JP4775610B2 - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ピックアップ装置の対物レンズ及び光ピックアップ装置に関する。又、特に、透明基板厚さの異なる少なくとも２つの光情報記録媒体の記録又は再生に対して、有限倍率でありながら温度特性の良い対物レンズ及び光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＣＤ再生装置において要求される精度を有する光情報記録媒体の記録再生用光学系（尚、本明細書中で云う記録再生用光学系あるいは記録再生装置とは記録用光学系、再生用光学系、記録と再生との両用の光学系あるいはそれらを用いた装置を含む）としては、無限共役型の光学系が特開昭５７−７６５１２号公報に開示され、有限共役型の光学系が特開昭６１−５６３１４号公報等に開示されている。また、樹脂製対物レンズを用いた場合の温度変化による収差の発生を減じるため、カップリングレンズを用いたものが特開平６−２５８５７３号公報に開示されている。しかるに、近年においては低コスト化などの要求から、記録再生用光学系、特にその対物レンズに関しては、樹脂（プラスチック）材料を用いて形成されたレンズが広く使用されている。
【０００３】
しかし、樹脂材料から形成された対物レンズにおいては、温度変化に伴う屈折率の変化によって発生する収差が、ガラス材料から形成されたレンズより大きくなるという問題がある。一般的には、この屈折率の変化は樹脂材料とガラス材料とで一桁以上異なっている。ここで、基準設計温度と実際の使用環境との温度差を△Ｔとしたとき、この温度差△Ｔによって変化する収差は主に３次球面収差である。波面収差の３次球面収差成分をｒｍｓ値で表したものをＳＡとし、ここでは球面収差が正の場合（オーバー）をＳＡ＞０、負（アンダー）の場合をＳＡ＜０と符号を定義する。温度変化ΔＴによって変化する３次球面収差ΔＳＡ（λｒｍｓ）は、対物レンズの光情報記録媒体側（像側）開口数ＮＡ、焦点距離ｆ、結像倍率ｍ、比例係数ｋ、光の波長λを用いて、
ΔＳＡ／ΔＴ＝ｋ・ｆ（１−ｍ）⁴（ＮＡ）⁴／λ （１）
と表すことができる。尚、樹脂材料から形成されたレンズが正の屈折力を有する場合、温度が上昇すると３次の球面収差がよりオーバーになる。すなわち、上式（１）において、係数ｋは正の値となる。また、樹脂材料から形成された単レンズを対物レンズとした場合、係数ｋはより大きな正の値となる。
【０００４】
現在広く用いられているコンパクトディスク用の対物レンズでは、ＮＡが０．４５程度であるため、使用環境の温度変化に伴って発生する収差は問題となるほどの水準には至らないといえる。しかし、光情報記録媒体の高密度化が推進されつつある。
【０００５】
具体的には、光情報記録媒体としてＣＤ（記憶容量：６４０ＭＢ）と同程度の大きさで記録密度を高めたＤＶＤ（記憶容量：４．７ＧＢ）が開発され、急速に普及が進んでいる。ＤＶＤを再生するためには、光源の波長が６３５ｎｍから６６０ｎｍの範囲内にある所定の波長のレーザ光を使用することが一般的である。また、一般的にはレーザ光源からの発散光束は、コリメートレンズで平行光束にされてからＤＶＤ側のＮＡが０．６又はそれ以上の対物レンズに入射され、ＤＶＤの透明基板を介して情報記録面に集光される。
【０００６】
これを波面収差より考察するに、上記式（１）において、例えばＮＡが０．４５から０．６へと増大したとき、波面収差Ｗｒｍｓは、（０．６／０．４５）⁴＝３．１６倍に増大する。
【０００７】
ここで、式（１）に基づき波面収差を小さく抑えるために、焦点距離ｆを小さくすることが考えられるが、現実には、フォーカシング作動距離を確保する必要があるためにｆを現在以上に小さくすることは困難である。
【０００８】
そこで、従来、透明基板厚さの異なる複数の光情報記録媒体の記録又は再生を、１つの集光光学系を用いて行うための対物レンズ及び光ピックアップ装置が種々提案されている。また、そのような対物レンズには、プラスチックレンズを用いることがフォーカシングやトラッキング時のアクチュエータに対する負荷を軽減でき、対物レンズの高速な移動や、光ピックアップ装置の軽量化、低コスト化にも有利であることが知られている。例えば、情報の記録密度が異なるＤＶＤ（透明基板厚さ０．６ｍｍ）とＣＤ（透明基板厚さ１．２ｍｍ）に対して、それぞれの記録又は再生を行うのに必要なスポット径が異なり、対物レンズの像側の必要開口数が異なることを利用し、更に透明基板厚さの違いによる球面収差の発生を抑えるために、ＣＤの記録又は再生の際には対物レンズに発散光を入射させるようにしたプラスチック製の対物レンズ及びその光ピックアップ装置が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような光ピックアップ装置において、ＤＶＤの記録又は再生の際にも、ＣＤの記録又は再生の際にも共に、対物レンズを光源からの発散光束が入射されるに適した有限共役型の対物レンズとし、またそのような対物レンズを用いた光ピックアップ装置とすれば、光ピックアップ装置全体をコンパクトにできる、また光源からの発散光を平行光束とするためのコリメータレンズを不要とできる、等の利点が得られるが、プラスチック製の対物レンズで、光ピックアップ装置に必要な種々の性能を満足する対物レンズ及びそのようなプラスチック製対物レンズを用いた光ピックアップ装置は、きわめて実用的なレベルでの実現はされておらず、その検討もされていないのが実状であった。
【００１０】
一方、樹脂材料で形成された従来の対物レンズを用いたレンズ系では温度変化により生じる樹脂材料の屈折率変化△ｎを原因とする、対物レンズの像側の開口数ＮＡの４乗に比例した収差の発生によって、十分な光学性能の対物レンズ及び光ピックアップ装置を実現させることは困難であった。
【００１１】
これに対し、本発明者は、そのような対物レンズ及び光ピックアップ装置を実現するために試行錯誤を繰り返し、その実現には、対物レンズの温度特性の改善が重要であることを見出したのである。より具体的には、特に、対物レンズの少なくとも一面の少なくとも周辺側の領域に、温度変化に対して球面収差が良好な回折構造を備えた対物レンズ及び光ピックアップ装置により実現できることを見出したのである。
【００１２】
本発明は、光源からの発散光を対物レンズに入射させて、使用環境の温度変化に対しての十分な性能を満足する実用的な対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。又、透明基板厚さの異なる複数の光情報記録媒体に対して、光源からの発散光束を対物レンズに入射させて、それぞれの情報の記録又は再生を可能としつつ、使用環境の温度変化に対しての十分な性能を満足する実用的な対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
対物レンズに回折部を設けると、単玉レンズであっても回折母非球面の屈折パワーと回折部分の回折パワーとに分散が可能であり、屈折だけでレンズを構成する場合に比べて設計自由度が増える。この屈折パワーと回折パワーとのパワー配分を上手く割り振ると、温度特性を補正することが可能となる。まずは、有限光学系におけるプラスチック対物レンズを導入する際のこの温度特性の補正に関して説明する。
【００１４】
光情報記録媒体の記録再生に多く使われている回折パターンのない非球面樹脂製対物単レンズのような球面収差の補正された樹脂製正レンズの温度変化に対する３次の球面収差量の変化を∂ＳＡ／∂Ｔとすると、以下の式で表せる。

ここで、樹脂材料は、（∂ｎ／∂Ｔ）＜０、（∂ｎ／∂λ）＜０である。
ガラス材料は、（∂ｎ／∂Ｔ）＝０、（∂ｎ／∂λ）＜０である。半導体レーザは、（∂λ／∂Ｔ）＞０、ＳＨＧレーザ、固体レーザ、ガスレーザ等は（∂λ／∂Ｔ）＝０である。
【００１５】
尚、ここでガラス材料の（∂ｎ／∂Ｔ）を０、ＳＨＧレーザ、固体レーザ、ガスレーザ等の（∂λ／∂Ｔ）を０としたが、実際これらの値は厳密に０ではない。しかしながら、本発明の利用分野においては実用上０と考えられ、またそれにより説明を単純化できるので、以下これらの値を０として説明を進める。
【００１６】
さて、光源かＳＨＧレーザ、固体レーザ、ガスレーザ等であり（∂λ／∂Ｔ）＝０の場合、
∂ＳＡ／∂Ｔ＝（∂ＳＡ／ｎ）・（∂ｎ／∂Ｔ） （５）
となる。
【００１７】
このレンズがガラス製であれば、（∂ｎ／∂Ｔ）＝０であるから、∂ＳＡ／∂Ｔ＝０となる。一方、レンズが樹脂製であれば、（∂ｎ／∂Ｔ）＜０であり、この種のレンズは∂ＳＡ／∂Ｔ＞０であることから、（∂ＳＡ／∂ｎ）＜０である。また、光源が半導体レーザの場合は、（∂λ／∂Ｔ）＞０である。
【００１８】
このときレンズがガラス製である場合においても
∂ＳＡ／∂Ｔ ＝（∂ＳＡ／∂ｎ）・（∂ｎ／∂λ）・（∂λ／∂Ｔ）（６）
であり、（∂ｎ／∂λ）＜０、（∂ＳＡ／∂ｎ）＜０であるから∂ＳＡ／∂Ｔ＞０となる。
【００１９】
また、ガラス材料、樹脂材料を問わず、入射する光がより短被長になると、（∂ｎ／∂λ）の絶対値が大きくなる。したがって短波長の半導体レーザを利用する場合、たとえガラス材料であっても球面収差の温度変化に留意する必要がある。
【００２０】
一方、回折パターンを有する非球面樹脂製単レンズについて、温度変化に対する３次の球面収差量の変化量を∂ＳＡ／∂Ｔについて定式化すると以下のようになる。この場合、屈折パワーの特性と回折パワーの特性の双方を取り入れる必要がある。屈折レンズ部分が寄与する球面収差量の変化量∂ＳＡに添え字Ｒ、回折パワーが寄与する球面収差量の変化量∂ＳＡに漆え字Ｄを付けて示すと、以下のように表せる。

ここで、光源がＳＨＧレーザ、固体レーザ、ガスレーザ等であり、（∂λ／∂Ｔ）＝０の場合には、
∂ＳＡ／∂Ｔ＝（∂ＳＡ_R／∂ｎ）・（∂ｎ／∂Ｔ） （８）
が成立する。
【００２１】
ここで、もちろんガラス製レンズの場合には、（∂ｎ／∂Ｔ）＝０であり、（∂ＳＡ_R／∂ｎ）の値によらず、∂ＳＡ／∂Ｔ＝０となる。一方、レンズが樹脂製であれば、（∂ｎ／∂Ｔ）＜０であるが、（∂ＳＡ_R／∂ｎ）＝０であれば、∂ＳＡ／∂Ｔ＝０とできる。
【００２２】
そこで、本発明においては、屈折パワーに関して（∂ＳＡ_R／∂ｎ）＝０とすべく、非球面樹脂製単レンズに回折パワーを導入している。但しこの場合屈折パワー部だけでは球面収差が残留してしまうが、回折パワー部を用いて一方の光情報記録媒体の球面収差補正が可能となる。
【００２３】
一方、光源が半導体レーザの場合は（∂λ／∂Ｔ）＞０であり、上記の（∂ＳＡ_R／∂ｎ）＝０の特性を持つ対物レンズの場合、上式（７）より
∂ＳＡ／∂Ｔ＝（∂ＳＡ_D／∂λ）・（∂λ／∂Ｔ） （９）
となるが、一般に（∂ＳＡ_D／∂λ）≠０であり、３次の球面収差量が温度により変化してしまうことがわかる。
【００２４】
更に、上式（７）は、以下の式のように変形できる。

【００２５】
ここで、樹脂製レンズの場合、（∂ＳＡ／∂Ｔ）＜０であり、また光源が半導体レーザであるから、（∂λ／∂Ｔ）＞０となるので、
（∂ｎ／∂Ｔ）＋（∂ｎ／∂λ）・（∂λ／∂Ｔ）＜０ （１１）
である。
【００２６】
前提として、（∂ＳＡ_R／∂ｎ）＜０とすると、（１１）より（１０）の第１項は正の値となる。∂ＳＡ／∂Ｔ＝０とするためには、第２項が負の値をとる必要があるが、（∂λ／∂Ｔ）＞０なので、（∂ＳＡ_D／∂λ）＜０が条件となる。
【００２７】
このような特性の回折パワーを持つ非球面樹脂製単レンズにおいては、（∂λ／∂Ｔ）＝０の場合、上式（８）において（∂ＳＡ_R／∂ｎ）＜０でかつ（∂ｎ／∂Ｔ）＜０なので∂ＳＡ／∂Ｔ＞０となる。
【００２８】
また、温度が一定で、波長のみが変化する場合の球面収差∂ＳＡ／∂λは、
∂ＳＡ／∂λ＝（∂ＳＡ_R／∂ｎ）・（∂ｎ／∂λ）＋（∂ＳＡ_D／∂λ）（１２）
で表せるが、第１項は正、第２項は負であるが、良く知られているように、回折パワーを持つ非球面単レンズの色収差は、主に回折パワーからの寄与が大きいことから、上式（１２）の第２項により∂ＳＡ／∂λの符号がきまり、∂ＳＡ／∂λ＜０となるのが一般的である。
【００２９】
すなわち、回折パワーを導入した樹脂製単レンズでは、∂ＳＡ_R／∂Ｔ＞０でかつ∂ＳＡ_D／∂λ＜０とすることで、光源が半導体レーザの場合においても∂ＳＡ／∂Ｔ＝０とできる。
【００３０】
逆に（∂ＳＡ_R／∂ｎ）＞０とすると、計算は省略するが∂ＳＡ_R／∂Ｔ＜０でかつ∂ＳＡ_D／∂λ＞０とすることで、光源が半導体レーザの場合においても∂ＳＡ／∂Ｔ＝０とできる。
【００３１】
すなわち∂ＳＡ_R／∂Ｔと∂ＳＡ_D／∂λの符号が逆であればよい。
このとき、
（∂ＳＡ_R／∂Ｔ）・（∂ＳＡ_D／∂λ）＜０ （１３）
となる関係が成立する。本発明によれば、使用環境の温度変化に対しても十分な性能を確保できる対物レンズが提供されることとなる。ここで、（∂ＳＡ／∂Ｔ）＞０とした場合の方が、回折パワーのない非球面樹脂製単レンズの特性に近いため、回折パワーの負担が少なくより好ましい。本発明によれば、使用環境の温度変化に対しても十分な性能を確保できる対物レンズが提供されることとなる。
【００３２】
上記構成の対物レンズで一方の光情報記録媒体に対する球面収差補正と温度補正とが可能となる。更に、他方の光情報記録媒体の記録/再生を行なうには、対物レンズに入射する光束をいくつかの領域に分割定義できる光学面領域を対物レンズの少なくとも一方の面に形成させる。そして、分割した光束の中間部のある光束を他方ディスクの透明基板厚さに対応する球面収差設計とする。これら分割光束を上手く割り振ることにより、一方の光情報記録媒体の球面収差と温度補正と、他方の光情報記録媒体の球面収差補正とが可能となる。
【０２５５】
請求項１に記載の対物レンズは、透明基板の厚さがｔ₁である第１の光情報記録媒体に対して光束を出射する波長λ₁の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ₂（ｔ₁＜ｔ₂）である第２の光情報記録媒体に対して光束を出射する波長λ₂（λ₁＜λ₂）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、前記第２の光源から出射された光束を前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、を有し、各光情報記録媒体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用の対物レンズにおいて、前記対物レンズは正の屈折力を有するプラスチックレンズであり、前記対物レンズの少なくとも一方の面は、前記対物レンズの有効径内において、前記対物レンズの光軸から周辺に向かって少なくとも２種類以上の光学面領域で構成され、前記２種類以上の光学面領域のうち、少なくとも最も外側の光学面領域に、回折構造を備え、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記最も外側の光学面領域を通過する光束に対して、前記対物レンズの温度変化に伴う屈折率変化による球面収差の変化の補正を行うようになっており、前記回折構造は、前記対物レンズの回折母非球面の屈折パワーが寄与する球面収差量の変化量を∂SA _R 、前記対物レンズの回折パワーが寄与する球面収差量の変化量を∂SA _D 、前記対物レンズの温度の変化量を∂T、前記光源の波長の変化量を∂λとしたときに、（∂SA _R ／∂T）・（∂SA _D ／∂λ）＜０の関係を満たしており、前記最も外側の光学面領域は、前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際には、そこを通過する光束をフレア成分とし、一方、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、光軸を含む光学面領域を通過する光束は情報記録面上に光スポットを形成し、前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記光軸を含む光学面領域を通過する光束は情報記録面上に光スポットを形成することを特徴とする。
【０２５６】
請求項１に記載の対物レンズによれば、前記回折構造を用いることで、前記第１の光情報記録媒体の情報の記録又は再生を行う際に、前記最も外側の光学面領域を通過する光束に対して温度特性の補正を行うようになっており、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、光軸を含む光学面領域を通過する光束は情報記録面上に光スポットを形成し、前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記光軸を含む光学面領域を通過する光束は情報記録面上に光スポットを形成するようになっているので、温度特性の補正と球面収差の設計とをバランスよく行うことができる。
【０２５７】
請求項２に記載の対物レンズは、前記第１の光源から出射された光束のうち、前記最も外側の光学面領域の回折構造を通過した光束における、温度変化δＴに対する球面収差の変化をδＳＡ１／δＴ、前記第１の光源の波長をλ₁としたとき、下記条件式を満たすことを特徴とする。
｜δＳＡ１／δＴ｜≦０．００２λ₁ｒｍｓ／℃
請求項３に記載の対物レンズは、前記第１の光源から出射された光束のうち、前記最も外側の光学面領域の回折構造を通過した光束における、温度変化δＴに対する球面収差の変化をδＳＡ１／δＴが、下記条件式を満たすことを特徴とする。
｜δＳＡ１／δＴ｜≦０．０００５λ₁ｒｍｓ／℃
請求項４に記載の対物レンズは、前記対物レンズの前記最も外側側の光学面領域の回折構造は回折輪帯であり、前記第１の光源から出射された光束のうち、前記対物レンズの前記最も外側の光学面領域の回折構造を通過する光束が、前記回折構造によって発生する最大光量の回折光をｎ次光とし、前記対物レンズの焦点距離をｆとしたときに、前記回折輪帯の平均ピッチＰｏｕｔが、
２．００×１０^-4 ≦ Ｐｏｕｔ／（｜ｎ｜・ｆ） ≦３．００×１０^-2
を満たすことを特徴とする。
請求項５に記載の対物レンズは、前記回折輪帯の平均ピッチＰｏｕｔが
１．００×１０^-3 ≦ Ｐｏｕｔ／（｜ｎ｜・ｆ） ≦３．００×１０^-3
を満たすことを特徴とする。
請求項６に記載の対物レンズは、前記回折輪帯の平均ピッチＰｏｕｔが
３．００×１０^-3 ≦ Ｐｏｕｔ／（｜ｎ｜・ｆ） ≦８．００×１０^-3
を満たすことを特徴とする。
請求項７に記載の対物レンズは、前記光軸を含む光学面領域に、回折輪帯を形成した回折構造が形成されていることを特徴とする。
請求項８に記載の対物レンズは、前記対物レンズの少なくとも一方の面は、前記対物レンズの有効径内において、前記対物レンズの光軸から周辺に向かって３種類の光学面領域で構成されていることを特徴とする。
請求項９に記載の対物レンズは、前記３種類の光学面領域は、光軸側から前記光軸を含む光学面領域、中間の光学面領域、前記最も外側の光学面領域、を有することを特徴とする。
請求項１０に記載の対物レンズは、前記光軸を含む光学面領域と前記中間の光学面領域との境界、及び前記中間の光学面領域と前記最も外側の光学面領域との境界の少なくとも一方において、球面収差に関し不連続としたことを特徴とする。
請求項１１に記載の対物レンズは、前記最も外側の光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に球面収差を補正する機能を有することを特徴とする。
請求項１２に記載の対物レンズは、前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、必要開口数をＮＡ₂、及び前記対物レンズの焦点距離をｆ₂とした場合に、前記中間の光学面領域は、光軸からの最短距離ＮＡＨ（ｍｍ）からＮＡＬ（ｍｍ）の範囲に形成されるものとすると、
（ＮＡ₂−０．０３）ｆ₂≦ＮＡＨ≦（ＮＡ₂＋０．０３）ｆ₂
（ＮＡ₂−０．２０）ｆ₂≦ＮＡＬ≦（ＮＡ₂−０．０４）ｆ₂
が満たされることを特徴とする。
請求項１３に記載の対物レンズは、前記光軸を含む光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に球面収差を補正する機能を有することを特徴とする。
請求項１４に記載の対物レンズは、前記中間の光学面領域は、透明基板の厚さｔ（ｔ₁＜ｔ＜ｔ₂）に対して球面収差を補正する機能を有することを特徴とする。
請求項１５に記載の対物レンズは、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際には、前記中間の光学面領域を通過する光束にオーバーな球面収差を持たせることを特徴とする。
請求項１６に記載の対物レンズは、前記光軸を含む光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記光軸を含む光学面領域を通過する光束に対して温度特性の補正を行うことを特徴とする。
請求項１７に記載の対物レンズは、前記対物レンズの少なくとも一方の面は、前記対物レンズの有効径内において、前記対物レンズの光軸から周辺に向かって２種類の光学面領域で構成されていることを特徴とする。
請求項１８に記載の対物レンズは、前記２種類の光学面領域は、光軸側から前記光軸を含む光学面領域、前記最も外側の光学面領域、を有することを特徴とする。
請求項１９に記載の対物レンズは、前記光軸を含む光学面領域と前記最も外側の光学面領域との境界において、球面収差に関し不連続としたことを特徴とする。
請求項２０に記載の対物レンズは、前記最も外側の光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に球面収差を補正する機能を有することを特徴とする。
請求項２１に記載の対物レンズは、前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、必要開口数をＮＡ₂、及び前記対物レンズの焦点距離をｆ₂とした場合に、前記光軸を含む光学面領域が、光軸から、光軸からの最短距離ＮＡＨ（ｍｍ）の範囲内に形成されるものとすると、
（ＮＡ₂−０．０３）ｆ₂≦ＮＡＨ≦（ＮＡ₂＋０．０３）ｆ₂
が満たされることを特徴とする。
請求項２２に記載の対物レンズは、前記光軸を含む光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に球面収差を補正する機能を有することを特徴とする。
請求項２３に記載の対物レンズは、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際における前記対物レンズの結像倍率ｍ１が、
−１／２ ≦ ｍ１ ≦ −１／７．５
を満たすことを特徴とする。
請求項２４に記載の対物レンズは、前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際における前記対物レンズの結像倍率ｍ２が、ｍ２≒ｍ１であることを特徴とする。
請求項２５に記載の対物レンズは、前記第１の光源から出射された光束のうち、前記対物レンズの前記最も外側の光学面領域の回折構造を通過する光束が、前記回折構造によって発生する最大光量の回折光をｎ次光としたとき｜ｎ｜＝１であることを特徴とする。
請求項２６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至２５のいずれかに記載の対物レンズを用いたことを特徴とする。
【０２８９】
本明細書中、「光学面領域」について、球面収差で表した時、
（ａ）ｈを境にして不連続である場合（図１（ａ））、
（ｂ）ｈで連続であるが、１次微分が不連続である場合（図１（ｂ））、
（ｃ）ある波長において、ｈで不連続である場合（図１（ｃ））、
のいずれかが該当すると、ｈを境にして異なる光学面領域が存在するものとする。
【０２９０】
又、上記条件で分割される各光束が通過する領域を、それぞれ１つの「光学面領域」と見なす。そのため、レンズの１つの面に着目した時、屈折部分と回折部分とが存在する場合には、屈折部分と回折部分との境界部を境にして別々の「光学面領域」とする（図２（ａ）及び（ｃ）参照）。更に、回折部分が全面にわたって形成されていても、異なる目的で設計された回折部分の混在である場合にも、上記（ｃ）の条件から、別々の光学面領域と見なすものとする（図２（ｂ）参照）。又、例えばレンズの片方の面に同一の非球面係数で表された非球面が形成されていても、もう一方の面に不連続となる部分を形成した場合にも、別々の光学面領域と見なすものとする。
【０２９１】
又、本明細書中、「周辺側の領域」とは、上記「光学面領域」の一つの光学面領域であり、複数の光学面領域のうち光軸を含む光学面領域よりも周辺側の光学面領域を指す。又、「周辺側の領域」は、対物レンズの像側（光情報記録媒体側）の開口数との関係では、以下の領域（ａ）〜（ｆ）のいずれかの領域において、その領域中の一部に存在する領域である。以下の領域（ａ）〜（ｆ）のいずれかの領域において、その領域中、８０％以上が「周辺側の領域」に相当することが好ましく、１００％であることが好ましい。次に、各領域（ａ）〜（ｆ）について説明する。
【０２９２】
一般に、現在普及している光ディスクについては使用波長と光ディスクに入射する光束の開口数を規定した規格書が発行されている。光ディスクの評価は、規格書に基づいた波長の光源と開口数をもった集光光学系を有す光ピックアップ装置を搭載した光ディスク評価機により行われる。しかしながら、実際の光ディスク装置に搭載されている光ピックアップ装置の光源波長は必ずしも上記規格書どおりとは限らない。
【０２９３】
一例として、ＣＤの測定のための光ピックアップ装置についての規定は、波長が７８０±１０ｎｍであり、開口数０．４５±０．０１とされている。
【０２９４】
しかしながら、実際のＣＤプレーヤーに搭載されている光ピックアップ装置においては、波長をとってしてもレーザの寿命、コスト等により、常温で発振波長が７９０ｎｍより長い半導体レーザを光源として使用したりしている。一方、開口数に関しても、誤差の影響を回避するためにＮＡ０．４３ としたり、基本性能を向上するためにＮＡ０．４７としたりしている場合もある。
【０２９５】
また、ＤＶＤの再生とＣＤの再生の機能をあわせ持つＤＶＤプレーヤーに搭載されている光ピックアップ装置においては、ＤＶＤの再生には、波長が６５０ｎｍの光源を使用しているが、ＣＤの再生も同じ光源を使用している。このような場合、収差のない集光光学系の結像スポットの直径が、波長に比例し、光ディスクに入射する光束の開口数に反比例することから、７８０ｎｍでＮＡ０．４５と同じ直径の結像スポットを６５０ｎｍで得るためのＮＡが０．３７５となることから、開口数としては０．３８前後の値が使用される。このように光ディスクの規格とは異なった光ピックアップ装置が実用化されている背景としては、開発当初より市場ニーズが変化し、また周辺技術が進歩した結果と考えられる。
【０２９６】
現在ＤＶＤとＣＤの互換装置には、以下の６種類が存在する。
（１）波長略６５５ｎｍの光源だけを持つ光ピックアップ装置を使用したＤＶＤの再生、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭのいずれかを再生する光ディスク装置。
（２）波長略６５５ｎｍ の第１の光源と波長略７８５ｎｍの第２の光源の二つの光源を持つ光ピックアップ装置でＤＶＤの再生、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭのいずれかおよびＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷのいずれかを再生する光ディスク装置。
（３）波長略６５５ｎｍの第１の光源と波長略７８５ｎｍの第２の光源の二つの光源を持つ光ピックアップ装置でＤＶＤの再生、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭのいずれかの再生及びＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷのいずれかの記録再生を行う光ディスク装置。
（４）波長略６５５ｎｍ光源だけを持つ光ピックアップ装置を使用したＤＶＤ再生かつＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＭＭＶＦのいずれかを記録再生し、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭのいずれかを再生する光ディスク装置。
（５）波長略６５５ｎｍの第１の光源と波長略７８５ｎｍの第２の光源の二つの光源を持つ光ピックアップ装置でＤＶＤ再生かつＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＭＭＶＦのいずれかを記録再生し、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭのいずれかおよびＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷのいずれかを再生する光ディスク装置。
（６）波長略６５５ｎｍの第１の光源と波長略７８５ｎｍの第２の光源の二つの光源を持つ光ピックアップ装置でＤＶＤ再生かつＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＭＭＶＦのいずれかを記録再生し、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭのいずれかの再生およびＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷのいずれかの記録再生を行う光ディスク装置。
【０２９７】
それぞれの光ディスク装置において、各種ディスクの記録、再生に必要な開口数が異なるため、本発明でいう周辺側の領域も異なってくる。そのため光ディスク装置の種類に従って、ここでは下記のように周辺側の領域を定める。
（ａ）上記（１）の装置における対物レンズの周辺側の領域は、第１の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の最大開口数（通常０．６ないし０．６３）から、開口数が０．３８となる領域。
（ｂ）上記（２）の装置における対物レンズの周辺側の領域は、第１の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の開口数（通常０．６ないし０．６３）から、第２の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の開口数が０．４５となる領域。
（ｃ）上記（３）の装置における対物レンズの周辺側の領域は、第１の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の最大開口数（通常０．６ないし０．６３）から、第２の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の開口数が０．５０となる領域。
（ｄ）上記（４）の装置における対物レンズの周辺側の領域は、第１の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の最大開口数（通常０．６ないし０．６５）から、開口数が０．３８となる領域。
（ｅ）上記（５）の装置における対物レンズの周辺側の領域は、第１の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の最大開口数（通常０．６ないし０．６５）から、第２の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の開口数が０．４５となる領域。
（ｆ）上記（６）の装置における対物レンズの周辺側の領域は、第１の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の最大開口数（通常０．６ないし０．６５）から、第２の光源からの出射光束が光ディスクに入射する際の開口数が０．５０となる領域。
【０２９８】
又、「周辺側の領域」に設けられた回折構造（回折部分）は、対物レンズの光源側の面に設けられても良く、又、光情報記録媒体側の面に設けられていても良く、さらにまた、それらの両面に設けられていても良く、その周辺側の領域を通過した所定の光束に対して温度特性を補正する機能を少なくとも備えるものである。
【０２９９】
尚、「最も外側の光学面領域」又は「最外周光学面領域」とは、有効径内で最も外側の光学面領域であることを指し、そこに回折構造が設けられていることが最も好ましいが、必要開口数が相対的に大きい光情報記録媒体（例えばＣＤと比較し場合のＤＶＤ）に対して適したスポット径や光強度が得られ、本発明の技術思想及び効果を逸脱しない範囲で、有効径内の最も外側の光学面領域内に、回折構造がない屈折部分を一部に設けることは、本発明に影響を与えるものではない。一方、有効径の最も外側の光学面領域に、光情報記録媒体の記録又は再生に実質上影響のない光学面領域を設けることは、本発明の影響を与えるものではなく、たとえそのような光学面領域が有効径内に存在していたとしても、その光学面領域は無視し、ないものとして考えるべきである。
【０３００】
更に、「温度特性を補正する」とは、温度変化により光源波長変化及び対物レンズ屈折率変化が生じても、温度変化に対する球面収差の変化（ＳＡ１／δＴ）が、｜ δＳＡ１／δＴ ｜ ≦ ０．００２λｒｍｓ／℃（ここで、λは光源波長）を満たしていることを指す。
【０３０１】
又、「平均のピッチ」とは、（光軸を含む断面形状で見たときの光軸と垂直な方向での回折輪帯の形成された領域の幅）÷（回折輪帯の本数）とする。更に、「球面収差を補正」するとは、回折限界性能以下に補正することをいい、波面収差を求めたとき、０．０７λｒｍｓ以下（ここでは、λは光源波長）を満たしていることを指す。又、「ｍ２≒ｍ１」とは、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体とで、同一のセンサーサイズで各光情報記録媒体の記録／再生が可能である程度の倍率関係のことをいう。より好ましくは、１つのセンサーで両光情報記録媒体の記録／再生が許容できる程度の倍率関係である。
【０３０２】
「アンダーな球面収差もしくは／オーバーな球面収差」については、図３に示すように、近軸像点位置を原点とする球面収差において、近軸像点よりも手前側で光軸と交わる場合を「アンダー」、近軸像点よりも遠い位置で光軸と交わる場合を「オーバー」とする。
【０３０３】
本明細書中で用いる「回折面」、「回折部分」、「回折構造」又は「回折輪帯」とは、対物レンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせた部分のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、図４（ｂ）に示すように、対物レンズＯＬの表面に、光軸を中心とする略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものであり、そのような形状を特に「回折輪帯」という。
【０３０４】
本明細書中において、対物レンズとは、狭義に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し、広義にはそのレンズと共に、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。ここで、かかるレンズ群とは、少なくとも１枚以上（例えば２枚）のレンズを指すものである。従って、本明細書中において、対物レンズの光情報記録媒体側（像側）の開口数ＮＡとは、対物レンズの最も光情報記録媒体側に位置するレンズ面の開口数ＮＡを指すものである。また、本明細書中では必要開口数ＮＡは、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数、あるいはそれぞれの光情報記録媒体に対して、使用する光源の波長に応じ、情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる回折限界性能の対物レンズの開口数を示す。
【０３０５】
本明細書中において、第２の光情報記録媒体とは、例えば、CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種ＣＤ系の光ディスクをいい、第１の光情報記録媒体とは、DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW,DVD-Video等の各種ＤＶＤ系の光ディスクを意味するものである。更に、本明細書中で透明基板の厚さｔといった時は、ｔ＝０を含むものである。又、「ＤＶＤ（ＣＤ）使用時」とは、「ＤＶＤ（ＣＤ）に対して情報の記録又は再生を行う際」を意味するものである。
【０３０６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態について説明する。図５は光ピックアップ装置の概略構成図である。図５に示す光ピックアップ装置１００において、光源である半導体レーザ１１１からの光束は、光合波手段であるビームスプリッタ１２０を透過し、絞り１７により所定開口数に絞られ、回折一体型対物レンズ１６０を介して、光情報記録媒体である高密度記録用光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０上にスポットを形成する。半導体レーザ光の波長（基準波長）は、６５０ｎｍである。
【０３０７】
情報記録面２２０で情報ビットにより変調された反射光束は、再び回折一体型対物レンズ１６０を介して収束光となり、更に絞り１７を通過してビームスプリッタ１２０で反射され、シリンドリカルレンズ１８０を経て、非点収差と倍率変換がなされ、光検出器３００の受光面に収束する。尚、図中の１５０は、フォーカス制御およびトラッキング制御のための距離調整手段としてのアクチュエ―タである。後述する実施の形態を含めて、アクチュエータ１５０は、対物レンズ１６０を、結像倍率が実質的に一定な状態でフォーカシング駆動すると好ましい。
【０３０８】
尚、後述する実施の形態を含めて、アクチュエータ１５０により、対物レンズ１６０は、その光軸に垂直な方向にトラッキング駆動されることで光源である半導体レーザ１１１との相対位置が変化し、かかる場合対物レンズ１６０を出射した光束の波面収差の非点収差成分が最小となる位置は、対物レンズ１６０の光軸と半導体レーザ１１１の光束中心とがずれている位置であるため、非点収差が所定値より小さい範囲をより拡大させることが出来る。また、半導体レーザと光情報記録媒体の情報記録面との距離を、１０ｍｍより大きく４０ｍｍより小さくすると、光ピックアップ装置１００をコンパクトに出来るため好ましい。
【０３０９】
更に、絞り１７も実施例の対物レンズの仕様に合わせて、ディスク１６側の開口数が所定の値となるように適宜設定した。本実施の形態において、絞り１７の直前に液晶シャッタを設けることも出来る。尚、本実施の形態及び後述する別の実施の形態において、光源である半導体レーザの温度を検出する温度センサを設け、かかる温度センサからの出力信号を用いて、ペルチェ素子などを含む温度調整手段により半導体レーザの温度（又は雰囲気温度）を調整することも考えられる。
【０３１０】
図６は、対物レンズ１６０の断面概略図である。対物レンズの光源側の面Ｓ１には、３つの光学面領域Ａ１，Ａ２，Ａ３が形成されている。光軸Ｘからの高さｈ１とｈ２との間の光学面領域Ａ２は、非球面からなる屈折部分から形成され、その両隣の光学面領域Ａ１，Ａ３は回折部分から形成されている。
【０３１１】
高さｈ１よりも外側の光学面領域Ａ１は、ＤＶＤ使用時における球面収差補正と温度特性補正を主眼とするべく、最外周の回折部分の屈折パワーと回折パワーとのパワー配分を決定する。
【０３１２】
ここで、ＣＤを使用する場合には、透明基板厚さがＤＶＤよりも厚いため、ＤＶＤの透明基板厚さ（ｔ₁＝０．６ｍｍ）で球面収差補正してある設計では、オーバーの球面収差が発生する。従って通常、このままでは記録/再生が不可能である。そこで、互換性を実現させるため、中間光学面領域Ａ２に対してＣＤの記録/再生用の設計を行なう。具体的には、ＣＤ（ｔ₂＝１．２ｍｍ）において完全に球面収差をゼロにするのではなく、ｔ₁とｔ₂との間のある厚さの基板（例ｔ＝０．９ｍｍ）を仮想し、これに対して球面収差を補正するような設計とする。
【０３１３】
また、光軸近傍光学面領域Ａ３は、最外周領域Ａ１と同様に回折部分が形成され、ＤＶＤ使用時における球面収差補正と温度特性補正を主眼とするべく、回折部分の屈折パワーと回折パワーとのパワー配分を決定する。ここで、透明基板厚さの違いによる球面収差の発生は、ＮＡの４乗に比例するが、逆に低ＮＡ領域では設計基板厚さからズレた場合にも球面収差の発生の度合いは少なくなる。従って、このＤＶＤ用の透明基板厚ｔ₁に設計された光軸近傍領域Ａ３と中間の光学面領域Ａ２とを上手く設計することで、ＣＤ使用時でも、近軸像点からオーバー側のあるデフォーカス位置において、光軸を含む光学面領域Ａ３と中間光学面領域Ａ２とにより形成される光スポットが回折限界以下（０．０７λｒｍｓ以下：ここでλは光源波長）とすることが可能である。
【０３１４】
ＣＤ使用時においては、最外周領域Ａ１を通過した光束はフレアー成分となるだけであり、ＣＤスポットに寄与するのは、中間光学面領域Ａ２と光軸近傍光学面領域Ａ３を通過した光束のみである。これらはまったくの無収差状態ではないが、実使用上特に好ましい球面収差量（０．０４λｒｍｓ程度）は実現可能である。また、ＤＶＤ使用時においては、中間の光学面領域Ａ２を通過した光束は、フレアー成分となるので、スポット形成には最外周領域Ａ１と光軸近傍光学面領域Ａ３とを通過した光束を利用する。そのため、ＤＶＤ使用時における球面収差補正と温度補正とは保たれた状態のままである。
【０３１５】
なお本発明は上記実施施の形態に限定されるものではない。中間の光学面領域Ａ２を屈折部分で構成したが、同様の球面収差を有する回折部分で形成しても効果は同じである。更に、中間の光学面領域Ａ２に回折部分と屈折部分とを混在させても実現可能であることは言うまでもない。また、光軸方向両側の面に回折部分を形成しても良い。更にまた、光軸近傍光学面領域Ａ３はＤＶＤ使用時において完全に無収差に設定する必要はなく、後述する第２の実施の形態に示すようにＣＤの残留収差を少なくしても良い。この場合には光軸に近い部分で球面収差を発生させてよい。
【０３１６】
また、対物レンズの光学面を、厳密に３つの光学面領域で構成する必要はなく、それ以上の光学面領域で構成してもよい。その場合はＣＤの必要開口数ＮＡの外側の光学面領域で、ＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用の光学面領域が少なくとも１つ存在し、ＣＤの必要開口数ＮＡ内の少なくとも１つの領域でＣＤスポット形成用の光学面領域が少なくとも１つ存在し、且つ、光軸近傍の領域でＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用の光学面領域が少なくとも１つ存在するようにしても良い。
【０３１７】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＤＶＤとＣＤとで異なる光源波長で使用するものであり、第１の実施の形態との重複箇所については説明を省略する。図７に示す本実施の形態にかかる光ピックアップ装置（２光源１検出器タイプ）においては、第１の光ディスク（ＤＶＤ）再生用の第１光源である半導体レーザ１１１（設計波長λ１＝６５０ｎｍ）と、第２の光ディスク（ＣＤ）再生用の第２光源である半導体レーザ１１２（設計波長λ１＝７８０ｎｍ）とを有している。
【０３１８】
まず第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射された光束は、両半導体レーザ１１１、１１２からの出射光の光合波手段であるビームスプリッタ１９０を透過し、更にビームスプリッタ１２０を透過し、絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６０により第１の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０３１９】
そして、情報記録面２２０で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６０、絞り１７を透過して、ビームスプリッタ１２０に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ１８０により非点収差が与えられ、光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第１の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０３２０】
また、光検出器３００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距離調整手段としての２次元アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１の光ディスク２００の記録面２２０上に結像するように対物レンズ１６０を移動させると共に、半導体レーザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６０を移動させる。
【０３２１】
第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された光束は、光合波手段であるビームスプリッタ１９０で反射され、上記第１半導体１１１からの光束と同様、ビームスプリッタ１２０、絞り１７、対物レンズ１６０を介して第２の光ディスク２００の透明基板２１０を介して情報記録面２２０に集光される。
【０３２２】
そして、情報記録面２２０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１６０、絞り１７、ビームスプリッタ１２０、シリンドリカルレンズ１８０を介して、光検出器３００上へ入射し、その出力信号を用いて、第２の光ディスク２００に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【０３２３】
また、第１の光ディスクの場合と同様、光検出器３００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い、２次元アクチュエータ１５０により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６０を移動させるようになっている。
【０３２４】
対物レンズの断面概略図を図８に示す。対物レンズ１６０の光源側の面Ｓ１には、３つの光学面領域Ａ１，Ａ２，Ａ３が形成されている。各々の光学面領域は回折部分で構成されているが、最外周光学面領域Ａ１と光軸近傍光学面領域Ａ３とは同じ設計思想の回折面であり、光軸からの高さｈ１とｈ２との間の中間光学面領域Ａ２は両隣の回折部分とは異なる観点から設計された回折部分である。
【０３２５】
最外周光学面領域Ａ１と光軸近傍光学面領域Ａ３は、ＤＶＤ使用時における基板厚さ補正と温度特性補正とを行なっている。ここでＣＤ使用時には、光源波長がＤＶＤに比べて長くなる分の色の球面収差として、前記回折部分を通過する光束にはアンダーの球面収差が発生する。ここでは、ＣＤの再生/記録を可能とするために中間光学面領域Ａ２の光学設計を、両隣の回折部分とは異なった球面収差を与えるようにしている。本実施の形態でもＣＤ（ｔ₂＝１．２ｍｍ）において完全に球面収差をゼロにするのではなく、厚さｔ₁とｔ₂との間のある厚さの基板（例ｔ＝０．９ｍｍ）を仮想して、それに対して球面収差を補正するような設計とする。ＤＶＤ使用時においては該当部分はアンダーの球面収差となるが、メインスポットからは遠いフレアー光となる。
【０３２６】
一方、ＣＤ使用時においては、最外周領域部分Ａ１を通過した光束は、フレアー成分となるだけであり、ＣＤスポットに寄与するのは中間光学面領域Ａ２と光軸近傍光学面領域Ａ３を通過した光束のみである（図８（ｂ）参照）。これらはまったくの無収差状態ではないが、実使用上可能な球面収差量（０．０４λｒｍｓ程度）は実現可能である。また、ＤＶＤ使用時においては、中間の光学面領域Ａ２を通過した光束はフレアー成分であり（図８（ａ）参照）、スポット形成には最外周領域Ａ１と光軸近傍光学面領域Ａ３とを利用する。そのため、ＤＶＤ使用時における球面収差補正と温度補正とは保たれた状態のままでＣＤとの互換性が実現される。
【０３２７】
なお本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。中間光学面領域Ａ２を回折部分で構成したが、同様の球面収差を有する屈折部分で形成しても効果は同じである。更に、中間の光学面領域Ａ２を回折部分と屈折部分とを混在させても実現可能であることは言うまでもない。また、光軸方向両側の面に回折部分を形成しても良い。更にまた、光軸近傍光学面領域Ａ３はＤＶＤ使用時において完全に無収差に設定する必要はなく、ＣＤの残留収差を少なくしても良い。この場合には光軸に近い部分で球面収差を発生させてよい。
【０３２８】
また、対物レンズの光学面を、厳密に３つの光学面領域で構成する必要はなく、それ以上の光学面領域で構成してもよい。その場合はＣＤの必要開口数ＮＡの外側の光学面領域で、ＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用の光学面領域が少なくとも１つ存在し、ＣＤの必要開口数ＮＡ内の少なくとも１つの領域でＣＤスポット形成用の光学面領域が少なくとも１つ存在し、且つ、光軸近傍の領域でＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用の光学面領域が少なくとも１つ存在するようにしても良い。
【０３２９】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＤＶＤとＣＤとで同じ光源波長で使用するものであり、上記の実施の形態との重複箇所については説明を省略する。光ピックアップ装置は、図５の構成と同じである。又、対物レンズの概略構成図を図９に示す。
【０３３０】
対物レンズ１６０の光源側の面Ｓ１には、３つの光学面領域Ａ１，Ａ２，Ａ３が形成されており、各々の光学面領域は異なった思想で光学設計されたものである。しかしながら、光束の利用という観点からは既に述べた実施の形態と同様に、ＤＶＤ使用時においては最外側の光学面領域Ａ１と最も内側の光学面領域Ａ３を通る光束を用いて光スポットを記録面上に形成し、ＣＤ使用時においては中間の光学面領域Ａ２と最内側の光学面領域Ａ３を通る光束を用いて光スポットを形成するものである。
【０３３１】
光軸Ｘからの高さｈ１より外側の光学面領域Ａ１の回折面は、やはり第１の実施の形態と同様にＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用に設計されており、ＣＤ使用時はオーバーのフレアー光となる。中間の光学面領域Ａ２は、ＣＤ互換を可能にする目的でｔ₁とｔ₂との間のある厚さの基板（例ｔ＝０．９ｍｍ）を仮想して、それに対して球面収差を補正するような設計としており、ＣＤ使用時においてはスポット光形成に利用し、ＤＶＤ使用時においてはアンダーのフレアー光となる。内側の光学面領域Ａ３では、基本的にはＤＶＤの基板厚補正用に設計された屈折面であるが、ＣＤ使用時における残留収差を少なくするために光軸に近い部分で球面収差の形を工夫した。この領域もＤＶＤ／ＣＤのメインスポット光を形成する際に利用していることは既に述べたとおりである。
【０３３２】
なお本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。中間光学面領域Ａ２を回折部分で構成したが、同様の球面収差を有する屈折部分で形成しても効果は同じである。更に、中間の光学面領域Ａ２を回折部分と屈折部分とを混在させても実現可能であることは言うまでもない。また、光軸方向両側の面に回折部分を形成しても良い。更にまた、光軸近傍光学面領域Ａ３はＤＶＤ使用時において完全に無収差に設定する必要はなく、ＣＤの残留収差を少なくしても良い。この場合には光軸に近い部分で球面収差を発生させてよい。
【０３３３】
また、対物レンズの光学面を、厳密に３つの光学面領域で構成する必要はなく、それ以上の光学面領域で構成してもよい。その場合はＣＤの必要開口数ＮＡの外側の光学面領域で、ＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用の光学面領域が少なくとも１つ存在し、ＣＤの必要開口数ＮＡ内の少なくとも１つの領域でＣＤスポット形成用の光学面領域が少なくとも１つ存在し、且つ、光軸近傍の領域でＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用の光学面領域が少なくとも１つ存在するようにしても良い。
【０３３４】
（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＤＶＤとＣＤとで異なる光源波長で使用するものであり、光ピックアップ装置は図７の構成と同じである。対物レンズの断面概略図は図９に示すものと同じである。
【０３３５】
対物レンズの光源側の面には、３つの光学面領域Ａ１，Ａ２，Ａ３が形成されており、各々の光学面領域は異なった思想で光学設計されたものである。しかしながら、光束の利用という観点からは既に述べた実施の形態と同様に、ＤＶＤ使用時においては外側と内側を通る光束を用いてスポット光を記録面上に形成し、ＣＤ使用時においては中間と内側を通る光束を用いてスポット光を形成するものである。
【０３３６】
光軸Ｘからの高さｈ１より外側の光学面領域Ａ１の回折面は、やはり第１の実施の形態と同様にＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用に設計されており、ＣＤ使用時はアンダーのフレアー光となる。中間の光学面領域Ａ２は、ＣＤ互換を可能にする目的でｔ₁とｔ₂との間のある厚さの基板（例ｔ＝０．９ｍｍ）を仮想して、それに対して球面収差を補正するような設計としており、ＣＤ使用時においてはスポット光形成に利用し、ＤＶＤ使用時においてはオーバーのフレアー光を形成している。内側の光学面領域Ａ３では、基本的にはＤＶＤの基板厚補正用に設計された屈折面であるが、ＣＤ使用時における残留収差を少なくするために光軸に近い部分で球面収差の形を工夫した。この領域のＣＤ使用時における球面収差の発生が第３の実施の形態とは逆のアンダー球面収差である。この領域もＤＶＤ／ＣＤのメインスポット光を形成する際に利用していることは既に述べたとおりである。
【０３３７】
なお本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。中間光学面領域Ａ２を回折部分で構成したが、同様の球面収差を有する屈折部分で形成しても効果は同じである。更に、中間の光学面領域Ａ２を回折部分と屈折部分とを混在させても実現可能であることは言うまでもない。また、光軸方向両側の面に回折部分を形成しても良い。更にまた、光軸近傍光学面領域Ａ３はＤＶＤ使用時において完全に無収差に設定する必要はなく、ＣＤの残留収差を少なくしても良い。この場合には光軸に近い部分で球面収差を発生させてよい。
【０３３８】
また、対物レンズの光学面を、厳密に３つの光学面領域で構成する必要はなく、それ以上の光学面領域で構成してもよい。その場合はＣＤの必要開口数ＮＡの外側の光学面領域で、ＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用の光学面領域が少なくとも１つ存在し、ＣＤの必要開口数ＮＡ内の少なくとも１つの領域でＣＤスポット形成用の光学面領域が少なくとも１つ存在し、且つ、光軸近傍の領域でＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用の光学面領域が少なくとも１つ存在するようにしても良い。
【０３３９】
（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＤＶＤとＣＤとで同じ光源波長で使用するものであり、光ピックアップ装置は図５の構成と同じである。対物レンズの断面概略図を図１０に示す。
【０３４０】
対物レンズ１６０の光源側の面Ｓ１には、２つの光学面領域Ａ１，Ａ２が形成されており、各々の光学面領域は異なった思想で光学設計されたものである。光束の利用という観点からは、ＤＶＤ使用時においては外側と内側を通る光束を用いてスポット光を記録面上に形成し、ＣＤ使用時においては内側を通る光束を用いて記録面上にスポット光を形成するものである。
【０３４１】
光軸Ｘからの高さｈ１より外側の光学面領域Ａ１の回折面は、やはり第１の実施の形態と同様にＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用に設計されており、ＣＤ使用時はオーバーのフレアー光となる。内側の光学面領域Ａ２は、ＣＤ互換を可能にする目的でｔ₁とｔ₂との間のある厚さの基板（例ｔ＝０．９ｍｍ）を仮想し、それに対して球面収差を補正するような設計としており、ＣＤ使用時においてはスポット光形成に利用し、ＤＶＤ使用時においてはスポット光形成に寄与するように利用される。又、ＣＤ使用時における残留収差を少なくするために光軸に近い部分で球面収差の形を工夫した。この領域のＣＤ使用時における球面収差の発生が第３の実施の形態とは逆のアンダー球面収差である。この領域もＤＶＤ／ＣＤのメインスポット光を形成する際に利用していることは既に述べたとおりである。なお本発明は本実施の形態に限定されるものではない。内側の光学面領域Ａ２を屈折部分で構成したが、同様の球面収差を有する回折部分で形成しても効果は同じである。更に、中間の光学面領域Ａ２を回折部分と屈折部分とを混在させても実現可能であることは言うまでもない。また、光軸方向両側の面に回折部分を形成しても良い。
【０３４２】
（第６の実施の形態）
次に、第６の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＤＶＤとＣＤとで異なる光源波長を使用するものであり、光ピックアップ装置は図７の構成と同じである。対物レンズの断面概略図を図１５に示す。
【０３４３】
対物レンズ１６０の光源側の面Ｓ１には、２つの光学面領域Ａ１，Ａ２が形成されており、各々の光学面領域は異なった思想で光学設計されたものである。光束の利用という観点からは、ＤＶＤ使用時においては、外側と内側を通る光束を用いてスポット光を情報記録面上に形成し、ＣＤ使用時においては、内側を通る光束を用いて情報記録面上にスポット光を形成するものである。
【０３４４】
光軸Ｘからの高さｈ１より外側の光学面領域Ａ１の回折面は、やはり第１の実施の形態と同様にＤＶＤ使用時における基板厚と温度特性補正用に設計されており、ＣＤ使用時はオーバーのフレアー光となる。中間の光学面領域Ａ２は、ＣＤ互換を可能にする目的で、ＣＤ使用時には、光源波長がＤＶＤに比べて長くなる分の色の球面収差を利用しつつ、ｔ₁とｔ₂との間のある厚さの基板（例ｔ＝０．９ｍｍ）を仮想し、それに対して球面収差を補正するような設計としており、ＣＤ使用時においてはスポット光形成に利用し、ＤＶＤ使用時においてはスポット光形成に寄与するように利用される。従って、ＣＤ使用時においては、外側の光学面領域Ａ１を通過した光束は、フレアー成分となるだけであり、ＣＤ用のスポット光の形成に寄与するのは、内側の光学面領域Ａ２を通過した光束であり、又、ＤＶＤ使用時においては、スポット光の形成に、外側の光学面領域Ａ１を通過した光束と内側の光学面領域Ａ２を通過した光束を利用する。そのため、ＤＶＤ使用時における球面収差補正と温度特性補正とは保たれた状態のままでＣＤとの互換性が実現される。
【０３４５】
更に、現実の光ピックアップ装置としては、発光点と各ディスク表面までの間隔が一定となるものが多く、現実の結像倍率はＤＶＤとＣＤとでは異なる可能性が高い。しかしながら、発明の本質からはそこの部分の厳密さは問わないので、以下に述べる実施例では、発光点とレンズ表面までの距離を、ＤＶＤとＣＤとで同じにしている。
【０３４６】
尚、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。内側の光学面領域Ａ２を回折部分で構成したが、同様の球面収差を有する屈折部分で形成しても効果は同じである。更に、内側の光学面領域Ａ２を回折部分と屈折部分とを混在させても実現可能であることは言うまでもない。また、光軸方向両側の面に回折部分を形成しても良い。
【０３４７】
以下、上述した実施の形態の光ピックアップ装置に用いられると好適な対物レンズの実施例について説明する。
【０３４８】
一般に回折面の回折輪帯ピッチは、位相差関数もしくは光路差関数を使って定義される。具体的には、位相差関数Φｂは単位をラジアンとして以下の［数１］で表され、光路差関数ΦＢは単位をｍｍとして［数２］で表される。
【数１】

【数２】

【０３４９】
これら２つの表現方法は、単位は異なるが、回折輪帯のピッチを表す意味では同等である。即ち、主波長λ（単位ｍｍ）に対し、位相差関数の係数ｂにλ／２πを掛ければ光路差関数の係数Ｂに換算でき、また逆に光路差関数の係数Ｂをλ／２πで割れば位相差関数の係数ｂに換算できる。
【０３５０】
上記の定義を基にした場合、位相差関数もしくは光路差関数の２次係数を零でない値にすることにより、レンズにパワーを持たせることができる。また、位相差関数もしくは光路差関数の２次以外の係数、例えば、４次係数、６次係数、８次係数、１０次係数等を零でない値とすることにより、球面収差を制御できる。ここで制御するということは、屈折部分が有する球面収差を回折部分で逆の球面収差を持たせトータルとして球面収差を補正したり、回折部分の球面収差を操作してトータルの球面収差を所望のフレアー量にすることを意味する。
【０３５１】
そして、少なくとも一方の面に上記回折面を形成すると共に、次の［数３］で表される非球面形状を有している。
【数３】

ただし、Ｚは光軸方向の軸、ｈは光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ：光の進行方向を正とする）、Ｒ０は近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａは非球面係数、Ｐは非球面のべき数である。
【０３５２】
尚、これ以降（表のレンズデータ含む）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）を用いて表している。
【０３５３】
（実施例１）
上述した第１の実施の形態に用いることができる対物レンズの実施例について、表１に対物レンズデータを示す。図１１，１２がＤＶＤ／ＣＤそれぞれに関する球面収差図である。ＤＶＤの必要開口数ＮＡは０．６０であり、ＣＤの必要開口数ＮＡは０．４５である。
【表１】

【０３５４】
（実施例２）
上述した第２の実施の形態に用いることができる対物レンズの実施例について、表２に対物レンズデータを示す。図１３，１４がＤＶＤ／ＣＤそれぞれに関する球面収差図である。ＤＶＤの必要開口数ＮＡは０．６０であり、ＣＤの必要開口数ＮＡは０．４５である。
【表２】

【０３５５】
（実施例３）
上述した第６の実施の形態に用いることができる対物レンズの実施例について、表３に対物レンズデータを示す。図１６，１７がＤＶＤ／ＣＤそれぞれに関する球面収差図である。ＤＶＤの必要開口数ＮＡは０．６０であり、ＣＤの必要開口数ＮＡは０．４５である。
【０３５６】
（実施例４）
上述した第６の実施の形態に用いることができる対物レンズの他の実施例について、表４に対物レンズデータを示す。図１８，１９がＤＶＤ／ＣＤそれぞれに関する球面収差図である。ＤＶＤの必要開口数ＮＡは０．６０であり、ＣＤの必要開口数ＮＡは０．４５である。
【０３５７】
（実施例５）
上述した第６の実施の形態に用いることができる対物レンズの他の実施例について、表５に対物レンズデータを示す。図２０，２１がＤＶＤ／ＣＤそれぞれに関する球面収差図である。ＤＶＤの必要開口数ＮＡは０．６０であり、ＣＤの必要開口数ＮＡは０．４５である。
【０３５８】
（実施例６）
上述した第６の実施の形態に用いることができる対物レンズの他の実施例について、表６に対物レンズデータを示す。図２２，２３がＤＶＤ／ＣＤそれぞれに関する球面収差図である。ＤＶＤの必要開口数ＮＡは０．６０であり、ＣＤの必要開口数ＮＡは０．４５である。
【０３５９】
表７に、本実施の形態で用いた対物レンズ及び光情報記録媒体の透明基板の波長に対する屈折率、及び半導体レーザ（光源）の温度特性データを示す。
【表７】

【０３６０】
以上の実施例においては、実施例１では図６に示したように最外周光学面領域Ａ１を回折部分、中間光学面領域Ａ２を屈折部分、光軸近傍光学面領域Ａ３を回折部分で構成した対物レンズを例示し、実施例２では図８に示したように最外周光学面領域Ａ１を回折部分で構成した対物レンズを例示したが、実施の形態として前述したように、図２４に示したような最外周光学面領域Ａ１を回折部分、中間光学面領域Ａ２を回折部分と屈折部分との混在、光軸近傍光学面領域Ａ３を回折部分で構成してもよい。また、図９に示したように最外周光学面領域Ａ１を回折部分、中間光学面領域Ａ２を回折部分、光軸近傍光学面領域Ａ３を屈折部分で構成してもよく、図２５に示したように最外周光学面領域Ａ１を回折部分、中間光学面領域Ａ２を屈折部分、光軸近傍光学面領域Ａ３を屈折部分で構成してもよいし、図２６に示したように最外周光学面領域Ａ１を回折部分、中間光学面領域Ａ２を回折部分と屈折部分の混在、光軸近傍光学面領域Ａ３を屈折部分で構成してもよい。
【０３６１】
さらに、実施例３〜６では、図１５に示したように外側の光学面領域Ａ１を回折部分、内側の光学面領域Ａ２を回折部分で構成した対物レンズを例示したが、図１０に示したように外側の光学面領域Ａ１を回折部分、内側の光学面領域Ａ２を屈折部分で構成してもよい。又、内側の光学面領域Ａ２を回折部分と屈折部分との混在で構成しても良い。
【０３６２】
これら個々の具体的な構成例の説明は省略するが、本発明の主旨に沿えば容易に実施することができる。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲で更に種々の変更が可能である。例えば、これら２領域や３領域の光学面領域で機能を分割可能なものに限らず、上述のように４領域以上で構成されてもよいものである。
【０３６３】
尚、回折部分は、その該当する領域の光源側の面に設けても、像側の面に設けてもよく、両面に設けてもよいことは勿論である。
【０３６４】
又、以上において「混在」とは、図示したように回折部分と屈折部分とが略半々に形成されたものに限定されるものではなく、種々の混在態様をとることもできる。
【０３６５】
更に、光ピックアップ装置の態様も、以上の実施の態様に限定されるものではなく、例えば２光源２光検出器タイプ、等々にも適用可能である。
【０３６６】
又、本発明は、ＤＶＤとＣＤの情報記録及び／又は再生可能な光ピックアップ装置のみならず、透明基板厚さが互いに異なる少なくとも２つの光情報記録媒体に対して適用が可能であることは勿論である。特に、透明基板厚さが互いに異なると共に、必要開口数が互いに異なる光情報記録媒体に対して適用することが特に有益である。又、例えば、ＤＶＤのみの情報記録及び／又は再生可能な光ピックアップ装置に適用しても良く、発散光束入射用の対物レンズとして、又、その対物レンズを用いた光情報記録媒体として適用可能である。
【０３６７】
更に、本発明においては、対物レンズに入射される発散光束は、光源から出射された発散光束が直接対物レンズに入射される場合に限定されるものではなく、光源と対物レンズの間に、光源からの発散光束の発散角を変更するカップリングレンズ等を介在させても良く、対物レンズに発散光束が入射されれば良いものである。
【０３６８】
【発明の効果】
本発明によれば、透明基板厚さの異なる複数の光情報記録媒体に対して、光源からの発散光を対物レンズに入射させて、それぞれの情報の記録又は再生を可能としつつ、使用環境の温度変化に対しての十分な性能を満足する実用的な対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】球面収差が不連続な状態を示す図である。
【図２】光学面領域を説明するための対物レンズの断面図である。
【図３】収差がアンダーかオーバーかを示す図である。
【図４】回折部の回折輪帯を示す図である。
【図５】光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図６】第１の実施の形態の対物レンズの概略構成を示す断面図である。
【図７】光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図８】第２の実施の形態の対物レンズの概略構成を示す断面図である。
【図９】第３、４の実施の形態の対物レンズの概略構成を示す断面図である。
【図１０】第５の実施の形態の対物レンズの概略構成を示す断面図である。
【図１１】実施例１の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時の収差図である。
【図１２】実施例１の対物レンズにかかるＣＤ使用時の収差図である。
【図１３】実施例２の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時の収差図である。
【図１４】実施例２の対物レンズにかかるＣＤ使用時の収差図である。
【図１５】変形例にかかる対物レンズの概略構成を示す断面図である。
【図１６】実施例３の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時の収差図である。
【図１７】実施例３の対物レンズにかかるＣＤ使用時の収差図である。
【図１８】実施例４の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時の収差図である。
【図１９】実施例４の対物レンズにかかるＣＤ使用時の収差図である。
【図２０】実施例５の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時の収差図である。
【図２１】実施例５の対物レンズにかかるＣＤ使用時の収差図である。
【図２２】実施例６の対物レンズにかかるＤＶＤ使用時の収差図である。
【図２３】実施例６の対物レンズにかかるＣＤ使用時の収差図である。
【図２４】他の変形例にかかる対物レンズの概略構成を示す断面図である。
【図２５】他の変形例にかかる対物レンズの概略構成を示す断面図である。
【図２６】他の変形例にかかる対物レンズの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１１１ 第１の半導体レーザ
１１２ 第２の半導体レーザ
１２０ 合成手段（ビームスプリッタ）
１６０ 対物レンズ
１８０ シリンドリカルレンズ
２００ 光情報記録媒体（ＤＶＤ、ＣＤ）
３００ 光検出器

Claims (26)

1. 透明基板の厚さがｔ₁である第１の光情報記録媒体に対して光束を出射する波長λ₁の第１の光源と、透明基板の厚さがｔ₂（ｔ₁＜ｔ₂）である第２の光情報記録媒体に対して光束を出射する波長λ₂（λ₁＜λ₂）である第２の光源と、前記第１の光源から出射された光束を前記第１の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、前記第２の光源から出射された光束を前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、を有し、各光情報記録媒体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用の対物レンズにおいて、
   前記対物レンズは正の屈折力を有するプラスチックレンズであり、
   前記対物レンズの少なくとも一方の面は、前記対物レンズの有効径内において、前記対物レンズの光軸から周辺に向かって少なくとも２種類以上の光学面領域で構成され、前記２種類以上の光学面領域のうち、少なくとも最も外側の光学面領域に、回折構造を備え、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記最も外側の光学面領域を通過する光束に対して、前記対物レンズの温度変化に伴う屈折率変化による球面収差の変化の補正を行うようになっており、
   前記回折構造は、前記対物レンズの回折母非球面の屈折パワーが寄与する球面収差量の変化量を∂SA _R 、前記対物レンズの回折パワーが寄与する球面収差量の変化量を∂SA _D 、前記対物レンズの温度の変化量を∂T、前記光源の波長の変化量を∂λとしたときに、（∂SA _R ／∂T）・（∂SA _D ／∂λ）＜０の関係を満たしており、
   前記最も外側の光学面領域は、前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際には、そこを通過する光束をフレア成分とし、
   一方、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、光軸を含む光学面領域を通過する光束は情報記録面上に光スポットを形成し、前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記光軸を含む光学面領域を通過する光束は情報記録面上に光スポットを形成することを特徴とする対物レンズ。
2. 前記第１の光源から出射された光束のうち、前記最も外側の光学面領域の回折構造を通過した光束における、温度変化δＴに対する球面収差の変化をδＳＡ１／δＴ、前記第１の光源の波長をλ₁としたとき、下記条件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。
   ｜δＳＡ１／δＴ｜≦０．００２λ₁ｒｍｓ／℃
3. 前記第１の光源から出射された光束のうち、前記最も外側の光学面領域の回折構造を通過した光束における、温度変化δＴに対する球面収差の変化をδＳＡ１／δＴが、下記条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ。
   ｜δＳＡ１／δＴ｜≦０．０００５λ₁ｒｍｓ／℃
4. 前記対物レンズの前記最も外側側の光学面領域の回折構造は回折輪帯であり、前記第１の光源から出射された光束のうち、前記対物レンズの前記最も外側の光学面領域の回折構造を通過する光束が、前記回折構造によって発生する最大光量の回折光をｎ次光とし、前記対物レンズの焦点距離をｆとしたときに、前記回折輪帯の平均ピッチＰｏｕｔが、
   ２．００×１０^-4≦ Ｐｏｕｔ／（｜ｎ｜・ｆ） ≦３．００×１０^-2
   を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の対物レンズ。
5. 前記回折輪帯の平均ピッチＰｏｕｔが
   １．００×１０^-3 ≦ Ｐｏｕｔ／（｜ｎ｜・ｆ） ≦３．００×１０^-3
   を満たすことを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ。
6. 前記回折輪帯の平均ピッチＰｏｕｔが
   ３．００×１０^-3 ≦ Ｐｏｕｔ／（｜ｎ｜・ｆ） ≦８．００×１０^-3
   を満たすことを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ。
7. 前記光軸を含む光学面領域に、回折輪帯を形成した回折構造が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の対物レンズ。
8. 前記対物レンズの少なくとも一方の面は、前記対物レンズの有効径内において、前記対物レンズの光軸から周辺に向かって３種類の光学面領域で構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の対物レンズ。
9. 前記３種類の光学面領域は、光軸側から前記光軸を含む光学面領域、中間の光学面領域、前記最も外側の光学面領域、を有することを特徴とする請求項８に記載の対物レンズ。
10. 前記光軸を含む光学面領域と前記中間の光学面領域との境界、及び前記中間の光学面領域と前記最も外側の光学面領域との境界の少なくとも一方において、球面収差に関し不連続としたことを特徴とする請求項９に記載の対物レンズ。
11. 前記最も外側の光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に球面収差を補正する機能を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の対物レンズ。
12. 前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、必要開口数をＮＡ₂、及び前記対物レンズの焦点距離をｆ₂とした場合に、前記中間の光学面領域は、光軸からの最短距離ＮＡＨ（ｍｍ）からＮＡＬ（ｍｍ）の範囲に形成されるものとすると、
    （ＮＡ₂−０．０３）ｆ₂≦ＮＡＨ≦（ＮＡ₂＋０．０３）ｆ₂
    （ＮＡ₂−０．２０）ｆ₂≦ＮＡＬ≦（ＮＡ₂−０．０４）ｆ₂
    が満たされることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の対物レンズ。
13. 前記光軸を含む光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に球面収差を補正する機能を有することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の対物レンズ。
14. 前記中間の光学面領域は、透明基板の厚さｔ（ｔ₁＜ｔ＜ｔ₂）に対して球面収差を補正する機能を有することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の対物レンズ。
15. 前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際には、前記中間の光学面領域を通過する光束にオーバーな球面収差を持たせることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載の対物レンズ。
16. 前記光軸を含む光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記光軸を含む光学面領域を通過する光束に対して温度特性の補正を行うことを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載の対物レンズ。
17. 前記対物レンズの少なくとも一方の面は、前記対物レンズの有効径内において、前記対物レンズの光軸から周辺に向かって２種類の光学面領域で構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の対物レンズ。
18. 前記２種類の光学面領域は、光軸側から前記光軸を含む光学面領域、前記最も外側の光学面領域、を有することを特徴とする請求項１７に記載の対物レンズ。
19. 前記光軸を含む光学面領域と前記最も外側の光学面領域との境界において、球面収差に関し不連続としたことを特徴とする請求項１８に記載の対物レンズ。
20. 前記最も外側の光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に球面収差を補正する機能を有することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の対物レンズ。
21. 前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、必要開口数をＮＡ₂、及び前記対物レンズの焦点距離をｆ₂とした場合に、前記光軸を含む光学面領域が、光軸から、光軸からの最短距離ＮＡＨ（ｍｍ）の範囲内に形成されるものとすると、
    （ＮＡ₂−０．０３）ｆ₂≦ＮＡＨ≦（ＮＡ₂＋０．０３）ｆ₂
    が満たされることを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれかに記載の対物レンズ。
22. 前記光軸を含む光学面領域は、前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に球面収差を補正する機能を有することを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれかに記載の対物レンズ。
23. 前記第１の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際における前記対物レンズの結像倍率ｍ１が、
    −１／２ ≦ ｍ１ ≦ −１／７．５
    を満たすことを特徴とする請求項１乃至２２のいずれかに記載の対物レンズ。
24. 前記第２の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際における前記対物レンズの結像倍率ｍ２が、ｍ２≒ｍ１であることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれかに記載の対物レンズ。
25. 前記第１の光源から出射された光束のうち、前記対物レンズの前記最も外側の光学面領域の回折構造を通過する光束が、前記回折構造によって発生する最大光量の回折光をｎ次光としたとき｜ｎ｜＝１であることを特徴とする請求項４，５，６のいずれかに記載の対物レンズ。
26. 請求項１乃至２５のいずれかに記載の対物レンズを用いたことを特徴とする光ピックアップ装置。

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