JP2009134791A - 光ピックアップ装置及び対物光学素子 - Google Patents

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【課題】同一の光束を用いるＢＤとＨＤの一つの対物光学素子での互換を可能としつつも、ＢＤとＨＤの各々に最適な往路光学系の倍率が確保できる光ピックアップ装置及び対物光学素子を提供する。
【解決手段】集光光学系は、対物光学素子の第１領域に相当する領域に補正面を有し、補正面は、段差によって光軸を中心とする同心円状の複数の領域に分割されており、第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、第１光束の対物光学素子の焦点距離ｆ１と、第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、第１光束の対物光学素子の焦点距離ｆ２とが、以下の条件式（１）を満たし、第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、第１光束の対物光学素子の倍率ｍ１１と、第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、第１光束の対物光学素子の倍率ｍ１２とが、以下の条件式（２）を満たす光ピックアップ装置である。
ｆ１＜ｆ２ （１）
│ｍ１１−ｍ１２│＜０．０２ （２）
【選択図】図１

Description

本発明は、同一の波長の光束を用いる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対物光学素子に関する。
波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を「記録／再生」と記載する）を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでおり、既に製品として販売されているものもある。高密度光ディスクの一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４、７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２３〜２７ＧＢの情報の記録が可能であり、又、ＮＡ０．６５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ ＤＶＤ（以下、ＨＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能である。
ここで、一方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、ＢＤ、ＨＤという２つの規格の光ディスクが併売されている現実をふまえると、一方の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、双方の高密度光ディスク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。
そのような中、特許文献１には、回折効果を用いて同一波長の光束を振り分けることで、一つの対物光学素子でＢＤとＨＤの互換を可能としているピックアップ装置が記載されている。
特開２００６−１４７０６９号公報
ところで、近年、ＢＤに対して情報の記録／再生ができる情報記録再生装置や、ＨＤに対して情報の記録／再生ができる情報記録再生装置が、製品として各社から発売されているが、各製品に搭載された光ピックアップ装置の集光光学系では、ＢＤの往路光学系倍率よりもＨＤの往路光学系倍率のほうが小さい場合が一般的である。これは、青紫色半導体レーザの射出光のファーフィールドパターン、各々の光ディスク用の対物光学素子の開口数や焦点距離、光検出器のセンサーサイズ等から決まる最適な往路光学系倍率が、ＢＤとＨＤで互いに異なるからである。
しかしながら、特許文献１に開示された対物光学素子は、ＢＤ使用時の焦点距離とＨＤ使用時の焦点距離とがほぼ等しいため、ＢＤとＨＤの各々に対して最適な往路光学系倍率を実現できなくなる恐れがある。また、ＢＤ使用時の焦点距離とＨＤ使用時の焦点距離とがほぼ等しくても、ＢＤ使用時の倍率とＨＤ使用時の倍率とを互いに異なる対物光学素子を使用することで、ＢＤとＨＤの各々に対して最適な往路光学系倍率を有する光ピックアップ装置を実現できる。しかし、かかる場合、光源と対物光学素子との間に、光軸方向に大きく変位可能なカップリングレンズ等を設けなくてはならず、光ピックアップ装置の複雑化・大型化を招き、更にはコスト高を招く恐れがある。
本発明は、上述の問題を考慮して、同一の光束を用いるＢＤとＨＤの一つの対物光学素子での互換を可能としつつも、ＢＤとＨＤの各々に対して最適な往路光学系倍率を有する光ピックアップ装置及び対物光学素子を提供することを目的とする。
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子を有する集光光学系を有し、前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第１光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子は、少なくとも、前記光軸を含む第１領域と、前記第１領域の周囲の第２領域とに分割され、前記第１領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスク及び前記第２光ディスクの前記情報記録面上に集光されて情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記第２領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスクの前記情報記録面上に集光されて情報の記録及び／又は再生に用いられ、
前記集光光学系は、前記対物光学素子の前記第１領域に相当する領域に補正面を有し、前記補正面は、段差によって区切られた光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有し、
前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の焦点距離ｆ１と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の焦点距離ｆ２とが、以下の条件式（１）を満たし、前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の倍率ｍ１１と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の倍率ｍ１２とが、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする。
ｆ１＜ｆ２ （１）
│ｍ１１−ｍ１２│＜０．０２ （２）
但し、ｍ１１及びｍ１２の符号は、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限収束光の状態で入射する場合を「正」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して無限平行光の状態で入射する場合を「ゼロ」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限発散束光の状態で入射する場合を「負」と定義する。
本実施の形態によれば、（１）式を満たすことにより、第１光ディスクの記録及び／又は再生時の往路光学系倍率よりも第２光ディスクの記録及び／又は再生時の往路光学系倍率のほうを小さく設定することが可能となり、第１光ディスクと第２光ディスクの各々に対して最適な往路光学系倍率を有する光ピックアップ装置を実現できる。また、（２）式を満たすように、第１光束の対物光学素子の倍率と第２光束の対物光学素子の倍率とがほぼ等しく設定することにより、カップリングレンズ等の駆動系の光軸方向への移動量を小さくすることができるので、光ピックアップ装置の簡素化・小型化を実現できる。
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
１．０５×ｆ１＜ｆ２＜１．２５×ｆ１ （３）
本発明による光ピックアップ装置は、対物光学素子の焦点距離が（３）式を満たすことが好ましい。（３）式の下限を超えないようにすると第１光ディスクと第２光ディスクの各々に対する往路光学系倍率を、より最適な値にすることができる。また、（３）式の上限を超えないようにすると、第２光ディスクに対する対物光学素子の軸外特性を良好となり、第１光源の取り付け精度に対する公差を緩和することができるので、光ピックアップ装置の製造歩留まりの向上が可能となる。
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
−０．０１＜ｍ１１＜０．０１ （４）
−０．０１＜ｍ１２＜０．０１ （５）
本発明による光ピックアップ装置は、対物光学素子の倍率が（４）式、及び、（５）式を満たすことが好ましい。（４）式、及び、（５）式は、第１光ディスクの記録及び／又は再生時と第２光ディスクの記録及び／又は再生時に、対物光学素子に対して略平行光束が入射することを意味する。これにより、対物光学素子が光軸垂直方向にシフトした際に発生する収差を低減することができるので、トラッキング特性に優れた光ピックアップ装置を提供することが可能となる。
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記補正面の前記複数の輪帯は、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上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、通過した前記第１光束が前記第２光ディスクの情報記録面上では集光しない第１光ディスク用領域と、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上では集光せず、通過した前記第１光束が前記第２光ディスクの情報記録面上で情報の記録及び／又は再生ができるように集光する第２光ディスク用領域とを含むことを特徴とする。
回折効果を用いてＢＤとＨＤの互換を実現する場合、例えば光源から回折構造を通過して一方の光ディスクへ向かう光の利用効率（ここでいう利用効率は、対物光学素子の光源側の光学面に入射した光量に対して、光ディスク上のスポットに寄与する光量の比率）が４０％（理論上５０％を超えない）であるとすると、光ディスクから同じ回折構造を通過して光検出器に向かう光の利用効率（ここでいう利用効率は、対物光学素子の光ディスク側の光学面に入射した光量に対して、光検出器上のスポットに寄与する光量の比率）は４０％になるから、トータルの利用効率で（ここでいう利用効率は、対物光学素子の光源側の光学面に入射した光量に対して、光検出器上のスポットに寄与する光量の比率）１６％の光しか利用できず、光利用効率の点で課題がある。本実施の形態によれば、低コストで、同一の光束を用いるＢＤとＨＤの一つの対物光学素子での互換を可能とし、しかも、光利用効率の高い光ピックアップ装置を提供できるようになる。
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項４に記載の発明において、前記対物光学素子は、前記第１領域及び前記第２領域を合わせて、３以上、１０以下の輪帯を有することを特徴とする。
本実施の態様によれば、製造が容易であり、段差の形状が製造誤差によって正確に転写されない場合の影響により、光利用効率が低減することを抑えることができる光ピックアップ装置を提供することができる。
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記複数の輪帯は、前記第１光束が入射したときに、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光するｎ次回折光と、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光するｍ次回折光とを発生させる光路差付与構造であることを特徴とする。
これに対して、請求項６に記載の発明にあるように、回折効果を用いてＢＤとＨＤの互換を実現する場合は、サイドローブをＢＤ専用の対物光学素子やＨＤ専用の対物光学素子と同程度まで、小さくすることが可能であるため、サイドローブの影響によるクロストークも小さくでき、記録・再生特性に優れる光ピックアップ装置を提供できるようになる。また、光ディスクの記録面上に形成されたピットからの反射光（回折しない０次光）と反射回折光（±１次光）とが重なり合う領域内に、０次光と±１次光の位相差が半波長分ずれていない領域が発生しないため、変調信号となる有効な光量が減ることを防止でき、ジッターを良好に保つことが可能となり、この点からも情報の記録／再生特性を良好に維持することが可能となる。
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉のレンズからなり、前記対物光学素子が前記補正面を有する事を特徴とする。
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、平板状の第１光学素子とレンズである第２光学素子を有し、前記第１光学素子が前記補正面を有する事を特徴とする。
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、波長λ２（６３０ｎｍ＜λ２＜６７０ｎｍ）の第２光束を出射する第２光源を有し、前記第２光束を厚さｔ３（ｔ１＜ｔ３）の保護層を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする。
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、波長λ３（７６０ｎｍ＜λ３＜８２０ｎｍ）の第３光束を出射する第３光源を有し、前記第３光束を厚さｔ４（ｔ３＜ｔ４）の保護層を有する第４光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする。
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、請求項１０に記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、前記第１光束を前記第１光ディスクと前記第２光ディスクの情報記録面上に集光する前記対物光学素子と、前記第２光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光し、前記第３光束を前記第４光ディスクの情報記録面上に集光する第２対物光学素子とを有することを特徴とする。
請求項１２に記載の対物光学素子は、波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子を有する集光光学系を有し、前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第１光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物光学素子において、
前記対物光学素子は、少なくとも、前記光軸を含む第１領域と、前記第１領域の周囲の第２領域とに分割され、前記第１領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスク及び前記第２光ディスクの前記情報記録面上に集光されて情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記第２領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスクの前記情報記録面上に集光されて情報の記録及び／又は再生に用いられ、
前記対物光学素子は、前記第１領域に相当する領域に補正面を有し、前記補正面は、段差によって区切られた光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有し、
前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の焦点距離ｆ１と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の焦点距離ｆ２とが、以下の条件式（１）を満たし、前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の倍率ｍ１１と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の倍率ｍ１２とが、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする。
ｆ１＜ｆ２ （１）
│ｍ１１−ｍ１２│＜０．０２ （２）
但し、ｍ１１及びｍ１２の符号は、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限収束光の状態で入射する場合を「正」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して無限平行光の状態で入射する場合を「ゼロ」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限発散束光の状態で入射する場合を「負」と定義する。
請求項１３に記載の対物光学素子は、請求項１２に記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
１．０５×ｆ１＜ｆ２＜１．２５×ｆ１ （３）
請求項１４に記載の対物光学素子は、請求項１２又は１３に記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
−０．０１＜ｍ１１＜０．０１ （４）
−０．０１＜ｍ１２＜０．０１ （５）
請求項１５に記載の対物光学素子は、請求項１２〜１４のいずれかに記載の発明において、前記補正面の前記複数の輪帯は、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上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、通過した前記第１光束が前記第２光ディスクの情報記録面上では集光しない第１光ディスク用領域と、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上では集光せず、通過した前記第１光束が前記第２光ディスクの情報記録面上で情報の記録及び／又は再生ができるように集光する第２光ディスク用領域とを含むことを特徴とする。
請求項１６に記載の対物光学素子は、請求項１５に記載の発明において、前記対物光学素子は、前記第１領域及び前記第２領域を合わせて、３以上、１０以下の輪帯を有することを特徴とする。
請求項１７に記載の対物光学素子は、請求項１２〜１６のいずれかに記載の発明において、前記複数の輪帯は、前記第１光束が入射したときに、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光するｎ次回折光と、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光するｍ次回折光とを発生させる光路差付与構造であることを特徴とする。
請求項１８に記載の対物光学素子は、請求項１２〜１７のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉のレンズからなり、前記対物光学素子が前記補正面を有する事を特徴とする。
請求項１９に記載の対物光学素子は、請求項１２〜１７のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、平板状の第１光学素子とレンズである第２光学素子を有し、前記第１光学素子が前記補正面を有する事を特徴とする。
本発明の光ピックアップ装置は、少なくとも第１光ディスク及び第２光ディスクに対して情報の記録／再生行うものである。光ピックアップ装置は、少なくとも一つの第一光源を有する。さらに、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１光束を第２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、光ピックアップ装置は、第１光ディスク又は第２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。
光ピックアップ装置が、第１光ディスク及び第２光ディスクに加えて、第３光ディスク及び／又は第４光ディスクの記録／再生を行う装置である場合は、第１光源の他に、第２光源及び／又は第３光源を有してもよい。光ピックアップ装置が、第１光ディスク及び第２光ディスクに加えて、第３光ディスク及び／又は第４光ディスクの記録／再生を行う装置である場合は、集光光学系は、第２光源からの第２光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させ、第３光源からの第３光束を第４光ディスクの情報記録面上に集光させる。また、光ピックアップ装置が、第１光ディスク及び第２光ディスクに加えて、第３光ディスク及び／又は第４光ディスクの記録／再生を行う装置である場合は、第３光ディスク又は第４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してもよい。
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクと第２光ディスクは、記録／再生に用いられる光束の波長が同じである。第１光ディスクがＢＤであり、第２光ディスクがＨＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。第３光ディスクや第４光ディスクを用いる場合、第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２≦ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第４光ディスクは、厚さがｔ４（ｔ３＜ｔ４）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクがＤＶＤであり、第４光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。なお、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスク又は第４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の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．１ｍｍ程度である。また、ＨＤは、ＮＡ０．６５乃至０．６７の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度である。更に、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物光学素子により情報の記録／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ＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４に関しては、以下の条件式（６）、（７）、（８）、（９）を満たすことが好ましいが、これに限られない。
０．０７５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１１２５ｍｍ （６）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ （７）
０．５ｍｍ≦ｔ３≦０．７ｍｍ （８）
１．０ｍｍ≦ｔ４≦１．３ｍｍ （９）
本明細書において、第１光源、第２光源又は第３光源などの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。
また、第１光ディスクとしてＢＤを用い、第２光ディスクとしてＨＤを用いる場合、第１光源から射出される第１光束の波長λ１は、３８０ｎｍ以上、４５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、第３光ディスクとしてＤＶＤを用い、第４光ディスクとしてＣＤを用いる場合、第２光源から射出される第２光束の波長λ２は好ましくは６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第３光源から射出される第３光束の波長λ３は好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。
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光学素子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部を有していてもよい。
集光光学系は、対物光学素子を有する。対物光学素子は、第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、第１光束を第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。集光光学系は、対物光学素子のみを有していても良いが、対物光学素子の他にコリメーターレンズ等のカップリングレンズやビームエキスパンダーを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物光学素子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。ビームエキスパンダーとは、対物光学素子と光源の間に配置され、光束の発散角は変えず、光束の径を変えるレンズ群のことをいう。また、コリメーターレンズは、カップリングレンズの一種であって、コリメーターレンズに入射した光束を平行光に変えるレンズをいう。コリメータレンズ等のカップリングレンズは発散度変更手段として用いる事も可能である。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。また、集光光学系は、第１光ディスク、第２光ディスク用の対物光学素子の他に、第３光ディスク用の第２対物光学素子、第４光ディスク用の第２対物光学素子、又は、第３光ディスク及び第４光ディスク兼用の第２対物光学素子を有していてもよい。また、第１光ディスク、第２光ディスク用の対物光学素子が、第３光ディスク及び／又は第４光ディスク用の対物光学素子を兼ねるようにしてもよい。
本明細書において、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクが装填された状態で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。好ましくは、対物光学素子とは、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であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変位可能とされた光学系を指す。対物光学素子は、二つ以上の複数のレンズ及び光学素子から構成されていてもよいし、単玉のレンズのみでもよい。また、対物光学素子は、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光路差付与構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよい。対物光学素子が複数のレンズを有する場合は、ガラスレンズとプラスチックレンズを混合して用いてもよい。対物光学素子が複数のレンズを有する場合、光路差付与構造を有する平板光学素子と非球面レンズの組み合わせであってもよい。また、対物光学素子は、光路差付与構造を有していてもよい。また、対物光学素子は屈折面が非球面であることが好ましい。
また、対物光学素子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１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃-1）が−２０×１０-5乃至−５×１０-5（より好ましくは、−１０×１０-5乃至−８×１０-5）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物光学素子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。
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光学素子の像側開口数を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光学素子の像側開口数を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光学素子の像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２≧ＮＡ３）とし、第４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光学素子の像側開口数をＮＡ４（ＮＡ３>ＮＡ４）とする。ＮＡ１は、０．８以上、０．９以下であることが好ましい。ＮＡ２及びＮＡ３は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。また、ＮＡ４は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。
対物光学素子は、少なくとも光軸を含む第１領域と、第１領域の周囲の第２領域とに分けられる。この第１領域と第２領域とは、対物光学素子の光学面上の第１領域と第２領域において、明確な構造の差異を設けてもよい。一方、対物光学素子に構成上明確な領域を設けずに、便宜上の領域としてもよい。また、第２領域の周囲に、更に第３領域を有していてもよい。
対物光学素子の第１領域を通過した第１光束は、第１光ディスク及び第２光ディスクの記録／再生に用いられ、第２領域を通過した第１光束は、第１光ディスクの記録／再生に用いられ、第２光ディスクの記録／再生には用いられない。即ち、第１領域は、第１光ディスクと第２光ディスクの両方に用いられる所謂、共用領域であり、第２領域は、第１光ディスクのみに用いられる所謂、専用領域である、とも言える。第１領域は、ＮＡ２以下の領域である事が好ましく、第２領域は、ＮＡ２より大きく、ＮＡ１以下の領域であることが好ましい。例えば、第１光ディスクがＢＤであり、第２光ディスクがＨＤである場合、第１領域は、像側開口数（ＮＡ）が０．６５以下の領域である事が好ましく、第２領域は、像側開口数が０．６５より大きく、０．８５以下の領域であることが好ましい。
対物光学素子は、第３光ディスク及び／又は第４光ディスクの使用を可能とする互換用の光路差付与構造を有していてもよい。また、対物光学素子は、温度変化時や波長変化時に収差変化を補正するための光路差付与構造を有していてもよい。
光ピックアップ装置の集光光学系は、対物光学素子の第１領域に相当する領域に補正面を有している。補正面は、段差によって区切られた光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有している。対物光学素子が補正面を有していることが好ましいが、対物光学素子の他に、補正素子を有し、当該補正素子が補正面を有していてもよい。この場合、対物光学素子と補正素子とは、トラッキング時などにおいて、光軸直交方向に同一の動きを行うものとする。尚、補正面の外側にあたる領域、即ち、対物光学素子の第２領域に相当する領域は、単なる屈折面としてもよい。
補正面の例は、大きく三つの例に分けられる。
補正面の第１の例は、補正面の複数の輪帯が、第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域とを含む場合である。第１光ディスク用領域は、通過した第１光束が第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する一方で、通過した第１光束が第２光ディスクの情報記録面上では集光しない領域である。第２光ディスク用領域は、その逆に、通過した第１光束が第１光ディスクの情報記録面上では集光せず、通過した第１光束が第２光ディスクの情報記録面上で情報の記録／再生ができるように集光する領域である。第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域は交互に設けられていることが好ましいが、これに限られない。光軸を含む最も中心の領域は、第１光ディスク用領域であっても、第２光ディスク用領域であってもよい。
即ち、第１光ディスク用領域を通過した第１光束は、第１光ディスクの情報記録面上では、収差が非常に小さくなり、第２光ディスクの情報記録面上では、情報の記録／再生ができないほどに収差が大きい。逆に、第２光ディスク用領域を通過した第１光束は、第１光ディスクの情報記録面上では、情報の記録／再生ができないほどに収差が大きくなり、第２光ディスクの情報記録面上では、収差が非常に小さくなる。
この第１の例においては、補正面の第１光ディスク用領域及び第２光ディスク用領域は、共に屈折面であることが好ましく、この場合、屈折作用を利用して、第１光ディスク用領域を通過した光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第２光ディスク用領域を通過した光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させるということを成し遂げている。このような構成とすることで、光ディスクの情報記録面上での反射光が補正面を通過する際に、光量のロスを低減する事ができるため好ましい。この場合、受光素子として比較的低感度の受光素子を用いることが可能となるので、光ピックアップ装置のコストを削減することが可能となる。
なお、第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域の一方は、第１光束を透過し（第１光束に対してパワーを有さない）、他方は、通過した第１光束に対して、光ディスクの情報記録面上で情報の記録／再生が可能に集光するように収差を補正する（第１光束に対してパワーを有する）構成としてもよい。特に、対物光学素子が補正素子である第１光学素子と非球面レンズである第２光学素子とを有し、非球面レンズのみで、第１光ディスク又は第２光ディスクのいずれかに対して、保護基板を介して情報記録面上に第１光束を集光できるような光学性能を、非球面レンズが有している場合に、上述の構成とする事が好ましい。例えば、非球面レンズが、非球面レンズのみでＢＤに対して第１光束を情報記録面に集光できるような設計となっている場合、補正面の第１光ディスク（ＢＤ）用領域は、第１光束を透過し、第２光ディスク（ＨＤ）用領域は、第１光束に対して、ＨＤの情報記録面上で集光するように収差を補正するような構造を有していることが好ましい。
それとは異なり、第１光ディスク用領域は、通過した第１光束に対して、第１光ディスクの情報記録面上で情報の記録／再生が可能に集光するように収差を補正し、第２光ディスク用領域は、通過した第２光ディスクの情報記録面上で情報の記録／再生が可能に集光するように収差を補正する構成としてもよい。特に、対物光学素子が補正素子である第１光学素子と非球面レンズである第２光学素子とを有し、非球面レンズのみでは、第１光ディスク又は第２光ディスクのいずれに対しても、保護基板を介して情報記録面上に第１光束を集光できない場合は、上述の構成とする事が好ましい。例えば、非球面レンズが、非球面レンズのみでＢＤに対してもＨＤに対しても第１光束を集光できない設計となっている場合、補正面の第１光ディスク（ＢＤ）用領域は、第１光束に対して、ＢＤの情報記録面上で集光するように収差を補正し、第２光ディスク（ＨＤ）用領域は、第１光束に対して、ＨＤの情報記録面上で集光するように収差を補正するような構造を有していることが好ましい。
次に、第２の補正面の例を述べる。この例では、補正面の複数の領域が、通過した第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光し、且つ、通過した第１光束を第２光ディスクの情報記録面上にも集光する領域を含む場合である。補正面の一部の領域が、前述した第１の補正面の例であり、残りの領域が、この第２の例で示す領域であってもよいし、補正面の複数の領域の全ての領域が、この第２の例で示す領域であってもよい。
この第２の例においては、その領域を通過した第１光束は、第１光ディスクの情報記録面上で、収差がある程度は残留するが、記録／再生が可能な程度に集光され、同様に、第２光ディスクの情報記録面上においても、収差がある程度は残留するが、記録／再生が可能な程度に集光される。
なお、上述の場合において、補正面の複数の領域に、第１光ディスク優先領域と第２光ディスク優先領域が含まれるようにしてもよい。第１光ディスク優先領域は、通過した第１光束が第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、且つ、通過した第１光束が第２光ディスクの情報記録面上でも情報の記録／再生ができる様に集光するが、第１光ディスクの情報記録面上でより収差が小さくなるようにする収差補正する領域である。一方、第２光ディスク優先領域は、通過した第１光束が第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、且つ、通過した第１光束が第２光ディスクの情報記録面上でも情報の記録／再生ができる様に集光するが、第２光ディスクの情報記録面上でより収差が小さくなるようにする収差補正する領域である。第１光ディスク優先領域と第２光ディスク優先領域は交互に設けられていることが好ましいが、これに限られない。光軸を含む最も中心の領域は、第１光ディスク優先領域であっても、第２光ディスク優先領域であってもよい。
補正面の第３の例は、補正面の複数の輪帯が、第１光束が入射したときに、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ｎ次回折光と、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ｍ次回折光とを発生させる光路差付与構造である場合である。ここで、光路差付与構造から出射される回折光のうち、最も光量の多い回折光の次数をｎ、次に光量の多い回折光の次数をｍとすれば好ましいが、それに限られず、最も光量の多い回折光の次数をｍ、次に光量の多い回折光の次数をｎとしてもよい。（ｎ，ｍ）の組み合わせとしては、（０，＋１）、（＋１，＋２）、（＋２，＋３）、（＋１，−１）、（＋２，−２）、（＋３，−３）という組み合わせが好ましい例として挙げられる。
なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。
光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。各輪帯は段差で区切られていることが好ましい。また、光路差付与構造は、光軸を含む断面形状が階段状のパターンが繰り返されるタイプの構造であることが好ましい。また、複数の光路差付与構造を同一領域に重畳した構造としてもよい。「重畳」とは、文字通り重ね合わせるという意味である。本明細書において、ある基礎構造と別の基礎構造がそれぞれ他の光学面に設けられている場合や、ある基礎構造と別の基礎構造とが同一の光学面にあったとしても、それぞれ異なる領域に設けられており、重なる領域が一切ない場合は、本明細書における重畳ではない。
次に、上述した補正面の第１及び第２の例の構成の詳細について以下に記載する。
対物光学素子が、単玉のレンズからなる場合、対物光学素子が補正面を有していてもよい。この場合、単玉対物レンズの非球面の第１領域に、段差を設け、それによって複数の輪帯に分割し、第２領域は屈折面のままとしてもよい。尚、第１領域中の第１光ディスク用領域と第２領域とは、同じ非球面形状とし、第２光ディスク用領域はそれと異なる形状の非球面形状とする事が好ましい。
また、対物光学素子の製造を容易にするという観点から、第１領域と第２領域とを合わせた輪帯数が、３以上、１０以下であることが好ましい。輪帯数を３とする場合、例えば、図１に示すような、光軸を含む最も中央の領域を第１光ディスク用領域ＢＡ１とし、その周りを第２光ディスク用領域ＨＡ、更にその周りの最外周の領域（第２領域）を第１光ディスク用領域ＢＡ２とする例などが考えられる。尚、本発明者は、鋭意研究の結果、スポットのサイドロープを小さくし、しかも、対物光学素子の製造を容易にするという観点からは、第１領域と第２領域とを合わせた輪帯数を５以上、１０以下とすることが好ましいことを見出した。更に好ましくは、輪帯数を６以上、１０以下とすることである。尚、後述するような、対物光学素子が、光源側の第１光学素子と光ディスク側の第２光学素子とを有する場合にも、上記の好ましい輪帯数の範囲を適用可能である。
次に、第２光ディスクの記録及び／又は再生を行う際に、第１光ディスク用領域を通過した光束が、デフォーカスエリアにかぶらないようにするために、第１光ディスク用領域を通過した光束が、第２光ディスクの情報記録面上でフレアになるような対物光学素子であることが好ましい。尚、具体的に「フレアにする」とは、第２光ディスクの情報記録面上で第１光ディスク用領域を通過した光がドーナツ型領域に分布することをいう。特に、第１光ディスクがＢＤであって、第２光ディスクがＨＤである場合、そのドーナツ型領域の内径をΦ０．０３０ｍｍ以上となるようにすることが好ましい。複数のドーナツ型領域となる場合には、各ドーナツ型領域の内径のうち、最も小さい径がΦ０．０３０ｍｍ以上であることが好ましい。また、第１光ディスクがＢＤであって、第２光ディスクがＨＤである場合に、良好なフレアを発生させるためには、第１光ディスク（ＢＤ）における対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤBD）と、第２光ディスク（ＨＤ）における対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤHD）との差の値を（ＷＤBD−ＷＤHD）、−０．３６（ｍｍ）以上、０．１７（ｍｍ）以下とすることが好ましい。より好ましくは、−０．１０（ｍｍ）以上、０．１５（ｍｍ）以下とすることである。別の観点からは、以下の条件式（１０）を満たすことが好ましい。
２・ｆ１・ＮＡ１´> ２・ｆ２・ＮＡ２´ （１０）
尚、ｆ１は第１光束における対物光学素子の第１光ディスク用領域の焦点距離、ｆ２は第１光束における対物光学素子の第２光ディスク用領域の焦点距離、ＮＡ１´は対物光学素子の第１光ディスク用領域の正弦条件を満足する最大開口数、ＮＡ２´物光学素子の第２光ディスク用領域の正弦条件を満足する最大開口数を示す。尚、後述するような、対物光学素子が、光源側の第１光学素子と光ディスク側の第２光学素子とを有する場合にも、上記のフレアを発生させる好ましい条件を適用可能である。
また、適切なスポット径を得るためには、以下の条件を満たすことが好ましい。尚、以下の条件は、対物光学素子が単玉レンズである場合に限らず、対物光学素子が、光源側の第１光学素子と光ディスク側の第２光学素子とを有する場合にも、以下の条件を適用可能である。
先ず、光軸を含む最も中心に近い領域が第２光ディスク用領域である場合は、第１光ディスク用領域の最大像側開口数が、ＮＡ１よりも小さい事が好ましい。また、第１光ディスク用領域の最大有効径を、２・ｆ１・ＮＡ１より小さくすることが好ましい。尚、ｆ１とは、第１光束における対物光学素子の第１光ディスク用領域の焦点距離であり、ＮＡ１は、第１光ディスクの記録及び／又は再生に必要と規格で定められている像側開口数を示す。例えば、第１光ディスクがＢＤであって、第２光ディスクがＨＤである場合、第１光ディスク用領域の最大像側開口数が、０．８５よりも小さい事が好ましい。また、第１光ディスク用領域の最大有効径を、２・ｆ１・０．８５より小さくすることが好ましい。
次に、光軸を含む最も中心に近い領域が第１光ディスク用領域である場合は、第２光ディスク用領域の最大像側開口数が、ＮＡ２よりも小さい事が好ましい。また、第２光ディスク用領域の最大有効径を、２・ｆ２・ＮＡ２より小さくすることが好ましい。尚、ｆ２とは、第１光束における対物光学素子の第２光ディスク用領域の焦点距離であり、ＮＡ２は、第２光ディスクの記録及び／又は再生に必要と規格で定められている像側開口数を示す。例えば、第１光ディスクがＢＤであって、第２光ディスクがＨＤである場合、第２光ディスク用領域の最大像側開口数が、０．６５よりも小さい事が好ましい。また、第２光ディスク用領域の最大有効径を、２・ｆ２・０．６５より小さくすることが好ましい。
次に、単玉レンズである対物光学素子の軸外特性を良好にするための構成として、１）第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域との非球面形状を変えるか、または、２）例えば、図２に示すように、第２光ディスク用領域に光路差付与構造を設ける、等の構成が考えられる。尚、ここでいう軸外特性を良好にするとは、光束が０．５°の斜入射で対物光学素子に入射したときに、波面収差が０．１ＲＭＳ以下となることをいう。
１）の第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域との非球面形状を異ならせる構成の場合、第１光ディスクの記録及び／又は再生時における対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ1）と、第２光ディスクの記録及び／又は再生時における対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ2）との差の絶対値（｜ＷＤ1−ＷＤ2|）を０．１（ｍｍ）以上とするように設計する事が好ましい。
一方で、光学面において大きな段差を生じさせないようにするためには、２）のように第２光ディスク用領域に光路差付与構造を設けることにより、軸外特性を良好にする事が好ましい。他の設計条件に応じて、上述の１）の方法とするか、２）の方法とするかを使い分ければよい。
尚、単玉の対物光学素子の光ディスク側の光学面において、第１光ディスクの記録及び／又は再生に用いられる光束が通過する領域と、第２光ディスクの記録及び／又は再生に用いられる光束が通過する領域とが、重ならないような対物光学素子であると、光量のロスを減らすことができるため好ましい。この観点を重視する場合は、対物光学素子の輪帯数が少ない方が好ましい。例えば、３輪帯の対物光学素子であることが好ましい。
また、単玉の対物光学素子を薄型化すると言う観点からは、対物光学素子の光学面表面に段差を設け、その段差はその段差を境とする光軸に近い側の領域が遠い側の領域よりも光路が短くなる段差であることが望ましい。例えば、図３に示す例は、図１に示す対物光学素子に対し、中央の領域である第１光ディスク用領域において対物光学素子を薄型化する段差をさらに設けた例である。尚、このような段差を設けた場合でも球面収差と、正弦条件が必要な程度に補正されていることが望ましい。
図３に示す例に限らず、第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域との間の段差が、薄型化に寄与する段差であっても良い。また対物光学素子がプラスチックからなる場合は、プラスチックの温度変化で生じる球面収差変化を、温度変化に伴うレーザ発振波長の変化によって補うような回折作用を生じる段差であっても良い。また対物光学素子がガラスからなる場合は、温度変化の影響が小さいので、温度特性を劣化させることなく深い段差を得ることが容易である。
対物光学素子の光学面に設けられたすべての段差の、光軸方向の符号込みの長さの和Δ（符号は、各段差の光軸に近い側の領域が遠い側の領域よりも光路が短くなる場合を正とする）は以下の条件式（１１）を満たすことが望ましい。
０．１ｍｍ ≦ Δ ≦ １．０ｍｍ （１１）
下限以上であると薄型化の効果が大きく、上限以下であると、薄型化しながら正弦条件を必要な程度に補正することが出来る。尚、「符号込みの長さの和」とは、正の長さの値と、負の長さの値が共に存在していた場合、それらをそのまま足すことをいう。例えば、正の長さの値が＋１であって、負の長さの値が−０．５であった場合は、（＋１）＋（−０．５）＝＋０．５、即ち、＋０．５が「符号込みの長さの和」である。
尚、図１に示すように、単玉の対物光学素子に、第１光ディスク用領域と第２光ディスク用領域を設ける場合、各領域の境界で大きな段差（例えば、光軸方向に５０μｍ以上の段差）を生じる可能性がある。この様な大きな段差は、対物光学素子を金型を用いて成形する場合、金型から光学素子を抜く際の支障となる可能性があり、対物光学素子の製造がより困難なものとなる。そこで、各領域の境界で大きな段差（例えば、光軸方向に５０μｍ以上の段差）を生じる場合には、金型から抜きやすくするために、その段差部分に光軸に対して傾いている傾斜面（テーパ）を設けることが好ましい。例えば、図１に示すような、中間の領域が光軸方向に凹んでいる形状の場合には、図４に示すように、段差面が光軸の方を向いている面ＳＳ１のみを傾斜面とし、段差面が光軸とは逆の方向を向いている面ＳＳ２は傾斜面としないことが、光学性能に与える影響を最低限にし、テーパを設ける事による光量のロスを低減でき、金型から抜きやすくできるため、好ましい。
更に、補正面の構造に、第３光ディスクや第４光ディスクとの互換を目的とした光路差付与構造や、温度変化時や波長変化時に発生する収差の変化を補正する事を目的とした光路差付与構造を、重ね合わせてもよい。好ましい例の一つは、対物光学素子の第１領域に補正面を設け、第２領域のみに、温度変化時や波長変化時に発生する収差の変化を補正する事を目的とした光路差付与構造を設ける構成や、第２領域と第１領域の第１光ディスク用領域に光路差付与構造を設ける構成である。尚、上述では、光路差付与構造を、光源側の光学面に設ける例について記載しているが、上述の目的のための光路差付与構造を、光ディスク側の光学面に設けるようにしてもよい。
対物光学素子が、光源側の第１光学素子と光ディスク側の第２光学素子とを有する場合、第１光学素子が補正面を有していてもよい。この場合、第１光学素子は平板状である事が好ましく、第２光学素子は非球面を有するレンズであることが好ましいが、これに限られず、第１光学素子が非球面を有していてもよい。好ましい例としては、例えば、平板状の第１光学素子の第１領域に相当する領域に、段差を設け、それによって複数の領域に分割し、第１光学素子の第２領域に相当する領域は、平面とした構成である。更に、補正面の構造に、第３光ディスクや第４光ディスクとの互換を目的とした光路差付与構造や、温度変化時や波長変化時に発生する収差の変化を補正する事を目的とした光路差付与構造を、重ね合わせてもよい。好ましい例の一つは、第１光学素子の第１領域に補正面を設け、第１光学素子及び／又は第２光学素子の第２領域のみに、温度変化時や波長変化時に発生する収差の変化を補正する事を目的とした光路差付与構造を設ける構成である。
平板状の第１光学素子が補正面を有する場合、第１光学素子の光源側の面が補正面を有していてもよいが、好ましくは、第１光学素子の光ディスク側（第２光学素子側とも言える）の面が補正面を有していることである。この構成によって、光ディスクに入射する光束と光ディスクから反射する光束とが、全く同一に重ならなかった場合であっても、光束が軸外となることを避けやすくなるため好ましい。また、第１光学素子の両方の面に補正面を設けてもよい。
補正面が、平板状の第１光学素子に設けられている場合、補正面の複数の領域が、平板部分の領域と、非球面形状の領域を有していることが好ましいが、これに限られない。平板状の第１光学素子に設けられた補正面の複数の領域が、何れも非球面を有していてもよい。
平板状の第１光学素子の補正面が、平板部分の領域と、非球面形状の領域を有している場合、平板部分の領域が、第１光ディスク用領域又は第２光ディスク用領域の一方であり、非球面形状の領域が、他方であることが好ましい。
第１及び第２の補正面が平板状の第１光学素子に設けられている場合の好ましい１例を図５を用いて説明する。図５に示すように、この例では、対物光学素子ＯＥが、平板状の第１光学素子Ｌ１と、非球面レンズである第２光学素子Ｌ２と、第１光学素子Ｌ１と第２光学素子を保持・固定する枠体ＨＥとを有する。第２光学素子Ｌ２は、それのみで第１光束をＢＤの情報記録面上に集光できるように設計されている。第１光学素子Ｌ１の第１面Ｓ１の第１領域Ａ１であるＮＡ０．６５以下の領域には、補正面ＣＳが設けられている。第１光学素子Ｌ１の第１面Ｓ１の第２領域Ａ２であるＮＡ０．６５より大きく、ＮＡ０．８５以下の領域は、平面となっている。
補正面ＣＳは、平面上の領域ＢＡと、非球面を有する領域ＨＡとを有する複数の領域に、段差によって分けられている。平面上の領域ＢＡと非球面を有する領域ＨＡとは交互に設けられている。平面上の領域ＢＡは、第１光ディスク（ＢＤ）用領域であり、非球面を有する領域ＨＡは、第２光ディスク（ＨＤ）用領域である。第２光学素子がＢＤに最適化された設計であるため、第１光学素子を透過した第１光束、即ち、平面上の領域であるＢＤ用領域ＢＡを通過した第１光束は、第２光学素子によって、ＢＤの情報記録面上に集光される。一方、第１光束は第２光学素子のみでは、ＨＤの情報記録面に集光されないため、第１光学素子のＨＤ用領域ＨＡを第１光束が通過することによって、非球面形状によって収差を付与される。これにより、第１光学素子と第２光学素子とが共同して収差を与える事により、ＨＤ用領域を通過した第１光束は、ＨＤの情報記録面上に集光される。なお、非球面形状を有するＨＤ用領域は、光軸近くでは段差が光軸とは逆側を向いており、光軸から離れた領域では段差が光軸の方を向いた構造となっている。また、その間の遷移領域では、段差を有さない非球面が設けられている。
即ち、ＢＤの記録／再生を行う際は、第１光学素子Ｌ１の第１領域Ａ１のＢＤ用領域ＢＡと第２領域Ａ２を通過した光束が、第２光学素子によって、ＢＤの情報記録面上に集光され、第１光学素子Ｌ１の第１領域Ａ１のＨＤ用領域ＨＡを通過した光束はＢＤの情報記録面上に集光されない。一方、ＨＤの記録／再生を行う際は、第１光学素子Ｌ１の第１領域Ａ１のＨＤ用領域ＨＡを通過した第１光束が、第２光学素子によって、ＨＤの情報記録面上に集光され、第１光学素子の第１領域Ａ１のＢＤ用領域ＢＡ及び第２領域を通過した第１光束は、ＨＤの情報記録面上に集光されない。
次に、上述した補正面の第１及び第２の例における段差の段差量について説明する。段差量の例としては、大きく３通りに分けられる。
第１の例は、補正面の段差の段差量が、第１光束に対して波長λ１のａ倍の光路差を与える段差量である場合である。尚、ａは、０以外の任意の正の整数である。この場合、段差量ｄ１は、以下の式（１２）で表すことができる。
ｄ１＝ａ・λ１／（ｎ−１） （１２）
但し、ｎは、波長λ１の光束における補正面を有する光学素子の屈折率である。
例えば、対物光学素子が、ＢＤに最適化された単玉レンズである場合、第１光束をＢＤの情報記録面に集光した場合、図６（ａ）に示すように収差は殆ど発生しない。次に、第２光学素子のみを用いて第１光束をＨＤの情報記録面に集光した場合、図６（ｂ）に示すように大きな収差が発生してしまう。尚、図６に示した収差図は、第１領域のみの収差図である。
そこで、対物光学素子として、図５に示したような補正面を有する平板状の第１光学素子とＢＤに最適化されたレンズである第２光学素子とを有する対物光学素子を用い、段差量が（１１）式を満たすようにすると、第１領域における収差は図７に示すような結果となる。図７（ａ）は、ＢＤにおける収差を示し、図７（ｂ）は、ＨＤにおける収差を示している。尚、この場合、ａ＝１としている。
なお、段差量は、補正面の全ての段差で等しくする必要はない。例えば、補正面の光軸に近い領域での段差を大きくし、補正面の光軸から遠い領域での段差を小さくしてもよい。又は、その逆であってもよい。例えば、段差量が（１２）式を満たすようにしながら、補正面の光軸に近い領域での段差についてはａ＝２とし、補正面の光軸から遠い領域での段差については、ａ＝１とした場合、第１領域における収差は図８に示すような結果となる。図８（ａ）は、ＢＤにおける収差を示し、図８（ｂ）は、ＨＤにおける収差を示している。
第２の例は、補正面の段差の段差量が、第１光束に対して波長λ１のｂ倍の光路差を与える段差量である場合である。尚、ｂは、０又は任意の正の整数とｘの和である。ｘは、０．４以上、０．６以下の任意の値である。この場合、段差量ｄ２は、以下の式（１３）で表すことができる。
ｄ１＝ｂ・λ１／（ｎ−１） （１３）
対物光学素子として、図５に示したような補正面を有する平板状の第１光学素子とＢＤに最適化されたレンズである第２光学素子とを有する対物光学素子を用い、段差量が（１３）式を満たすようにすると、第１領域における収差は図９に示すような結果となる。図９（ａ）は、ＢＤにおける収差を示し、図９（ｂ）は、ＨＤにおける収差を示している。尚、この場合、ｂ＝１＋０．５としている。
第３の例は、補正面の段差の段差量が、第１光束に対して波長λ１のｃ倍の光路差を与える段差量である場合である。尚、ｃは、０又は任意の正の整数とｙの和である。ｙは、０より大きく、０．４未満か、０．６より大きく、１未満の任意の値である。この場合、段差量ｄ３は、以下の式（１４）で表すことができる。
ｄ１＝ｃ・λ１／（ｎ−１） （１４）
対物光学素子として、図５に示したような補正面を有する平板状の第１光学素子とＢＤに最適化されたレンズである第２光学素子とを有する対物光学素子を用い、段差量が（１４）式を満たすようにすると、第１領域における収差は図１０に示すような結果となる。図１０（ａ）は、ＢＤにおける収差を示し、図１０（ｂ）は、ＨＤにおける収差を示している。尚、この場合、ｃ＝１＋０．８としている。
また、補正面が、第１光ディスク（ＢＤ）用領域と、第２光ディスク（ＨＤ）用領域を有するタイプでなく、補正面の複数の領域が、何れの領域も、通過した第１光束が第１光ディスクの情報記録面上に（いくらかの収差は残留するが）記録／再生ができる様に集光し、通過した第１光束が第２光ディスクの情報記録面上にも（いくらかの収差は残留するが）記録／再生ができる様に集光するような構成である場合、第１領域における収差は図１１に示すような結果となる。図１１（ａ）は、ＢＤにおける収差を示し、図１１（ｂ）は、ＨＤにおける収差を示している。この場合、ＢＤにおいてもＨＤにおいてもほぼ同量の収差が発生しているため、第１光ディスク優先領域や第２光ディスク優先領域はこの例においては存在していない。
なお、第１光ディスクと第２光ディスクだけでなく、他の光ディスクに対する互換も一つの対物光学素子で行う場合、以下のような態様が考えられる。
第一の例としては、例えば、第３光源から射出される波長λ３の第３光束を当該対物光学素子により第４光ディスクの情報記録面上に集光させる場合であって、波長λ３が波長λ１の略整数倍である場合、回折構造によって第４光ディスクとの互換を可能にしようとすると、１）λ１の第１光束とλ３の第３光束とで、回折角を異ならせることが困難となり、また、２）第１光束と第３光束の回折角を異ならせることができる特殊な回折構造を用いた場合は、光利用効率が低下する、という問題がある。そこで、第１領域中に、第１光ディスク用領域、第２光ディスク用領域に加えて、第４光ディスク用領域を設けるようにしてもよい。例えば、図１２に示すように、光軸を含む内側の領域から順に、第４光ディスク用領域ＣＤ、第１光ディスク用領域ＢＤ、第２光ディスク用領域ＨＤ、更にその外側に、第２領域である第１光ディスク用領域ＢＤを設ける例などが考えられる。尚、波長λ３が波長λ１の略整数倍であるとは、以下の条件式（１５）を満たすことをいう。
（ｍ−０．２）・λ１≦λ３≦（ｍ＋０．２）・λ１ （１５）
尚、ｍは２以上の任意の正の整数を表す。
また、上述のような第４光ディスク用領域を設ける場合、第４光ディスク用領域の最大像側開口数を、第４光ディスクの記録及び／又は再生に用いられる規格とされている開口数よりも小さくすることが好ましい。従って、第４光ディスク用領域の最大有効径が、２・ｆ４・ＮＡ４より小さくなる事が好ましい。なお、ｆ４は、第３光束における対物光学素子の第４光ディスク用領域の焦点距離、ＮＡ４は、第４光ディスクの記録及び／又は再生に必要と規格で定められている像側開口数を示す。例えば、第４光ディスクがＣＤである場合、第４光ディスク用領域の最大像側開口数が０．４５より小さい事が好ましい。より好ましくは、０．４３以下である。また、第４光ディスクがＣＤである場合、第４光ディスク用領域の最大有効径が、２・ｆＣＤ・０．４５より小さい事が好ましく、より好ましくは、２・ｆＣＤ・０．４３以下である。なお、ｆＣＤは、ＣＤ用の光束における対物光学素子のＣＤ専用領域の焦点距離を表す。
さらに、第１領域内の、第４光ディスク用領域、第１光ディスク用領域、第２光ディスク用領域の少なくとも一つに、光路差付与構造を設けることにより、第３光ディスク（例えば、ＤＶＤ）の記録及び／又は再生を可能にするようにしてもよい。例えば、図１３に示すように、光軸を含む内側の領域から順に、第４光ディスク用領域ＣＤ、第１光ディスク用領域ＢＤ、第２光ディスク用領域ＨＤ、更にその外側に、第２領域である第１光ディスク用領域ＢＤとし、第４光ディスク用領域ＣＤ、内側の第１光ディスク用領域ＢＤ及び第２光ディスク用領域ＨＤに、第３光ディスクの記録及び／又は再生を可能とする光路差付与構造ＤＶＤを設ける例などが考えられる。
また、本発明の対物光学素子を、第１光ディスク、第２光ディスクを含む複数種類の光ディスクの記録層を一枚の光ディスクに積層させたハイブリッド光ディスクに適用する場合、第１光ディスクにおける対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ1）と、第２光ディスクにおける対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ2）とが異なることが好ましい。第１光ディスクがＢＤであって、第２光ディスクがＨＤである場合、即ち、ＢＤとＨＤとを積層させたハイブリッド光ディスクを用いる場合、更に好ましくは、これらのワーキングディスタンスの差の値を（ＷＤ1−ＷＤ2）、５０μｍ以上、２５０μｍ以下とする事が好ましい。更に好ましくは、１００μｍ以上、２５０μｍ以下とする事である。尚、複数種類の光ディスクの記録層を一枚の光ディスクに積層させた例としては、特開２００７−４２２５４に開示されているＢＤ／ＨＤ／ＤＶＤの各記録層を片面に積層したハイブリッドディスクなどが挙げられる。
尚、図１４に示すように、第１光ディスク及び第２光ディスク用の本発明の単玉の対物光学素子ＯＬ１と、他の光ディスク（例えば、第３光ディスク及び／又は第４光ディスク）用の対物光学素子ＯＬ２とを一体的に形成したレンズユニットを用いてもよい。尚、一体的に形成したレンズユニットとは、図１４に示すように、第１の対物光学素子ＯＬ１及び第２の対物光学素子ＯＬ２とが融合している場合（例えば、第１の対物光学素子及び第２の対物光学素子とを有するレンズユニットを射出成形による一体成形により得る場合）だけでなく、図１５又は図１６に示すような、第１の対物光学素子と第２の対物光学素子とを別々に成形し、後で嵌合させたり、接着したり係合することなどによって一体化した光学素子であっても良い。
図１５は、第１の対物光学素子と第２の対物光学素子とを係合して一体的に形成しているレンズユニットの一例を示している。プラスチック製の第２の対物光学素子ＯＬ２が、その矩形板状のフランジ部ＦＬ２に段差部ＳＴを有する開口ＨＬを形成しており、開口ＨＬ内の段差部ＳＴに、フランジ部ＦＬ１を保持されるようにして、本発明のガラス製又はプラスチック製の第１の対物光学素子ＯＬ１が光軸方向から組み付けられ、接着等により一体化されて、第１の対物光学素子ＯＬ１と第２の対物光学素子ＯＬ２が並列になったレンズユニットＯＥが形成される。
図１６は、第１の対物光学素子と第２の対物光学素子とを係合して一体的に形成しているレンズユニットの別の例を示している。プラスチック製の第２の対物光学素子ＯＬ２が、その矩形板状のフランジ部ＦＬ２に段差部ＳＴを有する切欠ＣＴを形成しており、切欠ＣＴ内の段差部ＳＴに、フランジ部ＦＬ１を保持されるようにして、本発明のガラス製又はプラスチック製の第１の対物光学素子ＯＬ１が光軸直交方向から組み付けられ、接着等により一体化されて、第１の対物光学素子ＯＬ１と第２の対物光学素子ＯＬ２が並列になったレンズユニットＯＥが形成される。
尚、図１７に示すように、開口ＨＬ又は切欠ＣＴ内に段差ＳＴを形成することなく、第１の対物光学素子ＯＬ１のフランジ部ＦＬ１は、フランジ部ＦＬ２の上面で支持されても良い。或いは、図示していないが、ガラス製又はプラスチック製の第１の対物光学素子ＯＬ１と、プラスチック製の第２の対物光学素子ＯＬ２とを、別部材である保持部材に組み付けることで一体化しても良い。何れの場合も、保持部材が開口を有し、そこに対物レンズ部を嵌め込むように配置する事が好ましい。
尚、第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、第１光束の対物光学素子の焦点距離ｆ１と、第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、第１光束の対物光学素子の焦点距離ｆ２とが、以下の条件式（１）を満たすことが好ましい。また、第１光ディスクの記録及び／又は再生時と、第２光ディスク記録及び／又は再生時の両方において、以下の条件式（１）を満たすことが好ましい。また、以下の条件式（２）を満たすことが好ましい。
ｆ１＜ｆ２ （１）
│ｍ１１−ｍ１２│＜０．０２ （２）
但し、ｍ１１及びｍ１２の符号は、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限収束光の状態で入射する場合を「正」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して無限平行光の状態で入射する場合を「ゼロ」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限発散束光の状態で入射する場合を「負」と定義する。
また、以下の式を満たすと、好ましい。
１．０５×ｆ１＜ｆ２＜１．２５×ｆ１ （３）
また、以下の式を満たすと、より好ましい。
１．１０×ｆ１＜ｆ２＜１．２０×ｆ１ （３‘）
さらに、以下の式を満たすと、より好ましい。
│ｍ１１−ｍ１２│＜０．０１ （２‘）
尚、対物光学素子の倍率は、対物光学素子の物体側主点から物点までの距離をｓ、対物光学素子の像側主点から像点までの距離をｓ'としたとき、ｓ'／ｓで定義される。ここで、ｓやｓ'はそれぞれ、物体側主点、像側主点を基準とする。即ち、対物光学素子に対して有限発散光束が入射する場合は、ｓの符号は「＋」、対物光学素子に対して有限収束光束が入射する場合は、ｓの符号は「−」となる。
例えば、第１光ディスクの記録及び／又は再生時には、第１光束を対物光学素子に無限平行光として入射させ、第２光ディスクの記録及び／又は再生時には、第１光束を対物光学素子に無限平行光として入射させる態様が、好ましい一例として挙げられる。この態様の場合、以下の条件式（４）、（５）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ１１＜０．０１ （４）
−０．０１＜ｍ１２＜０．０１ （５）
尚、集光光学系の往路光学系倍率は、集光光学系の往路における物体側主点から物点までの距離をＳ、集光光学系の往路における像側主点から像点までの距離をＳ'としたとき、Ｓ'／Ｓで定義される。ここで、ＳやＳ'はそれぞれ物体側主点、像側主点を基準とする。集光光学系は倒立系であるので、集光光学系の往路光学系倍率の符合は負となる。
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毎、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、簡単且つ低コストの構成で、ＢＤ及びＨＤに対して、複雑な機構を用いることなく、低コストで、同一の光束を用いるＢＤとＨＤの一つの対物光学素子での互換を可能とし、しかも、光利用効率の高い光ピックアップ装置及び対物光学素子を提供することが可能になる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１８は、第１光ディスクであるＢＤと第２光ディスクであるＨＤと第３光ディスクであるＤＶＤと第４光ディスクであるＣＤとに対して、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。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、ＢＤ／ＨＤ用の第１対物光学素子ＯＬ１、ＣＤ／ＤＶＤ用の第２対物光学素子ＯＬ２、第１反射面ＲＰ１と第２反射面ＲＰ２とを有するダイクロイックミラーＤＭ、λ／４波長板ＱＷＰ、負レンズＬ１と正レンズＬ２とから構成されたカップリングレンズＣＬ、正レンズＬ２を光軸方向に変位させるアクチュエータＡＣＴ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、波長λ１＝４０５ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する半導体レーザＬＤ１（第１光源）と、波長λ２＝６５０ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する半導体レーザ（第２光源）と波長λ３＝７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する半導体レーザ（第３光源）とを共通のパッケージに収容した２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐ、センサ用レンズＳＬ、ＢＤの情報記録面ＲＬ１、ＨＤの情報記録面ＲＬ２、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ３、ＣＤの情報記録面ＲＬ４からの反射光束を受光する受光素子ＰＤとを有する。正レンズＬ２を光軸方向に変位させるアクチュエータＡＣＴは、主に、情報記録面を複数有する多層型の光ディスクにおいて層間ジャンプを行う際に用いられる。
尚、ここでは第１対物光学素子ＯＬ１として、単玉のレンズの例が示されているが、この対物光学素子に代えて、図１に示すような複数の光学素子からなる対物光学素子を使用してもよい。第２対物光学素子ＯＬ２としては、良く知られているＤＶＤ／ＣＤ互換用の対物光学素子を用いることができる。このように、波長λ１の光束は第１対物光学素子ＯＬ１に入射させ、波長λ２，λ３の光束は第２対物光学素子ＯＬ２に入射させると、光ピックアップ装置の構成を簡素化できる。
第１対物光学素子ＯＬ１の光学面は、開口数ＮＡ０．６５の位置を境界として、光軸を含む第１領域と、第１領域の周囲の第２領域とに分割されている。この第１領域には補正面が設けられている。補正面は、段差によって分割された光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有する。この場合、補正面の複数の輪帯は、通過した第１光束がＢＤの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、通過した第１光束が第２光ディスクの情報記録面上では集光しない第１光ディスク用領域と、通過した第１光束が第１光ディスクの情報記録面上では集光せず、通過した第１光束が第２光ディスクの情報記録面上で情報の記録／再生ができるように集光する第２光ディスク用領域とが含まれる。或いは、補正面に光路差付与構造である回折構造を付与しても良い。この場合、回折構造に第１光束が入射したときに、ＢＤの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光するｎ次回折光と、ＨＤの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光するｍ次回折光とが発生するようになる。
ＢＤの記録／再生時の、波長λ１の１光束の第１対物光学素子ＯＬ１の焦点距離ｆ１と、ＨＤの記録／再生時の、波長λ１の１光束の第１対物光学素子ＯＬ１の焦点距離ｆ２とは、以下の条件式（１）を満たす。又、ＢＤの記録／再生時の、波長λ１の１光束の第１対物光学素子ＯＬ１の倍率ｍ１１と、ＨＤの記録／再生時の、波長λ１の１光束の第１対物光学素子ＯＬ１の倍率ｍ１２とは、以下の条件式（２）を満たす。
ｆ１＜ｆ２ （１）
│ｍ１１−ｍ１２│＜０．０２ （２）
但し、ｍ１１及びｍ１２の符号は、第１光束が前第１対物光学素子ＯＬ１に対して有限収束光の状態で入射する場合を「正」、第１光束が第１対物光学素子ＯＬ１に対して無限平行光の状態で入射する場合を「ゼロ」、第１光束が第１対物光学素子ＯＬ１に対して有限発散束光の状態で入射する場合を「負」と定義する。
ＢＤの記録／再生を行う場合について説明する。まず、正レンズＬ２から射出される第１光束が平行光束となる位置に、正レンズＬ２をアクチュエータＡＣＴにより光軸方向に移動させた後、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる（このときの正レンズＬ２の位置を第１の位置とする）。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、ダイクロイックプリズムＤＰ、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬにより平行光束とされた後、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、ダイクロイックミラーＤＭの第１反射面ＲＰ１を通過し第２反射面ＲＰ２で反射され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、第１対物光学素子ＯＬ１によって厚さ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。
このとき、第１対物光学素子ＯＬ１の第１領域を通過した光束の一部と、第２領域を通過した光束が、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に集光されスポットを形成する。
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、再び第１対物光学素子ＯＬ１、絞りを透過した後、ダイクロイックミラーＤＭの第２反射面ＲＰ１で反射され第１反射面ＲＰ２を通過し、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、カップリングレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって非点収差が与えられ、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、不図示のアクチュエータにより第１対物光学素子ＯＬ１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。
次に、ＨＤの記録／再生を行う場合について説明する。まず、アクチュエータＡＣＴにより正レンズＬ２を第１の位置に移動させた後、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、ダイクロイックプリズムＤＰ、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬにより平行光束とされた後、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、ダイクロイックミラーＤＭの第１反射面ＲＰ１を通過し第２反射面ＲＰ２で反射され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、第１対物光学素子ＯＬ１によって厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＨＤの情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。
このとき、第１対物光学素子ＯＬ１の第１領域を通過した、ＢＤに集光する光束とは別の光束が、ＨＤの情報記録面上ＲＬ２に集光されスポットを形成する。また、第１対物光学素子ＯＬ１の第２領域を通過した光束は大きな球面収差をもつため、ＨＤの情報記録面上ＲＬ２に集光されず、フレア成分となるので、ＨＤの開口に対応する開口制限素子は不要である。
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、再び第１対物光学素子ＯＬ１、絞りを透過した後、ダイクロイックミラーＤＭの第２反射面ＲＰ１で反射され第１反射面ＲＰ２を通過し、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、カップリングレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって非点収差が与えられ、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、不図示のアクチュエータにより第１対物光学素子ＯＬ１をフォーカシングやトラッキングさせることで、ＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
次に、ＤＶＤの記録／再生を行う場合について説明する。まず、２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐの赤色半導体レーザから射出された第２光束（λ１＝６５０ｎｍ）が正レンズＬ２を透過後に平行光束となるように、正レンズＬ２をアクチュエータＡＣＴにより光軸方向に変位させた後（このときの正レンズＬ２の位置を第２の位置とする）、２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐの赤色半導体レーザを発光させる。２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐの赤色半導体レーザから射出された第２光束（λ１＝６５０ｎｍ）の発散光束は、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬにより平行光束とされた後、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、ダイクロイックミラーＤＭの第１反射面ＲＰ１で反射され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、第２対物光学素子ＯＬ２によって厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＤＶＤ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、再び第２対物光学素子ＯＬ２、絞りを透過した後、ダイクロイックミラーＤＭの第１反射面ＲＰ１で反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、カップリングレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって非点収差が与えられ、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、不図示のアクチュエータにより第２対物光学素子ＯＬ２をフォーカシングやトラッキングさせることで、ＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
次に、ＣＤの記録／再生を行う場合について説明する。２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐの赤外半導体レーザから射出された第３光束（λ１＝７８５ｎｍ）が正レンズＬ２を透過後に平行光束となるように、正レンズＬ２をアクチュエータＡＣＴにより光軸方向に変位させた後（このときの正レンズＬ２の位置を第３の位置とする）、２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐの赤外半導体レーザを発光させる。尚、正レンズＬ２の第３の位置は、第２の位置よりもダイクロイックミラーＤＭに近い位置である。２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐの赤外半導体レーザから射出された第３光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、カップリングレンズＣＬにより平行光束とされた後、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、ダイクロイックミラーＤＭの第１反射面ＲＰ１で反射され、図示しない絞りによりその光束径が規制され、第２対物光学素子ＯＬ２によって厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ４を介して、ＣＤの情報記録面ＲＬ４上に形成されるスポットとなる。
情報記録面ＲＬ４上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第２対物光学素子ＯＬ２、絞りを透過した後、ダイクロイックミラーＤＭの第１反射面ＲＰ１で反射され、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、カップリングレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射した後、センサ用レンズＳＬによって非点収差が与えられ、受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、不図示のアクチュエータにより第２対物光学素子ＯＬ２をフォーカシングやトラッキングさせることで、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。以下の実施例は、いずれも単玉レンズの対物光学素子であり、プラスチック製である。また、第１光ディスクはＢＤ、第２光ディスクはＨＤである。尚、以下に述べる実施例において設けられた光路差付与構造は、以下の光路差関数φ（ｍｍ）で表せる。
［光路差関数］
φ＝λ／λB×ｄｏｒ×（Ｂ2ｙ2＋Ｂ4ｙ4＋Ｂ6ｙ6＋Ｂ8ｙ8＋Ｂ10ｙ10）
但し、
φ：光路差関数
λ：回折構造に入射する光束の波長
λB：製造波長
ｄｏｒ：光ディスクに対する記録／再生に使用する回折光の回折次数
ｙ：光軸からの距離
Ｂ2，Ｂ4，Ｂ6，Ｂ8，Ｂ10：回折面係数
又、対物光学素子の光学面は、それぞれ以下の非球面表現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。
［非球面表現式］
ｚ＝（ｙ2／Ｒ）／［１＋√｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／Ｒ）2｝］＋Ａ4ｙ4＋Ａ6ｙ6＋Ａ8ｙ8＋Ａ10ｙ10＋Ａ12ｙ12＋Ａ14ｙ14＋Ａ16ｙ16＋Ａ18ｙ18＋Ａ20ｙ20
但し、
ｚ：非球面形状（非球面の面頂点から光軸に沿った方向の距離）
ｙ：光軸からの距離
Ｒ：曲率半径
Ｋ：コーニック係数
Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10，Ａ12，Ａ14，Ａ16，Ａ18，Ａ20：非球面係数
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。
（実施例１）
実施例１のレンズデータを表１に示す。実施例１では、物体側の光学面が、第２光ディスクの有効径に相当する開口数ＮＡ０．６５の位置（光軸からの高さ１．３００ｍｍの位置）を境界として、光軸を含む第１領域と、第１領域の周囲の第２領域とに分割されている。この第１領域には補正面が設けられており、補正面は、段差によって分割された光軸を中心とする同心円状の５つの輪帯を有する。この５つの輪帯は、光軸を含む最も中心の領域が第２光ディスク専用領域であり、そこから光軸直交方向の外側に向かって、順に、第１光ディスク専用領域、第２光ディスク専用領域、第１光ディスク専用領域、第２光ディスク専用領域となっている。尚、第１領域の外側には、第２領域としての第１光ディスク専用領域が形成されている。
実施例１においては、第２光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ２と、第１光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ１との比を１．１３に設定することで、ＢＤ使用時とＨＤ使用時に各々最適な往路光学系倍率を有する光ピックアップ装置を実現できる。また、第１光ディスク使用時の倍率を０、第２光ディスク使用時の倍率を０と設定することで、トラッキング特性の良好な光ピックアップ装置を実現できる。
（実施例２）
実施例２のレンズデータを表２に示す。実施例２では、物体側の光学面が、第２光ディスクの有効径に相当する開口数ＮＡ０．６５の位置（光軸からの高さ１．２０５ｍｍの位置）を境界として、光軸を含む第１領域と、第１領域の周囲の第２領域とに分割されている。この第１領域には補正面が設けられており、補正面には、第１光束が入射したときに、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０次回折光（すなわち、回折作用を受けない光）と、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１次回折光とを発生させる光路差付与構造としての回折構造が形成されている。尚、第１領域の外側には、第２領域としての第１光ディスク専用領域が形成されており、第２領域には、光路差付与構造が形成されていない。
実施例２においては、第２光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ２と、第１光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ１との比を１．１７に設定することで、ＢＤ使用時とＨＤ使用時に各々最適な往路光学系倍率を有する光ピックアップ装置を実現できる。また、第１光ディスク使用時の倍率を０、第２光ディスク使用時の倍率を０と設定することで、トラッキング特性の良好な光ピックアップ装置を実現できる。
（実施例３）
実施例３のレンズデータを表３に示す。実施例３では、物体側の光学面が、第２光ディスクの有効径に相当する開口数ＮＡ０．６５の位置（光軸からの高さ１．０００ｍｍの位置）を境界として、光軸を含む第１領域と、第１領域の周囲の第２領域とに分割されている。この第１領域には補正面が設けられており、補正面は、段差によって分割された光軸を中心とする同心円状の２つの輪帯を有する。この２つの輪帯は、光軸を含む最も中心の領域が第１光ディスク専用領域であり、そこから光軸直交方向の外側が第２光ディスク専用領域となっている。尚、第１領域の外側には、第２領域としての第１光ディスク専用領域が形成されている。
実施例３においては、第２光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ２と、第１光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ１との比を１．１０に設定することで、ＢＤ使用時とＨＤ使用時に各々最適な往路光学系倍率を有する光ピックアップ装置を実現できる。また、第１光ディスク使用時の倍率を０、第２光ディスク使用時の倍率を０と設定することで、トラッキング特性の良好な光ピックアップ装置を実現できる。
（実施例４）
実施例４のレンズデータを表４に示す。実施例４では、物体側の光学面が、第２光ディスクの有効径に相当する開口数ＮＡ０．６５の位置（光軸からの高さ１．０００ｍｍの位置）を境界として、光軸を含む第１領域と、第１領域の周囲の第２領域とに分割されている。この第１領域には補正面が設けられており、補正面は、段差によって分割された光軸を中心とする同心円状の５つの輪帯を有する。この５つの輪帯は、光軸を含む最も中心の領域が第２光ディスク専用領域であり、そこから光軸直交方向の外側に向かって、順に、第１光ディスク専用領域、第２光ディスク専用領域、第１光ディスク専用領域、第２光ディスク専用領域となっている。尚、第１領域の外側には、第２領域としての第１光ディスク専用領域が形成されている。
実施例４においては、第２光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ２と、第１光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ１との比を１．１０に設定することで、ＢＤ使用時とＨＤ使用時に各々最適な往路光学系倍率を有する光ピックアップ装置を実現できる。また、第１光ディスク使用時の倍率を０、第２光ディスク使用時の倍率を０と設定することで、トラッキング特性の良好な光ピックアップ装置を実現できる。
（実施例５）
実施例５のレンズデータを表５に示す。実施例４では、物体側の光学面が、第２光ディスクの有効径に相当する開口数ＮＡ０．６５の位置（光軸からの高さ０．８８０ｍｍの位置）を境界として、光軸を含む第１領域と、第１領域の周囲の第２領域とに分割されている。この第１領域には補正面が設けられており、補正面は、段差によって分割された光軸を中心とする同心円状の２つの輪帯を有する。この２つの輪帯は、光軸を含む最も中心の領域が第１光ディスク専用領域であり、そこから光軸直交方向の外側が第２光ディスク専用領域となっている。尚、第１領域の外側には、第２領域としての第１光ディスク専用領域が形成されている。
実施例５においては、第２光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ２と、第１光ディスク使用時の対物光学素子の焦点距離ｆ１との比を１．０６に設定することで、ＢＤ使用時とＨＤ使用時に各々最適な往路光学系倍率を有する光ピックアップ装置を実現できる。また、第１光ディスク使用時の倍率を０、第２光ディスク使用時の倍率を０と設定することで、トラッキング特性の良好な光ピックアップ装置を実現できる。
本発明に係る対物光学素子の一例の断面図である。 本発明に係る対物光学素子の一例の断面図である。 本発明に係る対物光学素子の一例の断面図である。 本発明に係る対物光学素子の一例の断面の一部を示す図である。 本発明に係る対物光学素子の別例の断面図である。 ＢＤに最適化した対物光学素子を用いた場合の収差図（ａ）〜（ｂ）である。 本発明に係る対物光学素子の一例を用いた場合の収差図（ａ）〜（ｂ）である。 本発明に係る対物光学素子の他の例を用いた場合の収差図（ａ）〜（ｂ）である。 本発明に係る対物光学素子の他の例を用いた場合の収差図（ａ）〜（ｂ）である。 本発明に係る対物光学素子の他の例を用いた場合の収差図（ａ）〜（ｂ）である。 本発明に係る対物光学素子の他の例を用いた場合の収差図（ａ）〜（ｂ）である。 本発明に係る対物光学素子の一例を光軸方向から見た際の概略図である。 本発明に係る対物光学素子の一例を光軸方向から見た際の概略図である。 本発明に係る対物光学素子を含むレンズユニットの一例の断面図である。 本発明に係る対物光学素子を含むレンズユニットの一例の概略斜視図である。 本発明に係る対物光学素子を含むレンズユニットの一例の概略斜視図である。 本発明に係る対物光学素子を含むレンズユニットの一例の断面図の一部である。 本発明に係る対物光学素子を用いた光ピックアップ装置の概略構成図である。
符号の説明
２Ｌ１Ｐ ２レーザ１パッケージ
Ａ１ 第１領域
Ａ２ 第２領域
Ｌ１ 第１光学素子
Ｌ２ 第２光学素子
ＢＡ ＢＤ専用領域
ＨＡ ＨＤ専用領域
ＯＡ 光軸
ＣＳ 補正面
ＤＭ ダイクロイックミラー
ＨＥ 枠体
ＯＬ 対物光学素子
Ｓ１ 第１光学面
Ｓ２ 第２光学面
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ
ＡＣＴ アクチュエータ
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタＰＢＳ
ＰＤ 受光素子
ＳＬ センサレンズ
ＣＬ カップリングレンズ
ＰＬ１〜ＰＬ４ 保護基板
ＲＬ１〜ＲＬ４ 情報記録面
ＱＷＰ λ／４波長板

Claims (19)

  1. 波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子を有する集光光学系を有し、前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第１光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
    前記対物光学素子は、少なくとも、前記光軸を含む第１領域と、前記第１領域の周囲の第２領域とに分割され、前記第１領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスク及び前記第２光ディスクの前記情報記録面上に集光されて情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記第２領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスクの前記情報記録面上に集光されて情報の記録及び／又は再生に用いられ、
    前記集光光学系は、前記対物光学素子の前記第１領域に相当する領域に補正面を有し、前記補正面は、段差によって区切られた光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有し、
    前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の焦点距離ｆ１と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の焦点距離ｆ２とが、以下の条件式（１）を満たし、前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の倍率ｍ１１と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の倍率ｍ１２とが、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
    ｆ１＜ｆ２ （１）
    │ｍ１１−ｍ１２│＜０．０２ （２）
    但し、ｍ１１及びｍ１２の符号は、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限収束光の状態で入射する場合を「正」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して無限平行光の状態で入射する場合を「ゼロ」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限発散束光の状態で入射する場合を「負」と定義する。
  2. 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
    １．０５×ｆ１＜ｆ２＜１．２５×ｆ１ （３）
  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２に記載の光ピックアップ装置。
    −０．０１＜ｍ１１＜０．０１ （４）
    −０．０１＜ｍ１２＜０．０１ （５）
  4. 前記補正面の前記複数の輪帯は、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上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、通過した前記第１光束が前記第２光ディスクの情報記録面上では集光しない第１光ディスク用領域と、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上では集光せず、通過した前記第１光束が前記第２光ディスクの情報記録面上で情報の記録及び／又は再生ができるように集光する第２光ディスク用領域とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
  5. 前記対物光学素子は、前記第１領域及び前記第２領域を合わせて、３以上、１０以下の輪帯を有することを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
  6. 前記複数の輪帯は、前記第１光束が入射したときに、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光するｎ次回折光と、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光するｍ次回折光とを発生させる光路差付与構造であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
  7. 前記対物光学素子は、単玉のレンズからなり、前記対物光学素子が前記補正面を有する事を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
  8. 前記対物光学素子は、平板状の第１光学素子とレンズである第２光学素子を有し、前記第１光学素子が前記補正面を有する事を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
  9. 波長λ２（６３０ｎｍ＜λ２＜６７０ｎｍ）の第２光束を出射する第２光源を有し、前記第２光束を厚さｔ３（ｔ１＜ｔ３）の保護層を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
  10. 波長λ３（７６０ｎｍ＜λ３＜８２０ｎｍ）の第３光束を出射する第３光源を有し、前記第３光束を厚さｔ４（ｔ３＜ｔ４）の保護層を有する第４光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
  11. 前記光ピックアップ装置は、
    前記第１光束を前記第１光ディスクと前記第２光ディスクの情報記録面上に集光する前記対物光学素子と、
    前記第２光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光し、前記第３光束を前記第４光ディスクの情報記録面上に集光する第２対物光学素子とを有することを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
  12. 波長λ１（３８０ｎｍ＜λ１＜４５０ｎｍ）の第１光束を出射する第１光源と、前記第１光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子を有する集光光学系を有し、前記第１光束を厚さｔ１の保護層を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第１光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護層を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物光学素子において、
    前記対物光学素子は、少なくとも、前記光軸を含む第１領域と、前記第１領域の周囲の第２領域とに分割され、前記第１領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスク及び前記第２光ディスクの前記情報記録面上に集光されて情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記第２領域を通過した前記第１光束は、前記第１光ディスクの前記情報記録面上に集光されて情報の記録及び／又は再生に用いられ、
    前記対物光学素子は、前記第１領域に相当する領域に補正面を有し、前記補正面は、段差によって区切られた光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有し、
    前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の焦点距離ｆ１と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の焦点距離ｆ２とが、以下の条件式（１）を満たし、前記第１光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の倍率ｍ１１と、前記第２光ディスクの記録及び／又は再生時の、前記第１光束の前記対物光学素子の倍率ｍ１２とが、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする対物光学素子。
    ｆ１＜ｆ２ （１）
    │ｍ１１−ｍ１２│＜０．０２ （２）
    但し、ｍ１１及びｍ１２の符号は、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限収束光の状態で入射する場合を「正」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して無限平行光の状態で入射する場合を「ゼロ」、前記第１光束が前記対物光学素子に対して有限発散束光の状態で入射する場合を「負」と定義する。
  13. 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１２に記載の対物光学素子。
    １．０５×ｆ１＜ｆ２＜１．２５×ｆ１ （３）
  14. 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の対物光学素子。
    −０．０１＜ｍ１１＜０．０１ （４）
    −０．０１＜ｍ１２＜０．０１ （５）
  15. 前記補正面の前記複数の輪帯は、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上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、通過した前記第１光束が前記第２光ディスクの情報記録面上では集光しない第１光ディスク用領域と、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上では集光せず、通過した前記第１光束が前記第２光ディスクの情報記録面上で情報の記録及び／又は再生ができるように集光する第２光ディスク用領域とを含むことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の対物光学素子。
  16. 前記対物光学素子は、前記第１領域及び前記第２領域を合わせて、３以上、１０以下の輪帯を有することを特徴とする請求項１５に記載の対物光学素子。
  17. 前記複数の輪帯は、前記第１光束が入射したときに、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光するｎ次回折光と、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光するｍ次回折光とを発生させる光路差付与構造であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の対物光学素子。
  18. 前記対物光学素子は、単玉のレンズからなり、前記対物光学素子が前記補正面を有する事を特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに記載の対物光学素子。
  19. 前記対物光学素子は、平板状の第１光学素子とレンズである第２光学素子を有し、前記第１光学素子が前記補正面を有する事を特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに記載の対物光学素子。
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