JP5152439B2 - 光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生（記録／再生）を行える光ピックアップ装置及び対物レンズに関する。

近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザ等、波長３９０〜４１５ｎｍのレーザ光源が実用化されている。これら青紫色レーザ光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物レンズを使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物光学素子のＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。

上述のようなＮＡ０．８５の対物レンズを使用する光ディスクの例として、ＢＤ（ブルーレイディスク）が挙げられる。光ディスクの傾き（スキュー）に起因して発生するコマ収差が増大するため、ＢＤでは、ＤＶＤ における場合よりも保護基板を薄く設計し（ＤＶＤの０．６ｍｍに対して、０．１ｍｍ）、スキューによるコマ収差量を低減している。

ところで、ＢＤに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダ（光情報記録再生装置）の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、ＢＤに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、ＢＤ用の光ディスクプレーヤ／レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、ＢＤ用の光ディスクプレーヤ／レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、ＢＤとＤＶＤ、更にはＣＤの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。

ＢＤとＤＶＤ、更にはＣＤの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、ＢＤ用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。

従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、ＢＤ用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物レンズを共通化することが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も有利となる。尚、記録／再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物レンズを得るためには、球面収差の波長依存性を有する回折構造を対物レンズに形成する必要がある。

特許文献１には、光学面を３つに分けた領域のうち、中央の領域と中間の領域の回折構造の組み合わせを変えることで、中央の領域では、記録密度の異なる第１〜第３の光ディスクの互換を実現し、中間の領域では、第１，第２光ディスクの互換と、開口制限のための第３の光ディスク使用時における不要光のフレア出しを両立させた対物レンズが開示されている。又、特許文献２には、光学面を３つに分けた領域のうち、中央の領域と中間の領域とで共通の回折構造を用いるが、中央の領域のみ別の回折構造を重畳することで、中央の領域では、３種の異なる光ディスクの互換を実現し、中間の領域では、２種の異なる光ディスクの互換と、開口制限のための残りの光ディスク使用時における不要光のフレア出しを両立させた対物レンズが開示されている。

特開2009-93782号公報 特開2010-55732号公報

ここで、特許文献１の対物レンズによれば、中央の領域と中間の領域とで、最も光強度が高い回折光の次数が異なる回折構造を採用しているので、温度変化や光源の波長変化が生じた場合に、高次収差が発生し球面収差が不連続となり、適切な集光スポットを形成できない恐れがある。また、特許文献２の対物レンズによれば、やはり、中央の領域に中間の領域にはない構造が重畳されているため、温度変化や光源の波長変化が生じた場合に、高次収差が発生してしまうという問題が生じる。さらに、ＢＤとＤＶＤの２種の異なる光ディスクの互換を行うために、第１波長の光束が入射したときは最も強い回折光として２次回折光を発生し、第２波長の光束が入射したときは最も強い回折光として１次回折光を発生する１つの回折構造しか用いていないので、波長に応じて回折のパワーが決まり、波長特性（光源の波長変化に対する回折効率の変化の割合）と、温度特性（温度変化に対する回折効率の変化の割合）も一義的に決まってしまい、そのバランスの調整が困難となって、対物レンズの設計の自由度を低下させることとなる。更に、中央の領域において、バイナリータイプの回折構造（第１波長の光束が入射したときは最も強い回折光として０次回折光を発生し、第２波長の光束が入射したときは最も強い回折光として０次回折光を発生し、第３波長の光束が入射したときは最も強い回折光として１次回折光を発生する）を重畳しているため、回折構造の段差が大きくなって成形性が低下し、製造誤差に起因した回折効率の低下を招く恐れがあり、更には波長変動時に回折効率の変動幅が大きくなるという問題もある。

本発明は、上述の課題を解決することを目的としたものであり、例えばＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換を共通の対物レンズで行うことを可能としつつ、温度や光源の波長変化時にも高次球面収差を発生することが抑制され、また波長特性と温度特性とのバランスを良好に確保できる光ピックアップ装置用の対物レンズ、及びそれを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の対物レンズは、第１波長λ１（ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（ｎｍ）（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズは単玉であり、
前記対物レンズの光学面は、中央領域と、前記中央領域の周りの中間領域と、前記中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物レンズは、前記中間領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記対物レンズは、前記周辺領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記中央領域は、ブレーズ型構造である第１基礎構造とブレーズ型構造である第２基礎構造とを重畳させた第１光路差付与構造を有し、
前記中間領域は、ブレーズ型構造である第３基礎構造とブレーズ型構造である第４基礎構造とを重畳させた第２光路差付与構造を有し、
前記第１基礎構造は、前記第１基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第２基礎構造は、前記第２基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第３基礎構造は、前記第３基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第４基礎構造は、前記第４基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、それぞれ、
｜Ａ｜＝１
｜Ｂ｜＝１
｜Ｃ｜＝１
｜Ｄ｜＝２
｜Ｅ｜＝１
｜Ｆ｜＝１
を満たし、
前記第１基礎構造、前記第２基礎構造、前記第３基礎構造及び前記第４基礎構造のピッチは、基礎構造の段差が光軸とは逆の方向を向いている場合は正の符号とし、基礎構造の段差が光軸の方向を向いている場合は負の符号としたときに、
前記中央領域と前記中間領域との境界を挟んで、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（１）を満たすことを特徴とする。
Ｐ４−Ｐ２＜０ （１）
但し、
前記基礎構造を定義する光路差関数をΦ（ｈ）＝Σ（Ｃ2iｈ2i×λ×ｍ／λＢ）で表したとき、
ピッチＰ（ｈ）＝λＢ／（Σ（２ｉ×Ｃ2i×ｈ2i-1））とする。
ここで、λ：使用波長、ｍ：回折次数、λＢ：製造波長、ｈ：光軸から光軸垂直方向の距離である。尚、ここでいう「製造波長」とは、当該基礎構造を通過した際にｍ次の回折効率が最も高くなる光束の波長である。

以下、本発明について説明するが、便宜上、第１光ディスクをＢＤ、第２光ディスクをＤＶＤ、第３光ディスクをＣＤとして説明する。第１基礎構造と第３基礎構造における最も光強度が高い回折光の次数を一致させ、且つ第２基礎構造と第４基礎構造における最も光強度が高い回折光の次数を一致させることで、中央領域と中間領域を通過する光束について、球面収差を連続と出来、その結果、温度や波長変化時においても、高次収差の発生を抑えることができ好ましい。しかしながら、更に、中央領域又は中間領域に、ＣＤ使用時にフレア出しを行うための基礎構造を重畳させることなく、ＣＤ使用時のフレア出しを、どのようにして行うかという問題が残る。

先ず、本発明者は、互換を行う基礎構造として、１／１／１（第１光束、第２光束、及び第３光束のいずれにおいても、１次回折光を最も多く発生）を第１及び第３基礎構造とし、２／１／１（第１光束において２次回折光を最も多く発生し、第２光束及び第３光束においては、１次回折光を最も多く発生）を第２及び第４の基礎構造とする組み合わせを選択した。その理由は、第一に、段差量（段差の光軸方向の高さ）の低いブレーズ構造を利用することで波長や温度変化時の効率低下を防止でき、影の効果や製造誤差に起因する光利用効率の低下も抑制できること、第二に、３波長全てについて高い回折効率を有すること、が挙げられる。さらに、これらの２つの基礎構造において、境界を挟んで中央領域側のピッチと中間領域側のピッチとの大小関係と、段差の向きとの関係とをある関係に規定することにより、第３の光ディスク使用時に中間領域を通過した光束にアンダーの球面収差を与えることができ、他の基礎構造を重畳することなくフレア出しを行えることを発見した。即ち、中央領域におけるＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換を、（ａ）凸レンズである対物レンズの母非球面で生じたオーバーな球面収差、（ｂ）１／１／１基礎構造のアンダーな球面収差、（ｃ）２／１／１基礎構造のアンダーな球面収差を足しわせることで行う場合、中央領域と中間領域との境界を挟んで、第２基礎構造の最も境界に近い位置のピッチＰ２、及び、第４基礎構造の最も境界に近い位置のピッチＰ４が、Ｐ４−Ｐ２＜０を満たすことにより、中央領域と中間領域の境界近傍においては中間領域（第４基礎構造）のパワーが中央領域（第２基礎構造）の境界近傍におけるパワーより小さくなるため、中央領域の境界近傍に比して、中間領域の境界近傍においては球面収差補正効果が小さい（（ｃ）の球面収差が小さい）ことになる。よって、中間領域の境界近傍においては（ａ）のオーバーな球面収差が残留し、ＣＤ使用時にフレア出しさせることができるのである。

ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させる、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせについて説明する。図１６、図１７、図１８は、縦軸にピッチＰ（ｍｍ）を取り、横軸に光軸からの高さｈ（ｍｍ）を示したグラフであり、境界ＢＮを境に左側が中央領域、右側が中間領域を表している。ここで、便宜上、第２基礎構造と第４基礎構造を（２／１／１）回折構造と称する。尚、ピッチの符号が負（−）である場合、それは基礎構造の段差が光軸側を向いていることを示し、ピッチの符号が正（＋）である場合、それは基礎構造の段差が光軸と反対側を向いていることを示す。

本発明者は、第１光束における対物レンズの焦点距離ｆ１を所定範囲に分けて、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを検討した。図１７は、焦点距離ｆ１が１．０〜１．８ｍｍと非常に短い場合において、ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させ得る、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせの一例を示している。より具体的には、図１７に示す場合、（２／１／１）回折構造では、│Ｐ２│＞│Ｐ４│であり、且つピッチの符号は正である。従って、（２／１／１）回折構造における［符号込みの中間領域の第４基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ４］−［符号込みの中央領域の第２基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ２］＝Ｐ４−Ｐ２＜０となる。つまり、（１）式を満たす。

図１６は、第１光束における対物レンズの焦点距離ｆ１が１．２〜２．５ｍｍと比較的短い場合において、ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させ得る、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせの一例を示している。より具体的には、図１６に示す（２／１／１）回折構造では、│Ｐ２│＜│Ｐ４│であり、且つピッチの符号は負である。従って、（２／１／１）回折構造における［符号込みの中間領域の第４基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ４］−［符号込みの中央領域の第２基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ２］＝（−│Ｐ４│）−（−│Ｐ２│）＜０となる。つまり、（１）式を満たす。

図１８は、第１光束における対物レンズの焦点距離ｆ１が２．０〜３．５ｍｍと比較的長い場合において、ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させ得る、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを示している。より具体的には、図１８に示す（２／１／１）回折構造では、│Ｐ２│＜│Ｐ４│であり、且つピッチの符号は負である。従って、（２／１／１）回折構造における［符号込みの中間領域の第４基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ４］−［符号込みの中央領域の第２基礎構造の境界に最も近い位置のピッチＰ２］＝（−│Ｐ４│）−（−│Ｐ２│）＜０となる。つまり、（１）式を満たす。即ち、焦点距離ｆ１の大きさに関わらず、式（１）を満たすことで、ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させることができることが分かる。

このように境界に最も近い位置のピッチの符号は焦点距離に対して変化するが、これはＣＤ使用時のワーキングディスタンスを確保するために２／１／１構造の近軸パワーを利用しているためであり、焦点距離が短いほど正の近軸パワーが大きくなるためである。

さらに、上述の本発明の構成によって、ＣＤ使用時のフレアをオーバーとできるため、ＤＶＤの使用時の温度特性（温度変化時の球面収差量の変化）も波長特性（波長変化時の球面収差量の変化）も良好にすることができ、さらに、ＢＤの使用時の波長特性も良好にできることを、本発明者は見出した。

即ち、本発明によれば、３種類の異なる光ディスクを互換使用可能であり、かつ中間領域を通過した第３光束をフレアとすることで第３光ディスクに対して適切に集光スポットを形成できる対物レンズでありながら、中央領域と中間領域において１／１／１と２／１／１の基礎構造を重畳して用いることで、温度特性と波長特性とのバランスを確保できるように対物レンズを設計できる設計自由度を高めることができる。中央領域と中間領域の両方において、１／１／１と２／１／１という同じ回折次数の基礎構造を用いることで、温度や光源の波長が変化した際に、球面収差が不連続となることが抑制され高次球面収差が発生することを抑制できる。さらに、中間領域に第３光束をフレア化する回折構造等を重畳する必要がなくなり、成形が容易で製造容易性が向上し、結果として光の利用効率を高めることができる。

請求項２に記載の対物レンズは、請求項１に記載の発明において、前記第２基礎構造の前記境界に最も近い輪帯の幅をΔＴ２，前記第４基礎構造の前記境界に最も近い輪帯の幅をΔＴ４とし、前記第１基礎構造、前記第２基礎構造、前記第３基礎構造及び前記第４基礎構造の輪帯の幅は、基礎構造の段差が光軸とは逆の方向を向いている場合は正の符号とし、基礎構造の段差が光軸の方向を向いている場合は負の符号としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
ΔＴ４−ΔＴ２＜０ （２）

請求項１の条件を満たす場合であって、更に、中央領域と中間領域の境界を挟んだ中央領域側の第２基礎構造のピッチと中間領域側の第４基礎構造のピッチの差が大きく、また境界の両側の第２基礎構造と第４基礎構造の輪帯が理想的な形状である場合には、ピッチの差は輪帯幅の差に表れる。（ここでいう理想的な形状とは、１つの輪帯の開始位置と終了位置で付与される位相の差が２πの整数倍又はそれに近い値となるものを指す。ところが、複数の回折構造を重畳する形状の場合、通常、それぞれの回折構造の段差位置の違いが僅かであると、成形加工が難しくなってしまうため、一方の段差位置を他方に一致させるように設計を変更する、あるいは、その中間位置に設定するように設計を変更することから、理想的な形状とならないことがある。）このように、ピッチの差が輪帯幅の差に表れる場合、上述の式（２）を満たすことになる。言い換えると、式（２）を満たせば、必ず式（１）を満たすが、式（１）を満たしたとしても、式（２）を満たさない場合があるということである。

尚、式（２）について以下でより詳細に説明する。

ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させる、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせについて説明する。図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃは、第２基礎構造及び第４基礎構造の光軸方向断面を模式的に示した図である。ここで、便宜上、第２基礎構造と第４基礎構造を（２／１／１）回折構造と称する。又、中央領域と中間領域との境界をＢＮとし、第２基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅を│ΔＴ２│，第４基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅を│ΔＴ４│とする。更に、基礎構造の段差が光軸側（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃで下側）を向いている場合のピッチの符号を負（−）、基礎構造の段差が光軸と反対側（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃで上側）を向いている場合のピッチの符号を正（＋）とする。

本発明者は、第１光束における対物レンズの焦点距離ｆ１を所定範囲に分けて、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを検討した。図１Ａは、焦点距離ｆ１が１．０〜１．８ｍｍと非常に短い場合において、ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させ得る、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを示している。より具体的には、図１Ａに示す（２／１／１）回折構造では、│ΔＴ２│＞│ΔＴ４│であり、且つピッチの符号は正である。従って、（２／１／１）回折構造における［符号込みの中間領域の第４基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ４］−［符号込みの中央領域の第２基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ２］＝ΔＴ４−ΔＴ２＜０となる。つまり、（２）式を満たす。尚、（１）式も満たす。

図１Ｂは、第１光束における対物レンズの焦点距離ｆ１が１．２〜２．５ｍｍと比較的短い場合において、ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させ得る、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを示している。より具体的には、図１Ｂに示す（２／１／１）回折構造では、│ΔＴ２│＜│ΔＴ４│であり、且つピッチの符号は負である。従って、（２／１／１）回折構造における［符号込みの中間領域の第４基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ４］−［符号込みの中央領域の第２基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ２］＝（−│ΔＴ４│）−（−│ΔＴ２│）＜０となる。つまり、（２）式を満たす。また、（１）式も満たす。

図１Ｃは、第１光束における対物レンズの焦点距離ｆ１が２．０〜３．５ｍｍと比較的長い場合において、ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させ得る、中央領域側の第２基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ２と中間領域側の第４基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ４との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを示している。より具体的には、図１Ｃに示す（２／１／１）回折構造では、│ΔＴ２│＜│ΔＴ４│であり、且つピッチの符号は負である。従って、（２／１／１）回折構造における［符号込みの中間領域の第４基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ４］−［符号込みの中央領域の第２基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ２］＝（−│ΔＴ４│）−（−│ΔＴ２│）＜０となる。つまり、（２）式を満たす。（１）式も満たす。即ち、焦点距離ｆ１の大きさに関わらず、式（２）を満たすことで、ＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させることができることが分かる。

このように境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ（同様にピッチＰも）の符号は焦点距離に対して変化するが、これはＣＤ使用時のワーキングディスタンスを確保するために２／１／１構造の近軸パワーを利用しているためであり、焦点距離が短いほど正の近軸パワーが大きくなるためである。

（２）式を満たすことで、第２基礎構造と第４基礎構造による回折パワーを大きく変えるため、ＣＤの情報記録面におけるフレアを特に飛ばすことができる。

請求項３に記載の対物レンズは、請求項１又は２に記載の発明において、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差が光軸の方向を向いていることを特徴とする。
請求項４に記載の対物レンズは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差と、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差とが同じ方向を向いていることを特徴とする。
請求項５に記載の対物レンズは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、及び、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３は、その符号を考慮して、以下の式（３）を満たすことを特徴とする。
Ｐ３−Ｐ１＜０ （３）

本発明によれば、第３光ディスク使用時のフレア出しを、重畳する基礎構造のそれぞれの回折パワーを変えることで行うため、個々のパワー変化量は小さくすることができる。つまり、第３光ディスク使用時にオーバーのフレア出しを行うために、２／１／１構造のパワーを変えるだけでなく、１／１／１構造のパワーも変えてフレア出しを行うため、２／１／１構造，１／１／１構造、それぞれのパワーへか量を小さく抑えつつ、第３光ディスク使用時のオーバーのフレア出しを可能とできる。このため、波長や温度変化時に収差の不連続量が小さく、高次収差の発生を抑えることができる。

中央領域におけるＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換を、（ａ）凸レンズである対物レンズの母非球面で生じたオーバーな球面収差、（ｂ）中央領域の第１基礎構造及び中間領域の第３基礎構造のアンダーな球面収差、（ｃ）中央領域の第２基礎構造及び中間領域の第４基礎構造のアンダーな球面収差を足し合わせることで行う場合、中央領域と中間領域との境界を挟んで、第２基礎構造の最も境界に近い位置のピッチＰ２、及び、第４基礎構造の最も境界に近い位置のピッチＰ４が、Ｐ４−Ｐ２＜０を満たし、さらに、Ｐ３−Ｐ１＜０を満たすことにより、中央領域と中間領域の境界近傍においては中間領域のパワーが中央領域の境界近傍におけるパワーよりさらに小さくなるため、中央領域の境界近傍に比して、中間領域の境界近傍においては球面収差補正効果が小さい（（ｂ）、（ｃ）の球面収差が小さい）ことになる。よって、中間領域の境界近傍においては（ａ）のオーバーな球面収差がより大きく残留し、ＣＤ使用時により遠くにフレア出しさせることができるのである。

この関係について、請求項２と同様な観点から、中央領域と中間領域の境界を挟んだ中央領域側の第１基礎構造のピッチと中間領域側の第３基礎構造のピッチの差が大きく、また境界の両側の第１基礎構造と第３基礎構造の輪帯が理想的な形状であって、ピッチの差が輪帯幅の差に表れた場合に基づいて、以下に説明する。

図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃは、第１基礎構造及び第３基礎構造の光軸方向断面を模式的に示した図である。ここで、便宜上、第１基礎構造と第３基礎構造を（１／１／１）回折構造と称する。又、中央領域と中間領域との境界をＢＮとし、第１基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅を│ΔＴ１│、第３基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅を│ΔＴ３│とする。更に、基礎構造の段差が光軸側（図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃで下側）を向いている場合のピッチの符号を負（−）、基礎構造の段差が光軸と反対側（図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃで上側）を向いている場合のピッチの符号を正（＋）とする。

本発明者は、第１光束における対物レンズの焦点距離ｆ１を所定範囲に分けて、中央領域側の第１基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ１と中間領域側の第３基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ３との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを検討した。図２Ａは、焦点距離ｆ１が１．０〜１．８ｍｍと非常に短い場合において、（１）式又は（２）式の関係と共働してＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させ得る、中央領域側の第１基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ１と中間領域側の第３基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ３との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを示している。より具体的には、図２Ａに示す（１／１／１）回折構造では、│ΔＴ１│＞│ΔＴ３│であり、且つピッチの符号は正である。従って、（１／１／１）回折構造における［符号込みの中間領域の第３基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ３］−［符号込みの中央領域の第１基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ１］＝ΔＴ３−ΔＴ１＜０となる。尚、（３）式も満たす。

図２Ｂは、第１光束における対物レンズの焦点距離ｆ１が１．２〜２．５ｍｍと比較的短い場合において、（１）式又は（２）式の関係と共働してＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させ得る、中央領域側の第１基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ１と中間領域側の第３基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ３との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを示している。より具体的には、図２Ｂに示す（１／１／１）回折構造では、│ΔＴ１│＞│ΔＴ３│であり、且つピッチの符号は正である。従って、（１／１／１）回折構造における［符号込みの中間領域の第３基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ３］−［符号込みの中央領域の第１基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ１］＝ΔＴ３−ΔＴ１＜０となる。また、（３）式も満たす。

図２Ｃは、第１光束における対物レンズの焦点距離ｆ１が２．０〜３．５ｍｍと比較的長い場合において、（１）式又は（２）式の関係と共働してＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させ得る、中央領域側の第１基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ１と中間領域側の第３基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ３との大小関係と、段差の向きの関係との組み合わせを示している。より具体的には、図２Ｃに示す（１／１／１）回折構造では、│ΔＴ１│＜│ΔＴ３│であり、且つピッチの符号は負である。従って、（１／１／１）回折構造における［符号込みの中間領域の第３基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ３］−［符号込みの中央領域の第１基礎構造の境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ１］＝（−│ΔＴ３│）−（−│ΔＴ１│）＜０となる。また、（３）式も満たす。即ち、焦点距離ｆ１の大きさに関わらず、上記関係を満たすことで、（１）式又は（２）式の関係と共働してＣＤ使用時にオーバーな球面収差を発生させることができることが分かる。

このように境界に最も近い輪帯の幅ΔＴ（同様にピッチＰも）の符号は焦点距離に対して変化するが、これはＣＤ使用時のワーキングディスタンスを確保するために１／１／１構造の近軸パワーを利用しているためであり、焦点距離が短いほど正の近軸パワーが大きくなるためである。

請求項６に記載の対物レンズは、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（４）を満たすことを特徴とする。
｜Ｐ３−Ｐ１｜＜｜Ｐ４−Ｐ２｜ （４）

（1/1/1）回折構造は、通常第３光ディスクのワーキングディスタンスを確保するための回折パワーを有するので一般的にピッチが細かくなるから、よりピッチの大きい（2/1/1）回折構造の回折パワー変化を主に利用することで成形性を低下させず、第３光ディスク使用時のフレア出しを行うことが可能となる。

請求項７に記載の対物レンズは、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記第２光路差付与構造を通過した前記第３光束は、前記第３光ディスクの情報記録面でオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする。

このように、同じ基礎構造を中央領域と中間領域に重畳して用いて、第３光ディスクの情報記録面でオーバーの球面収差を発生させることができるので、第１光ディスク，第２光ディスク使用時における波長変化時の球面収差が小さくなる。また、波長変化による収差が小さく、第２光ディスクにおいては、第１光ディスクに比べて温度による屈折率変化が要因の収差も小さいため、第２光ディスク使用時における温度変化時の球面収差を小さくできる。したがって、特に第２光ディスクにおいては別体の球面収差補正構造が不要となり、対物レンズや光ピックアップ装置の製造容易性が向上する。

ここで、第３光ディスクの情報記録面でオーバーの球面収差を発生させるとは、図３Ａの縦球面収差図に示すように、前記第２光路差付与構造を通過した前記第３光束がオーバー側に収差を持つことをいう。尚、図３Ｂはアンダーを示す図である。

請求項８に記載の対物レンズは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１基礎構造及び前記第３基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸の方向を向いており、前記第２基礎構造及び前記第４基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸の方向を向いており、前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（５）、（６）を満たすことを特徴とする。
Ｐ３＜Ｐ１＜０ （５）
Ｐ４＜Ｐ２＜０ （６）

式（５）、（６）を満たす場合とは、例えば、図１Ｃ、図２Ｃに示すような場合である。

請求項９に記載の対物レンズは、請求項８に記載の発明において、前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）としたとき、以下の式（７）を満たすことを特徴とする。
２．０≦ｆ１≦３．５ （７）

請求項１０に記載の対物レンズは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１基礎構造及び前記第３基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸と逆の方向を向いており、前記第２基礎構造及び前記第４基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸の方向を向いており、前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（８）、（９）を満たすことを特徴とする。
Ｐ１＞Ｐ３＞０ （８）
Ｐ４＜Ｐ２＜０ （９）

式（８）、（９）を満たす場合とは、例えば、図１Ｂ、図２Ｂに示すような場合である。尚、第１基礎構造及び第３基礎構造の段差の向きが、第２基礎構造及び第４基礎構造の段差の向きと異なるように重ね合わせることにより、第１基礎構造及び第３基礎構造と、第２基礎構造及び第４基礎構造の段差の向きが同じになるように重ね合わせた場合に比べて、重ね合わせた後の段差の高さが高くなることを抑制でき、それに伴い、製造誤差などに因る光量ロスを抑えることが可能となると共に、波長変動時の回折効率の変動を抑えることが可能となる。

請求項１１に記載の対物レンズは、請求項１０に記載の発明において、前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）としたとき、以下の式（１０）を満たすことを特徴とする。
１．５≦ｆ１≦２．５ （１０）

請求項１２に記載の対物レンズは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１基礎構造及び前記第３基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸と逆の方向を向いており、前記第２基礎構造及び前記第４基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸と逆の方向を向いており、前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（１１）、（１２）を満たすことを特徴とする。
Ｐ１＞Ｐ３＞０ （１１）
Ｐ２＞Ｐ４＞０ （１２）

式（１１）、（１２）を満たす場合とは、例えば、図１Ａ、図２Ａに示すような場合である。

請求項１３に記載の対物レンズは、請求項１２に記載の発明において、前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）としたとき、以下の式（１３）を満たすことを特徴とする。
１．０≦ｆ１≦１．８ （１３）

請求項１４に記載の対物レンズは、請求項１〜１３のいずれかに記載の発明において、前記第１基礎構造の前記第３光束における近軸パワーをＰＷ１、前記第２基礎構造の前記第３光束における近軸パワーをＰＷ２、前記第３基礎構造の前記第３光束における近軸パワーをＰＷ３、前記第４基礎構造の前記第３光束における近軸パワーをＰＷ４としたときに、以下の（１４）式を満たすことを特徴とする。
０＜（ＰＷ１／ＰＷ３）／（ＰＷ２／ＰＷ４）＜０．９ （１４）

回折構造のパワーを共用領域と中間領域とで異ならせることで第３光ディスク使用時のフレア出しを行うが、それだけでは、第１光ディスク、第２光ディスクの有効径内で球面収差が不連続となってしまう。そこで球面収差が連続となるように、近軸パワーを変化させることでフレア出しを行うことが望ましい。

ここで、パワーの代用として近軸パワーを用いると、（ＰＷ１／ＰＷ３）の値と（ＰＷ２／ＰＷ４）の値を異ならせる（即ち、（ＰＷ１／ＰＷ３）／（ＰＷ２／ＰＷ４）を１．０より遠ざける）ことで、第３光束のパワーを変えることができるから、これにより第３光ディスク使用時にフレア出しを行えるのである。より具体的には、（１４）式を満たした場合、図３Ａに示すように、ＣＤ使用時の縦球面収差図は開口数の外側でオーバーとなる。これにより、第３光ディスク使用時における良好な開口制限を行うことができる。

請求項１５に記載の対物レンズは、請求項１４に記載の発明において、以下の（１４’）式を満たすことを特徴とする。
０．６５≦（ＰＷ１／ＰＷ３）／（ＰＷ２／ＰＷ４）＜０．９ （１４’）

（１４’）式の値が下限以上であると、第１光ディスク及び第２光ディスク使用時の波長特性を良好にし、また第２光ディスク使用時の温度特性を良好にし、一方、（１４’）式の値が上限より小さいと、集光スポットから十分に離れた位置に第３光ディスク使用時のフレアを生じさせることができる。

請求項１６に記載の対物レンズは、請求項１〜１５のいずれかに記載の発明において、以下の（１５）式を満たすことを特徴とする。
０．８≦ｄ／ｆ１≦１．５ （１５）
但し、ｄは、前記対物レンズの光軸上の厚さ（ｍｍ）、ｆ１は、前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）を表す。

光ピックアップ装置のスリム化に伴い、対物レンズの小径化が要求されている。ＢＤのような短波長、高ＮＡの光ディスクに対応させる場合、対物レンズにおいて、非点収差が発生しやすくなり、偏心コマ収差も発生しやすくなるという課題が生じるが、条件式（１５）を満たすことにより非点収差や偏心コマ収差の発生を抑制することが可能となる。また、対物レンズが小径化すればするほど、基礎構造のピッチが小さくなり成形が難しくなるが、（１５）式の値が下限以上であれば、基礎構造のピッチが小さくなりすぎず、対物レンズの製造容易性が高まる。

請求項１７に記載の対物レンズは、請求項１〜１６のいずれかに記載の発明において、前記中央領域は、第１基礎構造と第２基礎構造のみとを重畳させた第１光路差付与構造のみを有し、前記中間領域は、第３基礎構造と第４基礎構造のみとを重畳させた第２光路差付与構造のみを有することを特徴とする。

これにより、シンプルな形状を有し段差が比較的小さく製造容易性を高めた光路差付与構造を有する対物レンズを提供できる。よって、波長変化時や温度変化時においても回折効率の変動を小さく抑えることができ、更に、製造誤差や影の効果に起因する光利用効率の低下も抑制することができる。

請求項１８に記載の対物レンズは、請求項１〜１７の何れかに記載の発明において、前記第１光束における前記対物レンズの倍率をｍ１、前記第２光束における前記対物レンズの倍率をｍ２、前記第３光束における前記対物レンズの倍率をｍ３としたとき、以下の（１６）〜（１８）式を満たすことを特徴とする。
−０．００３≦ｍ１≦０．００３ （１６）
−０．００３≦ｍ２≦０．００３ （１７）
−０．００３≦ｍ３≦０．００３ （１８）

請求項１９に記載の対物レンズは、請求項１〜１７の何れかに記載の発明において、前記第１光束における前記対物レンズの倍率をｍ１、前記第２光束における前記対物レンズの倍率をｍ２、前記第３光束における前記対物レンズの倍率をｍ３としたとき、以下の（１９）〜（２１）式を満たすことを特徴とする。
−０．００３≦ｍ１≦０．００３ （１９）
−０．０３≦ｍ２＜−０．００３ （２０）
−０．０３≦ｍ３＜−０．００３ （２１）

（１９）〜（２１）式を満たす場合、第３光ディスクにおけるワーキングディスタンスを長く確保することが可能になり、それに伴い、対物レンズの輪帯幅を広めにでき、製造しやすく、光利用効率の高い対物レンズを得ることが可能となる。

請求項２０に記載の対物レンズは、第１波長λ１（ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（ｎｍ）（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズは単玉であり、
前記対物レンズの光学面は、中央領域と、前記中央領域の周りの中間領域と、前記中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物レンズは、前記中間領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記対物レンズは、前記周辺領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記中央領域は、ブレーズ型構造である第１基礎構造とブレーズ型構造である第２基礎構造とを重畳させた第１光路差付与構造を有し、
前記中間領域は、ブレーズ型構造である第３基礎構造とブレーズ型構造である第４基礎構造とを重畳させた第２光路差付与構造を有し、
前記第１基礎構造は、前記第１基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第２基礎構造は、前記第２基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第３基礎構造は、前記第３基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第４基礎構造は、前記第４基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、それぞれ、
｜Ａ｜＝１
｜Ｂ｜＝１
｜Ｃ｜＝１
｜Ｄ｜＝２
｜Ｅ｜＝１
｜Ｆ｜＝１
を満たし、
前記中央領域と前記中間領域との境界を挟んで、前記第２基礎構造の前記境界に最も近い輪帯の幅をΔＴ２，前記第４基礎構造の前記境界に最も近い輪帯の幅をΔＴ４とし、
前記第１基礎構造、前記第２基礎構造、前記第３基礎構造及び前記第４基礎構造の輪帯の幅は、基礎構造の段差が光軸とは逆の方向を向いている場合は正の符号とし、基礎構造の段差が光軸の方向を向いている場合は負の符号としたときに、
以下の式を満たすことを特徴とする。
ΔＴ４−ΔＴ２＜０ （２）

請求項２１に記載の対物レンズは、請求項２０に記載の発明において、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差が光軸の方向を向いていることを特徴とする。
請求項２２に記載の対物レンズは、請求項２０または２１に記載の発明において、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差と、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差とが同じ方向を向いていることを特徴とする。
請求項２３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜２２のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする。

請求項２４に記載の光ピックアップ装置は、請求項２３に記載の発明において、少なくとも前記第１光束と前記第２光束が通過するカップリングレンズと、前記カップリングレンズを光軸方向に移動させるアクチュエータを有し、
前記第１光束が通過するときは、前記アクチュエータによって前記カップリングレンズが光軸方向に変位可能とされており、
前記第２光束が通過するときには、前記カップリングレンズは、光軸方向の位置を固定されていることを特徴とする。

例えば、複数の情報記録層を有する第１光ディスクに対応するために、第１光ディスクの使用時には、カップリングレンズを光軸方向に変位して、各情報記録層への記録／再生に対応させることが考えられる。そのような場合、既にカップリングレンズを光軸方向に変位させる機能は必須であるが、第２光ディスク使用時においては、カップリングレンズを光軸方向に変位させず、固定させておきたい、という場合がある。その理由としては、第１光ディスク使用時には、フレアが発生しないが、第２光ディスク使用時には、フレアが発生するため、カップリングレンズを変異させることにより、そのフレアの収差が変化し、結果としてそのフレアが記録／再生に悪影響を与える可能性が生じるという理由や、第２光ディスクの種類を判別するために、カップリングレンズの初期位置を常に一定にしておきたいという理由や、単純にドライブの方でカップリングレンズを変位させるためのファームウェアのコストを少しでも削減したいという理由などが挙げられる。そのような課題に対して、本発明の対物レンズを利用すれば、第２光路差付与構造を通過した第３光束がオーバー側に収差を持つようにしたことにより、第２光ディスク使用時の温度特性と波長特性を共に良好にすることができ、結果として、第２光ディスク使用時に、第２光束が通過するときにカップリングレンズを光軸方向の位置を固定した状態でも、第２光ディスクの情報記録面に対して情報の記録／再生を行うことができるようになり、上述の課題を解決することができた。

本発明に係る光ピックアップ装置は、第１光源、第２光源、第３光源の少なくとも３つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。

第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクがＢＤであり、第２光ディスクがＤＶＤであり、第３光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。

本明細書において、ＢＤとは、波長３９０〜４１５ｎｍ程度の光束、ＮＡ０．８〜０．９程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．０５〜０．１２５ｍｍ程度であるＢＤ系列光ディスクの総称であり、単一の情報記録層のみ有するＢＤや、２層又はそれ以上の情報記録層を有するＢＤ等を含むものである。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ− Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ 程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、ＢＤの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。

なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（２２）、（２３）、（２４）を満たすことが好ましいが、これに限られない。尚、ここで言う、保護基板の厚さとは、光ディスク表面に設けられた保護基板の厚さのことである。即ち、光ディスク表面から、表面に最も近い情報記録面までの保護基板の厚さのことをいう。

０．０５０ｍｍ ≦ ｔ１ ≦ ０．１２５ｍｍ （２２）
０．５ｍｍ ≦ ｔ２ ≦ ０．７ｍｍ （２３）
１．０ｍｍ ≦ ｔ３ ≦ １．３ｍｍ （２４）

本明細書において、第１光源、第２光源、第３光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第１光源から出射される第１光束の第１波長λ１、第２光源から出射される第２光束の第２波長λ２（λ２＞λ１）、第３光源から出射される第３光束の第３波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（２５）、（２６） を満たすことが好ましい。
１．５・λ１ ＜ λ２ ＜ １．７・λ１ （２５）
１．８・λ１ ＜ λ３ ＜ ２．０・λ１ （２６）

また、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクとして、それぞれ、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第１光源の第１波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ 以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３９０ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下であって、第２光源の第２波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは、６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第３光源の第３波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。

尚,レーザ光源が高周波重畳を行うタイプであると,クロストーク等が発生する危険性が生じるが,軸上色収差を０．９μｍ／ｎｍ以下にすることによって,そのような高周波重畳を行うレーザ光源であっても,クロストークなどの発生を防止できるため好ましい。又,出射される光束の波長スペクトルの半値全幅(ピーク値の半値における波長スペクトルの全幅)が０．５nm以上のレーザ光源(好ましくは波長の異なる３つの光源全て)を用いると,クロストークなどの課題はより大きなものとなるが,軸上色収差を０．９μｍ／ｎｍ以下にすることによって,問題なく使用できるため好ましい。

また、第１光源、第２光源、第３光源のうち少なくとも２つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第１光源と第２光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいう。また、光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。

受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物レンズを移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。

集光光学系は、対物レンズを有する。集光光学系は、対物レンズの他にコリメータ等のカップリングレンズを有していることが好ましい。カップリングレンズとは、対物レンズと光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメータは、カップリングレンズの一種で、コリメータに入射した光を平行光にして出射するレンズである。本明細書において、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。対物レンズは、二つ以上の複数のレンズ及び／又は光学素子から構成されていてもよいし、単玉のレンズのみからなっていてもよいが、好ましくは単玉の凸レンズからなる対物レンズである。また、対物レンズは、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂などで光路差付与構造を設けたハイブリッドレンズであってもよい。対物レンズが複数のレンズを有する場合は、ガラスレンズとプラスチックレンズを混合して用いてもよい。対物レンズが複数のレンズを有する場合、光路差付与構造を有する平板光学素子と非球面レンズ（光路差付与構造を有していてもいなくてもよい）の組み合わせであってもよい。また、対物レンズは、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物レンズは、光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。

また、対物レンズをガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが５００℃以下、更に好ましくは４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが５００℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。

ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物レンズをガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物レンズを駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物レンズをガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が４．０以下であるのが好ましく、更に好ましくは比重が３．０以下であるものである。

加えて、ガラスレンズを成形して製作する際に重要となる物性値の一つが線膨脹係数ａである。仮にＴｇが４００℃以下の材料を選んだとしても、プラスチック材料と比較して室温との温度差は依然大きい。線膨脹係数ａが大きい硝材を用いてレンズ成形を行った場合、降温時に割れが発生しやすくなる。硝材の線膨脹係数ａは、２００（１０Ｅ−７／Ｋ）以下にあることが好ましく、さらに好ましくは１２０以下であることである。

また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料等の脂環式炭化水素系重合体材料を使用するのが好ましい。また、当該樹脂材料は、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃ での屈折率が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃ -1） が−２０×１０-5乃至−５×１０-5（より好ましくは、−１０×１０-5乃至−８×１０-5）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。

脂環式炭化水素系重合体の好ましい例を幾つか、以下に示す。

第１の好ましい例は、下記式（I）で表される繰り返し単位〔１〕を含有する重合体ブロック〔Ａ〕と、下記式（１）で表される繰り返し単位〔１〕並びに下記式（II）で表される繰り返し単位〔２〕または／および下記式（III）で表される繰り返し単位〔３〕を含有する重合体ブロック〔Ｂ〕とを有し、前記ブロック〔Ａ〕中の繰り返し単位〔１〕のモル分率ａ（モル％）と、前記ブロック〔Ｂ〕中の繰り返し単位〔１〕のモル分率ｂ（モル％）との関係がａ＞ｂであるブロック共重合体からなる樹脂組成物である。

（式中、Ｒ1 は水素原子、または炭素数１〜２０のアルキル基を表し、Ｒ2−Ｒ12はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、ヒドロキシル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、またはハロゲン基である。）

（式中、Ｒ13は、水素原子、または炭素数１〜２０のアルキル基を表す。）

（式中、Ｒ14およびＲ15はそれぞれ独立に、水素原子、または炭素数１〜２０のアルキル基を表す。）

次に、第２の好ましい例は、少なくとも炭素原子数２〜２０のα−オレフィンと下記一般式（ＩＶ）で表される環状オレフィンからなる単量体組成物とを付加重合させることにより得られる重合体（Ａ）と、炭素原子数２〜２０のα−オレフィンと下記一般式（Ｖ）で表される環状オレフィンからなる単量体組成物とを付加重合させることにより得られる重合体（Ｂ）とを含む樹脂組成物である。

〔式中、ｎは０または１であり、ｍは０または１以上の整数であり、ｑは０または１であり、Ｒ1〜Ｒ18、Ｒa及びＲbは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基であり、Ｒ15〜Ｒ18は互いに結合して単環または多環を形成していてもよく、括弧内の単環または多環が二重結合を有していてもよく、またＲ15とＲ16と、またはＲ17とＲ18とでアルキリデン基を形成していてもよい。〕

〔式中、Ｒ19〜Ｒ26はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基である。〕

樹脂材料に更なる性能を付加するために、以下のような添加剤を添加してもよい。

（安定剤）
フェノール系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤、リン系安定剤及びイオウ系安定剤から選ばれた少なくとも１種の安定剤を添加することが好ましい。これらの安定剤を適宜選択し添加することで、例えば、４０５ｎｍといった短波長の光を継続的に照射した場合の白濁や、屈折率の変動等の光学特性変動をより高度に抑制することができる。

好ましいフェノール系安定剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、２，４−ジ−ｔ−アミル−６−（１−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）エチル）フェニルアクリレートなどの特開昭６３−１７９９５３号公報や特開平１−１６８６４３号公報に記載されるアクリレート系化合物；オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２′−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス（メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニルプロピオネート））メタン［すなわち、ペンタエリスリメチル−テトラキス（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニルプロピオネート））］、トリエチレングリコールビス（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート）などのアルキル置換フェノール系化合物；６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−２，４−ビスオクチルチオ−１，３，５−トリアジン、４−ビスオクチルチオ−１，３，５−トリアジン、２−オクチルチオ−４，６−ビス−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−オキシアニリノ）−１，３，５−トリアジンなどのトリアジン基含有フェノール系化合物；などが挙げられる。

また、好ましいヒンダードアミン系安定剤としては、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）スクシネート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（Ｎ−オクトキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（Ｎ−ベンジルオキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（Ｎ−シクロヘキシルオキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ブチルマロネート、ビス（１−アクロイル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）２，２−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ブチルマロネート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）デカンジオエート、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルメタクリレート、４−［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ］−１−［２−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）エチル］−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、２−メチル−２−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）アミノ−Ｎ−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）プロピオンアミド、テトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート等が挙げられる。

また、好ましいリン系安定剤としては、一般の樹脂工業で通常使用される物であれば格別な限定はなく、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、１０−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイドなどのモノホスファイト系化合物；４，４′−ブチリデン−ビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト）、４，４′イソプロピリデン−ビス（フェニル−ジ−アルキル（Ｃ１２〜Ｃ１５）ホスファイト）などのジホスファイト系化合物などが挙げられる。これらの中でも、モノホスファイト系化合物が好ましく、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイトなどが特に好ましい。

また、好ましいイオウ系安定剤としては、例えば、ジラウリル３，３−チオジプロピオネート、ジミリスチル３，３′−チオジプロピピオネート、ジステアリル ３，３−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル３，３−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリル−チオ）−プロピオネート、３，９−ビス（２−ドデシルチオエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンなどが挙げられる。

これらの各安定剤の配合量は、本発明の目的を損なわれない範囲で適宜選択されるが、脂環式炭化水素系共重合体１００質量部に対して通常０．０１〜２質量部、好ましくは０．０１〜１質量部であることが好ましい。

（界面活性剤）
界面活性剤は、同一分子中に親水基と疎水基とを有する化合物である。界面活性剤は樹脂表面への水分の付着や上記表面からの水分の蒸発の速度を調節することで、樹脂組成物の白濁を防止することが可能となる。

界面活性剤の親水基としては、具体的には、ヒドロキシ基、炭素数１以上のヒドロキシアルキル基、ヒドロキシル基、カルボニル基、エステル基、アミノ基、アミド基、アンモニウム塩、チオール、スルホン酸塩、リン酸塩、ポリアルキレングリコール基などが挙げられる。ここで、アミノ基は１級、２級、３級のいずれであってもよい。界面活性剤の疎水基としては、具体的に炭素数６以上のアルキル基、炭素数６以上のアルキル基を有するシリル基、炭素数６以上のフルオロアルキル基などが挙げられる。ここで、炭素数６以上のアルキル基は置換基として芳香環を有していてもよい。アルキル基としては、具体的にヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデセニル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ミリスチル、ステアリル、ラウリル、パルミチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。芳香環としてはフェニル基などが挙げられる。この界面活性剤は、上記のような親水基と疎水基とをそれぞれ同一分子中に少なくとも１個ずつ有していればよく、各基を２個以上有していてもよい。

このような界面活性剤としては、より具体的には、例えば、ミリスチルジエタノールアミン、２−ヒドロキシエチル−２−ヒドロキシドデシルアミン、２−ヒドロキシエチル−２−ヒドロキシトリデシルアミン、２−ヒドロキシエチル−２−ヒドロキシテトラデシルアミン、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ジ−２−ヒドロキシエチル−２−ヒドロキシドデシルアミン、アルキル（炭素数８〜１８）ベンジルジメチルアンモニウムクロライド、エチレンビスアルキル（炭素数８〜１８）アミド、ステアリルジエタノールアミド、ラウリルジエタノールアミド、ミリスチルジエタノールアミド、パルミチルジエタノールアミド、などが挙げられる。これらのうちでも、ヒドロキシアルキル基を有するアミン化合物またはアミド化合物が好ましく用いられる。本発明では、これら化合物を２種以上組合わせて用いてもよい。

界面活性剤は、温度、湿度の変動に伴なう成形物の白濁を効果的に抑え、成形物の光透過率を高く維持するという観点から、脂環式炭化水素系重合体１００質量部に対して０．０１〜１０質量部添加されることが好ましい。界面活性剤の添加量は脂環式炭化水素系重合体１００質量部に対して０．０５〜５質量部とすることがより好ましく、０．３〜３質量部とすることが更に好ましい。

（可塑剤）
可塑剤は共重合体のメルトインデックスを調節するため、必要に応じて添加される。

可塑剤としては、アジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）、アジピン酸ビス（２−ブトキシエチル）、アゼライン酸ビス（２−エチルヘキシル）、ジプロピレングリコールジベンゾエート、クエン酸トリ−ｎ−ブチル、クエン酸トリ−ｎ−ブチルアセチル、エポキシ化大豆油、２−エチルヘキシルエポキシ化トール油、塩素化パラフィン、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、リン酸−ｔ−ブチルフェニル、リン酸トリ−２−エチルヘキシルジフェニル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソヘキシル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジシクロヘキシル、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、トリメリット酸トリ−２−エチルヘキシル、Ｓａｎｔｉｃｉｚｅｒ ２７８、Ｐａｒａｐｌｅｘ Ｇ４０、Ｄｒａｐｅｘ ３３４Ｆ、Ｐｌａｓｔｏｌｅｉｎ ９７２０、Ｍｅｓａｍｏｌｌ、ＤＮＯＤＰ−６１０、ＨＢ−４０等の公知のものが適用可能である。可塑剤の選定及び添加量の決定は、共重合体の透過性や環境変化に対する耐性を損なわないことを条件に適宜行なわれる。

これらの樹脂としては、シクロオレフィン樹脂が好適に用いられ、具体的には、日本ゼオン社製のＺＥＯＮＥＸや、三井化学社製のＡＰＥＬ、ＴＯＰＡＳ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＰＯＬＹＭＥＲＳ社製のＴＯＰＡＳ、ＪＳＲ社製ＡＲＴＯＮなどが好ましい例として挙げられる。

また、対物レンズを構成する材料のアッベ数は、５０以上であることが好ましい。

対物レンズについて、以下に記載する。

φ１を、対物レンズの第１光ディスク使用時の有効径（ｍｍ）としたときに、以下の式を満たす対物レンズであると、いわゆるスリムタイプの光ピックアップ装置に好適に用いられる。但し、それ以外の光ピックアップ装置に用いても良い。
１．９≦φ１≦３．０ （２７）

ＣＤ等の第３光ディスクにおけるワーキングディスタンスを確実に確保するという観点では、以下の式を満たすことが好ましい。
２．０≦φ１≦３．０ （２７）´

更に対物レンズの少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの中間領域と、中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有する。中央領域は、対物レンズの光軸を含む領域であることが好ましいが、光軸を含む微小な領域を未使用領域や特殊な用途の領域とし、その周りを中心領域（中央領域ともいう）としてもよい。中央領域、中間領域、及び周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。図４に示されるように、中央領域ＣＮ、中間領域ＭＤ、周辺領域ＯＴは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物レンズの中央領域には第一光路差付与構造が設けられ、中間領域には第二光路差付与構造が設けられている。周辺領域は屈折面であってもよいし、周辺領域に第三光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、中間領域、周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。

対物レンズの中央領域は、第１光ディスク、第２光ディスク及び第３光ディスクの記録／再生に用いられる第１、第２、第３光ディスク共用領域と言える。即ち、対物レンズは、中央領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、中央領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、中央領域を通過する第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。また、中央領域に設けられた第１光路差付与構造は、第１光路差付与構造を通過する第１光束及び第２光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差／第１光束と第２光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第１光路差付与構造は、第１光路差付与構造を通過した第１光束及び第３光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３との違いにより発生する球面収差／第１光束と第３光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。

対物レンズの中間領域は、第１光ディスク、第２光ディスクの記録／再生に用いられ、第３光ディスクの記録／再生に用いられない第１、第２光ディスク共用領域と言える。即ち、対物レンズは、中間領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、中間領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。その一方で、中間領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光しない。対物レンズの中間領域を通過する第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。図５示すように、対物レンズを通過した第３光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側（又はスポット中心部）から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部ＳＣＮ、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部ＳＭＤ、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部ＳＯＴを有することが好ましい。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録／再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録／再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。但し、スポット中心部の周りにスポット中間部が存在せずスポット周辺部があるタイプ、即ち、集光スポットの周りに薄く光が大きなスポットを形成する場合も、そのスポット周辺部をフレアと呼んでもよい。つまり、対物レンズの中間領域を通過した第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましいとも言える。

対物レンズの周辺領域は、第１光ディスクの記録／再生に用いられ、第２光ディスク及び第３光ディスクの記録／再生に用いられない第１光ディスク専用領域と言える。即ち、対物レンズは、周辺領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。その一方で、周辺領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光せず、周辺領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光しない。対物レンズの周辺領域を通過する第２光束及び第３光束は、第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。つまり、対物レンズの周辺領域を通過した第２光束及び第３光束は、第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。

第１光路差付与構造は、対物レンズの中央領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第１光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第２光路差付与構造は、対物レンズの中間領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第２光路差付与構造が、中間領域の全面に設けられていることである。周辺領域が第３光路差付与構造を有する場合、第３光路差付与構造は、対物レンズの周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第３光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。

なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。本発明の光路差付与構造は回折構造であることが好ましい。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、光路差付与構造を設けた対物レンズが単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、光路差付与構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ光路差を付与させる光路差付与構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。

また、本明細書でいう回折構造とは、段差を有し、回折によって光束を収束あるいは発散させる作用を持たせる構造の総称である。例えば、単位形状が光軸を中心として複数並ぶことによって構成されており、それぞれの単位形状に光束が入射し、透過した光の波面が、隣り合う輪帯毎にズレを起こし、その結果、新たな波面を形成することによって光を収束あるいは発散させるような構造を含むものである。回折構造は、好ましくは段差を複数有し、段差は光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、回折構造を設けた対物レンズが単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、回折構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ回折次数の回折光を発生させる回折構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。

ところで、光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、光路差付与構造は、一般に、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状） をとり得、光軸を含む断面形状がブレーズ型構造と階段型構造とに大別される。

ブレーズ型構造とは、図６Ａ、図６Ｂに示されるように、光路差付与構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、鋸歯状の形状ということである。尚、図６Ａ，図６Ｂの例においては、上方が光源側、下方が光ディスク側であって、母非球面としての平面に光路差付与構造が形成されているものとする。ブレーズ型構造において、１つのブレーズ単位の光軸垂直方向の長さをピッチ幅Ｐという。（図６Ａ，図６Ｂ参照）また、ブレーズの光軸に平行方向の段差の長さを段差量Ｂという。（図６Ａ参照）

また、階段型構造とは、図６Ｃ，図６Ｄに示されるように、光路差付与構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、小階段状のもの（階段単位と称する）を複数有するということである。

例えば、図６Ｃに示す光路差付与構造を、５レベルの階段型構造といい、図６Ｄに示す光路差付与構造を、２レベルの階段型構造(バイナリ構造ともいう)という。

尚、光路差付与構造は、ある単位形状が周期的に繰り返されている構造であることが好ましい。 ここでいう「単位形状が周期的に繰り返されている」とは、同一の形状が同一の周期で繰り返されている形状は当然含む。さらに、周期の１単位となる単位形状が、規則性を持って、周期が徐々に長くなったり、徐々に短くなったりする形状も、「単位形状が周期的に繰り返されている」ものに含まれているとする。

光路差付与構造が、ブレーズ型構造を有する場合、単位形状である鋸歯状の形状が繰り返された形状となる。図６Ａに示されるように、同一の鋸歯状形状が繰り返されてもよいし、図６Ｂに示されるように、光軸から離れる方向に進むに従って、徐々に鋸歯状形状のピッチが長くなっていく形状、又は、ピッチが短くなっていく形状であってもよい。加えて、ある領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸（中心）側とは逆を向いている形状とし、他の領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸（中心）側を向いている形状とし、その間に、ブレーズ型構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている形状としてもよい。なお、このようにブレーズ型構造の段差の向きを途中で切り替える構造にする場合、輪帯ピッチを広げることが可能となり、光路差付与構造の製造誤差による透過率低下を抑制できる。

また、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造は、それぞれ対物レンズの異なる光学面に設けてもよいが、同一の光学面に設けることが好ましい。更に、第３光路差付与構造を設ける場合も、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造と同じ光学面に設けることが好ましい。同一の光学面に設けることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第１光路差付与構造、第２光路差付与構造及び第３光路差付与構造は、対物レンズの光ディスク側の面よりも、対物レンズの光源側の面に設けられることが好ましい。別の言い方では、第１光路差付与構造、第２光路差付与構造及び第３光路差付与構造は、対物レンズの曲率半径の絶対値が小さい方の光学面に設けることが好ましい。

次に、中央領域に設けられる第１光路差付与構造について説明する。第１光路差付与構造は、第１基礎構造と第２基礎構造のみを重ね合わせた構造であることが好ましい。

第１基礎構造は、ブレーズ型構造であることが好ましい。また、第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。但し、｜Ａ｜＝１、｜Ｂ｜＝１、｜Ｃ｜＝１である。これにより、第１基礎構造の段差量が大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。

また、第１基礎構造は、その段差が光軸の方向を向いていても良いし、光軸とは逆の方向を向いていてもよい。また、図１４Ａ，図１４Ｂのように、中央領域の途中で第１基礎構造の段差の向きが入れ替わっていてもよい。図１４Ａは光軸に近い位置では段差が光軸の方を向いているが、途中で段差の向きが入れ替わり、光軸から遠い位置では段差が光軸と逆の方向を向いた例である。図１４Ｂは光軸に近い位置では段差が光軸と逆の方を向いているが、途中で段差の向きが入れ替わり、光軸から遠い位置では段差が光軸の方向を向いた例である。また、第１基礎構造の段差の向きは、第３基礎構造の段差の向きと一致していることが望ましいが、一致していなくてもよい。「段差が光軸の方向を向いている」とは、図７Ａのような状態を言い、「段差が光軸とは逆の方向を向いている」とは、図７Ｂのような状態を言う。

但し、第１基礎構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換で用いるような軸上厚が厚い厚肉の対物レンズにおいても、ＣＤ使用時にワーキングディスタンスを十分確保することが可能となる。

ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換で用いるような軸上厚が厚い厚肉の対物レンズにおいても、ＣＤ使用時にワーキングディスタンスを十分確保するという観点からは、第１基礎構造が第１光束に対して近軸パワーを持つことが好ましい。ここで、「近軸パワーを持つ」とは、第１基礎構造の光路差関数を後述する数２式で表した場合、Ｃ2が０でないことを意味する。

また、第２基礎構造も、ブレーズ型構造であることが好ましい。第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。但し、｜Ｄ｜＝２、｜Ｅ｜＝１、｜Ｆ｜＝１である。これにより、第２基礎構造の段差量が大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。

また、第２基礎構造は、その段差が光軸の方向を向いていても良いし、光軸とは逆の方向を向いていてもよい。また、また、図１４Ａ，図１４Ｂのように、中央領域の途中で第２基礎構造の段差の向きが入れ替わってもよい。また、第２基礎構造の段差の向きは、第４基礎構造の段差の向きと一致していることが望ましいが、一致していなくてもよい。

尚、段差の向きが異なるように、第１基礎構造と第２基礎構造を重ね合わせることにより、第１基礎構造と第２基礎構造の段差の向きが同じになるように重ね合わせた場合に比べて、重ね合わせた後の段差の高さが高くなることを抑制でき、それに伴い、製造誤差などに因る光量ロスを抑えることが可能となると共に、波長変動時の回折効率の変動を抑えることが可能となるものである。

また、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換を可能とするだけでなく、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の何れの光ディスクに対しても、高い光利用効率を維持できる光利用効率のバランスが取れた対物レンズを提供することも可能となる。例えば、波長λ１に対する回折効率を８０％以上、波長λ２に対する回折効率を６０％以上、波長λ３に対する回折効率を５０％以上とする対物レンズを提供することも可能となる。更には、波長λ１に対する回折効率を８０％以上、波長λ２に対する回折効率を７０％以上、波長λ３に対する回折効率を６０％以上とする対物レンズも提供することができる。尚、波長が長波長側に変動した際に収差をアンダー（補正不足）の方向に変化させることにより、光ピックアップ装置の温度が上昇した際に発生する収差を抑えることが可能となり、対物レンズがプラスチック製である場合に、温度変化時においても安定した性能を維持できる対物レンズを提供することが可能となる。

対物レンズがプラスチック製である場合に、温度変化時においても安定した性能を維持するためには、波長が長くなった際に対物レンズにおいて発生する３次球面収差及び５次球面収差が何れもアンダー（補正不足）であることが好ましい。

本発明の第１光路付与構造は、段差の高さを非常に低くできる。従って、より製造誤差を低減させることが可能となり、光量ロスを更に抑えることが可能となると共に、波長変動時の回折効率の変動をより抑えることが可能となる。

また、第１光路差付与構造の最小輪帯幅が１５μｍ以下であることが好ましい。当該観点からは、第１光路差付与構造の最小輪帯幅ｂｗと第１波長λ１における焦点距離ｆ１の比ｂｗ／ｆ１が０．００４以下であることが好ましい。より好ましくは１０μｍ以下である。また、第１光路差付与構造の平均輪帯幅が３０μｍ以下となることが好ましい。より好ましくは２０μｍ以下とすることである。この様な構成にすることにより、上記のように丁度よいレベルのアンダーの波長特性を得ることが可能となると共に、第１光路差付与構造を通過した第３光束において発生する、第３光ディスクの情報の記録／再生に用いられる必要光のベストフォーカス位置と、第３光ディスクの情報の記録／再生に用いられない不要光のベストフォーカス位置を離すことができ、誤検出を低減することも可能となる。尚、平均輪帯幅とは、中央領域の第１光路差付与構造の全ての輪帯幅を合計し、中央領域の第１光路差付与構造の段差数で割った値である。

ここで、本発明の対物レンズは、軸上色収差が０．９μｍ／ｎｍ以下であることが好ましい。更に、好ましくは、軸上色収差を０．８μｍ／ｎｍ以下とすることである。第１基礎構造のピッチを小さくしすぎると、軸上色収差が悪化してしまう可能性があるため、軸上色収差が０．９μｍ／ｎｍより大きくなるようなピッチにならないように留意して設計することが好ましい。当該観点からは、第１光路差付与構造の最小ピッチｐと第１波長λ１における焦点距離ｆ１の比ｐ／ｆ１が０．００２以上であることが好ましい。

第１光路差付与構造を通過した第３光束によって、第３光束が形成するスポットの光強度が最も強い第１ベストフォーカス位置と、第３光束が形成するスポットの光強度が次に強い第２ベストフォーカス位置とが、以下の条件式（２８）を満たすことが好ましい。なお、ここでいうベストフォーカス位置とは、ビームウェストが、或るデフォーカスの範囲でビームウェストが極小となる位置を指すものである。第１ベストフォーカス位置が第３光ディスクの記録／再生に用いられる必要光のベストフォーカス位置であり、第２ベストフォーカス位置が第３光ディスクの記録／再生に用いられない不要光のうち、最も光量が多い光束のベストフォーカス位置である。
０．０５≦Ｌ／ｆ１３≦０．３５ （２８）
但し、ｆ１３［ｍｍ］は、第１光路差付与構造を通過し、第１ベストフォーカスを形成する第３光束の焦点距離を指し、Ｌ[ｍｍ]は、第１ベストフォーカスと第２ベストフォーカスの間の距離を指す。

より好ましくは、以下の条件式（２８）´を満たすことである。
０．２５≦Ｌ／ｆ１３≦０．３５ （２８）´

以上述べた第１光路差付与構造の好ましい例をいくつか図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃとして示す。尚、図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃは、便宜上、第１光路差付与構造ＯＤＳ１が平板状に設けられたものとして示されているが、単玉非球面の凸レンズ上に設けられていてもよい。（２／１／１）回折構造である第２基礎構造ＢＳ２に、（１／１／１）回折構造である第１基礎構造ＢＳ１が重ねあわされている。図８Ａにおいては、第２基礎構造ＢＳ２の段差は光軸ＯＡの方向を向いており、第１基礎構造ＢＳの段差は光軸ＯＡとは逆の方向を向いている。更に、第１基礎構造ＢＳ１と第２基礎構造ＢＳ２のピッチを合わせ、第２基礎構造の全ての段差の位置と、第１基礎構造の段差の位置が合っていることがわかる。この図８Ａは、図１Ｂの構造と図２Ｂの構造を重畳した際にも当てはまる。次に、図８Ｂにおいては、第２基礎構造ＢＳ２の段差は光軸ＯＡの方向を向いており、第１基礎構造ＢＳの段差も光軸ＯＡの方向を向いている。更に、第１基礎構造ＢＳ１と第２基礎構造ＢＳ２のピッチを合わせ、第２基礎構造の全ての段差の位置と、第１基礎構造の段差の位置が合っていることがわかる。この図８Ｂは、図１Ｃの構造と図２Ｃの構造を重畳した際にも当てはまる。次に、図８Ｃにおいては、第２基礎構造ＢＳ２の段差は光軸ＯＡと逆の方向を向いており、第２基礎構造ＢＳの段差も光軸ＯＡと逆の方向を向いている。更に、第１基礎構造ＢＳ１と第２基礎構造ＢＳ２のピッチを合わせ、第２基礎構造の全ての段差の位置と、第１基礎構造の段差の位置が合っていることがわかる。この図８Ｃは、図１Ａの構造と図２Ａの構造を重畳した際にも当てはまる。

次に、中間領域に設けられる第２光路差付与構造について説明する。第２光路差付与構造は、第３基礎構造と第４基礎構造の２つの基礎構造のみを重ね合わせた構造であると好ましい。

第３基礎構造は、第３基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。但し、｜Ａ｜＝１、｜Ｂ｜＝１、｜Ｃ｜＝１である。また、第４基礎構造は、第４基礎構造を通過した第１光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造を通過した第２光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。但し、
｜Ｄ｜＝２、｜Ｅ｜＝１、｜Ｆ｜＝１である。

また、第３基礎構造及び第４基礎構造は、その段差が光軸の方向を向いていても良いし、光軸とは逆の方向を向いていてもよい。また、また、図１４Ａ，図１４Ｂのように、中央領域の途中で第３基礎構造及び／又は第４基礎構造の段差の向きが入れ替わってもよい。

第２光路差付与構造に、０／０／±１のバイナリ構造のような段差量が大きい構造を、フレア出しのための第３基礎構造として重ね合わせてしまうと、製造誤差による回折効率の低下や、影の効果等による回折効率の低下という問題が大きなものとなってしまう。そのため、第２光路差付与構造において、第３基礎構造と第４基礎構造以外の構造のみを重ね合わせた構造とすると、光の利用効率を高めることができるので好ましい。特に、第１光束の有効径が１．９ｍｍから３．０ｍｍと小径である場合には、第３基礎構造と第４基礎構造からなる第２光路差付与構造において既に輪帯幅が十分狭く、輪帯数の数も十分多いため、第３基礎構造と第４基礎構造に加えて更に別の基礎構造を重ねてしまうと、さらに輪帯幅が細かくなり、輪帯数もより多くなってしまうため、製造誤差による回折効率の低下や、輪帯の影の効果による回折効率の低下といった問題が大きくなってしまう。

周辺領域に第３光路差付与構造を設ける場合、任意の光路差付与構造を設けることが可能である。第３光路差付与構造は、第５基礎構造を有することが好ましい。第５基礎構造は、第５基礎構造を通過した第１光束のＰ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第５基礎構造を通過した第２光束のＱ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第５基礎構造を通過した第３光束のＲ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。尚、波長変動時の回折効率の変動を抑えるためにも、Ｐが５以下であることが好ましい。より好ましくはＰが２以下であることである。

第１光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１＞ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．７５以上、０．９以下であることが好ましく、より好ましくは、０．８以上、０．９以下である。特にＮＡ１は０．８５であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．６０又は０．６５であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。

対物レンズの中央領域と中間領域の境界は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中央領域と中間領域の境界が、ＮＡ３に相当する部分に形成されていることである。また、対物レンズの中間領域と周辺領域の境界は、第２光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１５・ＮＡ２以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中間領域と周辺領域の境界が、ＮＡ２に相当する部分に形成されていることである。

対物レンズを通過した第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に存在することが好ましい。

また、対物レンズは、以下の条件式(１５)を満たすことが好ましい。
０．８≦ｄ／ｆ１≦１．５ （１５）
但し、ｄは、対物レンズの光軸上の厚さ（ｍｍ）を表し、ｆ１は、第１光束における対物レンズの焦点距離を表す。

ＢＤのような短波長、高ＮＡの光ディスクに対応させる場合、対物レンズにおいて、非点収差が発生しやすくなり、偏心コマ収差も発生しやすくなるという課題が生じるが、条件式（１５）を満たすことにより非点収差や偏心コマ収差の発生を抑制することが可能となる。

また、条件式（１５）を満たすことにより、対物レンズの軸上厚が厚めの厚肉対物レンズになるため、ＣＤの記録／再生時におけるワーキングディスタンスが短くなりがちになるにも拘わらず、本発明の第１光路差付与構造を対物レンズに設けることにより、ＣＤの記録／再生におけるワーキングディスタンスも十分に確保できるため、本発明の効果がより顕著なものとなる。

さらに、第３光ディスクにおける十分なワーキングディスタンスを確保するという意味では、対物レンズに形成された輪帯の数ＲＮは、１５０以上２５０以下であることが好ましい。

第１光束、第２光束及び第３光束は、平行光として対物レンズに入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物レンズに入射してもよい。トラッキング時においても、コマ収差が発生することを防止するためには、第１光束、第２光束、及び第３光束を全て平行光又は略平行光として対物レンズに入射させることが好ましい。本発明の第１光路差付与構造を用いることによって、第１光束、第２光束及び第３光束の全てを平行光又は略平行光として対物レンズに入射させることが可能となるため、本発明の効果がより顕著となる。第１光束が平行光又は略平行光になる場合、第１光束が対物レンズに入射する時の対物レンズの結像倍率ｍ１が、下記の式（１６）を満たすことが好ましい。
−０．００３≦ｍ１≦０．００３ （１６）

また、第２光束を平行光又は略平行光として対物レンズに入射させる場合、第２光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ２が、下記の式（１７）を満たすことが好ましい。
−０．００３≦ｍ２≦０．００３ （１７）

一方で、第２光束を発散光として対物レンズに入射させる場合、第２光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ２が、下記の式（２０）を満たすことが好ましい。
−０．０２≦ｍ２＜−０．００３ （２０）

また、第３光束を平行光束又は略平行光束として対物レンズに入射させる場合、第３光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ３が、下記の式（１８）を満たすことが好ましい。
−０．００３≦＜ｍ３≦０．００３ （１８）

一方で、第３光束を発散光として対物レンズに入射させる場合、第３光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ３が、下記の式（２１）´を満たすことが好ましい。
−０．０２≦ｍ３＜−０．００３ （２１）’

また、第３光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．１５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．１９ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．２ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、第１光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．２５ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。

ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。

上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。

前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。

本発明によれば、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換で用いるような軸上厚が厚い厚肉の対物レンズにおいて、ＣＤ使用時にワーキングディスタンスを確保しながらも、有効径の小径化を図ることができる。有効径を小径とすることで、焦点距離を短くし、スリムタイプの光ピックアップ装置に好適な光ピックアップ装置用の対物レンズ、及びそれを用いた光ピックアップ装置を提供できる。又、光路差付与構造の段差量を低減することで、影の効果や製造誤差などに因る光量ロスを抑えることが可能となり、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の何れの光ディスクに対しても、高い光利用効率を維持できる光利用効率のバランスが取れた光ピックアップ装置用の対物レンズ、及びそれを用いた光ピックアップ装置を提供することも可能となる。

第２基礎構造及び第４基礎構造の光軸方向断面を模式的に示した図である。 第２基礎構造及び第４基礎構造の光軸方向断面を模式的に示した図である。 第２基礎構造及び第４基礎構造の光軸方向断面を模式的に示した図である。 第１基礎構造及び第３基礎構造の光軸方向断面を模式的に示した図である。 第１基礎構造及び第３基礎構造の光軸方向断面を模式的に示した図である。 第１基礎構造及び第３基礎構造の光軸方向断面を模式的に示した図である。 オーバーな球面収差の例を示す図である。 アンダーな球面収差の例を示す図である。 本実施の形態にかかる単玉の対物レンズＯＬを光軸方向に見た図である。 対物レンズを通過した第３光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットを形成する状態を示す図である。 光路差付与構造の例を示す軸線方向断面図である。 光路差付与構造の例を示す軸線方向断面図である。 光路差付与構造の例を示す軸線方向断面図である。 光路差付与構造の例を示す軸線方向断面図である。 段差が光軸の方向を向いている状態を示す図である。 段差が光軸とは逆の方向を向いている状態を示す図である。 第１光路差付与構造の概念図である。 第１光路差付与構造の概念図である。 第１光路差付与構造の概念図である。 異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。 実施例１のＣＤ使用時における縦球面収差図である。 実施例２のＣＤ使用時における縦球面収差図である。 実施例３のＣＤ使用時における縦球面収差図である。 実施例４のＣＤ使用時における縦球面収差図である。 光軸付近では段差が光軸の方向を向いているが、途中で切り替わり、中間領域付近では段差が光軸とは逆の方を向くような形状を示す図である。 光軸付近では段差が光軸とは逆の方向を向いているが、途中で切り替わり、中間領域付近では段差が光軸の方を向くような形状を示す図である。 実施例５のＣＤ使用時における縦球面収差図である。 実施例１における各基礎構造のピッチを示す図である。 実施例３における各基礎構造のピッチを示す図である。 実施例５における各基礎構造のピッチを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図９は、異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、スリムタイプであり、薄型の光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第１光ディスクをＢＤとし、第２光ディスクをＤＶＤとし、第３光ディスクをＣＤとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。

光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物レンズＯＬ、λ／４波長板ＱＷＰ、コリメートレンズＣＯＬ、偏光ビームスプリッタＢＳ、ダイクロイックプリズムＤＰ，ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ１＝４０５ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１半導体レーザＬＤ１（第１光源）と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ２＝６６０ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２半導体レーザＬＤ２（第２光源）及びＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ３＝７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する第３半導体レーザＬＤ３を一体化したレーザユニットＬＤＰ、センサレンズＳＥＮ、光検出器としての受光素子ＰＤ等を有する。

図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃに示されるように、本実施の形態にかかる単玉の対物レンズＯＬにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中央領域ＣＮと、その周囲に配置された中間領域ＭＤと、更にその周囲に配置された周辺領域ＯＴとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。図示していないが、中心領域ＣＮには既に詳述した第１光路差付与構造が形成され、中間領域ＭＤには既に詳述した第２光路差付与構造が形成されている。また、周辺領域ＯＴには、第３光路差付与構造が形成されている。本実施の形態では、第３光路差付与構造はブレーズ型の回折構造である。また、本実施の形態の対物レンズはプラスチックレンズである。対物レンズＯＬの中心領域ＣＮに形成された第１光路差付与構造は、第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた構造であり、第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１基礎構造を通過した第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１基礎構造を通過した第３光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造を通過した第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。

対物レンズＯＬの中間領域ＭＤに形成された第２光路差付与構造は、第３基礎構造と第４基礎構造とを重ね合わせた構造であり、第３基礎構造は、第３基礎構造を通過した第１光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３基礎構造を通過した第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３基礎構造を通過した第３光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造は、第４基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造を通過した第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。

対物レンズの中央領域と中間領域との境界を挟んで、第１基礎構造の最も境界に近いピッチＰ１、第３基礎構造の最も境界に近いピッチＰ３、第２基礎構造の最も境界に近いピッチＰ２、及び、第４基礎構造の最も境界に近いピッチＰ４は、以下の式（１）、（３）を満たす。
Ｐ３−Ｐ１＜０ （３）
Ｐ４−Ｐ２＜０ （１）

青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、実線で示すように、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、偏光ビームスプリッタＢＳを通過した後、コリメートレンズＣＯＬを通過して平行光となり、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、不図示の絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＬに入射する。ここで、対物レンズＯＬの中央領域と中間領域と周辺領域により集光された光束は、厚さ０．１ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。

情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＬ、不図示の絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＯＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣ１により対物レンズＯＬをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。ここで、第１光束に波長変動が生じた場合や、複数の情報記録層を有するＢＤの記録／再生を行う場合、波長変動や異なる情報記録層に起因して発生する球面収差を、倍率変更手段としてのコリメートレンズＣＯＬを１軸アクチュエータＡＣ２により光軸方向に変化させて、対物光学素子ＯＬに入射する光束の発散角又は収束角を変更することで補正できるようになっている。

レーザユニットＬＤＰの半導体レーザＬＤ２から射出された第２光束（λ２＝６６０ｎｍ）の発散光束は、点線で示すように、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬを通過し、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＬに入射する。ここで、対物レンズＯＬの中央領域と中間領域により集光された（周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。

情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＬを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＯＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。本実施の形態ではカップリングレンズＣＯＬを固定した状態でも、ＤＶＤに情報の記録／再生を行えるので、光ピックアップ装置の制御系が簡素化される。

レーザユニットＬＤＰの半導体レーザＬＤ３から射出された第３光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、一点鎖線で示すように、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬを通過し、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＬに入射する。ここで、対物レンズＯＬの中央領域により集光された（中間領域及び周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。

情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＬを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＯＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。

（実施例）
以下、上述した実施の形態に用いることができる実施例について説明する。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０-3）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ−３）を用いて表す場合がある。また、対物レンズの光学面は、それぞれ数１式に表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。

ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａiは非球面係数、ｈは光軸からの高さ、ｒは近軸曲率半径である。

また、回折構造を用いた実施例の場合、その回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路差は、数２式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。

（数２）
Φ（ｈ）＝Σ（Ｃ2iｈ2i×λ×ｍ／λＢ）
ここで、λ：使用波長、ｍ：回折次数、λＢ：製造波長、ｈ：光軸から光軸垂直方向の距離である。
また、ピッチＰ（ｈ）＝λＢ／（Σ（２ｉ×Ｃ2i×ｈ2i-1））とする。

（実施例１）
表１−１，表１−２に実施例１のレンズデータを示す。この実施例は、第１基礎構造、第３基礎構造の段差が光軸と逆の方向を向いており、第２基礎構造、第４基礎構造の段差が光軸の方向を向いている例である。ＢＤの焦点距離は１．７７ｍｍと比較的短い値である。図１６に、各基礎構造のピッチを示す。図１６において、縦軸はピッチＰ（ｍｍ）、横軸は光軸からの高さを示しており、境界ＢＮを境に、左側が中央領域、右側が中間領域を表している。
Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３，Ｐ４は、境界ＢＮに最も近い第１基礎構造、第２基礎構造、第３基礎構造、第４基礎構造のピッチの値である。図１６を見ると、Ｐ１、Ｐ３が正の値であって、Ｐ１の絶対値の方がＰ３より大きく、Ｐ２，Ｐ４が負の値であって、Ｐ４の絶対値の方がＰ２より大きいことが分かる。したがって、後述する表６にもあるように、Ｐ４−Ｐ２＜０になり、Ｐ３−Ｐ１＜０になることがわかる。又、図１０に、実施例１においてＣＤ使用時における縦球面収差図を示す。図１０に示すように、中間領域より外側においてＣＤの情報記録面上でオーバー側に球面収差を発生しており、これにより適切なフレア出しを行えることが分かる。さらに、オーバー側に球面収差を発生していることにより、これも表６に示されるように、ＤＶＤ使用時の、波長変化時の波面収差と、温度変化時の波面収差とが小さく抑えられていることが分かる。

（実施例２）
表２−１，表２−２に実施例２のレンズデータを示す。この実施例は、第１基礎構造、第３基礎構造の段差が光軸と逆の方向を向いており、第２基礎構造、第４基礎構造の段差が光軸の方向を向いている例である。ＢＤの焦点距離は１．７７ｍｍと比較的短い値である。後述する表６にもあるように、Ｐ４−Ｐ２＜０になり、Ｐ３−Ｐ１＜０になっている。又、図１１に、実施例２においてＣＤ使用時における縦球面収差図を示す。図１１に示すように、中間領域より外側においてＣＤの情報記録面上でオーバー側に球面収差を発生しており、これにより適切なフレア出しを行えることが分かる。さらに、オーバー側に球面収差を発生していることにより、これも表６に示されるように、ＤＶＤ使用時の、波長変化時の波面収差と、温度変化時の波面収差とが小さく抑えられていることが分かる。

（実施例３）
表３−１，表３−２に実施例３のレンズデータを示す。この実施例は、第１基礎構造、第３基礎構造の段差が光軸と逆の方向を向いており、第２基礎構造、第４基礎構造の段差も光軸と逆の方向を向いている例である。ＢＤの焦点距離は１．４１ｍｍと非常に短い値である。図１７に、各基礎構造のピッチを示す。図１７を見ると、Ｐ１、Ｐ３が正の値であって、Ｐ１の絶対値の方がＰ３より大きく、Ｐ２，Ｐ４も正の値であって、Ｐ２の絶対値の方がＰ４より大きいことが分かる。したがって、後述する表６にもあるように、Ｐ４−Ｐ２＜０になり、Ｐ３−Ｐ１＜０になることがわかる。又、図１２に、実施例３においてＣＤ使用時における縦球面収差図を示す。図１２に示すように、中間領域より外側においてＣＤの情報記録面上でオーバー側に球面収差を発生しており、これにより適切なフレア出しを行えることが分かる。さらに、オーバー側に球面収差を発生していることにより、これも表６に示されるように、ＤＶＤ使用時の、波長変化時の波面収差と、温度変化時の波面収差とが小さく抑えられていることが分かる。

（実施例４）
表４−１，表４−２に実施例４のレンズデータを示す。この実施例は、第１基礎構造、第３基礎構造の段差が光軸と逆の方向を向いており、第２基礎構造、第４基礎構造の段差が光軸の方向を向いている例である。ＢＤの焦点距離は２．２ｍｍとなっており、ここでは比較的短い値としての位置付けである。後述する表６にもあるように、Ｐ４−Ｐ２＜０になり、Ｐ３−Ｐ１＜０になっている。又、図１３に、実施例４においてＣＤ使用時における縦球面収差図を示す。図１３に示すように、中間領域より外側においてＣＤの情報記録面上でオーバー側に球面収差を発生しており、これにより適切なフレア出しを行えることが分かる。さらに、オーバー側に球面収差を発生していることにより、これも表６に示されるように、ＤＶＤ使用時の、波長変化時の波面収差と、温度変化時の波面収差とが小さく抑えられていることが分かる。

（実施例５）
表５−１，表５−２に実施例５のレンズデータを示す。この実施例は、第１基礎構造、第３基礎構造の段差が光軸の方向を向いており、第２基礎構造、第４基礎構造の段差も光軸の方向を向いている例である。ＢＤの焦点距離は２．２ｍｍとなっており、ここでは比較的長めの値としての位置づけである。尚、本明細書において、焦点距離は、非常に短い、比較的短い、比較的長いという表現の区分けを用いているが、その境界は曖昧であり、一部重複する。焦点距離が重複する領域においては、同じ焦点距離でありながら、設計によって段差の向きが異なる例を取り得るものである。図１８に、各基礎構造のピッチを示す。図１８を見ると、Ｐ１、Ｐ３が負の値であって、Ｐ３の絶対値の方がＰ１より大きく、Ｐ２，Ｐ４も負の値であって、Ｐ４の絶対値の方がＰ２より大きいことが分かる。したがって、後述する表６にもあるように、Ｐ４−Ｐ２＜０になり、Ｐ３−Ｐ１＜０になることがわかる。又、図１５に、実施例５においてＣＤ使用時における縦球面収差図を示す。図１５に示すように、中間領域より外側においてＣＤの情報記録面上でオーバー側に球面収差を発生しており、これにより適切なフレア出しを行えることが分かる。さらに、オーバー側に球面収差を発生していることにより、これも表６に示されるように、ＤＶＤ使用時の、波長変化時の波面収差と、温度変化時の波面収差とが小さく抑えられていることが分かる。

表６に、請求の範囲に記載した条件式の値をまとめて示す。

本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。

なお、明細書、請求の範囲、図面および要約を含む２０１０年９月２９日に出願された日本語特許出願Ｎｏ．２０１０−２１９２１２号の全ての開示は、そのまま本出願の一部に組み込まれる。

以上のように、本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生（記録／再生）を行える光ピックアップ装置及び対物レンズに適している。

ＡＣ１ ２軸アクチュエータ
ＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＣＮ 中央領域
ＣＯＬ コリメートレンズ
ＤＰ ダイクロイックプリズム
ＬＤ１ 第１半導体レーザ又は青紫色半導体レーザ
ＬＤ２ 第２半導体レーザ
ＬＤ３ 第３半導体レーザ
ＬＤＰ レーザユニット
ＭＤ 中間領域
ＯＬ 対物レンズ
ＯＴ 周辺領域
ＰＤ 受光素子
ＰＬ１ 保護基板
ＰＬ２ 保護基板
ＰＬ３ 保護基板
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＲＬ１ 情報記録面
ＲＬ２ 情報記録面
ＲＬ３ 情報記録面
ＳＥＮ センサレンズ

Claims (24)

1. 第１波長λ１（ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（ｎｍ）（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
   前記対物レンズは単玉であり、
   前記対物レンズの光学面は、中央領域と、前記中央領域の周りの中間領域と、前記中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
   前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
   前記対物レンズは、前記中間領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
   前記対物レンズは、前記周辺領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
   前記中央領域は、ブレーズ型構造である第１基礎構造とブレーズ型構造である第２基礎構造とを重畳させた第１光路差付与構造を有し、
   前記中間領域は、ブレーズ型構造である第３基礎構造とブレーズ型構造である第４基礎構造とを重畳させた第２光路差付与構造を有し、
   前記第１基礎構造は、前記第１基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
   前記第２基礎構造は、前記第２基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
   前記第３基礎構造は、前記第３基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
   前記第４基礎構造は、前記第４基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
   Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、それぞれ、
   ｜Ａ｜＝１
   ｜Ｂ｜＝１
   ｜Ｃ｜＝１
   ｜Ｄ｜＝２
   ｜Ｅ｜＝１
   ｜Ｆ｜＝１
   を満たし、
   前記第１基礎構造、前記第２基礎構造、前記第３基礎構造及び前記第４基礎構造のピッチは、基礎構造の段差が光軸とは逆の方向を向いている場合は正の符号とし、基礎構造の段差が光軸の方向を向いている場合は負の符号としたときに、
   前記中央領域と前記中間領域との境界を挟んで、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（１）を満たすことを特徴とする対物レンズ。
   Ｐ４−Ｐ２＜０ （１）
   但し、
   前記基礎構造を定義する光路差関数をΦ（ｈ）＝Σ（Ｃ_2iｈ²ⁱ×λ×ｍ／λＢ）で表したとき、
   ピッチＰ（ｈ）＝λＢ／（Σ（２ｉ×Ｃ_2i×ｈ^2i-1））とする。
   ここで、λ：使用波長、ｍ：回折次数、λＢ：製造波長、ｈ：光軸から光軸垂直方向の距離である。
2. 前記第２基礎構造の前記境界に最も近い輪帯の幅をΔＴ２，前記第４基礎構造の前記境界に最も近い輪帯の幅をΔＴ４とし、
   前記第１基礎構造、前記第２基礎構造、前記第３基礎構造及び前記第４基礎構造の輪帯の幅は、基礎構造の段差が光軸とは逆の方向を向いている場合は正の符号とし、基礎構造の段差が光軸の方向を向いている場合は負の符号としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
   ΔＴ４−ΔＴ２＜０ （２）
3. 前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差が光軸の方向を向いていることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ。
4. 前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差と、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差とが同じ方向を向いていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の対物レンズ。
5. 前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、及び、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３は、その符号を考慮して、以下の式（３）を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の対物レンズ。
   Ｐ３−Ｐ１＜０ （３）
6. 前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（４）を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の対物レンズ。
   ｜Ｐ３−Ｐ１｜＜｜Ｐ４−Ｐ２｜ （４）
7. 前記第２光路差付与構造を通過した前記第３光束は、前記第３光ディスクの情報記録面でアンダーの球面収差を発生させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の対物レンズ。
8. 前記第１基礎構造及び前記第３基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸の方向を向いており、前記第２基礎構造及び前記第４基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸の方向を向いており、前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（５）、（６）を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の対物レンズ。
   Ｐ３＜Ｐ１＜０ （５）
   Ｐ４＜Ｐ２＜０ （６）
9. 前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）としたとき、以下の式（７）を満たすことを特徴とする請求項８に記載の対物レンズ。
   ２．０≦ｆ１≦３．５ （７）
10. 前記第１基礎構造及び前記第３基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸と逆の方向を向いており、前記第２基礎構造及び前記第４基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸の方向を向いており、前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（８）、（９）を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の対物レンズ。
    Ｐ１＞Ｐ３＞０ （８）
    Ｐ４＜Ｐ２＜０ （９）
11. 前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）としたとき、以下の式（１０）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。
    １．５≦ｆ１≦２．５ （１０）
12. 前記第１基礎構造及び前記第３基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸と逆の方向を向いており、前記第２基礎構造及び前記第４基礎構造の最も前記境界に近い段差がそれぞれ光軸と逆の方向を向いており、前記第１基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ１、前記第３基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ３、前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ２、及び、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置のピッチＰ４は、その符号を考慮して、以下の式（１１）、（１２）を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の対物レンズ。
    Ｐ１＞Ｐ３＞０ （１１）
    Ｐ２＞Ｐ４＞０ （１２）
13. 前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）としたとき、以下の式（１３）を満たすことを特徴とする請求項１２に記載の対物レンズ。
    １．０≦ｆ１≦１．８ （１３）
14. 前記第１基礎構造の前記第３光束における近軸パワーをＰＷ１、前記第２基礎構造の前記第３光束における近軸パワーをＰＷ２、前記第３基礎構造の前記第３光束における近軸パワーをＰＷ３、前記第４基礎構造の前記第３光束における近軸パワーをＰＷ４としたときに、以下の（１４）式を満たすことを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の対物レンズ。
    ０＜（ＰＷ１／ＰＷ３）／（ＰＷ２／ＰＷ４）＜０．９ （１４）
15. 以下の（１４’）式を満たすことを特徴とする請求項１４に記載の対物レンズ。
    ０．６５≦（ＰＷ１／ＰＷ３）／（ＰＷ２／ＰＷ４）＜０．９ （１４’）
16. 以下の（１５）式を満たすことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の対物レンズ。
    ０．８≦ｄ／ｆ１≦１．５ （１５）
    但し、ｄは、前記対物レンズの光軸上の厚さ（ｍｍ）、ｆ１は、前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）を表す。
17. 前記中央領域は、第１基礎構造と第２基礎構造のみとを重畳させた第１光路差付与構造のみを有し、前記中間領域は、第３基礎構造と第４基礎構造のみとを重畳させた第２光路差付与構造のみを有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の対物レンズ。
18. 前記第１光束における前記対物レンズの倍率をｍ１、前記第２光束における前記対物レンズの倍率をｍ２、前記第３光束における前記対物レンズの倍率をｍ３としたとき、以下の（１６）〜（１８）式を満たすことを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の対物レンズ。
    −０．００３≦ｍ１≦０．００３ （１６）
    −０．００３≦ｍ２≦０．００３ （１７）
    −０．００３≦ｍ３≦０．００３ （１８）
19. 前記第１光束における前記対物レンズの倍率をｍ１、前記第２光束における前記対物レンズの倍率をｍ２、前記第３光束における前記対物レンズの倍率をｍ３としたとき、以下の（１９）〜（２１）式を満たすことを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の対物レンズ。
    −０．００３≦ｍ１≦０．００３ （１９）
    −０．０３≦ｍ２＜−０．００３ （２０）
    −０．０３≦ｍ３＜−０．００３ （２１）
20. 第１波長λ１（ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（ｎｍ）（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
    前記対物レンズは単玉であり、
    前記対物レンズの光学面は、中央領域と、前記中央領域の周りの中間領域と、前記中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
    前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
    前記対物レンズは、前記中間領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
    前記対物レンズは、前記周辺領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
    前記中央領域は、ブレーズ型構造である第１基礎構造とブレーズ型構造である第２基礎構造とを重畳させた第１光路差付与構造を有し、
    前記中間領域は、ブレーズ型構造である第３基礎構造とブレーズ型構造である第４基礎構造とを重畳させた第２光路差付与構造を有し、
    前記第１基礎構造は、前記第１基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
    前記第２基礎構造は、前記第２基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
    前記第３基礎構造は、前記第３基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
    前記第４基礎構造は、前記第４基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
    Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、それぞれ、
    ｜Ａ｜＝１
    ｜Ｂ｜＝１
    ｜Ｃ｜＝１
    ｜Ｄ｜＝２
    ｜Ｅ｜＝１
    ｜Ｆ｜＝１
    を満たし、
    前記中央領域と前記中間領域との境界を挟んで、前記第２基礎構造の前記境界に最も近い輪帯の幅をΔＴ２，前記第４基礎構造の前記境界に最も近い輪帯の幅をΔＴ４とし、
    前記第１基礎構造、前記第２基礎構造、前記第３基礎構造及び前記第４基礎構造の輪帯の幅は、基礎構造の段差が光軸とは逆の方向を向いている場合は正の符号とし、基礎構造の段差が光軸の方向を向いている場合は負の符号としたときに、
    以下の式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
    ΔＴ４−ΔＴ２＜０ （２）
21. 前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差が光軸の方向を向いていることを特徴とする請求項２０に記載の対物レンズ。
22. 前記第２基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差と、前記第４基礎構造の最も前記境界に近い位置の段差とが同じ方向を向いていることを特徴とする請求項２０または２１に記載の対物レンズ。
23. 請求項１〜２２のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
24. 少なくとも前記第１光束と前記第２光束が通過するカップリングレンズと、前記カップリングレンズを光軸方向に移動させるアクチュエータ―を有し、
    前記第１光束が通過するときは、前記アクチュエータ―によって前記カップリングレンズが光軸方向に変位可能とされており、
    前記第２光束が通過するときには、前記カップリングレンズは、光軸方向の位置を固定されていることを特徴とする請求項２３に記載の光ピックアップ装置。

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