JP2011119022A - 回折光学素子、それを備えた対物光学系、及びそれを備えた光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回折効率の波長依存性が低く、且つ設計自由度が高い回折光学素子を提供する。
【解決手段】回折光学素子１は、相互に接合されており、接合面１２が回折面１３に形成されている第１の光学部１０及び第２の光学部１１を備えている。回折光学素子１は、複数種類のレーザー光線のうちのひとつの回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数と、少なくとも他のひとつの同回折次数とが相互に異なるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は回折光学素子、それを備えた対物光学系、及びそれを備えた光ピックアップ装置に関する。

例えば、特許文献１では、積層された複数の光学部（光学材料）を有し、境界面の少なくとも一つにレリーフパターンが形成されている回折光学素子において、下記数式を満たすような構成とすることでレリーフパターンが形成された境界面における回折効率の波長依存性を低減しようとしている；
ｎ_１（λ）＞ｎ_２（λ）、
［｛ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２）｝／｛ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１）｝］＞［｛ｎ_１（λ_２）−１｝／｛ｎ_１（λ_１）−１｝］ ・・・・・（＊）
但し、
λ_１、λ_２：任意の波長であって、λ_１＜λ_２、
ｎ_１（λ）：波長λの光に対する上記境界面に面する光学部の一方の屈折率、
ｎ_２（λ）：波長λの光に対する上記境界面に面する光学部の他方の屈折率、
である。

特開平９−１２７３２１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、上記条件式（＊）を満足させる必要があるため、光学部に使用できる材料が限定されてしまい、回折光学素子の設計自由度が低下するという問題がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回折効率の波長依存性が低く、且つ設計自由度が高い回折光学素子を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る回折光学素子は、相互に接合されており、接合面が回折面に形成されている第１の光学部及び第２の光学部を備え、相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線のそれぞれを回折面でもって回折させるものであり、複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る対物光学系は、光情報記録媒体の情報記録面に相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線のそれぞれを合焦させるためのものであり、相互に接合されており、接合面が回折面に形成されている第１の光学部及び第２の光学部を有し、複数種類のレーザー光線のそれぞれを回折面でもって回折させる回折光学素子を少なくとも備え、回折光学素子は、複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の情報記録面にレーザー光線を合焦させるものであり、相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線を出射させる光源と、光源からのレーザー光線を情報記録面に合焦させるための対物光学系とを備え、対物光学系は、相互に接合されており、接合面が回折面に形成されている第１の光学部及び第２の光学部を有し、光源からの複数種類のレーザー光線のそれぞれを回折面でもって回折させる回折光学素子を少なくとも備え、回折光学素子は、複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、回折効率の波長依存性が低く、且つ設計自由度が高い回折光学素子を実現することができる。

実施形態１に係る回折光学素子１の概略断面図である。 実施形態２に係る回折光学素子２の概略断面図である。 回折光学素子２の接合面２２の一部を拡大した概略断面図である。 実施形態３に係る光ピックアップ装置３の主要部の構成を表す図である。 実施形態４に係る光ピックアップ装置４の主要部の構成を表す図である。 ＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例４における回折光学素子２の光路図である。 ＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例４における回折光学素子２の光路図である。 数値実施例４において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 数値実施例４において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 ＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例５における回折光学素子２の光路図である。 ＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例５における回折光学素子２の光路図である。 数値実施例５において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 数値実施例５において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 ＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例６における回折光学素子２の光路図である。 ＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例６における回折光学素子２の光路図である。 数値実施例６において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 数値実施例６において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 ＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例１０における回折光学素子２の光路図である。 ＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例１０における回折光学素子２の光路図である。 ＤＶＤ２５ｂ（対応波長：７８０ｎｍ、ディスク厚：１．２ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例１０における回折光学素子２の光路図である。 数値実施例１０において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 数値実施例１０において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 数値実施例１０において回折光学素子２に波長７８０ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 ＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例１１における回折光学素子２の光路図である。 ＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例１１における回折光学素子２の光路図である。 ＤＶＤ２５ｂ（対応波長：７８０ｎｍ、ディスク厚：１．２ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例１１における回折光学素子２の光路図である。 数値実施例１１において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 数値実施例１１において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 数値実施例１１において回折光学素子２に波長７８０ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 ＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例１２における回折光学素子２の光路図である。 ＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例１２における回折光学素子２の光路図である。 ＤＶＤ２５ｂ（対応波長：７８０ｎｍ、ディスク厚：１．２ｍｍ）に対して配置された場合の数値実施例１２における回折光学素子２の光路図である。 数値実施例１２において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 数値実施例１２において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図である。 数値実施例１２において回折光学素子２に波長７８０ｎｍの光が入射した場合の収差図である。

以下、本発明の実施形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は本実施形態１に係る回折光学素子１の概略断面図である。

本実施形態１に係る回折光学素子１は、相互に波長の異なる（好ましくは、相互に離散した波長の）複数種類のレーザー光線のそれぞれを回折させるものである。回折光学素子１は、それぞれ光透過性のガラスや樹脂等からなる第１の光学部１０及び第２の光学部１１を備えている。第１の光学部１０と第２の光学部１１とは相互に接合されており、その接合面１２は、凹部及び／又は凸部からなる構造単位が規則的に複数配列されてなる（具体的には、断面略三角形状（頂部が面取り又はＲ面取りされていてもよく、辺が曲線により構成されていてもよい。）の微細な凸部１４が規則的に複数配列されてなる断面鋸歯状の）回折面１３に形成されている。一方、第１の光学部１０の接合面１２とは反対側の表面１０ａと第２の光学部１１の接合面１２とは反対側の表面１１ａとは相互に並行な平面状に形成されており、図１に示すように、例えば、第２の光学部１１側から回折光学素子１に入射したレーザー光線は、回折面１３でもって回折されて第１の光学部１０側から出射されるようになっている。ここで、回折面１３の光学的パワーは波長依存性を有するものであるため、回折面１３は、相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線のそれぞれに相互に異なる位相を付与し、相互に異なる回折角で複数種類のレーザー光線を回折させるものである。このため、この回折光学素子１は、例えば、位相補正素子として、例えば、光ピックアップ装置等の相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線を使用する光学装置などに使用することができる。

回折光学素子１は、複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている。さらにはすべてのレーザー光源の同回折次数が２次以上であってもよい。尚、回折光学素子１を、複数種類のレーザー光線のうちのひとつの回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数と、少なくとも他のひとつの同回折次数とが相互に異なるように構成してもよい。

例えば、相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線のそれぞれの回折次数を１次に限定する場合、すべての種類のレーザー光線に対して高い回折効率を得るためには、上記条件式（＊）を満足させることが好ましく、回折光学素子の設計自由度が低下してしまう。

それに対して、本実施形態１における構成によれば、複数種類のレーザー光線のそれぞれに対する高い回折効率を得るための第１の光学部１０及び第２の光学部１１の条件（詳細には、屈折率条件、分散条件等）を比較的緩和することができる。すなわち、本実施形態１の構成によれば、回折効率の波長依存性が低く、複数種類のレーザー光線のすべてに対する高い回折効率を有すると共に、設計自由度の高い回折光学素子１を実現することができる。また、複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数を２次以上にすることによって、回折面１３のピッチ（隣接する凸部１４頂点相互間の距離）を大きくすることができ、回折光学素子１の製造容易性を向上することができる。回折光学素子１の製造容易性の観点から、すべての種類のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上であることがより好ましい。

また、例えば、回折光学素子１が、波長がλ_ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｋ−２、ｋ−１、ｋ）である第ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｋ−２、ｋ−１、ｋ）のレーザー光線のｋ種類のレーザー光線を回折させるものである場合は、回折光学素子１は少なくとも上記第１乃至第ｋのレーザー光線のうちの少なくとも２つが入射する領域において、下記条件式（２）を満足するものであることが好ましい。
０．８３＜（ｍ_ｉ・λ_ｉ／｜ｎ_１（λ_ｉ）−ｎ_２（λ_ｉ）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （２）
但し、
ｍ_ｉ：第ｉのレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_ｉ：第ｉのレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_ｉ）：第１の光学部１０の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_ｉ）：第２の光学部１１の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位（凸部１４）の光軸方向における高さ（図１参照）、
である。

この構成によれば、第ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｋ−２、ｋ−１、ｋ）のレーザー光線のすべてに対してより高い回折効率を実現することができる。一方、この条件式の下限を下回る場合や上限を上回る場合には、第ｉのレーザー光線の接合面１２における回折効率が低下する傾向にあり、例えば９０％以下となってしまう。

より高い回折効率を実現する観点から、下記条件式（２−１）を満たすことがさらに好ましい。
０．８７５＜（ｍ_ｉ・λ_ｉ／｜ｎ_１（λ_ｉ）−ｎ_２（λ_ｉ）｜）／ｈ＜１．１２５ ・・・・・ （２−１）
但し、
ｍ_ｉ：第ｉのレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_ｉ：第ｉのレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_ｉ）：第１の光学部１０の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_ｉ）：第２の光学部１１の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位（凸部１４）の光軸方向における高さ、
である。

この構成によれば、第ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｋ−２、ｋ−１、ｋ）のレーザー光線のすべてに対して９５％以上というさらに高い回折効率を実現することができる。

尚、第１乃至第ｋのレーザー光線のすべてに対して上記条件式（２）、（２−１）を満足することが好ましいが、例えば、他のレーザー光線に対してそれほど高い回折効率が求められないような場合は、そのレーザー光線に対しては上記条件式（２）、（２−１）を必ずしも満たしている必要はない。例えば、特に高い回折効率が求められる第１及び第２のレーザー光線に対しては上記条件式（２−１）を満足するようにし、第３のレーザー光線に対しては、上記条件式（２−１）は満足しないものの条件式（２）を満足するようにし、第４乃至第ｋのレーザー光線は上記条件式（２）を満足しないように構成しても構わない。

より具体的に、回折光学素子１が、第１の波長λ_１の第１のレーザー光線と、第１の波長λ_１とは異なる第２の波長λ_２の第２のレーザー光線と、第１の波長λ_１及び第２の波長λ_２のいずれとも異なる第３の波長λ_３の第３のレーザー光線とを回折させるものである場合は、少なくとも第１乃至第３のレーザー光線のうち少なくとも２つが入射する領域において、下記条件式（３）乃至（５）を満足するものであることがさらに好ましい。
０．８３＜（ｍ_１・λ_１／｜ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （３）
０．８３＜（ｍ_２・λ_２／｜ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （４）
０．８３＜（ｍ_３・λ_３／｜ｎ_１（λ_３）−ｎ_２（λ_３）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （５）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_３：第３のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１のレーザー光線の波長（第１の波長）、
λ_２：第２のレーザー光線の波長（第２の波長）、
λ_３：第３のレーザー光線の波長（第３の波長）、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部１０の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部１０の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_３）：第１の光学部１０の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部１１の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部１１の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_３）：第２の光学部１１の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位（凸部１４）の光軸方向における高さ、
である。

より高い回折効率を実現する観点から、下記条件式（３−１）乃至（５−１）を満たすことがさらに好ましい。
０．８７５＜（ｍ_１・λ_１／｜ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１）｜）／ｈ＜１．１２５ ・・・・・ （３−１）
０．８７５＜（ｍ_２・λ_２／｜ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２）｜）／ｈ＜１．１２５ ・・・・・ （４−１）
０．８７５＜（ｍ_３・λ_３／｜ｎ_１（λ_３）−ｎ_２（λ_３）｜）／ｈ＜１．１２５ ・・・・・ （５−１）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_３：第３のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１のレーザー光線の波長、
λ_２：第２のレーザー光線の波長、
λ_３：第３のレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部１０の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部１０の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_３）：第１の光学部１０の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部１１の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部１１の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_３）：第２の光学部１１の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位（凸部１４）の光軸方向における高さ、
である。

特に、回折光学素子１が、第１の波長λ_１の第１のレーザー光線と、第１の波長λ_１とは異なる第２の波長λ_２の第２のレーザー光線とを回折させるものである場合は、回折光学素子１が満たすべき好ましい条件はさらに緩和され、下記条件式（１）を満たすものとすることにより、第１及び第２のレーザー光線のすべてに対して、９０％以上という高い回折効率を実現することができる。一方、この条件式（１）の下限値を下回ると回折効率が９０％から低下していく傾向にある。同様に、条件式（１）の上限値を上回った場合にも回折効率が９０％から低下していく傾向にある。
０．７＜ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））＜１．３ ・・・・・ （１）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１のレーザー光線の波長、
λ_２：第２のレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部１０の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部１０の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部１１の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部１１の第２のレーザー光線に対する屈折率、
である。

さらに、下記条件式（１−１）を満たすことが特に好ましい。この構成によれば、第１及び第２のレーザー光線のすべてに対して、９５％以上というさらに高い回折効率を実現することができる。
０．７８＜ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））＜１．２２ ・・・・・ （１−１）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面１３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１のレーザー光線の波長（第１の波長）、
λ_２：第２のレーザー光線の波長（第２の波長）、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部１０の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部１０の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部１１の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部１１の第２のレーザー光線に対する屈折率、
である。

尚、第１の光学部１０及び第２の光学部１１とは密着して積層されているが、第１の光学部１０と第２の光学部１１との間に空気層等の他の層が介在する構成としてもよい。

また、回折面１３が形成された接合面１２が非球面であるような場合には、その非球面での屈折による位相ずれも考慮した形状であってよい。

また、得たい回折効率の状況によっては、回折面１３は所謂バイナリ回折面であってもよい。

回折面１３を構成する周期構造の高さを任意に調節することにより、特定の波長の回折効率をさらに高めるなどの措置を取ってもよい。

（実施形態２）
上記実施形態１では、位相補正素子等として使用できる，所謂平行平板状の回折光学素子１を例に挙げて本発明に係る回折光学素子の一実施形態について説明した。しかし、本発明に係る回折光学素子は、上記実施例１にて説明した形態に限定されるものではなく、例えば、レンズ状、プリズム状等の形態の光学素子であってもよい。本実施形態２では、本発明を実施したレンズ状の回折光学素子の例について説明する。具体的に、ここでは、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標））等に代表される光ディスクなどの光情報記録媒体２５の情報記録面２６に複数種類のレーザー光線のそれぞれを合焦させるための対物レンズを例に挙げて説明する。

図２は本実施形態２に係る回折光学素子２の概略断面図である。図３は回折光学素子２の接合面２２の一部を拡大した概略断面図である。

本実施形態２に係る回折光学素子２は、第１の光学部２０と、第２の光学部２１とを備えている。第１の光学部２０は、少なくとも一方の面が凸状に形成された、正の光学的パワーを有するものであり、例えば両凸レンズ、片方が平面状に形成された平凸レンズ、メニスカスレンズであってもよい。第１の光学部２０の凸状に形成された一方の面は、例えば、凹部及び／又は凸部からなる構造単位が規則的に複数配列されてなる（例えば、断面略三角形状（頂部が面取り又はＲ面取りされていてもよく、辺が曲線により構成されていてもよい。）の微細な凸部２４が規則的に複数配列されてなる断面鋸歯状の）回折面２３に形成されており、第２の光学部２１はその一方の面上に接合されている。すなわち、第１の光学部２０と第２の光学部２１との接合面２２は回折面２３に形成されている。

ここで、回折面２３の光学的パワーは波長依存性を有するものであるため、回折面２３は、相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線のそれぞれに相互に異なる位相を付与し、相互に異なる回折角で複数種類のレーザー光線を回折させるものである。詳細には、回折面２３は、配置された光情報記録媒体２５の種類に応じた波長のレーザー光線が光情報記録媒体２５の情報記録面２６に好適に合焦するように、レーザー光線の種類に応じた位相を付与するものである。具体的に、例えば、光情報記録媒体２５としてＣＤ（基板厚：１．２ｍｍ、使用するレーザー光線の波長：７８０ｎｍ）が配置された場合、波長７８０ｎｍのレーザー光線は、回折面２３によって、ＣＤの情報記録面２６に好適に合焦するように位相が変換される一方、光情報記録媒体２５としてＢＤ（基板厚：０．１ｍｍ、使用するレーザー光線の波長：４０８ｎｍ）が配置された場合、波長４０８ｎｍのレーザー光線には、ＢＤの情報記録面２６に好適に合焦するように、波長が７８０ｎｍのレーザー光線に付与される位相とは異なる位相が付与され、そして、光情報記録媒体２５としてＤＶＤ（基板厚：０．６ｍｍ、使用するレーザー光線の波長：６６０ｎｍ）が配置された場合、波長６６０ｎｍのレーザー光線には、ＤＶＤの情報記録面２６に好適に合焦するように、波長が７８０ｎｍのレーザー光線及び波長が４０８ｎｍのレーザー光線に付与される位相のいずれとも異なる位相が付与されるように回折面２３は形成されている。

回折光学素子２は、上記実施形態１に係る回折光学素子１と同様に、複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている。このため、複数種類のレーザー光線のそれぞれに対する高い回折効率を得るための第１の光学部２０及び第２の光学部２１の条件（詳細には、屈折率条件、分散条件等）を比較的緩和することができる。すなわち、本実施形態２の構成によれば、回折効率の波長依存性が低く、複数種類のレーザー光線のすべてに対する高い回折効率を有すると共に、設計自由度の高い回折光学素子２を実現することができる。

尚、すべてのレーザー光源の同回折次数が２次以上であってもよい。また、複数種類のレーザ光線相互間で同回折次数が異なっていてもよいが、同じであってもよい。また、回折光学素子１を、複数種類のレーザー光線のうちのひとつの回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数と、少なくとも他のひとつの同回折次数とが相互に異なるように構成してもよい。

また、複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数を２次以上にすることによって、回折面２３のピッチ（隣接する凸部１４頂点相互間の距離）を大きくすることができ、回折光学素子１の製造容易性を向上することができる。回折光学素子１の製造容易性の観点から、すべての種類のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上であることがより好ましい。

例えば、回折光学素子２が、波長がλ_ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｋ−２、ｋ−１、ｋ）である第ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｋ−２、ｋ−１、ｋ）のレーザー光線のｋ種類のレーザー光線を回折させるものである場合は、回折光学素子２を、少なくとも上記第１乃至第ｋのレーザー光線のうちの少なくとも２つが入射する領域において、下記条件式（２）を満足するように構成することが好ましい。
０．８３＜（ｍ_ｉ・λ_ｉ／｜ｎ_１（λ_ｉ）−ｎ_２（λ_ｉ）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （２）
但し、
ｍ_ｉ：第ｉのレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_ｉ：第ｉのレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_ｉ）：第１の光学部２０の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_ｉ）：第２の光学部２１の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位（凸部２４）の光軸方向における高さ、
である。

この構成によれば、第ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｋ−２、ｋ−１、ｋ）のレーザー光線のすべてに対してより高い回折効率を実現することができる。一方、この条件式の下限を下回る場合や上限を上回る場合には、第ｉのレーザー光線の回折面２３における回折効率が低下する傾向にあり、例えば９０％以下となってしまう。

より高い回折効率を実現する観点から、下記条件式（２−１）を満たすことがさらに好ましい。
０．８７５＜（ｍ_ｉ・λ_ｉ／｜ｎ_１（λ_ｉ）−ｎ_２（λ_ｉ）｜）／ｈ＜１．１２５ ・・・・・ （２−１）
但し、
ｍ_ｉ：第ｉのレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_ｉ：第ｉのレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_ｉ）：第１の光学部２０の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_ｉ）：第２の光学部２１の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位（凸部２４）の光軸方向における高さ、
である。

この構成によれば、第ｉ（ｉ＝１、２、３・・・、ｋ−２、ｋ−１、ｋ）のレーザー光線のすべてに対して９５％以上というさらに高い回折効率を実現することができる。

より具体的に、回折光学素子２が、第１の波長の第１のレーザー光線と、第１の波長とは異なる第２の波長の第２のレーザー光線と、第１の波長及び第２の波長のいずれとも異なる第３の波長の第３のレーザー光線とを回折させるものである場合は、少なくとも第１乃至第３のレーザー光線のうち少なくとも２つが入射する領域において、下記条件式（３）乃至（５）を満足するものであることがさらに好ましい。
０．８３＜（ｍ_１・λ_１／｜ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （３）
０．８３＜（ｍ_２・λ_２／｜ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （４）
０．８３＜（ｍ_３・λ_３／｜ｎ_１（λ_３）−ｎ_２（λ_３）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （５）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_３：第３のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１のレーザー光線の波長（第１の波長）、
λ_２：第２のレーザー光線の波長（第２の波長）、
λ_３：第３のレーザー光線の波長（第３の波長）、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部２０の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部２０の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_３）：第１の光学部２０の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部２１の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部２１の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_３）：第２の光学部２１の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位（凸部２４）の光軸方向における高さ、
である。

より高い回折効率を実現する観点から、下記条件式（３−１）乃至（５−１）を満たすことがさらに好ましい。
０．８７５＜（ｍ_１・λ_１／｜ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１）｜）／ｈ＜１．１２５ ・・・・・ （３−１）
０．８７５＜（ｍ_２・λ_２／｜ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２）｜）／ｈ＜１．１２５ ・・・・・ （４−１）
０．８７５＜（ｍ_３・λ_３／｜ｎ_１（λ_３）−ｎ_２（λ_３）｜）／ｈ＜１．１２５ ・・・・・ （５−１）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_３：第３のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１のレーザー光線の波長、
λ_２：第２のレーザー光線の波長、
λ_３：第３のレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部２０の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部２０の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_３）：第１の光学部２０の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部２１の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部２１の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_３）：第２の光学部２１の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位（凸部２４）の光軸方向における高さ、
である。

例えば、回折光学素子２が、ＣＤ、ＢＤ、ＤＶＤの３種の光情報記録媒体２５に対して使用されるものである場合は、回折光学素子２は、λ_１が７８０ｎｍ、λ_２が４０８ｎｍ、λ_３が６６０ｎｍである場合の上記条件式（３）乃至（５）を満足するものであることが好ましく、条件式（３−１）乃至（５−１）を満足するものであることがより好ましい。

特に、回折光学素子２が、第１の波長の第１のレーザー光線と、第１の波長とは異なる第２の波長の第２のレーザー光線とを回折させるものである場合は、回折光学素子２が満たすべき好ましい条件はさらに緩和され、下記条件式（１）を満たすものとすることにより、第１及び第２のレーザー光線のすべてに対して、９０％以上という高い回折効率を実現することができる。一方、この条件式（１）の下限値を下回ると回折効率が９０％から低下していく傾向にある。同様に、条件式（１）の上限値を上回った場合にも回折効率が９０％から低下していく傾向にある。
０．７＜ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））＜１．３ ・・・・・ （１）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１のレーザー光線の波長、
λ_２：第２のレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部２０の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部２０の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部２１の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部２１の第２のレーザー光線に対する屈折率、
である。

さらに、下記条件式（１−１）を満たすことが特に好ましい。この構成によれば、第１及び第２のレーザー光線のすべてに対して、９５％以上というさらに高い回折効率を実現することができる。
０．７８＜ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））＜１．２２ ・・・・・ （１−１）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面２３における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１のレーザー光線の波長、
λ_２：第２のレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部２０の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部２０の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部２１の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部２１の第２のレーザー光線に対する屈折率、
である。

（実施形態３）
本実施形態３では、上記実施形態１において説明した回折光学素子１を位相補正素子として用いた光ピックアップ装置の例について説明する。尚、本実施形態３の説明において、図１は実施形態１と共通に参照する。また、実質的に同じ機能を有する構成要素を実施形態１と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。

図４は本実施形態３に係る光ピックアップ装置３の主要部の構成を表す図である。

光ピックアップ装置３は、複数波長光源３０と、ビームスプリッタ３１及び３２と、コリメータ３３と、ビームスプリッタ３４と、検出器３５と、対物光学系３７とを備えている。

複数波長光源３０は、相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線を選択的に出射可能なものである。詳細には、複数波長光源３０は、それら複数種類のレーザー光線のうち、光情報記録媒体２５の種類に応じたレーザー光線（例えば、ＣＤの場合は波長が７５０〜８１０ｎｍの範囲に属するレーザー光線（例えば波長が７８０ｎｍのレーザー光線）、ＤＶＤの場合は波長が６３０〜６９０ｎｍの範囲に属するレーザー光線（例えば波長が６６０ｎｍのレーザー光線）、ＢＤの場合は波長が３７８〜４３８ｎｍの範囲に属するレーザー光線（例えば波長が４０８ｎｍのレーザー光線））を出射する。

具体的には、複数波長光源３０は、相互に波長の異なるレーザー光線を出射させる複数の光源（レーザー光源）を備えていてもよい。例えば、図４に示すように、複数波長光源３０が、波長が６３０〜６９０ｎｍの範囲に属するレーザー光線を出射する光源３０ａと、波長が３７８〜４３８ｎｍの範囲に属するレーザー光線を出射する光源３０ｂと、波長が７５０〜８１０ｎｍの範囲に属するレーザー光線を出射する光源３０ｃとを備えていてもよい。

光源３０ａからのレーザー光線は、ビームスプリッタ３１及び３２を透過して対物光学系３７方向へと導かれる。光源３０ｂからのレーザー光線は、ビームスプリッタ３１の反射面によってその光路が曲げられ、ビームスプリッタ３２を透過して対物光学系３７方向へと導かれる。光源３０ｃからのレーザー光線は、ビームスプリッタ３２の反射面によってその光路が曲げられ、対物光学系３７方向へと導かれる。

コリメータ３３は、複数波長光源３０から出射されたレーザー光線を平行光束（又は、必要に応じて所定の発散光）に変換する機能を有する。コリメータ３３は、１枚のレンズによって構成されていてもよい。また、コリメータ３３は、２枚のレンズ、例えば、凹レンズと凸レンズとを含む光学系によって構成されていてもよい。また、ここではコリメータ３３はビームスプリッタ３１、３２よりも光情報記録媒体２５寄りに配置する構成が採用されているが、例えば、ビームスプリッタ３２と光源３０ｃとの間に光源３０ｃ専用に設計されたのコリメータを配置し、ビームスプリッタ３１と光源３０ａ、３０ｂとの間のそれぞれに光源３０ａ、３０ｂそれぞれに専用に設計されたのコリメータを設けてもよい。

コリメータ３３ににより平行光束に（又は所定の発散光束に）変換されたレーザー光線は、ビームスプリッタ３４を透過して対物光学系３７に入射する。対物光学系３７は、複数波長光源３０側からこの順で配置された，回折光学素子１と対物レンズ３６とにより構成されている。対物レンズ３６は、対物レンズ３６は、少なくとも一方のレンズ面が非球面である（好ましくは、両非球面の）凸レンズであり、回折光学素子１を透過したレーザー光線を光情報記録媒体２５の情報記録面２６に合焦させるためのものである。尚、本実施形態３では、対物レンズ３６は一枚のレンズにより構成されているが複数のレンズにより構成してもよい。

回折光学素子１は、相互に光学特性（屈折率、分散等）が異なる第１の光学部１０と第２の光学部１１とが接合されたものであるため、入射光の波長によって異なる波面変換機能を発揮するものである。本実施形態３では、回折光学素子１は、回折光学素子１からの出射光が対物レンズ３６によって情報記録面２６に合焦されるように、回折光学素子１に入射したレーザー光線の波面を合焦対象たる光情報記録媒体２５の種類に応じた相互に異なる波面に変換して出射するように構成されている。すなわち、回折光学素子１によって、レーザー光線の波長や設置された光情報記録媒体２５の保護層の層厚（光情報記録媒体２５の光源側表面と情報記録面２６との間の距離）が変化した場合に生ずる収差が補正されるように構成されている。

具体的には、光情報記録媒体２５としてＢＤ２５ａ（保護層の層厚：０．１ｍｍ）が設置された場合は、回折光学素子１には、波長３７８〜４３８ｎｍの平行なレーザー光線が入射するように構成されている。回折光学素子１は、その波長３７８〜４３８ｎｍのレーザー光線の波面を変換せずに透過するように構成されている。従って、回折光学素子１から平行なレーザー光線が出射される。ここで、対物レンズ３６は、波長３７８〜４３８ｎｍの平行なレーザー光線が保護層の層厚が０．１ｍｍであるＢＤ２５ａの情報記録面２６に好適に合焦するように設計されたものである。このため、対物レンズ３６に入射した波長３７８〜４３８ｎｍのレーザー光線は対物レンズ３６によって情報記録面２６に好適に合焦される。

一方、光情報記録媒体２５としてＤＶＤ２５ｂが設置された場合は、回折光学素子１には、波長６３０〜６９０ｎｍの平行なレーザー光線が入射するように構成されている。回折光学素子１は、その波長６３０〜６９０ｎｍの平行なレーザー光線が対物レンズ３６によってＤＶＤ２５ｂの情報記録面２６に好適に合焦されるように球面収差を付与するように設計されている。従って、回折光学素子１の波面変換機能により複数波長光源３０から出射された波長６３０〜６９０ｎｍのレーザー光線はＤＶＤ２５ｂの情報記録面２６に好適に合焦される。

また、光情報記録媒体２５としてＣＤ２５ｃが設置された場合は、回折光学素子１には、波長７５０〜８１０ｎｍのレーザー光線が入射するように構成されている。回折光学素子１は、その波長７５０〜８１０ｎｍのレーザー光線が対物レンズ３６によってＣＤ２５ｃの情報記録面２６に好適に合焦されるように球面収差を付与するように設計されている。従って、回折光学素子１の波面変換機能により光源から出射された波長７５０〜８１０ｎｍのレーザー光線はＣＤ２５ｃの情報記録面２６に好適に合焦される。

そして、対物レンズ３６により各種光情報記録媒体２５の情報記録面２６に合焦されたレーザー光線は、情報記録面２６により反射、又は散乱される。情報記録面２６により反射されたレーザー光線は再び対物光学系３７に入射し、ビームスプリッタ３４の反射面により反射されて検出器３５に入射する。検出器３５において反射光の強度が測定され、その測定された強度に基づいて情報記録面２６に記録された情報が検出される。

以上説明したように、対物レンズ３６よりも複数波長光源３０寄りに回折光学素子１を設けることによって、ＢＤ２５ａ、ＤＶＤ２５ｂ、及びＣＤ２５ｃのすべての光情報記録媒体２５の情報記録面２６に対して、その光情報記録媒体２５に対応した波長のレーザー光線を好適に合焦することができる。

さらに、上記実施形態１において説明したように、回折光学素子１は回折効率の波長依存性が小さいものであるため、各種光情報記録媒体２５に対応したレーザー光線の回折効率・利用効率を向上することができる。また、回折光学素子１は設計自由度が高いものであるため、光ピックアップ装置３の設計自由度が向上すると共に、光ピックアップ装置３の製造コストを低減することができる。

尚、ビームスプリッタ３１、３２、３４に代えてダイクロイックミラーを用いてもよく、平面ミラーを併用してもよい。すなわち、１又は複数のビームスプリッタ、１又は複数のダイクロイックミラー、及び１又は複数の平面ミラーを任意に組み合わせて光路合成手段を構成しても構わない。また、例えば、光源３０ａ、３０ｂ、３０ｃが一つの航路上に設けられている場合や、光学系の位置に合わせて移動可能であるような場合には、光路合成手段は必ずしも必須ではない。

（実施形態４）
上記実施形態３では、対物光学系３７が位相補正素子としての回折光学素子１と対物レンズ３６とにより構成されている例について説明したが、対物光学系３７は、例えば、対物レンズとしての回折光学素子２のみによって構成することもできる。ここでは、対物光学系３７を上記実施形態２で説明した回折光学素子２によって構成する例について説明する。尚、本実施形態４の説明において、図２及び３は実施形態２と共通に参照する。また、実質的に同じ機能を有する構成要素を実施形態１乃至３と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。

図５は、本実施形態４に係る光ピックアップ装置４の主要部の構成を表す図である。

本実施形態４において対物光学系３７を構成する回折光学素子２は上記実施形態３で説明した回折光学素子１と対物レンズ３６との両方の機能を兼ね備えるものである。すなわち、回折光学素子２は、入射光の波長によって異なる波面変換機能を発揮するものであり、レンズ面２０ａ及び２１ａの屈折力によって各種光情報記録媒体２５の情報記録面２６にレーザー光線が好適に合焦するように、回折面２３においてレーザー光線の波面を合焦対象たる光情報記録媒体２５の種類に応じた相互に異なる波面に変換されるように構成されている。言い換えれば、回折面２３は、回折光学素子２に入射するレーザー光線の波長等が変化することにより生じるレンズ面２０ａ及び２１ａの収差を補正するように構成されている。従って、上記実施形態３の場合と同様に、ＢＤ２５ａ、ＤＶＤ２５ｂ、及びＣＤ２５ｃのすべての光情報記録媒体２５の情報記録面２６に対して、対応した波長のレーザー光線を好適に合焦することができる。

さらに、上記実施形態２において説明したように、回折光学素子２は回折効率の波長依存性が小さいものであるため、各種光情報記録媒体２５に対応したレーザー光線の回折効率・利用効率を向上することができる。また、回折光学素子２は設計自由度が高いものであるため、光ピックアップ装置４の設計自由度が向上すると共に、光ピックアップ装置４の製造コストを低減することができる。

以上の実施形態の回折光学素子は、相互に接合されており、接合面が回折面に形成されている第１の光学部及び第２の光学部を備え、相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記回折面でもって回折させるものであって、上記複数種類のレーザー光線の何れに対しても、上記回折面における回折光のうち最大光量を有するものの回折次数が０次以外の次数となるように、回折光を発生させ、上記複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの上記回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている。

上記回折光学素子において、上記複数種類のレーザー光線は第１の波長の第１のレーザー光線と該第１の波長とは異なる第２の波長の第２のレーザー光線とを含み、回折光学素子は、少なくとも上記第１のレーザー光線と該第２のレーザー光線との双方が入射する領域において下記条件式（１）を満足する。
０．７＜ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））＜１．３ ・・・・・ （１）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１の波長、
λ_２：第２の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
である。

上記回折光学素子において、上記回折面は凹部及び／又は凸部からなる構造単位が規則的に複数配列されてなるものであり、上記複数種類のレーザー光線は第１乃至第ｋのレーザー光線を含み、回折光学素子は、少なくとも該複数種類のレーザー光線のうちの２つ以上が入射する領域において、下記条件式（２）を満足する。
０．８３＜（ｍ_ｉ・λ_ｉ／｜ｎ_１（λ_ｉ）−ｎ_２（λ_ｉ）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （２）
但し、
ｍ_ｉ：第ｉのレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_ｉ：第ｉのレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_ｉ）：第１の光学部の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_ｉ）：第２の光学部の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位の光軸方向における高さ、
であり、
ｉ＝１、２、・・・、ｋ
である。

上記回折光学素子において、上記回折面は凹部及び／又は凸部からなる構造単位が規則的に複数配列されてなるものであり、上記複数種類のレーザー光線は第１の波長の第１のレーザー光線と該第１の波長とは異なる第２の波長の第２のレーザー光線と上記第１の波長及び該第２の波長のいずれとも異なる第３の波長の第３のレーザー光線とを含み、回折光学素子は、少なくとも上記第１乃至第３のレーザー光線のうちの少なくとも２つが入射する領域において下記条件式（３）乃至（５）を満足する。
０．８３＜（ｍ_１・λ_１／｜ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （３）
０．８３＜（ｍ_２・λ_２／｜ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （４）
０．８３＜（ｍ_３・λ_３／｜ｎ_１（λ_３）−ｎ_２（λ_３）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （５）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_３：第３のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１の波長、
λ_２：第２の波長、
λ_３：第３の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_３）：第１の光学部の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_３）：第２の光学部の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位の光軸方向における高さ、
である。

また、上記対物光学系は、光情報記録媒体の情報記録面に相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線のそれぞれを合焦させるためのものであって、相互に接合されており、接合面が回折面に形成されている第１の光学部及び第２の光学部を有し、上記複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記回折面でもって回折させる回折光学素子を少なくとも備え、上記回折光学素子は、上記複数種類のレーザー光線の何れに対しても、上記回折面における回折光のうち最大光量を有するものの回折次数が０次以外の次数となるように、回折光を発生させ、上記複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの上記回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている。

上記対物光学系は、上記回折光学素子を透過した上記複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記情報記録面に合焦させる対物レンズをさらに備えている。

上記対物光学系において、上記回折光学素子は上記複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記情報記録面に合焦させるものである。

上記対物光学系において、上記複数種類のレーザー光線は第１の波長の第１のレーザー光線と該第１の波長とは異なる第２の波長の第２のレーザー光線とを含み、上記回折光学素子は少なくとも上記第１のレーザー光線と該第２のレーザー光線との双方が入射する領域において下記条件式（１）を満足する。
０．７＜ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））＜１．３ ・・・・・ （１）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１の波長、
λ_２：第２の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
である。

上記対物光学系において、上記回折面は凹部及び／又は凸部からなる構造単位が規則的に複数配列されてなるものであり、上記複数種類のレーザー光線は第１乃至第ｋのレーザー光線を含み、上記回折光学素子は少なくとも該複数種類のレーザー光線のうちの２つ以上が入射する領域において下記条件式（２）を満足する。
０．８３＜（ｍ_ｉ・λ_ｉ／｜ｎ_１（λ_ｉ）−ｎ_２（λ_ｉ）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （２）
但し、
ｍ_ｉ：第ｉのレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_ｉ：第ｉのレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_ｉ）：第１の光学部の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_ｉ）：第２の光学部の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位の光軸方向における高さ、
であり、
ｉ＝１、２、・・・、ｋ
である。

上記対物光学系において、上記回折面は凹部及び／又は凸部からなる構造単位が規則的に複数配列されてなるものであり、上記複数種類のレーザー光線は第１の波長の第１のレーザー光線と該第１の波長とは異なる第２の波長の第２のレーザー光線と上記第１の波長及び該第２の波長のいずれとも異なる第３の波長の第３のレーザー光線とを含み、上記回折光学素子は少なくとも上記第１乃至第３のレーザー光線のうちの少なくとも２つが入射する領域において下記条件式（３）乃至（５）を満足する。
０．８３＜（ｍ_１・λ_１／｜ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （３）
０．８３＜（ｍ_２・λ_２／｜ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （４）
０．８３＜（ｍ_３・λ_３／｜ｎ_１（λ_３）−ｎ_２（λ_３）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （５）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_３：第３のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１の波長、
λ_２：第２の波長、
λ_３：第３の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_３）：第１の光学部の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_３）：第２の光学部の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位の光軸方向における高さ、
である。

上記光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の情報記録面にレーザー光線を合焦させるものであって、相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線を出射させる光源と、上記光源からのレーザー光線を上記情報記録面に合焦させるための対物光学系と、を備え、上記対物光学系は、相互に接合されており、接合面が回折面に形成されている第１の光学部及び第２の光学部を有し、上記光源からの複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記回折面でもって回折させる回折光学素子を少なくとも備え、該回折光学素子は、上記複数種類のレーザー光線の何れに対しても、上記回折面における回折光のうち最大光量を有するものの回折次数が０次以外の次数となるように、回折光を発生させ、上記複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの上記回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている。

上記光ピックアップ装置において、上記対物光学系は、上記回折光学素子を透過した上記複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記情報記録面に合焦させる対物レンズをさらに備えている。

上記光ピックアップ装置において、上記回折光学素子は上記複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記情報記録面に合焦させるものである。

上記光ピックアップ装置において、上記光源は、上記複数種類のレーザー光線として、第１の波長の第１のレーザー光線と、該第１の波長とは異なる第２の波長の第２のレーザー光線とを少なくとも出射させるものであり、上記回折光学素子は、少なくとも上記第１のレーザー光線と該第２のレーザー光線との双方が入射する領域において下記条件式（１）を満足する。
０．７＜ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））＜１．３ ・・・・・ （１）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１の波長、
λ_２：第２の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
である。

上記光ピックアップ装置において、上記回折面は凹部及び／又は凸部からなる構造単位が規則的に複数配列されてなるものであり、上記光源は、上記複数種類のレーザー光線として、第１乃至第ｋのレーザー光線を少なくとも出射させるものであり、上記回折光学素子は、少なくとも該複数種類のレーザー光線のうちの２つ以上が入射する領域において下記条件式（２）を満足する。
０．８３＜（ｍ_ｉ・λ_ｉ／｜ｎ_１（λ_ｉ）−ｎ_２（λ_ｉ）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （２）
但し、
ｍ_ｉ：第ｉのレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_ｉ：第ｉのレーザー光線の波長、
ｎ_１（λ_ｉ）：第１の光学部の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_ｉ）：第２の光学部の第ｉのレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位の光軸方向における高さ、
であり、
ｉ＝１、２、・・・、ｋ
である。

上記光ピックアップ装置において、上記回折面は凹部及び／又は凸部からなる構造単位が規則的に複数配列されてなるものであり、上記光源は、上記複数種類のレーザー光線として、第１の波長の第１のレーザー光線と、該第１の波長とは異なる第２の波長の第２のレーザー光線と、上記第１の波長及び該第２の波長のいずれとも異なる第３の波長の第３のレーザー光線とを少なくとも出射させるものであり、上記回折光学素子は、少なくとも上記第１乃至第３のレーザー光線のうちの少なくとも２つが入射する領域において下記条件式（３）乃至（５）を満足する。
０．８３＜（ｍ_１・λ_１／｜ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （３）
０．８３＜（ｍ_２・λ_２／｜ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （４）
０．８３＜（ｍ_３・λ_３／｜ｎ_１（λ_３）−ｎ_２（λ_３）｜）／ｈ＜１．１７ ・・・・・ （５）
但し、
ｍ_１：第１のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_２：第２のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
ｍ_３：第３のレーザー光線の回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数、
λ_１：第１の波長、
λ_２：第２の波長、
λ_３：第３の波長、
ｎ_１（λ_１）：第１の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_２）：第１の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_１（λ_３）：第１の光学部の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_１）：第２の光学部の第１のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_２）：第２の光学部の第２のレーザー光線に対する屈折率、
ｎ_２（λ_３）：第２の光学部の第３のレーザー光線に対する屈折率、
ｈ：構造単位の光軸方向における高さ、
である。

以下、本発明を実施した回折光学素子について、コンストラクションデータ、収差図等を挙げてさらに具体的に説明する。

各数値実施例のコンストラクションデータにおいて、面番号：光源側から数えた場合のレンズ面の番号、光源〜レンズ間：光源から回折光学素子までの距離（ｍｍ）、ディスク厚：光情報記録媒体２５の光源側表面から情報記録面２６までの距離（ｍｍ）である。

下記数値実施例中において、非球面データが与えられたレンズ面は非球面であり、下記数式（６）で与えられる。

但し、
Ｘ：光軸からの高さがｈの非球面上の点の非球面頂点の接平面からの距離、
ｈ：光軸からの高さ、
ＲＤ：非球面頂点における曲率半径、
ＣＣ：円錐定数、
Ａｎ：ｎ次の非球面係数、
である。

また、位相関数の係数が与えられたレンズ面は回折面であり、その回折面によって生じる位相差は下記数式（７）で与えられる。

但し、
Ｐ：位相差関数、
ｈ：光軸からの高さ、
Ｐｍ：ｍ次の位相関数係数、
Ｍ：回折次数、
である。

−数値実施例１−
本数値実施例１は上記実施形態１に対応するものである（図１参照）。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ（ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率）：１．５１５、
νｄ（アッベ数）：７５．２、
ｎ_４０８（波長４０８ｎｍの光に対する屈折率）：１．５２５７３、
ｎ_６６０（波長６６０ｎｍの光に対する屈折率）：１．５１２７７、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．８１５、
νｄ：４０．２
ｎ_４０８：１．８４９８７、
ｎ_６６０：１．８０８７６、
である。

レリーフの高さは４．１２μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは３次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の３次回折光の回折効率：９７．８％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９７．８％、
と、９５％以上という高い回折効率が得られた。

尚、
ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））：０．８４７
であり上記条件式（１−１）を満たしていた。

−数値実施例２−
本数値実施例２は上記実施形態１に対応するものである（図１参照）。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．６３５、
νｄ：５０．９、
ｎ_４０８：１．６５５８７、
ｎ_６６０：１．６３１０９、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．７３５、
νｄ：３０．９
ｎ_４０８：１．７７６８９、
ｎ_６６０：１．７２７７９、
である。

レリーフの高さは１１．９μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは３次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の３次回折光の回折効率：９２．９％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９２．９％、
と、９０％以上という高い回折効率が得られた。

尚、
ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））：０．７４１
であり上記条件式（１）を満たしていた。

−数値実施例３−
本数値実施例３は上記実施形態１に対応するものである（図１参照）。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．５１７、
νｄ：５５．６、
ｎ_４０８：１．５３２３７、
ｎ_６６０：１．５１４０６、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．７１７、
νｄ：３０．６
ｎ_４０８：１．７５８２９、
ｎ_６６０：１．７０９９０、
である。

レリーフの高さは３．４９μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは１次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９９．６％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の１次回折光の回折効率：９９．６％、
と、９５％以上という高い回折効率が得られた。

尚、
ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））：１．０７２
であり上記条件式（１−１）を満たしていた。

−数値実施例４−
本数値実施例４は上記実施形態２に対応するものである（図２、３参照）。

下記表１乃至３に本数値実施例４における詳細データを記載する。

また、表４に第１面の非球面データ、表５に第１面の位相関数の係数を表す。表６に第２面の非球面データを表す。

図６はＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例４における回折光学素子２の光路図である。

図７はＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例４における回折光学素子２の光路図である。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．５１５、
νｄ：７５．２、
ｎ_４０８：１．５２５７３、
ｎ_６６０：１．５１２７７、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．８１５、
νｄ：４０．２
ｎ_４０８：１．８４９８７、
ｎ_６６０：１．８０８７６、
である。

レリーフの高さは４．１２μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは３次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の３次回折光の回折効率：９７．８％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９７．８％、
と、９５％以上という高い回折効率が得られた。

尚、
ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））：０．８４７
であり上記条件式（１−１）を満たしていた。

また、下記表７に本数値実施例４における波面収差を示す。図８に本数値実施例４において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。図９に本数値実施例４において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。

−数値実施例５−
本数値実施例５は上記実施形態２に対応するものである（図２、３参照）。

本数値実施例５及びこれ以降の数値実施例において相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線が入射する領域においてのみ下記表等に詳細データを示すレンズ設計を行い、単一の波長のレーザー光線のみが入射する領域では、そのレーザー光線に対して最適なレンズ設計を行った。

下記表８乃至１０に本数値実施例５における詳細データを記載する。

また、表１１に第１面の非球面データ、表１２に第１面の位相関数の係数を表す。表１３に第２面の非球面データを表す。

図１０はＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例５における回折光学素子の光路図である。

図１１はＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例５における回折光学素子の光路図である。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．５１５、
νｄ：７５．２、
ｎ_４０８：１．５２５７３、
ｎ_６６０：１．５１２７７、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．８１５、
νｄ：４０．２
ｎ_４０８：１．８４９８７、
ｎ_６６０：１．８０８７６、
である。

上記表８に示すように、波長４０８ｎｍのレーザー光線の有効径を３．９１ｍｍとし、ＮＡを０．８５とした。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線の有効径を２．８８ｍｍとし、ＮＡを０．６２とした。そして、有効径２．８８ｍｍ〜３．９１ｍｍの領域には、波長４０８ｎｍのレーザー光線を透過し、波長６６０ｎｍのレーザー光線を透過させないように波長フィルタ（図示せず）を配置した。そして、波長４０８ｎｍのレーザー光線のみが透過する有効径２．８８ｍｍ〜３．９１ｍｍの領域では、レリーフの高さを３．７８μｍに設定した。一方、波長４０８ｎｍのレーザー光線と波長６６０ｎｍのレーザー光線との両方が透過する有効径２．８８ｍｍ以下の領域では、レリーフの高さを４．１２μｍに設定した。このところ、有効径２．８８ｍｍ以下の領域及び有効径２．８８ｍｍ〜３．９１ｍｍの領域の双方において、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは３次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。

有効径２．８８ｍｍ以下の領域における波長４０８ｎｍのレーザー光線の３次回折光の回折効率：９７．８％、
有効径２．８８ｍｍ〜３．９１ｍｍの領域における波長４０８ｎｍのレーザー光線の３次回折光の回折効率：１００％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９７．８％、
と、９５％以上という高い回折効率が得られた。

尚、
ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））：０．８４７
であり上記条件式（１−１）を満たしていた。

また、下記表１４に本数値実施例５における波面収差を示す。図１２に本数値実施例５において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。図１３に本数値実施例５において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。

−数値実施例６−
本数値実施例６は上記実施形態２に対応するものである（図２、３参照）。

下記表１５乃至１７に本数値実施例６における詳細データを記載する。

また、表１８に第１面の非球面データ、表１９に第１面の位相関数の係数を表す。表２０に第２面の非球面データを表す。

図１４はＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例６における回折光学素子２の光路図である。

図１５はＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例６における回折光学素子２の光路図である。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．５１７、
νｄ：５５．６、
ｎ_４０８：１．５３２３７、
ｎ_６６０：１．５１４０６、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．７１７、
νｄ：３０．６
ｎ_４０８：１．７５８２９、
ｎ_６６０：１．７０９９０、
である。

レリーフの高さは３．４９μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは１次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９９．６％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の１次回折光の回折効率：９９．６％、
と、９５％以上という高い回折効率が得られた。

尚、
ｍ_１・λ_１（ｎ_１（λ_２）−ｎ_２（λ_２））／（ｍ_２・λ_２（ｎ_１（λ_１）−ｎ_２（λ_１））：１．０７２
であり上記条件式（１−１）を満たしていた。

また、下記表２１に本数値実施例６における波面収差を示す。図１６に本数値実施例６において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。図１７に本数値実施例６において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。

−数値実施例７−
本数値実施例７は上記実施形態１に対応するものである（図１参照）。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．５９６、
νｄ：２９．８、
ｎ_４０８：１．６３１３１、
ｎ_６６０：１．５８９９５、
ｎ_７８０（波長７８０ｎｍの光に対する屈折率）：１．５８３４７、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．７９６、
νｄ：４４．８
ｎ_４０８：１．８２６２０、
ｎ_６６０：１．７９０４９、
ｎ_７８０：１．７８４３８、
である。

レリーフの高さは６．８７６μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは３次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。また、波長７８０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の３次回折光の回折効率：９７．６％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９９．４％、
波長７８０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９４．６％、
と、いずれの場合も９０％以上という高い回折効率が得られた。特に波長が４０８ｎｍ及び６６０ｎｍの場合は９５％以上という高い回折効率が得られた。
（ｍ_ｉ・λ_４０８／｜ｎ_１（λ_４０８）−ｎ_２（λ_４０８）｜）／ｈ：０．９１３、
（ｍ_ｉ・λ_６６０／｜ｎ_１（λ_６６０）−ｎ_２（λ_６６０）｜）／ｈ：０．９５７、
（ｍ_ｉ・λ_７８０／｜ｎ_１（λ_７８０）−ｎ_２（λ_７８０）｜）／ｈ：１．１２９、
でありいずれの場合も上記条件式（２）を満たしていた。特に波長が４０８ｎｍ及び６６０ｎｍの場合は条件式（２−１）を満たしていた。

−数値実施例８−
本数値実施例８は上記実施形態１に対応するものである（図１参照）。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．４５０、
νｄ：７２．７、
ｎ_４０８：１．４５９７６、
ｎ_６６０：１．４４７９９、
ｎ_７８０：１．４４５６４、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．８５０、
νｄ：３７．７
ｎ_４０８：１．８８９０３、
ｎ_６６０：１．８４３０９、
ｎ_７８０：１．８３５５５、
である。

レリーフの高さは１．８５７μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは１次回折光となった。また、波長７８０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは１次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９９．８％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の１次回折光の回折効率：９６．７％、
波長７８０ｎｍのレーザー光線の１次回折光の回折効率：９８．１％、
と、いずれの場合も９５％以上という高い回折効率が得られた。
（ｍ_ｉ・λ_４０８／｜ｎ_１（λ_４０８）−ｎ_２（λ_４０８）｜）／ｈ：１．０２３、
（ｍ_ｉ・λ_６６０／｜ｎ_１（λ_６６０）−ｎ_２（λ_６６０）｜）／ｈ：０．８９９、
（ｍ_ｉ・λ_７８０／｜ｎ_１（λ_７８０）−ｎ_２（λ_７８０）｜）／ｈ：１．０７７、
でありいずれの場合も上記条件式（２−１）を満たしていた。

−数値実施例９−
本数値実施例９は上記実施形態１に対応するものである（図１参照）。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．５８２、
νｄ：３２．２、
ｎ_４０８：１．６１３７２、
ｎ_６６０：１．５７６５１、
ｎ_７８０：１．５７０６０、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．６３２、
νｄ：６２．２
ｎ_４０８：１．６４８５０、
ｎ_６６０：１．６２８７６、
ｎ_７８０：１．６２５０３、
である。

レリーフの高さは２５．７９６μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものも２次回折光となった。また、波長７８０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものも２次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９７．３％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９９．９％、
波長７８０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９６．０％、
と、いずれの場合も９５％以上という高い回折効率が得られた。
（ｍ_ｉ・λ_４０８／｜ｎ_１（λ_４０８）−ｎ_２（λ_４０８）｜）／ｈ：０．９１０、
（ｍ_ｉ・λ_６６０／｜ｎ_１（λ_６６０）−ｎ_２（λ_６６０）｜）／ｈ：０．９７９、
（ｍ_ｉ・λ_７８０／｜ｎ_１（λ_７８０）−ｎ_２（λ_７８０）｜）／ｈ：１．１１１、
でありいずれの場合も上記条件式（２−１）を満たしていた。

−数値実施例１０−
本数値実施例１０は上記実施形態２に対応するものである（図２、３参照）。

下記表２２乃至２４に本数値実施例１０における詳細データを記載する。

また、表２５に第１面の非球面データ、表２６に第１面の位相関数の係数を表す。表２７に第２面の非球面データを表す。

図１８はＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例１０における回折光学素子２の光路図である。

図１９はＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例１０における回折光学素子２の光路図である。

図２０はＤＶＤ２５ｂ（対応波長：７８０ｎｍ、ディスク厚：１．２ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例１０における回折光学素子２の光路図である。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．５９６、
νｄ：２９．８、
ｎ_４０８：１．６３１３１、
ｎ_６６０：１．５８９９５、
ｎ_７８０：１．５８３４７、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．７９６、
νｄ：４４．８
ｎ_４０８：１．８２６２０、
ｎ_６６０：１．７９０４９、
ｎ_７８０：１．７８４３８、
である。

レリーフの高さは６．８７６μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは３次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。また、波長７８０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の３次回折光の回折効率：９７．６％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９９．４％、
波長７８０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９４．６％、
と、いずれの場合も９０％以上という高い回折効率が得られた。特に波長が４０８ｎｍ及び６６０ｎｍの場合は９５％以上という高い回折効率が得られた。

尚、
（ｍ_ｉ・λ_４０８／｜ｎ_１（λ_４０８）−ｎ_２（λ_４０８）｜）／ｈ：０．９１３、
（ｍ_ｉ・λ_６６０／｜ｎ_１（λ_６６０）−ｎ_２（λ_６６０）｜）／ｈ：０．９５７、
（ｍ_ｉ・λ_７８０／｜ｎ_１（λ_７８０）−ｎ_２（λ_７８０）｜）／ｈ：１．１２９、
であり上記条件式（２−１）を満たしていた。

また、下記表２８に本数値実施例６における波面収差を示す。図２１に本数値実施例１０において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。図２２に本数値実施例１０において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。また、図２３に本数値実施例１０において回折光学素子２に波長７８０ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。

−数値実施例１１−
本数値実施例１１は上記実施形態２に対応するものである（図２、３参照）。

下記表２９乃至３１に本数値実施例１１における詳細データを記載する。

また、表３２に第１面の非球面データ、表３３に第１面の位相関数の係数を表す。表３４に第２面の非球面データを表す。

図２４はＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例１１における回折光学素子２の光路図である。

図２５はＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例１１における回折光学素子２の光路図である。

図２６はＤＶＤ２５ｂ（対応波長：７８０ｎｍ、ディスク厚：１．２ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例１１における回折光学素子２の光路図である。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．４５０、
νｄ：７２．７、
ｎ_４０８：１．４５９７６、
ｎ_６６０：１．４４７９９、
ｎ_７８０：１．４４５６４、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．８５０、
νｄ：３７．７
ｎ_４０８：１．８８９０３、
ｎ_６６０：１．８４３０９、
ｎ_７８０：１．８３５５５、
である。

レリーフの高さは１．８５７μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは１次回折光となった。また、波長７８０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは１次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９９．８％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の１次回折光の回折効率：９６．７％、
波長７８０ｎｍのレーザー光線の１次回折光の回折効率：９８．１％、
と、いずれの場合も９５％以上という高い回折効率が得られた。

尚、
（ｍ_ｉ・λ_４０８／｜ｎ_１（λ_４０８）−ｎ_２（λ_４０８）｜）／ｈ：１．０２４、
（ｍ_ｉ・λ_６６０／｜ｎ_１（λ_６６０）−ｎ_２（λ_６６０）｜）／ｈ：０．９００、
（ｍ_ｉ・λ_７８０／｜ｎ_１（λ_７８０）−ｎ_２（λ_７８０）｜）／ｈ：１．０７７、
であり上記条件式（２−１）を満たしていた。

また、下記表３５に本数値実施例６における波面収差を示す。図２７に本数値実施例１１において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。図２８に本数値実施例１１において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。また、図２９に本数値実施例１１において回折光学素子２に波長７８０ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。

−数値実施例１２−
本数値実施例１２は上記実施形態２に対応するものである（図２、３参照）。

下記表３６乃至３８に本数値実施例１２における詳細データを記載する。

また、表３９に第１面の非球面データ、表４０に第１面の位相関数の係数を表す。表４１に第２面の非球面データを表す。

図３０はＢＤ２５ａ（対応波長：４０８ｎｍ、ディスク厚：０．１ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例１２における回折光学素子２の光路図である。

図３１はＤＶＤ２５ｂ（対応波長：６６０ｎｍ、ディスク厚：０．６ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例１２における回折光学素子２の光路図である。

図３２はＤＶＤ２５ｂ（対応波長：７８０ｎｍ、ディスク厚：１．２ｍｍ）に対して配置された場合の本数値実施例１２における回折光学素子２の光路図である。

ここで、第１の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．５８２、
νｄ：３２．２、
ｎ_４０８：１．６１３７２、
ｎ_６６０：１．５７６５１、
ｎ_７８０：１．５７０６０、
である。

また、第２の光学部の光学特性は、
ｎｄ：１．６３２、
νｄ：６２．２
ｎ_４０８：１．６４８５０、
ｎ_６６０：１．６２８７６、
ｎ_７８０：１．６２５０３、
である。

レリーフの高さは２５．７９６μｍに設定した。このところ、波長４０８ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものは２次回折光となった。一方、波長６６０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものも２次回折光となった。また、波長７８０ｎｍのレーザー光線に対して生じる回折光のうち最大の光量を有するものも２次回折光となった。

波長４０８ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９７．３％、
波長６６０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９９．９％、
波長７８０ｎｍのレーザー光線の２次回折光の回折効率：９６．０％、
と、いずれの場合も９５％以上という高い回折効率が得られた。

尚、
（ｍ_ｉ・λ_４０８／｜ｎ_１（λ_４０８）−ｎ_２（λ_４０８）｜）／ｈ：０．９０９、
（ｍ_ｉ・λ_６６０／｜ｎ_１（λ_６６０）−ｎ_２（λ_６６０）｜）／ｈ：０．９７９、
（ｍ_ｉ・λ_７８０／｜ｎ_１（λ_７８０）−ｎ_２（λ_７８０）｜）／ｈ：１．１１１、
であり上記条件式（２−１）を満たしていた。

また、下記表４２に本数値実施例６における波面収差を示す。図３３に本数値実施例１２において回折光学素子２に波長４０８ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。図３４に本数値実施例１２において回折光学素子２に波長６６０ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。また、図３５に本数値実施例１２において回折光学素子２に波長７８０ｎｍの光が入射した場合の収差図を示す。

本発明に係る回折光学素子は、回折効率の波長依存性が低く、且つ設計自由度が高いため、対物光学系を初めとする種々の光学系、例えば、撮像光学系、照明光学系、走査光学系に有用である。また、それらの光学系を備えた光学装置、例えば、光ピックアップ装置、撮像装置、照明装置、画像形成装置（例えば、複写機、プリンタ等）、画像読み取り装置（例えば、スキャナ等）に有用である。

１、２ 回折光学素子
３、４ 光ピックアップ装置
１０、２０ 第１の光学部
１１、２１ 第２の光学部
１２、２２ 接合面
１３、２３ 回折面
１４、２４ 凸部
２５ 光情報記録媒体
２６ 情報記録面
３０ 複数波長光源
３１、３２、３４ ビームスプリッタ
３３ コリメータ
３５ 検出器
３６ 対物レンズ
３７ 対物光学系

Claims (6)

1. 相互に接合されており、接合面が回折面に形成されている第１の光学部及び第２の光学部を備え、相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記回折面でもって回折させる回折光学素子であって、
   上記複数種類のレーザー光線の何れに対しても、上記回折面における回折光のうち最大光量を有するものの回折次数が０次以外の次数となるように、回折光を発生させ、
   上記複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの上記回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている回折光学素子。
2. 請求項１に記載された回折光学素子において、
   上記複数種類のレーザー光線のうちの最短波長のレーザー光線の上記回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている回折光学素子。
3. 光情報記録媒体の情報記録面に相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線のそれぞれを合焦させるための対物光学系であって、
   相互に接合されており、接合面が回折面に形成されている第１の光学部及び第２の光学部を有し、上記複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記回折面でもって回折させる回折光学素子を少なくとも備え、
   上記回折光学素子は、上記複数種類のレーザー光線の何れに対しても、上記回折面における回折光のうち最大光量を有するものの回折次数が０次以外の次数となるように、回折光を発生させ、上記複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの上記回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている対物光学系。
4. 請求項３に記載された対物光学系において、
   上記回折光学素子は、上記複数種類のレーザー光線のうちの最短波長のレーザー光線の上記回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている対物光学系。
5. 光情報記録媒体の情報記録面にレーザー光線を合焦させる光ピックアップ装置であって、
   相互に波長の異なる複数種類のレーザー光線を出射させる光源と、
   上記光源からのレーザー光線を上記情報記録面に合焦させるための対物光学系と、
   を備え、
   上記対物光学系は、相互に接合されており、接合面が回折面に形成されている第１の光学部及び第２の光学部を有し、上記光源からの複数種類のレーザー光線のそれぞれを上記回折面でもって回折させる回折光学素子を少なくとも備え、該回折光学素子は、上記複数種類のレーザー光線の何れに対しても、上記回折面における回折光のうち最大光量を有するものの回折次数が０次以外の次数となるように、回折光を発生させ、上記複数種類のレーザー光線のうちの少なくともひとつの上記回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている光ピックアップ装置。
6. 請求項５に記載された光ピックアップ装置において、
   上記回折光学素子は、上記複数種類のレーザー光線のうちの最短波長のレーザー光線の上記回折面における回折光のうち最大の光量を有するものの回折次数が２次以上となるように構成されている光ピックアップ装置。

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