JP2001235676A - 光学素子、対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】少ない数の光学素子又は対物レンズを使用して
いるにも関わらず、厚みの異なる情報記録媒体に情報の
記録再生を可能とする光ピックアップ装置及びそれに用
いる対物レンズ並びに光学素子を提供する。 【解決手段】回折輪帯を設けた対物レンズを用いること
により、開口数ＮＡが小さい側の使用状態で所定開口数
の外側の光束をフレアとすれば、小さい開口数ＮＡのた
めの開口制限を用いずとも、ビーム径が絞られ過ぎるこ
とがなく、比較的大きなスポット径を得ることができ、
厚さの異なる複数種の情報記録媒体に対して、情報の記
録再生を行う光ピックアップ装置を提供することが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップ装
置及び光学素子並びに対物レンズに関し、特に透明基板
の厚さが異なる２つの光情報記録媒体に情報記録及び／
又は透明基板の厚さが異なる２つの光情報記録媒体に情
報再生の可能な光ピックアップ装置及びそれに用いる光
学素子並びに対物レンズに関する。

【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、従来の光ディスクすなわち光情報記録媒体である
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。このような光ディ
スクなどを媒体とした光情報記録再生装置の光学系にお
いて、記録信号の高密度化を図るため、対物レンズが記
録媒体上に集光するスポットを小さくすることが要求さ
れている。このため、光源であるレーザの短波長化と対
物レンズの高ＮＡ化とが図られているという実情があ
る。

【０００３】例えば、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、６３５
ｎｍ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、ＤＶ
Ｄの中にも、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）等があり、ＣＤ、ＤＶＤ
の他にもＭＤ（ミニディスク）なども商品化されて普及
している。

【０００４】一方、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、波長λ
＝７８０ｎｍである光源が必要になるが、他の光ディス
クにおいては、特定の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）／１．７
３、ＤＶＤの場合は必要開口数ＮＡ＝λ（μｍ）／１．
０６で近似される。本明細書でいう開口数は、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において
は、波長の異なる光束を、厚さの異なる基板に入射させ
たとき、球面収差を所定量以下に補正する必要があると
共に、情報の書き込み読み取りを適切なものとすべく、
各光束のスポット径も所定の範囲内に収める必要があ
る。

【０００７】これに対し、異なる光ディスクそれぞれに
対応した別個の集光光学系を備え、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光ピックアッ
プ装置が提案されている。かかる光ピックアップ装置に
よれば、波長の異なる光束を、厚さの異なる基板に入射
させたとき、球面収差を所定量以下に補正でき、各光束
のスポット径も所定の範囲内に収めることができる。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、高コスト化を
招くため好ましくない。

【０００８】本発明は、少ない数の光学素子又は対物レ
ンズを使用しているにも関わらず、厚みの異なる情報記
録媒体に対して情報の記録及び／又は再生（以下、単位
記録再生ともいう）を可能とする光ピックアップ装置及
びそれに用いる対物レンズ並びに光学素子を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の、光学
素子は、光ピックアップ装置に使用可能な光学素子にお
いて、少なくとも一つの面が、回折輪帯をもつ回折面で
あり、前記回折面の光路差関数をφ（ｈ）とするとき
（ｈは光軸からの距離）、所定距離ｈの箇所でｄφ
（ｈ）／ｄｈが不連続または実質的に不連続となること
を特徴とする。

【００１０】厚さの異なる複数種の光情報記録媒体に対
して、情報の記録再生を行う光ピックアップ装置の光学
系において、開口数ＮＡが小さい側の使用状態で所定開
口数の外側の光束をフレアとすれば、小さい開口数ＮＡ
のための開口制限を用いずとも、ビーム径が絞られ過ぎ
ることがなく、比較的大きなスポット径を得ることがで
きる。そこで、本発明の如く回折輪帯を設けた光学素子
を用いることにより、厚さの異なる複数種の光情報記録
媒体に対して、情報の記録再生を行う光ピックアップ装
置を提供することが可能となる。

【００１１】尚、かかるフレアは、所定開口数の外側で
十分に大きなフレアであることが望ましく、フレア量が
不十分だと、情報記録又は再生のために必要な部分のス
ポットに悪影響を与える。これに対し、本発明によれ
ば、開口数ＮＡが小さい側の使用状態で、所定開口数の
外側の球面収差を十分に大きなフレアとすることができ
る。すなわち、ＮＡが小さい側の使用状態で球面収差を
実質的に不連続とし、所定開口数の内側では良好に絞ら
れたスポットを得、その外側の光束は大きなフレアとな
って記録再生のために必要なスポットに影響を与えない
ようにしている。

【００１２】光路差関数φ（ｈ）は基準波長の１次回折
光に対し回折面によって付加される光路差をあらわすも
のとし、光路差関数の値がｍλ（ｍは回折次数）変わる
ごとに回折輪帯を設ける。基準波長は回折効率が最大と
なる波長とする。

【００１３】ここで、光軸からのある距離ｈの箇所でｄ
φ（ｈ）／ｄｈが実質的に不連続とは、ｄφ（ｈ）／ｄ
ｈが連続関数であったとしても、光路差関数から回折輪
帯のピッチを求めた時に、回折輪帯のピッチが急激に変
わっている状態をいい、好ましくは、｜ｄ²φ（ｈ）／
ｄｈ²｜が０．２０以上を満たす程度に十分大きいもの
である。

【００１４】本明細書中、光学素子とは、レンズ、プリ
ズム、ミラー、平行平板などをいう。又、輪帯（回折輪
帯）は、光軸方向と平行な断面で回折形状を見たとき
に、ここでは段（ステップ）から段（ステップ）からま
でを一つの輪帯とみなす。

【００１５】請求項２に記載の光学素子は、前記所定距
離ｈの内側に形成された輪帯のうち最も外側の輪帯にお
ける光軸に垂直方向の幅は、前記最も外側の輪帯に隣接
し、かつ前記所定距離ｈの外側に形成された輪帯におけ
る光軸に垂直方向の幅より小さいことを特徴とする。

【００１６】図９は、回折輪帯を設けた光学素子として
のレンズの例を示す模式図である。図９においては、回
折輪帯のピッチ及び段差は、理解しやすいように実際よ
りも大きく描かれ、その数も、理解しやすいように少な
く描かれている。

【００１７】図９に示すレンズ３の左方の光学面は、光
軸Ｘからの距離をｈとして光路差関数をφ（ｈ）で表し
たとき、所定距離ｈの箇所で前記光路差関数φ（ｈ）を
微分した関数ｄφ（ｈ）／ｄｈが不連続または実質的に
不連続となる点Ｈを有している。点Ｈの内側の面には、
母非球面Ｂに沿うような形で、回折輪帯３ａ〜３ｆが漸
次ピッチ（光軸に直角な方向の幅）を減少するようにし
て設けられ、変曲点Ｈの外側の面には、母非球面Ｂに沿
うような形で、回折輪帯３ｇ〜３ｉが漸次ピッチを減少
するようにして設けられている。又、母非球面Ｂも点Ｈ
において折れ曲がる、または実質的に折れ曲がる形状で
ある。

【００１８】ここで、点Ｈを境にして、回折輪帯のピッ
チが変わる。より具体的には、回折輪帯３ａ〜３ｆまで
は漸次ピッチが減少するが、点Ｈの内側における、その
点Ｈに最も近い回折輪帯３ｆのピッチＰ１は、回折輪帯
３ｆに接し、かつ点Ｈの外側の回折輪帯３ｇのピッチＰ
２よりも、小さくなっている。このようにすれば、点Ｈ
の外側を通過する所定の波長の光を、効果的にフレア光
に変換させることが出来る。

【００１９】請求項３に記載の光学素子は、前記光学素
子を介して、透明基板厚ｔ２の光情報記録媒体に対し、
所定の物体距離にある波長λ２の光源から光を照射した
場合、前記所定距離ｈ以下の開口数ＮＡでは、波面収差
が０．０７λ２ｒｍｓ以下であり、前記所定距離ｈの内
側を通過する光線の球面収差は、前記所定距離ｈの外側
を通過する光線の球面収差に対して、１０λ２〜１００
λ２小さいことを特徴とする。

【００２０】このように、前記所定距離ｈの内側を通過
する光線の球面収差が、前記所定距離ｈの外側を通過す
る光線の球面収差に対して、１０λ２〜１００λ２小さ
ければ、前記所定距離ｈの外側を通過する光線はフレア
と見なせ、小さい開口数ＮＡのための開口制限を用いず
とも、ビーム径が絞られ過ぎることがなく、比較的大き
なスポット径を得ることができるため好ましい。

【００２１】請求項４に記載の光学素子は、少なくとも
一つの面が、回折輪帯をもつ回折面であり、前記少なく
とも一つの回折面の、光軸から周辺方向に数えて、ある
ｉ番目の回折輪帯が次式を満たすことを特徴とする。 １．２≦ｐ_i+1／ｐ_i≦１０ （１ ） ただし、ｐ_i：光軸から周辺方向に数えてｉ番目の回折
輪帯の、光軸に垂直な方向の幅

【００２２】請求項５に記載の光学素子は、光ピックア
ップ装置に使用可能な光学素子において、少なくとも一
つの面が、回折輪帯をもつ回折面であり、前記少なくと
も一つの回折面の、光軸から周辺方向に数えて、あるｉ
番目の回折輪帯が次式を満たすことを特徴とする。 １．２≦ｐ_i+1／ｐ_i≦１０ （１） ただし、ｐ_i：光軸から周辺方向に数えてｉ番目の回折
輪帯の、光軸に垂直な方向の幅

【００２３】尚、上述のｉ番目の回折輪帯としては、光
軸上の輪帯を１としたとき、第１４番目〜第２２番目の
輪帯であることが望ましい。

【００２４】請求項４，５の本発明によれば、開口数Ｎ
Ａが小さい側の使用状態で、所定開口数の外側の球面収
差を十分に大きなフレアとすることができる。すなわ
ち、ＮＡが小さい側の使用状態で球面収差を実質的に不
連続とし、所定開口数の内側では良好に絞られたスポッ
トを得、その外側の光束は大きなフレアとなって記録再
生のために必要な部分のスポットに影響を与えないよう
にしている。値ｐ_i+1／ｐ_iが、式（１）の下限値以上で
あれば、十分なフレアを得ることができる。一方、値ｐ
_i+1／ｐ_iが、式（１）の上限値以下であれば、輪帯ピッ
チが小さすぎることがなく、回折面の製造が容易とな
る。

【００２５】請求項６に記載の光学素子は、光ピックア
ップ装置に使用可能な光学素子において、ＮＡ０．６０
の光線が通る前記回折面の回折輪帯の番号ｍが、 ２２≦ｍ≦３２ （２） をみたすことを特徴とする。ただし、回折輪帯の番号は
光軸上の輪帯を１とし、順に外側に数える。

【００２６】請求項７に記載の光学素子は、光ピックア
ップ装置に使用可能な光学素子において、少なくとも一
つの面が、回折輪帯を持つ回折面であり、ＮＡ０．６０
の光線が通る前記回折面の回折輪帯の番号ｍが、 ２２≦ｍ≦３２ （２） をみたすことを特徴とする。ただし、回折輪帯の番号は
光軸上の輪帯を１とし、順に外側に数える。

【００２７】請求項８に記載の光学素子は、前記光線
が、波長６３０〜６６５ｎｍの範囲内で、略平行な光束
で前記光学素子に入射されることを特徴とする。

【００２８】請求項７、８の本発明によれば、番号ｍが
式（２）の下限値以上であれば、光情報記録媒体（例え
ばＣＤとＤＶＤ等）の基板厚さに起因して生じる球面収
差の補正を十分に行え、一方、番号ｍが式（２）の上限
値以下であれば、回折効率の良いレンズを作りやすいと
いう利点がある。

【００２９】請求項９に記載の光学素子は、対物レンズ
であることを特徴とするものである。

【００３０】請求項１０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情報記録媒体の記録面に集光
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
基板厚さが互いに異なる少なくとも２つの第１及び第２
の光情報記録媒体に対して、情報の記録または再生が可
能な光ピックアップ装置に使用可能な対物レンズであっ
て、互いに異なる２つの波長をλ１、λ２（λ１＜λ
２）とし、互いに異なる２つの光情報記録媒体の透明基
板の厚さをｔ１、ｔ２（ｔ１＜ｔ２）とし、波長λ１の
光束により、透明基板の厚さｔ１の光情報記録媒体に記
録または再生を行うのに必要な像側の必要開口数をＮＡ
１とし、波長λ２の光束により、透明基板の厚さｔ２の
光情報記録媒体に記録または再生を行うのに必要な像側
の必要開口数をＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）とした時、波
長λ１と透明基板の厚さｔ１と必要開口数ＮＡ１の組み
合わせに対して、波面収差が０．０７λ１ｒｍｓ以下で
あり、かつ、波長λ２と透明基板の厚さｔ２と必要開口
数ＮＡ２の組み合わせに対して、波面収差が０．０７λ
２ｒｍｓ以下であり、かつ、波長λ２と透明基板の厚さ
ｔ２の組み合わせに対して必要開口数ＮＡ２以上の光束
をフレアにすることを特徴とする。

【００３１】請求項１１に記載の対物レンズは、前記対
物レンズを介して、透明基板厚ｔ２の光情報記録媒体に
対し、所定の物体距離にある波長λ２の光源から光を照
射した場合、開口数ＮＡ２以上ＮＡ１以下の光束が、情
報記録面上では径ｗ２以上ｗ１以下の範囲に分布し、 １０μｍ≦ｗ２≦５０μｍ （３） ２０μｍ≦ｗ１−ｗ２≦１１０μｍ （４） を満たすことを特徴とする。

【００３２】径ｗ２が式（３）の下限以上であれば、透
明基板厚ｔ２の光情報記録媒体に対し、開口数ＮＡ２の
理想的なレンズと同等のビーム径を得ることができ、Ｎ
Ａ２以上の光束はフレアとなって、情報の書き込み及び
／又は読み取りに悪影響を与える恐れが少ない。

【００３３】値（ｗ１−ｗ２）が式（４）の下限以上で
あれば、透明基板厚ｔ２の光情報記録媒体に対し、開口
数ＮＡ２以上の光束が広範囲なフレアとなって、良好な
フォーカス信号を得ることができる。

【００３４】径Ｗ２が式（３）の上限以下である場合、
及び値（ｗ１−ｗ２）が式（４）の上限以下である場
合、プラスチックレンズからなる対物レンズの場合、温
度変化による屈折率変化による球面収差の劣化を、温度
変化に伴う半導体レーザの発振波長の変化を利用した回
折面による球面収差変化によって、ある程度補償するこ
とができる。開口数ＮＡ２以上の光束に対してフレアを
大きくすることは、基板厚さによる球面収差を補正する
回折の作用が弱くなることに相当し、温度変化による球
面収差の劣化を補償する上記の効果を損ねてしまうの
で、フレアを大きくしすぎるのは好ましくない。

【００３５】請求項１２に記載の対物レンズは、少なく
とも一つの面が、回折輪帯をもつ回折面であり、前記回
折面の光路差関数をφ（ｈ）とするとき（ｈは光軸から
の距離）、所定距離ｈの箇所でｄφ（ｈ）／ｄｈが不連
続または実質的に不連続な関数であることを特徴とす
る。

【００３６】請求項１３に記載の対物レンズは、前記所
定距離ｈの内側に形成された輪帯のうち最も外側の輪帯
における光軸に垂直方向の幅は、前記最も外側の輪帯に
隣接し、かつ前記所定距離ｈの外側に形成された輪帯に
おける光軸に垂直方向の幅より小さいことを特徴とす
る。

【００３７】請求項１４に記載の対物レンズは、前記対
物レンズを介して、透明基板厚ｔ２の光情報記録媒体に
対し、所定の物体距離にある波長λ２の光源から光を照
射した場合、前記所定距離ｈ以下の開口数ＮＡでは、波
面収差が０．０７λ２ｒｍｓ以下であり、前記所定距離
ｈの内側を通過する光線の球面収差は、前記所定距離ｈ
の外側を通過する光線の球面収差に対して、１０λ２〜
１００λ２小さいことを特徴とする。

【００３８】請求項１５に記載の対物レンズは、少なく
とも一つの面が、回折輪帯をもつ回折面であり、前記少
なくとも一つの回折面の、光軸から周辺方向に数えて、
あるｉ番目の回折輪帯が次式を満たすことを特徴とす
る。 １．２≦ｐ_i+1／ｐ_i≦１０ （１） ただし、ｐ_i：光軸から周辺方向に数えてｉ番目の回折
輪帯の、光軸に垂直な方向の幅

【００３９】請求項１６に記載の対物レンズは、ＮＡ
０．６０の光線が通る前記回折面の回折輪帯の番号ｍ
が、 ２２≦ｍ≦３２ （２） をみたすことを特徴とする。

【００４０】請求項１７に記載の対物レンズは、前記波
長λ１が、６３０〜６６５ｎｍの範囲にあり、好ましく
は６３５ｎｍ又は６５０ｎｍであり、前記波長λ２は、
７５０〜８１０ｎｍの範囲にあり、好ましくは７８０ｎ
ｍであり、前記厚さｔ１は、０．６ｍｍであり、前記厚
さｔ２は、１．２ｍｍであるので、ＤＶＤとＣＤの双方
に対して情報の記録及び／又は再生可能な光ピックアッ
プ装置に好適である。

【００４１】請求項１８に記載の対物レンズは、前記第
１の光情報記録媒体がＤＶＤであり、前記第２の光情報
記録媒体がＣＤであるので、ＤＶＤとＣＤの双方に対し
て情報の記録及び／又は再生可能な光ピックアップ装置
に好適な対物レンズを提供できる。

【００４２】請求項１９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情報記録媒体の記
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、透明基板厚さが互いに異なる少なくとも２つの第
１及び第２の光情報記録媒体に対して、情報の記録また
は再生が可能な光ピックアップ装置であって、互いに異
なる２つの波長をλ１、λ２（λ１＜λ２）とし、互い
に異なる２つの光情報記録媒体の透明基板の厚さをｔ
１、ｔ２（ｔ１＜ｔ２）とし、波長λ１の光束により、
透明基板の厚さｔ１の光情報記録媒体に記録または再生
を行うのに必要な像側の必要開口数をＮＡ１とし、波長
λ２の光束により、透明基板の厚さｔ２の光情報記録媒
体に記録または再生を行うのに必要な像側の必要開口数
をＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）とした時、波長λ１と透明
基板の厚さｔ１と必要開口数ＮＡ１の組み合わせに対し
て、波面収差が０．０７λ１ｒｍｓ以下であり、かつ、
波長λ２と透明基板の厚さｔ２と必要開口数ＮＡ２の組
み合わせに対して、波面収差が０．０７λ２ｒｍｓ以下
であり、かつ、波長λ２と透明基板の厚さｔ２の組み合
わせに対して必要開口数ＮＡ２以上の光束をフレアにす
ることを特徴とする。

【００４３】厚さの異なる複数種の光情報記録媒体に対
して、情報の記録再生を行う光ピックアップ装置の光学
系において、波長λ２と透明基板の厚さｔ２の組み合わ
せに対して必要開口数ＮＡ２以上の光束をフレアにすれ
ば、開口制限を用いずとも、ビーム径が絞られ過ぎるこ
とがなく、比較的大きなスポット径を得ることができ
る。そこで、本発明の如く回折輪帯を設けた光学素子を
用いることにより、厚さの異なる複数種の光情報記録媒
体に対して、情報の記録再生を行う光ピックアップ装置
を提供することが可能となる。

【００４４】請求項２０に記載の光ピックアップ装置
は、前記対物レンズを介して、透明基板厚ｔ２の光情報
記録媒体に対し、所定の物体距離にある波長λ２の光源
から光を照射した場合、開口数ＮＡ２以上ＮＡ１以下の
光束が、情報記録面上では径ｗ２以上ｗ１以下の範囲に
分布し、 １０μｍ≦ｗ２≦５０μｍ （３） ２０μｍ≦ｗ１−ｗ２≦１１０μｍ （４） を満たすことを特徴とする。

【００４５】請求項２１に記載の光ピックアップ装置
は、前記対物レンズの少なくとも一つの面が、回折輪帯
をもつ回折面であり、前記回折面の光路差関数をφ
（ｈ）とするとき（ｈは光軸からの距離）、所定距離ｈ
の箇所でｄφ（ｈ）／ｄｈが不連続または実質的に不連
続な関数であることを特徴とする。

【００４６】請求項２２に記載の光ピックアップ装置
は、前記対物レンズの少なくとも一つの面の回折輪帯に
おいて、前記所定距離ｈの内側に形成された輪帯のうち
最も外側の輪帯における光軸に垂直方向の幅は、前記最
も外側の輪帯に隣接し、かつ前記所定距離ｈの外側に形
成された輪帯における光軸に垂直方向の幅より小さいこ
とを特徴とする。

【００４７】請求項２３に記載の光ピックアップ装置
は、前記対物レンズを介して、透明基板厚ｔ２の光情報
記録媒体に対し、所定の物体距離にある波長λ２の光源
から光を照射した場合、前記所定距離ｈ以下の開口数Ｎ
Ａでは、波面収差が０．０７λ２ｒｍｓ以下であり、前
記所定距離ｈの内側を通過する光線の球面収差は、前記
所定距離ｈの外側を通過する光線の球面収差に対して、
１０λ２〜１００λ２小さいことを特徴とする。

【００４８】請求項２４に記載の光ピックアップ装置
は、少なくとも一つの面が、回折輪帯をもつ回折面であ
り、前記少なくとも一つの回折面の、光軸から周辺方向
に数えて、あるｉ番目の回折輪帯が次式を満たすことを
特徴とする。 １．２≦ｐ_i+1／ｐ_i≦１０ （１） ただし、ｐ_i：光軸から周辺方向に数えてｉ番目の回折
輪帯の、光軸に垂直な方向の幅

【００４９】請求項２５に記載の光ピックアップ装置
は、ＮＡ０．６０の光線が通る前記回折面の回折輪帯の
番号ｍが、 ２２≦ｍ≦３２ （２） をみたすことを特徴とする。

【００５０】請求項２６に記載の光ピックアップ装置
は、波長λ１と透明基板の厚さｔ１の組み合わせに対す
る対物レンズの物点と、波長λ２と透明基板の厚さｔ２
の組み合わせに対する対物レンズの物点とが、光学的に
等しい距離にあることを特徴とする。

【００５１】請求項２７に記載の光ピックアップ装置
は、前記波長λ１は、６３０〜６６５ｎｍの範囲にあ
り、好ましくは６３５ｎｍ又は６５０ｎｍであり、前記
波長λ２は、７５０〜８１０ｎｍの範囲にあり、好まし
くは７８０ｎｍであり、前記厚さｔ１は、０．６ｍｍで
あり、前記厚さｔ２は、１．２ｍｍであることを特徴と
する。

【００５２】請求項２８に記載の光ピックアップ装置
は、前記第１の光情報記録媒体はＤＶＤであり、前記第
２の光情報記録媒体はＣＤであることを特徴とする。

【００５３】請求項２９に記載の対物レンズは、光ピッ
クアップ装置に使用可能な対物レンズにおいて、少なく
とも一つの面が、回折輪帯をもつ回折面であり、前記対
物レンズを、開口数ＮＡが０．５〜０．７の範囲におけ
る波長λ２の光束が通過したときの球面収差量は、開口
数ＮＡが０．５未満における波長λ２の光束が通過した
ときの球面収差量よりも、１０λ２〜１００λ２以上大
きいことを特徴とする。

【００５４】このように、前記所定距離ｈの内側を通過
する光線の球面収差が、前記所定距離ｈの外側を通過す
る光線の球面収差に対して、１０λ２〜１００λ２小さ
ければ、前記所定距離ｈの外側を通過する光線はフレア
と見なせ、小さい開口数ＮＡのための開口制限を用いず
とも、ビーム径が絞られ過ぎることがなく、比較的大き
なスポット径を得ることができるため好ましい。

【００５５】請求項３０に記載の光ピックアップ装置
は、透明基板の厚さが互いに異なる２つの光情報記録媒
体に応じて、異なる基準波長の光を照射することによ
り、前記光情報記録媒体の情報記録面に情報を記録及び
／又は再生する光源と、前記光源からの光をそれぞれ透
過して、前記光情報記録媒体に向かって出力する対物レ
ンズとを有する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つの面が、回折輪帯をもつ回折面
であり、前記対物レンズを、開口数ＮＡが０．５〜０．
７の範囲における所定の波長λ２の光束が通過したとき
の球面収差量は、開口数ＮＡが０．５未満における前記
所定の波長λ２の光束が通過したときの球面収差量より
も、１０λ２〜１００λ２以上大きいことを特徴とす
る。

【００５６】請求項３１に記載の光ピックアップ装置
は、波長λの光源と、前記光源からの光束を光情報記録
媒体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
面を有する受光手段とを有し、光情報記録媒体に対して
情報の記録または再生が可能な光ピックアップ装置に使
用可能な対物レンズであって、前記対物レンズは、少な
くとも一面に回折面を有し、開口数ＮＡが０．５未満の
波長λの光束が通過したときに、前記光情報記録媒体か
ら反射した光束は、前記受光手段の受光面内に含まれる
ように、前記受光手段に向かって照射され、開口数ＮＡ
が０．５以上の波長λの光束が通過したときに、前記光
情報記録媒体から反射した光束は、前記受光手段の受光
面を除く周囲に照射されることを特徴とする。

【００５７】光ピックアップ装置に使われる受光手段に
関して、レーザ光源と受光手段がユニット化されたモジ
ュールを使用する場合と、レーザ光源と受光手段とを別
に設ける場合がある。前者を一体型受光手段と、後者を
別体型受光手段と呼ぶこととする。図８（ａ）は一体型
受光手段の受光面を示し、図８（ｂ）は別体型受光手段
の受光面を示す模式図である。図８（ｂ）において、通
常ほぼ３個の矩形状の受光面から構成されている受光手
段の受光面は、中央受光面ＣＳと、その両側に配置され
た一対の周辺受光面ＰＳとを有している。中央受光面Ｃ
Ｓは、記録信号の書き込み及び／又は読み取りエラーが
生じていないか検出する機能を有し、周辺受光面ＰＳ
は、トラッキングエラーが生じていないか検出する機能
を有する。

【００５８】本発明においては、ＤＶＤ及びＣＤの２つ
の光情報記録媒体のうち、必要開口数の小さい光情報記
録媒体、すなわちＣＤに対して、開口数ＮＡが０．５以
上の波長λの光束が前記対物レンズを通過したときに、
回折面によりフレアが形成されるようになっている。図
８（ｂ）に示すように、開口数ＮＡが０．５未満の波長
λの光束は、中央受光面ＣＳの中央にスポットを形成す
るが、開口数ＮＡが０．５以上の波長λの光束は、内径
φ１のフレア光となって照射される。このときに、内径
φ１が十分大きく、中央受光面ＣＳを完全に内包するよ
うであれば、開口数ＮＡが０．５以上の波長λの光束が
周辺受光面ＰＳのみに照射されることとなり、本発明で
いう受光面としての中央受光面ＣＳにおいて不要な光が
検出されることが防止され、誤検出を防止することが出
来る。

【００５９】更に、フレア光の内径をφ１より大きなφ
２とし、周辺受光面ＰＳまでを完全に内包するようであ
れば、開口数ＮＡが０．５以上の波長λの光束は、本発
明でいう受光面としての中央受光面ＣＳ及び周辺受光面
ＰＳにおいて不要な光が検出されることが防止され、誤
検出を防止することが出来る。

【００６０】請求項３２に記載の対物レンズの如く、前
記受光手段が、１個ないし３個のほぼ矩形状の受光面を
有している場合、開口数ＮＡが０．５以上の光束の光情
報記録面上でのスポット径は５μｍ以上であれば、別体
型受光手段において、中央受光面ＣＳに不要な光が入り
づらくなり、誤検出を防止することが出来る。

【００６１】請求項３３に記載の対物レンズのごとく、
前記受光手段が、略一直線上に並べた３個の矩形状の受
光面を有し、開口数ＮＡが０．５以上の光束の光情報記
録面上でのスポット径は２５μｍ以上であれば、別体型
受光手段において、さらに周辺受光面ＰＳに不要な光が
入りづらくなり、誤検出を更に防止できる。

【００６２】請求項３４に記載の対物レンズは、波長λ
の光源と、前記光源からの光束を光情報記録媒体の記録
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、中央受光面と
周辺受光面とを有する受光手段とを有し、光情報記録媒
体に対して情報の記録または再生が可能な光ピックアッ
プ装置に使用可能な対物レンズであって、前記対物レン
ズは、少なくとも一面に回折面を有し、開口数ＮＡが
０．５以上の波長λの光束が通過したときに、前記光情
報記録媒体から反射した光束は、前記周辺受光面のみを
含むように、前記受光手段に向かって照射されることを
特徴とする。

【００６３】図８（ａ）に示すように、一体型受光手段
は、少なくとも２個以上、通常は４個以上のストライプ
状の受光面から成り立っている。開口数ＮＡが０．５未
満の波長λの光束は、中央受光面群ＣＳの間にスポット
を形成するが、開口数ＮＡが０．５以上の波長λの光束
は、内径φ１のフレア光となって照射される。このとき
に、内径φ１が十分大きく、中央受光面群ＣＳを完全に
内包するようであれば、開口数ＮＡが０．５以上の波長
λの光束が周辺受光面ＰＳのみに照射されることとな
り、本発明でいう受光面としての中央受光面群ＣＳにお
いて不要な光が検出されることが防止され、誤検出を防
止することが出来る。

【００６４】請求項３５に記載の対物レンズの如く、少
なくとも２個のストライプ状の受光面を有し、開口数Ｎ
Ａが０．５以上の光束の光情報記録面上でのスポット径
は２０μｍ以上であれば、一体型受光手段において、中
央受光面ＣＳに不要な光が入りづらくなり、誤検出を防
止することが出来る。

【００６５】更に、請求項３６に記載の対物レンズの如
く、少なくとも４個のストライプ状の受光面を有し、開
口数ＮＡが０．５以上の光束の光情報記録面上でのスポ
ット径は５０μｍ以上であれば、一体型受光手段におい
て、さらに周辺受光面ＰＳに不要な光が入りづらくな
り、誤検出を更に防止できる。

【００６６】請求項３７に記載の光ピックアップ装置
は、波長λの光源と、前記光源からの光束を光情報記録
媒体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
面を有する受光手段とを有し、光情報記録媒体に対して
情報の記録または再生が可能な光ピックアップ装置であ
って、前記対物レンズは、少なくとも一面に回折面を有
し、開口数ＮＡが０．５未満の波長λの光束が通過した
ときに、前記光情報記録媒体から反射した光束は、前記
受光手段の受光面内に含まれるように、前記受光手段に
向かって照射され、開口数ＮＡが０．５以上の波長λの
光束が通過したときに、前記光情報記録媒体から反射し
た光束は、前記受光手段の受光面を除く周囲に照射され
ることを特徴とする。

【００６７】請求項３８に記載の光ピックアップ装置
は、前記受光手段が、１個ないし３個のほぼ矩形状の受
光面を有している場合、開口数ＮＡが０．５以上の光束
の光情報記録面上でのスポット径は５μｍ以上であれ
ば、別体型受光手段において、中央受光面ＣＳに不要な
光が入りづらくなり、誤検出を防止することが出来る。

【００６８】請求項３９に記載の光ピックアップ装置
は、前記受光手段が、略一直線上に並べた３個の矩形状
の受光面を有し、開口数ＮＡが０．５以上の光束の光情
報記録面上でのスポット径は２５μｍ以上であれば、別
体型受光手段において、さらに周辺受光面ＰＳに不要な
光が入りづらくなり、誤検出を更に防止できる。

【００６９】請求項４０に記載の光ピックアップ装置
は、波長λの光源と、前記光源からの光束を光情報記録
媒体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、中
央受光面と周辺受光面とを有する受光手段とを有し、光
情報記録媒体に対して情報の記録または再生が可能な光
ピックアップ装置であって、前記対物レンズは、少なく
とも一面に回折面を有し、開口数ＮＡが０．５以上の波
長λの光束が通過したときに、前記光情報記録媒体から
反射した光束は、前記周辺受光面のみを含むように、前
記受光手段に向かって照射されることを特徴とする。

【００７０】請求項４１に記載の光ピックアップ装置
は、少なくとも２個のストライプ状の受光面を有し、開
口数ＮＡが０．５以上の光束の光情報記録面上でのスポ
ット径は２０μｍ以上であれば、一体型受光手段におい
て、中央受光面ＣＳに不要な光が入りづらくなり、誤検
出を防止することが出来る。

【００７１】請求項４２に記載の光ピックアップ装置
は、少なくとも４個のストライプ状の受光面を有し、開
口数ＮＡが０．５以上の光束の光情報記録面上でのスポ
ット径は５０μｍ以上であれば、一体型受光手段におい
て、さらに周辺受光面ＰＳに不要な光が入りづらくな
り、誤検出を更に防止できる。

【００７２】本明細書中で用いる回折パターン（又は回
折面）とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、
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形態（又は面）のことをいい、
一つの光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある
場合は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状とし
ては、例えば、光学素子の表面に、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る。

【００７３】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。

【００７４】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-R, CD-RW, CD-Video,
CD-ROM等の各種ＣＤ、DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-
RW,DVD-Video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および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。しかしながら、透明基板の厚さが
殆どゼロに近いもの、あるいは透明基板が全くないもの
も存在もしくは提案されている。説明の都合上、本明細
書中「透明基板を介して」と記載することがあるが、か
かる透明基板は厚さがゼロである、すなわち透明基板が
全くない場合も含むものである。

【００７５】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。本発明の光ピックアップ装置は、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。

【００７６】本発明の光ピックアップ装置は、各種のプ
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。

【００７７】

【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。回折面は回折レ
リーフをはずしたマクロ的な形状を示す母非球面と、光
路差函数とで表す。光路差関数は、基準波長の１次回折
光に対し回折面によって付加される光路差をあらわすも
のとし、光路差関数の値がｍλ（ｍは回折次数）変わる
ごとに回折輪帯を設ける。

【００７８】本発明の実施例では、回折面の母非球面お
よび光路差関数を、光軸からの距離ｈｂを境界として、
その内側（光軸側）と外側（周辺側）とでそれぞれ別の
関数で表す。

【００７９】このとき母非球面および光路差関数が、境
界ｈｂで実質的に連続とするために、外側の母非面およ
び外側の光路差関数には定数項を設けた。光路差関数Φ
（ｈ）は次式で表す。 Φ（ｈ）＝ｂ０＋ｂ２＊ｈ²＋ｂ４＊ｈ⁴＋ｂ６＊ｈ⁶＋・・・ （５） ただし、ｈ：光軸からの距離 ｂ０、ｂ２、ｂ４、ｂ６、・・・：光路差関数の係数

【００８０】一方、非球面は次式で表す。 ｘ＝（ｈ²／ｒ）／（１＋√（１−（１＋ｋ）ｈ²／ｒ²））＋Ａ０＋Ａ２＊ｈ²＋ Ａ４＊ｈ⁴＋Ａ６＊ｈ⁶＋・・・ （６） ただし、 Ａ０、Ａ２、Ａ４、Ａ６、・・・：非球面係数 ｋ：円錐係数 ｒ：近軸曲率半径 ｒ、ｄ、ｎ、νｄはレンズの曲率半径、面間隔、基準波
長での屈折率、アッベ数を表す。

【００８１】上記の定義を基にした場合、光路差関数の
２次係数を零でない値とすることにより、レンズにパワ
ーを持たせることができる。また、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、１
０次係数等を零でない値とすることにより、球面収差を
制御することができる。尚、ここで、制御するというこ
とは、屈折パワーを有する部分が持つ球面収差を、逆の
球面収差を発生させて補正したり、全体の球面収差を所
望な値にすることを意味する。

【００８２】図１は、本実施の形態にかかる光ピックア
ップ装置の概略構成図である。図１において、第１の光
情報記録媒体（光ディスク、例えばＣＤ）に対して記録
および／または再生を行う第１光源１１と、第２の光情
報記録媒体（光ディスク、例えばＤＶＤ）に対して記録
および／または再生を行う第１光源１１とは波長の異な
る第２光源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からの光束を光情報記録
媒体の情報記録面５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受光手段としての光検
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１／４波長板、１
５は光源１１からの発散光速の発散度を小さくするため
のカップリングレンズ、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。対物レンズ３
は、後述の実施例１〜３を用いる。

【００８３】第１光源１１は波長λ１＝６３５又は６５
０ｎｍ程度のレーザ光を射出し、このとき透明基板厚ｔ
１＝０．６ｍｍの光情報記録媒体（ＤＶＤ）に対して記
録および／または再生を行うのに必要な対物レンズの開
口数をＮＡ１＝０．６〜０．６５とする。第２光源１２
は波長λ２＝７８０ｎｍ程度のレーザ光を射出し、この
とき透明基板厚ｔ２＝１．２ｍｍの光情報記録媒体（Ｃ
Ｄ）に対して記録および／または再生を行うのに必要な
対物レンズの開口数をＮＡ２＝０．５とする。

【００８４】本実施の形態における２枚構成の高ＮＡ対
物レンズで、厚みの異なる情報記録媒体に対応できる対
物レンズを得るための、回折面の役割は、球面収差の補
正であるが、球面収差の補正について、以下のようにす
る。

【００８５】本実施例においては、透明基板の厚さｔ１
の記録媒体に対する物点の位置と、透明基板の厚さｔ２
の記録媒体に対する物点の位置とが等しくなっており、
例えば対物レンズにはいずれもコリメートされた平行光
が入射するので、回折面だけの作用によって基板厚の違
いによる球面収差を補正する。本実施例では、透明基板
の厚さｔ２の記録媒体に対して必要な開口数ＮＡ２の範
囲まで球面収差を小さくし、開口数ＮＡ１から開口数Ｎ
Ａ２までの範囲は球面収差を大きくしている。

【００８６】（実施例１）図２は、実施例１の対物レン
ズの断面図であり、図３は、実施例１の対物レンズにお
ける球面収差図である。［表１］及び［表２］に、実施
例１の対物レンズにおけるレンズデータを示す。

【００８７】

【表１】

【表２】

【００８８】（実施例２）図４は、実施例２の対物レン
ズの断面図であり、図５は、実施例２の対物レンズにお
ける球面収差図である。［表３］及び［表４］に、実施
例２の対物レンズにおけるレンズデータを示す。

【００８９】

【表３】

【表４】

【００９０】図６は、実施例３の対物レンズの断面図で
あり、図７は、実施例３の対物レンズにおける球面収差
図であり、図７（ａ）は、ＤＶＤの情報記録／再生条件
における収差図で、図７（ｂ）は、ＣＤの情報記録／再
生条件における収差図である。［表５］及び［表６］
に、実施例３の対物レンズにおけるレンズデータを示
す。

【００９１】

【表５】

【表６】

【００９２】［表７］に、上述した各条件式を満足して
いる実施例１，２及び３の各データを、まとめて示す。
尚、表中において、例えばｐ_iはｉ番目の輪帯における
ピッチを示す。

【表７】

【００９３】

【発明の効果】本発明によると、少ない数の光学素子又
は対物レンズを使用しているにも関わらず、厚みの異な
る情報記録媒体に情報の記録再生を可能とする光ピック
アップ装置及びそれに用いる対物レンズ並びに光学素子
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概
略構成図である。

【図２】実施例１の対物レンズの断面図である。

【図３】実施例１の対物レンズにおける球面収差図であ
る。

【図４】実施例２の対物レンズの断面図である。

【図５】実施例２の対物レンズにおける球面収差図であ
る。

【図６】実施例３の対物レンズの断面図である。

【図７】実施例３の対物レンズにおける球面収差図であ
る。

【図８】図８（ａ）は一体型受光手段の受光面を示し、
図８（ｂ）は別体型受光手段の受光面を示す模式図であ
る。

【図９】回折輪帯を設けた光学素子としてのレンズの例
を示す模式図である。

【符号の説明】

８ 絞り ９ シリンドリカルレンズ １１ 第１光源 １２ 第２光源 １５ カップリングレンズ １６ 凹レンズ １７ ホログラム ２１、２２ カップリングレンズ ４１，４２ 光検出器 ６２ ビームスプリッタ ７１，７２ １／４波長板

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA13 PA01 PA17 PB01 QA02 QA07 QA14 QA34 RA46 RA47 5D119 AA41 BA01 CA16 DA05 EC01 EC47 FA05 FA08 JA44 JA47 JB02 9A001 KK16

Claims (42)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ピックアップ装置に使用可能な光学素
   子において、 少なくとも一つの面が、回折輪帯をもつ回折面であり、 前記回折面の光路差関数をφ（ｈ）とするとき（ｈは光
   軸からの距離）、所定距離ｈの箇所でｄφ（ｈ）／ｄｈ
   が不連続または実質的に不連続な関数であることを特徴
   とする光学素子。
2. 【請求項２】 前記所定距離ｈの内側に形成された輪帯
   のうち最も外側の輪帯における光軸に垂直方向の幅は、
   前記最も外側の輪帯に隣接し、かつ前記所定距離ｈの外
   側に形成された輪帯における光軸に垂直方向の幅より小
   さいことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 【請求項３】 前記光学素子を介して、透明基板厚ｔ２
   の光情報記録媒体に対し、所定の物体距離にある波長λ
   ２の光源から光を照射した場合、前記所定距離ｈ以下の
   開口数ＮＡでは、波面収差が０．０７λ２ｒｍｓ以下で
   あり、 前記所定距離ｈの内側を通過する光線の球面収差は、前
   記所定距離ｈの外側を通過する光線の球面収差に対し
   て、１０λ２〜１００λ２小さいことを特徴とする請求
   項１又は２に記載の光学素子。
4. 【請求項４】 前記少なくとも一つの回折面の、光軸か
   ら周辺方向に数えて、あるｉ番目の回折輪帯が次式を満
   たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   光学素子。 １．２≦ｐ_i+1／ｐ_i≦１０ ただし、 ｐ_i：光軸から周辺方向に数えてｉ番目の回折輪帯の、
   光軸に垂直な方向の幅
5. 【請求項５】 光ピックアップ装置に使用可能な光学素
   子において、 少なくとも一つの面が、回折輪帯をもつ回折面であり、 前記少なくとも一つの回折面の、光軸から周辺方向に数
   えて、あるｉ番目の回折輪帯が次式を満たすことを特徴
   とする光学素子。 １．２≦ｐ_i+1／ｐ_i≦１０ ただし、 ｐ_i：光軸から周辺方向に数えてｉ番目の回折輪帯の、
   光軸に垂直な方向の幅
6. 【請求項６】 ＮＡ０．６０の光線が通る前記回折面の
   回折輪帯の番号ｍが、 ２２≦ｍ≦３２ をみたすことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
   載の光学素子。ただし、回折輪帯の番号は光軸上の輪帯
   を１とし、順に外側に数える。
7. 【請求項７】 光ピックアップ装置に使用可能な光学素
   子において、 少なくとも一つの面が、回折輪帯を持つ回折面であり、 ＮＡ０．６０の光線が通る前記回折面の回折輪帯の番号
   ｍが、 ２２≦ｍ≦３２ をみたすことを特徴とする光学素子。ただし、回折輪帯
   の番号は光軸上の輪帯を１とし、順に外側に数える。
8. 【請求項８】 前記光線は、波長６３０〜６６５ｎｍの
   範囲内で、略平行な光束で前記光学素子に入射されるこ
   とを特徴とする請求項６又は７に記載の光学素子。
9. 【請求項９】 前記光学素子は対物レンズであることを
   特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学素子。
10. 【請求項１０】 波長の異なる光源からの光束を光情報
    記録媒体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、透明基板厚さが互いに異なる少なく
    とも２つの第１及び第２の光情報記録媒体に対して、情
    報の記録または再生が可能な光ピックアップ装置に使用
    可能な対物レンズであって、 互いに異なる２つの波長をλ１、λ２（λ１＜λ２）と
    し、 互いに異なる２つの光情報記録媒体の透明基板の厚さを
    ｔ１、ｔ２（ｔ１＜ｔ２）とし、 波長λ１の光束により、透明基板の厚さｔ１の光情報記
    録媒体に記録または再生を行うのに必要な像側の必要開
    口数をＮＡ１とし、波長λ２の光束により、透明基板の
    厚さｔ２の光情報記録媒体に記録または再生を行うのに
    必要な像側の必要開口数をＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）と
    した時、 波長λ１と透明基板の厚さｔ１と必要開口数ＮＡ１の組
    み合わせに対して、波面収差が０．０７λ１ｒｍｓ以下
    であり、 かつ、波長λ２と透明基板の厚さｔ２と必要開口数ＮＡ
    ２の組み合わせに対して、波面収差が０．０７λ２ｒｍ
    ｓ以下であり、 かつ、波長λ２と透明基板の厚さｔ２の組み合わせに対
    して必要開口数ＮＡ２以上の光束をフレアにすることを
    特徴とする対物レンズ。
11. 【請求項１１】 前記対物レンズを介して、透明基板厚
    ｔ２の光情報記録媒体に対し、所定の物体距離にある波
    長λ２の光源から光を照射した場合、開口数ＮＡ２以上
    ＮＡ１以下の光束が、情報記録面上では径ｗ２以上ｗ１
    以下の範囲に分布し、 １０μｍ≦ｗ２≦５０μｍ ２０μｍ≦ｗ１−ｗ２≦１１０μｍ を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の対物レン
    ズ。
12. 【請求項１２】 少なくとも一つの面が、回折輪帯をも
    つ回折面であり、 前記回折面の光路差関数をφ（ｈ）とするとき（ｈは光
    軸からの距離）、所定距離ｈの箇所でｄφ（ｈ）／ｄｈ
    が不連続または実質的に不連続な関数であることを特徴
    とする請求項１０又は１１に記載の対物レンズ。
13. 【請求項１３】 前記所定距離ｈの内側に形成された輪
    帯のうち最も外側の輪帯における光軸に垂直方向の幅
    は、前記最も外側の輪帯に隣接し、かつ前記所定距離ｈ
    の外側に形成された輪帯における光軸に垂直方向の幅よ
    り小さいことを特徴とする請求項１２に記載の対物レン
    ズ。
14. 【請求項１４】 前記対物レンズを介して、透明基板厚
    ｔ２の光情報記録媒体に対し、所定の物体距離にある波
    長λ２の光源から光を照射した場合、前記所定距離ｈ以
    下の開口数ＮＡでは、波面収差が０．０７λ２ｒｍｓ以
    下であり、 前記所定距離ｈの内側を通過する光線の球面収差は、前
    記所定距離ｈの外側を通過する光線の球面収差に対し
    て、１０λ２〜１００λ２小さいことを特徴とする請求
    項１２又は１３に記載の対物レンズ。
15. 【請求項１５】 少なくとも一つの面が、回折輪帯をも
    つ回折面であり、 前記少なくとも一つの回折面の、光軸から周辺方向に数
    えて、あるｉ番目の回折輪帯が次式を満たすことを特徴
    とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の対物レン
    ズ。 １．２≦ｐ_i+1／ｐ_i≦１０ ただし、 ｐ_i：光軸から周辺方向に数えてｉ番目の回折輪帯の、
    光軸に垂直な方向の幅
16. 【請求項１６】 ＮＡ０．６０の光線が通る前記回折面
    の回折輪帯の番号ｍが、 ２２≦ｍ≦３２ をみたすことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか
    に記載の対物レンズ。
17. 【請求項１７】 前記波長λ１は、６３０〜６６５ｎｍ
    の範囲にあり、前記波長λ２は、７５０〜８１０ｎｍの
    範囲にあり、前記厚さｔ１は、０．６ｍｍであり、前記
    厚さｔ２は、１．２ｍｍであることを特徴とする請求項
    １０〜１６のいずれかに記載の対物レンズ。
18. 【請求項１８】 前記第１の光情報記録媒体はＤＶＤで
    あり、前記第２の光情報記録媒体はＣＤであることを特
    徴とする請求項１０〜１７のいずれかに記載の対物レン
    ズ。
19. 【請求項１９】 波長の異なる光源からの光束を光情報
    記録媒体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、透明基板厚さが互いに異なる少なく
    とも２つの第１及び第２の光情報記録媒体に対して、情
    報の記録または再生が可能な光ピックアップ装置であっ
    て、前記対物レンズの少なくとも一つの面が、回折輪帯
    を有する回折面であり、 互いに異なる２つの波長をλ１、λ２（λ１＜λ２）と
    し、 互いに異なる２つの光情報記録媒体の透明基板の厚さを
    ｔ１、ｔ２（ｔ１＜ｔ２）とし、 波長λ１の光束により、透明基板の厚さｔ１の光情報記
    録媒体に記録または再生を行うのに必要な像側の必要開
    口数をＮＡ１とし、波長λ２の光束により、透明基板の
    厚さｔ２の光情報記録媒体に記録または再生を行うのに
    必要な像側の必要開口数をＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）と
    した時、 波長λ１と透明基板の厚さｔ１と必要開口数ＮＡ１の組
    み合わせに対して、波面収差が０．０７λ１ｒｍｓ以下
    であり、 かつ、波長λ２と透明基板の厚さｔ２と必要開口数ＮＡ
    ２の組み合わせに対して、波面収差が０．０７λ２ｒｍ
    ｓ以下であり、 かつ、波長λ２と透明基板の厚さｔ２の組み合わせに対
    して必要開口数ＮＡ２以上の光束をフレアにすることを
    特徴とする光ピックアップ装置。
20. 【請求項２０】 前記対物レンズを介して、透明基板厚
    ｔ２の光情報記録媒体に対し、所定の物体距離にある波
    長λ２の光源から光を照射した場合、開口数ＮＡ２以上
    ＮＡ１以下の光束が、情報記録面上では径ｗ２以上ｗ１
    以下の範囲に分布し、 １０μｍ≦ｗ２≦５０μｍ ２０μｍ≦ｗ１−ｗ２≦１１０μｍ を満たすことを特徴とする請求項１９に記載の光ピック
    アップ装置。
21. 【請求項２１】 前記回折面の光路差関数をφ（ｈ）と
    するとき（ｈは光軸からの距離）、所定距離ｈの箇所で
    ｄφ（ｈ）／ｄｈが不連続または実質的に不連続な関数
    であることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の光
    ピックアップ装置。
22. 【請求項２２】 前記所定距離ｈの内側に形成された輪
    帯のうち最も外側の輪帯における光軸に垂直方向の幅
    は、前記最も外側の輪帯に隣接し、かつ前記所定距離ｈ
    の外側に形成された輪帯における光軸に垂直方向の幅よ
    り小さいことを特徴とする請求項２１に記載の光ピック
    アップ装置。
23. 【請求項２３】 前記対物レンズを介して、透明基板厚
    ｔ２の光情報記録媒体に対し、所定の物体距離にある波
    長λ２の光源から光を照射した場合、前記所定距離ｈ以
    下の開口数ＮＡでは、波面収差が０．０７λ２ｒｍｓ以
    下であり、 前記所定距離ｈの内側を通過する光線の球面収差は、前
    記所定距離ｈの外側を通過する光線の球面収差に対し
    て、１０λ２〜１００λ２小さいことを特徴とする請求
    項２１又は２２に記載の光ピックアップ装置。
24. 【請求項２４】 前記少なくとも一つの回折面の、光軸
    から周辺方向に数えて、あるｉ番目の回折輪帯が次式を
    満たすことを特徴とする請求項１９〜２３のいずれかに
    記載の光ピックアップ装置。 １．２≦ｐ_i+1／ｐ_i≦１０ ただし、 ｐ_i：光軸から周辺方向に数えてｉ番目の回折輪帯の、
    光軸に垂直な方向の幅
25. 【請求項２５】 ＮＡ０．６０の光線が通る前記回折面
    の回折輪帯の番号ｍが、 ２２≦ｍ≦３２ をみたすことを特徴とする請求項１９〜２４のいずれか
    に記載の光ピックアップ装置。
26. 【請求項２６】 波長λ１と透明基板の厚さｔ１の組み
    合わせに対する対物レンズの物点と、波長λ２と透明基
    板の厚さｔ２の組み合わせに対する対物レンズの物点と
    が、光学的に等しい距離にあることを特徴とする請求項
    １９〜２５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
27. 【請求項２７】 前記波長λ１は、６３０〜６６５ｎｍ
    の範囲にあり、前記波長λ２は、７５０〜８１０ｎｍの
    範囲にあり、前記厚さｔ１は、０．６ｍｍであり、前記
    厚さｔ２は、１．２ｍｍであることを特徴とする請求項
    １９〜２６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
28. 【請求項２８】 前記第１の光情報記録媒体はＤＶＤで
    あり、前記第２の光情報記録媒体はＣＤであることを特
    徴とする請求項１９〜２７のいずれかに記載の光ピック
    アップ装置。
29. 【請求項２９】 光ピックアップ装置に使用可能な対物
    レンズにおいて、 少なくとも一つの面が、回折輪帯をもつ回折面であり、 前記対物レンズを、開口数ＮＡが０．５〜０．７の範囲
    における波長λ２の光束が通過したときの球面収差量
    は、開口数ＮＡが０．５未満における波長λ２の光束が
    通過したときの球面収差量よりも、１０λ２〜１００λ
    ２以上大きいことを特徴とする対物レンズ。
30. 【請求項３０】 透明基板の厚さが互いに異なる２つの
    光情報記録媒体に応じて、異なる基準波長の光を照射す
    ることにより、前記光情報記録媒体の情報記録面に情報
    を記録及び／又は再生する光源と、前記光源からの光を
    それぞれ透過して、前記光情報記録媒体に向かって出力
    する対物レンズとを有する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つの面が、回折輪帯をも
    つ回折面であり、 前記対物レンズを、開口数ＮＡが０．５〜０．７の範囲
    における所定の波長λ２の光束が通過したときの球面収
    差量は、開口数ＮＡが０．５未満における前記所定の波
    長λ２の光束が通過したときの球面収差量よりも、１０
    λ２〜１００λ２以上大きいことを特徴とする光ピック
    アップ装置。
31. 【請求項３１】 波長λの光源と、前記光源からの光束
    を光情報記録媒体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
    るための受光面を有する受光手段とを有し、光情報記録
    媒体に対して情報の記録または再生が可能な光ピックア
    ップ装置に使用可能な対物レンズであって、 前記対物レンズは、少なくとも一面に回折面を有し、 開口数ＮＡが０．５未満の波長λの光束が通過したとき
    に、前記光情報記録媒体から反射した光束は、前記受光
    手段の受光面内に含まれるように、前記受光手段に向か
    って照射され、 開口数ＮＡが０．５以上の波長λの光束が通過したとき
    に、前記光情報記録媒体から反射した光束は、前記受光
    手段の受光面を除く周囲に照射されることを特徴とする
    光ピックアップ装置に使用可能な対物レンズ。
32. 【請求項３２】 前記受光手段は、１個ないし３個のほ
    ぼ矩形状の受光面を有しており、開口数ＮＡが０．５以
    上の光束の光情報記録面上でのスポット径は５μｍ以上
    であることを特徴とする請求項３１に記載の光ピックア
    ップ装置に使用可能な対物レンズ。
33. 【請求項３３】 前記受光手段は、略一直線上に並べた
    ３個の矩形状の受光面を有し、開口数ＮＡが０．５以上
    の光束の光情報記録面上でのスポット径は２５μｍ以上
    であることを特徴とする請求項３１に記載の光ピックア
    ップ装置に使用可能な対物レンズ。
34. 【請求項３４】 波長λの光源と、前記光源からの光束
    を光情報記録媒体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、中央受光面と周辺受光面とを有する受光手段
    とを有し、光情報記録媒体に対して情報の記録または再
    生が可能な光ピックアップ装置に使用可能な対物レンズ
    であって、 前記対物レンズは、少なくとも一面に回折面を有し、 開口数ＮＡが０．５以上の波長λの光束が通過したとき
    に、前記光情報記録媒体から反射した光束は、前記周辺
    受光面のみを含むように、前記受光手段に向かって照射
    されることを特徴とする光ピックアップ装置に使用可能
    な対物レンズ。
35. 【請求項３５】 前記受光手段は、少なくとも２個のス
    トライプ状の受光面を有し、開口数ＮＡが０．５以上の
    光束の光情報記録面上でのスポット径は２０μｍ以上で
    あることを特徴とする請求項３４に記載の光ピックアッ
    プ装置に使用可能な対物レンズ。
36. 【請求項３６】 前記受光手段は、少なくとも４個のス
    トライプ状の受光面を有し、開口数ＮＡが０．５以上の
    光情報記録面上での光束のスポット径は５０μｍ以上で
    あることを特徴とする請求項３４に記載の光ピックアッ
    プ装置に使用可能な対物レンズ。
37. 【請求項３７】 波長λの光源と、前記光源からの光束
    を光情報記録媒体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
    るための受光面を有する受光手段とを有し、光情報記録
    媒体に対して情報の記録または再生が可能な光ピックア
    ップ装置であって、 前記対物レンズは、少なくとも一面に回折面を有し、 開口数ＮＡが０．５未満の波長λの光束が通過したとき
    に、前記光情報記録媒体から反射した光束は、前記受光
    手段の受光面内に含まれるように、前記受光手段に向か
    って照射され、 開口数ＮＡが０．５以上の波長λの光束が通過したとき
    に、前記光情報記録媒体から反射した光束は、前記受光
    手段の受光面を除く周囲に照射されることを特徴とする
    光ピックアップ装置。
38. 【請求項３８】 前記受光手段は、１個ないし３個のほ
    ぼ矩形状の受光面を有しており、開口数ＮＡが０．５以
    上の光束の光情報記録面上でのスポット径は５μｍ以上
    であることを特徴とする請求項３７に記載の光ピックア
    ップ装置。
39. 【請求項３９】 前記受光手段は、略一直線上に並べた
    ３個の矩形状の受光面を有し、開口数ＮＡが０．５以上
    の光束の光情報記録面上でのスポット径は２５μｍ以上
    であることを特徴とする請求項３７に記載の光ピックア
    ップ装置。
40. 【請求項４０】 波長λの光源と、前記光源からの光束
    を光情報記録媒体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、中央受光面と周辺受光面とを有する受光手段
    とを有し、光情報記録媒体に対して情報の記録または再
    生が可能な光ピックアップ装置であって、 前記対物レンズは、少なくとも一面に回折面を有し、 開口数ＮＡが０．５以上の波長λの光束が通過したとき
    に、前記光情報記録媒体から反射した光束は、前記周辺
    受光面のみを含むように、前記受光手段に向かって照射
    されることを特徴とする光ピックアップ装置。
41. 【請求項４１】 前記受光手段は、少なくとも２個のス
    トライプ状の受光面を有し、開口数ＮＡが０．５以上の
    光束の光情報記録面上でのスポット径は２０μｍ以上で
    あることを特徴とする請求項４０に記載の光ピックアッ
    プ装置。
42. 【請求項４２】 前記受光手段は、少なくとも４個のス
    トライプ状の受光面を有し、開口数ＮＡが０．５以上の
    光束の光情報記録面上でのスポット径は５０μｍ以上で
    あることを特徴とする請求項４０に記載の光ピックアッ
    プ装置。