WO2010013616A1 - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents

対物レンズ及び光ピックアップ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2010013616A1
WO2010013616A1 PCT/JP2009/063038 JP2009063038W WO2010013616A1 WO 2010013616 A1 WO2010013616 A1 WO 2010013616A1 JP 2009063038 W JP2009063038 W JP 2009063038W WO 2010013616 A1 WO2010013616 A1 WO 2010013616A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
objective lens
diffracted light
optical
light beam
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/063038
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
清乃 立山
健太郎 中村
Original Assignee
コニカミノルタオプト株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コニカミノルタオプト株式会社 filed Critical コニカミノルタオプト株式会社
Priority to US13/056,256 priority Critical patent/US8406111B2/en
Priority to JP2010522680A priority patent/JPWO2010013616A1/ja
Publication of WO2010013616A1 publication Critical patent/WO2010013616A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/139—Numerical aperture control means
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G11B7/13922—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration passive
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Definitions

  • the present invention relates to an optical pickup apparatus capable of recording and / or reproducing information interchangeably for different types of optical discs and an objective lens used therefor.
  • a laser light source used as a light source for reproducing information recorded on an optical disc and recording information on the optical disc has been shortened.
  • a blue-violet semiconductor laser Laser light sources with wavelengths of 400 to 420 nm, such as blue SHG lasers that perform wavelength conversion of infrared semiconductor lasers using harmonics, are being put into practical use.
  • these blue-violet laser light sources are used, information of about 25 GB can be recorded on an optical disk having a diameter of 12 cm when an objective lens having the same numerical aperture (NA) as that of a DVD (digital versatile disk) is used.
  • NA numerical aperture
  • an optical disk and a magneto-optical disk using a blue-violet laser light source are collectively referred to as a “high density optical disk”.
  • an optical pickup device mounted on an optical disc player / recorder for high density optical discs can appropriately receive information while maintaining compatibility with both high density optical discs, DVDs, and even CDs. It is desired to have a performance capable of recording / reproducing.
  • optical systems for high-density optical discs and optical systems for DVDs and CDs are used.
  • a method of selectively switching the system to and from the recording density of an optical disk for recording / reproducing information is conceivable, but a plurality of optical systems are required, which is disadvantageous for miniaturization and increases the cost.
  • the optical system for high-density optical discs and the optical system for DVDs and CDs must be shared in compatible optical pickup devices. It is preferable to reduce the number of optical components constituting the optical pickup device as much as possible. And, it is most advantageous to simplify the configuration of the optical pickup device and to reduce the cost to make the objective lens arranged facing the optical disc in common.
  • an optical path difference providing structure having wavelength dependency of spherical aberration is formed in the objective optical system. It is necessary to reduce the spherical aberration caused by the difference and the thickness of the protective layer.
  • Patent Document 1 describes an optical element that has an optical path difference providing structure and is used for an objective lens that can be used in common with high-density optical discs and conventional DVDs and CDs.
  • the diffractive structure is a fine structure formed by shifting the mother aspherical surface in the optical axis direction, there is a problem that light vignetting is likely to occur due to manufacturing errors and the transmittance is reduced. Therefore, in order to further increase the transmittance for a light beam for a high-density optical disk that particularly requires a light amount, there has been an attempt to form an objective lens region used only for recording / reproducing information on a high-density optical disk only from a refractive surface. is there.
  • the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems. Even if a single lens is used as an objective lens, the recording density of the high-density optical disc (particularly BD), DVD, and CD is different.
  • PROBLEM TO BE SOLVED To provide an optical pickup device and an objective lens capable of appropriately recording and / or reproducing information with respect to a disc, and capable of improving the transmittance, and an optical pickup device using the objective lens And
  • an objective lens according to claim 1 is a first optical disc having a protective layer having a thickness t1 using a first light flux having a wavelength ⁇ 1 ( ⁇ m) emitted from a first light source.
  • a second optical disc which has a protective layer with a thickness t2 (t1 ⁇ t2) using a second light flux having a wavelength ⁇ 2 ( ⁇ 1 ⁇ 2) emitted from the second light source, wherein a condensing spot is formed on the information recording surface
  • a third light source having a protective layer with a thickness of t3 (t2 ⁇ t3) using a third light flux of wavelength ⁇ 3 ( ⁇ 2 ⁇ 3) emitted from the third light source.
  • the objective lens of the optical pickup device provided with an objective lens that forms a condensed spot on the information recording surface of the optical disc
  • the objective lens is a single lens, and its optical surface is formed in a central region around the optical axis, a ring-shaped peripheral region formed around the central region, and around the peripheral region.
  • a ring-shaped outermost region The first light flux that has passed through the central area, the peripheral area, and the most peripheral area is condensed on the information recording surface of the first optical disc,
  • the second light flux that has passed through the central area and the peripheral area is condensed on the information recording surface of the second optical disc, and the second light flux that has passed through the outermost peripheral area is recorded on the information recording of the second optical disc.
  • the third light flux that has passed through the central region is condensed on the information recording surface of the third optical disc, and the third light flux that has passed through the peripheral region and the most peripheral region is the information recording surface of the third optical disc.
  • Is not condensed into The most peripheral region is a refractive surface; Imaging magnification of the objective lens when reproducing / recording information on the first optical information recording medium is m1, and imaging of the objective lens when reproducing / recording information on the second optical information recording medium The magnification is m2, the imaging magnification of the objective lens when reproducing / recording information on the third optical information recording medium is m3, and the objective when reproducing / recording information on the first optical information recording medium
  • the working distance of the lens is WD1 (mm), the working distance of the objective lens when reproducing / recording information on the second optical information recording medium is WD2 (mm), and the information is reproduced on the third optical information recording medium.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the numerical aperture on the vertical axis and the spherical aberration on the horizontal axis.
  • the second optical disk will be described by taking a DVD as an example. Since the numerical aperture NA2 of DVD is about 0.6, in the objective lens, the light flux that passes through the outer area (here, the outermost peripheral area) should be flare and not contribute to the focused spot. Is desirable. However, when the most peripheral area of the objective lens is a refracting surface, the aberration characteristic (waveform) in the area exceeding the numerical aperture NA2 is determined as shown in FIG.
  • the focused spot may be too narrowed, making it impossible to record / reproduce information on the DVD.
  • the position (WD2) where the light passing through the area having the numerical aperture NA2 or less is collected is close to the position where the light passing through the area having the numerical aperture NA2 or more is collected ((1) in FIG. 6). In this state, recording / reproduction of information on the DVD becomes impossible, and light passing through the area having a numerical aperture NA2 or higher is condensed at a position (WD2) where the light passing through the area having a numerical aperture NA2 or lower is condensed. If it is away from the position (state (2) or (3) in FIG. 6), the numerical aperture of the DVD spot becomes NA2, and information recording / reproduction becomes possible. The same can be said for the third optical disk (eg, CD).
  • the third optical disk eg, CD
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a light condensing state when using a DVD as a second disk
  • FIG. 8 schematically showing a light condensing state when using a BD as a first disk.
  • the second light flux that has passed through the area exceeding the numerical aperture NA2 of the DVD is not condensed on the information recording surface of the DVD and becomes flare (area shown by hatching in FIG. 7).
  • the back focus of the objective lens with respect to the light having the wavelength for DVD when there is no optical disk is fD
  • the working distance when using the DVD is WD2
  • the refractive index is nD
  • the amount of deviation of the condensing position of the second light beam that has passed through the area exceeding the numerical aperture NA2 of DVD is WD ′
  • fD WD2 + WD ′ + (0.6 / nD) (20) Is established.
  • the back focus of the objective lens with respect to the light of the wavelength for BD is fB
  • the working distance of BD is WD1
  • (fD ⁇ fB + (0.1 / nB) ⁇ (0.6 / nD)) is a value mainly depending on the magnification, and therefore, when the magnification is determined, WD ′ represents WD1 ⁇ WD2.
  • the value changes as a parameter.
  • WD ′ corresponds to the amount of aberration deviation shown in FIG. Therefore, if WD1-WD2 is set to an appropriate value, the value of WD 'is also determined. Therefore, even if the outermost peripheral area of the objective lens is a refracting surface, the flare of the DVD is good, and information is recorded / reproduced on the DVD. Can be done appropriately.
  • the value changes with WD1 ⁇ WD3 as a parameter. Therefore, WD1 ⁇ WD3 is set to an appropriate value. If set, the value of WD ′′ is also determined. Therefore, even if the outermost peripheral region of the objective lens is a refracting surface, the flare of the CD can be made good, and information can be recorded / reproduced on the CD appropriately.
  • the present inventor has obtained the following conditional expressions (1) to (3), -0.02 ⁇ m1 ⁇ 0.02 (1) 0 ⁇ (WD1-WD2) ⁇ 1.57 m2 + 0.123 or 1.57m2 + 0.24 ⁇ (WD1-WD2) ⁇ 0.7 (2) 0 ⁇ (WD1-WD3) ⁇ 1.79 m3 + 0.333 or 1.66m3 + 0.508 ⁇ (WD1-WD3) ⁇ 0.7 (3) It has been found that when all of the above are satisfied, good aberration characteristics can be obtained with either the second optical disk or the third optical disk.
  • the objective lens according to claim 2 is the objective lens according to claim 1, wherein the following conditional expressions (4) to (5) ⁇ 0.02 ⁇ m2 ⁇ 0.02 (4) -0.02 ⁇ m3 ⁇ 0.02 (5) It is characterized by satisfying.
  • a second diffractive structure is formed in the peripheral region, and the second diffractive structure includes the second diffractive structure.
  • zero-order diffracted light that is, transmitted light has the maximum amount of diffracted light
  • the diffracted light generated when the second light beam enters the second diffractive structure the diffracted light generated when the second light beam enters the second diffractive structure.
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light.
  • the peripheral region and the outermost peripheral region use the refracted light generated from the region, and therefore, when the wavelength variation of the light source or the environmental temperature changes, the aberration generation direction (under or Over) and the same size in the two regions, the change in aberration is preferable because it is not discontinuous.
  • the objective lens according to claim 5 is the objective lens according to any one of claims 1 to 4, wherein a first diffractive structure is formed in the central region, and the first diffractive structure is a blaze type.
  • the second-order diffracted light has the largest amount of diffracted light, and the second light beam is incident on the first diffractive structure.
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and among the diffracted light generated when the third light flux is incident on the first diffractive structure, the first-order diffracted light is the maximum.
  • the objective lens according to claim 6 is the objective lens according to any one of claims 1 to 4, wherein a first diffractive structure is formed in the central region, and the first diffractive structure is The first blazed structure and the second blazed structure are superposed, and the first blazed structure is composed of 2 diffracted lights generated when the first light flux is incident on the first blazed structure.
  • the first-order diffracted light has the largest amount of diffracted light
  • the first-order diffracted light has the largest amount of diffracted light among the diffracted light generated when the second light flux is incident on the first blazed structure.
  • the first-order diffracted light has the largest amount of diffracted light
  • the second blazed structure has the first light beam on the second blazed structure.
  • the first diffracted light has the largest amount of diffracted light
  • the second blaze Of the diffracted light generated when the third light beam is incident on the mold structure the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light.
  • the objective lens according to claim 7 is the objective lens according to any one of claims 1 to 4, wherein a first diffractive structure is formed in the central region, and the first diffractive structure is a step type. It has a structure.
  • An objective lens according to an eighth aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the first diffractive structure has a blazed structure and a stepped structure superimposed on each other. To do.
  • An objective lens according to a ninth aspect is the objective lens according to any one of the fifth to eighth aspects, wherein a maximum of diffracted light generated when the first light flux is incident on the first diffractive structure.
  • the diffraction order from which the maximum amount of light can be obtained is dor1
  • the diffraction order for obtaining the maximum light amount among the diffracted light generated when the third light beam is incident on the optical path difference function is related to the first light beam.
  • the second-order term for the second light flux is C ⁇ 1
  • the second-order term for the third light flux is C ⁇ 3
  • the following conditional expressions (6), (7) (Dor1 ⁇ C ⁇ 1) / (dor2 ⁇ C ⁇ 2) ⁇ 0 (6)
  • satisfying the expression (6) means that the sign of the diffraction order dor1 (positive or negative) and the sign of the diffraction order dor2 are reversed.
  • Satisfying the expression (7) means that the sign of the diffraction order dor1 is opposite to the sign of the diffraction order dor3.
  • An optical pickup device uses the objective lens according to any one of the first to ninth aspects.
  • the optical pickup device has at least three light sources: a first light source, a second light source, and a third light source. Furthermore, the optical pickup device of the present invention condenses the first light flux on the information recording surface of the first optical disc, condenses the second light flux on the information recording surface of the second optical disc, and causes the third light flux to be third. It has a condensing optical system for condensing on the information recording surface of the optical disc.
  • the optical pickup device of the present invention includes a light receiving element that receives a reflected light beam from the information recording surface of the first optical disc, the second optical disc, or the third optical disc.
  • the first optical disc is preferably a BD (Blu-ray Disc)
  • the second optical disc is preferably a DVD
  • the third optical disc is preferably a CD, but is not limited thereto.
  • the first optical disc, the second optical disc, or the third optical disc may be a multi-layer optical disc having a plurality of information recording surfaces.
  • BD records and reproduces information with an objective lens with NA of 0.85, and the thickness of the protective substrate is about 0.1 mm.
  • DVD is a general term for DVD series optical discs in which information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of about 0.60 to 0.67, and the thickness of the protective substrate is about 0.6 mm.
  • CD is a generic name for CD-series optical discs in which information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of about 0.45 to 0.53, and the thickness of the protective substrate is about 1.2 mm.
  • the recording density of BD is the highest, followed by the order of DVD and CD.
  • the first light source, the second light source, and the third light source are preferably laser light sources.
  • the laser light source a semiconductor laser, a silicon laser, or the like can be preferably used.
  • the wavelength ⁇ 3 ( ⁇ 3> ⁇ 2) is defined by the following conditional expressions (11), (12), 1.5 ⁇ ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ 1.7 ⁇ ⁇ 1 (11) 1.9 ⁇ ⁇ 1 ⁇ 3 ⁇ 2.1 ⁇ ⁇ 1 (12) It is preferable to satisfy.
  • the first wavelength ⁇ 1 of the first light source is preferably 0.35 ⁇ m or more and 0.44 ⁇ m or less. Preferably, it is 0.38 ⁇ m or more and 0.415 ⁇ m or less, and the second wavelength ⁇ 2 of the second light source is preferably 0.57 ⁇ m or more and 0.68 ⁇ m or less, more preferably 0.63 ⁇ m or more and 0.67 ⁇ m or less.
  • the third wavelength ⁇ 3 of the third light source is preferably 0.75 ⁇ m or more and 0.88 ⁇ m or less, more preferably 0.76 ⁇ m or more and 0.82 ⁇ m or less.
  • the first light source, the second light source, and the third light source may be unitized.
  • the unitization means that the first light source and the second light source are fixedly housed in one package, for example. However, the unitization is not limited to this, and the two light sources are fixed so that the aberration cannot be corrected. Is widely included.
  • a light receiving element to be described later may be packaged.
  • a photodetector such as a photodiode is preferably used.
  • Light reflected on the information recording surface of the optical disc enters the light receiving element, and a read signal of information recorded on each optical disc is obtained using the output signal. Furthermore, it detects the change in the light amount due to the spot shape change and position change on the light receiving element, performs focus detection and track detection, and based on this detection, the objective lens can be moved for focusing and tracking I can do it.
  • the light receiving element may comprise a plurality of photodetectors.
  • the light receiving element may have a main photodetector and a sub photodetector.
  • two sub photodetectors are provided on both sides of a photodetector that receives main light used for recording and reproducing information, and the sub light for tracking adjustment is received by the two sub photodetectors. It is good also as a simple light receiving element.
  • the light receiving element may have a plurality of light receiving elements corresponding to the respective light sources.
  • the condensing optical system has an objective lens.
  • the condensing optical system may include only the objective lens, but the condensing optical system may include a coupling lens such as a collimator in addition to the objective lens.
  • the coupling lens is a single lens or a lens group that is disposed between the objective lens and the light source and changes the divergence angle of the light beam.
  • the collimator is a type of coupling lens, and is a lens that emits light incident on the collimator as parallel light.
  • the condensing optical system has an optical element such as a diffractive optical element that divides the light beam emitted from the light source into a main light beam used for recording and reproducing information and two sub light beams used for tracking and the like. May be.
  • the objective lens refers to an optical system that is disposed at a position facing the optical disk in the optical pickup device and has a function of condensing the light beam emitted from the light source onto the information recording surface of the optical disk.
  • the objective lens is a single objective lens.
  • the objective lens may be a glass lens, a plastic lens, or a hybrid lens in which a diffractive structure or the like is provided on a glass lens with a photocurable resin or the like.
  • the objective lens preferably has a refractive surface that is aspheric.
  • the objective lens preferably has an aspherical base surface on which the diffractive structure is provided.
  • the objective lens is a glass lens
  • a glass material having a glass transition point Tg of 400 ° C. or lower it is preferable to use a glass material having a glass transition point Tg of 400 ° C. or lower.
  • a glass material having a glass transition point Tg of 400 ° C. or lower molding at a relatively low temperature becomes possible, so that the life of the mold can be extended.
  • Examples of such a glass material having a low glass transition point Tg include K-PG325 and K-PG375 (both product names) manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd.
  • the specific gravity of the glass lens is generally larger than that of the resin lens, if the objective lens is a glass lens, the weight increases and a load is imposed on the actuator that drives the objective lens. Therefore, when the objective lens is a glass lens, it is preferable to use a glass material having a small specific gravity. Specifically, the specific gravity is preferably 3.0 or less, and more preferably 2.8 or less.
  • the objective lens is a plastic lens
  • the refractive index at a temperature of 25 ° C. with respect to a wavelength of 405 nm is 1.52 to 1.60.
  • the refractive index change rate dN / dT (° C. ⁇ 1 ) is ⁇ 20 ⁇ 10 ⁇ 5 to ⁇ 5 ⁇ 10 ⁇ with respect to the wavelength of 405 nm accompanying the temperature change within the temperature range of ⁇ 5 ° C. to 70 ° C.
  • the coupling lens is preferably a plastic lens.
  • At least one optical surface of the objective lens has a central region, a peripheral region around the central region, and an outermost peripheral region around the peripheral region.
  • the central region is preferably a region including the optical axis of the objective lens, but may be a region not including the optical axis. It is preferable that the central region, the peripheral region, and the most peripheral region are provided on the same optical surface. As shown in FIG. 1, the central region CN, the peripheral region MD, and the most peripheral region OT are preferably provided concentrically around the optical axis on the same optical surface. Moreover, it is preferable that a first diffractive structure is provided in the central region of the objective lens.
  • the second diffraction structure is provided in the peripheral region.
  • the outermost peripheral region is a refractive surface.
  • the central region, the peripheral region, and the outermost peripheral region are preferably adjacent to each other, but there may be a slight gap between them.
  • the first diffractive structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the central region of the objective lens, and more preferably 90% or more. More preferably, the first diffractive structure is provided on the entire surface of the central region.
  • the second diffractive structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the peripheral region of the objective lens, and more preferably 90% or more. More preferably, the second diffractive structure is provided on the entire surface of the peripheral region.
  • the diffractive structure referred to in this specification is a structure that converges or diverges a light beam by a diffractive action (including a structure that gives aberration by a diffractive action).
  • the diffractive structure is preferably a structure that adds an optical path difference to the incident light beam.
  • the diffractive structure also includes a phase difference imparting structure that imparts a phase difference.
  • the diffractive structure has a step, preferably a plurality of steps. This step adds an optical path difference and / or phase difference to the incident light flux.
  • the optical path difference added by the diffractive structure may be an integral multiple of the wavelength of the incident light beam or a non-integer multiple of the wavelength of the incident light beam.
  • the steps may be arranged with a periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis, or may be arranged with a non-periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the diffractive structure preferably has a plurality of concentric annular zones around the optical axis.
  • the diffractive structure can have various cross-sectional shapes (cross-sectional shapes on a plane including the optical axis).
  • the first diffractive structure includes 1) a cross-sectional shape including an optical axis is a blazed structure, 2) a cross-sectional shape including an optical axis is a stepped structure, and 3) a first basic structure having a blazed structure. Either a superposition of a second basic structure, which is a stepped structure, or 4) two types of blaze-type structures, ie, a superposition of a first blaze-type structure and a second blaze-type structure Is preferred.
  • the blaze-type structure of 1) means that the cross-sectional shape including the optical axis of an optical element having a diffractive structure is a sawtooth shape as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
  • the diffractive structure has an oblique surface that is neither perpendicular nor parallel to the base surface.
  • the stepped structure of 2) has a cross-sectional shape including the optical axis of an optical element having a diffractive structure having a small step shape (number of divisions ( The number of steps) is preferably a plurality of the same small step-like structure).
  • the base structure has a staircase shape
  • the base surface is a surface having a curvature
  • a light beam is refracted on the base surface, so that a refraction angle varies depending on the distance from the optical axis. Therefore, it is preferable to obtain the staircase shape by shifting the base surface by the same optical path length in the traveling direction of the light beam, rather than shifting the base surface parallel to the optical axis direction.
  • X / Y / Z (the most X-order diffracted light is generated when the first light beam is incident and the most Y-order diffracted light is generated when the second light beam is incident)
  • 1/1/1 is a preferable example.
  • Z-order diffracted light is generated most when the third light beam is incident
  • a preferable value of the step amount d in the optical axis direction of the blazed structure at this time is represented by 0.9 ⁇ 1 ⁇ ⁇ 1 / (n ⁇ 1-1) ⁇ d ⁇ 1.9 ⁇ 1 ⁇ ⁇ 1 / (n ⁇ 1-1). Can do.
  • Preferable examples of the step type structure 2) include 1/1 / -2 and 1 / -2 / -3.
  • a preferable example of the staircase structure at this time is a small staircase structure having 5 divisions (4 steps) and 7 divisions (6 steps).
  • 1 / -2 / -3 of 7 divisions is preferable, and a preferable value of the small step amount d in the optical axis direction of this small staircase structure is 0.9 ⁇ 1.2 ⁇ ⁇ 1 / (n ⁇ 1-1) ⁇ d. ⁇ 1.9 ⁇ 1.2 ⁇ ⁇ 1 / (n ⁇ 1-1).
  • the diffractive structure is formed by superimposing the first basic structure, which is a blazed structure, and the second basic structure, which is a stepped structure, as in 3
  • the first basic structure is different from the first basic structure.
  • the two foundation structures are preferably overlapped so that the positions of all the step portions of the first foundation structure coincide with the positions of the step portions of the second foundation structure.
  • the deepest position P1 of the blaze structure shown in FIG. 3A and the deepest position P2 of the staircase structure shown in FIG. Thereby, the 1st diffraction structure shown in Drawing 3 (c) can be obtained.
  • Drawing 3 (c) the structure as shown in FIG.
  • the blazed staircase structure has a diffractive structure having a plane oblique to the base surface and a plane parallel to the optical axis, and the length in the optical axis direction changes stepwise as it advances in the direction of the base surface A structure having a plurality of small structures. Note that a plurality of unit zones of the second foundation structure may be superimposed on one unit zone of the first foundation structure.
  • the positions of the step portions of the second foundation structure need to coincide with the positions of the step portions of the first foundation structure. That is, some of the step portions of the second foundation structure may not coincide with the position of the step portion of the first foundation structure.
  • the diffractive structure may or may not overlap the base structure, and in this case, a structure having an arbitrary shape shown in FIGS. 2 and 3 can be adopted.
  • the first blazed structure is expressed as X / Y / Z, X is an odd integer. Further, if X is an odd number of 5 or less, the step amount of the first basic structure does not become excessively large, so that the manufacture is facilitated, the light quantity loss due to the manufacturing error can be suppressed, and the diffraction at the time of wavelength variation This is preferable because efficiency fluctuations can also be reduced.
  • the first basic structure provided in the vicinity of the optical axis in the central region has a step in the direction opposite to the optical axis.
  • the first basic structure provided “at least in the vicinity of the optical axis of the central region” refers to a step at least closest to the optical axis among steps where X is an odd number.
  • at least a half of the position in the direction perpendicular to the optical axis from the optical axis to the boundary between the central region and the intermediate region, and the step where X is an odd number between the optical axis is opposite to the optical axis It is facing the direction.
  • all the steps of the first basic structure provided in the central region are directed in a direction opposite to the optical axis.
  • the direction of the step of the first blazed structure in which the diffraction order of the first light flux is an odd number is directed in the direction opposite to the optical axis, so that the three types of optical disks of BD / DVD / CD can be used interchangeably. Even with a thick objective lens having a large on-axis thickness, a sufficient working distance can be secured when the CD is used.
  • the first blazed structure is expressed as L / M / N
  • L is an even integer.
  • the step amount of the second basic structure does not become too large, which facilitates manufacturing, can suppress light loss due to manufacturing errors, and also allows diffraction during wavelength fluctuations. This is preferable because efficiency fluctuations can also be reduced.
  • the level difference faces the direction of the optical axis.
  • the second basic structure provided “at least in the vicinity of the optical axis of the central region” refers to a step at least closest to the optical axis among steps where L is an even number. Preferably, at least half the position in the optical axis orthogonal direction from the optical axis to the boundary between the central region and the intermediate region, and the step that is between L and the optical axis is directed toward the optical axis. That is.
  • the second basic structure provided in the central region is that all the steps are directed in the direction of the optical axis.
  • the first blazed structure that generates odd-order diffracted light with respect to the first light flux and has a step in the direction opposite to the optical axis at least near the optical axis of the central region
  • the first blazed structure and the second blazed structure are generated by superimposing a second blazed structure that generates even-order diffracted light on the light beam and has a step facing the direction of the optical axis at least in the vicinity of the optical axis in the central region.
  • first diffractive structure includes a first blazed structure in which
  • the first diffractive structure provided at least in the vicinity of the optical axis in the central region has both a step facing in a direction opposite to the optical axis and a step facing in the direction of the optical axis,
  • the step amount d11 of the step facing in the opposite direction and the step amount d12 of the step facing the direction of the optical axis satisfy the following conditional expressions (13) and (14).
  • conditional expressions (13) and (14) are satisfied in all the regions of the central region.
  • the objective lens provided with the diffraction structure is a single aspherical convex lens
  • the incident angle of the light flux to the objective lens differs depending on the height from the optical axis.
  • the distance from the optical axis tends to increase the step amount.
  • the upper limit is multiplied by 1.5 because the increase in the level difference is taken into account.
  • n the refractive index of the objective lens at the first wavelength ⁇ 1.
  • the first diffractive structure provided “at least in the vicinity of the optical axis of the central region” means at least a step facing in the direction opposite to the optical axis closest to the optical axis and the direction of the optical axis closest to the optical axis.
  • an optical path difference providing structure having both of the steps facing the surface.
  • it is a diffractive structure having a step existing between at least a half position in the direction perpendicular to the optical axis from the optical axis to the boundary between the central region and the intermediate region.
  • the pitches of the first blazed structure and the second blazed structure are matched, the positions of all the steps of the second blazed structure, It is preferable to match the positions of the steps of the 1 blazed structure or to align the positions of all the steps of the first blazed structure with the positions of the steps of the second blazed structure.
  • d11 and d12 of the first diffractive structure are expressed by the following conditional expression (13): It is preferable to satisfy ', (14)'. 0.6 ⁇ ( ⁇ 1 / (n-1)) ⁇ d11 ⁇ 1.5 ⁇ ( ⁇ 1 / (n-1)) (13) ' 0.6 ⁇ ( ⁇ 1 / (n-1)) ⁇ d12 ⁇ 1.5 ⁇ ( ⁇ 1 / (n-1)) (14) ' More preferably, the conditional expressions (13) ′ and (14) ′ are satisfied in all the regions of the central region.
  • conditional expressions (13) ′′ and (14) ′′ More preferably, it is preferable to satisfy the following conditional expressions (13) ′′ and (14) ′′. 0.9 ⁇ ( ⁇ 1 / (n-1)) ⁇ d11 ⁇ 1.5 ⁇ ( ⁇ 1 / (n-1)) (13) ′′ 0.9 ⁇ ( ⁇ 1 / (n-1)) ⁇ d12 ⁇ 1.5 ⁇ ( ⁇ 1 / (n-1)) (14) " More preferably, the conditional expressions (13) ′′ and (14) ′′ are satisfied in all the regions of the central region.
  • a first blazed structure in which
  • the first blazed structure underperforms (undercorrects) aberration when the wavelength increases (underperforms wavelength characteristics).
  • the second blaze structure allows the aberration to be over-corrected when the wavelength becomes long (over-correction) (the wavelength characteristic is over), so the wavelength characteristic becomes too large or too large. This is not too much, and it is possible to obtain an under-wavelength characteristic with a just good level.
  • the “under right wavelength characteristic of a good level” preferably has an absolute value of ⁇ rms of 150 or less. Thereby, even if the objective lens is made of plastic, it is preferable from the viewpoint that it becomes possible to suppress the aberration change at the time of the temperature change.
  • the contribution rate of the first blazed structure is dominant as compared with the second blazed structure from the viewpoint of obtaining “under-the-wavelength characteristics of just the right level”.
  • the average pitch of the first blazed structure is smaller than the average pitch of the second blazed structure from the viewpoint of controlling the contribution ratio of the first blazed structure compared to the second blazed structure.
  • the pitch between the steps facing the direction opposite to the optical axis is smaller than the pitch between the steps facing the direction of the optical axis.
  • the number of steps facing the opposite direction is larger than the number of steps facing the direction of the optical axis.
  • the average pitch of the first blazed structure is preferably 1 ⁇ 4 or less of the average pitch of the second blazed structure. More preferably, it is 1/6 or less.
  • the average pitch of the first blazed structure is preferably 1 ⁇ 4 or less (preferably ⁇ or less) of the average pitch of the second blazed structure, as described above, “under-wavelength characteristics of a just good level” This is also preferable from the viewpoint of ensuring a sufficient working distance in the CD.
  • the number of steps facing the direction opposite to the optical axis is preferably four times or more than the number of steps facing the direction of the optical axis. It can be said. More preferably, it is 6 times or more.
  • the minimum pitch is 15 ⁇ m or less. More preferably, it is 10 ⁇ m or less.
  • the average pitch of the first diffractive structure is preferably 30 ⁇ m or less. More preferably, it is 20 ⁇ m or less.
  • the diffractive structure or the basic structure is preferably a structure in which a certain unit shape is periodically repeated.
  • the unit shape is periodically repeated here naturally includes shapes in which the same shape is repeated in the same cycle.
  • the unit shape that is one unit of the cycle has regularity, and the shape in which the cycle gradually increases or decreases gradually is also included in the “unit shape is periodically repeated”.
  • the sawtooth shape as a unit shape is repeated.
  • the same sawtooth shape may be repeated, and as shown in FIG. 2 (b), the size of the sawtooth shape gradually increases as it goes in the direction of the base surface. It may be a shape that increases in size or a shape that decreases. Moreover, it is good also as a shape which combined the shape where the magnitude
  • the size in the optical axis direction (or the direction of the passing light beam) hardly changes in the serrated shape.
  • the length in the optical axis direction of one sawtooth shape (may be the length in the direction of the light beam passing through the sawtooth shape) is referred to as the pitch depth, and one sawtooth shape light.
  • the length in the direction perpendicular to the axis is called the pitch width.
  • the blazed structure has a step opposite to the optical axis (center) side, and in other areas, the blazed structure has a step toward the optical axis (center).
  • transition region is a region corresponding to a point that becomes an extreme value of the optical path difference function when the optical path difference added by the diffractive structure is expressed by the optical path difference function. Note that if the optical path difference function has an extreme point, the inclination of the optical path difference function becomes small, so that the annular zone pitch can be widened, and the decrease in transmittance due to the shape error of the diffractive structure can be suppressed.
  • the unit shape is a repeated shape of the staircase shape.
  • the same small staircase shape of several steps as shown in FIG. 2C (for example, a structure of 5 divisions (5 steps as shown in FIG. 2C)) may be repeated.
  • the shape of the staircase may gradually increase in size as it proceeds in the direction of the base surface, or the shape of the staircase may gradually decrease in size. It is preferable that the length of the direction of light) hardly changes.
  • the diffractive structure has a binary shape as shown in FIG. 2 (d) (such a structure can be said to be a two-step (two-step) stepped structure), as it proceeds in the direction of the base surface, A shape in which the binary size gradually increases or a shape in which the staircase size gradually decreases may be used, but it is preferable that the length of the light beam passing through hardly changes.
  • the second diffractive structure provided in the peripheral region of the objective lens and the first diffractive structure provided in the central region may be provided on different optical surfaces of the objective lens, but provided on the same optical surface. Is preferred. Providing them on the same optical surface is preferable because it makes it possible to reduce eccentricity errors during manufacturing.
  • the first diffractive structure and the second diffractive structure are preferably provided on the light source side surface of the objective lens rather than the surface of the objective lens on the optical disc side.
  • the objective lens condenses the first light beam, the second light beam, and the third light beam that pass through the central region where the first diffractive structure of the objective lens is provided so as to form a condensed spot.
  • the objective lens collects the first light flux that passes through the central region where the first optical diffraction structure of the objective lens is provided so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the first optical disc. Shine. Further, the objective lens condenses the second light flux that passes through the central region where the first diffractive structure of the objective lens is provided so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the second optical disc. .
  • the objective lens condenses the third light flux that passes through the central region where the first diffraction structure of the objective lens is provided so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the third optical disc.
  • the first diffractive structure has the first luminous flux and the second luminous flux that pass through the first diffractive structure.
  • the first diffractive structure is different from the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disc and the thickness t3 of the protective substrate of the third optical disc with respect to the first light flux and the third light flux that have passed through the first diffractive structure. It is preferable to correct the spherical aberration caused by the above and / or the spherical aberration caused by the difference in wavelength between the first light flux and the third light flux.
  • the working distance of the CD as the third optical disk can be ensured without reducing the pitch of the diffractive structure, and the objective lens can be easily manufactured.
  • the light utilization efficiency is kept high. It becomes possible.
  • astigmatism and decentration coma can be suppressed.
  • 2.0mm ⁇ ⁇ ⁇ 4.2mm ⁇ represents the effective diameter of the objective lens when the second optical disk is used.
  • the objective lens condenses the first light flux and the second light flux that pass through the peripheral region by using the second diffractive structure provided in the objective lens so as to form a condensed spot.
  • the objective lens condenses the first light flux that passes through the peripheral area where the second diffraction structure of the objective lens is provided so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the first optical disc.
  • the objective lens can record and / or reproduce information on the information recording surface of the second optical disc by using the second light flux that passes through the peripheral region. Concentrate as much as possible.
  • the second diffractive structure corrects chromatic spherical aberration caused by a difference in wavelength between the first light beam and the second light beam that pass through the second diffractive structure.
  • the third light flux that has passed through the peripheral area is not used for recording and / or reproduction of the third optical disk. It is preferable that the third light flux that has passed through the peripheral region does not contribute to the formation of a focused spot on the information recording surface of the third optical disc. That is, it is preferable that the third light flux that passes through the peripheral region by the second diffractive structure forms a flare on the information recording surface of the third optical disc. As shown in FIG. 4, in the spot formed on the information recording surface of the third optical disc by the third light flux that has passed through the objective lens, the light amount density is high in the order from the optical axis side (or the spot center) to the outside.
  • the center portion of the spot is used for recording and / or reproducing information on the optical disc, and the spot intermediate portion and the spot peripheral portion are not used for recording and / or reproducing information on the optical disc.
  • this spot peripheral part is called flare.
  • the flare is not as described above, there may be a spot peripheral portion around the spot center portion where the light density is high and there is no spot middle portion, and the light spot density is lower than the spot center portion.
  • the periphery of the spot is called flare. That is, the third light flux that has passed through the second diffraction structure provided in the peripheral region of the objective lens forms a spot peripheral portion on the information recording surface of the third optical disc.
  • the first light flux that has passed through the outermost peripheral area is used for recording and / or reproduction of the first optical disc, and the second light flux and the third light flux that have passed through the outermost peripheral area are recorded on the second optical disc and the third optical disc. And the aspect which is not used for reproduction
  • the second diffractive structure By forming the second diffractive structure by superimposing the first basic structure and the second basic structure, all of the emitted light of the first light flux, the second light flux, and the third light flux that have passed through the second diffractive structure are obtained. Since the directions can be made different, even if all the first, second, and third light beams are incident on the objective lens with the same imaging magnification (for example, all parallel light beams), Aberrations caused by using an optical disk can be corrected, and compatibility is possible.
  • the third basic structure as the temperature characteristic correcting structure may be further overlapped with the first basic structure and the second basic structure as the second diffractive structure. Alternatively, it may be provided in the most peripheral area.
  • the level difference in the optical axis direction of the third basic structure gives an optical path difference corresponding to approximately 10 wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and approximately the second wavelength relative to the second light flux.
  • the optical path difference for 6 wavelengths is given, and the step amount is such that the optical path difference for about 5 wavelengths of the third wavelength is given to the third light flux, or about 5 wavelengths of the first wavelength for the first light flux.
  • the difference in level is such that an optical path difference corresponding to approximately three wavelengths of the second wavelength is applied to the second light flux, and an optical path difference corresponding to approximately two wavelengths of the third wavelength is applied to the third light flux. Something is preferable.
  • the objective lens when the objective lens is a plastic lens, a basic structure may be used as the temperature characteristic correcting structure, and a stacked structure may be used as the first diffractive structure.
  • the level difference in the optical axis direction of the third basic structure gives an optical path difference corresponding to approximately 10 wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and approximately the second wavelength relative to the second light flux. It is preferable that the level difference be such that an optical path difference for six wavelengths is given and an optical path difference for about five wavelengths of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the level difference is not too large. If the level difference of the annular zone with the diffractive structure that is the foundation obtained by superimposing multiple foundation structures is higher than the reference value, the level difference of the annular zone is reduced by 10 ⁇ ⁇ B / (n-1) ( ⁇ m). As a result, it is possible to reduce an excessively large step amount without affecting the optical performance.
  • An arbitrary value can be set as the reference value, but it is preferable to set 10 ⁇ ⁇ B / (n ⁇ 1) ( ⁇ m) as the reference value.
  • the value of (step amount / pitch width) is 1 or less in all ring zones of the first diffractive structure, and more preferably 0. .8 or less. More preferably, the value of (step amount / pitch width) is preferably 1 or less, and more preferably 0.8 or less, in all ring zones of all diffraction structures.
  • the objective-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the first optical disk is NA1
  • the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the second optical disk is NA2 (NA1> NA2)
  • NA3 NA2> NA3
  • NA1 is preferably 0.6 or more and 0.9 or less.
  • NA1 is preferably 0.85.
  • NA2 is preferably 0.55 or more and 0.7 or less.
  • NA2 is preferably 0.60 or 0.65.
  • NA3 is preferably 0.4 or more and 0.55 or less.
  • NA3 is preferably 0.45 or 0.53.
  • the boundary between the central region and the peripheral region of the objective lens is 0.9 ⁇ NA3 or more and 1.2 ⁇ NA3 or less (more preferably 0.95 ⁇ NA3 or more, 1.15 ⁇ NA3) when the third light flux is used. It is preferably formed in a portion corresponding to the following range. More preferably, the boundary between the central region and the peripheral region of the objective lens is formed in a portion corresponding to NA3.
  • the boundary between the peripheral area and the most peripheral area of the objective lens is 0.9 ⁇ NA 2 or more and 1.2 ⁇ NA 2 or less (more preferably 0.95 ⁇ NA 2 or more, 1. 15 ⁇ NA2 or less) is preferable. More preferably, the boundary between the peripheral region and the most peripheral region of the objective lens is formed in a portion corresponding to NA2.
  • the spherical aberration has at least one discontinuous portion.
  • the discontinuous portion has a range of 0.9 ⁇ NA 3 or more and 1.2 ⁇ NA 3 or less (more preferably 0.95 ⁇ NA 3 or more and 1.15 ⁇ NA 3 or less) when the third light flux is used. It is preferable that it exists in.
  • NA2 it is preferable that the absolute value of the spherical aberration is 0.03 ⁇ m or more, and in NA3, the absolute value of the longitudinal spherical aberration is 0.02 ⁇ m or less. More preferably, in NA2, the absolute value of longitudinal spherical aberration is 0.08 ⁇ m or more, and in NA3, the absolute value of longitudinal spherical aberration is 0.01 ⁇ m or less.
  • the diffraction efficiency for each wavelength in the central region can be set as appropriate according to the use of the optical pickup device.
  • the diffraction efficiency of the central region and / or the peripheral region is expressed as the first luminous flux. It is preferable to set with emphasis.
  • the second and third light fluxes are emphasized with respect to the diffraction efficiency of the central region. Therefore, it is preferable to set the diffraction efficiency of the peripheral region by placing importance on the second light flux.
  • the diffraction efficiency in this specification can be defined as follows.
  • the transmittance of the objective lens having the first and second diffractive structures is measured separately for the central region and the peripheral region.
  • the value obtained by dividing the result of [2] by the result of [1] is the diffraction efficiency of each region.
  • the light utilization efficiency of any two of the first to third light fluxes is 70% or more, and the light utilization efficiency of the remaining one light flux is 30% or more and 70% or less. Good.
  • the light utilization efficiency of the remaining one light beam may be 40% or more and 60% or less. In this case, it is preferable that the light beam having the light use efficiency of 30% or more and 70% or less (or 40% or more and 60% or less) is the third light beam.
  • the light utilization efficiency is defined as A, which is the amount of light in the Airy disk of the focused spot formed on the information recording surface of the optical disk by the objective lens in which the first diffractive structure and the second diffractive structure are formed, Information of an optical information recording medium is formed by an objective lens that is formed of the same material and has the same focal length, axial thickness, numerical aperture, and wavefront aberration, and the first diffractive structure and the second diffractive structure are not formed.
  • A is the amount of light in the Airy disk at the focused spot formed on the recording surface.
  • B it is calculated by A / B.
  • the first light beam, the second light beam, and the third light beam may be incident on the objective lens as parallel light, or may be incident on the objective lens as divergent light or convergent light.
  • the imaging magnification m1 of the objective lens when the first light flux is incident on the objective lens is expressed by the following formula (1 ′′), -0.10 ⁇ m1 ⁇ -0.02 (1 ") Meet.
  • the imaging magnification m2 of the objective lens when the second light beam enters the objective lens is expressed by the following equation (4 ′′): -0.10 ⁇ m2 ⁇ -0.02 (4 ") Meet.
  • the imaging magnification m3 of the objective lens when the third light beam enters the objective lens satisfies the following expression (5). It becomes.
  • the third light flux is parallel light
  • the present invention can obtain good tracking characteristics, and can be used for three different optical disks.
  • the imaging magnification m3 of the objective lens when the third light beam enters the objective lens satisfies the following formula (5 ′′).
  • the working distance (WD) of the objective lens when using the third optical disk is preferably 0.10 mm or more and 1.5 mm or less. Preferably, it is 0.2 mm or more and 1.20 mm or less.
  • the WD of the objective lens when using the second optical disk is preferably 0.4 mm or more and 1.3 mm or less.
  • the WD of the objective lens when using the first optical disk is preferably 0.4 mm or more and 1.2 mm or less.
  • An optical information recording / reproducing apparatus includes an optical disc drive apparatus having the above-described optical pickup apparatus.
  • the optical disk drive apparatus can hold an optical disk mounted from the optical information recording / reproducing apparatus main body containing the optical pickup apparatus or the like. There are a system in which only the tray is taken out, and a system in which the optical disc drive apparatus main body in which the optical pickup device is stored is taken out to the outside.
  • the optical information recording / reproducing apparatus using each method described above is generally equipped with the following components, but is not limited thereto.
  • An optical pickup device housed in a housing or the like, a drive source of an optical pickup device such as a seek motor that moves the optical pickup device together with the housing toward the inner periphery or outer periphery of the optical disc, and the optical pickup device housing the inner periphery or outer periphery of the optical disc include a transfer means of an optical pickup device having a guide rail or the like for guiding toward the head, a spindle motor for rotating the optical disk, and the like.
  • the former method is provided with a tray that can be held in a state in which an optical disk is mounted and a loading mechanism for sliding the tray, and the latter method has no tray and loading mechanism. It is preferable that each component is provided in a drawer corresponding to a chassis that can be pulled out to the outside.
  • the objective lens even if a single lens is used as the objective lens, information can be recorded and / or recorded on three types of discs having different recording densities, such as a high-density optical disc (particularly BD) and DVD and CD. It is possible to provide an optical pickup device and an objective lens that can appropriately perform reproduction, an objective lens that can improve transmittance, and an optical pickup device using the objective lens.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing several examples (a) to (d) of a diffractive structure provided in the objective lens OBJ according to the present invention. It is a figure which shows the superimposition of a diffraction structure. It is the figure which showed the shape of the spot by the objective lens which concerns on this invention. It is a figure which shows schematically the structure of the optical pick-up apparatus which concerns on this invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the numerical aperture on the vertical axis and the spherical aberration on the horizontal axis. It is the figure which showed typically the condensing state at the time of using DVD as a 2nd disk. It is the figure which showed typically the condensing state at the time of using BD as a 1st disk.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of the optical pickup device PU1 of the present embodiment that can appropriately record and / or reproduce information on BD, DVD, and CD, which are different optical disks.
  • Such an optical pickup device PU1 can be mounted on an optical information recording / reproducing device.
  • the first optical disc is a BD
  • the second optical disc is a DVD
  • the third optical disc is a CD.
  • the present invention is not limited to the present embodiment.
  • the MD and the outermost peripheral region OT disposed around the MD are formed concentrically around the optical axis.
  • a first diffractive structure is formed in the central region CN
  • a second diffractive structure is formed in the peripheral region MD.
  • only the refracting surface is formed in the outermost peripheral region OT.
  • the imaging magnification of the objective lens OBJ when reproducing / recording information on the BD is m1
  • the imaging magnification of the objective lens OBJ when reproducing / recording information on the DVD is m2
  • the information is reproduced / recorded on the CD.
  • the imaging magnification of the objective lens OBJ at the time of performing is m3, the working distance of the objective lens OBJ at the time of reproducing / recording information on the BD is WD1 (mm), and the objective lens OBJ at the time of reproducing / recording information on the DVD
  • the working distance of the objective lens OBJ when reproducing / recording information on the CD is WD3 (mm)
  • the following conditional expressions (1) to (5) -0.02 ⁇ m1 ⁇ 0.02 (1) 0 ⁇ (WD1-WD2) ⁇ 1.57 m2 + 0.123 or 1.57m2 + 0.24 ⁇ (WD1-WD2) ⁇ 0.7 (2) 0 ⁇ (WD1-WD3) ⁇ 1.79 m3 + 0.333 or 1.66m3 + 0.508 ⁇ (WD1-WD3) ⁇ 0.7 (3) ⁇ 0.02 ⁇ m2 ⁇ 0.02 (4) -0.02 ⁇ m3 ⁇ 0.02 (5) To meet all of the above.
  • the first diffractive structure is the blazed structure of 1) described above or the stepped structure of 2)
  • the x-order diffracted light amount of the first light beam that has passed is diffracted in any other order.
  • (X, y, z) (1,1,1), (2,1,1), (1, -1, -2), (1, -2, -3) Is preferable.
  • the second diffractive structure for example, makes the 0th-order diffracted light quantity of the first light beam that has passed larger than any other order diffracted light quantity, and the first-order diffracted light quantity of the second light beam becomes any other order of diffraction. It is preferable to make it larger than the amount of light.
  • the first diffractive structure is a superposed structure of the first blazed structure and the second blazed structure described in 4) above, for example, the x-order diffracted light amount of the first light beam that has passed is changed to any other order.
  • the y-order diffracted light amount of the second light beam is larger than any other order diffracted light amount
  • the z-order diffracted light amount of the third light beam is larger than any other order diffracted light amount.
  • the diameter of the light beam is regulated by the stop ST, and enters the objective lens OBJ.
  • the light beam condensed by the central region, the peripheral region, and the outermost peripheral region of the objective lens OBJ is a spot formed on the information recording surface RL1 of the BD via the protective substrate PL1 having a thickness of 0.1 mm.
  • the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL1 is transmitted again through the objective lens OBJ and the aperture stop ST, converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a quarter wavelength plate (not shown), and converged by the collimating lens CL. After being transmitted through the dichroic prism PPS, it is converged on the light receiving surface of the first light receiving element PD1. Then, by using the output signal of the first light receiving element PD1 to focus or track the objective lens OBJ by the biaxial actuator AC, it is possible to read information recorded on the BD.
  • the light is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the / 4 wavelength plate and enters the objective lens OBJ.
  • the light beam condensed by the central region and the peripheral region of the objective lens OBJ (the light beam that has passed through the most peripheral region is flared to form a spot peripheral portion) is a protective substrate PL2 having a thickness of 0.6 mm.
  • the spot formed on the information recording surface RL2 of the DVD forming the center of the spot.
  • the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL2 is again transmitted through the objective lens OBJ and the aperture stop ST, converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a quarter wave plate (not shown), and converged by the collimating lens CL. After being reflected by the dichroic prism PPS and then reflected twice in the prism, it is converged on the second light receiving element DS1.
  • the information recorded on the DVD can be read using the output signal of the second light receiving element DS1.
  • the light is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the 1 ⁇ 4 wavelength plate and enters the objective lens OJT.
  • the light beam condensed by the central region of the objective lens OBJ (the light beam that has passed through the peripheral region and the most peripheral region is flared and forms a spot peripheral part) is passed through the protective substrate PL3 having a thickness of 1.2 mm.
  • the spot is formed on the information recording surface RL3 of the CD.
  • the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL3 is again transmitted through the objective lens OBJ and the aperture stop ST, converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a quarter wave plate (not shown), and converged by the collimating lens CL. After being reflected by the dichroic prism PPS and then reflected twice in the prism, it is converged on the third light receiving element DS2.
  • the information recorded on the CD can be read using the output signal of the third light receiving element DS2.
  • Examples 1 to 5 are single-lens objective optical elements.
  • ri is the radius of curvature
  • di is the position in the optical axis direction from the i-th surface to the (i + 1) -th surface
  • ni is the refractive index of each surface.
  • a power of 10 for example, 2.5 ⁇ 10 ⁇ 3
  • E for example, 2.5 ⁇ E ⁇ 3
  • the optical surface of the objective optical element is formed as an aspherical surface that is symmetric about the optical axis and is defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Table 1 into Formula 1.
  • X (h) is an axis in the optical axis direction (with the light traveling direction being positive), ⁇ is a conical coefficient, Ai is an aspherical coefficient, h is a height from the optical axis, and r is a paraxial radius of curvature. It is.
  • the optical path difference given to the light flux of each wavelength by the diffractive structure is an equation obtained by substituting the coefficient shown in the table into the optical path difference function of Formula 2. It is prescribed by.
  • ⁇ is the wavelength of the incident light beam
  • ⁇ B is the manufacturing wavelength (blazed wavelength)
  • dor is the diffraction order
  • C i is the coefficient of the optical path difference function.
  • Example 1 Tables 1 and 2 show lens data of Example 1.
  • the first diffractive structure in the central region overlaps the blazed first basic structure and the five-step stepped second basic structure.
  • the second-order diffracted light has the largest amount of diffracted light, and the second light beam is incident on the first basic structure (also referred to as diffraction structure 1).
  • the first order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and the first order diffracted light has the maximum amount of diffracted light generated when the third light beam is incident on the first basic structure.
  • the first-order diffracted light has the largest amount of diffracted light, and the second light beam is applied to the second basic structure.
  • the -2nd order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and among the diffracted light generated when the third light beam is incident on the second basic structure, the -2nd order diffracted light is the maximum The amount of diffracted light.
  • the second diffraction structure in the peripheral region has a five-step staircase structure.
  • the 0th-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • Example 2 Tables 3 and 4 show lens data of Example 2.
  • the first diffractive structure in the central region overlaps the blazed first basic structure and the four-step second basic structure.
  • the second-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the diffracted light generated when the second light beam is incident on the first basic structure the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the third light beam enters the first basic structure.
  • the second-order diffracted light has the largest amount of diffracted light, and the diffraction is generated when the second light beam is incident on the second basic structure.
  • the 0th-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and among the diffracted light generated when the third light beam enters the second basic structure, the ⁇ 1st-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light.
  • the second diffraction structure in the peripheral region has a five-step staircase structure.
  • the 0th-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • Example 3 Tables 5 and 6 show lens data of Example 3.
  • the first diffractive structure in the central region overlaps the blazed first basic structure and the three-step staircase type second basic structure.
  • the second-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the diffracted light generated when the second light beam is incident on the first basic structure the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the third light beam enters the first basic structure.
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the diffraction is generated when the second light beam is incident on the second basic structure.
  • the ⁇ 1st order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the second diffraction structure in the peripheral region has a five-step staircase structure.
  • the 0th-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • Example 4 Tables 7 and 8 show lens data of Example 4.
  • the first diffractive structure in the central region has a seven-step staircase structure.
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the diffracted light generated when the second light beam is incident on the first basic structure Of these, the ⁇ 2nd order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and the ⁇ 3rd order diffracted light has the maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the third light beam enters the first basic structure.
  • the second diffraction structure in the peripheral region has a three-step staircase structure.
  • the 0th-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the diffracted light generated when the second light beam is incident on the second diffractive structure Of these, the ⁇ 1st order diffracted light has the maximum amount of diffracted light.
  • Example 5 Tables 9 and 10 show lens data of Example 5.
  • the first diffractive structure in the central region overlaps the blazed first basic structure and the four-step stepped second basic structure.
  • the second-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the diffracted light generated when the second light beam is incident on the first basic structure the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the third light beam enters the first basic structure.
  • the second-order diffracted light has the largest amount of diffracted light, and the diffraction is generated when the second light beam is incident on the second basic structure.
  • the third-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and the third-order diffracted light has the largest amount of diffracted light among the diffracted light generated when the third light beam enters the second basic structure.
  • the second diffraction structure in the peripheral region has a five-step staircase structure.
  • the 0th-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light
  • Table 11 summarizes the values of m1, WD1-WD2, WD1-WD3, m2, m3, 1.57m2 + 0.123, 1.57m2 + 0.24, 1.79m3 + 0.333, 1.66m3 + 0.508 for each example. Show.
  • the values of WD1 to WD2 in Examples 1 to 4 satisfy 0 ⁇ (WD1 ⁇ WD2) ⁇ 1.57 m2 + 0.123 of the conditional expression (2), respectively.
  • the values of WD1 to WD3 of Examples 1, 2, and 4 satisfy 0 ⁇ (WD1 ⁇ WD3) ⁇ 1.79m3 + 0.333 of the conditional expression (3), respectively.
  • the values of WD1-WD2 and WD1-WD3 in Example 5 are 1.57m2 + 0.24 ⁇ (WD1-WD2) ⁇ 0.7 in conditional expression (2) and 1.66m3 + 0 in conditional expression (3), respectively. .508 ⁇ (WD1-WD3) ⁇ 0.7 is satisfied.

Abstract

　対物レンズとして単玉のレンズを用いたとしても、記録密度が異なる３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができ、透過率を向上させた対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供するために、以下の条件式（１）～（３）の全てを満たしたときに、３種類のディスクに対して良好な収差特性を得ることができる。 －０．０２≦ｍ１≦０．０２ （１）　０≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３　又は、 １．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦０．７ （２）　０≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３　又は、 １．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦０．７ （３）

Description

対物レンズ及び光ピックアップ装置
　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／又は再生を行える光ピックアップ装置及びそれに用いる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や、第２高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色ＳＨＧレーザ等、波長４００～４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されつつある。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、２５ＧＢ程度の情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。
　尚、ＮＡ０．８５の対物レンズを使用する高密度光ディスクでは、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、ＤＶＤにおける場合よりも保護層を薄く設計し（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ものがある。ところで、かかるタイプの高密度光ディスク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、高密度光ディスク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、高密度光ディスク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、高密度光ディスク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、高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤと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。
　高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤと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、高密度光ディスク用の光学系と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、高密度光ディスク用の光学系と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光路差付与構造を対物光学系に形成することで、波長の違いや保護層の厚みの違いにより発生する球面収差を低減する必要がある。
　特許文献１には、光路差付与構造を有し、高密度光ディスクと従来のＤＶＤ及びＣＤに対して共通に使用可能な対物レンズに用いる光学素子が記載されている。
特開２００５－２５９３３２号公報
　ところで、高密度光ディスク、ＤＶＤ及びＣＤについて、それぞれ開口数ＮＡを異ならせている場合、例えばＤＶＤの開口数の外側を通過する光束を情報記録面上でフレアにすれば、別個に開口制限を用いる必要がなく好ましい。このため、特許文献１の対物レンズでは、ＤＶＤの開口数の外側の領域に回折構造を設けて、高密度光ディスク用の光束については０次回折光を発生させ、ＤＶＤ及びＣＤ用の光束については所定の次数の回折光を発生させている。
　しかるに、回折構造は母非球面を光軸方向にシフトしてなる微細構造であるために、製造誤差等によって光線のケラレが生じやすく、透過率が低下するという問題がある。そこで、特に光量が求められる高密度光ディスク用の光束について透過率をより高めるために、高密度光ディスクの情報の記録／再生のみに用いる対物レンズの領域を、屈折面のみから形成しようとする試みがある。ところが、高密度光ディスクの情報の記録／再生のみに用いる対物レンズの領域を、屈折面のみから形成した場合、ＤＶＤ及びＣＤ用の光束についてフレア制御の設計自由度が低下するため、有効なフレアが発生せず、ＤＶＤ又はＣＤ使用時に開口数が不適切となり、適切な情報の記録／再生を行えない恐れがある。
　本発明は、上述の問題を考慮してなされたものであり、対物レンズとして単玉のレンズを用いたとしても、高密度光ディスク（特にＢＤ）とＤＶＤとＣＤ等の、記録密度が異なる３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置及び対物レンズであって、透過率を向上できる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。
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の対物レンズは、第１光源から出射される波長λ１（μｍ）の第１光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第２光源から出射される波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を用いて厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第３光源から出射される波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を用いて厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層を有する第３光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
　前記対物レンズは単玉であって、その光学面は、光軸を中心とする中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域と、前記周辺領域の周囲に形成された輪帯状の最周辺領域とを有し、
　前記中央領域と前記周辺領域と前記最周辺領域とを通過した前記第１光束が、前記第１光ディスクの情報記録面に集光され、
　前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第２光束が、前記第２光ディスクの情報記録面に集光され、前記最周辺領域を通過した前記第２光束が、前記第２光ディスクの情報記録面に集光されず、
　前記中央領域を通過した前記第３光束が、前記第３光ディスクの情報記録面に集光され、前記周辺領域及び前記最周辺領域を通過した前記第３光束が、前記第３光ディスクの情報記録面に集光されず、
　前記最周辺領域は屈折面であり、
　前記第１光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ１、前記第２光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ２、前記第３光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ３、前記第１光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ１（ｍｍ）、前記第２光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ２（ｍｍ）、前記第３光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ３（ｍｍ）としたとき、以下の条件式（１）～（３）、
－０．０２≦ｍ１≦０．０２　　　　　　　　　　　　　　（１）
０≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３　又は、
１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦０．７　　（２）
０≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３　又は、
１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦０．７　（３）
の全てを満たすことを特徴とする。
　本発明の原理について説明する。図６は、縦軸に開口数、横軸に球面収差をとって示す模式図である。ここで、第２光ディスクとしてＤＶＤを例に取り説明する。ＤＶＤの開口数ＮＡ２は０．６程度であるため、対物レンズにおいて、それより外側の領域（ここでは最周辺領域とする）を通過する光束はフレアとして、集光スポットに寄与しないようにすることが望ましい。ところが、対物レンズの最周辺領域を屈折面とした場合、図６に示すように、開口数ＮＡ２を超える領域の収差特性（波形）が決まってしまう。従って、開口数ＮＡ２以下の領域を通過した光が集光する位置（ＷＤ２）によっては、集光スポットが絞られすぎてＤＶＤの情報の記録／再生が不能になる恐れがある。具体的には、開口数ＮＡ２以下の領域を通過した光が集光する位置（ＷＤ２）が、開口数ＮＡ２以上の領域を通過した光が集光する位置に近ければ（図６の（１）の状態）、ＤＶＤの情報の記録／再生が不能になり、開口数ＮＡ２以下の領域を通過した光が集光する位置（ＷＤ２）が、開口数ＮＡ２以上の領域を通過した光が集光する位置から離れていれば（図６の（２）又は（３）の状態）、ＤＶＤのスポットの開口数がＮＡ２となり情報の記録／再生は可能になる。同様なことは、第３光ディスク（例えばＣＤ）にも言える。
　そこで、本発明においては、図６の（２）又は（３）に示すように、ＤＶＤ及びＣＤ使用時に所望の開口数を得ることができるワーキングディスタンスを定めている。図７は、第２ディスクとしてＤＶＤを使用する際の集光状態を模式的に示した図であり、図８は、第１ディスクとしてＢＤを使用する際の集光状態を模式的に示した図である。
　図７において、ＤＶＤの開口数ＮＡ２を超える領域を通過した第２光束は、ＤＶＤの情報記録面で集光されずフレアとなる（図７にハッチングで示す領域）。かかる場合、光ディスクがないとしたときのＤＶＤ用波長の光に対する対物レンズのバックフォーカスをｆＤとし、ＤＶＤ使用時のワーキングディスタンスをＷＤ２とし、ＤＶＤの保護層の厚さをｔ２＝０．６ｍｍ、その屈折率をｎＤとし、ＤＶＤの開口数ＮＡ２を超える領域を通過した第２光束の集光位置のずれ量をＷＤ’とすると、
ｆＤ＝ＷＤ２＋ＷＤ’＋（０．６／ｎＤ）　　　　　（２０）
が成立する。
　一方、光ディスクがないとしたときのＢＤ用波長の光に対する対物レンズのバックフォーカスをｆＢとし、ＢＤのワーキングディスタンスをＷＤ１とし、ＢＤの保護層の厚さをｔ１＝０．１ｍｍ、その屈折率をｎＢとすると、
ｆＢ＝ＷＤ１＋（０．１／ｎＢ）　　　　　　　　　（２１）
が成立する。（２０）、（２１）式より、
ｆＤ－ｆＢ＝
ＷＤ２＋ＷＤ’＋（０．６／ｎＤ）－（ＷＤ１＋（０．１／ｎＢ））
が得られ、更に、
ＷＤ’＝ｆＤ－ｆＢ－ＷＤ２－（０．６／ｎＤ）＋ＷＤ１
　　　＋（０．１／ｎＢ）
　　　＝（ｆＤ－ｆＢ＋（０．１／ｎＢ）－（０．６／ｎＤ））
　　　＋ＷＤ１－ＷＤ２
が得られる。
　ここで、（ｆＤ－ｆＢ＋（０．１／ｎＢ）－（０．６／ｎＤ））は主に倍率に依存する値であるので、倍率が決まっている場合、ＷＤ’は、ＷＤ１－ＷＤ２をパラメータとして変化する値になる。またＷＤ’は、図６に示す収差のズレ量に相当する。従って、ＷＤ１－ＷＤ２を適切な値に設定すれば、ＷＤ’の値も決まるので、対物レンズの最周辺領域を屈折面としても、ＤＶＤのフレアを良好とし、ＤＶＤへの情報の記録／再生を適切に行うことができる。同様に、開口数ＮＡ２を超える領域を通過した第３光束の集光位置のずれ量をＷＤ”とすると、ＷＤ１－ＷＤ３をパラメータとして変化する値になる。従って、ＷＤ１－ＷＤ３を適切な値に設定すれば、ＷＤ”の値も決まることになるので、対物レンズの最周辺領域を屈折面としても、ＣＤのフレアを良好とし、ＣＤへの情報の記録／再生を適切に行うことができる。
　本発明者は、以上の思想に基づいて鋭意研究を重ねた結果、以下の条件式（１）～（３）、
－０．０２≦ｍ１≦０．０２　　　　　　　　　　　　　　　（１）
０≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３　又は、
１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦０．７　　　（２）
０≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３　又は、
１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦０．７　　（３）
の全てを満たしたときに、第２光ディスクでも第３光ディスクでも良好な収差特性を得ることができることを見出したのである。
　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、以下の条件式（４）～（５）、
　－０．０２≦ｍ２≦０．０２　　　（４）
　－０．０２≦ｍ３≦０．０２　　　（５）
を満たすことを特徴とする。
　請求項３に記載の対物レンズは、請求項１又は請求項２に記載の発明において、以下の条件式、
　ｍ１＝０　　　（１’）
　ｍ２＝０　　　（４’）
　ｍ３＝０　　　（５’）
を満たすことを特徴とする。
　請求項４に記載の対物レンズは、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の発明において、前記周辺領域には第２回折構造が形成されており、前記第２回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光、つまり透過光が最大の回折光量を有し、前記第２回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする。前記第１光束が入射した場合には周辺領域と最周辺領域はその領域より生じる屈折光を利用するため、光源の波長変動や環境温度の変化が生じた場合に、収差の発生方向（アンダーもしくはオーバー）と大きさが２つの領域で同じようになるので、収差変化が不連続とならず好ましい。
　請求項５に記載の対物レンズは、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発明において、前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造はブレーズ型構造を有し、前記第１回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１回折構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする。このような回折次数であれば、いずれの波長の回折光も高い回折効率を確保できるので、情報の記録／再生に十分な強度の集光スポットを得ることができる。
　請求項６に記載の対物レンズは、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発明において、前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造は、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造が重畳された構造であり、前記第１ブレーズ型構造は、前記第１ブレーズ型構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１ブレーズ型構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１ブレーズ型構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造は、前記第２ブレーズ型構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする。
　請求項７に記載の対物レンズは、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発明において、前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造は階段型構造を有することを特徴とする。
　請求項８に記載の対物レンズは、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の発明において、前記第１回折構造はブレーズ型構造と階段型構造とを重畳させてい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５から請求項８までのいずれかに記載の発明において、前記第１回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ１とし、前記第１回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ２とし、前記第１回折構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ３とし、更に前記第１回折構造を規定するための光路差関数において、前記第１光束に関する２次の項をＣλ１、前記第２光束に関する２次の項をＣλ２、前記第３光束に関する２次の項をＣλ３としたときに、以下の条件式（６）、（７）、
　（ｄｏｒ１×Ｃλ１）／（ｄｏｒ２×Ｃλ２）＜０　　　（６）
　（ｄｏｒ１×Ｃλ１）／（ｄｏｒ３×Ｃλ３）＜０　　　（７）
のいずれかを満たすことを特徴とする。
　ここで、（６）式を満たすとは、回折次数ｄｏｒ１の符号（正又は負）と、回折次数ｄｏｒ２の符号とが逆となることを意味する。又、（７）式を満たすとは、回折次数ｄｏｒ１の符号と、回折次数ｄｏｒ３の符号とが逆となることを意味する。（６）又は（７）式を満たす場合、前最周辺領域を屈折面としたときに、光源波長の変動に応じて発生する３次球面収差ＳＡ３と５次球面収差ＳＡ５の極性（符号）が同じになり、また絶対値の比│ＳＡ５│／│ＳＡ３│を１／８に近づけることができるので、光ピックアップ装置の組み付け時に、光源としての半導体レーザの位置調整誤差により残留する球面収差を抑えることができるため、半導体レーザの誤差許容度が高まり、コスト低減を図ることができる。
　請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から請求項９までのいずれかに記載の対物レンズを用いたことを特徴とする。
　本発明に係る光ピックアップ装置は、第１光源、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。このときの第１光ディスクはＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ　Ｄｉｓｃ）、第２光ディスクはＤＶＤである事が好ましく、第３光ディスクはＣＤであることが好ましいが、これに限られない。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。
　ＢＤは、ＮＡ０．８５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０．１ｍｍ程度である。更に、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、ＮＡ０．４５～０．５３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（８）、（９）、（１０）、
　０．０７５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１１２５ｍｍ　　　（８）
　０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ　　　　　　　　　（９）
　１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ　　　　　　　　（１０）
を満たすことが好ましいが、これに限られない。
　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（１１）、（１２）、
　１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１　　　（１１）
　１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１　　　（１２）
を満たすことが好ましい。
　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、０．３５μｍ以上、０．４４μｍ以下、より好ましくは、０．３８μｍ以上、０．４１５μｍ以下であって、第２光源の第２波長λ２は好ましくは０．５７μｍ以上、０．６８μｍ以下、より好ましくは０．６３μｍ以上、０．６７μｍ以下であって、第３光源の第３波長λ３は好ましくは、０．７５μｍ以上、０．８８μｍ以下、より好ましくは、０．７６μｍ以上、０．８２μｍ以下である。
　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が、これに限られず、２つの光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。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、対物レンズのみを有していても良いが、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てもよい。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。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。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、単玉の対物レンズである。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などで回折構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよい。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、回折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４００℃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３．０以下であるのが好ましく、２．８以下であ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は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５２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。
　対物レンズについて、以下に記載する。対物レンズの少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの周辺領域と、周辺領域の周りの最周辺領域とを有する。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、含まない領域であってもよい。中央領域、周辺領域、及び最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１に示されるように、中央領域ＣＮ、周辺領域ＭＤ、最周辺領域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１回折構造が設けられることが好ましい。また、周辺領域には第２回折構造が設けられることが好ましい。最周辺領域は屈折面である。中央領域、周辺領域、最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。
　第１回折構造は、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回折構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第２回折構造は、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２回折構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。
　なお、本明細書でいう回折構造とは、回折作用によって光束を収束または発散させる構造（回折作用によって収差を与える構造を含む）である。回折構造は、好ましくは入射光束に対して光路差を付加する構造である。回折構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。回折構造は、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。回折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。
　回折構造は、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、回折構造は、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得る。
　第１回折構造は、１）光軸を含む断面形状がブレーズ型構造であるもの、２）光軸を含む断面形状が階段型構造であるもの、３）ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造とを重畳させたもの、又は、４）２種類のブレーズ型構造、即ち、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造とを重畳させたもの、のいずれかが好ましい。
　１）のブレーズ型構造とは、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、回折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り、別の言い方としては、回折構造がベース面に対して、直角でも平行でもない、斜めの面を有するということである。また、２）の階段型構造とは、図２（ｃ）、（ｄ）に示されるように、回折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（分割数（ステップ数と言うこともある）が同じ小階段状の構造を複数有することが好ましい）を複数有するということである。また、基礎構造が階段形状である場合、ベース面が曲率を有する面であると、ベース面において光線が屈折するため光軸からの距離ごとに屈折角度が異なるという現象が生じる。そのため、ベース面を光軸方向に平行にシフトすることにより階段形状を得るよりも、光線の進む方向にベース面を同じ光路長分シフトすることにより階段形状を得る事が好ましい。
　好ましい１）のブレーズ型構造の例としては、Ｘ／Ｙ／Ｚ（第１光束が入射した際にＸ次回折光を最も多く発生させ、第２光束が入射した際にＹ次回折光を最も多く発生させ、第３光束が入射した際にＺ次回折光を最も多く発生させるという表現）で表した場合、１／１／１が好ましい一例として挙げられる。この時のブレーズ型構造の光軸方向段差量ｄの好ましい値は、０．９・１・λ１／（ｎλ１－１）≦ｄ≦１．９・１・λ１／（ｎλ１－１）で表すことができる。（ｎλ１は、波長λ１の時の屈折率）
　好ましい２）の階段型構造の例としては、１／－１／－２や、１／－２／－３が好ましい例として挙げられる。この時の階段型構造の好ましい例は、それぞれ５分割（４段差）と７分割（６段差）の小階段型構造である。特に、７分割の１／－２／－３が好ましく、この小階段構造の光軸方向の小さな段差量ｄの好ましい値は、０．９・１．２・λ１／（ｎλ１－１）≦ｄ≦１．９・１．２・λ１／（ｎλ１－１）で表すことができる。
　３）のようにブレーズ型構造である第１基礎構造と階段型構造である第２基礎構造とを重畳して回折構造を形成する場合、第１基礎構造に、第１基礎構造とは異なる第２基礎構造を、第１基礎構造の全ての段差部の位置と第２基礎構造の段差部の位置が一致するように重畳することが好ましい。好ましい態様としては、図３（ａ）に示すブレーズ型構造の最も深くなる位置Ｐ１と、図３（ｂ）に示す階段型構造の最も深くなる位置Ｐ２とを一致させて重畳することをいう。これにより、図３（ｃ）に示す第１回折構造を得ることができる。このように、ブレーズ型構造と階段型構造とをブレーズ型の段差の位置と階段型構造の大きな段差の位置とを一致させて重畳させて得られる図３（ｃ）のような構造を、本明細書においてブレーズ型階段構造と称する。ブレーズ型階段構造は、回折構造がベース面に対して斜めの面と光軸に対して平行な面を有し、ベース面の方向に進むに従って、段階的に光軸方向の長さが変化する小構造を複数有する構造である。なお、第１基礎構造の一単位の輪帯に対して、第２基礎構造の複数単位の輪帯を重畳させても良い。また、第２基礎構造の段差部の全ての位置が第１基礎構造の段差部の位置と一致していなくてもよい。即ち、第２基礎構造の段差部の中には、第１基礎構造の段差部の位置と一致しないものがあってもよい。回折構造は、基礎構造を重畳させても重畳させなくても良く、この場合には図２や図３に示す任意の形状の構造を採りうる。
　次に、４）２種類のブレーズ型構造、即ち、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造とを重畳させたもの、の好ましい例について詳述する。
　第１ブレーズ型構造は、Ｘ／Ｙ／Ｚと表した時、Ｘは、奇数の整数である。また、Ｘは５以下の奇数であると、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、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第１基礎構造は、その段差が光軸とは逆の方向を向いている。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第１基礎構造とは、上記Ｘが奇数となる段差のうち、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも、光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する上記Ｘが奇数となる段差が、光軸とは逆の方向を向いていることである。好ましくは、中央領域に設けられる第１基礎構造の全ての段差が光軸とは逆の方向を向いていることである。
　このように、第１光束における回折次数が奇数次数となる第１ブレーズ型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のである。
　また、第１ブレーズ型構造は、Ｌ／Ｍ／Ｎと表した時、Ｌは、偶数の整数である。また、Ｌは４以下の偶数であると、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、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第２基礎構造は、その段差が光軸の方向を向いている。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第２基礎構造とは、上記Ｌが偶数となる段差のうち、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する上記Ｌが偶数となる段差が光軸の方向を向いていることである。但し、好ましくは、中央領域に設けられる第２基礎構造は、全ての段差が光軸の方向を向いていることである。
　このように、第１光束に対して奇数次数の回折光を発生し、少なくとも中央領域の光軸付近においては段差が光軸とは逆の方向を向いている第１ブレーズ型構造と、第１光束に対して偶数次数の回折光を発生し、少なくとも中央領域の光軸付近においては段差が光軸の方向を向いている第２ブレーズ型構造を重ね合わせることにより、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型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。加えて、第１ブレーズ型構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、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が可能となる。これにより、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。
　より好ましい４）の第１回折構造は、｜Ｘ｜／｜Ｙ｜／｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１ブレーズ型構造と、｜Ｌ｜／｜Ｍ｜／｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２ブレーズ型構造とを重ね合わせたものである。このような第１回折構造にすると、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。
　第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造とを重ね合わせた後の第１光路差付与構造の形状と段差量という観点から、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２基礎構造とを重ね合わせた第１光路差付与構造を以下のように表現することができる。少なくとも中央領域の光軸付近に設けられている第１回折構造は、光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸の方向を向いている段差とを共に有し、光軸とは逆の方向を向いている段差の段差量ｄ１１と、光軸の方向を向いている段差の段差量ｄ１２とが、以下の条件式（１３）、（１４）を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式（１３）、（１４）を満たすことである。尚、回折構造を設けた対物レンズが単玉非球面の凸レンズの場合、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、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。下記条件式において上限に１．５を乗じているのは、当該段差量の増加を加味した故である。
０．６・（λ１／（ｎ－１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ－１））
　　　　　　（１３）
０．６・（λ１／（ｎ－１））＜ｄ１２＜１．５・（２λ１／（ｎ－１））
　　　　　　（１４）
但し、ｎは、第１の波長λ１における対物レンズの屈折率を表す。
　尚、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第１回折構造とは、少なくとも光軸に最も近い光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸に最も近い光軸の方向を向いている段差とを共に有する光路差付与構造をいう。好ましくは、少なくとも、光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する段差を有する回折構造である。
　また、例えば、λ１が３９０～４１５ｎｍ（０．３９０～０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４～１．６０である場合、上記条件式は以下、
　０．３９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ　　　　　　（１５）
　０．３９μｍ＜ｄ１２＜２．３１μｍ　　　　　　（１６）
と表すことが可能となる。
　更に、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造の重ね合わせ方としては、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造のピッチを合わせ、第２ブレーズ型構造の全ての段差の位置と、第１ブレーズ型構造の段差の位置を合わせるか、第１ブレーズ型構造の全ての段差の位置と、第２ブレーズ型構造の段差の位置を合わせることが好ましい。
　上述のように第２ブレーズ型構造の全ての段差の位置と、第１ブレーズ型構造の段差の位置を合わせて重ね合わせた場合、第１回折構造のｄ１１、ｄ１２は以下の条件式（１３）´、（１４）´を満たすことが好ましい。
０．６・（λ１／（ｎ－１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ－１））
　　　　　　（１３）´
０．６・（λ１／（ｎ－１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ－１））
　　　　　　（１４）´
より好ましくは、中央領域の全ての領域において、条件式（１３）´、（１４）´を満たすことである。
　また、例えば、λ１が３９０～４１５ｎｍ（０．３９０～０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４～１．６０である場合、上記条件式は以下、のように表すことが可能となる。
０．３９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ　　　　　　　（１５）´
０．３９μｍ＜ｄ１２＜１．１５μｍ　　　　　　　（１６）´
と表すことが可能となる。
　更に好ましくは、以下の条件式（１３）´´、（１４）´´を満たすことが好ましい。
０．９・（λ１／（ｎ－１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ－１））
　　　　　　（１３）´´
０．９・（λ１／（ｎ－１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ－１））
　　　　　　（１４）´´
より好ましくは、中央領域の全ての領域において、条件式（１３）´´、（１４）´´を満たすことである。
　また、例えば、λ１が３９０～４１５ｎｍ（０．３９０～０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４～１．６０である場合、上記条件式は以下、
　０．５９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ　　　　　　（１５）´´
　０．５９μｍ＜ｄ１２＜１．１５μｍ　　　　　　（１６）´´
と表すことが可能となる。
　また、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１ブレーズ型構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２ブレーズ型構造とを重ね合わせた第１回折構造にすることにより、第１ブレーズ型構造は波長が長くなった際に収差をアンダー（補正不足）とし（波長特性をアンダーとする）、第２ブレーズ型構造は逆に波長が長くなった際に収差をオーバー（補正過剰）とできる(波長特性をオーバーとする)ため、波長特性がアンダーに大きくなりすぎたり、オーバーに大きくなりすぎるということがなく、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。「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」とは、λｒｍｓの絶対値が１５０以下であることが好ましい。これによって、対物レンズがプラスチック製である場合であっても、温度変化時の収差変化を小さく抑えることが可能となるという観点からも好ましい。
　上記のように「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」を得るという観点から、第２ブレーズ型構造に比べて、第１ブレーズ型構造の寄与率が支配的であることが好ましい。第２ブレーズ型構造に比べて、第１ブレーズ型構造の寄与率を支配的にするという観点からは、第１ブレーズ型構造の平均ピッチが、第２ブレーズ型構造の平均ピッチに比べて小さいことが好ましい。別の表現では、光軸とは逆の方向を向いている段差間のピッチが、光軸の方向を向いている段差間のピッチに比べて小さいとも言えるし、第１回折構造において、光軸とは逆の方向を向いている段差の数が、光軸の方向を向いている段差の数に比べて多いとも言える。尚、第１ブレーズ型構造の平均ピッチが、第２ブレーズ型構造の平均ピッチの１／４以下であることが好ましい。更に好ましくは、１／６以下とすることである。第１ブレーズ型構造の平均ピッチを、第２ブレーズ型構造の平均ピッチの１／４以下(好ましくは１／６以下)とすることにより、前述のように「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」とすることが可能となるだけでなく、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを十分に確保するという観点からも好ましい。別の表現では、中央領域の第１回折構造において、光軸とは逆の方向を向いている段差の数が、光軸の方向を向いている段差の数の４倍以上であることが好ましいともいえる。より好ましくは６倍以上である。
　また、４）の第１回折構造において、最小ピッチが１５μｍ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回折構造の平均ピッチが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回折構造を通過した第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、平均ピッチとは、中央領域の第１回折構造の全てのピッチを合計し、中央領域の第１回折構造の段差数で割った値である。
　以上が、第１回折構造の好ましい例である１）～４）についての説明である。
　尚、回折構造又は基礎構造は、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。
　回折構造又は基礎構造が、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２（ａ）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２（ｂ）に示されるように、ベース面の方向に進むに従って、徐々に鋸歯状形状の大きさが大きくなっていく形状、又は、小さくなっていく形状であってもよい。また、徐々に鋸歯状形状の大きさが大きくなった形状と、徐々に鋸歯状形状の大きさが小さくなっていく形状を組み合わせた形状としてもよい。但し、鋸歯状形状の大きさが徐々に変化する場合であっても、鋸歯状形状において、光軸方向（又は通過する光線の方向）の大きさはほとんど変化しないことが好ましい。なお、ブレーズ型構造において、１つの鋸歯状形状の光軸方向の長さ（鋸歯状形状を通過する光線の方向の長さとしてもよい）を、ピッチ深さといい、１つの鋸歯状形状の光軸垂直方向の長さをピッチ幅という。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。この遷移領域は、回折構造により付加される光路差を光路差関数で表現した時、光路差関数の極値となる点に相当する領域である。なお、光路差関数が極値となる点を持つと、光路差関数の傾きが小さくなるので、輪帯ピッチを広げることが可能となり、回折構造の形状誤差による透過率低下を抑制できる。
　回折構造又は基礎構造が、階段型構造を有する場合、単位形状である、階段形状が繰り返された形状となる。図２（ｃ）で示されるような数段（例えば、図２（ｃ）に示す様に５分割（５ステップ）の構造）の同一の小階段形状が、繰り返されるような形状等があり得る。さらに、ベース面の方向に進むに従って、徐々に階段の大きさが大きくなっていく形状や、徐々に階段の大きさが小さくなっていく形状であってもよいが、光軸方向（又は通過する光線の方向）の長さはほとんど変化しないことが好ましい。
　回折構造が、図２（ｄ）に示されるようにバイナリ状の形状（この様な構造は、２分割（２ステップ）の階段状構造とも言える）を有する場合、ベース面の方向に進むに従って、徐々にバイナリの大きさが大きくなっていく形状や、徐々に階段の大きさが小さくなっていく形状であってもよいが、通過する光線の方向の長さはほとんど変化しないことが好ましい。
　また、対物レンズの周辺領域に設けられた第２回折構造と、中央領域に設けられた第１回折構造とは、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。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回折構造及び第２回折構造は、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。
　対物レンズは、対物レンズの第１回折構造が設けられた中央領域を通過する第１光束、第２光束及び第３光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物レンズは、対物レンズの第１光回折構造が設けられた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及び／又は再生ができるように集光する。また、対物レンズは、対物レンズの第１回折構造が設けられた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する。さらに、対物レンズは、対物レンズの第１回折構造が設けられた中央領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、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が異なる場合、第１回折構造は、第１回折構造を通過する第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及び／又は第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回折構造は、第１回折構造を通過した第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及び／又は第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。
　対物レンズの第１光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）とし、対物レンズの中心厚さをｄ（ｍｍ）とした際に、下記の式（１７）、
　０．８≦ｄ／ｆ１≦１．７　　　　　　　（１７）
を満たすことが好ましい。
　なお、下記の式（１７）’、
　１．０≦ｄ／ｆ１≦１．５　　　　　　　（１７）’
を満たすことがより好ましい。
　上記構成により、回折構造のピッチを小さくすることなく、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを確保でき、対物レンズの製造も容易にする事が出来、加えて、光の利用効率を高く維持することが可能となる。更に、非点収差や偏心コマ収差を抑えることも可能となる。
　また、以下の条件式を満たすことが好ましい。
２．０ｍｍ≦φ≦４．２ｍｍ
尚、Φは、第２光ディスク使用時の対物レンズの有効径を表す。上記範囲を満たすことにより、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを実使用上問題ないレベルの距離を確保しつつ、例え、対物レンズがプラスチックレンズであったとしても、温度変化時における収差変化を問題ないレベルに維持することができる。
　また、対物レンズは、対物レンズに設けられた第２回折構造を用いて周辺領域を通過する第１光束及び第２光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物レンズは、対物レンズの第２回折構造が設けられた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及び／又は再生ができるように集光する。また、対物レンズは、対物レンズに第２回折構造が設けられた場合、これを用いて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及び／又は再生ができるように集光する。また第２回折構造は、第２回折構造を通過する第１光束及び第２光束の波長の違いにより発生する色球面収差を補正することが好ましい。
　また、好ましい態様として、周辺領域を通過した第３光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。周辺領域を通過した第３光束が、第３光ディスクの情報記録面上で集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、第２回折構造により周辺領域を通過する第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４に示すように、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。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、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及び／又は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。しかしながら、上述のようなフレアでなくても、光量密度が高いスポット中心部の周りに、スポット中間部がなく、光量密度がスポット中心部より低いスポット周辺部がある場合もあり得、この場合は、当該スポット周辺部をフレアと言う。つまり、対物レンズの周辺領域に設けられた第２回折構造を通過した第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。
　また、最周辺領域を通過した第１光束は、第１光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、最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光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。最周辺領域を通過した第２光束及び第３光束が、それぞれ第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上での集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物レンズが最周辺領域を有する場合、対物レンズの最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。言い換えると、対物レンズの最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。
　なお、第１の基礎構造と第２の基礎構造を重ね併せて第２回折構造を形成することにより、第２回折構造を通過した第１光束、第２光束、第３光束全ての出射光の方向を異ならせることが可能となるため、第１光束、第２光束、第３光束の全ての光束が同じ結像倍率（例えば、全て平行光束）で対物レンズに入射したとしても、異なる種類の光ディスクを用いていることに起因して発生する収差を補正でき、互換が可能となる。
　対物レンズがプラスチックレンズである場合、温度特性補正用構造として第３の基礎構造を、第１の基礎構造及び第２の基礎構造にさらに重ねたものを第２回折構造としてもよい。もしくは最周辺領域に設けてもよい。具体的には、第３の基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略１０波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略５波長分の光路差を与えるような段差量であるか、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。
　また、対物レンズがプラスチックレンズである場合、温度特性補正用構造として基礎構造を、重ねたものを第１回折構造としてもよい。具体的には、第３の基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略１０波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略５波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。
　前述したように、段差量は大きすぎない方が好ましい。基礎構造を複数重ね合わせて得た基礎となる回折構造のある輪帯の段差量が基準の値より高い場合、輪帯の段差量を１０・λＢ／（ｎ－１）（μｍ）だけ低くすることにより、光学性能に影響を及ぼすことなく、大きすぎる段差量を減らすことが可能となる。なお、基準の値としては、任意の値を設定する事ができるが、１０・λＢ／（ｎ－１）（μｍ）を基準値とする事が好ましい。
　また、細長い輪帯が少ない方が製造上好ましいという観点から、第１回折構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。更に好ましくは、全ての回折構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。
　第１光ディスクに対して情報を再生及び／又は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及び／又は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及び／又は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、０．６以上、０．９以下であることが好ましい。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周辺領域の境界は、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周辺領域の境界が、ＮＡ３に相当する部分に形成されていることである。また、対物レンズの周辺領域と最周辺領域の境界は、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、対物レンズの周辺領域と最周辺領域の境界が、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、球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合であって、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、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０２μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０８μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０１μｍ以下である。
　また、光ピックアップ装置の用途に応じて、中央領域の各波長に対する回折効率を適宜設定可能である。例えば、第１光ディスクに対して記録及び再生を行い、第２、第３光ディスクに対して再生のみ行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域及び／又は周辺領域の回折効率を、第１光束を重視して設定するのが好ましい。一方、第１光ディスクに対して再生のみを行い、第２、第３光ディスクに対して記録及び再生を行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域の回折効率を、第２、第３光束を重視して設定し、周辺領域の回折効率を、第２光束を重視して設定するのが好ましい。
　何れの場合でも、下記条件式（１８）を満たすようにすることで、各領域の面積加重平均により計算される第１光束の回折効率を高く確保することが可能となる。
η１１≦η２１　　　　　　（１８）
但し、η１１は中央領域における第１光束の回折効率を表し、η２１は周辺領域における第１光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第２、第３波長の光束重視とした場合には、中央領域の第１光束の回折効率は低くなるが、第１光ディスクの開口数が第３光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第１光束の有効径全体で考えると中央領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。
　なお、本明細書における回折効率は、以下のように定義することができる。
［１］同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一の材料で形成され、第１及び第２回折構造が形成されない対物レンズの透過率を、中央領域、周辺領域に分けて測定する。この際、中央領域の透過率は、周辺領域に入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は中央領域に入射する光束を遮断して測定する。
［２］第１及び第２回折構造を有する対物レンズの透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
［３］上記［２］の結果を［１］の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
　また、第１光束乃至第３光束の何れか二つの光束の光利用効率が７０％以上であって、残りの一つの光束の光利用効率を３０％以上、７０％以下にするようにしてもよい。残りの一つの光束の光利用効率を４０％以上、６０％以下にするようにしてもよい。この場合、光利用効率を３０％以上、７０％以下（または４０％以上、６０％以下）とする光束は、第３光束であることが好ましい。
　なお、ここでいう光利用効率とは、第１回折構造及び第２回折構造が形成された対物レンズにより光ディスクの情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＡとし、同一の材料から形成され、且つ、同一の焦点距離、軸上厚さ、開口数、波面収差を有し、第１回折構造、第２回折構造が形成されない対物レンズにより、光情報記録媒体の情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＢとしたとき、Ａ／Ｂにより算出するものとする。なお、ここでいうエアリーディスクとは、集光スポットの光軸を中心とする半径ｒ’の円をいう。ｒ’＝０．６１・λ／ＮＡで表される。
　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。第１光束が平行光又は略平行光として入射する場合、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（１）を満たす。
－０．０２≦ｍ１≦０．０２　　　　　（１）
より好ましくはｍ１＝０である。
　一方で、第１光束が発散光として対物レンズに入射する場合は、第１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ｍ１が、下記の式（１”）、
－０．１０＜ｍ１＜－０．０２　　　　　（１”）
を満たす。
　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は、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（４）を満たすこととなる。
－０．０２≦ｍ２≦０．０２　　　　　（４）
より好ましくはｍ２＝０である。
　一方で、第２光束が発散光として対物レンズに入射する場合、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（４”）、
－０．１０＜ｍ２＜－０．０２　　　　　（４”）
を満たす。
　また、第３光束が平行光又は略平行光として対物レンズに入射する場合、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（５）を満たすこととなる。第３光束が平行光である場合、トラッキングにおいて問題が発生しやすくなるが、本発明は第３光束が平行光であっても、良好なトラッキング特性を得ることを可能とし、３つの異なる光ディスクに対して記録及び／又は再生を適切に行う事を可能とする。
－０．０２≦ｍ３≦０．０２　　　　　　（５）
より好ましくはｍ３＝０である。
　一方で、第３光束が発散光として対物レンズに入射する場合、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（５”）、を満たす。
　－０．１０＜ｍ３＜－０．０２　　　　　（５”）
を満たすことが好ましい。
　また、第３光ディスクを用いる際の対物レンズのワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．１０ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．２ｍｍ以上、１．２０ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物レンズのＷＤは、０．４ｍｍ以上、１．３ｍｍ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レンズのＷＤは、０．４ｍｍ以上、１．２ｍｍ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、対物レンズとして単玉のレンズを用いたとしても、高密度光ディスク（特にＢＤ）とＤＶＤとＣＤ等の、記録密度が異なる３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置及び対物レンズであって、透過率を向上できる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ができる。
（ａ）は、本発明に係る対物レンズＯＢＪの一例を、光軸方向から見た図であり、（ｂ）は断面図である。 本発明に係る対物レンズＯＢＪに設けられる回折構造の幾つかの例（ａ）～（ｄ）を模式的に示す断面図である。 回折構造の重畳を示す図である。 本発明に係る対物レンズによるスポットの形状を示した図である。 本発明に係る光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。 縦軸に開口数、横軸に球面収差をとって示す模式図である。 第２ディスクとしてＤＶＤを使用する際の集光状態を模式的に示した図である。 第１ディスクとしてＢＤを使用する際の集光状態を模式的に示した図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図５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、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、絞りＳＴ、コリメートレンズＣＬ、ダイクロイックプリズムＰＰＳ、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、ＢＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第１の受光素子ＰＤ１とを一体化したユニットＭＤ１、レーザモジュールＬＭ等を有する。
　また、レーザモジュールＬＭは、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＝６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２半導体レーザＥＰ１（第２光源）と、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ＥＰ２（第３光源）と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第２の受光素子ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第３の受光素子ＤＳ２と、プリズムＰＳと、を有している。
　図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、本実施の形態の対物レンズＯＢＪ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周辺領域ＭＤと、更にその周囲に配置された最周辺領域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、中央領域ＣＮには第１回折構造が形成され、周辺領域ＭＤには第２回折構造が形成されている。また、最周辺領域ＯＴには屈折面のみが形成されている。
　ＢＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪの結像倍率をｍ１、ＤＶＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪの結像倍率をｍ２、ＣＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪの結像倍率をｍ３、ＢＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪのワーキングディスタンスをＷＤ１（ｍｍ）、ＤＶＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪのワーキングディスタンスをＷＤ２（ｍｍ）、ＣＤに情報の再生／記録を行う際の対物レンズＯＢＪのワーキングディスタンスをＷＤ３（ｍｍ）としたとき、以下の条件式（１）～（５）、
－０．０２≦ｍ１≦０．０２　　　　　　　　　　　　　　　（１）
０≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３　又は、
１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦０．７　　　（２）
０≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３　又は、
１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦０．７　　（３）
－０．０２≦ｍ２≦０．０２　　　　　　　　　　　　　　　（４）
－０．０２≦ｍ３≦０．０２　　　　　　　　　　　　　　　（５）
の全てを満たすようになっている。
　第１回折構造が、上述の１）のブレーズ型構造である場合や、２）の階段型構造である場合は、例えば、通過した第１光束のｘ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光束のｙ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光束のｚ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構造などを用いる事ができ、（ｘ、ｙ、ｚ）＝（１，１，１）、（２，１，１）、（１，－１，－２）、（１，－２，－３）であると好ましい。また、第２回折構造は、例えば、通過した第１光束の０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と好ましい。
　第１回折構造が、上述の４）の第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造との重畳の構造である場合は、例えば、通過した第１光束のｘ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光束のｙ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光束のｚ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構造などを用いる事ができ、（ｘ、ｙ、ｚ）＝（２，１，１）と（１，１，１）の構造の重畳であると好ましい。
　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、ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過し、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、絞りＳＴ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の中央領域と周辺領域と最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ＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板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ＣＬにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過した後、第１の受光素子ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、第１の受光素子ＰＤ１の出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣ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。
　赤色半導体レーザＥＰ１から射出された第２光束（λ２＝６５８ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板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の中央領域と周辺領域とにより集光された（最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ＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板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ＣＬにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第２の受光素子ＤＳ１に収束する。そして、第２の受光素子ＤＳ１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。
　赤外半導体レーザＥＰ２から射出された第３光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＪＴ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（周辺領域及び最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ＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板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ＣＬにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第３の受光素子ＤＳ２に収束する。そして、第３の受光素子ＤＳ２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）
　次に、上述の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。実施例１～５は、単玉レンズの対物光学素子である。尚、以降の表中のｒｉは曲率半径、ｄｉは第ｉ面から第ｉ＋１面までの光軸方向の位置、ｎｉは各面の屈折率を表している。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）を用いて表すものとする。また、対物光学素子の光学面は、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　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（位相構造）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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　λは入射光束の波長、λＢは製造波長（ブレーズ化波長）、ｄｏｒは回折次数、Ｃｉは光路差関数の係数である。
　（実施例１）
　表１及び表２に実施例１のレンズデータを示す。実施例１において、中央領域の第１回折構造は、ブレーズ型の第１基礎構造と、５ステップの階段型の第２基礎構造とを重畳している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造（回折構造１ともいう）に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。又、第２基礎構造（回折構造２ともいう）に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、－２次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、－２次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、５ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　（実施例２）
　表３及び表４に実施例２のレンズデータを示す。実施例２において、中央領域の第１回折構造は、ブレーズ型の第１基礎構造と、４ステップの階段型の第２基礎構造とを重畳している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。又、第２基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、－１次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、５ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　（実施例３）
　表５及び表６に実施例３のレンズデータを示す。実施例３において、中央領域の第１回折構造は、ブレーズ型の第１基礎構造と、３ステップの階段型の第２基礎構造とを重畳している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。又、第２基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、－１次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、―１次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、５ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　（実施例４）
　表７及び表８に実施例４のレンズデータを示す。実施例４において、中央領域の第１回折構造は、７ステップの階段型の構造を有している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、－２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、－３次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、３ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、－１次回折光が最大の回折光量を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　（実施例５）
　表９及び表１０に実施例５のレンズデータを示す。実施例５において、中央領域の第１回折構造は、ブレーズ型の第１基礎構造と、４ステップの階段型の第２基礎構造とを重畳している。第１基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、第１基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。又、第２基礎構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、３次回折光が最大の回折光量を有し、第２基礎構造に第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、３次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の第２回折構造は、５ステップの階段型の構造を有している。第２回折構造に第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、第２回折構造に第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　各実施例について、ｍ１、ＷＤ１－ＷＤ２、ＷＤ１－ＷＤ３、ｍ２、ｍ３、１．５７ｍ２＋０．１２３、１．５７ｍ２＋０．２４、１．７９ｍ３＋０．３３３、１．６６ｍ３＋０．５０８の値を表１１にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　表１１に示すように、実施例１～４のＷＤ１－ＷＤ２の値は、それぞれ条件式（２）の０≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３を満足している。実施例１、２、４のＷＤ１－ＷＤ３の値は、それぞれ条件式（３）の０≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３、を満足している。
　実施例３のＷＤ１－ＷＤ３の値は、条件式（３）の１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦０．７を満足している。
　また、実施例５のＷＤ１－ＷＤ２、ＷＤ１－ＷＤ３の値は、それぞれ条件式（２）の１．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦０．７と、条件式（３）の１．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦０．７を満足している。
　ＡＣ　二軸アクチュエータ
　ＰＰＳ　ダイクロイックプリズム
　ＣＬ　コリメートレンズ
　ＬＤ１　青紫色半導体レーザ
　ＬＭ　レーザモジュール
　ＯＢＪ　対物レンズ
　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
　ＲＬ１　情報記録面
　ＲＬ２　情報記録面
　ＲＬ３　情報記録面
　ＣＮ　中央領域
　ＭＤ　周辺領域
　ＯＴ　最周辺領域

Claims (10)

  1. 　第１光源から出射される波長λ１（μｍ）の第１光束を用いて厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第２光源から出射される波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を用いて厚さｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第３光源から出射される波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を用いて厚さｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護層を有する第３光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
    　前記対物レンズは単玉であって、その光学面は、光軸を中心とする中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域と、前記周辺領域の周囲に形成された輪帯状の最周辺領域とを有し、
    　前記中央領域と前記周辺領域と前記最周辺領域とを通過した前記第１光束が、前記第１光ディスクの情報記録面に集光され、
    　前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第２光束が、前記第２光ディスクの情報記録面に集光され、前記最周辺領域を通過した前記第２光束が、前記第２光ディスクの情報記録面に集光されず、
    　前記中央領域を通過した前記第３光束が、前記第３光ディスクの情報記録面に集光され、前記周辺領域及び前記最周辺領域を通過した前記第３光束が、前記第３光ディスクの情報記録面に集光されず、
    　前記最周辺領域は屈折面であり、
    　前記第１光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ１、前記第２光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ２、前記第３光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズの結像倍率をｍ３、前記第１光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ１（ｍｍ），前記第２光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ２（ｍｍ）、前記第３光情報記録媒体に情報の再生／記録を行う際の前記対物レンズのワーキングディスタンスをＷＤ３（ｍｍ）としたとき、以下の条件式（１）～（３）の全てを満たすことを特徴とする対物レンズ。
    －０．０２≦ｍ１≦０．０２　　　　　　　　　　　　　　（１）
    ０≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦１．５７ｍ２＋０．１２３　又は、
    １．５７ｍ２＋０．２４≦（ＷＤ１－ＷＤ２）≦０．７　　（２）
    ０≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦１．７９ｍ３＋０．３３３　又は、
    １．６６ｍ３＋０．５０８≦（ＷＤ１－ＷＤ３）≦０．７　（３）
  2. 　以下の条件式（４）～（５）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。
    　－０．０２≦ｍ２≦０．０２　　　（４）
    　－０．０２≦ｍ３≦０．０２　　　（５）
  3. 　以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の対物レンズ。
    　ｍ１＝０　　　（１’）
    　ｍ２＝０　　　（４’）
    　ｍ３＝０　　　（５’）
  4. 　前記周辺領域には第２回折構造が形成されており、前記第２回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、０次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
  5. 　前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造はブレーズ型構造を有し、前記第１回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１回折構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
  6. 　前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造は、第１ブレーズ型構造と第２ブレーズ型構造が重畳された構造であり、前記第１ブレーズ型構造は、前記第１ブレーズ型構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、２次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１ブレーズ型構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第１ブレーズ型構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造は、前記第２ブレーズ型構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有し、前記第２ブレーズ型構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、１次回折光が最大の回折光量を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
  7. 　前記中央領域には第１回折構造が形成されており、前記第１回折構造は階段型構造を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
  8. 　前記第１回折構造はブレーズ型構造と階段型構造とを重畳させていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
  9. 　前記第１回折構造に前記第１光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ１とし、前記第１回折構造に前記第２光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ２とし、前記第１回折構造に前記第３光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の光量が得られる回折次数をｄｏｒ３とし、更に前記第１回折構造を規定するための光路差関数において、前記第１光束に関する２次の項をＣλ１、前記第２光束に関する２次の項をＣλ２、前記第３光束に関する２次の項をＣλ３としたときに、以下の条件式（６）、（７）のいずれかを満たすことを特徴とする請求項５から請求項８までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
    　（ｄｏｒ１×Ｃλ１）／（ｄｏｒ２×Ｃλ２）＜０　　　（６）
    　（ｄｏｒ１×Ｃλ１）／（ｄｏｒ３×Ｃλ３）＜０　　　（７）
  10. 　請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の対物レンズを用いたことを特徴とする光ピックアップ装置。
PCT/JP2009/063038 2008-07-30 2009-07-21 対物レンズ及び光ピックアップ装置 WO2010013616A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/056,256 US8406111B2 (en) 2008-07-30 2009-07-21 Objective lens and optical pickup device
JP2010522680A JPWO2010013616A1 (ja) 2008-07-30 2009-07-21 対物レンズ及び光ピックアップ装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-196300 2008-07-30
JP2008196300 2008-07-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010013616A1 true WO2010013616A1 (ja) 2010-02-04

Family

ID=41610316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/063038 WO2010013616A1 (ja) 2008-07-30 2009-07-21 対物レンズ及び光ピックアップ装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8406111B2 (ja)
JP (1) JPWO2010013616A1 (ja)
WO (1) WO2010013616A1 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010128654A1 (ja) * 2009-05-07 2010-11-11 コニカミノルタオプト株式会社 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
WO2011132696A1 (ja) * 2010-04-23 2011-10-27 コニカミノルタオプト株式会社 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
WO2011132691A1 (ja) * 2010-04-23 2011-10-27 コニカミノルタオプト株式会社 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
WO2011136096A1 (ja) * 2010-04-28 2011-11-03 コニカミノルタオプト株式会社 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
JP2011233183A (ja) * 2010-04-23 2011-11-17 Konica Minolta Opto Inc 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
US20120120494A1 (en) * 2010-11-11 2012-05-17 Canon Kabushiki Kaisha Diffractive optical element and image pickup optical system
JP2012104175A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
WO2013084558A1 (ja) * 2011-12-09 2013-06-13 コニカミノルタ株式会社 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

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8873166B2 (en) * 2010-09-29 2014-10-28 Konica Minolta Advanced Layers, Inc. Objective lens for optical pickup device, and optical pickup device
JP2012160224A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Sanyo Electric Co Ltd 対物レンズおよびそれを用いた光ピックアップ装置、対物レンズの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005158208A (ja) * 2003-11-28 2005-06-16 Mitsumi Electric Co Ltd 光ピックアップ装置
WO2007123112A1 (ja) * 2006-04-21 2007-11-01 Konica Minolta Opto, Inc. 光ピックアップ装置、光学素子及び光情報記録再生装置並びに光学素子の設計方法
WO2008007552A1 (fr) * 2006-07-14 2008-01-17 Konica Minolta Opto, Inc. Dispositif de lecture optique, élément optique à objectif et dispositif de reproduction/enregistrement d'informations optique

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7577077B2 (en) * 2002-09-05 2009-08-18 Konica Corporation Optical pickup apparatus and optical element
JP2005259332A (ja) 2004-02-13 2005-09-22 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置用回折光学素子
TWI394152B (zh) * 2007-07-30 2013-04-21 Sony Corp Objective lens, optical read / write head and optical disc device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005158208A (ja) * 2003-11-28 2005-06-16 Mitsumi Electric Co Ltd 光ピックアップ装置
WO2007123112A1 (ja) * 2006-04-21 2007-11-01 Konica Minolta Opto, Inc. 光ピックアップ装置、光学素子及び光情報記録再生装置並びに光学素子の設計方法
WO2008007552A1 (fr) * 2006-07-14 2008-01-17 Konica Minolta Opto, Inc. Dispositif de lecture optique, élément optique à objectif et dispositif de reproduction/enregistrement d'informations optique

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2428953A1 (en) * 2009-05-07 2012-03-14 Konica Minolta Opto, Inc. Objective, optical pick-up device, and optical information recording/reproducing device
WO2010128653A1 (ja) * 2009-05-07 2010-11-11 コニカミノルタオプト株式会社 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
JP4636213B2 (ja) * 2009-05-07 2011-02-23 コニカミノルタオプト株式会社 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
EP2428953A4 (en) * 2009-05-07 2014-08-06 Konica Minolta Opto Inc LENS, OPTICAL RECORDING DEVICE AND RECORDER / PLAYER OF OPTICAL INFORMATION
JP5062365B2 (ja) * 2009-05-07 2012-10-31 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 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
JP2012169038A (ja) * 2009-05-07 2012-09-06 Konica Minolta Advanced Layers Inc 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
WO2010128654A1 (ja) * 2009-05-07 2010-11-11 コニカミノルタオプト株式会社 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
JP2011233183A (ja) * 2010-04-23 2011-11-17 Konica Minolta Opto Inc 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
WO2011132691A1 (ja) * 2010-04-23 2011-10-27 コニカミノルタオプト株式会社 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
WO2011132696A1 (ja) * 2010-04-23 2011-10-27 コニカミノルタオプト株式会社 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
WO2011136096A1 (ja) * 2010-04-28 2011-11-03 コニカミノルタオプト株式会社 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
JP2012104175A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
US20120120494A1 (en) * 2010-11-11 2012-05-17 Canon Kabushiki Kaisha Diffractive optical element and image pickup optical system
US9400396B2 (en) * 2010-11-11 2016-07-26 Canon Kabushiki Kaisha Diffractive optical element and image pickup optical system
WO2013084558A1 (ja) * 2011-12-09 2013-06-13 コニカミノルタ株式会社 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

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2010013616A1 (ja) 2012-01-12
US20110122755A1 (en) 2011-05-26
US8406111B2 (en) 2013-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010013616A1 (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
JP5136810B2 (ja) 光ピックアップ装置
JP4736071B2 (ja) 光ピックアップ装置及び対物光学素子
WO2009154072A1 (ja) 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスクドライブ装置
JP4502079B2 (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
WO2009116385A1 (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
JPWO2007123112A1 (ja) 光ピックアップ装置、光学素子及び光情報記録再生装置並びに光学素子の設計方法
JP2009110591A (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
JP2009129515A (ja) 対物光学素子及び光ピックアップ装置
WO2009128445A1 (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
JP2010055683A (ja) 対物光学素子及び光ピックアップ装置
JP2010153006A (ja) 対物光学素子及び光ピックアップ装置
JP2009037718A (ja) 光ピックアップ装置及び対物光学素子
WO2010089933A1 (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
JP2010055732A (ja) 対物光学素子及び光ピックアップ装置
WO2011114895A1 (ja) 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
WO2010067733A1 (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
WO2009147942A1 (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
JPWO2009051019A1 (ja) 光ピックアップ装置、光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光情報記録再生装置
JP2011248936A (ja) 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
JP2009181645A (ja) 対物光学素子及び光ピックアップ装置
WO2012029581A1 (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
WO2012111552A1 (ja) 光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
WO2010116852A1 (ja) 対物レンズ、カップリング素子及び光ピックアップ装置
JP2012146373A (ja) 光ピックアップ装置用の補正素子、対物レンズユニット、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09802859

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010522680

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13056256

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09802859

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1