長変化を生じたときに生じる３次球面収差と５次球面収差の符号が異なることを特徴とする。
【００１８】
これにより低次の収差を高次の収差に振り分けることが可能となるため、波長変化時や温度変化時におけるトータルの球面収差を低減できる。
【００１９】
請求項５に記載の対物レンズは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、環境温度変化時に生じる３次球面収差変化量をΔＳＡ３、５次球面収差変化量をΔＳＡ５とすると、│ΔＳＡ３│≦│ΔＳＡ５│を満たすことを特徴とする。
【００２０】
これによりＣＤ使用時のフレアをメイン光から遠ざけながら、波長変化時や温度変化時におけるトータルの球面収差を低減できる。
【００２１】
請求項６に記載の対物レンズは、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、以下の式を満たすことを特徴とする。
−０．０３≦ｍ２≦−０．０６      （３）
ｍ１≦│０．００５│      （４）
【００２２】
ＤＶＤ使用時の光学系結像倍率ｍ１とＣＤ使用時の光学系結像倍率ｍ２について規定する。（３）式の値が上限以下であれば、対物レンズのトラッキング特性を良好に維持でき、一方、（３）式の値が下限以上であれば、更にＣＤのワーキングディスタンスを確保できる。又、（４）式を満たすことで、ＤＶＤ使用時に有限平行光を対物レンズに入射できるから、トラッキング時にコマ収差が発生せず、ＣＤ使用時に比べて光学特性を向上できる。
【００２３】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする。かかる光ピックアップ装置は、ＤＶＤ使用時の光学系倍率とＣＤ使用時の光学系倍率とを異ならせる際の適切な倍率差を与える手段を有すると好ましい。このような手段としては、第１光束と第２光束が共通して通過する光路内に配置され、光軸方向に移動可能とされたカップリングレンズや、液晶素子、或いは第１光源から対物レンズに至る光路が、第２光源から対物レンズに至る光路と途中で分岐され、例えば第１光束は無限平行光束の状態で対物レンズに入射し、第２光束は有限発散光束の状態で対物レンズに入射する固定された構成などがある。
【００２４】
請求項８に記載の光情報記録再生装置は、請求項７に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第１光源、第２光源の少なくとも２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１光束をＤＶＤの情報記録面上に集光させ、第２光束をＣＤ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、ＤＶＤ、ＣＤ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。
【００２６】
ＤＶＤは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。ＣＤは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。なお、ＤＶＤ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。
【００２７】
本明細書において、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／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、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物レンズにより情報の記録／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。
【００２８】
保護基板の厚さｔ１、ｔ２に関しては、以下の条件式（５）、（６）を満たすことが好ましいが、これに限られない。尚、ここで言う、保護基板の厚さとは、光ディスク表面に設けられた保護基板の厚さのことである。即ち、光ディスク表面から、表面に最も近い情報記録面までの保護基板の厚さのことをいう。
【００２９】
０．５ｍｍ ≦ ｔ１ ≦ ０．７ｍｍ           （５）
１．０ｍｍ ≦ ｔ２ ≦ １．３ｍｍ           （６）
【００３０】
本明細書において、第１光源、第２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１光源から出射される第１光束の第１波長λ１、第２光源から出射される第２光束の第２波長λ２（λ２＞λ１）は以下の条件式（７）を満たすことが好ましい。
【００３１】
１．１・λ１ ＜ λ２ ＜ １．３・λ１       （７）
また、第１光源の第１波長λ１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２光源の第２波長λ２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。
【００３２】
また、第１光源、第２光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第１光源と第２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。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。
【００３３】
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レンズ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。
【００３４】
集光光学系は、対物レンズを有する。集光光学系は、対物レンズの他にコリメータ等のカップリングレンズを有していることが好ましい。カップリングレンズとは、対物レンズ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。コリメータは、カップリングレンズの一種で、コリメータに入射した光を平行光にして出射するレンズである。本明細書において、対物レンズとは、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。対物レンズは、単玉のレンズのみからなっていて、好ましくは単玉の凸レンズからなる対物レンズである。また、対物レンズは、プラスチックレンズである。また、対物レンズは、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物レンズは、回折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。
【００３５】
対物レンズについて、以下に記載する。対物レンズ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少なくとも有する。中央領域は、対物レンズの光軸を含む領域であることが好ましいが、光軸を含む微小な領域を未使用領域や特殊な用途の領域とし、その周りを中心領域（中央領域ともいう）としてもよい。中央領域及び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２に示されるように、中央領域ＣＮ、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。中央領域、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。中央領域は第１回折構造を有し、周辺領域は屈折面である。
【００３６】
対物レンズの中央領域は、ＤＶＤ及びＣＤの記録／再生に用いられるＤＶＤ／ＣＤ共用領域と言える。即ち、対物レンズは、中央領域を通過する第１光束を、ＤＶＤ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、中央領域を通過する第２光束を、ＣＤの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。また、中央領域に設けられた第１回折構造は、第１回折構造を通過する第１光束及び第２光束に対して、ＤＶＤの保護基板の厚さｔ１とＣＤの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差／第１光束と第２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。
【００３７】
対物レンズの周辺領域は、ＤＶＤの記録／再生に用いられ、ＣＤの記録／再生に用いられないＤＶＤ専用領域と言える。即ち、対物レンズは、周辺領域を通過する第１光束を、ＤＶＤの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。その一方で、周辺領域を通過する第２光束を、ＣＤの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光しない。対物レンズの周辺領域を通過する第２光束は、ＣＤ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、対物レンズを通過した第２光束がＣＤ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を有することが好ましい。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録／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／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。但し、スポット中心部の周りにスポット中間部が存在せずスポット周辺部があるタイプ、即ち、集光スポットの周りに薄く光が大きなスポットを形成する場合も、そのスポット周辺部をフレアと呼んでもよい。つまり、対物レンズの中間領域を通過した第２光束は、ＣＤ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とも言える。
【００３８】
第１回折構造は、対物レンズ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１回折構造が、中央領域の全面に設けられていることである。
【００３９】
本明細書でいう回折構造とは、段差を有し、回折によって光束を収束あるいは発散させる作用を持たせる構造の総称である。例えば、単位形状が光軸を中心として複数並ぶことによって構成されており、それぞれの単位形状に光束が入射し、透過した光の波面が、隣り合う輪帯毎にズレを起こし、その結果、新たな波面を形成することによって光を収束あるいは発散させるような構造を含むものである。回折構造は、好ましくは段差を複数有し、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。また、光源側レンズ面に回折構造を設けた単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって回折構造からの出射角とレンズに入射するまでの光路長が異なるため、回折構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ回折次数の回折光を発生させる回折構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。
【００４０】
また、本発明のブレーズ型の回折構造とは、図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、光学素子の光軸を含む断面形状が、鋸歯状の形状ということである。尚、図４の例においては、上方が光源側、下方が光ディスク側であって、母非球面としての平面に回折構造が形成されているものとする。ブレーズ型の回折構造において、１つのブレーズ単位の光軸垂直方向の長さをピッチＰという。（図４（ａ）、（ｂ）参照）また、ブレーズの光軸に平行方向の段差の長さを段差量Ｂという。（図４（ａ）参照）
【００４１】
このように、ブレーズ型の回折構造では、単位形状である鋸歯状の形状が繰り返された形状となる。図４（ａ）に示されるように、同一の鋸歯状形状が繰り返されてもよいし、図４（ｂ）に示されるように、光軸から離れる方向に進むに従って、徐々に鋸歯状形状のピッチが長くなっていく形状、又は、ピッチが短くなっていく形状であってもよい。加えて、ある領域においては、ブレーズ型の回折構造の段差が光軸（中心）側とは逆を向いている形状とし、他の領域においては、ブレーズ型の回折構造の段差が光軸（中心）側を向いている形状とし、その間に、ブレーズ型の回折構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている形状としてもよい。なお、このようにブレーズ型の回折構造の段差の向きを途中で切り替える構造にする場合、輪帯ピッチを広げることが可能となり、回折構造の製造誤差による透過率低下を抑制できる。
【００４２】
また、第１回折構造は、埃やゴミの付着し易い対物レンズの光ディスク側の面よりも、対物レンズの光源側の面に設けられることが好ましい。別の言い方では、第１回折構造は、対物レンズの曲率半径の絶対値が小さい方の光学面に設けることが好ましい。
【００４３】
第１回折構造は、ブレーズ型構造である。また、第１回折構造は、第１回折構造を通過した第１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１回折構造を通過した第２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。これを（１／１）構造と呼ぶ場合がある。特に、低次である１次回折光が発生するようにすると、第１回折構造の段差量が大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。第１回折構造の輪帯数は１５以下であると好ましい。
【００４４】
また、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第１回折構造は、その段差が光軸とは逆の方向を向いていることが好ましい。「段差が光軸とは逆の方向を向いている」とは、図５（ｂ）のような状態を言う。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第１回折構造とは、（１／１）構造の段差のうち、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも、光軸から中央領域と周辺領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する（１／１）構造の段差が、光軸とは逆の方向を向いていることである。
【００４５】
例えば、中央領域の周辺領域付近に設けられる第１回折構造は、段差が光軸の方向を向いていてもよい。即ち、図６（ｂ）に示すように、第１回折構造が光軸付近では段差が光軸とは逆の方向を向いているが、途中で切り替わり、周辺領域付近では第１回折構造の段差が光軸の方を向くような形状としてもよい。但し、中央領域に設けられる第１回折構造の全ての段差が光軸とは逆の方向を向いていてもよい。
【００４６】
このように、第１光束における回折次数が１次となる第１回折構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、ＤＶＤ／ＣＤの２種類の光ディスクの互換で用いるような対物レンズにおいても、近軸の回折パワー負の方向に強くなるため、ＣＤ使用時にワーキングディスタンスを十分確保することが可能となるのである。
【００４７】
ＤＶＤ／ＣＤの２種類の光ディスクの互換で用いるような対物レンズにおいても、ＣＤ使用時にワーキングディスタンスを十分確保するという観点からは、第１回折構造が第１光束に対して負の近軸パワーを持つことが好ましい。ここで、「負の近軸パワーを持つ」とは、第１回折構造の光路差関数を後述する数２式で表した場合、Ｃ2＞０であることを意味する。
【００４８】
ＤＶＤに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ１とし、ＣＤに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１＞ＮＡ２）とする。ＮＡ１は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ１は０．６０又は０．６５であることが好ましい。また、ＮＡ２は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．４５又は０．５３であることが好ましい。
【００４９】
対物レンズの中央領域と周辺領域の境界は、第１光束の使用時において、０．９・ＮＡ１以上、１．２・ＮＡ１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、対物レンズの中央領域と周辺領域の境界が、ＮＡ２に相当する部分に形成されていることである。
【００５０】
対物レンズを通過した第２光束をＣＤ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２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）の範囲に存在することが好ましい。
【００５１】
対物レンズの有効径をφ１とすると、以下の式を満たす。これにより、いわゆるウルトラスリムタイプと呼ばれる薄型の光ピックアップ装置に搭載可能になる。
１．２５（ｍｍ）≦φ１≦１．８（ｍｍ）      （１）
好ましくは、以下の式を満たすことである。
１．２５（ｍｍ）≦φ１≦１．５（ｍｍ）      （１’）
【００５２】
第１光束は、平行光として対物レンズに入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物レンズに入射してもよい。トラッキング時においても、コマ収差が発生することを防止するためには、第１光束を全て平行光又は略平行光として対物レンズに入射させることが好ましい。本発明の第１回折構造を用いることによって、第１光束の全てを平行光又は略平行光として対物レンズに入射させることが可能となるため、本発明の効果がより顕著となる。第１光束が平行光又は略平行光になる場合、第１光束が対物レンズに入射する時の対物レンズの結像倍率ｍ１が、下記の式（４）を満たすことが好ましい。
ｍ１≦│０．００５│      （４）
【００５３】
一方、（４）式を満たす場合、第２光束は、発散光として対物レンズに入射するのが好ましい。より好ましくは、第２光束が対物レンズに入射する時の対物レンズの結像倍率ｍ２が、以下の式を満たすことである。
−０．０３≦ｍ２≦−０．０６      （３）
【００５４】
更に、以下の式を満たすと好ましい。
−０．０３５≧ＰＤ／Ｐ≧−０．１３      （８）
但し、ＰＤは前記第１回折構造における近軸の回折パワーであり、Ｐはトータルの近軸のパワーである。
【００５５】
また、ＣＤ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、０．１０ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．１３ｍｍ以上、０．３０ｍｍ以下である。次に、ＤＶＤを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．２ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５６】
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。
【００５７】
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ごと、外部に取り出される方式とがある。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【発明の効果】
【００６０】
本発明によれば、ＤＶＤ／ＣＤを互換使用する場合において、良好な温度特性を得ると共にＣＤの十分なワーキングディスタンスを確保でき、更には製造しやすい光ピックアップ装置用の対物レンズ並びに光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】入射光束の波長が長波長側に変化した場合における縦球面収差図である。
【図２】本実施の形態にかかる単玉の対物レンズＯＬを光軸方向に見た図である。
【図３】対物レンズを通過した第３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を形成する状態を示す図である。
【図４】回折構造の例を示す軸線方向断面図である。
【図５】（ａ）は段差が光軸の方向を向いている状態を示し、（ｂ）は段差が光軸とは逆の方向を向いている状態を示す図である。
【図６】（ａ）は光軸付近では段差が光軸の方向を向いているが、途中で切り替わり、周辺領域付近では段差が光軸とは逆の方を向くような形状を示し、（ｂ）は光軸付近では段差が光軸とは逆の方向を向いているが、途中で切り替わり、周辺領域付近では段差が光軸の方を向くような形状を示す図である。
【図７】異なる光ディスクである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。
【図８】実施例１の対物レンズに入射する光束の波長が長波長側に変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。
【図９】実施例１の対物レンズにおける基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図である。
【図１０】実施例１の対物レンズにおいて、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフである。
【図１１】実施例２の対物レンズに入射する光束の波長が長波長側に変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。
【図１２】実施例２の対物レンズにおける基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図である。
【図１３】実施例２の対物レンズにおいて、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフである。
【図１４】実施例３の対物レンズに入射する光束の波長が長波長側に変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。
【図１５】実施例３の対物レンズにおける基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図である。
【図１６】実施例３の対物レンズにおいて、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフである。
【図１７】実施例４の対物レンズに入射する光束の波長が長波長側に変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。
【図１８】実施例４の対物レンズにおける基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図である。
【図１９】実施例４の対物レンズにおいて、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフである。
【図２０】実施例５の対物レンズに入射する光束の波長が長波長側に変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。
【図２１】実施例５の対物レンズにおける基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図である。
【図２２】実施例５の対物レンズにおいて、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図７は、異なる光ディスクである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。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。
【００６３】
図７において、第１光束（λ１＝６６０ｎｍ）を出射する第１光源である赤色半導体レーザ１１と、第２光束（λ２＝７８５ｎｍ）を出射する第２光源である赤外半導体レーザ１２とを備え、それぞれの光源から射出される発散光束の発散角を所望の発散角に変換するカップリングレンズ２１，２２と、上記光束をほぼ一つの方向に進むように合成する光合成手段であるビームスプリッタ６２と、ビームスプリッタ６２からの光束をＤＶＤ又はＣＤの情報記録面に集光する対物レンズ３と、光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器４１、４２とを備えている。図中、８は絞り、９はシリンドリカルレンズ、７１，７２はλ／４波長板、１５はビームシェイパ、１６は凹レンズ、１７は反射光束を分離するためのホログラムである。
【００６４】
対物レンズ３は、プラスチック製で単玉であり、その有効径φ１は以下の式を満たす。
１．２５（ｍｍ）≦φ１≦１．８（ｍｍ）      （１）
【００６５】
又、対物レンズ３の光学面は、中央領域と、中央領域の周りの周辺領域とを有し、中央領域は、光軸を含む断面がブレーズ形状である輪帯状の第１回折構造を有し、周辺領域は屈折面である。第１回折構造は、第１回折構造を通過した第１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１回折構造を通過した第２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。第１回折構造の輪帯数は１５以下であり、その段差が光軸近傍では光軸と逆側を向き、周辺領域近傍では光軸側を向いていると好ましい。更に以下の式を満たす。
０．０８≧ｍ１−ｍ２≧０．０３      （２）
但し、ｍ１は、第１光源からの光束が対物レンズ３に入射する時の対物レンズの倍率を表し、ｍ２は、第２光源からの光束が対物レンズ３に入射する時の前記対物レンズの倍率を表す。
【００６６】
赤色半導体レーザ１１から射出された第１光束（λ１＝６６０ｎｍ）の発散光束は、実線で示すように、ビームシェイパ１５，偏光ビームスプリッタ６１を通過した後、カップリングレンズ２１を通過して平行光となり、λ／４波長板７１により直線偏光から円偏光に変換され、更に偏光ビームスプリッタ６２を通過し、絞り８によりその光束径が規制され、対物レンズ３に入射する。ここで、対物レンズ３の中央領域と周辺領域により集光された光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板を介して、ＤＶＤの情報記録面上に形成されるスポットとなる。
【００６７】
ＤＶＤの情報記録面上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３、絞り８を通過した後、更に偏光ビームスプリッタ６２を通過し、λ／４波長板７１により円偏光から直線偏光に変換され、カップリングレンズ２１により収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタ６１で反射され、シリンドリカルレンズ９，凹レンズ１６を介して光検出器４１の受光面上に収束する。そして、光検出器４１の出力信号を用いて、不図示のアクチュエータにより対物レンズ３をフォーカシングやトラッキングさせることで、ＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００６８】
一方、赤外半導体レーザ１２から射出された第２光束（λ２＝７８５ｎｍ）の発散光束は、実線で示すように、ホログラム１７を通過し、カップリングレンズ２２で発散光束もしくは平行光束に変換され、λ／４波長板７２により直線偏光から円偏光に変換され、更に偏光ビームスプリッタ６２で反射されて、絞り８によりその光束径が規制され、対物レンズ３に入射する。ここで、対物レンズ３の中央領域により集光された光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板を介して、ＣＤの情報記録面上に形成されるスポットとなる。一方、対物レンズ３の周辺領域を通過した光束は、ＣＤの情報記録面上でフレアとなる。
【００６９】
ＣＤの情報記録面上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３、絞り８を通過した後、更に偏光ビームスプリッタ６２で反射され、λ／４波長板７２により円偏光から直線偏光に変換され、カップリングレンズ２２により収斂光束とされ、ホログラム１７から光検出器４２の受光面上に収束する。そして、光検出器４２の出力信号を用いて、不図示のアクチュエータにより対物レンズ３をフォーカシングやトラッキングさせることで、ＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００７０】
（実施例）
以下、上述した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。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、２．５×Ｅ−３）を用いて表す場合がある。また、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。
【００７１】
【数１】
2013109801.tif 000003
【００７２】
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、ｒは近軸曲率半径である。
【００７３】
また、回折構造を用いた実施例の場合、その回折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。
【００７４】
【数２】
2013109801.tif 000004
【００７５】
尚、λは入射光束の波長、λBは設計波長（ブレーズ型回折構造の場合ブレーズ化波長という）、ｄｏｒは回折次数、Ｃ2iは光路差関数の係数である。
【００７６】
（実施例１）
実施例１のレンズデータを表１に示す。図８は、実施例１の対物レンズに入射する第１光束の波長が長波長側に＋１０ｎｍ変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。図９は、基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図であるが、縦軸はＤＶＤの絞り径を通過するＣＤのマージナル光線を１とした瞳座標である。図１０は、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフであり、上方に近づくに連れて近軸パワーが増加することを示し、下方に近づくに連れて互換のためのパワーが増加することを示している。また、傾きは回折面の段差の向きを表し、傾きが正であれば段差面は光軸と逆向きとなり、傾きが負であれば段差面は光軸方向となる。
【００７７】
【表１】
2013109801.tif 000005
【００７８】
実施例１においては、ＤＶＤの有効径φ１＝１．６９ｍｍであり、倍率ｍ１＝０、ｍ２＝−０．０３４１であるから、ｍ１−ｍ２＝０．０３４１である。ＣＤ使用時のワーキングディスタンスは０．１９ｍｍである。ＰＤ／Ｐ＝−０．０７８であり、５ｎｍの波長変化を生じたときに生じる３次球面収差ΔＳＡ３は−０．０２３λｒｍｓであり、５次球面収差ΔＳＡ５は０．０１０であって、その符号が異なる。又、環境温度が＋３０℃変化した時に生じる３次球面収差変化量ΔＳＡ３は−０．０１１λｒｍｓであり、５次球面収差変化量ΔＳＡ５は、０．００６である。
【００７９】
実施例１では、中央領域の第１回折構造に第１光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなり、第２光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなる。又、第１回折構造の輪帯数は１０であり、第１回折構造の段差は光軸と逆側を向いている。
【００８０】
（実施例２）
実施例２のレンズデータを表２に示す。図１１は、実施例２の対物レンズに入射する第１光束の波長が長波長側に＋１０ｎｍ変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。図１２は、基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図であるが、縦軸はＤＶＤの絞り径を通過するＣＤのマージナル光線を１とした瞳座標である。図１３は、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフであり、上方に近づくに連れて近軸パワーが増加することを示し、下方に近づくに連れて互換のためのパワーが増加することを示している。また、傾きは回折面の段差の向きを表し、傾きが正であれば段差面は光軸と逆向きとなり、傾きが負であれば段差面は光軸方向となる。
【００８１】
【表２】
2013109801.tif 000006
【００８２】
実施例２においては、ＤＶＤの有効径φ１＝１．６９ｍｍであり、倍率ｍ１＝０、ｍ２＝−０．０５１であるから、ｍ１−ｍ２＝０．０５１である。ＣＤ使用時のワーキングディスタンスは０．２１ｍｍである。ＰＤ／Ｐ＝−０．０７８であり、５ｎｍの波長変化を生じたときに生じる３次球面収差ΔＳＡ３は−０．０２４λｒｍｓであり、５次球面収差ΔＳＡ５は０．００５であって、その符号が異なる。又、環境温度が＋３０℃変化した時に生じる３次球面収差変化量ΔＳＡ３は−０．０１１λｒｍｓであり、５次球面収差変化量ΔＳＡ５は、０．００３である。
【００８３】
実施例２では、中央領域の第１回折構造に第１光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなり、第２光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなる。又、第１回折構造の輪帯数は１２であり、第１回折構造の段差は光軸と逆側を向いている。
【００８４】
（実施例３）
実施例３のレンズデータを表３に示す。図１４は、実施例３の対物レンズに入射する第１光束の波長が長波長側に＋１０ｎｍ変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。図１５は、基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図であるが、縦軸はＤＶＤの絞り径を通過するＣＤのマージナル光線を１とした瞳座標である。図１６は、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフであり、上方に近づくに連れて近軸パワーが増加することを示し、下方に近づくに連れて互換のためのパワーが増加することを示している。また、傾きは回折面の段差の向きを表し、傾きが正であれば段差面は光軸と逆向きとなり、傾きが負であれば段差面は光軸方向となる。
【００８５】
【表３】
2013109801.tif 000007
【００８６】
実施例３においては、ＤＶＤの有効径φ１＝１．６９ｍｍであり、倍率ｍ１＝０、ｍ２＝−０．０５０７であるから、ｍ１−ｍ２＝０．０５０７である。ＣＤ使用時のワーキングディスタンスは０．２０ｍｍである。ＰＤ／Ｐ＝−０．０２４であり、５ｎｍの波長変化を生じたときに生じる３次球面収差ΔＳＡ３は−０．００３λｒｍｓであり、５次球面収差ΔＳＡ５は０．０１７であって、その符号が異なる。又、環境温度が＋３０℃変化した時に生じる３次球面収差変化量ΔＳＡ３は０．００４λｒｍｓであり、５次球面収差変化量ΔＳＡ５は、０．０１１である。
【００８７】
実施例３では、中央領域の第１回折構造に第１光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなり、第２光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなる。又、第１回折構造の輪帯数は９であり、第１回折構造の段差は光軸と逆側を向いている。
【００８８】
（実施例４）
実施例４のレンズデータを表４に示す。図１７は、実施例４の対物レンズに入射する第１光束の波長が長波長側に＋１０ｎｍ変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。図１８は、基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図であるが、縦軸はＤＶＤの絞り径を通過するＣＤのマージナル光線を１とした瞳座標である。図１９は、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフであり、上方に近づくに連れて近軸パワーが増加することを示し、下方に近づくに連れて互換のためのパワーが増加することを示している。また、傾きは回折面の段差の向きを表し、傾きが正であれば段差面は光軸と逆向きとなり、傾きが負であれば段差面は光軸方向となる。
【００８９】
【表４】
2013109801.tif 000008
【００９０】
実施例４においては、ＤＶＤの有効径φ１＝１．５０ｍｍであり、倍率ｍ１＝０、ｍ２＝−０．０６１４であるから、ｍ１−ｍ２＝０．０６１４である。ＣＤ使用時のワーキングディスタンスは０．１３ｍｍである。ＰＤ／Ｐ＝−０．０６４であり、５ｎｍの波長変化を生じたときに生じる３次球面収差ΔＳＡ３は−０．０２λｒｍｓであり、５次球面収差ΔＳＡ５は０．００５であって、その符号が異なる。又、環境温度が＋３０℃変化した時に生じる３次球面収差変化量ΔＳＡ３は−０．００８λｒｍｓであり、５次球面収差変化量ΔＳＡ５は、０．００６である。
【００９１】
実施例４では、中央領域の第１回折構造に第１光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなり、第２光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなる。又、第１回折構造の輪帯数は９であり、第１回折構造の段差は光軸と逆側を向いている。
【００９２】
（実施例５）
実施例５のレンズデータを表５に示す。図２０は、実施例５の対物レンズに入射する第１光束の波長が長波長側に＋１０ｎｍ変化した際におけるＤＶＤ使用時の縦球面収差図である。図２１は、基準状態におけるＣＤ使用時の縦球収差図であるが、縦軸はＤＶＤの絞り径を通過するＣＤのマージナル光線を１とした瞳座標である。図２２は、横軸に光軸からの高さをとり、縦軸に光路差関数／λＢ（λＢは設計波長）をとって示すグラフであり、上方に近づくに連れて近軸パワーが増加することを示し、下方に近づくに連れて互換のためのパワーが増加することを示している。また、傾きは回折面の段差の向きを表し、傾きが正であれば段差面は光軸と逆向きとなり、傾きが負であれば段差面は光軸方向となる。
【００９３】
【表５】
2013109801.tif 000009
【００９４】
実施例５においては、ＤＶＤの有効径φ１＝１．５０ｍｍであり、倍率ｍ１＝０、ｍ２＝−０．０６１２であるから、ｍ１−ｍ２＝０．０６１２である。ＣＤ使用時のワーキングディスタンスは０．１２ｍｍである。ＰＤ／Ｐ＝−０．０４０であり、５ｎｍの波長変化を生じたときに生じる３次球面収差ΔＳＡ３は−０．０１２λｒｍｓであり、５次球面収差ΔＳＡ５は０．０１０であって、その符号が異なる。又、環境温度が＋３０℃変化した時に生じる３次球面収差変化量ΔＳＡ３は−０．００２λｒｍｓであり、５次球面収差変化量ΔＳＡ５は、０．０１０である。
【００９５】
実施例５では、中央領域の第１回折構造に第１光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなり、第２光束が入射したとき１次回折光の光量が最も高くなる。又、第１回折構造の輪帯数は８であり、第１回折構造の段差は光軸と逆側を向いている。
【００９６】
表６に、実施例１〜５の特徴となる数値をまとめて示す。尚、表中、「０．３ｍｍのＲＭＳ」は、対物レンズが0.3ｍｍトラッキングした場合の波面収差を示す。
【００９７】
【表６】
2013109801.tif 000010
【００９８】
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。
【符号の説明】
【００９９】
３ 対物レンズ
８ 絞り
９ シリンドリカルレンズ
１１ 赤色半導体レーザ
１２ 赤外半導体レーザ
１５ ビームシェイパ
１６ 凹レンズ
１７ ホログラム
２１ カップリングレンズ
２２ カップリングレンズ
４１ 光検出器
４２ 光検出器
６１ 偏光ビームスプリッタ
６２ 偏光ビームスプリッタ
７１ λ／４波長板
７２ λ／４波長板
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
【図１】
2013109801.tif 000011
【図２】
2013109801.tif 000012
【図３】
2013109801.tif 000013
【図４】
2013109801.tif 000014
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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