JPWO2012036052A1 - 光ピックアップ装置用の対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

フォーカシング動作を行う際に、正しいフォーカス位置を示すメインのＦＥ信号ｍ以外において、誤ったフォーカス位置を示すフェイクのＦＥ信号ｆは１カ所のみ発生することになるので、メインのＦＥ信号ｍに対して容易に見分けることができ、誤検出の恐れが著しく低下することとなる。

Description

本発明は、光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生（記録／再生）を行える光ピックアップ装置、対物レンズ及び光情報記録再生装置に関する。

光ピックアップ装置の対物レンズは、レーザ光源の波長と情報記録密度に応じた光ディスク側の開口数ＮＡが必要とされている。このため、従来の光ピックアップ装置においては、この開口数に対応する集光光束径を得るために、開口を有する絞り部材を対物レンズに取り付けて、必要な光軸方向高さ位置の外方を覆うようにしているものがある。しかるに、このような別体の絞り部材を対物レンズに取り付ける構成では、組付けの手間がかかるほか、絞り部材の開口と対物レンズとの間に間隙が生じることに基づき、例えば発散光束や軸外光束が入射した場合に、対物レンズの開口径より周辺部側を光束が通る結果、開口径より外側まで性能を保証しなければならないという問題がある。

これに対し特許文献１には、開口数ＮＡに対応する位置に、屈折面の法線方向が不連続に変化する部位、即ち、面絞りを設けた対物レンズが開示されている。又、特許文献２には、開口数ＮＡに対応する所定半径位置で微小な段差を有し、所定半径位置にて、非球面関数の微分係数が不連続な箇所、即ち面絞りを備えた光学レンズが開示されている。

特開２０００−９８２２０号公報 特開２０００−３３９７４２号公報

特許文献１，２の対物レンズ又は光学レンズを用いれば、開口数ＮＡに対応する高さ位置の内側を通って光束が入射したときは、光ディスクの情報記録層に集光スポットを形成するが、開口数ＮＡに対応する高さ位置を超える光束が入射したときは、かかる情報記録層上でフレア光を生じさせることで絞り効果を発揮させ、適切な情報の記録／再生を行えるようにしている。しかるに、本発明者らは、特許文献１，２に記載されている面絞りを採用した際に、光ピックアップ装置の信号特性が悪化する恐れがあることを見出した。特に、近年においては、例えば青紫色半導体レーザ等のレーザ光源を用いたＢＤ（ブルーレイディスク）において情報記録層を多層化した大容量ディスクが開発されているが、このような多層式の光ディスクの記録／再生に用いると、信号特性の悪化が顕著に生じる傾向があることを見出した。しかしながら、このような対物レンズの課題及び対策については、特許文献１，２に一切記載がない。

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、部品点数を増加させることなく、信号特性を有効に向上できる光ピックアップ装置の対物レンズ及び光ピックアップ装置並びに光情報記録再生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、波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された第１光束を厚さｔ１の保護基板を介して第１光ディスクの情報記録層に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、前記第１光ディスクの情報記録層に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズは、光軸方向に向かい合う第１光学面及び第２光学面と、前記第１光学面及び前記第２光学面のうち少なくとも一方の光軸直交方向外側に設けられた面絞りとを有し、
前記面絞りを通過した光束は、前記第１光ディスクの情報記録層上において、球面収差の不連続部を有さないことを特徴とする。

本発明者らは、鋭意研究の結果、信号特性の悪化は対物レンズの形状に原因があることを見出した。以下、その原因について説明する。図１は、光ピックアップ装置の一例を示す概略図である。図２は、光ピックアップ装置に用いる従来技術にかかる対物レンズの一例を示す断面図である。

図１において、光ピックアップ装置ＰＵ０は、半導体レーザ素子ＬＤ，グレーティングＧＲ，偏光ビームスプリッタＰＢＳ，コリメートレンズＣＯＬ、λ／４波長板ＱＷＰ、対物レンズＯＢＪ’及び光検出器ＰＤから構成されている。グレーティングＧＲは、回折格子であって、半導体レーザ素子ＬＤから入射する光束を、０次光であるメインビームと、±１次光であるサイドビームに分割するものである。偏光ビームスプリッタＰＢＳは、その反射面が光軸に対して４５度傾斜した状態で配設されており、半導体レーザ素子ＬＤから出射した光束と光ディスクＯＤの情報記録層からの戻り光を分離する機能を有する。即ち、半導体レーザ素子ＬＤからの光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、光ディスクＯＤからの戻り光は、λ／４波長板ＱＷＰを２回通過することで偏光方向が変わり、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過するようになる。

対物レンズＯＢＪ’は、凸レンズであって、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された光束を、回転駆動される光ディスクＯＤの情報記録層の所望のトラック上に集束させる機能を有する。さらに、対物レンズＯＢＪ’は、図示しない二軸アクチュエータによって、二軸方向即ちフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持されている。光検出器ＰＤは、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過して入射する戻り光束に対して、４分割された受光部を有するように構成されている。

図３は、光検出器ＰＤの受光部を模式的に示す図である。光検出器ＰＤは、田の字状に配列された４つの正方形状の受光部ＰＤａ〜ＰＤｄを、この順序で反時計回りに配置している。ここで、受けた光束の光量に応じて受光部ＰＤａが出力する電気信号をＡ、受光部ＰＤｂが出力する電気信号をＢ、受光部ＰＤｃが出力する電気信号をＣ、受光部ＰＤｄが出力する電気信号をＤとする。

ここで、光検出器ＰＤの電気信号を処理して得られるＳＵＭ信号を、ＳＵＭ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄとし、同様にＦＥ信号を、ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）とする。図４は、縦軸に信号強度、横軸にフォーカシング位置をとって、ＳＵＭ信号及びＦＥ信号を示すグラフである。

このような構成の光ピックアップ装置ＰＵ０によれば、半導体レーザ素子ＬＤから出射した光束は、グレーティングＧＲによりメインビーム及び二つのサイドビームに分割された後、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、コリメートレンズＣＯＬで平行光束に変換され、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪ’を介して、光ディスクＯＤの情報記録層上に集光される。光ディスクＯＤの情報記録層で反射された戻り光は、再び対物レンズＯＢＪ’を通過し、更に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ＰＢＳを透過して、光検出器６の受光部に入射する。これにより、光検出器５の各受光部から出力される検出信号に基づいて、光ディスクＯＤの情報記録層に記録された情報の再生が行なわれると共に、フォーカスエラー信号ＦＥ及びトラッキングエラー信号ＴＥが検出される。

そして、正確な再生信号の検出のために、半導体レーザ素子ＬＤからの光束が光ディスクＯＤの情報記録層の正しい位置にスポットを形成して、正確な記録信号の再生が行なわれるように、対物レンズＯＢＪ’が、上記フォーカスエラー信号ＦＥ及びトラッキングエラー信号ＴＥに基づいて図示しない二軸アクチュエータにより制御されるようになっている。

次に、フォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号という）の検出方法について述べる。上述したように光ディスクＯＤに対して情報の記録／再生を行う場合、光ディスクＯＤの情報記録層から反射した光束が、対物レンズＯＢＪ’を通過し、光検出器ＰＤに入射したとき、図３の実線で示すスポットＳＰ１のごとく、円形で且つ各受光部ＰＤａ〜ＰＤｄに１／４円ずつ振り分けられた状態で、最適なフォーカシング位置になるものとする。かかる場合、ＦＥ信号はゼロとなる。

これに対し、図３の点線で示すスポットＳＰ２のごとく、楕円形で且つ各受光部ＰＤａ、ＰＤｃに多量の光束が照射された状態では、ＦＥ信号は、ＦＥ＞０となり、最適なフォーカシング位置からアンダー側にずれており、ＦＥ＝０となるように（図４で右方に）対物レンズＯＢＪをフォーカシング駆動する。

更に、図３の一点鎖線で示すスポットＳＰ３のごとく、楕円形で且つ各受光部ＰＤｂ、ＰＤｃに多量の光束が照射された状態では、ＦＥ信号は、ＦＥ＜０となり、最適なフォーカシング位置からオーバー側にずれており、ＦＥ＝０となるように（図４で左方に）対物レンズＯＢＪをフォーカシング駆動する。

ところで、光検出器ＰＤは、必ずしも常に正常なフォーカスエラー信号を検出できるわけではない。その理由について説明する。図２において、対物レンズＯＢＪ’は、光源側の第１光学面Ｓ１と、光ディスク側の第２光学面Ｓ２と、周囲に形成されたフランジ部ＦＬにおける光源側の第１フランジ面ＦＬ１及び光ディスク側の第２フランジ面ＦＬ２と、第１光学面Ｓ１と第１フランジ面ＦＬ１との間において開口数ＮＡに対応する高さより外側に形成された面絞りＡＰとを有する。

図２に示すように、開口数ＮＡに対応する高さより外側に形成された第１光学面Ｓ１から入射した光束は、第２光学面Ｓ２を通過して、光ディスクＯＤの情報記録層ＲＬに集光するので、その反射光を用いて、上述したＦＥ信号を形成できる。一方、面絞りＡＰを通過した光束は、本来的に光ディスクＯＤの情報記録層ＲＬに集光しないフレア光となる。ここで、従来技術にかかる対物レンズＯＢＪ’においては、面絞りＡＰから入射した光束が、第２光学面Ｓ２の一部と端面ＥＰ２の一部とを通過してしまうときの影響を考慮していない。このような場合、第２光学面Ｓ２の一部を通過した光束と、端面ＥＰ２の一部とを通過した光束とは、それぞれ異なる方向の光束へと分断されてしまい、光ディスクＯＤの情報記録層ＲＬで反射すると、それぞれがフェイクのＦＥ信号を発生させるのである。

図２に示す対物レンズの縦球面収差図の一例を、図５に示す。図５において、開口数ＮＡに対応する高さφを超えた範囲で、球面収差がゼロであるメインスポットに離れて、２つの球面収差が発生していることが分かる。これを言い換えると、面絞りＡＰを通過した光束は、光ディスクＯＤの情報記録層上において、球面収差の不連続部を有することとなる。すると、フォーカシング動作を行う際に、図６に示すように、正しいフォーカス位置を示すメインのＦＥ信号ｍ以外において、誤ったフォーカス位置を示すフェイクのＦＥ信号ｆが２カ所発生することとなり、これにより誤検出の恐れがより多く生じる。（尚、図６において、レンズとディスクの距離（ワーキングディスタンス）が長くなる方向を正の方向としている。）さらに、光ディスクの情報記録層が複数になると、記録／再生対象としている情報記録層以外の情報記録層からの反射によってもフェイクのＦＥ信号が発生する。よって情報記録層の数に乗じた数のフェイクのＦＥ信号が発生してしまい、この問題がさらに増大する。本発明者らは、かかる見地に基づき、以下のような効果を有する本発明を見出した。

図７は、本発明にかかる対物レンズの一例を示す断面図である。尚、ここでは、第１光学面Ｓ１の周囲に面絞りＡＰを設けた例を示すが、その代わりに第２光学面Ｓ２の周囲に面絞りを設けても良いし、或いは両光学面の周囲に面絞りを設けても良い。図７において、本発明の対物レンズＯＢＪは、図２に示す従来技術にかかる対物レンズＯＢＪ’において、面絞りＡＰを通過した光束が全て第２光学面Ｓ２を通過するようにした構成である。より具体的には、第１光学面Ｓ１に交差する面絞りＡＰは、ここではテーパ状の平面からなる連続した屈折面となっている。面絞りＡＰを通過した光束は、更に第２光学面Ｓ２を通過した後、光ディスクＯＤの情報記録層ＲＬに集光しないフレア光となる。本発明にかかる対物レンズＯＢＪにおいては、面絞りＡＰを通過した光束は全て、連続した屈折面である第２光学面Ｓ２を通過するので、フレア光の球面収差を示した縦球面収差図において球面収差の不連続部を有することがない。

図７に示す対物レンズの縦球面収差図の一例を、図８に示す。図８において、開口数ＮＡに対応する高さφを超えた範囲で、球面収差がゼロであるメインスポットに離れて、１つのみの球面収差が発生していることが分かる。これを言い換えると、面絞りＡＰを通過した光束は、光ディスクＯＤの情報記録層上において、球面収差の不連続部を有しないこととなる。つまり、フォーカシング動作を行う際に、図９に示すように、正しいフォーカス位置を示すメインのＦＥ信号ｍ以外において、誤ったフォーカス位置を示すフェイクのＦＥ信号ｆは１カ所のみ発生することになるので、メインのＦＥ信号ｍに対して容易に見分けることができ、誤検出の恐れが著しく低下することとなる。（尚、図９において、レンズとディスクの距離（ワーキングディスタンス）が長くなる方向を正の方向としている。）又、以上の例に限らず、光学面を通過した光束と面絞りを通過した光束の球面収差が連続していた場合でも、縦球面収差図において両球面収差が互いに略直交するほど急激に変化していて、面絞りを通過した光束の球面収差が不連続部を有さないときは（図１７参照）、フェイクのＦＥ信号が発生しない、または、その強度が小さいため効果がある。

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、前記面絞りから入射した全ての光束は前記対物レンズの連続面を介して出射し、或いは前記面絞りから出射する全ての光束は前記対物レンズの連続面を介して入射することを特徴とする。これにより前記面絞りを通過した光束は、前記第１光ディスクの情報記録層上において、球面収差の不連続部を有しないようにできる。

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１光学面又は前記第２光学面の、前記面絞りとの境界付近を通過した光束と、前記面絞りを通過した光束との縦球面収差図におけるオフセット量をＸ（μｍ）とし、前記面絞りを通過した光束の縦球面収差図における傾きをＹとすると、Ｙが正の値のときは以下の条件（１）又は（２）を満たし、Ｙが負の値のときは以下の条件（３）又は（４）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ。
０≦Ｘ＜３のとき Ｙ≦１．５Ｘ＋３ （１）
３≦｜Ｘ｜のとき Ｙは任意の値 （２）
０≦Ｘ＜３のとき Ｙ≧―０．１Ｘ−０．８ （３）
３≦Ｘのとき Ｙは任意の値 （４）

上記条件を満たすことで、面絞りを通過した光束を確実に、光ディスクの記録／再生に悪影響を及ぼすことのないフレア光とすることができる。

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、前記対物レンズのＮＡは０．８以上、０．９５以下であり、前記第１光ディスクはＢＤであることを特徴とする。

一般的に、ＮＡが０．８以上の対物レンズは、第１光学面の曲率半径が比較的小さくなるため、転写成形が比較的困難である。特に、第１光学面の外周部の形状を精度良く形成することは難しいから、ここに発散光などが入射すると高次収差を生じやすくなる。又、いわゆるスリムタイプと呼ばれる薄形の光ピックアップ装置の場合、対物レンズの軸上厚さを極力抑えることが要求されるため、これに応じてフランジ部の厚さを極力薄くしているが、薄くしすぎると、例えば対物レンズがプラスチック製である場合、樹脂がフランジ部に入り込みにくくなってしまい、また、対物レンズがガラス製である場合、フランジ部が割れやすくなってしまい、製造がより困難になるうえ、レンズ保持も難しくなる。これに対し、本発明は、例えば第１光学面の外側につながるようにして面絞りを形成することで、ＮＡが高い対物レンズにおいて、精度よく形成しにくい光学面の最外周部の性能を保証しなければならない領域を減らすことができ、発散光等が対物レンズに入射した際でも、高次収差の発生を抑えることができる。つまり、第１光学面の外側における製造誤差の許容範囲を広げることができ、製造容易性を高めることができる。更には、対物レンズの軸上厚さを抑えた場合でも、面絞りを設けることでフランジ部の厚さを厚くでき、対物レンズの製造容易性を確保しつつ、レンズ保持も確実に行える。

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光ディスクは光束の入射方向に重ねた複数の情報記録層を有することを特徴とする。光束の入射方向に重ねた複数の情報記録層を有する光ディスクとは、いわゆる多層式の光ディスクである。図６から明らかなように、従来の対物レンズは、情報記録層が単一であっても、２つもしくはそれ以上のフェイクのＦＥ信号を発生させる恐れがある。つまり、情報記録層が複数であれば、その数に乗じた数のフェイクのＦＥ信号が発生することとなり、メインのＦＥ信号と区別することが一層困難となる。本発明の対物レンズによれば、フェイクのＦＥ信号の発生を抑制できるので、多層式の光ディスクを使用する場合でも誤検出を抑制できる。

又、多層式の光ディスクを記録・再生するピックアップでは、通常コリメートレンズ等のカップリングレンズを光軸方向に移動させ、対物レンズへの入射光束の収束角又は発散角を変えることで各情報記録層を選択する。対物レンズと別体の絞り部材のみを使用する場合には、光源側レンズ面の有効径（第１光学面径）が変化してしまい、最も広い有効径まで収差性能を保証しなければならない。これでは面法線角が大きくなるため最も製造が困難な箇所である有効径付近の領域を広げることになり、益々製造が難しくなってしまう。一方本発明のように面絞りを有している対物レンズを使用する場合では、収束光束を入射させた場合と発散光束を入射させた場合とで有効径（第１光学面径）変化が抑制され、性能補償すべき領域を最小限に抑えることができるため、設計及び製造が容易になる。

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、前記光ピックアップ装置は、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源を有し、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／又は再生を行うことを特徴とする。例えば、ＢＤとＤＶＤとに対して互換可能に情報の記録／再生を行う光ピックアップ装置に用いる対物レンズにおいては、像高特性の確保はＢＤとＤＶＤとでトレードオフの関係があり、両波長ともに像高特性が最善となる設計が行えない。このような場合、成形が困難で製造誤差の発生頻度が高い第１光学面又は第２光学面の有効径が広がった部分を通過した光束は、像高特性を更に悪化させてしまう。それに対して、本発明の対物レンズを用いると、第１光学面又は第２光学面の有効径の外周部分の製造誤差が許容されるので、像高特性が設計上最善ではない特性である場合の、製造誤差による像高特性のさらなる悪化を回避することができる。

請求項７に記載の対物レンズは、請求項６に記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、第３波長λ３（ｎｍ）（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源を有し、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／又は再生を行うことを特徴とする。例えば、ＢＤとＤＶＤとＣＤとに対して互換可能に情報の記録／再生を行う光ピックアップ装置に用いる対物レンズにおいても、像高特性の確保はＢＤとＤＶＤとＣＤとでトレードオフの関係があり、３波長ともに像高特性が最善となる設計が行えない。このような場合、成形が困難で製造誤差の発生頻度が高い第１光学面又は第２光学面の有効径外の部分を通過した光束は、像高特性を更に悪化させてしまう。それに対して、本発明の対物レンズを用いると、第１光学面又は第２光学面の有効径の外周部分の製造誤差が許容されるので、像高特性が設計上最善ではない特性である場合の、製造誤差による像高特性のさらなる悪化を回避することができる。又、ＢＤとＤＶＤとＣＤとに対して互換可能に情報の記録／再生を行う光ピックアップ装置においては、最も保護基板の厚いＣＤにおいてワーキングディスタンスが小さくなる傾向がある。ワーキングディスタンスを確保するために、対物レンズの軸上厚さを抑えると、それに応じてフランジ部の厚さも薄くなるが、薄くしすぎると、例えば対物レンズがプラスチック製である場合、樹脂がフランジ部に入り込みにくくなってしまい、また、対物レンズがガラス製である場合、フランジ部が割れやすくなってしまい、製造がより困難になるうえ、レンズ保持も難しくなる。対物レンズこれに対し、本発明によれば、対物レンズの軸上厚さを抑えた場合でも、面絞りを設けることでフランジ部の厚さを厚くでき、対物レンズの製造容易性を確保しつつ、レンズ保持も確実に行える。

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、前記面絞りは、前記第１光学面に接続するテーパ状の平面からなる屈折面を有し、前記面絞りから入射した全ての光束は、前記第２光学面、端面、及び前記第２光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより出射することを特徴とする。

請求項９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、前記面絞りは、前記第１光学面に接続する曲面からなる屈折面を有し、前記面絞りから入射した全ての光束は、前記第２光学面、端面、及び前記第２光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより出射することを特徴とする。

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、前記面絞りは、前記第１光学面に接続する回折面を有し、前記面絞りから入射した全ての光束は、前記第２光学面、端面、及び前記第２光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより出射することを特徴とする。

請求項１１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、前記面絞りは、前記第２光学面に接続するテーパ状の平面からなる屈折面を有し、前記面絞りから出射する全ての光束は、前記第１光学面、端面、及び前記第１光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより入射することを特徴とする。

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、前記面絞りは、前記第２光学面に接続する曲面からなる屈折面を有し、前記面絞りから出射する全ての光束は、前記第１光学面、端面、及び前記第１光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより入射することを特徴とする。

請求項１３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、前記面絞りは、前記第２光学面に接続する回折面を有し、前記面絞りから出射する全ての光束は、前記第１光学面、端面、及び前記第１光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより入射することを特徴とする。

請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至１３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１５に記載の光情報記録再生装置は、請求項１４に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする。

本発明に係る光ピックアップ装置は、第１光源を有するが、更に第２光源、第３光源を有していても良い。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層上に集光させる集光光学系を有するが、かかる集光光学系は、第２光束を第２光ディスクの情報記録層上に集光させ、第３光束を第３光ディスクの情報記録層上に集光させるために兼用されても良い。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスクの情報記録層からの反射光束を受光する受光素子を有するが、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録層からの反射光束を受光する受光素子を有していても良い。

第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録層とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録層とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録層とを有する。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、複数の情報記録層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（５）、（６）、（７）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層までの保護基板の厚さのことをいう。

０．０２０ｍｍ ≦ ｔ１ ≦ ０．１２５ｍｍ （５）
０．５ｍｍ ≦ ｔ２ ≦０．７ｍｍ （６）
１．０ｍｍ ≦ ｔ３ ≦１．３ｍｍ （７）

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（８）、（９）を満たすことが好ましい。
１．５・λ１ ＜ λ２ ＜ １．７・λ１ （８）
１．８・λ１ ＜ λ３ ＜ ２．０・λ１ （９）

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。

また、第１光源の他に、第２光源又は第３光源を用いる場合、そのうち少なくとも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層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。

本発明の面絞りを有する対物レンズを用いれば、別体の絞りを有さない光ピックアップ装置を得ることも可能だが、光ピックアップ装置は、対物レンズに入射する光束の径を規制する、対物レンズとは別体の絞りを有していてもよい。面絞りのさらに外側の端面やフランジ面に光が入射し、そこで反射された光束が、受光素子に入射してしまい不要光として悪影響を与える可能性もある。そこで、面絞りを有する本発明の対物レンズを用いたとしても、端面やフランジ面に光が入射することを防止するために別体の絞りを、光ピックアップ装置に設けるようにしてもよい。

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層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、Ｒ^a及びＲ^b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、Ｓａｎｔｉｃｉｚｅｒ２７８、Ｐａｒａｐｌｅｘ Ｇ４０、Ｄｒａｐｅｘ３３４Ｆ、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、ＴＯＰＡＳＡＤＶＡＮＣＥＤ 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。

対物レンズの形状について、以下に記載する。本発明の対物レンズは、光軸方向に向かい合う第１光学面及び第２光学面と、第１光学面及び第２光学面のうち少なくとも一方の光軸直交方向外側に設けられた面絞りとを有する。第１光学面及び第２光学面のうち少なくとも一方と、面絞りとは、有効径に対する高さ位置を境に接していることが好ましい。第１光学面の近軸曲率半径の絶対値は、第２光学面の近軸曲率半径の絶対値よりも小さくなっていることが好ましい。一般的には、第１光学面が光源側の光学面であり、第２光学面が光ディスク側の光学面である。対物レンズは好ましくはフランジ部を有する。フランジ部は、光源側の第１フランジ面と、光ディスク側の第２フランジ面とを有する。第１フランジ面及び／又は第２フランジ面は、端面を有していて良い。かかる場合には、第１光学面及び第２光学面のうち少なくとも一方と、端面との間に、面絞りが形成される。端面とは、略光軸直交方向に延在する平面であることが好ましい。尚、第１光学面側の端面やフランジ面を、粗面や斜面にすることにより、端面やフランジ面に入射した光束が反射され、光検出器に不要光として入射し悪影響を及ぼす可能性を低減でき、結果として、光ピックアップ装置において別体の絞りを不要とできるため好ましい。

面絞りは、以下の定義（１）〜（５）の内の一つもしくは複数の組み合わせが適用される。
定義（１）面絞りとは、第１光学面及び第２光学面の有効径外に設けられた面であり、第１光学面及び第２光学面を通過した光束に対して、不連続な球面収差を発生させるものをいう（図８参照）。不連続な球面収差とは、対物レンズを通過した光束の縦球面収差図で、第１または第２光学面と面絞りの境界において、グラフが不連続部を有していることをいう。
定義（２）面絞りとは、第１光学面及び第２光学面のうち少なくとも一方の光軸直交方向外側であって、それと同じ側に位置するフランジ面の光軸直交方向内側に設けられ、光学面（光学面が回折面の場合は輪帯内光学面）と面絞り（面絞りが回折面の場合は輪帯内光学面）との境で、面の法線方向が不連続に変化するようになっているものをいう。（図７、図１０、図１１、図１５参照）
定義（３）面絞りとは、第１光学面及び第２光学面の有効径外に設けられた面であり、面絞りを通過した光は光ディスクに入射するが、その反射光を情報の記録／再生に用いないものをいう。
定義（４）面絞りと、それに接する光学面とに、それぞれ回折構造が設けられている場合、有効径内の光学面を通過した光束と、有効径外の面絞りを通過した光束とで球面収差は不連続となり、面絞りを通過した光束内においては球面収差が連続であるものをいう。
定義（５）面絞りとは、第１光学面及び第２光学面の有効径外に設けられた面であり、第１光学面又は第２光学面の、面絞りとの境界付近を通過した光束と、面絞りを通過した光束との縦球面収差図におけるオフセット量をＸ（μｍ）とし、面絞りを通過した光束の縦球面収差図における傾きをＹとすると、Ｙが正の値のときは以下の条件（１）又は（２）を満たし、Ｙが負の値のときは以下の条件（３）又は（４）を満たすものをいう。
０≦Ｘ＜３のとき Ｙ≦１．５Ｘ＋３ （１）
３≦Ｘのとき Ｙは任意の値 （２）
０≦Ｘ＜３のとき Ｙ≧―０．１Ｘ−０．８ （３）
３≦Ｘのとき Ｙは任意の値 （４）

以下に、上記定義（５）について詳細に説明する。図３０に示すように、第１光学面又は第２光学面の、面絞りとの境界付近を通過した光束（メイン光）と、面絞りを通過した光束（不要光）との縦球面収差図における、メイン光から１番近い不要光の距離をオフセット量をＸ（μｍ）とし、面絞りを通過した光束の縦球面収差図におけるメイン光から1番近い不要光と1番遠い不要光の傾きｄｙ／ｄｘをＹとする。(ｄｙ：光線の高さの変化量、ｄｘ：デフォーカスの変化量である)尚、図３０において、光線の高さが１のところが、第１の光学面の面径であり、それ以上の高さが、面絞りとなっている。また、図３０においては、Ｙの値が正の値（Ｙ＞０）となっている。

ここで、ＸとＹの値を様々に変化させ、不要光がメイン光のスポットに悪影響を及ぼさないＸ，Ｙの範囲をシミュレーションによって検討した。即ち、面絞りとして機能し得るＸ，Ｙの値を検討した。より具体的には、有効径Φ３(ＮＡ０．８５)の対物レンズを用いて、Φ３からΦ３．２の領域に面絞りを設け、その面絞り形状を変えて、様々なＸ、Ｙの値となる設計例を評価検討した。その複数の設計例について、Φ３とΦ３．２の光を照射した時のＮＡの比を求め、０．９９＜ （Φ３．２ＮＡ／Φ３ＮＡ）＜１．０１の範囲になるものは、不要光がメイン光のスポットに悪影響を及ぼしていないものと評価し、当該条件を満たすＸ，Ｙの範囲を検討した。

Ｙ＞０の設計例について、複数の設計例の検討結果を示したものが図３１である。図３１の○が、不要光がメイン光のスポットに悪影響を及ぼしておらず、面絞りとして機能している設計例であり、×が、不要光がメイン光のスポットに悪影響を及ぼしてしまい、面絞りとして機能していない設計例である。この図から、面絞りとして機能するためには、０≦Ｘ＜３のときは、Ｙ≦１．５Ｘ＋３を満たすことが好ましく、３≦Ｘのときは、Ｙは任意の値でよいことがわかる。

なお、Ｘ＜０の場合は、面絞りに入射した光が連続面に入射しない可能性が増加するため、Ｘ≧０であることが好ましい。

図３２は、Ｙの値が負の値（Ｙ＜０）となっている縦球面収差図である。

このようなＹ＜０の設計例について、複数の設計例の検討結果を示したものが図３３である。図３３の○が、不要光がメイン光のスポットに悪影響を及ぼしておらず、面絞りとして機能している設計例であり、×が、不要光がメイン光のスポットに悪影響を及ぼしてしまい、面絞りとして機能していない設計例である。この図から、面絞りとして機能するためには、０≦Ｘ＜３のときは、Ｙ≧―０．１Ｘ−０．８を満たすことが好ましく、３≦Ｘのときは、Ｙは任意の値でよいことがわかる。

以上のようにして、定義（５）が求められている。

次に、面絞りの形状としては、光軸を含む対物レンズの断面形状で見た場合、球面、非球面、平面のいずれかの屈折面、又は回折面のいずれでもよい。面絞りの形状が、光軸を含む対物レンズの断面形状で平面である場合、光軸直交方向に対して傾いているテーパ形状であることが好ましい。また、面絞りは、単一関数形状を有すると好ましい。単一関数形状とは、非球面もしくは球面を表す単一の関数、平面を表す単一の関数もしくは単一の光路差関数で表される形状をいう。また、面絞りの形状は、面絞りが球面、非球面、平面何れの場合においても、図１８Ａのように、光学面を延長した形状ＳＸ１（点線で表している）よりも、より立ち上がる形状である面絞りＡＰ１と、図１８Ｂのように、光学面を延長した形状ＳＸ２（点線で表している）よりも、より寝る形状の面絞りＡＰ２の何れも取り得る。このとき、図１８Ａのように、面絞りの形状は、光学面を延長した形状ＳＸ１よりも、より立ち上がる形状の面絞りＡＰ１であることが好ましい。なぜなら、対物レンズの軸上厚さを抑えたとしても、フランジ部の厚さが薄くなるのを防止でき、フランジ部を厚く保つことができるというのが、理由の一つである。また、ＮＡが０．８０以上、０．９５以下のような高ＮＡの対物レンズにおいては、光学面周辺部は見込み角度が大きく、比較的寝ている形状であるため、図１８Ａのように、より立ち上がる形状の方が、光学面と面絞りとで形状の差異を付けやすく、フレアをより遠くに飛ばしやすいという利点や、連続面を通過させやすいという利点もある。

また、光学面と面絞りは段差を介さずに接続されていてもよいし、段差を介して接続されていてもよい。さらに、図１９Ａに示すように、光学面が回折面ＤＳであって、面絞りＡＰ１が回折構造を有さない非球面屈折面である場合、光学面の母非球面ＭＳ１（点線で表している）と面絞りＡＰ１の非球面形状を同一としてもよい。または、図１９Ｂに示すように、少なくとも光学面の外周近辺ＲＳの形状が非球面屈折面であって、面絞りが回折面ＡＰ２である場合、光学面の非球面形状と面絞りの母非球面ＭＳ２（点線で表している）を同一としてもよい。

第１光学面の外側に設けられた面絞りから入射した全ての光束は、対物レンズの第２光学面側の連続面を介して出射することが好ましい。或いは、第２光学面の外側に設けられた面絞りから出射する全ての光束は、対物レンズの第１光学面側の連続面を介して入射すると好ましい。ここで、「連続面」とは、単一関数形状を有する面であることが好ましい。単一関数形状とは、非球面もしくは球面を表す単一の関数、平面を表す単一の関数もしくは単一の光路差関数で表される形状をいう。連続面は、光軸を含む対物レンズの断面形状で見た場合、球面、非球面、平面のいずれかの屈折面、又は回折面のいずれでもよい。

例えば、第１光学面の外側に設けられた面絞りから入射した全ての光束が、対物レンズの第２光学面（単一の非球面関数で表現できる形状）を介して出射するか、第１光学面の外側に設けられた面絞りから入射した全ての光束が、対物レンズの第２光学面側の端面（単一の平面）を介して出射するか、第１光学面の外側に設けられた面絞りから入射した全ての光束が、対物レンズの第２光学面側の第２面絞り（屈折面又は回折面）を介して出射するものが好ましい例として挙げられる。

または、例えば、第２光学面の外側に設けられた面絞りから出射する全ての光束が、対物レンズの第１光学面（単一の非球面関数で表現できる形状または単一の光路差関数で表現できる形状）を介して入射するか、第２光学面の外側に設けられた面絞りから出射する全ての光束が、対物レンズの第１光学面側の端面（単一の平面）を介して入射するか、第２光学面の外側に設けられた面絞りから出射する全ての光束が、対物レンズの第１光学面側の第２面絞り（屈折面又は回折面）を介して入射するものが好ましい例として挙げられる。

以下、図を用いて、好ましい態様をいくつか例示する。

図１０は、面絞りが、光軸を含む対物レンズの断面形状において、第１光学面Ｓ１に接続するテーパ状の平面からなる屈折面ＴＰである例を示している。面絞りＴＰから入射した全ての光束は、図１０Ａの例においては、第２光学面Ｓ２から出射され、図１０Ｂの例においては、光軸に直交した平面からなる端面ＥＰから出射され、及び図１０Ｃの例においては、第２光学面の外側に設けられた第２面絞りＡＰから出射される。

又、図１１は、面絞りが、光軸を含む対物レンズの断面形状において、第１光学面Ｓ１に接続する曲面からなる屈折面ＣＰである例を示している。面絞りＣＰから入射した全ての光束は、図１１Ａの例においては、第２光学面Ｓ２から出射され、図１１Ｂの例においては、光軸に直交した平面からなる端面ＥＰから出射され、及び図１１Ｃの例においては、第２光学面の外側に設けられた第２面絞りＡＰから出射される。

又、図１２は、面絞りが光軸を含む対物レンズの断面形状において、第１光学面Ｓ１に接続する回折面Ｄである例を示している。面絞りＤから入射した全ての光束は、図１２Ａの例においては、第２光学面Ｓ２から出射され、図１２Ｂの例においては、光軸に直交した平面からなる端面ＥＰから出射され、及び図１２Ｃの例においては、第２光学面の外側に設けられた第２面絞りＡＰから出射される。

又、例えば、面絞りが、第２光学面に接続するテーパ状の平面からなる屈折面である場合、面絞りから出射する全ての光束は、第１光学面、第１光学面側の端面、及び第１光学面の外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより入射した光束とする態様等が好ましい例として挙げられる。

又、例えば、面絞りが、第２光学面に接続する曲面からなる屈折面である場合、面絞りから出射する全ての光束は、第１光学面、第１光学面側の端面、及び第１光学面の外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより入射した光束とする態様等が好ましい例として挙げられる。

又、例えば、面絞りが、第２光学面に接続する回折面である場合、面絞りから出射する全ての光束は、第１光学面、第１光学面側の端面、及び第１光学面の外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより入射した光束とする態様等が好ましい例として挙げられる。

対物レンズは光路差付与構造を有していても良い。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。回折面とは回折構造を有する面をいう。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１３Ａ、図１３Ｂ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１３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Ｐという。（図１３Ａ、図１３Ｂ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１３Ａ参照）

また、階段型構造とは、図１３Ｃ、図１３Ｄ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。尚、本明細書中、「Ｖレベル」とは、階段型構造の１つの階段単位において光軸垂直方向に対応する（向いた）輪帯状の面（以下、テラス面と称することもある）が、段差によって区分けされＶ個の輪帯面毎に分割されていることをいい、特に３レベル以上の階段型構造は、小さい段差と大きい段差を有することになる。

例えば、図１３Ｃ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１３Ｄ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。２レベルの階段型構造について、以下に説明する。光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、対物レンズの光軸を含む複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する複数の段差面Ｐａ、Ｐｂと、隣接する段差面Ｐａ、Ｐｂの光源側端同士を連結する光源側テラス面Ｐｃと、隣接する段差面Ｐａ、Ｐｂの光ディスク側端同士を連結する光ディスク側テラス面Ｐｄとから形成され、光源側テラス面Ｐｃと光ディスク側テラス面Ｐｄとは、光軸に交差する方向に沿って交互に配置される。

また、階段型構造において、１つの階段単位の光軸垂直方向の長さをピッチＰという。（図１３Ｃ、図１３Ｄ参照）また、階段の光軸に平行方向の段差の長さを段差量Ｂ１，Ｂ２という。３レベル以上の階段型構造の場合、大段差量Ｂ１と小段差量Ｂ２とが存在することになる。（図１３Ｃ参照）

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１３Ａ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１３Ｂ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。

光路差付与構造が、階段型構造を有する場合、図１３Ｃで示されるような５レベルの階段単位が、繰り返されるような形状等があり得る。さらに、光軸から離れる方向に進むに従って、徐々に階段単位のピッチが長くなっていく形状や、徐々に階段単位のピッチが短くなっていく形状であってもよい。

また、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、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。

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。

また、対物レンズは、以下の条件式(８)を満たすことが好ましい。
０．９≦ｄ／ｆｏ≦１．５ （８）
但し、ｄは、対物レンズの光軸上の厚さ（ｍｍ）を表し、ｆｏは、第１光束における対物レンズの焦点距離を表す。なお、ｆｏは、１．０ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下となることが好ましい。

ＢＤのような短波長、高ＮＡの光ディスクに対応する対物レンズの場合、対物レンズの焦点距離に対する光軸上の厚さの比が大きくなりすぎると、対物レンズに対して軸外光束が入射した際に非点収差が発生しやすくなったり、作動距離が確保出来なくなるという課題が生じる。一方、対物レンズの焦点距離に対する光軸上の厚さの比が小さくなりすぎると、面シフト感度が大きくなるという課題が生じる。条件式（１３）を満たすことにより非点収差の発生や面シフト感度を抑制することが可能となる。

また、第１光ディスクを用いる際の対物レンズの作動距離は、０．１５ｍｍ以上、１．０ｍｍ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、部品点数を増加させることなく、信号特性を有効に向上できる光ピックアップ装置の対物レンズ及び光ピックアップ装置並びに光情報記録再生装置を提供することも可能となる。

光ピックアップ装置の一例を示す概略図である。 光ピックアップ装置に用いる従来技術にかかる対物レンズの一例を示す断面図である。 光検出器ＰＤの受光面を模式的に示す図である。 従来技術の対物レンズを用いた場合において、縦軸に信号強度、横軸にフォーカシング位置をとって、ＳＵＭ信号及びＦＥ信号を示すグラフである。 図２に示す対物レンズの縦球面収差図の一例を示す図である。 横軸をフォーカス方向とし、メインのＦＥ信号ｍと、フェイクのＦＥ信号ｆを示す図である。 本発明にかかる対物レンズの一例を示す断面図である。 図７に示す対物レンズの縦球面収差図の一例を示す図である。 本発明の対物レンズを用いた場合において、縦軸に信号強度、横軸にフォーカシング位置をとって、ＳＵＭ信号及びＦＥ信号を示すグラフである。 面絞りの一例を示す図である。 面絞りの一例を示す図である。 面絞りの一例を示す図である。 面絞りの一例を示す図である。 面絞りの一例を示す図である。 面絞りの一例を示す図である。 面絞りの一例を示す図である。 面絞りの一例を示す図である。 面絞りの一例を示す図である。 光路差付与構造の例を示す図である。 光路差付与構造の例を示す図である。 光路差付与構造の例を示す図である。 光路差付与構造の例を示す図である。 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／再生を行うことができる光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。 光ピックアップ装置ＰＵ１で用いる対物レンズＯＢＪの断面図であり、左側が光源側であり、右側が光ディスク側である。 多層式のＢＤに対して適切に情報の記録／再生を行うことができる光ピックアップ装置ＰＵ２の構成を概略的に示す図である。 面絞りを設けた対物レンズにかかる縦球面収差図の一例である。 面絞りの形状を示す図である。 面絞りの形状を示す図である。 面絞りの形状を示す図である。 面絞りの形状を示す図である。 実施例１にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図である。 実施例１にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの縦球面収差図である。 実施例２にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図である。 実施例２にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの縦球面収差図である。 実施例３にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図である。 実施例３にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの縦球面収差図である。 実施例４にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図である。 実施例４にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図である。 実施例４にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図である。 実施例４にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの縦球面収差図である。 実施例４にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの縦球面収差図である。 実施例４にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの縦球面収差図である。 比較例にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図である。 比較例にかかる波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの縦球面収差図である。 不要光の傾きが正の場合における縦球面収差図の例を示す図である。 Ｙ＞０の設計例について、複数の設計例の検討結果を示した図である。 不要光の傾きが正の場合における縦球面収差図の例を示す図である。 Ｙ＜０の設計例について、複数の設計例の検討結果を示した図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１４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。図１５は、光ピックアップ装置ＰＵ１で用いる対物レンズＯＢＪの断面図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、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ＯＢＪ、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。半導体レーザから出射した光束を分割するグレーティングは省略している。

図１５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ＯＢＪにおいて、光軸を含み互いに向かい合う光源側の第１光学面Ｓ１及び光ディスク側の第２光学面Ｓ２と、第１光学面Ｓ１及び第２光学面Ｓ２の周囲に形成されたフランジ部ＦＬの光源側の第１フランジ面ＦＬ１と、フランジ部ＦＬの光ディク側の第２フランジ面ＦＬ２と、第１フランジ面ＦＬ１に対して光ディスク側にシフトした第１端面ＥＰ１と、第２フランジ面ＦＬ２に対して光源側にシフトした第２端面ＥＰ２と、光軸を含む対物レンズの断面形状において第１光学面Ｓ１と第１端面ＥＰ１との間を接続するように形成されたテーパ状の平面の屈折面からなる面絞りＡＰとを有する。フランジ面ＦＬ１，ＦＬ２，端面ＥＰ１，ＥＰ２は、光軸に直交しているか、又は若干傾いていると好ましい。又、対物レンズは、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ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用の第１光路差付与構造が形成され、中間領域ＭＤにはＢＤ／ＤＶＤ互換用の第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が、形成されていなくても良い。周辺領域ＯＴの外側には、面絞りＡＰが形成されている。

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ＯＢＪに入射する。ここで、対物レンズＯＢＪ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の情報記録層ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。尚、面絞りＡＰを通過した光束の全ては、対物レンズの第２光学面Ｓ２を通過した上で、情報記録層ＲＬ１上でフレアとなる。そのため、面絞りを通過した光束は、第１光ディスクの情報記録層上において、球面収差の不連続部を有さない。

情報記録層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ＯＢＪ、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ＯＢＪ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、温度が変化した場合や、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、温度変動、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ＯＢＪに入射する。ここで、対物レンズＯＢＪの中央領域と中間領域により集光された光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＤＶＤの情報記録層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。尚、周辺領域ＯＴを通過した光束は、情報記録層ＲＬ２上でフレアとなる。さらに、面絞りＡＰを通過した光束の全ては、対物レンズの第２光学面Ｓ２を通過した上で、情報記録層ＲＬ２上でフレアとなる。そのため、面絞りを通過した光束は、第２光ディスクの情報記録層上において、球面収差の不連続部を有さない。

情報記録層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ＯＢＪ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。

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ＯＢＪに入射する。ここで、対物レンズＯＢＪの中央領域により集光された光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＣＤの情報記録層ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。尚、中間領域ＭＤ、周辺領域ＯＴを通過した光束は、情報記録層ＲＬ３上でフレアとなる。さらに、面絞りＡＰを通過した光束の全ては、対物レンズの第２光学面Ｓ２を通過した上で、情報記録層ＲＬ３上でフレアとなる。そのため、面絞りを通過した光束は、第３光ディスクの情報記録層上において、球面収差の不連続部を有さない。

情報記録層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ＯＢＪ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。

本実施の形態では、面絞りＡＰを通過した光束が全て、連続面である第２光学面Ｓ２のみを通過するため、フェイクのＦＥ信号が１個しか出現しないので、従来の対物レンズを用いた場合に比べるとフェイクのＦＥ信号の数が低下し、誤検出を回避しやすくなっている。また、光束の発散度の変化や、別体の絞りと対物レンズの軸合わせの誤差等に起因して有効径外に入射した光束は、面絞りによってフレア光となるため、対物レンズの有効径外までも光学面の光学性能を保証する必要がなくなり、製造がより容易となる。

（第２の実施形態）
次に、多層式のＢＤ専用の光ピックアップ装置について説明する。図１６は、厚さ方向に３つの情報記録層ＲＬ１〜ＲＬ３（光ディスクの光束入射面からの距離が小さい順にＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３とする）を有する光ディスクであるＢＤに対して、適切に情報の記録／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ＰＵ２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ＰＵ２は、スリムタイプの光ピックアップ装置（点線で外形を概略的に示す）である。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。例えば、図１６ではＢＤ専用の光ピックアップ装置を示しているが、上述のように対物レンズＯＢＪをＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用としたり、或いはＤＶＤ／ＣＤ用の対物レンズを別個に配置することで、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換用の光ピックアップ装置とすることもできる。

光ピックアップ装置ＰＵ２は、面絞りＡＰを有する対物レンズＯＢＪ、対物レンズＯＢＪをフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動させ、光ディスクのラジアル方向、及び／または、タンジェンシャル方向に傾ける３軸アクチュエータＡＣ２、λ／４波長板ＱＷＰ、立ち上げミラーＭＲ、正の屈折力を有する正レンズＬ２と負の屈折力を有する負レンズＬ３とを有するカップリングＣＬ、正レンズＬ２のみ光軸方向に移動させる１軸アクチュエータＡＣ１、偏光プリズムＰＢＳ、４０５ｎｍのレーザ光束（光束）を射出する半導体レーザＬＤ、センサ用レンズＳＬ、ＢＤの情報記録層ＲＬ１〜ＲＬ３からの反射光束を受光する受光素子ＰＤを有する。また、対物レンズは、図７に示すようなものである。

本実施の形態においては、カップリングレンズＣＬは、偏光プリズムＰＢＳとλ／４波長板ＱＷＰとの間に配置されている。半導体レーザＬＤから、負レンズＬ３、正レンズＬ２の順で配置されているが、半導体レーザＬＤから、正レンズＬ２、負レンズＬ３の順で配置しても良い。又、負レンズＬ３が光軸方向に移動可能となっており、正レンズＬ２は光ピックアップ装置に固定されている。

まず、ＢＤの第１の情報記録層ＲＬ１に対して記録／再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２は、１軸アクチュエータＡＣ１により実線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザＬＤから射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＬの負レンズＬ３を通過して発散角が増大され、更に正レンズＬ２を通過して弱い収束光束とされた後、立ち上げミラーＭＲで反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって第１の厚さの透明基板ＰＬ１を介して、実線で示すように第１の情報記録層ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。尚、面絞りＡＰを通過した光束の全ては、対物レンズの第２光学面Ｓ２を通過した上で、情報記録層ＲＬ１上でフレアとなる。そのため、面絞りを通過した光束は、情報記録層ＲＬ１上において、球面収差の不連続部を有さない。

第１の情報記録層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ＯＢＪ、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、立ち上げミラーＭＲで反射され、コリメートレンズＣＬの正レンズＬ２及び負レンズＬ３を通過して収束光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、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、３軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、第１の情報記録層ＲＬ１に記録された情報を読み取ることができる。

次に、ＢＤの第２の情報記録層ＲＬ２に対して記録／再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２は、１軸アクチュエータＡＣ１により一点鎖線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザＬＤから射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＬの負レンズＬ３を通過して発散角が増大され、更に正レンズＬ２を通過して略平行光束とされた後、立ち上げミラーＭＲで反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって第２の厚さ（第１の厚さより厚い）の透明基板ＰＬ２を介して、一点鎖線で示すように第２の情報記録層ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。尚、面絞りＡＰを通過した光束の全ては、対物レンズの第２光学面Ｓ２を通過した上で、情報記録層ＲＬ２上でフレアとなる。そのため、面絞りを通過した光束は、情報記録層ＲＬ１上において、球面収差の不連続部を有さない。

第２の情報記録層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ＯＢＪ、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、立ち上げミラーＭＲで反射され、コリメートレンズＣＬの正レンズＬ２及び負レンズＬ３を通過して収束光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、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、３軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、第２の情報記録層ＲＬ２に記録された情報を読み取ることができる。

次に、ＢＤの第３の情報記録層ＲＬ３に対して記録／再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズＣＬの正レンズＬ２は、１軸アクチュエータＡＣ１により点線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザＬＤから射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光プリズムＰＢＳを透過し、コリメートレンズＣＬの負レンズＬ３を通過して発散角が増大され、更に正レンズＬ２を通過して弱い発散光束とされた後、立ち上げミラーＭＲで反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって第３の厚さ（第２の厚さより厚い）の透明基板ＰＬ３を介して、点線で示すように第３の情報記録層ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。尚、面絞りＡＰを通過した光束の全ては、対物レンズの第２光学面Ｓ２を通過した上で、情報記録層ＲＬ３上でフレアとなる。そのため、面絞りを通過した光束は、情報記録層ＲＬ１上において、球面収差の不連続部を有さない。

第３の情報記録層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ＯＢＪ、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、立ち上げミラーＭＲで反射され、コリメートレンズＣＬの正レンズＬ２及び負レンズＬ３を通過して収束光束とされ、偏光プリズムＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって、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、３軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、第３の情報記録層ＲＬ３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、面絞りＡＰを通過した光束についてフェイクのＦＥ信号が情報記録層の数、すなわち３個出現する可能性はあるが、従来の対物レンズに比べるとフェイクのＦＥ信号の数が低下するので、誤検出を回避しやすくなっている。

（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）は光軸方向のサグ量（面の頂点からの変位量）（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。

尚、ｈは光軸からの高さ、λは入射光束の波長、ｍは回折次数

（実施例１）
実施例１に係る対物レンズは、回折構造を有するＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３互換対物レンズである。第１光学面側に設けられた面絞りは、テーパ状の平面からなる屈折面であり、その形状は一次関数ｈ＝ｐｘ＋ｑで規定される。ｐが比例定数であり、ｑが切片の値である。また、面絞りを通過した光束は、全て第２光学面を通過する態様となっている。表１−１、表１−２に、本実施例のレンズデータを示す。

図２０に、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図を示し、図２１に、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の縦球面収差図を示す。尚、グラフの縦軸は絞り径(φ3.20mm)の半径を１としている。図２０から、面絞りを通過した光束は、全て第２光学面を通過していることがわかる。また、図２１から、面絞りによって発生するフレアが球面収差の不連続部を有していないことがわかる。

なお、本実施例における第１光学面の面絞りとの境界付近を通過した光束と、面絞りを通過した光束との縦球面収差図におけるオフセット量Ｘは、６６μｍであり、面絞りを通過した光束の縦球面収差図における傾きＹは、−０．１１２である。Ｙが負であって、Ｘが３以上であるので、Ｙは任意の値を取り得る。したがって、本実施例のＸとＹとは好ましい面絞りの条件を満たしていることがわかる。

（実施例２）
実施例２に係る対物レンズは、回折構造を有するＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３互換対物レンズである。第１光学面側に設けられた面絞りは、テーパ状の平面からなる屈折面であり、その形状は一次関数ｈ＝ｐｘ＋ｑで規定される。ｐが比例定数であり、ｑが切片の値である。また、面絞りを通過した光束は、全て第２光学面側の光軸に垂直な平面からなる端面を通過する態様となっている。表２−１、表２−２に、本実施例のレンズデータを示す。

図２２に、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図を示し、図２３に、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の縦球面収差図を示す。尚、グラフの縦軸は絞り径(φ3.20mm)の半径を１としている。図２２から、面絞りを通過した光束は、全て第２光学面側の端面を通過していることがわかる。また、図２３から、面絞りによって発生するフレアが球面収差の不連続部を有していないことがわかる。

なお、本実施例における第１光学面の面絞りとの境界付近を通過した光束と、面絞りを通過した光束との縦球面収差図におけるオフセット量Ｘは、３３６μｍであり、面絞りを通過した光束の縦球面収差図における傾きＹは、０．３２１である。Ｙが正であって、Ｘが３以上であるので、Ｙは任意の値を取り得る。したがって、本実施例のＸとＹとは好ましい面絞りの条件を満たしていることがわかる。

（実施例３）
実施例３に係る対物レンズは、回折構造を有するＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３互換対物レンズである。第１光学面側に設けられた面絞りは、非球面からなる屈折面であり、上述した数１式で規定される。また、面絞りを通過した光束は、全て第２光学面側の光軸に垂直な平面からなる端面を通過する態様となっている。表３−１、表３−２に、本実施例のレンズデータを示す。

図２４に、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図を示し、図２５に、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の縦球面収差図を示す。尚、グラフの縦軸は絞り径(φ3.20mm)の半径を１としている。図２４から、面絞りを通過した光束は、全て第２光学面側の端面を通過していることがわかる。また、図２５から、面絞りによって発生するフレアが球面収差の不連続部を有していないことがわかる。

なお、本実施例における第１光学面の面絞りとの境界付近を通過した光束と、面絞りを通過した光束との縦球面収差図におけるオフセット量Ｘは、１１５０μｍであり、面絞りを通過した光束の縦球面収差図における傾きＹは、−０．３７８である。Ｙが負であって、Ｘが３以上であるので、Ｙは任意の値を取り得る。したがって、本実施例のＸとＹとは好ましい面絞りの条件を満たしていることがわかる。

（実施例４）
実施例４に係る対物レンズは、ＢＤ専用の非球面対物レンズである。複数層を有するＢＤに対応する対物レンズであり、基板厚が０．０５ｍｍの情報記録層を記録／再生する際には、対物レンズの倍率を１／８９．３とし、基板厚が０．０７５ｍｍの情報記録層を記録／再生する際には、対物レンズの倍率を１／２７７．８とし、基板厚が０．１ｍｍの情報記録層を記録／再生する際には、対物レンズの倍率を−１／２８５．７とする。第１光学面側に設けられた面絞りは、テーパ状の平面からなる屈折面であり、その形状は一次関数ｈ＝ｐｘ＋ｑで規定される。ｐが比例定数であり、ｑが切片の値である。また、面絞りを通過した光束は、全て第２光学面側の光軸に垂直な平面からなる端面を通過する態様となっている。表４−１、表４−２に、本実施例のレンズデータを示す。

図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃに、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図を示し、図２７Ａ、図２７Ｂ、図２７Ｃに、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の縦球面収差図を示す。尚、グラフの縦軸は絞り径(φ3.20mm)の半径を１としている。図２６Ａ、図２７Ａが、基板厚が０．０５ｍｍで、対物レンズの倍率が１／８９．３の場合の図である。図２６Ｂ、図２７Ｂが、基板厚が０．０７５ｍｍで、対物レンズの倍率が１／２７７．８の場合の図である。図２６Ｃ、図２７Ｃが、基板厚が０．１ｍｍで、対物レンズの倍率が−１／２８５．７の場合の図である。図２６から、面絞りを通過した光束は、何れの倍率においても、全て第２光学面側の端面を通過していることがわかる。また、図２７から、何れの倍率においても、面絞りによって発生するフレアが球面収差の不連続部を有していないことがわかる。

なお、本実施例における第１光学面の面絞りとの境界付近を通過した光束と、面絞りを通過した光束との縦球面収差図におけるオフセット量Ｘは、基板厚が０．０５ｍｍで、対物レンズの倍率が１／８９．３である場合５９２μｍ、基板厚が０．０７５ｍｍで、対物レンズの倍率が１／２７７．８の場合５９８μｍ、基板厚が０．１ｍｍで、対物レンズの倍率が−１／２８５．７の場合５８６μｍであり、面絞りを通過した光束の縦球面収差図における傾きＹは、基板厚が０．０５ｍｍで、対物レンズの倍率が１／８９．３である場合０．３２２、基板厚が０．０７５ｍｍで、対物レンズの倍率が１／２７７．８の場合０．３１２、基板厚が０．１ｍｍで、対物レンズの倍率が−１／２８５．７の場合０．３０４である。いずれにおいても、Ｙが正であって、Ｘが３以上であるので、Ｙは任意の値を取り得る。したがって、本実施例のＸとＹとは好ましい面絞りの条件を満たしていることがわかる。

（比較例）
比較例に係る対物レンズを以下に示す。この比較例は、実施例２に類する比較例である。比較例は、回折構造を有するＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３互換対物レンズである。第１光学面側に設けられた面絞りは、テーパ状の平面からなる屈折面であり、その形状は一次関数ｈ＝ｐｘ＋ｑで規定される。ｐが比例定数であり、ｑが切片の値である。また、面絞りを通過した光束は、第２光学面と、第２光学面側の光軸に垂直な平面からなる端面とを、共に通過する態様となっている。表５−１、表５−２に、比較例のレンズデータを示す。

図２８に、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の対物レンズの断面図を示し、図２９に、波長４０５ｎｍの光束を照射した際の縦球面収差図を示す。図２８から、面絞りを通過した光束は、第２光学面と第２光学面側の端面を共に通過していることがわかる。また、図２９から、面絞りによって発生するフレアが球面収差の不連続部を有しており、２つに分裂していることがわかる。

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。

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 情報記録層
ＲＬ２ 情報記録層
ＲＬ３ 情報記録層
ＳＥＮ センサレンズ

Claims (15)

1. 波長λ１（ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された第１光束を厚さｔ１の保護基板を介して第１光ディスクの情報記録層に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記集光光学系が、前記第１光源からの光束を、前記第１光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
   前記対物レンズは、光軸方向に向かい合う第１光学面及び第２光学面と、前記第１光学面及び前記第２光学面のうち少なくとも一方の光軸直交方向外側に設けられた面絞りとを有し、
   前記面絞りを通過した光束は、前記第１光ディスクの情報記録層上において、球面収差の不連続部を有さないことを特徴とする対物レンズ。
2. 前記面絞りから入射した全ての光束は前記対物レンズの連続面を介して出射し、或いは前記面絞りから出射する全ての光束は前記対物レンズの連続面を介して入射することを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
3. 前記第１光学面又は前記第２光学面の、前記面絞りとの境界付近を通過した光束と、前記面絞りを通過した光束との縦球面収差図におけるオフセット量をＸ（μｍ）とし、前記面絞りを通過した光束の縦球面収差図における傾きをＹとすると、Ｙが正の値のときは以下の条件（１）又は（２）を満たし、Ｙが負の値のときは以下の条件（３）又は（４）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ。
   ０≦Ｘ＜３のとき Ｙ≦１．５Ｘ＋３ （１）
   ３≦Ｘのとき Ｙは任意の値 （２）
   ０≦Ｘ＜３のとき Ｙ≧―０．１Ｘ−０．８ （３）
   ３≦Ｘのとき Ｙは任意の値 （４）
4. 前記対物レンズのＮＡは０．８以上、０．９５以下であり、前記第１光ディスクはＢＤであ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光ディスクは光束の入射方向に重ねた複数の情報記録層を有する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。
6. 前記光ピックアップ装置は、第２波長λ２（ｎｍ）（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源を有し、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／又は再生を行う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。
7. 前記光ピックアップ装置は、第３波長λ３（ｎｍ）（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源を有し、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／又は再生を行うことを特徴とする請求項６に記載の対物レンズ。
8. 前記面絞りは、前記第１光学面に接続するテーパ状の平面からなる屈折面を有し、前記面絞りから入射した全ての光束は、前記第２光学面、端面、及び前記第２光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより出射する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。
9. 前記面絞りは、前記第１光学面に接続する曲面からなる屈折面を有し、前記面絞りから入射した全ての光束は、前記第２光学面、端面、及び前記第２光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより出射する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。
10. 前記面絞りは、前記第１光学面に接続する回折面を有し、前記面絞りから入射した全ての光束は、前記第２光学面、端面、及び前記第２光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより出射する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。
11. 前記面絞りは、前記第２光学面に接続するテーパ状の平面からなる屈折面を有し、前記面絞りから出射する全ての光束は、前記第１光学面、端面、及び前記第１光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより入射する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。
12. 前記面絞りは、前記第２光学面に接続する曲面からなる屈折面を有し、前記面絞りから出射する全ての光束は、前記第１光学面、端面、及び前記第１光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより入射する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。
13. 前記面絞りは、前記第２光学面に接続する回折面を有し、前記面絞りから出射する全ての光束は、前記第１光学面、端面、及び前記第１光学面の光軸直交方向外側に設けられた第２面絞りのいずれかのみより入射する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。
14. 請求項１〜１３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。
15. 請求項１４に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする光情報記録再生装置。

Images