JP2001229567A - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズに４つ以上の分割面を形成すると
共に、各光ディスクの必要開口数内の分割面において、
波面収差のズレを補正することができるピッ_クアップ装
置及び対物レンズを提供する。 【解決手段】輪帯状段差によって形成される分割面Ｂ１
〜ｂ４により、第１の光ディスク１０の基板厚さと第２
の光ディスク１０’の基板厚さとの間の基板厚さにおい
て、残留誤差が小さくなるようにし、もって複数種類の
光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる波長の光源
及び異なる透明基板厚さを有する光ディスクの再生／記
録を行なうことが可能な光ピックアップ装置に使用され
る対物レンズ及び、これを用いた光ピックアップ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、短波長赤色半導体レーザ実用化に
伴い、従来の光ディスクであるＣＤ（コンパクトディス
ク）と同程度の大きさで大容量化させた高密度の光ディ
スクであるＤＶＤ（デジタルビデオディスク）の開発が
進んでいる。このＤＶＤに対して情報の記録及び／又は
再生を行う光ピックアップ装置においては、６３５ｎｍ
の短波長半導体レーザを光源として使用したとき、かか
るレーザ光を集光させる対物レンズの光ディスク側の開
口数ＮＡを約０．６としている。なお、ＣＤ、ＤＶＤの
他に、種々の規格の光ディスク、例えばＣＤ−Ｒ（追記
型コンパクトディスク）、ＭＤ（ミニディスク）なども
商品化されて普及している。表１に種々の光ディスクの
透明基板厚さと必要開口数を示す。

【０００３】

【表１】

【０００４】なお、ＣＤ−Ｒに対して情報の記録及び／
又は再生を行う光ピックアップ装置においては、光源の
波長λ＝７８０ｎｍである必要があるが、他の光ディス
クにおいては、表１に記載した光源波長以外の波長の光
源を使用することができ、かかる場合、使用する光源波
長λに応じて必要開口数ＮＡが変わるようになってい
る。例えば、ＣＤの場合は必要開口数ＮＡ＝λ（μｍ）
／１．７３、ＤＶＤの場合は必要開口数ＮＡ＝λ（μ
ｍ）／１．０６で近似される。本明細書でいう開口数
（必要開口数）は、光ディスク側から見た集光光学系の
開口数のことであり、必要開口数とは光ディスクの記録
面上で要求されるスポットサイズｄと使用波長λとから
算出される開口数であり、一般的にはＮＡ＝０．８３×
λ÷ｄである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように市場には透
明基板厚さ、記録密度、使用波長などが異なる様々な光
ディスクが存在するが、個々の光ディスクに対して、情
報の記録及び／又は再生を行うことができる専用の情報
記録再生装置を購入することはユーザーにとって大きな
負担となる。そこで、様々な光ディスクに対応できる互
換性のある光ピックアップ装置を備えた情報記録再生装
置が提案されている。

【０００６】このような光ピックアップ装置として、異
なる光ディスクそれぞれに対応した集光光学系を備え、
再生する光ディスクにより集光光学系を切り換えるよう
にしたものが提案されている。しかしながら、この光ピ
ックアップ装置では、集光光学系が複数必要となるため
構成が複雑となり、高コストとなって好ましくない。

【０００７】そこで、１つの集光光学系を用いて複数の
光ディスクを再生する光ピックアップ装置が提案されて
いる。例えば特開平７−３０２４３７号公報には、対物
レンズの屈折面をリング状複数領域に分割し、各々の分
割面が厚さの異なる光ディスクのうち１つにビームを結
像させることにより再生する光ピックアップ装置が開示
されている。

【０００８】しかしながら、特開平７−３０２４３７号
公報に開示された光ピックアップ装置は、１つの対物レ
ンズで同時に２つ以上の焦点を有するが故、１つあたり
の焦点のスポット光量が減少するので、レーザ出力を大
きくする必要があるという問題がある。

【０００９】一方、本出願人は特開平１１−９６５８５
号公報で、以下の光ピックアップ装置を提案している。
かかる光ピックアップ装置は、対物レンズに同心円状に
分割された複数の輪帯を設けており、各輪帯は、波長の
異なる複数の光源、及び／または、記録面の厚みの異な
る透明基板に対して、それによって生じる球面収差を積
極的に利用し、それぞれの光ディスクに対して回折限界
内に収差補正したものである。この対物レンズは、使用
波長及び／または透明基板の厚みに応じて自動的に必要
開口数が得られるという機能を有している。

【００１０】しかし回折限界内に補正された場合には、
スポットサイズ（点像の広がり）以外にも、点像強度分
布すなわちスポット光中心強度を考慮するとより好まし
い。この中心強度を高めるためには、光束の位相（波面
収差のズレ）に着眼する必要があるが、前記特開平１１
−９６５８５号公報の光ピックアップ装置に関しては、
この波面収差のズレについての記載はない。

【００１１】本発明は、対物レンズに４つ以上の分割面
を形成すると共に、各光ディスクの必要開口数内の分割
面において、波面収差のズレを補正することができるピ
ックアップ装置及び対物レンズを提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の対物レ
ンズは、波長の異なる光源からの光束を光ディスクの記
録面に集光するための対物レンズを含む集光光学系と、
前記記録面からの反射光を検出するための受光手段とを
有し、透明基板厚さが異なる第１及び第２の光ディスク
（但し、第１の光ディスクの方が第２の光ディスクより
も対物レンズに対する必要開口数が大きいとする）に対
して、情報の記録又は再生が可能な情報記録再生用の光
ピックアップ装置に使用される対物レンズにおいて、前
記対物レンズの少なくとも一方の面に、屈折作用により
入射光束をｋ個（ｋ≧４）の輪帯状の光束（ここで、光
軸側からその外側に向かって、順に第１、第２、・・・
・・・、第ｋ光束とする）に分割する輪帯状段差部分を
形成し、前記第１の光ディスク使用時には、前記第１及
び第ｋ光束がつくる最良像面位置における前記第１及び
第ｋ光束の波面収差の球面収差成分は０．０５λ₁ｒｍ
ｓ以下（λ₁：第１の光ディスク用の光源波長）であ
り、前記第２ないし第（ｋ−１）光束のうち、少なくと
も２つの光束はそれぞれ、前記第１及び第ｋ光束がつく
る前記最良像面位置とは異なる位置に見かけ上の最良像
面位置が形成され、前記第１及び第ｋ光束がつくる前記
最良像面位置で、前記第１の光ディスクに対する必要開
口数内を通る前記第１ないし第ｋ光束のそれぞれの光束
内の光線の波面収差がほぼｍ_iλ₁（ｍ_i個は整数で、ｉ
＝１，２，・・・・・・，ｋ）となることを特徴とす
る。

【００１３】請求項１に記載の対物レンズによれば、前
記輪帯状段差により分割される複数の分割面により、前
記第１の光ディスクの基板厚さと前記第２の光ディスク
の基板厚さとの間の基板厚さにおいて、残留誤差が小さ
くなるようにしているので、複数種類の光ディスクに対
して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができ
る。

【００１４】請求項２に記載の対物レンズは、前記第１
の光ディスク使用時に、前記第１及び第ｋ光束がつくる
前記最良像面位置で、前記第１ないし第ｋ光束のそれぞ
れの光束内の光線の波面収差量Ｗ１が、 （ｍ_i−０．３０）λ₁≦Ｗ１≦（ｍ_i＋０．３０）λ₁ （１） を満たすことを特徴とするものである。例えば光ディス
クとしてＤＶＤを用いた場合、Ｗ１が上式（１）を満た
さない場合、波面収差のズレが生じ、スポット光強度が
低下するからである。

【００１５】請求項３に記載の対物レンズは、前記第２
の光ディスクに対して波長λ₂の光源からの光束を用い
て情報の記録及び／又は再生を行う際には、第１ないし
第（ｋ−１）光束までの光束内の光線の波面収差がほぼ
ｎ_iλ₂（ｎ_iは整数で、ｉ＝１、２、…、ｋ−１）とな
るので、前記第２の光ディスクにおいて、残留誤差が小
さくなるようにでき、それにより前記第２の光ディスク
に対して情報の記録及び／又は再生を行うことができ
る。

【００１６】請求項４に記載の対物レンズは、前記第２
の光ディスクに対して波長λ₂の光源からの光束を用い
て情報の記録及び／又は再生を行う際には、第１ないし
第（ｋ−１）光束までの光束内の光線の波面収差量Ｗ２
が前記第２の光ディスクに対する必要開口数内内におい
て、 （ ｎ_i−０．３０）λ₂≦Ｗ２≦（ ｎ_i＋０．３０）λ₂ （２） を満たすことを特徴とするものである。例えば光ディス
クとしてＣＤを用いた場合、Ｗ２が上式（２）を満たさ
ない場合、波面収差のズレが生じ、スポット光強度が低
下するからである。

【００１７】請求項５に記載の対物レンズは、前記整数
ｍ_iの最大値と最小値との差、及び前記整数 ｎ_iの最大
値と最小値との差とが共に２以上であることを特徴とす
るものである。

【００１８】請求項６に記載の対物レンズは、前記個数
ｋがｋ＝４であり、前記弟１の光ディスク使用時の絞り
径をφｍａｘ、第１光束と第２光束とに分割する前記輪
帯状段差部分の境界から光軸までの高さをｈ１、第３光
束と第４光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界か
ら光軸までの高さをｈ３としたとき、 ０．６２≦ｈ１／０．５φｍａｘ≦０．６９ （３） ０．７０≦ｈ３／０．５φｍａｘ≦０．８０ （４） を満たすことを特徴とする。ｈ１／０．５φｍａｘが下
限値を下回ると第１光ディスクにおいてスポット光中心
強度が低くなり、逆に上限値を上回ると第２光ディスク
において第１光束の波面収差が劣化しスポット光中心強
度が低くなるからである。また、ｈ３／０．５φｍａｘ
が下限値を下回ると第２光ディスクにおいて要求スポッ
トサイズを満足しなくなり、逆に上限値を上回ると第２
光ディスクにおいて過剰スペックとなり、その悪影響と
して第１光ディスク使用時のスポット光量が不足してし
まうからである。

【００１９】請求項７に記載の対物レンズは、前記個数
ｋがｋ＝６であり、第２光束及び第５光束がつくる見か
け上の最良像面位置が、第６光束がつくる最良像面位置
と異なることを特徴とする。

【００２０】請求項８に記載の対物レンズは、前記個数
ｋがｋ＝６であり、前記第１の光ディスク使用時の絞り
径をφｍａｘ、第１光束と第２光束とに分割する前記輪
帯状段差部分の境界から光軸までの高さをｈ１、第５光
束と第６光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界か
ら光軸までの高さをｈ５としたとき、 ０．５２≦ｈ１／０．５φｍａｘ≦０．６７ （５） ０．７０≦ｈ５／０．５φｍａｘ≦０．８２ （６） を満たすことを特徴とする。ｈ１／０．５φｍａｘが下
限値を下回ると第１光ディスクにおいてスポット光中心
強圧が低くなり、逆に上限値を上回ると第２光ディスク
において第１光束の波面収差が劣化しスポット光中心強
度か低くなるからである。また、ｈ５／０．５φｍａｘ
が下限値を下回ると第２光ディスクにおいて要求スポッ
トサイズを満足しなくなり、逆に上限値を上回ると第２
光ディスクにおいて過剰スペックとなり、その悪影響と
して第１光ディスク使用時のスポット光量が不足してし
まうからである。

【００２１】請求項９に記載の光ピックアップ装置は、
波長の異なる光源からの光束を光ディスクの記録面に集
光するための対物レンズを含む集光光学系と、前記記録
面からの反射光を検出するための受光手段とを有し、透
明基板厚さが異なる第１及び第２の光ディスク（但し、
第１の光ディスクの方が第２の光ディスクよりも対物レ
ンズに対する必要開口数が大きいとする）に対して、情
報の記録又は再生が可能な情報記録再生用の光ピックア
ップ装置において、前記対物レンズの少なくとも一方の
面に、屈折作用により入射光束をｋ個（ｋ≧４）の輪帯
状の光束（ここで、光軸側からその外側に向かって、順
に第１、第２、・・・・・・、第ｋ光束とする）に分割
する輪帯状段差部分を形成し、前記第１の光ディスク使
用時には、前記第１及び第ｋ光束がつくる最良像面位置
における前記第１及び第ｋ光束の波面収差の球面収差成
分は０．０５λ₁ｒｍｓ以下（λ₁：第１の光ディスク用
の光源波長）であり、前記第２ないし第（ｋ−１）光束
のうち、少なくとも２つの光束はそれぞれ、前記第１及
び第ｋ光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に
見かけ上の最良像面位置が形成され、前記第１及び第ｋ
光束がつくる前記最良像面位置で、前記第１の光ディス
クに対する必要開口数内を通る前記第１ないし第ｋ光束
のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼｍ_iλ₁（ｍ
_i個は整数で、ｉ＝１，２，・・・・・・，ｋ）となる
ことを特徴とする。

【００２２】請求項９に記載の光ピックアップ装置によ
れば、その対物レンズにおいて、前記輪帯状段差により
分割される複数の分割面により、前記第１の光ディスク
の基板厚さと前記第２の光ディスクの基板厚さとの間の
基板厚さにおいて、残留誤差が小さくなるようにしてい
るので、複数種類の光ディスクに対して情報の記録及び
／又は再生を適切に行うことができる。

【００２３】特に、請求項９に記載の光ピックアップ装
置であって、前記第２光束ないし前記第（ｋ−１）光束
のうち少なくとも２つの光束が通過する、前記輪帯状段
差部分の少なくとも２つの部分は、それぞれ光軸側の段
差の深さと外側の段差の深さとが異なることが好まし
く、前記第１光束が通過する部分及び前記第ｋ光束が通
過する部分よりパワーを強くすることが更に好ましい。
これにより、フレアの発生量を大きくすることができ、
パワーを変えず同じとした場合よりも、対物レンズのデ
フォーカスにおいて良好なＳ字特性を得ることができ
る。一般にフレア量が大きいと、対物レンズの合焦デフ
ォーカス近傍で、フレア光が光検出器のセンサー内に入
射しないため好ましい。

【００２４】請求項１０に記載の光ピックアップ装置
は、その対物レンズにおいて、前記第１の光ディスク使
用時に、前記第１及び第ｋ光束がつくる前記最良像面位
置で、前記第１ないし第ｋ光束のそれぞれの光束内の光
線の波面収差量Ｗ１が、 （ｍ_i−０．３０）λ₁≦Ｗ１≦（ｍ_i＋０．３０）λ₁ （７） を満たすことを特徴とするものである。例えば光ディス
クとしてＤＶＤを用いた場合、Ｗ１が上式（７）を満た
さない場合、波面収差のズレが生じ、スポット光強度が
低下するからである。

【００２５】請求項１１に記載の光ピックアップ装置に
よれば、その対物レンズにおいて、前記第２の光ディス
クに対して波長λ₂の光源からの光束を用いて情報の記
録及び／又は再生を行う際には、第１ないし第（ｋ−
１）光束までの光束内の光線の波面収差がほぼｎ_iλ
₂（ｎ_iは整数で、ｉ＝１、２、…、ｋ−１）となるの
で、前記第２の光ディスクにおいて、残留誤差が小さく
なるようにでき、それにより前記第２の光ディスクに対
して情報の記録及び／又は再生を行うことができる。

【００２６】請求項１２に記載の光ピックアップ装置に
よれば、その対物レンズにおいて、前記第２の光ディス
クに対して波長λ₂の光源からの光束を用いて情報の記
録及び／又は再生を行う際には、第１ないし第（ｋ−
１）光束までの光束内の光線の波面収差量Ｗ２が前記第
２の光ディスクに対する必要開口数内内において、 （ ｎ_i−０．３０）λ₂≦Ｗ２≦（ ｎ_i＋０．３０）λ₂ （８） を満たすことを特徴とするものである。例えば光ディス
クとしてＣＤを用いた場合、Ｗ２が上式（８）を満たさ
ない場合、波面収差のズレが生じ、スポット光強度が低
下するからである。

【００２７】請求項１３に記載の光ピックアップ装置に
よれば、その対物レンズにおいて、前記整数 ｍ_iの最大
値と最小値との差、及び前記整数 ｎ_iの最大値と最小値
との差とが共に２以上であることを特徴とするものであ
る。

【００２８】請求項１４に記載の光ピックアップ装置に
よれば、その対物レンズにおいて、前記個数ｋがｋ＝４
であり、前記弟１の光ディスク使用時の絞り径をφｍａ
ｘ、第１光束と第２光束とに分割する前記輪帯状段差部
分の境界から光軸までの高さをｈ１、第３光束と第４光
束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸まで
の高さをｈ３としたとき、 ０．６２≦ｈ１／０．５φｍａｘ≦０．６９ （９） ０．７０≦ｈ３／０．５φｍａｘ≦０．８０ （１０） を満たすことを特徴とする。ｈ１／０．５φｍａｘが下
限値を下回ると第１光ディスクにおいてスポット光中心
強度が低くなり、逆に上限値を上回ると第２光ディスク
において第１光束の波面収差が劣化しスポット光中心強
度が低くなるからである。また、ｈ３／０．５φｍａｘ
が下限値を下回ると第２光ディスクにおいて要求スポッ
トサイズを満足しなくなり、逆に上限値を上回ると第２
光ディスクにおいて過剰スペックとなり、その悪影響と
して第１光ディスク使用時のスポット光量が不足してし
まうからである。

【００２９】請求項１５に記載の光ピックアップ装置に
よれば、その対物レンズにおいて、前記個数ｋがｋ＝６
であり、第２光束及び第５光束がつくる見かけ上の最良
像面位置が、第６光束がつくる最良像面位置と異なるこ
とを特徴とする。

【００３０】請求項１６に記載の光ピックアップ装置に
よれば、その対物レンズにおいて、前記個数ｋがｋ＝６
であり、前記第１の光ディスク使用時の絞り径をφｍａ
ｘ、第１光束と第２光束とに分割する前記輪帯状段差部
分の境界から光軸までの高さをｈ１、第５光束と第６光
束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸まで
の高さをｈ５としたとき、 ０．５２≦ｈ１／０．５φｍａｘ≦０．６７ （１１） ０．７０≦ｈ５／０．５φｍａｘ≦０．８２ （１２） を満たすことを特徴とする。ｈ１／０．５φｍａｘが下
限値を下回ると第１光ディスクにおいてスポット光中心
強圧が低くなり、逆に上限値を上回ると第２光ディスク
において第１光束の波面収差が劣化しスポット光中心強
度か低くなるからである。また、ｈ５／０．５φｍａｘ
が下限値を下回ると第２光ディスクにおいて要求スポッ
トサイズを満足しなくなり、逆に上限値を上回ると第２
光ディスクにおいて過剰スペックとなり、その悪影響と
して第１光ディスク使用時のスポット光量が不足してし
まうからである。

【００３１】本明細書中において、「対物レンズ」と
は、狭義には光情報記録媒体に最も近い位置においてこ
れと対向配置される集光作用を有するレンズを指し、広
義には光情報記録媒体に対向する位置に配置され、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
なレンズを指すものとする。

【００３２】本明細書中において、光情報記録媒体（光
ディスク）としては、例えば、CD,CD-R, CD-RW, CD-Vid
eo, CD-ROM等の各種ＣＤ、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD
-R,DVD-RW等の各種ＤＶＤ、或いはＭＤ等のディスク状
の現在の光情報記録媒体のみならず、次世代の記録媒体
なども含まれる。多くの光情報記録媒体の情報記録面上
には透明基板が存在する。

【００３３】本明細書中において、情報の記録および再
生とは、上記のような情報記録媒体の情報記録面上に情
報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再
生することをいう。本発明の光学系は、記録だけ或いは
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、記録およ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。また、或る情報記録媒体に対しては記
録を行い、別の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、或る情報記録媒体
に対しては記録または再生を行い、別の情報記録媒体に
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。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。

【００３４】本発明の光ピックアップ装置は、例えばＣ
Ｄ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−
ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、Ｄ
ＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＤ等の光情報記録媒体に対
してコンパチブルなプレーヤまたはドライブ等、あるい
はそれらを組み込んだＡＶ機器、パソコン、その他の情
報端末等の音声および／または画像の記録および／また
は再生装置に搭載することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しつつ説明する。 （第１の実施の形態）図面を参照して、第１の実施の形
態について説明する。図１は光ピックアップ装置１００
の概略構成図である。本実施の形態の光ピックアップ装
置１００は、２種類以上の透明基板厚さの光ディスクに
対して情報の再生及び／又は記録を行えるものである。
本実施の形態の光ピックアップ装置１００では、この複
数の光ディスクは、記録密度から高い順に透明基板の厚
さｔ１の第１光ディスク（ＤＶＤ）と、ｔ１とは異なる
透明基板の厚さｔ２を有する第２光ディスク（ＣＤ）と
して説明するが、光ディスクはこれらに限られない。こ
こでは、透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．
２ｍｍであり、対物レンズの必要開口数は第１光ディス
クではＮＡ１＝０．６０、第２光ディスクではＮＡ２＝
０．４５である。

【００３６】本実施の形態の光ピックアップ装置１００
では、第１光源として第１光ディスク用の第１半導体レ
ーザ１（波長λ₁＝６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ）と、第２
光源として第２光ディスク用の第２半導体レーザ２（波
長λ₂＝７４０ｎｍ〜８７０ｎｍ）とを有している。こ
れら第１光源１、第２光源２は、情報の再生及び／又は
記録を行う光ディスクに応じて選択的に使用される。ま
た、合成手段３は、第１半導体レーザ１から出射された
光束と、第２半導体レーザ２から出射された光束とを合
成することが可能な手段である。

【００３７】まず、透明基板厚さｔ１である第１光ディ
スク１０に記録された情報を再生する場合、第１半導体
レーザから光束を出射し、出射された光束は、合成手段
３、偏光ビームスプリッタ４、コリメータレンズ５、１
／４波長板６を透過して円偏光の平行光束となる。この
光束は絞り７によって絞られ、対物レンズ８により第１
光ディスクの透明基板１０ｂを介して記録面上１０ａに
集光される。記録面の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８、１／４波長板６、コリ
メータレンズ５を透過して偏光ビームスプリッタ４に入
射し、ここで反射されシリンドリカルレンズ１１により
非点収差が与えられ受光素子（受光手段）である光検出
器１２に入射し、光検出器１２から出力される信号を用
いて第１光ディスク１０に記録された情報の読みとり信
号が得られる。

【００３８】また、光検出器１２上でのスポットの形状
変化による光量分布変化を検出して、合焦検出やトラッ
ク検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエー
タ９が第１半導体レーザ１からの光を第１光ディスク１
０の記録面１０ａ上に結像するように対物レンズ８を移
動させるとともに、第１半導体レーザ１からの光を所定
のトラックに結像するように対物レンズ８を移動させ
る。

【００３９】一方、透明基板厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）で
ある第２光ディスク１０’に記録された情報を再生する
場合、第２半導体レーザ２から光束を出射し、出射され
た光束は合成手段３により光路を変更され、偏光ビーム
スプリッタ４、コリメータレンズ５、１／４波長板６、
絞り７、対物レンズ８を介して、第２光ディスク１０’
の透明基板１０ｂを介して記録面１０ａ’上に集光され
る。記録面１０ａ’の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８、１／４波長板６、コリ
メータレンズ５、偏光ビームスプリッタ４、シリンドリ
カルレンズ１１を介して光検出器１２に入射し、光検出
器１２から出力される信号を用いて第２光ディスク１
０’に記録された情報の読みとり信号が得られる。

【００４０】また、光検出器１２上でのスポットの形状
変化による光量分布変化を検出して、合焦検出やトラッ
ク検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエー
タ９が第２半導体レーザ２からの光を第２光ディスク１
０’の記録面１０ａ’上に結像するように対物レンズ８
を移動させるとともに、第２半導体レーザ２からの光を
所定のトラックに結像するように対物レンズ８を移動さ
せる。第１光ディスク１０、第２光ディスク１０’に情
報を記録する際も、ほぼ同様の動作が行われる。

【００４１】このように光ピックアップ装置１００にお
いて、透明基板の厚さがｔ１の第１光ディスク１０、例
えばＤＶＤ（ｔ１＝０．６ｍｍ）を再生する際には、ビ
ームスポットが最小錯乱円を形成するよう（ベストフォ
ーカス）に対物レンズ８を２次元アクチュエータ９によ
り駆動する。

【００４２】この対物レンズ８を用いて、透明基板の厚
さがｔ１と異なるｔ２（ｔ２＞ｔ１）で記録密度が第１
光ディスク１０よりも低い第２光ディスク１０’、例え
ばＣＤ（ｔ２＝１．２ｍｍ）を再生する際には、透明基
板の厚さが異なることで球面収差が発生し、ビームスポ
ットが最小錯乱円となる位置（近軸焦点位置より後方の
位置）では、スポットサイズが大きくなり第２光ディス
ク１０’のピット情報を読む（再生）することはできな
い。

【００４３】しかしながら、この最小錯乱円となる位置
より対物レンズ８に近い前側位置（前ピン）では、スポ
ット全体の大きさは最小錯乱円よりも大きいが、中央部
に光量が集中した核と核の周囲に不要光であるフレアが
形成される。この核を第２光ディスク１０’のピットを
再生するために利用し、第２光ディスク１０’に記録さ
れた情報の再生時には、対物レンズ８をデフォーカス
（前ピン）状態になるように２次元アクチュエータ９で
駆動する。

【００４４】本実施の形態の光ピックアップ装置１００
は、上記のように１つの対物レンズ８を介して、各々の
半導体レーザ１，２からの光を各光ディスク１０，１
０’の記録面１０ａ、１０ａ’上に集光させることがで
きる。

【００４５】図２は、本実施の形態の光ピックアップ装
置１００に使用される対物レンズ８を模式的に示した断
面図（ａ）及び光源側から見た正面図（ｂ）である。一
点鎖点は光軸を示している。

【００４６】この対物レンズ８は、光源側の屈折面Ｓ１
及び光ディスク側の屈折面Ｓ２は共に非球面形状を呈し
た正の屈折力を有する凸レンズである。また、対物レン
ズの光源側の屈折面Ｓ１は、光軸と同心状に４つの分割
面ｂ１〜ｂ４から構成されている。分割面の境界は段差
を設けて、それぞれの分割面を形成している。それに伴
って、対物レンズの球面収差及び波面収差は上記境界部
分に該当する箇所で段差を生じている。

【００４７】通常の対物レンズでは、第１光ディスク１
０と第２光ディスク１０’の透明基板厚さの違いによる
球面収差発生は避けられない。しかしながら、本実施の
形態に使用される対物レンズ８では完全な球面収差補正
は出来ないものの、次に説明するように、かかる収差を
より緩和するように設計されている。

【００４８】まず、第１の光ディスク１０に対して情報
の再生及び／又は記録を行う場合、最良像面位置におい
て波面収差の球面収差成分が０．０５λ₁ｒｍｓ以内に
なるように屈折面Ｓ１及び屈折面Ｓ２を設計する。これ
により設計された屈折面Ｓ１を第１分割面ｂ１及び第４
分割面ｂ４に適用する。そして透明基板厚さｔ３（ｔ１
≦ｔ３≦ｔ２）で最良像面位置において波面収差の球面
収差成分が０．０５λ ₂ｒｍｓ以内になるように、前記
屈折面Ｓ２を変数とせずに新たな屈折面Ｓ１’を設計す
る。

【００４９】この屈折面Ｓ１’を第２分割面ｂ２及び第
３分割面ｂ３とするのであるが、透明基板厚さｔ３で最
適化しているので、第１の光ディスク１０使用時におい
て、第１分割面ｂ１と第４分割面ｂ４のつくる最良像面
位置とは異なる位置に最良像面位置を見かけ上形成す
る。しかしながら、その波面収差は図４、図５にもある
ように分割面内での波面収差の傾きを変化させ、ＤＶＤ
では右肩下がりの波面収差となり、ＣＤでは逆に若干の
右肩上がりとなる。このような分割面を２つ以上屈折面
Ｓ１に一部設ける事でＤＶＤとＣＤとの波面収差両立が
容易となる。ここでｔ３＜ｔ１とするとＣＤの波面収差
の傾きが大きくなりすぎ好ましくない。逆にｔ３＞ｔ２
とするとＤＶＤの波面収差の傾きが大きくなりすぎ好ま
しくない。好ましくは０．８ｍｍ≦ｔ３≦１．０ｍｍと
するとＤＶＤ、ＣＤの波面収差の傾きが小さくできる。

【００５０】これらの各分割面の境界位置や分割面の軸
上厚を適宜設計することで、ＤＶＤのビームスポット最
小錯乱円位置及びＣＤの前ピン位置それぞれにおいて波
面収差補正が可能となる。すなわち、ＤＶＤでは対物レ
ンズによりビームスポット最小錯乱円位置に集光して第
１〜４光束ＬＢ１〜ＬＢ４内の光線は、前記最小錯乱円
位置においてほぼ波長λ₁の整数倍、すなわち ｍ_iλ
₁（ ｍ_iは整数でｉ＝１、２、…、ｋ）の波面収差を有
する。

【００５１】また、ＣＤでは必要開口数ＮＡ２がＮＡ１
よりも小さいため、第１〜４光束ＬＢ１〜ＬＢ４をすべ
て有効活用しなくてもよく、本実施の形態の光ピックア
ップ装置１００では、第１〜３光束ＬＢ１〜ＬＢ３内の
光線が、前記前ピン位置においてほぼ波長λ₂の整数倍n
_iλ₁（n_iは整数でｉ＝１、２、…、ｋ）の波面収差を有
する。第４光束ＬＢ４はＣＤの場合不要光であり、光デ
ィスクの記録面上ではメインのスポット光から間隔をお
いた場所にフレアーとして照射する。このフレアーはメ
インスポット光に対して十分に小さいので、絞り７をＤ
ＶＤの必要開口数相当にしておくだけで、絞り７の開口
数を変える手段を必要とせすにＣＤ再生が可能となる。
勿論、ＣＤ使用時に第４光束ＬＢ４を遮蔽する機能を持
つ絞り７を用いてもよい。

【００５２】従って本発明の光ピックアップ装置１００
は、４つの分割面ｂ１〜ｂ４を設けてはいるが、従来の
技術で記載した対物レンズと異なり、各ディスクにおい
て焦点位置を複数持たないので、スポット光量損失を少
なくできる。そして、各光ディスク使用時において必要
開口数内の光線の波面収差をほぼ波長整数倍としてお
り、必要開口数内を通った光束が互いに干渉して強め合
うためスポット光の中心強度を高め、結果として光ディ
スクから充分な反射光量が得られ、互換性のある光ピッ
クアップ装置１００として安定した動作が可能となる。

【００５３】なお本発明は本実施の形態に限定されるも
のではない。第１半導体レーザ１と第２半導体レーザ２
とを同じ倍率ｍ＝０で使用しているが、異なる倍率で使
用する場合にも適用可能である。

【００５４】また、対物レンズ８の屈折面Ｓ１に分割面
を設けたが、他の面に設けてもよい。

【００５５】更に、第２分割面ｂ２と第３分割面ｂ３を
同一の非球面形状としたが、別々の非球面形状としても
構わない。この第２、３分割面ｂ２，ｂ３を透明基板厚
さｔ３（ｔ１≦ｔ３≦ｔ２）で残留収差が小さくなるよ
うに便宜上設計したが、この手法でなくても構わなく、
結果としてＤＶＤ、ＣＤの波面収差の傾きが小さくなれ
ばよい。

【００５６】加えて、分割面の境界に段差を設けたが、
分割面と分割面との境界は屈曲させることなく、例えば
所定のＲ部で接続させてもよい。このＲ部は意図的に設
けたものであってもよく、また、意図的に設けたもので
なくてもよい。この意図的に設けたものではない例とし
て、対物レンズを成形で形成する場合に、金型を加工す
る上で形成される境界のＲがある。

【００５７】また、分割面を同心円状の環形状で設けた
が、これに限らず途切れた環状で設けてもよい。

【００５８】第１光ディスク使用時の第１と第４光束の
つくる最長像面位置とは、例えば第１光ディスクを想定
した対物レンズの干渉縞測定で、第２及び第３光束エリ
アをマスク処理して第１及び第４光束の干渉縞がほぼ真
っ直ぐとなるデフォーカス位置の事である。このデフォ
ーカス位置では、第２及び第３光束では透明基板厚ｔ３
で最適化しているため干渉縞は真っ直ぐではない（見か
け上最良像面位置が異なる）が、波面収差が整数倍に近
い領域が多くなっている。このように設定することで、
スポット光のピーク強度を高めることが可能となる。

【００５９】以上の説明においては、光ディスクに記録
されたピットの再生のみについて説明したが、集光光学
系によって集光する光スポットが重要である点で光ディ
スクへ情報を記録する場合についても同様である。

【００６０】以下、実施例について説明する。 （実施例１）本実施例は上述した第１の実施の形態の実
施例である。第１光ディスク１０としてＤＶＤ（透明基
板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ）を用い第１半導体レーザ１
の波長λ₁＝６５０ｎｍで情報の記録／再生を行い、第
２光ディスク１０’としてＣＤ（透明基板の厚さｔ２＝
１．２ｍｍ）を用い第２半導体レーザ２の波長λ₂＝７
８０ｎｍで情報の再生／記録を行う。各ディスク１０，
１０’で対物レンズ８の倍率ｍ＝０である。

【００６１】表２にレンズデータ、表３に非球面のデー
タを示す。

【表２】

【表３】

【００６２】なお、表２においては、半導体レーザ１の
発光点を第０面として、光の進行方向に従って、順に第
ｉ番目とし、光ディスク１０の情報記録面１０ａまでを
示す。ただし、半導体レーザ１のカバーガラス、偏光ビ
ームスプリッタ４、コリメータレンズ５、１／４波長板
６は省略する。またｒは、面の曲率半径を、ｄは第ｉ番
目の面と第ｉ＋１番目の面までの面間隔を、ｎは屈折率
を示している。第１面は絞り７であり、ＤＶＤ、ＣＤ使
用時いずれも絞り径φ＝４．０４ｍｍである。また分割
面における面間隔（上記の分割面の軸上厚）は図６にも
あるように、各分割面形状を非球面形状式に従って光軸
まで延長したときの光軸との交点と、第３面との光軸上
の間隔を示している。各分割面は光軸を同心円状として
形成され、その領域は光軸からの距離ｈで規定する。

【００６３】非球面の式は、

【数１】 に基くものとする。ただし、Ｘは光軸方向の軸、Ｈは光
軸と垂直の軸、光の進行方向を正とし、κは円錐係数、
Ａｊは非球面係数、Ｐｊは非球面のべき数である。

【００６４】対物レンズ８はまずＤＶＤ使用時の残留収
差を小さくする（０．０５λ₁ｒｍｓ以下程度でよい）
ように屈折面Ｓ１及び屈折面Ｓ２を設計する。屈折面Ｓ
１は４つの分割面ｂ１〜ｂ４で構成するのであるが、第
１分割面ｂ１及び第４分割面ｂ４はこの屈折面Ｓ１を適
用する。そして、屈折面Ｓ２は固定して波長λ₂＝７８
０ｎｍ、架空の光ディスクである透明基盤厚さｔ３＝
０．９５ｍｍ使用時に残留収差がほぼ０となる屈折面Ｓ
１’を設計する。この面Ｓ１’を第２分割面ｂ２及び第
３分割面ｂ３の非球面形状とした。

【００６５】図３は、本実施例における対物レンズの球
面収差を表し、図４，図５は本実施例における対物レン
ズの波面収差を表している。第２分割面ｂ２と第３分割
面ｂ３とは軸上厚を０．１μｍシフトしており、当該位
置の段差量は、球面収差図に比べて波面収差図の方が顕
著であり設計の狙いは波面収差を使用波長のほぼ整数倍
の領域を多くすることにある。仮に、第３分割面ｂ３の
軸上厚を第２分割面ｂ２の軸上厚と同じにした場合、第
３分割面ｂ３の波面収差が−４λ₁ｒｍｓからズレる領
域が増えるため、結果としてＤＶＤにおいてスポット光
の中心強度が本実施例に比べて４．１％減少してしま
う。本実施例では図４、図５から明らかではあるが、各
分割面の波面収差の近似整数 ｍ_i、 ｎ_iは表４の通りで
ある。

【表４】

【００６６】図７は、本実施例における対物レンズの各
光ディスクの記録面上におけるスポット光のプロファイ
ルであり、各メディアで要求されるスポットサイズを両
立することが確認できる。

【００６７】（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。この実施の形態の光ピックアップ
装置は、対物レンズ１８の屈折面Ｓ１に形成される分割
面が６つになる以外は、上述したものと同様であるの
で、重複箇所については説明を省略し、対物レンズ１８
のみを詳細に説明する。

【００６８】本実施の形態の光ピックアップ装置は、２
種類以上の光ディスクに対して情報の記録／再生を行え
るものである。この複数の光ディスクは、本実施の形態
では記録密度から高い順に透明基板の厚さｔ１の第１光
ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ）と、ｔ１とは異なる透明基
板の厚さｔ２を有する第２光ディスク（ＣＤ−ＲＷ）と
して説明する。ここでは、透明基板の厚さｔ１＝０．６
ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍであり、対物レンズの必要開口
数は第１光ディスクではＮＡ１＝０．６５、第２光ディ
スクではＮＡ２＝０．５０である。

【００６９】図８は本実施の形態の光ピックアップ装置
に使用される対物レンズ１８を模式的に示した断面図
（ａ）及び光源側から見た正面図（ｂ）である。一点鎖
点は光軸を示している。

【００７０】この対物レンズ１８は、光源側の屈折面Ｓ
１及び光ディスク側の屈折面Ｓ２は共に非球面形状を呈
した正の屈折力を有する凸レンズである。また、対物レ
ンズ１８の光源側の屈折面Ｓ１は、光軸と同心状に６つ
の分割面ｂ１〜ｂ６から構成されている。分割面の境界
は段差を設けて、それぞれの分割面を形成している。そ
れに伴って、対物レンズ１８の球面収差及び波面収差は
上記境界部分に該当する箇所で段差を生じている。

【００７１】通常の対物レンズでは前述したように、第
１光ディスク１０と第２光ディスク１０’の透明基板厚
さの違いによる球面収差発生は避けられない。しかしな
がら、本実施の形態に使用される対物レンズ１８では完
全な球面収差補正は出来ないものの、次に説明するよう
に、かかる収差が緩和されるように設計されている。

【００７２】まず第１の光ディスクに対して情報の再生
及び／又は記録を行う場合、最良像面位置において波面
収差の球面収差成分が０．０５λ₁ｒｍｓ以内になるよ
うに屈折面Ｓ１及び屈折面Ｓ２を設計する。これにより
設計された屈折面Ｓ１を第１分割面ｂ１、第４分割面ｂ
４及び第６分割面ｂ６に適用する。そして透明基板厚さ
ｔ３（ｔ１≦ｔ３≦ｔ２）で最良像面位置において波面
収差の球面収差成分が０．０５λ₂ｒｍｓ以内になるよ
うに、前記屈折面Ｓ２を変数とせずに新たな屈折面Ｓ
１”を設計する。

【００７３】この屈折面Ｓ１’を第２分割面ｂ２、第３
分割面ｂ３及び第５分割面ｂ５とするのであるが、透明
基板厚さｔ３で最適化しているので、第１の光ディスク
使用時において、第１分割面ｂ１、第４分割面ｂ４及び
第６分割面ｂ６のつくる最良像面位置とは異なる位置に
最良像面位置を見かけ上形成する。しかしながら、その
波面収差は図１０、図１１にもあるように分割面内での
波面収差の傾きを変化させ、ＤＶＤ−ＲＡＭでは右肩下
がりの波面収差となり、ＣＤ−ＲＷでは逆に若干の右肩
上がりとなる。このような分割面を２つ以上屈折面Ｓ１
に一部設ける事でＤＶＤ−ＲＡＭとＣＤ−ＲＷとの波面
収差両立が容易となる。

【００７４】ここでｔ３＜ｔ１とすると、ＣＤ−ＲＷの
波面収差の傾きが大きくなりすぎ好ましくない。逆にｔ
３＞ｔ２とすると、ＤＶＤ−ＲＡＭの波面収差の傾きが
大きくなりすぎ好ましくない。好ましくは０．８ｍｍ≦
ｔ３≦１．０ｍｍとするとＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＷ
の波面収差の傾きが小さくできる。

【００７５】これらの各分割面の境界位置や分割面の軸
上厚を適宜設計することで、ＤＶＤ−ＲＡＭのビームス
ポット最小錯乱円位置及びＣＤ−ＲＷの前ピン位置それ
ぞれにおいて波面収差補正が可能となる。すなわち、Ｄ
ＶＤ−ＲＡＭでは対物レンズによりビームスポット最小
錯乱円位置に集光して第１〜６光束ＬＢ１〜ＬＢ６内の
光線は前記最小錯乱円位置においてほぼ波長λ₁の整数
倍の波面収差を有する。

【００７６】また、ＣＤ−ＲＷでは必要開口数ＮＡ２が
ＮＡ１よりも小さいため、第１〜６光束ＬＢ１〜ＬＢ６
をすべて有効活用しなくてもよく、本実施の形態の光ピ
ックアップ装置では、第１〜５光束ＬＢ１〜ＬＢ５内の
光線が前記前ピン位置においてほぼ波長λ₂の整数倍の
波面収差を有する。

【００７７】このように、各光ディスクにおいて必要開
口数内の光線の波面収差をほぼ波長整数倍としており、
ビームスポットの核エネルギーを高め、結果として光デ
ィスクから充分な反射光量が得られ、光ピックアップ装
置として安定した動作が可能となる。

【００７８】なお本発明は本実施の形態に限定されるも
のではない。第１半導体レーザ１と第２半導体レーザ２
とを同じ倍率ｍ＝０で使用しているが、違う倍率で使用
する場合にも適用可能である。

【００７９】更に、対物レンズ１８の屈折面Ｓ１に分割
面を設けたが、これに限らず他の集光光学系の光学素子
に設けてもよく、別途光学素子を設けてもよい。

【００８０】また、第２分割面ｂ２、第３分割面ｂ３及
び第５分割面ｂ５を同一の非球面形状としたが、別々の
非球面形状としても構わない。

【００８１】また、分割面の境界に段差を設けたが、分
割面と分割面との境界は屈曲させることなく、例えば所
定のＲ部で接続させてもよい。このＲ部は意図的に設け
たものであってもよく、また、意図的に設けたものでな
くてもよい。この意図的に設けたものではない例とし
て、対物レンズ１８を成形で形成する場合に、金型を加
工する上で形成される境界のＲがある。

【００８２】加えて、分割面を同心円状の環形状で設け
たが、これに限らず途切れた環状で設けてもよい。

【００８３】以上の説明においては、光ディスクに記録
されたピットの再生のみについて説明したが、集光光学
系によって集光する光スポットが重要である点で光ディ
スクへ情報を記録する場合についても同様である。

【００８４】（実施例２）本実施例は、上述した第２の
実施の形態の実施例である。第１光ディスク１０として
ＤＶＤ−ＲＡＭ（透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ）を
用い、第１半導体レーザ１の波長λ₁＝６５０ｎｍで情
報の記録／再生を行い、第２光ディスク１０’としてＣ
Ｄ−ＲＷ（透明基板の厚さｔ２＝１．２ｍｍ）を用い、
第２半導体レーザ２の波長λ₂＝７８０ｎｍで情報の再
生／記録を行う。各ディスク１０，１０’で対物レンズ
１８の倍率ｍ＝０である。

【００８５】表５にレンズデータ、表６に非球面のデー
タを示す。

【表５】

【表６】

【００８６】なお、表５においては、半導体レーザ１，
２の発光点を第０面として、光の進行方向に従って、順
に第ｉ番目とし、光ディスク１０，１０’の情報記録面
までを示す。ただし、半導体１，２レーザのカバーガラ
ス、偏光ビームスプリッタ４、コリメータレンズ５、１
／４波長板６は省略する。またｒは、面の曲率半径を、
ｄは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面までの面間隔を、
ｎは屈折率を示している。第１面は絞り７であり、ＤＶ
Ｄ、ＣＤ使用時いずれも絞り径φ＝３．９７ｍｍであ
る。また分割面における面間隔（上記の分割面の軸上
厚）は図６にもあるように、各分割面形状を非球面形状
式に従って光軸まで延長したときの光軸との交点と、第
３面との光軸上の間隔を示している。分割面は光軸を同
心円状として形成され、その領域は光軸からの距離ｈで
規定する。

【００８７】非球面の式は、上述した［数１］に基くも
のとする。ただし、Ｘは光軸方向の軸、Ｈは光軸と垂直
の軸、光の進行方向を正とし、κは円錐係数、Ａｊは非
球面係数、Ｐｊは非球面のべき数である。

【００８８】対物レンズ１８はまずＤＶＤ使用時の残留
収差を小さくするように屈折面Ｓ１及び屈折面Ｓ２を設
計する。屈折面Ｓ１は６つの分割面ｂ１〜ｂ６で構成す
るのであるが、第１分割面ｂ１，第４分割面ｂ４及び第
６分割面ｂ６はこの屈折面Ｓ１を適用する。そして、こ
の屈折面Ｓ２は固定して波長λ₂＝７８０ｎｍ、架空の
光ディスクである透明基板厚さｔ３＝０．９０ｍｍ使用
時に残留収差がほぼ０となる屈折面Ｓ１’を設計する。
この面Ｓ１’を第２分割面ｂ２，第３分割面ｂ３及び第
５分割面ｂ５の非球面形状とした。

【００８９】図９は、本実施例における対物レンズ１８
の球面収差を表し、図１０，図１１は本実施例における
対物レンズ１８の波面収差を表している。ＣＤ−ＲＷの
必要開口数がＮＡ２＝０．５０であるので、図１１にお
いては、開口数０．６０以上を省略して表している。第
２分割面ｂ２，第３分割面ｂ３及び第５分割面ｂ５の軸
上厚を適宜設計して波面収差を使用波長のほぼ整数倍と
なる領域を多くしたものである。本実施例では図１０、
図１１から明らかではあるが、各分割面の波面収差の近
似整数 ｍ_i、 ｎ_iは表７の通りである。

【表７】

【００９０】図１２は、本実施例における対物レンズ１
８の各光ディスクの記録面上におけるスポット光のプロ
ファイルであり、各メディアで要求されるスポットサイ
ズを両立することが確認できる。

【００９１】尚、本発明においては、対物レンズに分割
面を設けたが、他の集光光学系のレンズ（例えば、光源
からの発散光束をほぼ平行光束とするコリメートレンズ
等の光束の発散角を変換するカップリングレンズ等）に
設けることもできる。或いは、回折素子やプリズム等の
他の光学素子に設けたり、別途、それを設けた光学素子
を光路中に配置することもできる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
複数の光ディスクの必要開口数内の分割面において、波
面収差のズレを補正することができるピックアップ装置
及び対物レンズを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光ピックアップ装置の構成を示
す概念図である。

【図２】本実施の形態の光ピックアップ装置１００に使
用される対物レンズ８を模式的に示した断面図（ａ）及
び光源側から見た正面図（ｂ）である。

【図３】本実施例における対物レンズの球面収差を表す
図である。

【図４】本実施例における対物レンズの波面収差を表す
図である。

【図５】本実施例における対物レンズの波面収差を表す
図である。

【図６】対物レンズの分割面の軸上厚を示す図である。

【図７】本実施例における対物レンズの各光ディスクの
記録面上におけるスポット光のプロファイルを示す図で
あり、ＤＶＤの図が（ａ）、ＣＤの図が（ｂ）である。

【図８】第２の実施の形態にかかる対物レンズ１８を模
式的に示した断面図（ａ）及び光源側から見た正面図
（ｂ）である。

【図９】本実施例における対物レンズの球面収差を表す
図である。

【図１０】本実施例における対物レンズの波面収差を表
す図である。

【図１１】本実施例における対物レンズの波面収差を表
す図である。

【図１２】本実施例における対物レンズの各光ディスク
の記録面上におけるスポット光のプロファイルを示す図
であり、ＤＶＤ−ＲＡＭの図が（ａ）、ＣＤ−ＲＷの図
が（ｂ）である。

【符号の説明】

１００ 光ピックアップ装置 １ 第１半導体レーザ ２ 第２半導体レーザ ３ 合成手段 ４ 偏向ビームスプリッタ ５ コリメータレンズ ６ １／４波長板 ７ 絞り ８、１８ 対物レンズ ９ ２次元アクチュエータ １０，１０ 光ディスク １１ シリンドリカルレンズ １２ 光検出器

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長の異なる光源からの光束を光ディス
   クの記録面に集光するための対物レンズを含む集光光学
   系と、前記記録面からの反射光を検出するための受光手
   段とを有し、透明基板厚さが異なる第１及び第２の光デ
   ィスク（但し、第１の光ディスクの方が第２の光ディス
   クよりも対物レンズに対する必要開口数が大きいとす
   る）に対して、情報の記録又は再生が可能な情報記録再
   生用の光ピックアップ装置に使用される対物レンズにお
   いて、 前記対物レンズの少なくとも一方の面に、屈折作用によ
   り入射光束をｋ個（ｋ≧４）の輪帯状の光束（ここで、
   光軸側からその外側に向かって、順に第１、第２、・・
   ・・・・、第ｋ光束とする）に分割する輪帯状段差部分
   を形成し、 前記第１の光ディスク使用時には、 前記第１及び第ｋ光束がつくる最良像面位置における前
   記第１及び第ｋ光束の波面収差の球面収差成分は０．０
   ５λ₁ｒｍｓ以下（λ₁：第１の光ディスク用の光源波
   長）であり、 前記第２ないし第（ｋ−１）光束のうち、少なくとも２
   つの光束はそれぞれ、前記第１及び第ｋ光束がつくる前
   記最良像面位置とは異なる位置に見かけ上の最良像面位
   置が形成され、 前記第１及び第ｋ光束がつくる前記最良像面位置で、前
   記第１の光ディスクに対する必要開口数内を通る前記第
   １ないし第ｋ光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差
   がほぼｍ_iλ₁（ｍ_i個は整数で、ｉ＝１，２，・・・・
   ・・，ｋ）となることを特徴とする対物レンズ。
2. 【請求項２】 前記第１の光ディスク使用時に、前記第
   １及び第ｋ光束がつくる前記最良像面位置で、前記第１
   ないし第ｋ光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量
   Ｗ１が、 （ｍ_i−０．３０）λ₁≦Ｗ１≦（ｍ_i＋０．３０）λ₁ 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。
3. 【請求項３】 前記第２の光ディスクに対して波長λ₂
   の光源からの光束を用いて情報の記録及び／又は再生を
   行う際には、第１ないし第（ｋ−１）光束までの光束内
   の光線の波面収差がほぼｎ_iλ₂（ｎ_iは整数で、ｉ＝
   １、２、…、ｋ−１）とな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。
4. 【請求項４】 前記第２の光ディスクに対して波長λ₂
   の光源からの光束を用いて情報の記録及び／又は再生を
   行う際には、第１ないし第（ｋ−１）光束までの光束内
   の光線の波面収差量Ｗ２が前記第２の光ディスクに対す
   る必要開口数内内において、 （ ｎ_i−０．３０）λ₂≦Ｗ２≦（ ｎ_i＋０．３０）λ₂ 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. 【請求項５】 前記整数 ｍ_iの最大値と最小値との差、
   及び前記整数 ｎ_iの最大値と最小値との差とが共に２以
   上であることを特徴とする請求項３又は４に記載の対物
   レンズ。
6. 【請求項６】 前記個数ｋがｋ＝４であり、前記弟１の
   光ディスク使用時の絞り径をφｍａｘ、第１光束と第２
   光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸ま
   での高さをｈ１、第３光束と第４光束とに分割する前記
   輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さをｈ３とした
   とき、 ０．６２≦ｈ１／０．５φｍａｘ≦０．６９ ０．７０≦ｈ３／０．５φｍａｘ≦０．８０ を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
   記載の対物レンズ。
7. 【請求項７】 前記個数ｋがｋ＝６であり、第２光束及
   び第５光束がつくる見かけ上の最良像面位置が、第６光
   束がつくる最良像面位置と異なることを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれかに記載の対物レンズ。
8. 【請求項８】 前記個数ｋがｋ＝６であり、前記第１の
   光ディスク使用時の絞り径をφｍａｘ、第１光束と第２
   光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸ま
   での高さをｈ１、第５光束と第６光束とに分割する前記
   輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さをｈ５とした
   とき、 ０．５２≦ｈ１／０．５φｍａｘ≦０．６７ ０．７０≦ｈ５／０．５φｍａｘ≦０．８２ 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。
9. 【請求項９】 波長の異なる光源からの光束を光ディス
   クの記録面に集光するための対物レンズを含む集光光学
   系と、前記記録面からの反射光を検出するための受光手
   段とを有し、透明基板厚さが異なる第１及び第２の光デ
   ィスク（但し、第１の光ディスクの方が第２の光ディス
   クよりも対物レンズに対する必要開口数が大きいとす
   る）に対して、情報の記録又は再生が可能な情報記録再
   生用の光ピックアップ装置において、 前記対物レンズの少なくとも一方の面に、屈折作用によ
   り入射光束をｋ個（ｋ≧４）の輪帯状の光束（ここで、
   光軸側からその外側に向かって、順に第１、第２、・・
   ・・・・、第ｋ光束とする）に分割する輪帯状段差部分
   を形成し、 前記第１の光ディスク使用時には、 前記第１及び第ｋ光束がつくる最良像面位置における前
   記第１及び第ｋ光束の波面収差の球面収差成分は０．０
   ５λ₁ｒｍｓ以下（λ₁：第１の光ディスク用の光源波
   長）であり、 前記第２ないし第（ｋ−１）光束のうち、少なくとも２
   つの光束はそれぞれ、前記第１及び第ｋ光束がつくる前
   記最良像面位置とは異なる位置に見かけ上の最良像面位
   置が形成され、 前記第１及び第ｋ光束がつくる前記最良像面位置で、前
   記第１の光ディスクに対する必要開口数内を通る前記第
   １ないし第ｋ光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差
   がほぼｍ_iλ₁（ｍ_i個は整数で、ｉ＝１，２，・・・・
   ・・，ｋ）となることを特徴とする光ピックアップ装
   置。
10. 【請求項１０】 前記第１の光ディスク使用時に、前記
    第１及び第ｋ光束がつくる前記最良像面位置で、前記第
    １ないし第ｋ光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差
    量Ｗ１が、 （ｍ_i−０．３０）λ₁≦Ｗ１≦（ｍ_i＋０．３０）λ₁ を満たすことを特徴とする請求項９に記載の光ピックア
    ップ装置。
11. 【請求項１１】 前記第２の光ディスクに対して波長λ
    ₂の光源からの光束を用いて情報の記録及び／又は再生
    を行う際には、第１ないし第（ｋ−１）光束までの光束
    内の光線の波面収差がほぼｎ_iλ₂（ｎ_iは整数で、ｉ＝
    １、２、…、ｋ−１）となることを特徴とする請求項９
    又は１０に記載の光ピックアップ装置。
12. 【請求項１２】 前記第２の光ディスクに対して波長λ
    ₂の光源からの光束を用いて情報の記録及び／又は再生
    を行う際には、第１ないし第（ｋ−１）光束までの光束
    内の光線の波面収差量Ｗ２が前記第２の光ディスクに対
    する必要開口数内内において、 （ ｎ_i−０．３０）λ₂≦Ｗ２≦（ ｎ_i＋０．３０）λ₂ を満たすことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか
    に記載の光ピックアップ装置。
13. 【請求項１３】 前記整数 ｍ_iの最大値と最小値との
    差、及び前記整数 ｎ_iの最大値と最小値との差とが共に
    ２以上であることを特徴とする請求項１１又は１２に記
    載の光ピックアップ装置。
14. 【請求項１４】 前記個数ｋがｋ＝４であり、前記弟１
    の光ディスク使用時の絞り径をφｍａｘ、第１光束と第
    ２光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸
    までの高さをｈ１、第３光束と第４光束とに分割する前
    記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さをｈ３とし
    たとき、 ０．６２≦ｈ１／０．５φｍａｘ≦０．６９ ０．７０≦ｈ３／０．５φｍａｘ≦０．８０ を満たすことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか
    に記載の光ピックアップ装置。
15. 【請求項１５】 前記個数ｋがｋ＝６であり、第２光束
    及び第５光束がつくる見かけ上の最良像面位置が、第６
    光束がつくる最良像面位置と異な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光ピックアップ装
    置。
16. 【請求項１６】 前記個数ｋがｋ＝６であり、前記第１
    の光ディスク使用時の絞り径をφｍａｘ、第１光束と第
    ２光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸
    までの高さをｈ１、第５光束と第６光束とに分割する前
    記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さをｈ５とし
    たとき、 ０．５２≦ｈ１／０．５φｍａｘ≦０．６７ ０．７０≦ｈ５／０．５φｍａｘ≦０．８２ を満たすことを特徴とする請求項１５に記載の光ピック
    アップ装置。