JP5013129B2 - 光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行
える光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置に関する。

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）の対物光学素子を使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物光学素子のＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。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の対物光学素子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光学素子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光学素子を得るためには、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必要がある。

特許文献１には、光路差付与構造としての回折構造を有し、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光学系、及びこの対物光学系を搭載した光ピックアップ装置が記載されている。

然るに、上記の特許文献１に記載された、３つの異なる光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に使用している対物光学素子は、光ピックアップ装置の設計仕様によっては、記録及び／又は再生に用いられる光量が不足する恐れがあるか、又は、ＣＤのトラッキングを行う際にトラッキング用のセンサに不要光が悪影響を及ぼし、ＣＤのトラッキングを正確に行うことが困難になる場合があるという問題がある。特に、３つの異なる光ディスクの全てにおいて、無限系の光学系を用いる場合、即ち、対物光学素子に平行光束を入射させる場合、上述の問題が顕著であった。
ヨーロッパ公開特許第１３０４６８９号

本発明は、上述の問題を考慮したものであり、少なくとも以下の目的の一つを達成するものである。まず、対物光学素子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、対物光学素子及び光情報記録再生装置であって、その構成の簡素化、低コスト化を実現可能な光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。加えて、３つの異なる光ディスクの全てに対して、無限系の光学系を用いる場合であっても、トラッキングの正確性を保つことができる光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。さらに、対物光学素子として、プラスチックレンズを用いたとしても、温度特性を良好にし、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、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。加えて、所望の光学性能を得る事を可能にしながらも、非常に細かい構造を用いることなく製造しやすい光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供する事を目的とする。

本発明に係る光ピックアップ装置は、第一光束を射出する第一光源と、第二光束を射出する第二光源と、第三光束を射出する第三光源と、対物光学素子と、を有する。前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有する。前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、前記第一光路差付与構造は段差を有する同心円状の輪帯構造であり、前記第一光路差付与構造の段差量は、所定の段差量を有する。

本発明に係る対物光学素子ＯＢＪの一例を、光軸方向から見た図である。 本発明に係る対物光学素子ＯＢＪに設けられる光路差付与構造の幾つかの例（ａ）〜（ｄ）を模式的に示す断面図である。 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。 本発明に係る対物光学素子ＯＢＪの一例を模式的に示す断面図である。 本発明に係る参考例１のＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）〜（ｃ）である。 本発明に係る参考例２のＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）〜（ｃ）である。 本発明に係る参考例３のＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）〜（ｃ）である。 本発明に係る実施例１の対物光学素子の光路差付与構造を模式的に示す断面図である。 本発明に係る実施例１のＢＤ、ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）〜（ｃ）である。 本発明に係るスポットの形状を示した図である。 本発明に係る参考例４のＢＤ、ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）〜（ｃ）である。 光路差付与構造の一例の段差量を示す図である。 ピッチ幅の一例を示す図である。 本発明に係る光路差付与構造の設計方法を説明するための図（ａ）〜（ｄ）である。 成形された対物光学素子ＯＢＪの斜視図である。 光ピックアップ装置の製造方法の一例を示すフローチャート図である。

以下、本発明の好ましい形態を説明する。

（項１） 第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、
前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第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／又は再生を行い、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は段差を有する同心円状の輪帯構造であり、前記第一光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することを特徴とする光ピックアップ装置。

０．９・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）
＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）
＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝
０．９・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ−１）
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）
＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
但し、λＢは前記第一光束の設計波長（μｍ）、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４１０（μｍ）以下の任意の１つの値であり、ｎは波長λＢにおける前記対物光学素子の屈折率、ｎ’は波長λＢ’における前記対物光学素子の屈折率を表す。
（項２） λＢは前記第一光源から射出される第一光束の波長（μｍ）であることを特徴とする項１に記載の光ピックアップ装置。
（項３） λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の１つの値であることを特徴とする項１又は項２に記載の光ピックアップ装置。
（項４） 前記第一光路差付与構造の段差量は、ｄＣとｄＤの２種類のみの段差量を有することを特徴とする項１乃至項３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
（項５） 前記第一光路差付与構造の前記輪帯構造のピッチ幅は全て５μｍより大きいことを特徴とする項１乃至項４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
（項６） 前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の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光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の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、前記第二光束の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、前記第三光束の±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光路差付与構造であることを特徴とする項１乃至項５のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
（項７） 前記第一光路差付与構造は、前記第一基礎構造と前記第二基礎構造に加えて、さらに第三基礎構造を重畳させた構造であり、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５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光路差付与構造であることを特徴とする項６に記載の光ピックアップ装置。
（項８） 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を有し、三つの領域を有することを特徴とする項１乃至項７のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
（項９） 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、三つの領域を有することを特徴とする項１乃至項７のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。

（項１０） 前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする項９に記載の光ピックアップ装置。
（項１１） 前記第一光束に対する前記対物光学素子の像側開口数（ＮＡ）が０．８以上、０．９以下であることを特徴とする項１乃至項１０のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
（項１２） 前記第一光路差付与構造は、第三光束が入射する際、前記対物光学素子の光学面上における像側開口数（ＮＡ）が０．５３以下の領域に設けられていることを特徴とする項１１に記載の光ピックアップ装置。
（項１３） 前記第一光路差付与構造は、第三光束が入射する際、前記対物光学素子の光学面上における像側開口数（ＮＡ）が０．４５以下の領域に設けられていることを特徴とする項１２に記載の光ピックアップ装置。
（項１４） 前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする項１乃至項１３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
（項１５） 前記対物光学素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする項１乃至項１４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
（項１６） 第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源とを有し、前記第一光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第二光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第三光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物光学素子であって、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は段差を有する同心円状の輪帯構造であり、前記第一光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することを特徴とする対物光学素子。

０．９・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）
＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）
＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝
０．９・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ−１）
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）
＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
但し、λＢは前記第一光束の設計波長（μｍ）、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４１０（μｍ）以下の任意の１つの値であり、ｎは波長λＢにおける前記対物光学素子の屈折率、ｎ’は波長λＢ’における前記対物光学素子の屈折率を表す。
（項１７） λＢは前記第一光源から射出される第一光束の波長（μｍ）であることを特徴とする項１６に記載の対物光学素子。
（項１８） λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の１つ の値であることを特徴とする項１６又は項１７に記載の対物光学素子。
（項１９） 前記第一光路差付与構造の段差量は、ｄＣとｄＤの２種類のみの段差量を有することを特徴とする項１６乃至項１８のいずれか１項に記載の対物光学素子。
（項２０） 前記第一光路差付与構造の前記輪帯構造のピッチ幅は全て５μｍより大きいことを特徴とする項１６乃至項１９のいずれか１項に記載の対物光学素子。
（項２１） 前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の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光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の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、前記第二光束の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、前記第三光束の±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光路差付与構造であることを特徴とする項１６乃至項２０のいずれか１項に記載の対物光学素子。
（項２２） 前記第一光路差付与構造は、前記第一基礎構造と前記第二基礎構造に加えて、さらに第三基礎構造を重畳させた構造であり、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５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光路差付与構造であることを特徴とする項２１に記載の対物光学素子。
（項２３） 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を有し、三つの領域を有することを特徴とする項１６乃至項２２のいずれか１項に記載の対物光学素子。
（項２４） 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、三つの領域を有することを特徴とする項１６乃至項２２のいずれか１項に記載の対物光学素子。
（項２５） 前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする項２４に記載の対物光学素子。
（項２６） 前記第一光束に対する前記対物光学素子の像側開口数（ＮＡ）が０．８以上、０．９以下であることを特徴とする項１６乃至項２５のいずれか１項に記載の対物光学素子。
（項２７） 前記第一光路差付与構造は、第三光束が入射する際、前記対物光学素子の光学面上における像側開口数（ＮＡ）が０．５３以下の領域に設けられていることを特徴とする項２６に記載の対物光学素子。
（項２８） 前記第一光路差付与構造は、第三光束が入射する際、前記対物光学素子の光学面上における像側開口数（ＮＡ）が０．４５以下の領域に設けられていることを特徴とする項２７に記載の対物光学素子。
（項２９） 前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする項１６乃至項２８のいずれか１項に記載の対物光学素子。
（項３０） 前記対物光学素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする項１６乃至項２９のいずれか１項に記載の対物光学素子。
（項３１） 第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第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／又は再生を行う光ピックアップ装置を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は段差を有する同心円状の輪帯構造であり、前記第一光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することを特徴とする光情報記録再生装置。

０．９・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）
＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）
＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝
０．９・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ−１）
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）
＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
但し、λＢは前記第一光束の設計波長（μｍ）、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の１つの値であり、ｎは波長λＢにおける前記対物光学素子の屈折率、ｎ’は波長λＢ’における前記対物光学素子の屈折率を表す。

本発明に係る光ピックアップ装置は、第一光源、第二光源、第三光源の少なくとも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、第一光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第二光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。

第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクが高密度光ディスクであり、第２光ディスクが、ＤＶＤであり、第３光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。また、ｔ１＜ｔ２である場合は、ｔ１＝ｔ２である場合に比して、単玉の対物光学素子によって３つの異なる光ディスクの記録及び／又は再生を行いつつ、第３光ディスクの記録再生時のトラッキング特性を良好にすることはより困難であるが、本発明の形態はそれを可能とする。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。

本明細書においては、高密度光ディスクの例としては、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程度である規格の光ディスク（例えば、ＢＤ：ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ））が挙げられる。また、他の高密度光ディスクの例としては、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程度である規格の光ディスク（例えば、ＨＤ ＤＶＤ：単にＨＤともいう）が挙げられる。また、高密度光ディスクには、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜（本明細書では、保護基板は保護膜も含むものとする）を有する光ディスクや、保護基板の厚さが０の光ディスクも含まれる。また、高密度光ディスクには、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザが用いられる光磁気ディスクも含まれるものとする。更に、本明細書においては、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、高密度光ディスク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（６）、（７）、（８）を満たすことが好ましいが、これに限られない。

０．０７５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１２５ｍｍ 又は ０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍ （６）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ （７）
１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ （８）
本明細書において、第一光源、第二光源、第三光源は、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。第一光源から出射される第一光束の第一波長λ１、第二光源から出射される第二光束の第二波長λ２（λ２＞λ１）、第三光源から出射される第三光束の第三波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（９）、（１０）を満たすことが好ましい。

１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１ （９）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１ （１０）
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またはＨＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第一光源の第一波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３８０ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下であって、第二光源の第二波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第三光源の第三波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下で
ある。

また、第一光源、第二光源、第三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、例えば第一光源と第二光源とが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素子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。集光光学系は、対物光学素子のみを有していても良いが、集光光学系は、対物光学素子の他にコリメータレンズ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。コリメータレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメータレンズ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異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、単玉の対物レンズのみでもよいが、好ましくは単玉の対物レンズである。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（光路差付与構造を有していてもいなくてもよい）の組み合わせであってもよい。また、対物光学素子は、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物光学素子は、光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。

また、対物光学素子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、対物光学素子をガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物光学素子を駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物光学素子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。

或いは、本発明の対物光学素子に適した樹脂材料として、上記環状オレフィン系以外にも「アサーマル樹脂」がある。アサーマル樹脂とは、母材となる樹脂に、直径が３０ｎｍ以下の粒子を分散させた樹脂材料である。ここで、前記粒子は、母材となる樹脂の温度変化に伴う屈折率変化率と逆符号の屈折率変化率を有する。一般に、透明な樹脂材料に微粉末を混合させると、光の散乱が生じ、透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粉末を透過光束の波長より小さい大きさにすることにより、散乱が事実上発生しないようにできることがわかってきた。

樹脂材料は、温度が上昇することにより、屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこでこれらの性質をあわせて打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化が生じないようにすることも知られている。本発明に係る対物光学素子の材料として、母材となる樹脂に３０ナノメートル以下、好ましくは２０ナノメートル以下、さらに好ましくは１０〜１５ナノメートルの無機粒子を分散させた材料を利用することで、屈折率の温度依存性が無いか、あるいはきわめて低い対物光学素子を提供できる。

たとえば、アクリル樹脂に、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）の微粒子を分散させている。母材となる樹脂は、体積比で８０、酸化ニオブは２０程度の割合であり、これらを均一に混合する。微粒子は凝集しやすいという問題があるが、粒子表面に電荷を与えて分散させる等の技術により、必要な分散状態を生じさせることが出来る。

後述するように、母材となる樹脂と粒子との混合・分散は、対物光学素子の射出成形時にインラインで行うことが好ましい。いいかえると、混合・分散した後は、対物光学素子に成形される迄、冷却・固化されないことが好ましい。

なお、この体積比率は、屈折率の温度に対する変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類のナノサイズ無機粒子をブレンドして分散させることも可能である。

比率では、上記の例では８０：２０、すなわち４：１であるが、９０：１０（９：１）から６０：４０（３：２）までの間で適宜調整可能である。９：１よりも少ないと温度変化抑制の効果が小さくなり、逆に３：２を越えると樹脂の成形性に問題が生じるために好ましくない。

微粒子は無機物であることが好ましく、さらに酸化物であることが好ましい。そして酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることが好ましい。

無機物であることは、高分子有機化合物である母材となる樹脂との反応を低く抑えられるために好ましく、また酸化物であることによって、使用に伴う劣化を防ぐことが出来る。特に高温化や、レーザ光を照射されるという過酷な条件において、酸化が促進されやすくなるが、このような無機酸化物の微粒子であれば、酸化による劣化を防ぐことが出来る。

また、その他の要因による樹脂の酸化を防止するために、酸化防止剤を添加することも勿論可能である。

ちなみに、母材となる樹脂としては、日本公開特許公報の特開２００４−１４４９５１号、特開２００４−１４４９５４号、及び特開２００４−１４４９５３号等に記載されているような樹脂が適宜好ましく用いられる。

熱可塑性樹脂中に分散される無機微粒子としては特に限定はなく、得られる熱可塑性樹脂組成物の温度による屈折率の変化率（以後、｜ｄｎ／ｄＴ｜とする）が小さいという本発明の目的の達成を可能とする無機微粒子の中から任意に選択することができる。具体的には酸化物微粒子、金属塩微粒子、半導体微粒子などが好ましく用いられ、この中から、光学素子として使用する波長領域において吸収、発光、蛍光等が生じないものを適宜選択して使用することが好ましい。

本発明において用いられる酸化物微粒子としては、金属酸化物を構成する金属が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｉｒ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ及び希土類金属からなる群より選ばれる１種または２種以上の金属である金属酸化物を用いることができ、具体的には、例えば、酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛、これら酸化物より構成される複酸化物であるニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、アルミニウム・マグネシウム酸化物（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）等が挙げられる。また、本発明において用いられる酸化物微粒子として希土類酸化物を用いることもでき、具体的には酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム等も挙げられる。金属塩微粒子としては、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩などが挙げられ、具体的には炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム等が挙げられる。

また、本発明における半導体微粒子とは、半導体結晶組成の微粒子を意味し、該半導体結晶組成の具体的な組成例としては、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、錫等の周期表第１４族元素の単体、リン（黒リン）等の周期表第１５族元素の単体、セレン、テルル等の周期表第１６族元素の単体、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の複数の周期表第１４族元素からなる化合物、酸化錫（ＩＶ）（ＳｎＯ_２）、硫化錫（ＩＩ，ＩＶ）（Ｓｎ（ＩＩ）Ｓｎ（ＩＶ）Ｓ_３）、硫化錫（ＩＶ）（ＳｎＳ_２）、硫化錫（ＩＩ）（ＳｎＳ）、セレン化錫（ＩＩ）（ＳｎＳｅ）、テルル化錫（ＩＩ）（ＳｎＴｅ）、硫化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＩＩ）（ＰｂＴｅ）等の周期表第１４族元素と周期表第１６族元素との化合物、窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、砒化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、砒化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）等の周期表第１３族元素と周期表第１５族元素との化合物（あるいはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体）、硫化アルミニウム（Ａｌ_２Ｓ_３）、セレン化アルミニウム（Ａｌ_２Ｓｅ_３）、硫化ガリウム（Ｇａ_２Ｓ_３）、セレン化ガリウム（Ｇａ_２Ｓｅ_３）、テルル化ガリウム（Ｇａ_２Ｔｅ_３）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、硫化インジウム（Ｉｎ_２Ｓ_３）、セレン化インジウム（Ｉｎ_２Ｓｅ_３）、テルル化インジウム（Ｉｎ_２Ｔｅ_３）等の周期表第１３族元素と周期表第１６族元素との化合物、塩化タリウム（Ｉ）（ＴｌＣｌ）、臭化タリウム（Ｉ）（ＴｌＢｒ）、ヨウ化タリウム（Ｉ）（ＴｌＩ）等の周期表第１３族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）等の周期表第１２族元素と周期表第１６族元素との化合物（あるいはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体）、硫化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ_２Ｓ_３）、セレン化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ_２Ｓｅ_３）、テルル化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ_２Ｔｅ_３）、硫化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ_２Ｓ_３）、セレン化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ_２Ｓｅ_３）、テルル化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ_２Ｔｅ_３）、硫化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ_２Ｓ_３）、セレン化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ_２Ｓｅ_３）、テルル化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ_２Ｔｅ_３）等の周期表第１５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ_２Ｏ）、セレン化銅（Ｉ）（Ｃｕ_２Ｓｅ）等の周期表第１１族元素と周期表第１６族元素との化合物、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）、臭化銅（Ｉ）（ＣｕＢｒ）、ヨウ化銅（Ｉ）（ＣｕＩ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、臭化銀（ＡｇＢｒ）等の周期表第１１族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＯ）等の周期表第１０族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化コバルト（ＩＩ）（ＣｏＯ）、硫化コバルト（ＩＩ）（ＣｏＳ）等の周期表第９族元素と周期表第１６族元素との化合物、四酸化三鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）、硫化鉄（ＩＩ）（ＦｅＳ）等の周期表第８族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）等の周期表第７族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化モリブデン（ＩＶ）（ＭｏＳ_２）、酸化タングステン（ＩＶ）（ＷＯ_２）等の周期表第６族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化バナジウム（ＩＩ）（ＶＯ）、酸化バナジウム（ＩＶ）（ＶＯ_２）、酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ_２Ｏ_５）等の周期表第５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化チタン（ＴｉＯ_２、Ｔｉ_２Ｏ_５、Ｔｉ_２Ｏ_３、Ｔｉ_５Ｏ_９等）等の周期表第４族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）等の周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化カドミウム（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＣｄＣｒ_２Ｏ_４）、セレン化カドミウム（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＣｄＣｒ_２Ｓｅ_４）、硫化銅（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＣｕＣｒ_２Ｓ_４）、セレン化水銀（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＨｇＣｒ_２Ｓｅ_４）等のカルコゲンスピネル類、バリウムチタネート（ＢａＴｉＯ_３）等が挙げられる。なお、Ｇ．Ｓｃｈｍｉｄら；Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，４巻，４９４頁（１９９１）に報告されている（ＢＮ）_７５（ＢＦ_２）_１５Ｆ_１５や、Ｄ．Ｆｅｎｓｋｅら；Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，２９巻，１４５２頁（１９９０）に報告されているＣｕ_１４６Ｓｅ７_３（トリエチルホスフィン）_２２のように構造の確定されている半導体クラスターも同様に例示される。

一般的に熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴは負の値を持つ。即ち温度の上昇に伴い屈折率が小さくなる。従って、熱可塑性樹脂組成物の｜ｄｎ／ｄＴ｜を効率的に小さくする為には、ｄｎ／ｄＴが大きい微粒子を分散させることが好ましい。熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴと同符号の値を持つ微粒子を用いる場合には、微粒子のｄｎ／ｄＴの絶対値が、母材となる熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴよりも小さいことが好ましい。更に、母材となる熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴと逆符号のｄｎ／ｄＴを有する微粒子、即ち、正の値のｄｎ／ｄＴを有する微粒子が好ましく用いられる。このような微粒子を熱可塑性樹脂に分散させることで、少ない量で効果的に熱可塑性樹脂組成物の｜ｄｎ／ｄＴ｜を小さくすることができる。分散される微粒子のｄｎ／ｄＴは、母材となる熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴの値により適宜選択することができるが、一般的に光学素子に好ましく用いられる熱可塑性樹脂に微粒子を分散させる場合は、微粒子のｄｎ／ｄＴが−２０×１０−６よりも大きいことが好ましく、−１０×１０−６よりも大きいことが更に好ましい。ｄｎ／ｄＴが大きい微粒子として、好ましくは、例えば、窒化ガリウム、硫化亜鉛、酸化亜鉛、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどが用いられる。

一方、熱可塑性樹脂に微粒子を分散させる際には、母材となる熱可塑性樹脂と微粒子の屈折率の差が小さいことが望ましい。発明者らの検討の結果、熱可塑性樹脂と分散される微粒子の屈折率の差が小さいと、光を透過させた場合に散乱を起こし難いということがわかった。熱可塑性樹脂に微粒子を分散させる際、粒子が大きい程、光を透過させた時の散乱を起こしやすくなるが、熱可塑性樹脂と分散される微粒子の屈折率の差が小さいと、比較的大きな微粒子を用いても光の散乱が発生する度合いが小さいことを発見した。熱可塑性樹脂と分散される微粒子の屈折率の差は、０〜０．３の範囲であることが好ましく、更に０〜０．１５の範囲であることが好ましい。

光学材料として好ましく用いられる熱可塑性樹脂の屈折率は、１．４〜１．６程度である場合が多く、これらの熱可塑性樹脂に分散させる材料としては、例えばシリカ（酸化ケイ素）、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミニウム・マグネシウム酸化物などが好ましく用いられる。

また、比較的屈折率の低い微粒子を分散させることで、熱可塑性樹脂組成物のｄｎ／ｄＴを効果的に小さくすることができることがわかった。屈折率が低い微粒子を分散した熱可塑性樹脂組成物の｜ｄｎ／ｄＴ｜が小さくなる理由について、詳細はわかっていないものの、樹脂組成物における無機微粒子の体積分率の温度変化が、微粒子の屈折率が低いほど、樹脂組成物の｜ｄｎ／ｄＴ｜を小さくする方向に働くのではないかと考えられる。比較的屈折率が低い微粒子としては、例えばシリカ（酸化ケイ素）、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウムが好ましく用いられる。

熱可塑性樹脂組成物のｄｎ／ｄＴの低減効果、光透過性、所望の屈折率等を全て同時に向上させることは困難であり、熱可塑性樹脂に分散させる微粒子は、熱可塑性樹脂組成物に求める特性に応じて、微粒子自体のｄｎ／ｄＴの大きさ、微粒子のｄｎ／ｄＴと母材となる熱可塑性樹脂のｄｎ／ｄＴとの差、及び微粒子の屈折率等を考慮して適宜選択することができる。更に、母材となる熱可塑性樹脂との相性、即ち、熱可塑性樹脂に対する分散性、散乱を引き起こし難い微粒子を適宜選択して用いることは、光透過性を維持する上で好ましい。

例えば、光学素子に好ましく用いられる環状オレフィンポリマーを母材として用いる場合、光透過性を維持しながら｜ｄｎ／ｄＴ｜を小さくする微粒子としては、シリカが好ましく用いられる。

上記の微粒子は、１種類の無機微粒子を用いてもよく、また複数種類の無機微粒子を併用してもよい。異なる性質を有する複数種類の微粒子を用いることで、必要とされる特性を更に効率よく向上させることもできる。

また、本発明に係る無機微粒子は、平均粒子径が１ｎｍ以上、３０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上、２０ｎｍ以下がより好ましく、さらに好ましくは１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。平均粒子径が１ｎｍ未満の場合、無機微粒子の分散が困難になり所望の性能が得られない恐れがあることから、平均粒子径は１ｎｍ以上であることが好ましく、また平均粒子径が３０ｎｍを超えると、得られる熱可塑性材料組成物が濁るなどして透明性が低下し、光線透過率が７０％未満となる恐れがあることから、平均粒子径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。ここでいう平均粒子径は各粒子を同体積の球に換算した時の直径（球換算粒径）の体積平均値を言う。

さらに、無機微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、球状の微粒子が好適に用いられる。具体的には、粒子の最小径（微粒子の外周に接する２本の接線を引く場合における当該接線間の距離の最小値）／最大径（微粒子の外周に接する２本の接線を引く場合における当該接線間の距離の最大値）が０．５〜１．０であることが好ましく、０．７〜１．０であることが更に好ましい。

また、粒子径の分布に関しても特に制限されるものではないが、効果をより効率よく発現させるためには、広範な分布を有するものよりも、比較的狭い分布を持つものが好適に用いられる。

対物光学素子について、以下に記載する。対物光学素子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を有する。更に好ましくは、対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、周辺領域の周りに最周辺領域を有する。最周辺領域を設けることにより、高ＮＡの光ディスクに対する記録及び／又は再生をより適切に行うことが可能となる。中央領域は、対物光学素子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、対物光学素子の中央領域には第一光路差付与構造が設けられ、周辺領域には第二光路差付与構造が設けられている。最周辺領域を有する場合、最周辺領域は屈折面であってもよいし、最周辺領域に第三光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、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。

第一光路差付与構造は、対物光学素子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、第一光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第二光路差付与構造は、対物光学素子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、第二光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。第三光路差付与構造は、対物光学素子の最周辺領域の面積の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、第三光路差付与構造が、最周辺領域の全面に設けられていることである。

なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。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。また、光路差付与構造は、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得る。最も一般的な光路差付与構造の断面形状としては、図２（ａ）に記載されるような、光路差付与構造の光軸を含む断面形状が鋸歯状である場合である。平面の光学素子に光路差付与構造を設けた場合に断面が階段状に見えるものも、非球面レンズ面等に同様の光路差付与構造を設けた場合は、図２（ａ）のような鋸歯状の断面形状と捉えることができる。従って、本明細書でいう鋸歯状の断面形状には、階段状の断面形状も含まれるものとする。また、段差の向きの異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳することによって、図２（ｂ）に示すようなバイナリ構造の光路差付与構造を得ることも可能である。本明細書の第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造は、その断面形状を異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよいし、鋸歯状の光路差付与構造を重畳してできるバイナリ構造の光路差付与構造に、さらに鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよい。例えば、図２（ｃ）は鋸歯状の構造とバイナリ構造を重畳した構造であり、図２（ｄ）は細かい鋸歯状の構造と荒い鋸歯状の構造を重畳した構造である。

また、対物光学素子の中央領域に設けられる第一光路差付与構造と、対物光学素子の周辺領域に設けられる第二光路差付与構造は、対物光学素子の異なる光学面に設けられていてもよいが、同一の光学面に設けられることが好ましい。同一の光学面に設けられることにより、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、第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造は、対物光学素子の光ディスク側の面よりも、対物光学素子の光源側の面に設けられることが好ましい。

対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第一光束、第二光束及び第三光束を、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、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第一光束を、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、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第二光束を、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、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第三光束を、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、第一光路差付与構造は、第一光路差付与構造を通過する第一光束及び第二光束に対して、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／又は第一光束と第二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、第一光路差付与構造は、第一光路差付与構造を通過した第一光束及び第三光束に対して、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／又は第一光束と第三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。

また、対物光学素子の第一光路差付与構造を通過した第三光束によって、第三光束が形成するスポットのスポット径が最も小さくなる第一ベストフォーカスと、第三光束が形成するスポットのスポット径が第一ベストフォーカスの次に小さくなる第二ベストフォーカスとが形成される。なお、ここでいうベストフォーカスとは、ビームウェストが、あるデフォーカスの範囲で極小となる点を指すものとする。つまり、第三光束によって、第一ベストフォーカス及び第二ベストフォーカスが形成されるということは、第三光束において、或るデフォーカスの範囲でビームウェストが極小となる点が、少なくとも２点存在するということである。なお、第一光路差付与構造を通過した第三光束において、光量が最大となる回折光が第一ベストフォーカスを形成し、光量が次に大きな回折光が第二ベストフォーカスを形成することが好ましい。また、第一ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率と、第二ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率の差が２０％以下である場合に、本発明の効果がより顕著となる。

尚、第一ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、第二ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットは、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことが好ましいが、第一ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、第二ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられるような態様を否定するものではない。なお、第一光路差付与構造が、対物光学素子の光源側の面に設けられている場合、第二ベストフォーカスの方が、第一ベストフォーカスに比して対物光学素子に近い方が好ましい。

さらに、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスは、下記の式（１）を満たす。

０．０５≦Ｌ／ｆ≦０．３５ （１）
但し、ｆ［ｍｍ］は第一光路差付与構造を通過し、第一ベストフォーカスを形成する第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスの間の距離を指す。

なお、下記の式（１’）を満たすことがより好ましい。

０．１０≦Ｌ／ｆ≦０．２５ （１’）
更に好ましくは、下記の式（１’’）を満たすことである。

０．１１≦Ｌ／ｆ≦０．２４ （１’’）
また、Ｌは、０．１８ｍｍ以上、０．６３ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、ｆは、１．８ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。

上記構成により、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に、第三光束のうち第３光ディスクの記録及び／又は再生時に用いられない不要光がトラッキング用の受光素子に悪影響を及ぼすことを防ぐことが可能となり、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に良好なトラッキング性能を維持することが可能となる。

また、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第一光束及び第二光束を、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、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第一光束を、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、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第二光束を、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、第二光路差付与構造は、第二光路差付与構造を通過する第一光束及び第二光束に対して、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／又は第一光束と第二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。

また、好ましい態様として、周辺領域を通過した第三光束は、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三光束が、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、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第三光束は、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１０に示すように、対物光学素子を通過した第三光束が第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。つまり、対物光学素子の周辺領域に設けられた第二光路差付与構造を通過した第三光束は、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。なお、ここでいう第三光束の集光スポット又はスポットは、第一ベストフォーカスにおけるスポットであることが好ましい。また、対物光学素子を通過した第二光束においても、第２光ディスクの情報記録面上で形成するスポットが、スポット中心部、スポット中間部、スポット周辺部を有することが好ましい。

また、第二光路差付与構造は、第二光路差付与構造を通過した第一光束及び第二光束に対して、第一光源又は第二光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム（色球面収差）を補正することが好ましい。波長の僅かな変動とは、±１０ｎｍ以内の変動を指す。例えば、第一光束が波長λ１より±５ｎｍ変化した際に、第二光路差付与構造によって、周辺領域を通過した第一光束の球面収差の変動を補償し、第１光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．０１０λ１ｒｍｓ以上、０．０９５λ１ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。また、第二光束が波長λ２より±５ｎｍ変化した際に、第二光路差付与構造によって、周辺領域を通過した第二光束の球面収差の変動を補償し、第２光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．００２λ２ｒｍｓ以上、０．０３λ２ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。これにより、光源であるレーザの波長の製造誤差や個体差による波長のバラつきに起因する収差を補正することができる。

対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子は、対物光学素子の最周辺領域を通過する第一光束を、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、最周辺領域を通過した第一光束において、第１光ディスクの記録及び／又は再生時にその球面収差が補正されていることが好ましい。

また、好ましい態様として、最周辺領域を通過した第二光束は、第２光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、最周辺領域を通過した第三光束は、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。最周辺領域を通過した第二光束及び第三光束が、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、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第三光束は、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。言い換えると、対物光学素子の最周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。また、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第二光束は、第２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、対物光学素子の最周辺領域を通過した第二光束は、第２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。

最周辺領域が第三光路差付与構造を有する場合、第三光路差付与構造が、第三光路差付与構造を通過した第一光束に対して、第一光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム（色球面収差）を補正するようにしてもよい。波長の僅かな変動とは、±１０ｎｍ以内の変動を指す。例えば、第一光束が波長λ１より±５ｎｍ変化した際に、第三光路差付与構造によって、最周辺領域を通過した第一光束の球面収差の変動を補償し、第１光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．０１０λ１ｒｍｓ以上、０．０９５λ１ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。

なお、第一光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造とバイナリ構造を重畳してなる構成であってもよい。また、第二光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造と、より荒い（ピッチの大きい）鋸歯状の回折構造を重畳してなる構成であってもよい。第一光路差付与構造又は第二光路差付与構造が当該重畳構造の場合、当該鋸歯状の回折構造（第二光路差付与構造の場合、荒くない（ピッチの小さい）方の回折構造）については、第一光束の第一波長λ１の偶数倍相当の光路差を第一光束に付与するようにし、それにより第一光束は波面の位相に変化を生じないようにしてもよい。更に、第三光束の第三波長λ３が、第一光束の第一波長のほぼ偶数倍の波長であるときは、整数倍の光路差を第三光束に付与されることになり、同様に第三光束の波面の位相に変化を生じないことになる。この様な構成により、第一光束と第三光束は、当該回折構造によって集光に影響を及ぼされることがないという利点がある。なお、偶数倍相当とは、ｎを自然数とした場合、（２ｎ−０．１）×λ１以上、（２ｎ＋０．１）×λ１以下の範囲を言う。

なお、第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重ね合わせた構造としてもよい。

第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の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光路差付与構造である。第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第一光束及び第三光束を、波面が略そろった状態で射出し、第一基礎構造を通過した第二光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第二光束の回折角を、第一光束及び第三光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であることが好ましい。また、第一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２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１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、第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第一光束の０次（透過光）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、第二光束の０次（透過光）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、第三光束の±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光路差付与構造である。第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第一光束及び第二光束を、波面が略そろった状態で射出し、第ニ基礎構造を通過した第三光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第三光束の回折角を、第一光束及び第二光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であることが好ましい。また、第二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２．５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。さらに、第二基礎構造の形状は、例えば図２（ｂ）に示すようなバイナリ状の形状である事が好ましい。

また、第二光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つを有する構造であることが好ましい。なお、第二光路差付与構造は、第一基礎構造、第五基礎構造及び第六基礎構造のうち２つ以上を重畳させる構成ではないことが好ましい。第二光路差付与構造が、少なくとも第一基礎構造を有する場合、第一光路差付与構造と同一の基礎構造を有するので、設計を行いやすくなるため、好ましい。

第五基礎構造は、第五基礎構造を通過した第一光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の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光路差付与構造である。また、第五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１波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略０．６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略０．５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。

第六基礎構造は、第六基礎構造を通過した第一光束の３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、第二光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、第六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３波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．９波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１．６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。

対物光学素子が、プラスチックレンズである場合、第一光路差付与構造は、三種類の基礎構造を重ね合わせた三重の重畳構造とすることが好ましい。より具体的には、第一基礎構造と第二基礎構造とに加えて、第三基礎構造、第四基礎構造、又は第七基礎構造を重ね合わせた、三重の重畳構造とすることが好ましい。更に好ましくは、第一基礎構造と第二基礎構造に加えて、第三基礎構造を重ね合わせた構造である。

なお、第三基礎構造は、第三基礎構造を通過した第一光束の１０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、第二光束の６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、第三光束の５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光路差付与構造である。第三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。また、第四基礎構造は、第四基礎構造を通過した第一光束の５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、第二光束の３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、第三光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。なお、第三光束において３次の回折光量の方が、２次の回折光量よりも若干大きいことが好ましい。第四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２．５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。第七基礎構造は、第七基礎構造を通過した第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の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光路差付与構造である。第七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２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１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、第三基礎構造、第四基礎構造及び第七基礎構造は、温度が上昇し、第一光源、第二光源及び第三光源の波長が伸びた際に、球面収差をアンダーにする機能を有しており、これによって、温度上昇時のプラスチックの屈折率低下に伴う、球面収差のオーバーを補償することが出来、良好な球面収差を得ることが可能となる。なお、第三基礎構造に比べて、第四基礎構造や第七基礎構造の方が、段差の深さを浅くすることが出来る。また、第三基礎構造、第四基礎構造及び第七基礎構造は、第一基礎構造、第二基礎構造、第五基礎構造及び第六基礎構造と異なる母非球面（ベース面）に設けられていることが好ましい。第三基礎構造、第四基礎構造及び第七基礎構造は、入射した光束に対して上述した光路差を与えつつ、第三基礎構造、第四基礎構造及び第七基礎構造が、できるだけ入射した光束の向きに影響を与えないように設定された母非球面（ベース面）に設けられている事が好ましい。更には、第三基礎構造、第四基礎構造及び第七基礎構造は、光軸と直交する方向に光軸から離れるにつれて、光学素子の内側に入り込んでいき、あるところを境に、光軸から離れるにつれて、光学素子の外側へと向かうような構造である事が好ましい。（つまり、段々深くなっていき、あるところを境に浅くなる構造である事が好ましい。）
また、対物光学素子が、プラスチックレンズである場合、第二光路差付与構造は、第一基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つに加えて、第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造とすることが好ましい。好ましくは、第一基礎構造と第四基礎構造を重ね合わせた構造とすることである。

さらに、対物光学素子がプラスチックレンズである場合、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有することが好ましい。この場合、第三光路差付与構造は、少なくとも第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造であることが好ましい。好ましくは、第四基礎構造を有する構造である。

従って、対物光学素子がプラスチックレンズである場合、第一光路差付与構造は、三種類の基礎構造を重ね合わせた三重の重畳構造とし、第二光路差付与構造は、二種類の基礎構造を重ね合わせた二重の重畳構造とし、第三光路差付与構造は、一種の基礎構造のみを有する態様が、好ましい態様の一つである。

次に、対物光学素子が、ガラスレンズやアサーマル樹脂からなるレンズである場合、第一光路差付与構造は、第一基礎構造と第二基礎構造のみを重ね合わせた構造であることが好ましい。

また、対物光学素子が、ガラスレンズやアサーマル樹脂からなるレンズである場合、第二光路差付与構造は、第一基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つに加えて、第三基礎構造又は第四基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造とすることが好ましい。好ましくは、第一基礎構造と第四基礎構造を重ね合わせた構造とすることである。

さらに、対物光学素子がガラスレンズやアサーマル樹脂からなるレンズである場合、屈折面である最周辺領域を有することが好ましい。

また、対物光学素子がプラスチックレンズである場合、第一光路差付与構造は段差を有する同心円状の輪帯構造であり、第一光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することが好ましい。

０．９・｛１５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１７）
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１８）
０．９・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ−１） （１９）
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （２０）
尚、上記式（１７）は、下の式（１７）’であることが好ましい。

０．９５・｛１５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）＜１．４・｛１５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１７’）
また、上記式（１７）は、下の式（１７）’’であることがさらに好ましい。

１．０・｛１５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝≦ｄＡ（μｍ）＜１．３・｛１５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１７’’）
尚、上記式（１８）は、下の式（１８’）であることが好ましい。

０．９５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１８’）
また、上記式（１８）は、下の式（１８’’）であることがさらに好ましい。

１．０・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝≦ｄＢ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１８’’）
尚、上記式（１９）は、下の式（１９）’であることが好ましい。

０．９５・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．４・５λＢ／（ｎ−１） （１９’）
また、上記式（１９）は、下の式（１９）’’であることがさらに好ましい。

１．０・５λＢ／（ｎ−１）≦ｄＣ（μｍ）＜１．３・５λＢ／（ｎ−１） （１９’’）
尚、上記式（２０）は、下の式（２０’）であることが好ましい。

０．９５・｛５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ−１）―２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （２０’）
また、上記式（２０）は、下の式（２０）’’であることがさらに好ましい。

１．０・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝≦ｄＤ（μｍ）＜１．３・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （２０’’）
但し、λＢは第一光束の設計波長（μｍ）を表す。λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４１０（μｍ）以下の任意の１つの値を表す。ｎは波長λＢにおける光学素子の屈折率を表す。ｎ’は波長λＢ’における光学素子の屈折率を表す。

なお、便宜上、λＢは、設計波長がわからない場合、光ピックアップ装置に搭載されている第一光源の波長（μｍ）、即ち、使用波長と同一であるとみなしてもよい。また、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の１つの値であることが好ましい。更に好ましくは、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４００（μｍ）以下の任意の１つの値である。

尚、段差量とは、光路差付与構造の段差の光軸方向の長さをいう。例えば光路差付与構造が図１２で示すような構造である場合、段差量とは、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４のそれぞれの長さをいう。「第一光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有する」とは、第一光路差付与構造の全ての段差の中の少なくとも１つの段差ｘの段差量がｄＡ、ｄＢ、ｄＣ、ｄＤのいずれか１つを満たし、少なくとも他の一つの段差ｙの段差量がｄＡ、ｄＢ、ｄＣ、ｄＤのいずれかであって、段差ｘとは異なるものを満たしていることをいう。

第一光路差付与構造の全ての段差において、ｄＡ、ｄＢ、ｄＣ、ｄＤ以外の段差量は有さないことが好ましい。また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点から、段差の段差量は大きすぎない方が好ましい。従って、第一光路差付与構造の全ての段差において、ｄＣとｄＤ以外の段差量は有さないことが更に好ましい。

また、本発明に係る光学素子を設計する場合、以下のような方法で設計する事が考えられる。まず輪帯状の構造を有する光路差付与構造である基礎構造を設計する。次に、当該基礎構造とは、或る光束に対して回折光率が最大となる回折次数が異なる輪帯状の構造を有する別の基礎構造を設計する。そして、これらの２つ（３つ以上であってもよい）の基礎構造を重ねあわせ、第一光路差付与構造又は第二光路差付与構造を設計する方法である。この様な方法で設計する場合、ピッチ幅が小さな輪帯が発生する可能性がある。例えば、図１４（ａ）に示すような基礎構造と図１４（ｂ）に示すような基礎構造とを重ね合わせると、図１４（ｃ）のような光路差付与構造が得られる。しかしながら、図１４（ｃ）でＷａとして示されているようにピッチ幅が小さい輪帯が発生してしまうことになる。尚、ピッチ幅とは、輪帯構造の、光学素子の光軸と直交方向の幅をいう。例えば、光路差付与構造が図１２で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４のそれぞれの長さをいう。また、光路差付与構造が図１３で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ５、ｗ６、ｗ７、ｗ８、ｗ９のそれぞれの長さをいう。

本発明者は、鋭意研究の結果、このＷａが５μｍ以下の輪帯であれば、この輪帯を削ったり、埋めてしまっても、光学性能に大きな影響を及ぼさないことを見出した。つまり、図１４（ｃ）において、Ｗａが５μｍ以下である場合、図１４（ｄ）に示すように、この小さなピッチ幅の輪帯を削っても、光学性能に大きな影響を及ぼすことはない。

また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点からは、段差のピッチ幅は小さすぎない方が好ましい。従って、複数の基礎構造を重ねあわせて基礎となる光路差付与構造を設計した際に、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が発生する場合、そのようなピッチ幅が５μｍ以下の輪帯を除去して、最終的な光路差付与構造を得る事が好ましい。ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凸状である場合は、輪帯を削る事により除去すればよく、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凹状である場合は、輪帯を埋める事により除去すればよい。

従って、少なくとも第一光路差付与構造のピッチ幅は全て５μｍより大きい事が好ましい。好ましくは、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造の全てのピッチ幅が５μｍより大きい事である。

また、前述したように、段差量は大きすぎない方が好ましい。本発明者は、鋭意研究の結果、以下の事を発見した。基礎構造を複数重ね合わせて得た基礎となる光路差付与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、第一光路差付与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、全ての光路差付与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）とする。ＮＡ１は、０．８以上、０．９以下であることか、又は、０．５５以上、０．７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。

対物光学素子の中央領域と周辺領域の境界は、第三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、対物光学素子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、対物光学素子の周辺領域と最周辺領域の境界は、第二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、対物光学素子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。対物光学素子の最外周の外側の境界は、第一光束の使用時において、０．９・ＮＡ１以上、１．２ＮＡ１以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ１以上、１．１５・ＮＡ１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、対物光学素子の最外周の外側の境界が、ＮＡ１に相当する部分に形成されていることである。

対物光学素子を通過した第三光束を第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、第三光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に存在することが好ましい。また、対物光学素子を通過した第二光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光する場合にも、球面収差が少なくとも一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、第二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、１．１・ＮＡ２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、対物光学素子を通過した第三光束を第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、対物光学素子を通過した第二光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、ＮＡ１では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ２では縦球面収差の絶対値が０．００５μｍ以下であることが好ましい。

また、回折効率は回折構造の輪帯深さに依存するので、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、第二、第三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一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、第二、第三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、第二、第三光束を重視して設定し、周辺領域の回折効率を第二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（１１）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一光束の回折効率を高く確保することが可能となる。

η１１≦η２１ （１１）
但し、η１１は中央領域における第一光束の回折効率を表し、η２１は周辺領域における第一光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第二、第三波長の光束重視とした場合には、中央領域の第一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、第一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、第一及び第二光路差付与構造が形成されない対物光学素子の透過率を、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）第一及び第二光路差付与構造を有する対物光学素子の透過率を、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、第一光束乃至第三光束の何れか二つの光束の光利用効率が８０％以上であって、残りの一つの光束の光利用効率を３０％以上、８０％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、７０％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、８０％以下（または４０％以上、７０％以下）とする光束は、第三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、第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造が形成された対物光学素子（第三光路差付与構造が形成されていてもよい）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、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造が形成されない対物光学素子により、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。

また、第一光路差付与構造を通過した第三光束において、最大の光量となる回折次数の回折光の光量と、次に大きな光量となる回折次数の回折光の光量の差、即ち、第一ベストフォーカスを形成する回折光の光量と、第二ベストフォーカスを形成する回折光の光量の差が、０％以上、２０％以下である場合、特に第３光ディスクにおけるトラッキング特性を良好に保つことが困難であるが、本発明に係る形態は、そのような状況においても、トラッキング特性を良好にすることを可能とする。

第一光束、第二光束及び第三光束は、平行光として対物光学素子に入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物光学素子に入射してもよい。好ましくは、第一光束が対物光学素子に入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ１が、下記の式（２）を満たすことである。

−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （２）
一方で、第一光束を発散光として対物光学素子に入射する場合、第１光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ１が、下記の式（２’）を満たすことが好ましい。

−０．１０＜ｍ１＜０．００ （２’）
また、第二光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第二光束
が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ２が、下記の式（３）を満たすことが好ましい。

−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （３）
一方で、第二光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第二光束が対物光学素子へ入射するときの対物光学素子の倍率ｍ２が、下記の式（３’）を満たすことが好ましい。

−０．１０＜ｍ２＜０．００ （３’）
また、第三光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第三光束の対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（４）を満たすことが好ましい。第三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、本発明は第三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 （４）
一方で、第三光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第三光束が対物光学素子へ入射する時の対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことが好ましい。

−０．１０＜ｍ３＜０．００ （５）
また、対物光学素子を単玉のプラスチックレンズとする場合、波長特性を多少犠牲にしても、温度特性を良好にすることが好ましい。特に、波長特性と温度特性で良好なバランスを保つことが好ましい。さらに好ましくは、第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の温度特性を良好にすることである。この様な特性を満たすために、下記の条件式（１２）及び（１３）を満たすことが好ましい。

＋０．０００４５≦δＳＡＴ１／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００２７ （１２）
−０．０４５≦δＳＡλ／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））≦ −０．００４５ （１３）
但し、δＳＡＴ１は、使用波長（この場合、温度変化に伴う波長変動がないとする）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物光学素子のδＳＡ３／δＴを表す。使用波長とは、対物光学素子を有する光ピックアップ装置で用いられている光源の波長をいう。好ましくは、使用波長は、４００ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下の範囲の波長であって、対物光学素子を介して、第１光ディスクの記録及び／又は再生を行うことができる波長である。使用波長を上述のように設定できない場合は、４０５ｎｍを使用波長として、対物光学素子のδＳＡＴ１及び後述するδＳＡＴ２、δＳＡＴ３を求めてもよい。即ち、δＳＡＴ１は、使用波長（波長変動なし）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物光学素子の３次球面収差の温度変化率（温度特性）を指す。なお、ＷＦＥは、３次球面収差が波面収差で表現されていることを示している。また、δＳＡλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のδＳＡ３／δλを表す。即ち、δＳＡλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物光学素子の３次球面収差の波長変化率（波長特性）を指す。尚、環境温度は室温である事が好ましい。室温とは、１０℃以上、４０℃以下であり、好ましくは、２５℃である。ｆは、第一光束の使用波長（好ましくは４０５ｎｍ）における対物光学素子の焦点距離を指す。

より好ましくは、下記の条件式（１２’）を満たすことである。

＋０．０００９１≦δＳＡＴ１／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００１８ （１２’）
さらに好ましくは、下記の条件式（１２’’）を満たすことである。

＋０．００１３≦δＳＡＴ１／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００１６
（１２’’）
好ましくは、下記の条件式（１２’’’）を満たすことである。

｜δＳＡＴ１｜（ＷＦＥλｒｍｓ／℃）≦ ０．００２ （１２’’’）
また、好ましくは、下記の条件式（１３’）を満たすことであり、更に好ましくは下記の条件式（１３’’）を満たすことである。

−０．０３２ ≦δＳＡλ／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））≦ −０．００９１ （１３’）
−０．０１５ ≦δＳＡλ／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））≦ −０．０１１（１３’’）
また、好ましくは、下記の条件式（１３’’’）を満たすことであり、更に好ましくは下記の条件式（１３’’’’）を満たすことである。

０．０１≦｜δＳＡλ｜（ＷＦＥλｒｍｓ／ｎｍ）＜０．１ （１３’’’）
０．０２≦｜δＳＡλ｜（ＷＦＥλｒｍｓ／ｎｍ）＜０．１ （１３’’’’）
更に言えば、対物光学素子の温度変化に伴う屈折率変化による球面収差の変化を、温度変化に伴う第一波長の波長変化により補正するような球面収差の波長依存性を対物光学素子が有することが好ましい。好ましくは、以下の条件式（１４）を満たすことである。

０≦δＳＡＴ２／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００１３６
（１４）
但し、δＳＡＴ２は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）（好ましくは４０５ｎｍ）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の前記対物光学素子のδＳＡ３／δＴを表す。即ち、δＳＡＴ２は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物光学素子の３次球面収差の温度変化率（温度特性）を指す。

より好ましくは、下記の条件式（１４’）を満たすことである。

０≦δＳＡＴ２／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００９３ （１４’）
さらに好ましくは、下記の条件式（１４’’）を満たすことである。
＋０．０００７≦δＳＡＴ２／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００９（１４’’）
また、光ピックアップ装置の集光光学系がコリメータレンズ等のカップリングレンズを有し、そのカップリングレンズがプラスチックレンズである場合、以下の条件式（１５）を満たすことが好ましい。

０≦δＳＡＴ３／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００９１ （１５）
但し、δＳＡＴ３は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）（好ましくは４０５ｎｍ）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のカップリングレンズと対物光学素子を含んだ光学系全体のδＳＡ３／δＴを表す。即ち、δＳＡＴ３は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の光学系全体の３次球面収差の温度変化率（温度特性）を指す。

より好ましくは、下記の条件式（１５’）を満たすことである。

０≦δＳＡＴ３／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００４５ （１５’）
より好ましくは、下記の条件式（１５’’）を満たすことである。

＋０．００００５≦δＳＡＴ３／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００３ （１５’’）
上述に記載したように、波長特性をそれ程良好にしないことにより、温度特性に優れている対物光学素子を得ることができる。波長特性に関しては、光源の発振波長のバラツキを鑑みて、発振波長が対物光学素子に適した光源を選定する、即ち、発振波長が基準波長に近い光源を選定することで、ある程度波長のバラツキの悪影響を抑えることが出来る。そこで、上述のような対物光学素子を、発振特性が厳選された光源と組み合わせることで、低コスト且つシンプルな光ピックアップ装置を提供することが出来る。また、設計波長の互いに異なる上述の対物光学素子を予め複数種類用意することもできるので、光源の発振波長のバラツキに対応させて、その光源と、適切な設計波長の対物光学素子を組み合わせれば、低コスト且つシンプルな光ピックアップ装置を提供することが出来るようになる。

より具体的には、光ピックアップ装置の製造方法が、上述のような温度特性に優れている対物光学素子を、光路差付与構造の仕様に応じて複数のグループに分けるステップと、使用しようとする光源の発振特性に応じて、いずれかのグループの対物光学素子を選定するステップと、光源と、選定された対物光学素子とを組み合わせるステップを有する事が好ましい。

例えば、発振波長が基準波長に対しプラス側にずれた光源に好適な光路差付与構造を有する対物光学素子のグループ、発振波長が基準波長に近い光源に好適な光路差付与構造を有する対物光学素子のグループ、発振波長が基準波長に対しマイナス側にずれた光源に好適な光路差付与構造を有する対物光学素子のグループなど、光路差付与構造の仕様を変えた対物光学素子を複数グループに分けて用意し、使用する光源の発振波長を測定して、それに最適なグループから対物光学素子レンズを選定し組み合わせる事で、温度変化が生じても適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することが出来る。また、これらのグループごとに、対物光学素子に異なる識別マークが施されていることが好ましい。尚、「光路差付与構造の仕様が異なる」とは、例えば回折構造の設計波長を異ならせることを言うが、それに限られない。又、「発振特性」とは発振波長の実測値やバラツキを含む。

また、上述のような光ピックアップ装置の製造方法を適用する場合、製造された光ピックアップ装置の出荷ロットを検査したときに、下記の条件式（１６）を満たすことが好ましい。

σＳＡ３≦σλ・δＳＡ３λ_ａｌｌ （１６）
但し、σＳＡ３（λｒｍｓ）は、光ピックアップ装置の出荷ロットにおいて、それぞれの光ピックアップ装置で光源が基準温度、基準出力で発振したときの波長における光ピックアップ装置の対物光学素子を含む集光光学系（光源から情報記録面まで）の３次球面収差ＳＡ３の標準偏差を表す。また、σλ（ｎｍ）は、光ピックアップ装置の出荷ロットに含まれる、光源の基準温度、基準出力での発振波長の標準偏差を表す。また、δＳＡ３λ_ａｌｌ（λｒｍｓ／ｎｍ）は、光ピックアップ装置の出荷ロットに含まれる、対物光学素子を含む集光光学系（光源から情報記録面まで）の３次球面収差の波長依存性を表す。

ここで、対物光学素子の説明に話を戻す。対物光学素子が、温度特性補正構造を有することにより、上記の条件式（１２）乃至（１５）を満たすようにすることが好ましい。例えば、第一光路差付与構造が、少なくとも第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造を有する構造である場合、上記の条件式（１２）乃至（１５）を満たすことが、複雑な光学素子の設計を行なうことなく実現することができるため好ましい。また、第二光路差付与構造が、少なくとも第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造である場合も、上記の条件式（１２）、（１２’）、（１３）、（１３’）、（１３’’）、（１４）、（１４’）、（１５）、（１５’）を満たすことが、複雑な光学素子の設計を行うことなく実現することができるため好ましい。また、対物光学素子が、周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、第三光路差付与構造が、少なくとも第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造である場合も、上記の条件式（１２）、（１２’）、（１３）、（１３’）、（１３’’）、（１４）、（１４’）、（１５）、（１５’）を満たすことが、複雑な光学素子の設計を行うことなく実現することができるため好ましい。

また、第一光束に対する対物光学素子の像側開口数（ＮＡ）が０．８以上、０．９以下である場合に、上記条件式（１２）、（１２’）、（１３）、（１３’）、（１３’’）、（１４）、（１４’）、（１５）、（１５’）を満たした際の効果がより顕著となる。

また、第３光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．２０ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．３ｍｍ以上、１．００ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．４ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、第１光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．４ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下（ｔ１＜ｔ２である場合は、０．６ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下が好ましい）であることが好ましい。

対物光学素子の入射瞳径は、第１光ディスクを用いる際に、φ２．８ｍｍ以上、φ４．５ｍｍ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、簡単且つ低コストの構成で、異なる３種の光ディスク（例えば、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤの３つの光ディスク）に対して、一つの対物光学素子で情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる。加えて、３つの異なる光ディスクの全てにおいて、無限系の光学系を用いる場合であっても、トラッキング、特に第３光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のトラッキングの正確性を保つことができる光ピックアップ装置、対物光学素子および光情報記録再生装置を提供することが可能となる。さらに、単玉の対物光学素子で、異なる３種の光ディスクに対して、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、対物光学素子および光情報記録再生装置を提供することが可能になる。さらに、対物光学素子として、プラスチックレンズを用いたとしても、温度特性を良好にし、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、対物光学素子及び光情報記録再生装置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３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、対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴ、コリメートレンズＣＬ偏光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４０５ｎｍのレーザ光束（第一光束）を射出する第一半導体レーザＬＤ１（第一光源）と、ＢＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第一の受光素子ＰＤ１と、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６５８ｎｍのレーザ光束（第二光束）を射出する第二半導体レーザＥＰ１（第二光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第三光束）を射出する第三半導体レーザＥＰ２（第三光源）と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第二の受光素子ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第三の受光素子ＤＳ２と、プリズムＰＳと、を有している。

図１及び図４に示されるように、本実施の形態の対物光学素子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。なお、図１及び図４の中央領域、周辺領域、最周辺領域の面積などの比率は正確には表されていない。

青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された第一光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光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、対物光学素子ＯＢＪによって厚さ０．０８７５ｍｍ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、再び対物光学素子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、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過した後、第一の受光素子ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、第一の受光素子ＰＤ１の出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣにより対物光学素子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から射出された第二光束（λ２＝６５８ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、偏光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、対物光学素子ＯＢＪに入射する。ここで、対物光学素子ＯＢＪの中央領域と周辺領域により集光された（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、再び対物光学素子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、偏光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、第二の受光素子ＤＳ１に収束する。そして、第二の受光素子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から射出された第三光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、偏光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、対物光学素子ＯＪＴに入射する。ここで、対物光学素子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、再び対物光学素子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、偏光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、第三の受光素子ＤＳ２に収束する。そして、第三の受光素子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。

青紫色半導体レーザＬＤ１から出射された第一光束が平行光束で対物光学素子ＯＢＪに入射したときに、中央領域の第一光路差付与構造、周辺領域の第二光路差付与構造及び最周辺領域は、第一光束の球面収差を適正に補正し、保護基板の厚さｔ１のＢＤ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。又、赤色半導体レーザＥＰ１から出射された第二光束が平行光束で対物光学素子ＯＢＪに入射したときに、中央領域の第一光路差付与構造、周辺領域の第二光路差付与構造は、ＢＤとＤＶＤの保護基板の厚さの差異及び第一光束と第二光束の波長の差異に起因して発生する第二光束の球面収差を適正に補正し、最周辺領域は第二光束をＤＶＤの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さｔ２のＤＶＤ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。又、赤外半導体レーザＥＰ２から出射された第三光束が平行光束で対物光学素子ＯＢＪに入射したときに、中央領域の第一光路差付与構造は、ＢＤとＣＤの保護基板の厚さの差異及び第一光束と第三光束の波長の差異に起因して発生する第三光束の球面収差を適正に補正し、周辺領域の第二光路差付与構造及び最周辺領域は第三光束をＣＤの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さｔ３の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。また、中央領域の第一光路差付与構造は、記録再生に用いられる第三光束の必要光の集光スポットと、第三光束の不要光の集光スポットとを適正な距離だけ離し、それにより、ＣＤを用いた際のトラッキング特性も良好にする。加えて、周辺領域の第二光路差付与構造は、第一光束及び第二光束に対して、レーザの製造誤差等の理由によって波長が基準波長からずれた際に、スフェロクロマティズム（色球面収差）を補正することができる。

＜参考例１〜３＞
次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例及び参考例について説明する。以下の参考例１〜３において、対物光学素子は、単玉のガラスレンズである。対物光学素子の光学面の中央領域ＣＮの全面には、第一光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域ＭＤの全面には、第二光路差付与構造が形成されている。光学面の最周辺領域ＯＴは、非球面の屈折面である。

また、参考例１〜３において、第一光路差付与構造は、第一基礎構造と第二基礎構造とが重畳された構造となっており、鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。断面形状は、図２（ｃ）で示されているような形状である。鋸歯状の回折構造である第一基礎構造は、第１光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。また、バイナリ構造である第二基礎構造は、所謂、波長選択回折構造であり、第１光束の０次の回折光（透過光）の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の０次の回折光（透過光）の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。

また、参考例１〜３において、第一光路差付与構造は、図２（ｃ）に示すように、中央領域の光軸側の領域においては、段差が光軸側を向いている鋸歯状の構造とバイナリ構造が重畳されており、中央領域の周辺領域側の領域においては、段差が光軸側とは逆を向いている鋸歯状の構造とバイナリ構造が重畳されており、その間には、鋸歯状の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。この遷移領域は、回折構造により透過波面に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。

参考例１〜３において、第二光路差付与構造は、第一基礎構造と第四基礎構造を重畳した構造となっており、鋸歯状の回折構造とより荒い鋸歯状の回折構造とが重畳された形状となっている。なお、細かい方の鋸歯状の回折構造では段差が光軸側とは反対を向いており、荒い方の鋸歯状の回折構造では段差が光軸側を向いている。断面形状は、図２（ｄ）で示されているような形状である。鋸歯状の回折構造である第一基礎構造は、第１光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。また、荒い鋸歯状の回折構造である第四基礎構造は、第１光束の５次の回折光の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の３次の回折光の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の３次及び２次の回折光の光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくするように設計されている。なお、図２（ｃ）及び図２（ｄ）では、理解しやすいように断面の形状が誇張して描かれている。

表１〜表１８にレンズデータを示す。なお、これ以降において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ−３）を用いて表すものとする。

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。

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、Ａ２ｉは非球面係数、ｈは光軸からの高さである。

また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数２式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。

尚、λは入射光束の波長、λＢは設計波長（ブレーズ化波長）、ｄｏｒは回折次数、Ｃ２ｉは光路差関数の係数である。
＜参考例１＞
以下の表１〜３に、参考例１のレンズデータを示す。また、図５（ａ）、５（ｂ）及び５（ｃ）において、参考例１の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５またはΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６０より僅かに大きな値、または、Φ２．６８ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値、または、Φ２．１８ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、参考例１において、Ｌ＝０．２８ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．２８／２．４２＝０．１１６である。

＜参考例２＞
以下の表４〜６に、参考例２のレンズデータを示す。また、図６（ａ）、６（ｂ）及び６（ｃ）において、参考例２の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５またはΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６０より僅かに大きな値、または、Φ２．６８ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値、または、Φ２．１２ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、参考例２において、Ｌ＝０．１６ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．１６／２．３６＝０．０６８である。

＜参考例３＞
以下の表７〜９に、参考例３のレンズデータを示す。また、図７（ａ）、７（ｂ）及び７（ｃ）において、参考例３の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５またはΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６０より僅かに大きな値、または、Φ２．６８ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値、または、Φ２．１７ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、参考例３において、Ｌ＝０．２８ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．２８／２．４３＝０．１１５である。

＜実施例１＞
以下の実施例１においては、対物光学素子は、単玉のポリオレフィン系のプラスチックレンズである。対物光学素子の光学面の中央領域ＣＮの全面には、第一光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域ＭＤの全面には、第二光路差付与構造が形成されている。光学面の最周辺領域ＯＴの全面には、第三光路差付与構造が設けられている。

また、実施例１において、第一光路差付与構造は、第一基礎構造、第二基礎構造に加えて、第三基礎構造が重畳された構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。断面形状は、図８においてＣＮと示されている部分として示されている。鋸歯状の回折構造である第三基礎構造は、第１光束の１０次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の６次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の５次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。第一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２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１波長分の光路差を与えるような段差量である。第二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２．５波長分の光路差を与えるような段差量である。第三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。尚、第三基礎構造は、第一基礎構造及び第二基礎構造とは基準となる母非球面が異なる。

実施例１において、第二光路差付与構造は、図８のＭＤとして示されているように、第一基礎構造と第四基礎構造を重畳した構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造が重畳された形状となっている。第四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２．５波長分の光路差を与えるような段差量である。尚、第四基礎構造は、第一基礎構造とは基準となる母非球面が異なる。また、第一光路差付与構造における第三基礎構造と第二光路差付与構造における第四基礎構造は連続して設けられている。第一光路差付与構造における第三基礎構造は、光軸から離れるに従ってその深さが深くなっていき、第一光路差付与構造と第二光路差付与構造との境から、今度は、第二光路差付与構造における第四基礎構造は、光軸から離れるに従って、その深さが浅くなっていく構造となっている。

実施例１において、第三光路差付与構造は、図８のＯＴとして示されているように、第四基礎構造のみを有する構造となっており、一種類の鋸歯状の回折構造のみを有する形状となっている。第三光路差付与構造における第四基礎構造は、光軸と直交する方向に光軸から離れるにつれて、光学素子の内側に入り込んでいき、あるところを境に、光軸から離れるにつれて、光学素子の外側へと向かうような構造ではない。

以下の表１０〜１３に、実施例１のレンズデータを示す。また、図９（ａ）、９（ｂ）、９（ｃ）において、実施例１の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５またはΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６より僅かに大きな値、または、２．７０ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値または、Φ２．３７ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、実施例１において、Ｌ＝０．６０ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．６０／２．５３＝０．２３７である。

実施例１の第一光路差付与構造における全ての輪帯は、段差量が３．６２μｍ〜４．２３μｍのグループと、段差量が２．２２μｍ〜２．５６μｍのグループに分けられる。尚、λＢは４０５ｎｍである。λＢ’は３９０ｎｍ〜４００ｎｍの任意の１つの値とする。従って、実施例１の第一光路差付与構造における全ての輪帯の段差量が、ｄＣとｄＤのいずれかを満たすことになる。また、第一光路差付与構造における全ての輪帯のピッチ幅は、５．３μｍ〜１１０μｍの範囲に含まれる。また、第一光路差付与構造における全ての輪帯の（段差量／ピッチ幅）の値は、０．８以下である。

また、実施例１の対物光学素子の温度特性については、δＳＡＴ１は、＋０．００３３ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ２は、＋０．００１９ＷＦＥλｒｍｓ／℃である。また、第一波長における対物光学素子のｆが２．２ｍｍであるので、δＳＡＴ１／ｆは、＋０．００１５ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。δＳＡＴ２／ｆは、＋０．０００９ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。また、実施例１の対物光学素子の波長特性については、δＳＡλが、−０．０３λｒｍｓ／ｎｍであり、δＳＡλ／ｆが、−０．０１３６λｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ）である。尚、使用波長は４０５ｎｍであり、波長特性における環境温度２５℃である。

さらに、コリメータレンズＣＬとして、対物光学素子と同じ材料（ポリオレフィン系のプラスチック）で作られた単玉のコリメータレンズＣＬを用いて、実施例１の対物光学素子を組み合わせて用いた場合、δＳＡＴ３は、＋０．０００４ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ３／ｆは、＋０．０００２ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。コリメータレンズのレンズデータを以下の表１４に示す。

＜参考例４＞
以下の参考例４においては、対物光学素子は、単玉のポリオレフィン系のプラスチックレンズである。対物光学素子の光学面の中央領域ＣＮの全面には、第一光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域ＭＤの全面には、第二光路差付与構造が形成されている。光学面の最周辺領域ＯＴの全面には、第三光路差付与構造が設けられている。断面形状は、図８に近い形状となる。

また、参考例４において、第一光路差付与構造は、第一基礎構造、第二基礎構造に加えて、第三基礎構造が重畳された構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。

参考例４において、第二光路差付与構造は、第一基礎構造と第四基礎構造を重畳した構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造が重畳された形状となっている。

参考例４において、第三光路差付与構造は、第四基礎構造のみを有する構造となっており、一種類の鋸歯状の回折構造のみを有する形状となっている。

以下の表１５〜１８に、参考例４のレンズデータを示す。また、図１１（ａ）、１１（ｂ）、１１（ｃ）において、参考例４の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５またはΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６より僅かに大きな値、または、Φ２．７１ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値、または、Φ２．２４ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、参考例４において、Ｌ＝０．３８ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．３８／２．４５＝０．１５５である。

また、参考例４の対物光学素子の温度特性については、δＳＡＴ１は、＋０．００３０８ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ２は、＋０．００１７６ＷＦＥλｒｍｓ／℃である。また、第一波長における対物光学素子のｆが２．２０ｍｍであるので、δＳＡＴ１／ｆは、＋０．００１４ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。δＳＡＴ２／ｆは、＋０．０００８ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。また、参考例４の対物光学素子の波長特性については、δＳＡλが、−０．０２６１８λｒｍｓ／ｎｍであり、δＳＡλ／ｆが、−０．０１１９λｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ）である。尚、使用波長は４０５ｎｍであり、波長特性における環境温度は２５℃である。

さらに、コリメータレンズＣＬとして、実施例１で用いたものと同じ単玉のコリメータレンズＣＬを用いて、参考例４の対物光学素子を組み合わせて用いた場合、δＳＡＴ３は、＋０．０００１９８ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ３／ｆは、＋０．００００９ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。

次に、実施例１や参考例４及びそれに類似の対物光学素子を用いて、光ピックアップ装置を製造する方法の一例を以下に説明する。ここでは、最も発振波長のバラツキが大きい青紫色半導体レーザＬＤ１について対物光学素子の最適化を考える。まず、青紫色半導体レーザＬＤ１の基準波長が４０５ｎｍであるとしたときに、設計波長を４０２ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物光学素子を設計し、それに応じた第１の金型を作成して、第１の金型により成形した対物光学素子を第１グループとする。設計波長を４０３ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物光学素子を設計し、それに応じた第２の金型を作成して、第２の金型により成形した対物光学素子を第２グループとする。設計波長を４０４ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物光学素子を設計し、それに応じた第３の金型を作成して、第３の金型により成形した対物光学素子を第３グループとする。設計波長を４０５ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物光学素子を設計し、それに応じた第４の金型を作成して、第４の金型により成形した対物光学素子を第４グループとする。設計波長を４０６ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物光学素子を設計し、それに応じた第５の金型を作成して、第５の金型により成形した対物光学素子を第５グループとする。設計波長を４０７ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物光学素子を設計し、それに応じた第６の金型を作成して、第６の金型により成形した対物光学素子を第６グループとする。設計波長を４０８ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物光学素子を設計し、それに応じた第７の金型を作成して、第７の金型により成形した対物光学素子を第７グループとする。尚、本実施の形態では、光路差付与構造の仕様に応じて対物光学素子を７グループに分けたが、これに限らず例えば３、５グループなどに分けても良い。

図１５は、成形された対物レンズＯＢＪの斜視図である。図１５に示すように、対物光学素子ＯＢＪにおける光学面ＯＰの周囲に配置された環状のフランジＦには、凸部又は凹部状の識別マークＭが形成されている。これは、金型（不図示）のフランジ転写面に、対応する凹部又は凸部を形成しておくことで、対物光学素子ＯＢＪの成形時に同時に転写形成できる。本実施の形態では、識別マークＭの数が１つの場合、第１グループに属する対物レンズであることを示し、識別マークＭの数が２つの場合、第２グループに属する対物レンズであることを示し、識別マークＭの数が３つの場合、第３グループに属する対物レンズであることを示し、以下同様とする。尚、グループの分け方としては、以上に限らず、例えばグループ分けされた対物レンズのトレイ、カートリッジ、或いはそれを梱包する箱などに、異なる識別マークを付与しても良い。

図１６は、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の製造方法を示すフローチャート図である。まず、図１６のステップＳ１０１で、任意の青紫色半導体レーザの発振波長λ１を測定する。次に、ステップＳ１０２で、測定した発振波長λ１が４０１．５ｎｍ以上４０２．５ｎｍ未満ならｎ＝１とし、測定した発振波長λ１が４０２．５ｎｍ以上４０３．５ｎｍ未満ならｎ＝２とし、測定した発振波長λ１が４０３．５ｎｍ以上４０４．５ｎｍ未満ならｎ＝３とし、測定した発振波長λ１が４０４．５ｎｍ以上４０５．５ｎｍ未満ならｎ＝４とし、測定した発振波長λ１が４０５．５ｎｍ以上４０６．５ｎｍ未満ならｎ＝５とし、測定した発振波長λ１が４０６．５ｎｍ以上４０７．５ｎｍ未満ならｎ＝６とし、測定した発振波長λ１が４０７．５ｎｍ以上４０８．５ｎｍ未満ならｎ＝７とする。尚、青紫色半導体レーザの発振波長λ１が、４０１．５ｎｍ未満或いは４０８．５ｎｍ以上であった場合、許容公差範囲外の製品として別のものと置換すればよい。

続くステップＳ１０３で、第ｎグループ内の対物光学素子を選択する。更に、ステップＳ１０４で、測定した青紫色半導体レーザと、選択した対物光学素子を含む部品を組み立てることで、光ピックアップ装置が完成する。

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

Claims (31)

1. 第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
   第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
   第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、
   前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有する光ピックアップ装置であって、
   前記光ピックアップ装置は、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第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／又は再生を行い、
   前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
   前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
   前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
   前記第一光路差付与構造は段差を有する同心円状の輪帯構造であり、前記第一光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
   ０．９・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）
   ＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
   ０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）
   ＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝
   ０．９・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ−１）
   ０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）
   ＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
   但し、λＢは前記第一光束の設計波長（μｍ）、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４１０（μｍ）以下の任意の１つの値であり、ｎは波長λＢにおける前記対物光学素子の屈折率、ｎ’は波長λＢ’における前記対物光学素子の屈折率を表す。
2. λＢは前記第一光源から射出される第一光束の波長（μｍ）であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置。
3. λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の１つの値であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記第一光路差付与構造の段差量は、ｄＣとｄＤの２種類のみの段差量を有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記第一光路差付与構造の前記輪帯構造のピッチ幅は全て５μｍより大きいことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
6. 前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
   前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の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光路差付与構造であり、
   前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の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、前記第二光束の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、前記第三光束の±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光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
7. 前記第一光路差付与構造は、前記第一基礎構造と前記第二基礎構造に加えて、さらに第三基礎構造を重畳させた構造であり、
   前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５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光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の光ピックアップ装置。
8. 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を有し、三つの領域を有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
9. 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、三つの領域を有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
10. 前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の光ピックアップ装置。
11. 前記第一光束に対する前記対物光学素子の像側開口数（ＮＡ）が０．８以上、０．９以下であることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
12. 前記第一光路差付与構造は、第三光束が入射する際、前記対物光学素子の光学面上における像側開口数（ＮＡ）が０．５３以下の領域に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の光ピックアップ装置。
13. 前記第一光路差付与構造は、第三光束が入射する際、前記対物光学素子の光学面上における像側開口数（ＮＡ）が０．４５以下の領域に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の光ピックアップ装置。
14. 前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１３項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
15. 前記対物光学素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１４項のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
16. 第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、
    第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、
    第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源とを有し、前記第一光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第二光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第三光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物光学素子であって、
    前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
    前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
    前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
    前記第一光路差付与構造は段差を有する同心円状の輪帯構造であり、前記第一光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することを特徴とする対物光学素子。
    ０．９・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）
    ＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
    ０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）
    ＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝
    ０．９・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ−１）
    ０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）
    ＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
    但し、λＢは前記第一光束の設計波長（μｍ）、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４１０（μｍ）以下の任意の１つの値であり、ｎは波長λＢにおける前記対物光学素子の屈折率、ｎ’は波長λＢ’における前記対物光学素子の屈折率を表す。
17. λＢは前記第一光源から射出される第一光束の波長（μｍ）であることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の対物光学素子。
18. λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の１つの値であることを特徴とする請求の範囲第１６項又は第１７項に記載の対物光学素子。
19. 前記第一光路差付与構造の段差量は、ｄＣとｄＤの２種類のみの段差量を有することを特徴とする請求の範囲第１６項乃至第１８項のいずれか１項に記載の対物光学素子。
20. 前記第一光路差付与構造の前記輪帯構造のピッチ幅は全て５μｍより大きいことを特徴とする請求の範囲第１６項乃至第１９項のいずれか１項に記載の対物光学素子。
21. 前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
    前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の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光路差付与構造であり、
    前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の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、前記第二光束の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、前記第三光束の±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光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第１６項乃至第２０項のいずれか１項に記載の対物光学素子。
22. 前記第一光路差付与構造は、前記第一基礎構造と前記第二基礎構造に加えて、さらに第三基礎構造を重畳させた構造であり、
    前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の５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光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の対物光学素子。
23. 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を有し、三つの領域を有することを特徴とする請求の範囲第１６項乃至第２２項のいずれか１項に記載の対物光学素子。
24. 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、三つの領域を有することを特徴とする請求の範囲第１６項乃至第２２項のいずれか１項に記載の対物光学素子。
25. 前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする請求の範囲第２４項に記載の対物光学素子。
26. 前記第一光束に対する前記対物光学素子の像側開口数（ＮＡ）が０．８以上、０．９以下であることを特徴とする請求の範囲第１６項乃至第２５項のいずれか１項に記載の対物光学素子。
27. 前記第一光路差付与構造は、第三光束が入射する際、前記対物光学素子の光学面上における像側開口数（ＮＡ）が０．５３以下の領域に設けられていることを特徴とする請求の範囲第２６項に記載の対物光学素子。
28. 前記第一光路差付与構造は、第三光束が入射する際、前記対物光学素子の光学面上における像側開口数（ＮＡ）が０．４５以下の領域に設けられていることを特徴とする請求の範囲第２７項に記載の対物光学素子。
29. 前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求の範囲第１６項乃至第２８項のいずれか１項に記載の対物光学素子。
30. 前記対物光学素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする請求の範囲第１６項乃至第２９項のいずれか１項に記載の対物光学素子。
31. 第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第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／又は再生を行う光ピックアップ装置を有する光情報記録再生装置であって、
    前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
    前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
    前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
    前記第一光路差付与構造は段差を有する同心円状の輪帯構造であり、前記第一光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することを特徴とする光情報記録再生装置。
    ０．９・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）
    ＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
    ０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）
    ＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝
    ０．９・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ−１）
    ０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）
    ＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝
    但し、λＢは前記第一光束の設計波長（μｍ）、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の１つの値であり、ｎは波長λＢにおける前記対物光学素子の屈折率、ｎ’は波長λＢ’における前記対物光学素子の屈折率を表す。