JPH1196585A - 光情報記録媒体の記録／再生方法、光ピックアップ装置、集光光学系、対物レンズ及び対物レンズの設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの集光光学系で複数の光ディスクを再生
でき、低コストかつ複雑化しないで実現でき、さらに、
高ＮＡの光ディスクにも対応できることを目的とする。 【解決手段】 光ピックアップ装置１０の対物レンズ１
６の光源側の屈折面Ｓ１に３つの分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３
を設け、透明基板の厚さがｔ１の第１光ディスク再生の
際には第１分割面Ｓｄ１及び第３分割面Ｓｄ３を通過す
る光束を利用し、透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）
の第２光ディスクの再生の際には第１分割面Ｓｄ１及び
第２分割面Ｓｄ２を通過する光束を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源から出射した
光束を集光光学系で情報記録面に集光させ、再生する光
情報記録媒体上に情報を記録又は情報記録面上の情報を
再生する光情報記録媒体の記録／再生方法、光ピックア
ップ装置、これらに用いられる集光光学系、対物レン
ズ、及び対物レンズの設計方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、短波長赤色半導体レーザ実用化に
伴い、従来の光情報記録媒体（光ディスクともいう）で
あるＣＤ（コンパクトディスク）と同程度の大きさで大
容量化させた高密度の光情報記録媒体であるＤＶＤ（デ
ジタルビデオディスク、あるいは、デジタルバーサタイ
トディスクともいう）の開発が進んできている。このＤ
ＶＤでは、６３５ｎｍの短波長半導体レーザを使用した
ときの対物レンズの光ディスク側の開口数ＮＡを０．６
としている。なお、ＤＶＤは、トラックピッチ０．７４
μｍ、最短ピット長０．４μｍであり、ＣＤのトラック
ピッチ１．６μｍ、最短ピット長０．８３μｍに対して
半分以下に高密度化されている。また、上述したＣＤ、
ＤＶＤの他に、種々の規格の光ディスク、例えば、ＣＤ
−Ｒ（追記型コンパクトディスク）、ＬＤ（レーザディ
スク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＭＯ（光磁気ディス
ク）なども商品化されて普及している。表１に種々の光
ディスクの透明基板の厚さと、必要開口数を示す。

【０００３】

【表１】

【０００４】なお、ＣＤ−Ｒについては光源波長λ＝７
８０（ｎｍ）である必要があるが、他の光ディスクにお
いては、表１に記載した光源波長以外の波長の光源を使
用することができ、この場合、使用する光源波長λに応
じて必要開口数ＮＡがかわる。例えば、ＣＤの場合は必
要開口数ＮＡ＝λ（μｍ）／１．７３、ＤＶＤの場合は
必要開口数ＮＡ＝λ（μｍ）／１．０６で近似される。

【０００５】なお、本明細書でいう開口数（例えば、以
下ＮＡ１、ＮＡ２、ＮＡＬ、ＮＡＨ、ＮＡ３、ＮＡ４な
どとして称される）は、透明基板側から見た集光光学系
の開口数のことである。

【０００６】このように、市場にはサイズ、基板厚、記
録密度、使用波長などが種々異なる様々な光ディスクが
存在する時代となっており、様々な光ディスクに対応で
きる光ピックアップ装置が提案されている。

【０００７】その１つとして、異なる光ディスクそれぞ
れに対応した集光光学系を備え、再生する光ディスクに
より集光光学系を切り替える光ピックアップ装置が提案
されている。しかしながら、この光ピックアップ装置で
は、集光光学系が複数必要となりコスト高を招くばかり
でなく、集光光学系を切り替えるための駆動機構が必要
となり装置が複雑化し、その切り替え精度も要求され、
好ましくない。

【０００８】そこで、１つの集光光学系を用いて、複数
の光ディスクを再生する光ピックアップ装置が種々提案
されている。

【０００９】その１つとして、特開平７−３０２４３７
号公報には、対物レンズの屈折面をリング状の複数領域
に分割し、各々の分割面が厚さの異なる光ディスクのう
ち１つにビームを結像させることにより再生する光ピッ
クアップ装置が記載されている。

【００１０】他に、特開平７−５７２７１号公報には、
透明基板の厚さｔ１の第１光ディスクのときには、集光
されるビームの有する波面収差が０．０７λ以下となる
ように設計した対物レンズを用い、透明基板の厚さｔ２
の第２光ディスクのときには少しデフォーカスした状態
で集光スポットを形成する光ピックアップ装置が記載さ
れている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−３０２４３７号公報に記載された光ピックアップ装
置においては、１つの対物レンズで同時に２つの焦点に
入射光量を分割するため、レーザ出力を大きくする必要
があり、コスト高を招く。また、特開平７−５７２７１
号公報に記載された光ピックアップ装置では、第２光デ
ィスク再生時にはサイドローブによるジッターの増加が
起こる。特に、第１の光ディスクで波面収差が０．０７
λ以下とした対物レンズで、第２の光ディスクを無理矢
理再生しているために、第２の光ディスクの再生可能な
開口数には限界がある。

【００１２】そこで、本発明は、１つの集光光学系で複
数の光情報記録媒体を記録又は再生でき、低コストかつ
複雑化しないで実現でき、さらに、高ＮＡの光情報記録
媒体にも対応できることを目的とする。

【００１３】また、本出願人が特願平８−１５６８３１
号や特願平８−１８０５８６号において提案している、
球面収差を調整した光ピックアップ装置を、さらに、集
光特性を良好にすることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の構成
により解決できる。

【００１５】（１） 透明基板の厚さがｔ１の第１光情
報記録媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ
１）の第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射し
た光束を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記録
面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録
面上の情報を再生する光情報記録媒体の記録／再生方法
において、光軸近傍の第１光束は第１光情報記録媒体の
記録又は再生及び第２光情報記録媒体の記録又は再生に
利用するとともに、前記第１光束より外側の第２光束は
主に第２光情報記録媒体の記録又は再生に利用し、前記
第２光束より外側の第３光束は主に第１光情報記録媒体
の記録又は再生に利用することを特徴とする光情報記録
媒体の記録／再生方法。

【００１６】（２） 透明基板の厚さがｔ１の第１光情
報記録媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ
１）の第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射し
た光束を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記録
面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録
面上の情報を再生する光ピックアップ装置において、前
記集光光学系は、光軸近傍の第１光束を第１光情報記録
媒体の記録又は再生及び第２光情報記録媒体の記録又は
再生に利用し、前記第１光束より外側の第２光束を主に
第２光情報記録媒体再生に利用し、前記第２光束より外
側の第３光束を主に第１光情報記録媒体の記録又は再生
に利用するような機能を有することを特徴とする光ピッ
クアップ装置。

【００１７】（３） 光源からの光束を光情報記録媒体
の情報記録面上に集光させ、情報記録面上に情報を記録
する又は情報記録面上に記録された情報を再生する光ピ
ックアップ装置において、集光光学系を構成する少なく
とも１つの光学面を、光軸近傍の前記光学面の中央に位
置する第１分割面と、前記第１分割面との間に第２分割
面を挟んで位置する第３分割面とに分割された光学面で
構成し、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体の
記録又は再生する際は、主に、前記第１分割面及び第３
分割面を通過した光束により、ビームスポットを形成
し、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第
２光情報記録媒体の記録又は再生する際は、主に、前記
第１分割面及び第２分割面を通過した光束により、ビー
ムスポットを形成することを特徴とする光ピックアップ
装置。

【００１８】（４） 少なくとも一方の面を光軸と同心
状に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、
光軸近傍の第１分割面と前記第１分割面より外側の第３
分割面を通過する光束がほぼ同一の第１結像位置に結像
するように測定したとき、前記第１結像位置と、前記第
１分割面と第３分割面との間の第２分割面を通過する光
束が結像する第２結像位置との間の距離の絶対値が、４
μｍ以上４０μｍ以下であることを特徴とする対物レン
ズ。

【００１９】（５） 少なくとも一方の面を光軸と同心
状に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、
光軸近傍の第１分割面と前記第１分割面より外側の第３
分割面を通過する光束がほぼ同一の第１結像位置に結像
するように測定したとき、前記第１分割面と第３分割面
との間の第２分割面を通過する光束が結像する第２結像
位置の方が、第１結像位置より対物レンズに近いことを
特徴とする対物レンズ。

【００２０】（６） 前記第１位置と前記第２位置との
距離は、−４０μｍ以上−４μｍ以下であることを特徴
とする（５）に記載の対物レンズ。

【００２１】（７） 少なくとも一方の面を光軸と同心
状に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、
所定の入射光束で所定の厚さの透明基板を介したとき、
光軸を含む第１分割面を通過する光束のうち、光軸近傍
を通過する光線が光軸と交わる位置と、光軸と直交する
方向で前記第１分割面の端部を通過する光線が光軸と交
わる位置との間に、前記第１分割面より外側の第２分割
面を通過する光線が光軸と交わるとともに、前記第２分
割面より外側の第３分割面を通過する光線は、光軸近傍
を通過する光線が光軸と交わる位置に対して、前記第１
分割面の端部を通過する光線が光軸と交わる位置よりも
離れた位置で、光軸と交わることを特徴とする対物レン
ズ。

【００２２】さらに、光軸と直交する方向で前記第２分
割面のほぼ中央位置でみたとき、前記第２分割面の法線
と光軸とのなす角度と、前記第１分割面と、前記第２分
割面より外側の第３分割面とから内挿される面の法線と
光軸とのなす角度との差が、０．０２°以上１°以下の
範囲であることを特徴とする（４）〜（７）のいずれか
１つに記載の対物レンズ（７−１）が好ましい。

【００２３】さらに、光軸近傍の前記第１分割面と前記
第２分割面より外側の第３分割面を通過する光束がほぼ
同一の結像位置に結像するように測定したとき、前記第
１分割面と前記第３分割面とを通過する光束による最良
波面収差が０．０５λｒｍｓ以下（ただし、λは光源の
波長）であることを特徴とする（４）〜（７）、（７−
１）のうちいずれか１つに記載の対物レンズ（７−２）
が好ましい。

【００２４】さらに、所定の入射光束で所定の厚さの透
明基板を介したとき、前記第１分割面を通過する光束に
よる最良波面収差が０．０７λｒｍｓ以下（ただし、λ
は光源の波長）であることを特徴とする（４）〜
（７）、（７−１）、（７−２）のうちいずれか１つに
記載の対物レンズ（７−３）が好ましい。

【００２５】（８） 光源から出射した光束を集光光学
系で光情報記録媒体の透明基板を介して光情報記録媒体
の情報記録面上に光スポットとして集光させ、情報記録
面上に情報を記録する又は情報記録面上に記録された情
報を再生する光ピックアップ装置において、透明基板の
厚さがｔ１の第１光情報記録媒体の記録又は再生するた
めに必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開
口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠
ｔ１）の第２光情報記録媒体の記録又は再生するために
必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数
をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）、としたとき、前
記集光光学系は、開口数がＮＡ２近傍の少なくとも２つ
の開口位置で、球面収差が不連続に変化する機能を有す
ることを特徴とする光ピックアップ装置。

【００２６】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、ｔ２＞ｔ１で、小さい開口数から大
きい開口数の方向へとみたとき、前記集光光学系は、開
口数ＮＡＬでは、球面収差が負の方向に不連続に変化
し、開口数ＮＡＨでは、球面収差が正の方向に不連続に
変化する機能を有することを特徴とする（８）に記載の
光ピックアップ装置（８−１）が好ましい。

【００２７】さらに、ｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の厚
さの透明基板を介した際に、前記集光光学系は、開口数
ＮＡＬから開口数ＮＡＨの間の球面収差が正となる機能
を有することを特徴とする（８−１）に記載の光ピック
アップ装置（８−２）が好ましい。

【００２８】さらに、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２
ｍｍ、６１０ｎｍ＜λ＜６７０ｎｍ、０．３２＜ＮＡ２
＜０．４１のとき、前記集光光学系は、０．６０（ＮＡ
２）＜ＮＡＬ＜１．３（ＮＡ２）であることを特徴とす
る（８−１）又は（８−２）に記載の光ピックアップ装
置（８−３）が好ましい。

【００２９】さらに、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２
ｍｍ、６１０ｎｍ＜λ＜６７０ｎｍ、０．３２＜ＮＡ２
＜０．４１のとき、前記集光光学系は、０．０１＜ＮＡ
Ｈ−ＮＡＬ＜０．１２であることを特徴とする（８−
１）〜（８−３）のいずれか１つに記載の光ピックアッ
プ装置（８−４）が好ましい。

【００３０】さらに、ｔ２の厚さの透明基板を介した際
に、前記集光光学系は、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨ
の間の球面収差が、−２λ／（ＮＡ２）²以上、５λ／
（ＮＡ２）²以下であることを特徴とする（８−３）又
は（８−４）に記載の光ピックアップ装置（８−５）が
好ましい。

【００３１】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、前記集光光学系は、ｔ１の厚さの透
明基板を介した際に、前記集光光学系の光情報記録媒体
側の開口数がＮＡ１のなかで、開口数ＮＡＬから開口数
ＮＡＨの間を除いた最良波面収差が０．０５λｒｍｓ以
下（ただし、λは光源の波長）であることを特徴とする
（８）、（８−１）〜（８−５）のいずれか１つに記載
の光ピックアップ装置（８−６）が好ましい。

【００３２】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、前記集光光学系は、ｔ２の厚さの透
明基板を介した際に、開口数ＮＡＬまでの最良波面収差
が０．０７λｒｍｓ以下（ただし、λは光源の波長）で
あることを特徴とする（８）、（８−１）〜（８−６）
のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置（８−７）
が好ましい。

【００３３】さらに、前記光源は、第１光情報記録媒体
の記録又は再生するための波長λ１の第１光源と、第２
光情報記録媒体の記録又は再生するための波長λ２（た
だし、λ２＞λ１）の第２光源を有することを特徴とす
る（８）、（８−１）、（８−２）のいずれか１つに記
載の光ピックアップ装置（８−８）が好ましい。

【００３４】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとし、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍ、６
１０ｎｍ＜λ１＜６７０ｎｍ、７４０ｎｍ＜λ２＜８７
０ｎｍ、０．４０＜ＮＡ２＜０．５１のとき、前記集光
光学系は、０．６０（ＮＡ２）＜ＮＡＬ＜１．１（ＮＡ
２）であることを特徴とする（８−８）に記載の光ピッ
クアップ装置（８−９）が好ましい。

【００３５】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとし、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍ、６
１０ｎｍ＜λ１＜６７０ｎｍ、７４０ｎｍ＜λ２＜８７
０ｎｍ、０．４０＜ＮＡ２＜０．５１のとき、前記集光
光学系は、０．０１＜ＮＡＨ−ＮＡＬ＜０．１２である
ことを特徴とする（８−８）又は（８−９）に記載の光
ピックアップ装置（８−１０）が好ましい。

【００３６】さらに、ｔ２の厚さの透明基板を介した際
に、前記集光光学系は、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨ
の間の球面収差が、−２（λ２）／（ＮＡ２）²以上、
５（λ２）／（ＮＡ２）²以下であることを特徴とする
（８−９）又は（８−１０）のいずれか１つに記載の光
ピックアップ装置（８−１１）が好ましい。

【００３７】さらに、前記集光光学系である正の屈折力
を有する対物レンズの前記第１光源に対する近軸結像倍
率と、前記第２光源に対する結像倍率とが、ほぼ０
（零）であることを特徴とする（８−８）〜（８−１
１）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置（８−
１２）が好ましい。

【００３８】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、前記集光光学系は、ｔ１の厚さの透
明基板を介した際に、前記集光光学系の光情報記録媒体
側の開口数がＮＡ１のなかで、開口数ＮＡＬから開口数
ＮＡＨの間を除いた最良波面収差が０．０５λ１ｒｍｓ
以下（ただし、λ１は第１光源の波長）である機能を有
することを特徴とする（８−８）〜（８−１２）のいず
れか１つに記載の光ピックアップ装置（８−１３）が好
ましい。

【００３９】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、前記集光光学系は、ｔ２の厚さの透
明基板を介した際に、開口数ＮＡＬまでの最良波面収差
が０．０７λ２ｒｍｓ以下（ただし、λ２は第２光源の
波長）であることを特徴とする（８−８）〜（８−１
３）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置（８−
１４）が好ましい。

【００４０】さらに、前記集光光学系は、正の屈折力の
対物レンズを有することを特徴とする（８）、（８−
１）〜（８−１４）のいずれか１つに記載の光ピックア
ップ装置（８−１５）が好ましい。

【００４１】（９） 光情報記録媒体の情報記録面上に
光源からの光束を光情報記録媒体の透明基板を介して光
スポットとして集光させ、光情報記録媒体上に情報を記
録するまたは光情報記録媒体上に記録された情報を再生
するピックアップ装置の対物レンズにおいて、光源の波
長をλ、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体の
記録又は再生するために必要な前記対物レンズの光情報
記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、透明基板の厚さがｔ
２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体の記録
又は再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録
媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ
１）、としたとき、開口数がＮＡ２近傍の少なくとも２
つの開口位置で、球面収差が不連続に変化することを特
徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。

【００４２】（１０） 前記少なくとも２つの開口位置
のうち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数
をＮＡＨとしたとき、光軸と直交する方向で開口数ＮＡ
Ｌと開口数ＮＡＨのほぼ中央位置でみたとき、開口数Ｎ
ＡＬから開口数ＮＡＨまでの面の法線と光軸とのなす角
度が、光軸から開口数ＮＡＬまでの面及び開口数ＮＡＨ
から開口数ＮＡ１までの面から内挿される面の法線と光
軸とのなす角度より、ｔ２＞ｔ１のとき大となり、ｔ２
＜ｔ１のとき小となることを特徴とする（９）に記載の
光ピックアップ装置の対物レンズ。

【００４３】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、光軸と直交する方向で開口数ＮＡＬ
と開口数ＮＡＨのほぼ中央位置でみたとき、開口数ＮＡ
Ｌから開口数ＮＡＨまでの面の法線と光軸とのなす角度
と、光軸から開口数ＮＡＬまでの面及び開口数ＮＡＨか
ら開口数ＮＡ１までの面から内挿される面の法線と光軸
とのなす角度との差が、０．０２°以上１°以下の範囲
であることを特徴とする（９）又は（１０）に記載の光
ピックアップ装置の対物レンズ（１０−１）が好まし
い。

【００４４】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとし、ｔ２＞ｔ１で、小さい開口数から大きい開
口数の方向へとみたとき、開口数ＮＡＬでは、球面収差
が負の方向に不連続に変化し、開口数ＮＡＨでは、球面
収差が正の方向に不連続に変化することを特徴とする
（９）、（１０）、（１０−１）のいずれか１つに記載
の光ピックアップ装置の対物レンズ（１０−２）が好ま
しい。

【００４５】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、ｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）の厚さ
の透明基板を介した際に、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡ
Ｈの間の球面収差が正であることを特徴とする（９）、
（１０）（１０−１）、（１０−２）のいずれか１つに
記載の光ピックアップ装置の対物レンズ（１０−３）が
好ましい。

【００４６】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとし、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍ、６
１０ｎｍ＜λ＜６７０ｎｍ、０．３２＜ＮＡ２＜０．４
１のとき、０．６０（ＮＡ２）＜ＮＡＬ＜１．３（ＮＡ
２）であることを特徴とする（９）、（１０）、（１０
−１）〜（１０−３）のいずれか１つに記載の光ピック
アップ装置の対物レンズ（１０−４）が好ましい。

【００４７】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとし、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍ、６
１０ｎｍ＜λ＜６７０ｎｍ、０．３２＜ＮＡ２＜０．４
１のとき、０．０１＜ＮＡＨ−ＮＡＬ＜０．１２である
ことを特徴とする（９）、（１０）、（１０−１）〜
（１０−４）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装
置の対物レンズ（１０−５）が好ましい。

【００４８】さらに、ｔ２の厚さの透明基板を介した際
に、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨの間の球面収差が、
−２λ／（ＮＡ２）²以上、５λ／（ＮＡ２）²以下であ
ることを特徴とする（１０−４）又は（１０−５）に記
載の光ピックアップ装置の対物レンズ（１０−６）が好
ましい。

【００４９】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、ｔ１の厚さの透明基板を介した際
に、前記対物レンズの光情報記録媒体側の開口数がＮＡ
１のなかで、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨの間を除い
た最良波面収差が０．０５λｒｍｓ以下（ただし、λは
光源の波長）である機能を有することを特徴とする
（９）、（１０）、（１０−１）〜（１０−６）のいず
れか１つに記載の光ピックアップ装置の対物レンズ（１
０−７）が好ましい。

【００５０】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、ｔ２の厚さの透明基板を介した際
に、開口数ＮＡＬまでの最良波面収差が０．０７λｒｍ
ｓ以下（ただし、λは光源の波長）であることを特徴と
する（９）、（１０）、（１０−１）〜（１０−７）の
いずれか１つに記載の光ピックアップ装置の対物レンズ
（１０−８）が好ましい。

【００５１】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとし、第１光情報記録媒体の記録又は再生するた
めの光源の波長をλ１、第２光情報記録媒体の記録又は
再生するための光源の波長をλ２（ただし、λ２＞λ
１）とし、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍ、６１
０ｎｍ＜λ１＜６７０ｎｍ、７４０ｎｍ＜λ２＜８７０
ｎｍ、０．４０＜ＮＡ２＜０．５１のとき、０．６０
（ＮＡ２）＜ＮＡＬ＜１．１（ＮＡ２）であることを特
徴とする（９）、（１０）、（１０−１）〜（１０−
３）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置の対物
レンズ（１０−９）が好ましい。

【００５２】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとし、第１光情報記録媒体の記録又は再生するた
めの光源の波長をλ１、第２光情報記録媒体の記録又は
再生するための光源の波長をλ２（ただし、λ２＞λ
１）とし、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍ、６１
０ｎｍ＜λ１＜６７０ｎｍ、７４０ｎｍ＜λ２＜８７０
ｎｍ、０．４０＜ＮＡ２＜０．５１のとき、０．０１＜
ＮＡＨ−ＮＡＬ＜０．１２であることを特徴とする
（９）、（１０）、（１０−１）〜（１０−３）、（１
０−９）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置の
対物レンズ（１０−１０）が好ましい。

【００５３】さらに、ｔ２の厚さの透明基板を介した際
に、前記集光光学系は、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨ
の間の球面収差が、−２（λ２）／（ＮＡ２）²以上、
５（λ２）／（ＮＡ２）²以下となる機能を有すること
を特徴とする（１０−９）又は（１０−１０）に記載の
光ピックアップ装置の対物レンズ（１０−１１）が好ま
しい。

【００５４】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、第１光情報記録媒体の記録又は再生
するための光源の波長をλ１、第２光情報記録媒体の記
録又は再生するための光源の波長をλ２（ただし、λ２
＞λ１）とし、ｔ１の厚さの透明基板を介した際に、前
記対物レンズの光情報記録媒体側の開口数がＮＡ１のな
かで、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨの間を除いた最良
波面収差が０．０５λｒｍｓ以下（ただし、λは光源の
波長）である機能を有することを特徴とする（９）、
（１０）、（１０−１）〜（１０−３）、（１０−９）
〜（１０−１１）のいずれか１つに記載の光ピックアッ
プ装置の対物レンズ（１０−１２）が好ましい。

【００５５】さらに、前記少なくとも２つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数を
ＮＡＨとしたとき、第１光情報記録媒体の記録又は再生
するための光源の波長をλ１、第２光情報記録媒体の記
録又は再生するための光源の波長をλ２（ただし、λ２
＞λ１）とし、ｔ２の厚さの透明基板を介した際に、開
口数ＮＡＬまでの最良波面収差が０．０７λｒｍｓ以下
（ただし、λは光源の波長）であることを特徴とする
（９）、（１０）、（１０−１）〜（１０−３）、（１
０−９）〜（１０−１２）のいずれか１つに記載の光ピ
ックアップ装置の対物レンズ（１０−１３）が好まし
い。

【００５６】（１１） 透明基板の厚さが異なる複数の
光情報記録媒体に、波長λの光源から出射した光束を集
光させる対物レンズの設計方法において、透明基板の厚
さがｔ１の第１光情報記録媒体の記録又は再生に必要な
対物レンズの光情報記録媒体側の開口数ＮＡ１の範囲内
において、厚さｔ１の透明基板を介して第１光情報記録
媒体に集光させた光束の最良波面収差が０．０５λｒｍ
ｓ以下となるように第１非球面と共通屈折面とを設計す
るとともに、透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ
１）の第２光情報記録媒体に集光させた光束の球面収差
の発生量が、第２の光情報記録媒体に第１非球面を介し
て集光させたときの球面収差の発生量より少なくなるよ
うに、前記共通屈折面に対する第２非球面を設計し、こ
れら第１非球面と第２非球面とを、前記第２光情報記録
媒体の記録又は再生に必要な対物レンズの情報記録面側
の開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたと
き、前記第１非球面の前記ＮＡ２近傍の光束が通過する
部分に前記第２非球面が位置するように合成することに
より、前記対物レンズの少なくとも１つの屈折面を設計
することを特徴とする対物レンズの設計方法。

【００５７】（１２） 前記第１非球面の軸上曲率半径
と、前記第２非球面の軸上曲率半径とを同一で行うこと
を特徴とする（１１）に記載の対物レンズの設計方法。

【００５８】（１３） 前記第１非球面は、合成する第
２非球面よりも光軸側に位置する第１非球面を通過し、
透明基板の厚さがｔ２の第２光情報記録媒体に集光させ
た光束の最良波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となるよ
うに設計することを特徴とする（１１）又は（１２）に
記載の対物レンズの設計方法。

【００５９】（１４） 透明基板の厚さが異なる複数の
光情報記録媒体に、光源から出射した光束を集光させる
対物レンズにおいて、前記対物レンズの少なくとも１つ
の屈折面を、透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒
体の記録又は再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体
側の開口数ＮＡ１の範囲内において、厚さｔ１の透明基
板を介して集光させた光束の最良波面収差が０．０５λ
ｒｍｓ以下となるような第１非球面と、透明基板の厚さ
がｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体に
集光させた光束の球面収差の発生量が、第２光情報記録
媒体上に前記第１非球面を介して集光させたときの球面
収差の発生量より、少なくなるような第２非球面とを、
前記第２光情報記録媒体の記録又は再生に必要な対物レ
ンズの情報記録面側の開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２
＜ＮＡ１）としたとき、前記第１非球面の前記ＮＡ２近
傍の光束が通過する部分に前記第２非球面が位置するよ
うに合成した屈折面で構成したことを特徴とする対物レ
ンズ。

【００６０】（１５） 透明基板の厚さがｔ１の第１光
情報記録媒体に対して、光源から出射した光束を集光光
学系で透明基板を介して情報記録面に集光させ、情報記
録面上に情報を記録又は情報記録面上の情報を再生する
光ピックアップ装置において、前記第１光情報記録媒体
を記録又は再生するのに必要な前記集光光学系の光情報
記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、前記第１光情報記録
媒体の透明基板の厚さｔ１とは異なる透明基板の厚さｔ
２（ｔ２≠ｔ１）を有する第２光情報記録媒体を記録又
は再生するのに必要な前記集光光学系の光情報記録媒体
側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）と
すると、前記集光光学系に、０．６０（ＮＡ２）＜ＮＡ
３＜１．３（ＮＡ２）（ただし、第２光情報記録媒体を
記録又は再生する際の光源の波長が７４０ｎｍ〜８７０
ｎｍである場合、この式の上限は１．１（ＮＡ２）とす
る）、０．０１＜ＮＡ４−ＮＡ３＜０．１２の条件を満
たす前記集光光学系の光情報記録媒体側の開口数ＮＡ３
と開口数ＮＡ４との間を通過する光束に作用して、該光
束を主に第２光情報記録媒体の記録又は再生に利用する
ための面を設けることにより、透明基板の厚さが互いに
異なる第１光情報記録媒体と第２光情報記録媒体とに対
して、同じ前記集光光学系で、記録又は再生を行うこと
を特徴とする光ピックアップ装置。

【００６１】（１６） 前記主に第２光情報記録媒体の
記録又は再生に利用するための面を通過した第２光束が
結像する第２結像位置は、第２光束より内側の第１光束
と第２光束より外側の第３光束とがほぼ同一の第１結像
位置に結像するように測定したときに、前記第１結像位
置との間の距離の絶対値が、４μｍ以上４０μｍ以下で
あることを特徴とする（１５）に記載の光ピックアップ
装置。

【００６２】さらに、前記主に第２光情報記録媒体の記
録又は再生に利用するための面を、複数有することを特
徴とする（１５）又は（１６）に記載の光ピックアップ
装置（１６−１）が好ましい。

【００６３】さらに、第２光情報記録媒体を記録又は再
生する際、前記主に第２光情報記録媒体の記録又は再生
に利用するための面よりも内側の面を通過した光束によ
る最良波面収差が０．０７λｒｍｓ以下（ただし、λは
光源の波長）であることを特徴とする（１５）、（１
６）、（１６−１）のいずれか１つに記載の光ピックア
ップ装置（１６−２）が好ましい。

【００６４】（１７） 透明基板の厚さがｔ１の第１光
情報記録媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠
ｔ１）の第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射
した光束を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記
録面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記
録面上の情報を再生する光情報記録媒体の記録／再生を
行う光ピックアップ装置において、第１光情報記録媒体
を記録又は再生するのに必要な前記集光光学系の光情報
記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、第２光情報記録媒体
を記録又は再生するのに必要な前記集光光学系の光情報
記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜Ｎ
Ａ１）とすると、前記集光光学系は、所定の倍率で厚さ
ｔ１の透明基板を介したときに、開口数ＮＡ１の範囲内
において、最良波面収差を得るようにしたとき、縦軸に
波面収差、横軸に開口数をとった波面収差曲線でみる
と、開口数ＮＡ２近傍の少なくとも２カ所で波面収差が
不連続となることを特徴とする光ピックアップ装置。

【００６５】さらに、前記開口数ＮＡ２近傍とは、０．
６０（ＮＡ２）＜ＮＡ３＜１．３（ただし、第２光情報
記録媒体を記録又は再生する際の光源の波長が７４０ｎ
ｍ〜８７０ｎｍである場合、この式の上限は１．１（Ｎ
Ａ２）とする）（ＮＡ２）、０．０１＜ＮＡ４−ＮＡ３
＜０．１２を満足する２つの開口数ＮＡ３とＮＡ４との
間であることを特徴とする（１７）に記載の光ピックア
ップ装置（１７−１）が好ましい。

【００６６】さらに、前記集光光学系は、第２光情報記
録媒体を記録又は再生する際、波面収差が不連続となる
２カ所のうち最も光軸側の開口数よりも光軸側を通過し
た光束による最良波面収差が０．０７λｒｍｓ以下（た
だし、λは光源の波長）であることを特徴とする（１
７）又は（１７−１）に記載の光ピックアップ装置（１
７−２）が好ましい。

【００６７】（１８） 透明基板の厚さがｔ１の第１光
情報記録媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠
ｔ１）の第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射
した光束を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記
録面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記
録面上の情報を再生する光情報記録媒体の記録／再生を
行う光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、前記対
物レンズは、少なくとも１面が、光軸近傍の第１分割面
より順に第２ｎ＋１（ただし、ｎは自然数）分割面まで
分割されており、前記第１分割面を通過する第１光束
は、第１光情報記録媒体の記録又は再生及び第２光情報
記録媒体の記録又は再生に利用するとともに、偶数分割
面を通過する光束は主に第２光情報記録媒体の記録又は
再生に利用し、第１分割面を除く奇数分割面を通過する
光束は主に第１光情報記録媒体の記録又は再生に利用す
ることを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。

【００６８】さらに、第２分割面の光軸側における光情
報記録媒体側の開口数をＮＡＬとし、第２ｎ分割面（た
だし、ｎ≧２の整数）の光軸から離れた側における光情
報記録媒体側の開口数をＮＡＨとすると、０．８（ＮＡ
２）＜ＮＡＬ＜１．３（ＮＡ２）（ただし、第２光情報
記録媒体を記録又は再生する際の光源の波長が７４０ｎ
ｍ〜８７０ｎｍである場合、この式の上限は１．１（Ｎ
Ａ２）とする）、０．０１＜ＮＡＨ−ＮＡＬ＜０．１２
を満足することを特徴とする（１８）に記載の光ピック
アップ装置の対物レンズ（１８−１）が好ましい。

【００６９】さらに、ｔ１の厚さの透明基板を介した際
に、奇数分割面を通過する光束による最良波面収差が
０．０５λｒｍｓ以下（ただし、λは光源の波長）であ
る機能を有することを特徴とする（１８）又は（１８−
１）に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ（１８−
２）が好ましい。

【００７０】さらに、ｔ２の厚さの透明基板を介した際
に、第１分割面を通過する光束による最良波面収差が
０．０７λｒｍｓ以下（ただし、λは光源の波長）であ
ることを特徴とする（１８）、（１８−１）、（１８−
２）のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置の対物
レンズ（１８−３）が好ましい。

【００７１】（１９） 光源から位相の揃った波長λの
光束を集光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介
して情報記録面上に集光し、情報記録面上への情報の記
録又は情報記録面上に記録された情報の再生を行う光ピ
ックアップ装置において、前記光源からの光束を前記集
光光学系により厚さｔ１、屈折率ｎ１の平行平面板を介
して集光し、平行平面板側の第１開口数の範囲内におい
て、その波面収差が最良となる状態で波面収差を測定し
て得られる波面収差曲線が、前記集光光学系の前記平行
平面板側の第１開口数より小さい第２開口数の範囲内
に、波面収差が不連続となる部分を有し、かつ、該不連
続となっている部分の波面収差の傾きが、該不連続とな
っている部分の両側の曲線の端部を結ぶ直線の傾きとは
異なる傾きである波面収差曲線となるように、前記集光
光学系の少なくとも１つの屈折面を光軸と同心状に複数
の分割面で構成したことを特徴とする光ピックアップ装
置。

【００７２】さらに、前記所定の開口数の範囲内に、波
面収差が不連続となる部分が複数箇所あることを特徴と
する（１９）に記載の光ピックアップ装置（１９−１）
が好ましい。

【００７３】さらに、前記所定の開口数は、０．６０
（ＮＡ２）＜ＮＡ３＜１．３（ＮＡ２）（ただし、第２
光情報記録媒体を記録又は再生する際の光源の波長が７
４０ｎｍ〜８７０ｎｍである場合、この式の上限は１．
１（ＮＡ２）とする）、０．０１＜ＮＡ４−ＮＡ３＜
０．１２を満足するＮＡ３とＮＡ４との間にあることを
特徴とする（１９）又は（１９−１）に記載の光ピック
アップ装置（１９−２）が好ましい。

【００７４】さらに、前記ｔ１は０．６ｍｍであり、前
記ｎ１は１．５８であることを特徴とする（１９）、
（１９−１）、（１９−２）のいずれか１つに記載の光
ピックアップ装置（１９−３）が好ましい。

【００７５】（２０） 光情報記録媒体上に情報を記録
する又は光情報記録媒体上に記録された情報を再生する
ために、光情報記録媒体の情報記録面上に光源からの光
束を光情報記録媒体の透明基板を介して光スポットとし
て集光させる光ピックアップ装置の対物レンズにおい
て、波長λ１の光源を用いて透明基板の厚さがｔ１の第
１光情報記録媒体及び透明基板の厚さがｔ２（ただし、
ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面上に集
光させることができるとともに、波長λ２（ただし、λ
２≠λ１）の光源を用いた場合であっても第２光情報記
録媒体の情報記録面上に集光することが可能なように、
前記対物レンズの少なくとも１面を複数の分割面で構成
したことを特徴とする光ピックアップ装置の対物レン
ズ。

【００７６】（２１） 少なくとも一方の面を光軸と同
心状に複数に分割された複数の分割面を有するととも
に、第２ｎ分割面（ただし、ｎは１以上の整数）より光
軸側の第（２ｎ−１）分割面を透過した光と、第２ｎ分
割面より光軸側とは反対側の第（２ｎ＋１）分割面を透
過した光とが、所定の厚さの透明基板を介して、ほぼ同
じ位相となるようにしたとき、前記第（２ｎ−１）分割
面を透過した光と、光軸に直交する方向において第２ｎ
分割面のほぼ中央位置より光軸側の第２ｎ分割面を透過
した光と、の位相差を（ΔｎＬ）π（ｒａｄ）とし、前
記第（２ｎ＋１）分割面を透過した光と、前記中央位置
より光軸側とは反対側の第２ｎ分割面を透過した光と、
の位相差を（ΔｎＨ）π（ｒａｄ）とすると、（Δｎ
Ｈ）≠（ΔｎＬ）を満足することを特徴とする光ピック
アップ装置の対物レンズ。

【００７７】（２２） 透明基板の厚さがｔ１の第１光
情報記録媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠
ｔ１）の第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射
した光束を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記
録面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記
録面上の情報を再生する光ピックアップ装置において、
前記集光光学系の少なくとも一つの面は、光軸と同心状
に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、第
２ｎ分割面（ただし、ｎは１以上の整数）より光軸側の
第（２ｎ−１）分割面を透過して透明基板を介した光
と、光軸に直交する方向において第２ｎ分割面のほぼ中
央位置より光軸側の第２ｎ分割面を透過して透明基板を
介した光と、の位相差を（ΔｎＬ）π（ｒａｄ）とし、
第２ｎ分割面より光軸側とは反対側の第（２ｎ＋１）分
割面を透過して透明基板を介した光と、前記中央位置よ
り光軸側とは反対側の第２ｎ分割面を透過して透明基板
を介した光と、の位相差を（ΔｎＨ）π（ｒａｄ）とす
ると、（ΔｎＨ）≠（ΔｎＬ）を満足することを特徴と
する光ピックアップ装置。

【００７８】（２３） 透明基板の厚さｔ１、屈折率ｎ
１の第１光情報記録媒体と、透明基板の厚さｔ２（ただ
し、ｔ２≠ｔ１）、屈折率ｎ２で記録密度が第１光情報
記録媒体よりも小さい第２光情報記録媒体との２種類の
光情報記録媒体の記録又は再生が可能な光ピックアップ
装置の集光光学系において、前記第１光情報記録媒体の
記録又は再生用の光源からの光束を、厚さｔ１、屈折率
ｎ１の透明基板を介して集光して前記第１光情報記録媒
体の記録又は再生用のビームスポットを形成したとき、
光情報記録媒体側からみて、開口数ＮＡＬから開口数Ｎ
ＡＨ（ただし、ＮＡＨ＞ＮＡＬ）の光束が前記ビームス
ポットの形成位置には集光せず、かつ、前記第２光情報
記録媒体の記録又は再生用の光源からの光束を、厚さｔ
２、屈折率ｎ２の透明基板を介して集光して前記第２光
情報記録媒体の記録又は再生用のビームスポットを形成
したとき、光情報記録媒体側からみて、光軸近傍からＮ
ＡＨまでの光束が前記ビームスポットの形成位置に集光
し、ＮＡＨよりも高ＮＡの領域の光束が前記ビームスポ
ットの形成位置には集光しないように、前記集光光学系
の少なくとも１面が光軸と同心状の複数の分割面で構成
されていることを特徴とする光ピックアップ装置の集光
光学系。

【００７９】（２４） 透明基板の厚さ、記録密度が異
なる２種類の光情報記録媒体の記録又は再生が可能な光
ピックアップ装置の集光光学系において、光源から出射
した光束を、光軸に対して垂直方向に光軸近傍から順
に、第１光束、第２光束及び第３光束の少なくとも３つ
の光束に分割するように、前記集光光学系の少なくとも
１面を光軸と同心状の分割面で構成するとともに、記録
密度の小さい光情報記録媒体の記録又は再生する際に
は、光源から出射した光束のうち光軸近傍の第１光束及
び第２光束を該光情報記録媒体の情報記録面に集光さ
せ、記録密度の大きい光情報記録媒体の記録又は再生す
る際には、光源から出射した光束のうち前記第１光束及
び前記第３光束を該光情報記録媒体の情報記録面に集光
させることを特徴とする光ピックアップ装置の集光光学
系。

【００８０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を説
明する。なお、同一の構成要素を用いる場合には同じ番
号を付している。また、本明細書においては、透明基板
の厚さｔ１の第１光情報記録媒体（第１光ディスクとも
いう）の記録又は再生に必要な集光光学系（対物レン
ズ）の光情報記録媒体側の開口数ＮＡ１が、透明基板の
厚さｔ２の第２光情報記録媒体（第２光ディスクともい
う）の記録又は再生に必要な集光光学系（対物レンズ）
の光情報記録媒体側の開口数ＮＡ２よりも大きい（ＮＡ
２＜ＮＡ１）ものとして説明する。

【００８１】（第１の実施の形態）まず、第１の実施の
形態を説明するに先立ち、光ピックアップ装置について
説明する。図１は光ピックアップ装置の概略構成図であ
る。

【００８２】光ピックアップ装置１０は、光源である半
導体レーザ１１（波長λ＝６１０〜６７０ｎｍ）、偏光
ビームスプリッタ１２、コリメータレンズ１３、１／４
波長板１４、絞り１７、対物レンズ１６、非点収差を発
生する非点収差素子であるシリンドリカルレンズ１８、
光検出器３０、フォーカス制御及びトラッキング制御の
ための２次元アクチュエータ１５などからなる。

【００８３】半導体レーザ１１から出射した光束は、偏
光ビームスプリッタ１２、コリメータレンズ１３、１／
４波長板１４を透過して円偏光の平行光束となる。この
光束は、絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６によ
り光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２
２上に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピッ
トにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１
６、１／４波長板１４、コリメータレンズ１３を透過し
て偏光ビームスプリッタ１２に入射し、ここで反射して
シリンドリカルレンズ１８により非点収差が与えられ光
検出器３０上へ入射し、光検出器３０から出力される信
号を用いて光ディスク２０に記録された情報の読み取り
（再生）信号が得られる。また、光検出器３０上でのス
ポットの形状変化による光量分布変化を検出して、合焦
検出やトラック検出を行う。すなわち、光検出器３０か
らの出力を用いて、ここでは図示しない演算処理回路に
よってフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信
号が生成される。このフォーカスエラー信号に基づいて
２次元アクチュエータ（フォーカス制御用）１５が半導
体レーザ１１からの光を光ディスク２０の情報記録面２
２上に結像するように対物レンズ１６を光軸方向に移動
させ、トラッキングエラー信号に基づいて２次元アクチ
ュエータ（トラッキング制御用）１５が半導体レーザ１
１からの光を所定のトラックに結像するように対物レン
ズ１６を光軸と垂直な方向に移動させる。

【００８４】このような光ピックアップ装置１０におい
て、透明基板の厚さがｔ１の第１光ディスク、例えばＤ
ＶＤ（ｔ１＝０．６ｍｍ）を再生する際には、ビームス
ポットが最小錯乱円を形成するよう（ベストフォーカ
ス）に対物レンズ１６を、２次元アクチュエータ１５に
より駆動する。この対物レンズ１６を用いて、透明基板
の厚さがｔ１と異なるｔ２（好ましくはｔ２＞ｔ１）で
記録密度が第１光ディスクよりも低い第２光ディスク、
例えばＣＤ（ｔ２＝１．２ｍｍ）を再生する際には、透
明基板の厚さが異なる（好ましくは大きくなる）ことで
球面収差が発生し、ビームスポットが最小錯乱円となる
位置（近軸焦点位置より後方の位置）では、スポットサ
イズが大きく第２光ディスクのピット（情報）を読む
（再生する）ことはできない。しかしながら、この最小
錯乱円となる位置より対物レンズ１６に近い前側位置
（前ピン）では、スポット全体の大きさは最小錯乱円よ
りも大きいが、中央部に光量が集中した核と核の周囲に
不要光であるフレアとが形成される。この核を第２光デ
ィスクのピット（情報）を再生する（読む）ために利用
し、第２光ディスク再生時には、対物レンズ１６をデフ
ォーカス（前ピン）状態になるように２次元アクチュエ
ータ１５を駆動する。

【００８５】次に、上述したような透明基板の厚さが異
なる第１光ディスクと第２光ディスクを１つの集光光学
系で再生するために、光ピックアップ装置１０の集光光
学系の１つである対物レンズ１６に本発明を適用した第
１の実施の形態を説明する。図２は、対物レンズ１６を
模式的に示した断面図（ａ）及び光源側から見た正面図
（ｂ）である。なお、一点鎖線は光軸を示している。な
お、本実施の形態では、第１光ディスクの透明基板の厚
さｔ１は、第２光ディスクの透明基板の厚さｔ２より薄
く、第１光ディスクの方が第２光ディスクよりも高密度
で情報が記録されている。

【００８６】本実施の形態において、対物レンズ１６
は、光源側の屈折面Ｓ１及び光ディスク２０側の屈折面
Ｓ２は共に非球面形状を呈した正の屈折力を有した凸レ
ンズである。また、対物レンズ１６の光源側の屈折面Ｓ
１は、光軸と同心状に複数（本実施の形態では３つ）の
第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面Ｓｄ３から構成してい
る。分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３の境界は段差を設けて、それ
ぞれの分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３を形成している。この対物
レンズ１６において、光軸を含む第１分割面Ｓｄ１を通
過する光束（第１光束）は第１光ディスクに記録された
情報の再生及び第２光ディスクに記録された情報の再生
に利用し、第１分割面Ｓｄ１より外側の第２分割面Ｓｄ
２を通過する光束（第２光束）は主に第２光ディスクに
記録された情報の再生に利用し、第２分割面Ｓｄ２より
外側の第３分割面Ｓｄ３を通過する光束（第３光束）は
主に第１光ディスクに記録された情報の再生に利用する
ような形状となっている。

【００８７】ここで、「主に」という文言の意味は、第
２分割面Ｓｄ２を通過する光束の場合、第３分割面Ｓｄ
３を通過する光束を遮光しない状態においてビームスポ
ットの中心強度が最大となる位置での核部分のエネルギ
ーに対して、第３分割面Ｓｄ３を通過する光束を遮光し
た状態においてビームスポットの中心強度が最大となる
位置での核部分のエネルギー比率（「遮光状態核エネル
ギー」／「遮光しない核エネルギー」）が、６０％〜１
００％の範囲に入ることを指している。また、第３分割
面Ｓｄ３を通過する光束の場合も同様に、第２分割面Ｓ
ｄ２を遮光しない状態に対する遮光した状態の核部分の
エネルギー比率（「遮光状態核エネルギー」／「遮光し
ない核エネルギー」）が、６０％〜１００％の範囲に入
ることを指している。なお、このエネルギー比率を簡易
的に測定するには、各々の場合において、ビームスポッ
トの中心強度が最大となる位置でのピーク強度Ｉｐと、
ビーム径Ｄｐ（中心強度に対して強度がｅ^-2となる位置
で定める）を測定し、核部分のビームの形状はほぼ一定
であることから、Ｉｐ×Ｄｐを求め、これを比較すれば
よい。

【００８８】このように、光源から出射される光束を、
集光光学系の光軸近傍の第１光束を第１光ディスクの再
生及び第２光ディスクの再生に利用し、第１光束より外
側の第２光束を主に第２光ディスクの再生に利用し、第
２光束より外側の第３光束を主に第１光ディスクの再生
に利用することにより、光源からの光を光量損失をおさ
えつつ、１つの集光光学系で複数（本実施の形態では２
つ）の光ディスクの再生が可能となる。しかも、この場
合第２光ディスクの再生時には第３光束の大部分は不要
光であるが、この不要光が第２光ディスクの再生には利
用されないので、絞り１７を第１光ディスクの再生に必
要な開口数にしておくだけで、絞り１７の開口数を変え
る手段を何ら必要とせずに再生することができる。

【００８９】さらに詳述すると、本実施の形態における
対物レンズ１６は、第１光ディスクを再生する際には
（図２（ａ）参照）第１分割面Ｓｄ１及び第３分割面Ｓ
ｄ３を通過する第１光束及び第３光束（斜線で示される
光束）は、ほぼ同一の第１結像位置に結像し、その波面
収差（第２分割面Ｓｄ２を通過する第２光束を除いた波
面収差）は、０．０５λｒｍｓ以下となっている。ここ
で、λは光源の波長である。

【００９０】また、このとき、第２分割面Ｓｄ２を通過
する第２光束（破線で示される光束）は、第１結像位置
とは異なった第２結像位置に結像する。この第２結像位
置は、第１結像位置を０（零）としてそれより対物レン
ズ１６側を負、その反対側を正とすると、第１結像位置
から−２７μｍ以上−４μｍ以下の距離にする（第２結
像位置を第１結像位置より対物レンズに近づける）。こ
れにより、主に第１光束及び第３光束で第１光ディスク
の再生が行われる。なお、この下限（−２７μｍ）を越
えると、球面収差の補正のし過ぎとなり、第１光ディス
クの再生時のスポット形状が悪くなり、また、上限（−
４μｍ）を越えると、第２光ディスクの再生時のスポッ
ト径・サイドローブが大きくなる。なお、本実施の形態
では、ｔ１＜ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２であるので、第２結
像位置を第１結像位置から−２７μｍ〜−４μｍとした
が、ｔ１＞ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２の場合は、第２結像位
置を第１結像位置から４μｍ〜２７μｍにする。すなわ
ち、第１結像位置と第２結像位置との距離の絶対値は４
μｍ以上２７μｍ以下の範囲内になるようにする。

【００９１】また、上述の対物レンズ１６を所定の厚さ
（ｔ２＝１．２ｍｍ）の透明基板を有する第２光ディス
クの再生に使用する際には、図３に示すように、対物レ
ンズ１６に入射する所定の光束（平行光束）の場合、第
１光束（右肩上がりの斜線で示す）のうち光軸近傍を通
過する光線が光軸と交わる位置と、光軸と直交する方向
で第１分割面Ｓｄ１の端部（第２分割面Ｓｄ２側）を通
過する光線が光軸と交わる位置との間に、第２光束（左
肩下がりの斜線で示す）の光線が光軸と交わる（結像す
る）ようになる。よって、第１光束及び第２光束は、第
２光ディスクの情報記録面近傍に集光され、第２光ディ
スクの再生が行われる。このとき、第３光束（途中まで
破線で示される）はフレアとして発生するが、第１光束
及び第２光束で形成される核により第２光ディスクの再
生が可能となる。

【００９２】換言すると、本発明は、開口数の小さい光
軸近傍を通過する第１光束を、再生できる全ての光ディ
スクの再生に利用し、また、第１分割面より外側を通過
する光束を再生する各光ディスクに対応するように分
け、分けられた各光束を各光ディスク（本実施の形態で
は第１、第２光ディスク）の再生に利用する。このと
き、光ディスクの情報を再生するために必要な開口数が
大きい方の光ディスク（本実施の形態では第１光ディス
ク）の再生に利用する光束は、分けられた光束のうち第
１光束より離れた光束（本実施の形態では第３光束）と
する。

【００９３】このような集光光学系（本実施の形態おい
ては対物レンズ１６）を用いると、透明基板の厚さが異
なる複数の光ディスクを１つの集光光学系で再生するこ
とが可能となり、また、任意に面を設定できることによ
り、第２光ディスクの再生に必要な開口数ＮＡ２を大き
くすることできる。また、光軸近傍の光束（第１光束）
を複数の光ディスクの再生に利用することで、光源から
の光束の光量損失が少なくなる。しかも、第２光ディス
ク再生時には、ビームスポットのサイドローブを減少さ
せ、ビーム強度の強い核を形成し、正確な情報が得られ
る。さらに、絞り１７の開口数を変更する特別な手段を
必要とせずに複数の光ディスクを１つの集光光学系で再
生することができる。

【００９４】また、本実施の形態では、光軸と直交する
方向で第２分割面Ｓｄ２中央位置（図２（ａ）参照）で
みたとき、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨまでの面であ
る第２分割面Ｓｄ２の法線と光軸とのなす角度が、光軸
から開口数ＮＡＬまでの面である第１分割面Ｓｄ１及び
開口数ＮＡＨから開口数ＮＡ１までの面である第３分割
面Ｓｄ３から内挿される面（後述する数１の非球面の式
を用いて最小自乗法でフィッティングを行った非球面）
の法線と光軸とのなす角度より大きくする。これにより
第１光ディスク及び第２光ディスクの双方を良好に再生
することが可能となる。なお、本実施の形態では、ｔ２
＞ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２であるので、第２分割面Ｓｄ２
の法線と光軸とのなす角度が、第１、３分割面Ｓｄ１、
Ｓｄ３から内装される面の法線と光軸とのなす角度より
大としたが、ｔ２＜ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２の場合は、小
とすればよい。

【００９５】また／さらに、本実施の形態では、光軸と
直交する方向で第２分割面Ｓｄ２のほぼ中央位置（図２
（ａ）参照）でみたとき、第２分割面Ｓｄ２の法線と光
軸とのなす角度と、第１分割面Ｓｄ１及び第３分割面Ｓ
ｄ３から内挿される面（後述する数１の非球面の式を用
いて最小自乗法でフィッティングを行った非球面）の法
線と光軸とのなす角度との差が、０．０２°以上１°以
下の範囲となるように、第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面
Ｓｄ３を設定することが好ましい。この下限を越すと第
２光ディスクの再生時のスポット形状が悪化し、サイド
ローブ・スポット径が大きくなり、上限を越すと球面収
差の補正し過ぎとなり第１光ディスク再生時のスポット
形状が悪化する。

【００９６】また、別の観点から本実施の形態を捕らえ
ると、少なくとも一方の面を光軸と同心状に複数に分割
された複数の分割面（本実施の形態では３つの分割面）
を有する対物レンズ１６において、第２割面Ｓｄ２より
光軸側の第１分割面Ｓｄ１を透過した光と、第２分割面
Ｓｄ２より光軸側とは反対側の第３分割面Ｓｄ３を透過
した光とが、所定の厚さ（第１光ディスク）の透明基板
を介して、ほぼ同じ位相となるようにしたとき、第１分
割面Ｓｄ１を透過し透明基板を介した光と、光軸に直交
する方向において第２分割面Ｓｄ２のほぼ中央位置（図
２（ａ）参照）より光軸側の第２分割面Ｓｄ２を透過し
透明基板を介した光と、の位相差を（Δ１Ｌ）π（ｒａ
ｄ）とし、第３分割面Ｓｄ３を透過し透明基板を介した
光と、前記中央位置より光軸側とは反対側の第２分割面
Ｓｄ２を透過し透明基板を介した光と、の位相差を（Δ
１Ｈ）π（ｒａｄ）とすると、（Δ１Ｈ）＞（Δ１Ｌ）
を満足する。なお、この場合、位相差の符号は、光の進
行方向（光ディスクへ向かう方向）を正とし、第１分割
面Ｓｄ１あるいは第３分割面Ｓｄ３を透過し透明基板を
介した光に対する第２分割面Ｓｄ２を透過し透明基板を
介した光の位相差を比較する。なお、本実施の形態では
ｔ１＜ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２であるので、（Δ１Ｈ）＞
（Δ１Ｌ）としたが、ｔ１＞ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２の場
合は、（Δ１Ｈ）＜（Δ１Ｌ）とする。したがって、
（Δ１Ｈ）≠（Δ１Ｌ）とする。

【００９７】これを別な観点からいえば、第１分割面Ｓ
ｄ１と第２分割面Ｓｄ２との境界における第１分割面Ｓ
ｄ１からの段差量より、第３分割面Ｓｄ３と第２分割面
Ｓｄ２との境界における第３分割面Ｓｄ３からの段差量
の方が、大きい（段差量の符号は、分割面を境にして屈
折率が小から大に変化する方向を正とする。なお、以下
段差量の符号の場合は同様にする）。この場合も上述と
同様に、ｔ１＞ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２の場合は、上記の
関係は逆、すなわち、２分割面Ｓｄ２の第１分割面Ｓｄ
１からの段差量より、第２分割面Ｓｄ２の第３分割面Ｓ
ｄ３からの段差量の方が、小さくなる。さらに、光軸か
ら所定の位置において、第１分割面Ｓｄ１と第３分割面
Ｓｄ３とから内挿される面の位置と、第２分割面Ｓｄ２
の位置との差が、第２分割面Ｓｄ２のほぼ中央位置を中
心として非対称になっていることが好ましい。さらに、
この場合、光軸から離れるに従いその差が大きくなるこ
とが好ましい。

【００９８】なお、本実施の形態では、分割面Ｓｄ１〜
Ｓｄ３を対物レンズ１６の光源側の屈折面Ｓ１に設けた
が、光ディスク２０側の屈折面に設けてもよく、また、
他の集光光学系の光学素子（例えば、コリメータレンズ
１３など）の１つにこのような機能を持たせてもよく、
さらに、新たにこのような機能を有する光学素子を光路
上に設けてもよい。また、各分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３の機
能を異なる光学素子に分解して設けてもよい。

【００９９】また、本実施の形態では、コリメータレン
ズ１３を用いた、いわゆる無限系の対物レンズ１６を用
いたが、コリメータレンズ１３がなく光源からの発散光
が直接又は発散光の発散度合いを減じるレンズを介した
発散光が、入射するような対物レンズや、光源からの光
束を収れん光に変更するカップリングレンズを用い、そ
の収れん光が入射するような対物レンズに適用してもよ
い。

【０１００】また、本実施の形態では、第１分割面Ｓｄ
１〜第３分割面Ｓｄ３の境界に段差を設けたが、少なく
とも一方の境界を段差を設けずに連続的に分割面を形成
してもよい。また、分割面と分割面との境界は、境界を
屈曲させることなく、例えば所定の曲率半径の面で接続
させてもよい。

【０１０１】また、本実施の形態では、屈折面Ｓ１を３
つの分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３で構成したが、これに限られ
ず、少なくとも３つ以上の分割面で構成すればよい。こ
の場合、光軸近傍には第１光ディスク及び第２光ディス
クの再生に利用する第１分割面を設け、この第１分割面
より外側（光軸から離れる方向）の分割面は、主に第２
光ディスクの再生に利用する分割面と主に第１光ディス
クの再生に利用する分割面とを交互に設けることが好ま
しい。また、この場合、０．６０（ＮＡ２）＜ＮＡ３＜
１．３（ＮＡ２）、０．０１＜ＮＡ４−ＮＡ３＜０．１
２の条件を満足する対物レンズ１６の光ディスク側の開
口数ＮＡ３と開口数ＮＡ４の間に、主に第２光ディスク
の再生に利用する分割面を設けることが好ましい。これ
により、第１光ディスクに集光させる光スポットの強度
を落とすことなく、第２光ディスクとしてより大きな必
要開口数の光ディスクを再生することができる。さら
に、ＮＡ３の上限はＮＡ３＜１．１（ＮＡ２）であるこ
とが実用上好ましく、またＮＡ３の下限は０．８０（Ｎ
Ａ２）＜ＮＡ３が好ましく、さらに０．８５（ＮＡ２）
＜ＮＡ３であることが実用上好ましい。また、ＮＡ４−
ＮＡ３の上限は、ＮＡ４−ＮＡ３＜０．１であることが
好ましい。

【０１０２】また、本実施の形態では、１つの光源を用
いて複数の光ディスクの再生を行うようにしたが、再生
する光ディスク毎に複数の光源を用いてもよい。

【０１０３】また、本実施の形態では、光源側から対物
レンズ１６を見たときに、第２分割面Ｓｄ２を光軸と同
心円状の環形状で設けたが、これに限られず、途切れた
環状で設けてもよい。また、第２分割面Ｓｄ２をホログ
ラムやフレネルで構成してもよい。なお、第２分割面Ｓ
ｄ２をホログラムで構成した場合、０次光と１次光とに
分けた光束の一方を第１光ディスクの再生に利用し、他
方を第２光ディスクの再生に利用する。このとき、第２
光ディスクの再生に利用する光束の光量の方が、第１光
ディスクの再生に利用する光束の光量より大きいことが
好ましい。

【０１０４】また、本実施の形態において、第１光ディ
スクを再生する際（すなわち、厚さｔ１の透明基板を介
したとき）第１分割面Ｓｄ１及び第３分割面Ｓｄ３を通
過する光束による最良波面収差が０．０５λｒｍｓ（た
だし、λ（ｎｍ）は第１光ディスクを再生する際に使用
する光源の波長）を満たすだけでなく、さらに、第２光
ディスクを再生する際（すなわち、厚さｔ２の透明基板
を介したとき）第１分割面Ｓｄ１を通過する光束による
最良波面収差が回折限界である０．０７λｒｍｓ（ただ
し、λ（ｎｍ）は第２光ディスクを再生する際に使用す
る光源の波長）を満たすことにより、第２光ディスクの
再生信号を良好にすることができる。

【０１０５】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態について、対物レンズ１６の球面収差図を模式的に
示した図である図４に基づいて説明する。図４におい
て、（ａ）は第１光ディスクを再生、すなわち、厚さｔ
１の透明基板を介したときの球面収差図であり、（ｂ）
は第２光ディスクを再生、すなわち、厚さｔ２（本実施
の形態ではｔ２＞ｔ１）の透明基板を介したときの球面
収差図である。ここで、第１光ディスクの情報を再生す
るために必要な集光光学系の光ディスク側の必要開口数
をＮＡ１、第２光ディスクの情報を再生するために必要
な集光光学系の光ディスク側の必要開口数をＮＡ２（た
だし、ＮＡ２＞ＮＡ１）、対物レンズ１６の分割面Ｓｄ
１とＳｄ２との境界を通過する光束の光ディスク側の開
口数をＮＡＬ、対物レンズ１６の分割面Ｓｄ１とＳｄ２
との境界を通過する光束の光ディスク側の開口数をＮＡ
Ｌとする。

【０１０６】なお、第２の実施の形態は、上述した第１
の実施の形態に記載した対物レンズ１６を別の観点（球
面収差、形状、波面収差など）から見たものであって、
以下に記載しない箇所は第１の実施の形態と同様であ
る。

【０１０７】第１の実施の形態に記載したような対物レ
ンズ１６は、先ず、透明基板の厚さがｔ１の第１光ディ
スクに集光させた光束の最良波面収差が０．０５λｒｍ
ｓ以下となるように第１屈折面Ｓ１の第１非球面と第２
屈折面Ｓ２（共通屈折面）を設計する。この設計により
得られたレンズの球面収差図が図４（ｃ）である。そし
て、この第１非球面を有するレンズを介して透明基板の
厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２光ディスクに集光させ
た時の球面収差（図４（ｅ）この場合、ｔ２＞ｔ１）の
発生量よりも、少ない球面収差となるように第２屈折面
Ｓ２（共通屈折面）はそのままで第１屈折面の第２非球
面を設計する。このとき、第２非球面の近軸曲率半径と
第１非球面の近軸曲率半径とは同じにすることが、デフ
ォーカス状態で再生を行う第２光ディスクの再生を良好
に行うために好ましい。この設計により得られたレンズ
の第２光ディスクに集光させた時の球面収差図が図４
（ｆ）であり、また、このレンズで第１光ディスクに集
光させたときのレンズの収差図が図４（ｄ）である。そ
して、この第１非球面の第２光ディスクの必要開口数Ｎ
Ａ２近傍で、第２非球面を合成する。ここで、第２非球
面を合成する必要開口数ＮＡ２近傍とは、０．６０（Ｎ
Ａ２）＜ＮＡ３＜１．３（ＮＡ２）の条件（この下限
０．６０（ＮＡ２）は実用上、０．８０（ＮＡ２）が好
ましく、さらに０．８５（ＮＡ２）であることが好まし
い。また、この上限１．３（ＮＡ２）は実用上１．１
（ＮＡ２）であることが好ましい）を満足するととも
に、０．０１＜ＮＡ４−ＮＡ３＜０．１２（好ましく
は、０．１）の条件を満足する対物レンズ１６の光ディ
スク側の開口数ＮＡ３と開口数ＮＡ４の間であることが
好ましい。この合成した第２非球面（第２分割面）で光
軸に近い側を開口数ＮＡＬとし、遠い側をＮＡＨ（すな
わち、ＮＡＬ＜ＮＡＨ）とする。

【０１０８】したがって、この対物レンズ１６の屈折面
Ｓ１における面形状としては、光軸を含む第１分割面Ｓ
ｄ１と第１分割面Ｓｄ１より外側の第３分割面Ｓｄ３と
は同じ非球面形状（第１非球面）となり、その第１分割
面Ｓｄ１と第３分割面Ｓｄ３との間（第２光ディスクの
再生に必要な開口数ＮＡ２近傍、すなわち、ＮＡＬ〜Ｎ
ＡＨ）の第２分割面Ｓｄ２は、第１分割面Ｓｄ１及び第
３分割面Ｓｄ３とは異なる非球面形状（第２非球面）と
なる。得られたレンズが本実施の形態の対物レンズ１６
となり、この対物レンズ１６を用いて第１光ディスクに
集光させたときの球面収差図は図４（ａ）となり、第２
光ディスクに集光させたときの球面収差図は図４（ｂ）
となる。

【０１０９】なお、第１非球面と第２非球面を合成する
場合、第２分割面Ｓｄ２を光軸方向にずらして合成し
て、位相差を利用することにより、第１光ディスク再生
時の集光光量のアップを図ることができる。

【０１１０】本実施の形態において非球面の式は、

【０１１１】

【数１】

【０１１２】に基づくものとする。ただし、Ｘは光軸方
向の軸、Ｈは光軸と垂直方向の軸、光の進行方向を正と
し、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａｊは非球面係
数、Ｐｊは非球面のべき数（ただし、Ｐｊ≧３）であ
る。なお、本発明には、上式以外の他の非球面の式を用
いてもよい。なお、非球面形状から非球面の式を求める
際には、上式を用い、Ｐｊを３≦Ｐｊ≦１０の自然数と
し、Κ＝０として求める。

【０１１３】上述したように、本実施の形態において得
られた対物レンズ１６は、開口数ＮＡ２の近傍の少なく
とも２つの開口位置（ＮＡＬとＮＡＨ）で、透明基板の
厚さが異なる複数の光ディスクを１つの集光光学系で再
生できるように、球面収差が不連続に変化するように構
成している。このように球面収差が不連続に変化するよ
うにしたので、各々の開口数の範囲（本実施の形態で
は、光軸〜ＮＡＬの第１分割面、ＮＡＬからＮＡＨの第
２分割面、ＮＡＨ〜ＮＡ１の第３分割面）を通過する光
束（本実施の形態では第１光束〜第３光束）を任意に構
成することができ、第１光束を再生する複数の光ディス
ク全ての再生に利用し、第２光束及び第３光束をそれぞ
れ複数の光ディスクのうち所定の光ディスクの再生に利
用することが可能となり、１つの集光光学系（本実施の
形態では対物レンズ１６）で複数の光ディスクを再生で
き、低コストかつ複雑化しないで実現でき、さらに、高
ＮＡの光ディスクにも対応できる。しかも、絞り１７
は、高ＮＡであるＮＡ１に対応するように設けるだけで
よく、光ディスク再生に必要な開口数（ＮＡ１あるいは
ＮＡ２に）が変化したとしても、絞り１７を変化させる
手段を何ら設ける必要もない。なお、本発明でいう「球
面収差が不連続に変化する」とは、球面収差図で見たと
きに急激な球面収差の変化が見られることをいう。

【０１１４】さらに、球面収差の不連続に変化する方向
は、小さい開口数から大きい開口数へと見たときに、開
口数ＮＡＬでは球面収差が負の方向に、開口数ＮＡＨで
は球面収差が正の方向になっている。これにより、薄い
透明基板の厚さｔ１の光ディスクの再生が良好になると
ともに、これより厚い透明基板の厚さｔ２の光ディスク
の再生が良好に行うことができる。なお、本実施の形態
ではｔ２＞ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２であるために、上述し
たように球面収差は、開口数ＮＡＬでは負の方向に、開
口数ＮＡＨでは正の方向に不連続に変化するが、ｔ２＜
ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２の場合は、開口数ＮＡＬでは正の
方向に、開口数ＮＡＨでは負の方向に球面収差が不連続
に変化することになる。

【０１１５】さらに、透明基板の厚さｔ２の第２光ディ
スクを再生する際には、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨ
までの間の球面収差（第２分割面Ｓｄ２を通過する光束
による球面収差）が正となるようにすることにより、光
ピックアップ装置１０のＳ字特性が向上する。なお、本
実施の形態ではｔ２＞ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２であるため
に、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨまでの間の球面収差
が正となるようにしたが、ｔ２＜ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２
の場合は、負とするとよい。

【０１１６】さらに、厚さｔ１の透明基板を介した際
（図４（ａ）参照）に、開口数がＮＡ１のなかで、ＮＡ
Ｌ〜ＮＡＨの間を通過する光束を除いた、すなわち、光
軸〜ＮＡＬおよびＮＡＨ〜ＮＡ１を通過する光束による
波面収差が０．０５λｒｍｓ以下（ただし、λは光源の
波長）とすることにより、透明基板の厚さがｔ１の第１
光ディスクの再生が良好になる。

【０１１７】また、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍ
ｍ、６１０ｎｍ＜λ＜６７０ｎｍ、０．３２＜ＮＡ２＜
０．４１としたとき、０．６０（ＮＡ２）＜ＮＡＬ＜
１．３（ＮＡ２）の条件（この下限０．６０（ＮＡ２）
は実用上、０．８０（ＮＡ２）が好ましく、さらに０．
８５（ＮＡ２）であることが好ましい。また、この上限
１．３（ＮＡ２）は実用上１．１（ＮＡ２）であること
が好ましい）を満たすことが好ましい。この下限を越す
とサイドローブが大きくなり情報の正確な再生ができ
ず、上限を越すと波長λとＮＡ２において想定される回
折限界スポット径以上に絞られすぎる。なお、ここでい
うＮＡＬは、第２分割面Ｓｄ２上でのＮＡＬを指す。

【０１１８】また、０．０１＜ＮＡＨ−ＮＡＬ＜０．１
２（この上限０．１２は、実用上、０．１であることが
更に好ましい）の条件を満たすことが好ましい。この下
限を越すと第２光ディスクの再生時のスポット形状が悪
化し、サイドローブ・スポット径が大きくなり、上限を
越すと第１光ディスクの再生時のスポット形状が乱れ、
光量低下を引き起こす。なお、ここでいうＮＡＬおよび
ＮＡＨは、第２分割面Ｓｄ２上でのＮＡＬおよびＮＡＨ
を指す。

【０１１９】また、別な観点から言うと（再述になる
が）、０．６０（ＮＡ２）＜ＮＡ３＜１．３（ＮＡ２）
の条件（この下限０．６０（ＮＡ２）は実用上、０．８
０（ＮＡ２）が好ましく、さらに０．８５（ＮＡ２）で
あることが好ましく、また、この上限１．３（ＮＡ２）
は実用上１．１（ＮＡ２）であることが好ましい）を満
足するとともに、０．０１＜ＮＡ４−ＮＡ３＜０．１２
（好ましくは、０．１）の条件を満足する対物レンズ１
６の光ディスク側の開口数ＮＡ３と開口数ＮＡ４の間
に、前述したＮＡＬとＮＡＨとを設ける（すなわち、主
に第２光ディスクの再生に利用する分割面を設ける）。
これにより、第１光ディスクに集光させる光スポットの
強度をあまり落とすことなく、第２光ディスクとしてよ
り大きな必要開口数の光ディスクを再生することができ
る。

【０１２０】また、第２光ディスクの再生時（ｔ２の厚
さの透明基板を介した際）に、開口数ＮＡＬから開口数
ＮＡＨの間の球面収差が、−２λ／（ＮＡ２）²以上、
５λ／（ＮＡ２）²以下の条件を満たすことが好まし
い。さらに、この条件は、再生の場合は３λ／（ＮＡ
２）²が以下が好ましく、あるいは、記録をも考慮する
と（勿論、再生もできる）０（零）より大きいことが好
ましい。この下限を越すと球面収差の補正し過ぎとなり
第１光ディスク再生時のスポット形状が悪化し、上限を
越すと第２光ディスクの再生時のスポット形状が悪化
し、サイドローブ・スポット径が大きくなる。特に、こ
の条件は、０〜２λ／（ＮＡ２）²の範囲を満足するこ
とが更に好ましく、この場合、フォーカスエラー信号が
良好に得られる。

【０１２１】一方、本実施の形態では、光軸と直交する
方向で第２分割面Ｓｄ２中央位置でみたとき、第２分割
面Ｓｄ２の法線と光軸とのなす角度が、第１分割面Ｓｄ
１及び第３分割面Ｓｄ３から内挿される面の法線と光軸
とのなす角度より大きくする。これにより第１光ディス
ク及び第２光ディスクの双方を良好に再生することが可
能となる。なお、本実施の形態では、ｔ２＞ｔ１、ＮＡ
１＞ＮＡ２であるので、第２分割面Ｓｄ２の法線と光軸
とのなす角度が、第１、３分割面Ｓｄ１、Ｓｄ３から内
装される面の法線と光軸とのなす角度より大としたが、
ｔ２＜ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２の場合は、小とすればよ
い。

【０１２２】また／さらに、本実施の形態の対物レンズ
１６は、光軸と直交する方向で開口数ＮＡＬと開口数Ｎ
ＡＨ（第２分割面Ｓｄ２）のほぼ中央位置でみたとき、
開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨまでの面（第２分割面）
の法線と光軸とのなす角度と、光軸から開口数ＮＡＬま
での面（第１分割面）及び開口数ＮＡＨから開口数ＮＡ
１までの面（第３分割面）から内挿される面（上述した
数１の非球面の式を用いて最小自乗法でフィッティング
を行った非球面）の法線と光軸とのなす角度との差が、
０．０２°以上１°以下の範囲であることが好ましい。
この下限を越すと第２光ディスクの再生時のスポット形
状が悪化し、サイドローブ・スポット径が大きくなり、
上限を越すと球面収差の補正し過ぎとなり第１光ディス
ク再生時のスポット形状が悪化する。

【０１２３】また、特に、ｔ２＞ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２
で、光軸から円周方向へとみたとき、開口数ＮＡＬで
は、屈折面の法線と光軸との交点が、光源側の屈折面に
近づく方向に不連続に変化し、開口数ＮＡＨでは、屈折
面の法線と光軸との交点が、光源側の屈折面から遠のく
方向に不連続に変化している。これにより、薄い透明基
板の厚さｔ１の光ディスクの再生が良好になるととも
に、これより厚い透明基板の厚さｔ２の光ディスクの再
生が良好に行うことができる。

【０１２４】また、上述した第１の実施の形態と同様
に、別の観点から本実施の形態を捕らえると、少なくと
も一方の面を光軸と同心状に複数に分割された複数の分
割面（本実施の形態では３つの分割面）を有する対物レ
ンズ１６において、第１分割面Ｓｄ１を透過した光と、
第３分割面Ｓｄ３を透過した光とが、所定の厚さの（第
１光ディスクの）透明基板を介して、ほぼ同じ位相とな
るようにしたとき、第１分割面Ｓｄ１を透過し透明基板
を介した光と、第２分割面Ｓｄ２のほぼ中央位置より光
軸側の第２分割面Ｓｄ２を透過し透明基板を介した光
と、の位相差を（Δ１Ｌ）π（ｒａｄ）とし、第３分割
面Ｓｄ３を透過し透明基板を介した光と、前記中央位置
より光軸側とは反対側の第２分割面Ｓｄ２を透過し透明
基板を介した光と、の位相差を（Δ１Ｈ）π（ｒａｄ）
とすると、（Δ１Ｈ）＞（Δ１Ｌ）を満足する。なお、
本実施の形態ではｔ１＜ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２であるの
で、（Δ１Ｈ）＞（Δ１Ｌ）としたが、ｔ１＞ｔ２、Ｎ
Ａ１＞ＮＡ２の場合は、（Δ１Ｈ）＜（Δ１Ｌ）とす
る。したがって、（Δ１Ｈ）≠（Δ１Ｌ）とする。

【０１２５】これを別な観点から言えば、第２分割面Ｓ
ｄ２の第１分割面Ｓｄ１からの段差量より、第２分割面
Ｓｄ２の第３分割面Ｓｄ３からの段差量の方が、大き
い。この場合も上述と同様に、ｔ１＞ｔ２、ＮＡ１＞Ｎ
Ａ２の場合は、第１分割面Ｓｄ１と第２分割面Ｓｄ２と
の境界における第１分割面Ｓｄ１からの段差量より、第
３分割面Ｓｄ３と第２分割面Ｓｄ２との境界における第
３分割面Ｓｄ３からの段差量の方が、小さくなる。さら
に、光軸から所定の位置において、第１分割面Ｓｄ１と
第３分割面Ｓｄ３とから内挿される面の位置と、第２分
割面Ｓｄ２の位置との差が、第２分割面Ｓｄ２のほぼ中
央位置を中心として非対称になっていることが好まし
い。さらに、この場合、光軸から離れるに従いその差が
大きくなることが好ましい。

【０１２６】また、本実施の形態の対物レンズ１６の波
面収差は図５の如くである。図５は縦軸に波面収差
（λ）横軸に開口数をとった波面収差曲線であり、
（ａ）は第１光ディスクの透明基板（厚さｔ１）を介し
たときを、（ｂ）は第２光ディスクの透明基板（厚さｔ
２）を介したときの波面収差曲線を実線で表している。
なお、この波面収差曲線は、それぞれの透明基板を介し
たときに最良の波面収差となる状態で干渉計などを用い
て波面収差を測定して得る。

【０１２７】図から分かるように、本実施の形態の対物
レンズ１６は、波面収差曲線でみると、開口数ＮＡ２近
傍の２カ所（具体的には、ＮＡＬとＮＡＨ）で波面収差
が不連続となっている。また、不連続となっている部分
に発生する最大の波面収差の不連続量は、長さの単位
（ｍｍ）で表すと、０．０５（ＮＡ２）²（ｍｍ）以
下、位相差の単位（ｒａｄ）で表すと、２π｛０．０５
（ＮＡ２）²｝／λ（ｒａｄ）以下（ただし、この場合
λは使用波長で単位はｍｍ）とすることが望ましい。こ
れ以上では、波長変動による波面収差の変動が大きくな
り、半導体レーザの波長のバラツキを吸収できなくな
る。さらに、この不連続の部分（ＮＡＬとＮＡＨと間）
の波面収差の傾きは、不連続となっている部分の両側の
曲線の端部（ＮＡＬに最も近い端部とＮＡＨに最も近い
端部）を結ぶ曲線（図５（ａ）の破線）の傾きは、異な
る傾きとなっている。

【０１２８】なお、本実施の形態では、分割面Ｓｄ１〜
Ｓｄ３を対物レンズ１６の光源側の屈折面Ｓ１に設けた
が、光ディスク２０側の屈折面に設けてもよく、また、
他の集光光学系の光学素子（例えば、コリメータレンズ
１３など）の１つにこのような機能を持たせてもよく、
さらに、新たにこのような機能を有する光学素子を光路
上に設けてもよい。また、各分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３の機
能を異なる光学素子に分解して設けてもよい。

【０１２９】また、本実施の形態では、コリメータレン
ズ１３を用いた、いわゆる無限系の対物レンズ１６を用
いたが、コリメータレンズ１３がなく光源からの発散光
が直接又は発散光の発散度合を減じるレンズを介した発
散光が、入射するような対物レンズや、光源からの光束
を収れん光に変更するカップリングレンズを用い、その
収れん光が入射するような対物レンズに適用してもよ
い。

【０１３０】また、本実施の形態では、第１分割面Ｓｄ
１〜第３分割面Ｓｄ３の境界に段差を設けたが、少なく
とも一方の境界を段差を設けずに連続的に分割面を形成
してもよい。また、分割面と分割面との境界は、屈曲さ
せることなく、例えば所定のＲで以て接続させてもよ
い。このＲは意図的に設けたものであってもよく、ま
た、意図的に設けたものでなくてもよい（この意図的に
設けたものではない例として、対物レンズ１６をプラス
チック等で形成する場合に、金型を加工する上で形成さ
れる境界のＲがある）。

【０１３１】また、本実施の形態では、屈折面Ｓ１を３
つの分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３で構成したが、これに限られ
ず、少なくとも３つ以上の分割面で構成すればよい。こ
の場合、光軸近傍には第１光ディスク及び第２光ディス
クの再生に利用する第１分割面を設け、この第１分割面
より外側（光軸から離れる方向）の分割面は、主に第２
光ディスクの再生に利用する分割面と主に第１光ディス
クの再生に利用する分割面とを交互に設けることが好ま
しい。また、この場合、複数の分割面（球面収差が不連
続になる位置）のうち最も小さい開口数をＮＡＬとし、
また、複数の分割面（球面収差が不連続になる位置）の
うち最も大きい開口数をＮＡＨとして考え、このＮＡＬ
とＮＡＨとは、上述した条件を満足することが好まし
い。

【０１３２】また、本実施の形態では、光源側から対物
レンズ１６を見たときに、第２分割面Ｓｄ２を光軸と同
心円状の環形状で設けたが、これに限られず、途切れた
環状で設けてもよい。また、第２分割面Ｓｄ２をホログ
ラムやフレネルで構成してもよい。なお、第２分割面Ｓ
ｄ２をホログラムで構成した場合、０次光と１次光とに
分けた光束の一方を第１光ディスクの再生に利用し、他
方を第２光ディスクの再生に利用する。このとき、第２
光ディスクの再生に利用する光束の光量の方が、第１光
ディスクの再生に利用する光束の光量より大きいことが
好ましい。

【０１３３】また、本実施の形態において、第１非球面
を設計する際には、前述したように厚さｔ１の透明基板
を介したとき第１分割面Ｓｄ１と第３分割面Ｓｄ３を通
過する光束による最良波面収差が０．０５λｒｍｓ（た
だし、λ（ｎｍ）は第１光ディスクを再生する際に使用
する光源の波長）以下とするだけでなく、厚さｔ２の透
明基板を介したとき第１分割面Ｓｄ１を通過する光束に
よる最良波面収差が回折限界である０．０７λｒｍｓ
（ただし、λ（ｎｍ）は第２光ディスクを再生する際に
使用する光源の波長）を満たすように設計を行うことに
より、第２光ディスク再生信号を良好にすることができ
る。

【０１３４】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態について、光ピックアップ装置の概略構成図である
図６に基づいて説明する。上述した第１及び第２の実施
の形態では光ピックアップ装置１０として１つの光源１
１を用いた実施の形態であったが、本実施の形態は光源
１１１，１１２を２つ用いた光ピックアップ装置１０で
ある。

【０１３５】本実施の形態においては、第１光ディスク
の再生時には第１光源である第１半導体レーザ１１１
（波長λ１＝６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ）と、第２光ディ
スクの再生時には第２光源である第２半導体レーザ１１
２（波長λ２＝７４０ｎｍ〜８７０ｎｍ）とを有してい
る。また、合成手段１９は、第１半導体レーザ１１１か
ら出射された光束と第２半導体レーザ１１２から出射さ
れた光束とを合成することが可能な手段であって、両光
束を１つの集光光学系を介して光ディスク２０に集光さ
せるために、同一光路となす手段である。

【０１３６】まず、第１光ディスクを再生する場合、第
１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射された
光束は、合成手段１９、偏光ビームスプリッタ１２、コ
リメータレンズ１３、１／４波長板１４を透過して円偏
光の平行光束となる。この光束は、絞り１７によって絞
られ、対物レンズ１６により第１光ディスク２０の透明
基板２１を介して情報記録面２２上に集光される。そし
て、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反射
した光束は、再び対物レンズ１６、１／４波長板１４、
コリメータレンズ１３を透過して偏光ビームスプリッタ
１２に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ１
８により非点収差が与えられ光検出器３０上へ入射し、
光検出器３０から出力される信号を用いて第１光ディス
ク２０に記録された情報の読み取り（再生）信号が得ら
れる。また、光検出器３０上でのスポットの形状変化に
よる光量分布変化を検出して、合焦検出やトラック検出
を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５
が半導体レーザ１１からの光を第１光ディスク２０の情
報記録面２２上に結像するように対物レンズ１６を移動
させるとともに、半導体レーザ１１からの光を所定のト
ラックに結像するように対物レンズ１６を移動させる。

【０１３７】一方、第２光ディスクを再生する場合、第
２半導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された
光束は合成手段１９により光路を変更され、その後、偏
光ビームスプリッタ１２、コリメータレンズ１３、１／
４波長板１４、絞り１７、対物レンズ１６を介して第２
光ディスク２０上に集光される。そして、情報記録面２
２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び
対物レンズ１６、１／４波長板１４、コリメータレンズ
１３、偏光ビームスプリッタ１２、シリンドリカルレン
ズ１８を介して光検出器３０に入射し、光検出器３０か
ら出力される信号を用いて第２光ディスク２０に記録さ
れた情報の読み取り（再生）信号が得られる。また、光
検出器３０上でのスポットの形状変化による光量分布変
化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検
出に基づいて２次元アクチュエータ１５が半導体レーザ
１１からの光を第２光ディスク２０の情報記録面２２上
にデフォーカス状態で結像するように対物レンズ１６を
移動させるとともに、半導体レーザ１１からの光を所定
のトラックに結像するように対物レンズ１６を移動させ
る。

【０１３８】このような光ピックアップ装置１０の集光
光学系の１つである対物レンズ１６に、第１及び第２の
実施の形態に記載したような対物レンズ１６を用いる。
すなわち、対物レンズ１６は、光源側の屈折面Ｓ１及び
光ディスク２０側の屈折面Ｓ２はともに非球面形状を呈
した正の屈折力を有した凸レンズであり、光源側の屈折
面Ｓ１は、光軸と同心状に複数（本実施の形態では３
つ）の第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面Ｓｄ３から構成
し、分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３の境界は段差を設ける。そし
て、第１分割面Ｓｄ１及び第３分割面Ｓｄ３は、第１光
源１１１から出射して第１光ディスクに集光させた光束
の最良波面収差が０．０５λｒｍｓ以下となるような第
１非球面で形成し、また、第２分割面は、第１非球面を
有するレンズを介して第２光源１１２の光束を透明基板
の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第２光ディスクに集光さ
せた時の球面収差の発生量よりも、少ない球面収差とな
るように第２非球面で形成し、この第１非球面の第２光
ディスクの必要開口数ＮＡ２近傍であるＮＡＬ〜ＮＡＨ
に、第２非球面を合成した対物レンズとする。

【０１３９】本実施の形態において得られた対物レンズ
１６は、以下の点を除き上述した第２の実施の形態と同
様の構成・作用効果を持つことになり、さらに、２つの
光源を用いるので、複数の光ディスクを再生するに際し
て自由度が大きくなる。

【０１４０】本実施の形態では２つの光源１１１，１１
２を用いているので、以下の好ましい範囲が上述した第
２の実施の形態と異なる。

【０１４１】すなわち、ｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．
２ｍｍ、６１０ｎｍ＜λ１＜６７０ｎｍ、７４０ｎｍ＜
λ２＜８７０ｎｍ、０．４０＜ＮＡ２＜０．５１とした
とき、０．６０（ＮＡ２）＜ＮＡＬ＜１．１（ＮＡ２）
の条件（この下限０．６０（ＮＡ２）は実用上、０．８
０（ＮＡ２）が好ましく、さらに０．８５（ＮＡ２）で
あることが好ましい）を満たすことが好ましい。この下
限を越すとサイドローブが大きくなり情報の正確な再生
ができず、上限を越すと波長λ２とＮＡ２において想定
される回折限界スポット径以上に絞られすぎる。なお、
ここでいうＮＡＬは第２光源１１２を用いたときの第２
分割面Ｓｄ２上でのＮＡＬを指す。

【０１４２】また、０．０１＜ＮＡＨ−ＮＡＬ＜０．１
２（この上限０．１２は、実用上、０．１であることが
更に好ましい）の条件を満たすことが好ましい。この下
限を越すと第２光ディスクの再生時のスポット形状が悪
化し、サイドローブ・スポット径が大きくなり、上限を
越すと第１光ディスクの再生時のスポット形状が乱れ、
光量低下を引き起こす。なお、ここでいうＮＡＬおよび
ＮＡＨは、第２光源１１２を用いたときの第２分割面Ｓ
ｄ２上でのＮＡＬおよびＮＡＨを指す。

【０１４３】また、第２光ディスクの再生時（ｔ２の厚
さの透明基板を介した際）に、開口数ＮＡＬから開口数
ＮＡＨの間の球面収差が、−２（λ２）／（ＮＡ２）²
以上、（５（λ２））／（ＮＡ２）²以下の条件を満た
すことが好ましい。さらに、この条件は、再生の場合は
３（λ２）／（ＮＡ２）²が以下が好ましく、あるい
は、記録をも考慮すると（勿論、再生もできる）０
（零）より大きいことが好ましい。この下限を越すと球
面収差の補正し過ぎとなり第１光ディスク再生時のスポ
ット形状が悪化し、上限を越すと第２光ディスクの再生
時のスポット形状が悪化し、サイドローブ・スポット径
が大きくなる。特に、この条件は、０〜２（λ２）／
（ＮＡ２）²の範囲を満足することが更に好ましく、こ
の場合、フォーカスエラー信号が良好に得られる。

【０１４４】また、別な観点から言うと、０．６０（Ｎ
Ａ２）＜ＮＡ３＜１．１（ＮＡ２）の条件（この下限
０．６０（ＮＡ２）は実用上０．８０（ＮＡ２）が好ま
しく、さらに０．８５（ＮＡ２）であることが好まし
い）を満足するとともに、０．０１＜ＮＡ４−ＮＡ３＜
０．１２（好ましくは、０．１）の条件を満足する対物
レンズ１６の光ディスク側の開口数ＮＡ３と開口数ＮＡ
４の間に、前述したＮＡＬとＮＡＨとを設ける（すなわ
ち、主に第２光ディスクの再生に利用する分割面を設け
る）ことである。これにより、第１光ディスクに集光さ
せる光スポットの強度を落とすことなく、第２光ディス
クとしてより大きな必要開口数の光ディスクを再生する
ことができる。

【０１４５】一方、本実施の形態では、光軸と直交する
方向で第２分割面Ｓｄ２中央位置でみたとき、第２分割
面Ｓｄ２の法線と光軸とのなす角度が、第１分割面Ｓｄ
１及び第３分割面Ｓｄ３から内挿される面の法線と光軸
とのなす角度より大きくする。これにより第１光ディス
ク及び第２光ディスクの双方を良好に再生することが可
能となる。なお、本実施の形態では、ｔ２＞ｔ１、ＮＡ
１＞ＮＡ２であるので、第２分割面Ｓｄ２の法線と光軸
とのなす角度が、第１、３分割面Ｓｄ１、Ｓｄ３から内
装される面の法線と光軸とのなす角度より大としたが、
ｔ２＜ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２のである場合は、小とすれ
ばよい。

【０１４６】また／さらに、実施の形態の対物レンズ１
６は、開口数がＮＡ２近傍の少なくとも２つの開口位置
（ＮＡＬおよびＮＡＨ）に対応する対物レンズ１６の屈
折面Ｓ１の円周位置で、該屈折面の法線と光軸とがなす
角度が０．０５度以上０．５０度未満に変化することが
好ましい。この下限を越すと第２光ディスクの再生時の
スポット形状が悪化し、サイドローブ・スポット径が大
きくなり、上限を越すと球面収差の補正し過ぎとなり第
１光ディスク再生時のスポット形状が悪化する。

【０１４７】特に、ｔ２＞ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２で、光
軸から円周方向へとみたとき、開口数ＮＡＬでは、屈折
面の法線と光軸との交点が、光源側の屈折面に近づく方
向に不連続に変化し、開口数ＮＡＨでは、屈折面の法線
と光軸との交点が、光源側の屈折面から遠のく方向に不
連続に変化している。これにより、薄い透明基板の厚さ
ｔ１の光ディスクの再生が良好になるとともに、これよ
り厚い透明基板の厚さｔ２の光ディスクの再生が良好に
行うことができる。

【０１４８】また、上述した第１、２の実施の形態と同
様に、別の観点から本実施の形態を捕らえると、少なく
とも一方の面を光軸と同心状に複数に分割された複数の
分割面（本実施の形態では３つの分割面）を有する対物
レンズ１６において、第１分割面Ｓｄ１を透過した光
と、第３分割面Ｓｄ３を透過した光とが、所定の厚さ
（第１光ディスク）の透明基板を介して、ほぼ同じ位相
となるようにしたとき、第１分割面Ｓｄ１を透過し透明
基板を介した光と、第２分割面Ｓｄ２のほぼ中央位置よ
り光軸側の第２分割面Ｓｄ２を透過し透明基板を介した
光と、の位相差を（Δ１Ｌ）π（ｒａｄ）とし、第３分
割面Ｓｄ３を透過し透明基板を介した光と、前記中央位
置より光軸側とは反対側の第２分割面Ｓｄ２を透過し透
明基板を介した光と、の位相差を（Δ１Ｈ）π（ｒａ
ｄ）とすると、（Δ１Ｈ）＞（Δ１Ｌ）を満足する。こ
の場合も上述と同様に、ｔ１＞ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２の
場合は、（Δ１Ｈ）＜（Δ１Ｌ）とする。したがって、
（Δ１Ｈ）≠（Δ１Ｌ）とする。

【０１４９】これを別な観点から言えば、第２分割面Ｓ
ｄ２の第１分割面Ｓｄ１からの段差量より、第２分割面
Ｓｄ２の第３分割面Ｓｄ３からの段差量の方が、大き
い。この場合も上述と同様に、ｔ１＞ｔ２、ＮＡ１＞Ｎ
Ａ２の場合は、第１分割面Ｓｄ１と第２分割面Ｓｄ２と
の境界における第１分割面Ｓｄ１からの段差量より、第
３分割面Ｓｄ３と第２分割面Ｓｄ２との境界における第
３分割面Ｓｄ３からの段差量の方が、小さくなる。さら
に、光軸から所定の位置において、第１分割面Ｓｄ１と
第３分割面Ｓｄ３とから内挿される面の位置と、第２分
割面Ｓｄ２の位置との差が、第２分割面Ｓｄ２のほぼ中
央位置を中心として非対称になっていことが好ましい。
さらに、この場合、光軸から離れるに従いその差が大き
くなることが好ましい。

【０１５０】なお、上述した第１、２の実施の形態と同
様に、分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ３を対物レンズ１６の屈折面
Ｓ１に設けること、無限系の対物レンズを用いること、
分割面に段差を設けること、分割面の数、第２分割面の
面形状など、本実施の形態に記載した内容に限られるも
のではない。

【０１５１】また、本実施の形態では、第１光源１１１
と第２光源１１２とを合成手段１９により合成するよう
にしたが、これに限られず、図１に示した光ピックアッ
プ装置において光源１１を第１光源１１１と第２光源１
１２とに切り替わるようにしてもよい。

【０１５２】また、本実施の形態において、第１光ディ
スクを再生する際（すなわち、厚さｔ１の透明基板を介
したとき）第１分割面Ｓｄ１及び第３分割面Ｓｄ３を通
過する光束による最良波面収差が０．０５λｒｍｓ（た
だし、λ（ｎｍ）は第１光ディスクを再生する際に使用
する光源の波長）を満たすだけでなく、さらに、第２光
ディスクを再生する際（すなわち、厚さｔ２の透明基板
を介したとき）第１分割面Ｓｄ１を通過する光束による
最良波面収差が回折限界である０．０７λｒｍｓ（ただ
し、λ（ｎｍ）は第２光ディスクを再生する際に使用す
る光源の波長）を満たすことにより、第２光ディスクの
再生信号を良好にすることができる。

【０１５３】なお、この実施の形態における対物レンズ
１６においては、本出願人が誤って上述した第１（又は
２）の実施の形態に示す光ピックアップ装置に用いたと
ころ、第１光ディスクとしてＤＶＤの再生は勿論のこ
と、驚くべきことに、同じ波長の光源で第２光ディスク
としてＣＤの再生もできた。すなわち、本実施の形態の
対物レンズ１６は、波長λ１の光源を用いて透明基板の
厚さがｔ１の第１光情報記録媒体及び透明基板の厚さが
ｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光情報記録媒体の情
報記録面上に集光させることができるとともに、波長λ
２（ただし、λ２≠λ１）の光源を用いた場合であって
も第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光することが
できるものである。このことにより、波長の異なる２つ
の光源を使用しＤＶＤとＣＤ−Ｒの再生をする光ピック
アップ装置（ＤＶＤ用に波長６１０ｎｍ〜６７０ｎｍの
光源とＣＤ−Ｒ用に必須な波長７８０ｎｍの光源に対
応）に用いる対物レンズと、１つの光源でＤＶＤやＣＤ
の再生をする光ピックアップ装置（波長６１０ｎｍ〜６
７０ｎｍの光源に対応）に用いる対物レンズとを共通化
することができ、大量生産に伴う低コスト化を実現する
ことができる。なお、このように共通化できるのは、光
源の波長がλ２からλ１に変えたとしても、第１、２の
実施の形態に記載したＮＡＬやＮＡＨの条件を満足する
ことが必要である。

【０１５４】なお、本実施の形態においては、第１光源
１１１と第２光源１１２とをほぼ同じ倍率で使用してい
るので、１つの光検出器３０とすることができ、構成を
簡単することができるが、各々の光源１１１、１１２に
対応させて２つの光検出器を設けてもよく、さらに倍率
を異ならせてもよい。

【０１５５】（第４の実施の形態）次に、第４の実施の
形態について、対物レンズ１６を模式的に示した図７に
基づいて説明する。図７（ａ）は対物レンズ１６の断面
図であり、（ｂ）は光源側から見た正面図である。本実
施の形態は、上述した第１〜第３の実施の形態に記載し
た光ピックアップ装置に用いられる対物レンズ１６の変
形例であり、上述した第１〜第３の実施の形態に記載し
た対物レンズ１６の光源側の面を３分割の屈折面とした
ものであるのに対し、本実施の形態の対物レンズ１６は
光源側の面を５分割の屈折面としたものである。なお、
本実施の形態は５分割にしたものであり、他は上述した
第１〜第３の実施の形態と同様であるので、説明を省略
することもある。

【０１５６】本実施の形態において、対物レンズ１６
は、光源側の屈折面Ｓ１及び光ディスク２０側の屈折面
Ｓ２は共に非球面形状を呈した正の屈折力を有した凸レ
ンズである。また、対物レンズ１６の光源側の屈折面Ｓ
１は、光軸と同心状に５つの第１分割面Ｓｄ１〜第５分
割面Ｓｄ５、すなわち、光軸を含む（光軸近傍の）第１
分割面（Ｓｄ１）より光軸から離れる方向に順に第２分
割面Ｓｄ２・・・第２ｎ＋１（ただし、ｎは自然数であ
り、本実施の形態ではｎ＝２である）分割面Ｓｄｓ２ｎ
＋１面で）から構成している。分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ５の
境界は段差を設けてそれぞれの分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ５を
形成している。この対物レンズ１６において、光軸を含
む第１分割面Ｓｄ１を通過する光束（第１光束）は第１
光ディスクに記録された情報の再生及び第２光ディスク
に記録された情報の再生に利用し、第２ｎ分割面Ｓｄ２
ｎ（本実施の形態では、第２分割面Ｓｄ２と第４分割面
Ｓｄ４）を通過する光束は主に第２光ディスクに記録さ
れた情報の再生に利用し、第２ｎ＋１分割面Ｓｄ２ｎ＋
１（本実施の形態では、第３分割面Ｓｄ３と第５分割面
Ｓｄ５）を通過する光束は主に第１光ディスクに記録さ
れた情報の再生に利用するような形状となっている。

【０１５７】このように、本実施の形態では分割面の数
を増やすことにより、第２ｎ分割面を高ＮＡ側に配置す
ることができるため、高ＮＡが必要な第１の光ディスク
の再生のみならず、第２の光ディスクとして、上述した
第１〜第３の実施の形態と比べて更に高ＮＡの光ディス
クの再生を行うことができる。しかも、第２ｎ分割面を
高ＮＡ側に配置したことに伴う第１光ディスク再生時の
光量低下を第２ｎ−１分割面（ただし、第１分割面は関
係ない）で補うことができ、第１光ディスクのみならず
第２光ディスクも良好に再生することができる。

【０１５８】具体的に、この対物レンズ１６は、先ず、
透明基板の厚さがｔ１の第１光ディスクに集光させた光
束の最良波面収差が０．０５λｒｍｓ以下となるように
第１屈折面Ｓ１の第１非球面と第２屈折面Ｓ２（共通屈
折面）を設計する。そして、この第１非球面を有するレ
ンズを介して透明基板の厚さがｔ２（ｔ２≠ｔ１）の第
２光ディスクに集光させた時の球面収差の発生量より
も、少ない球面収差となるように第２屈折面Ｓ２（共通
屈折面）はそのままで第１屈折面の第２非球面を設計す
る。このとき、第２非球面の近軸曲率半径と第１非球面
の近軸曲率半径とは同じにすることが、デフォーカス状
態で再生を行う第２光ディスクの再生を良好に行うため
に好ましい。この第１非球面の第２光ディスクの必要開
口数ＮＡ２近傍の２カ所であるＮＡＬ〜ＮＡＨに、第２
非球面を合成する。このようにして得られたレンズが本
実施の形態の対物レンズ１６となる。

【０１５９】なお、合成する場合、第２分割面Ｓｄ２と
第４分割面Ｓｄ４とを光軸方向にずらして合成して、位
相差を利用することにより、第１光ディスク再生時の集
光光量のアップを図ることができる。また、第２分割面
Ｓｄ２と第４分割面Ｓｄ４とを同じ第２非球面とした
が、これらが互いに異なる非球面を用いてもよく、ま
た、光軸方向にずらす量も各々変えてもよい。

【０１６０】ここで、第２非球面を合成するＮＡ２近傍
とは、０．６０（ＮＡ２）＜ＮＡ３＜１．３（ＮＡ２）
の条件（この下限０．６０（ＮＡ２）は実用上、０．８
０（ＮＡ２）が好ましく、さらに０．８５（ＮＡ２）で
あることが好ましく、また、この上限１．３（ＮＡ２）
は実用上１．１（ＮＡ２）であることが好ましい。ま
た、この上限１．３（ＮＡ２）は、第２光ディスク情報
記録媒体を記録又は再生する際の光源の波長が７４０ｎ
ｍ〜８７０ｎｍである場合、１．１（ＮＡ２）とする）
を満たすとともに、０．０１＜ＮＡ４−ＮＡ３＜０．１
２（この上限０．１２は、実用上、０．１であることが
更に好ましい）の条件を満たす、対物レンズ１６の光デ
ィスク側の開口数ＮＡ３とＮＡ４との間であることが好
ましい。

【０１６１】このような本実施の形態の場合、第１の実
施の形態と同様に、第１の光ディスクである透明基板の
厚さｔ１が０．６ｍｍのＤＶＤを再生する際には、第１
分割面Ｓｄ１及び第３分割面Ｓｄ３、第５分割面Ｓｄ５
を通過する光束は、ほぼ同一の第１結像位置に結像し、
その波面収差（第２分割面Ｓｄ２及び第４分割面Ｓｄ４
を通過する光束を除いた波面収差）は、０．０５λｒｍ
ｓ以下となっている。ここで、λは光源の波長である。

【０１６２】このとき、第２分割面Ｓｄ２及び第４分割
面Ｓｄ４を通過する光束は、第１結像位置とは異なった
第２結像位置に結像する。この第２結像位置は、第１結
像位置を０（零）としてそれより対物レンズ１６側を
負、その反対側を正とすると、第１結像位置から−２７
μｍ以上−４μｍ以下の距離にする。なお、本実施の形
態では、ｔ１＜ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２であるので、第２
結像位置を第１結像位置から−２７μｍ〜−４μｍとし
たが、ｔ１＞ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２の場合は、第２結像
位置を第１結像位置から４μｍ〜２７μｍにする。すな
わち、第１結像位置と第２結像位置との距離の絶対値は
４μｍ以上２７μｍ以下の範囲内になるようにする。

【０１６３】また、この対物レンズ１６を球面収差の観
点から見ると、開口数ＮＡ２の近傍の４つの開口位置
で、透明基板の厚さが異なる複数の光ディスクを１つの
集光光学系で再生できるように、球面収差が不連続に変
化するように構成している。このように球面収差が不連
続に変化（変化の方向は、上述した第１〜３の実施の形
態と同じである）しており、また、波面収差の観点から
見ると、開口数ＮＡ２近傍の４カ所で波面収差が不連続
となり、この不連続の各々の部分の波面収差の傾きは、
不連続となっている部分の両側の曲線の端部を結ぶ曲線
の傾きは、異なる傾きとなっている。

【０１６４】このような本実施の形態の対物レンズ１６
では、第２光ディスクの再生時（ｔ２の厚さの透明基板
を介した際）に、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨの間の
球面収差が、−２λ／（ＮＡ２）²以上、５λ／（ＮＡ
２）²以下の条件を満たすことが好ましい（ただし、こ
のときのλは、第２光ディスクの再生時に使用する光源
の波長である）。さらに、この条件は、再生の場合は３
λ／（ＮＡ２）²が以下が好ましく、あるいは、記録を
も考慮すると（勿論、再生もできる）０（零）より大き
いことが好ましい。

【０１６５】一方、本実施の形態では、光軸と直交する
方向で第２ｎ分割面（第２分割面Ｓｄ２あるいは第４分
割面）中央位置でみたとき、第２ｎ分割面の法線と光軸
とのなす角度が、第（２ｎ−１）分割面（第１分割面Ｓ
ｄ１あるいは第３分割面Ｓｄ３）及び第（２ｎ＋１）分
割面（第３分割面Ｓｄ３あるいは第５分割面Ｓｄ５）か
ら内挿される面の法線と光軸とのなす角度より大きくす
る。これにより第１光ディスク及び第２光ディスクの双
方を良好に再生することが可能となる。なお、本実施の
形態では、ｔ２＞ｔ１、ＮＡ１＞ＮＡ２であるので、第
２ｎ分割面の法線と光軸とのなす角度が、第（２ｎ−
１）分割面及び第（２ｎ＋１）分割面から内装される面
の法線と光軸とのなす角度より大としたが、ｔ２＜ｔ
１、ＮＡ１＞ＮＡ２の場合は、小とすればよい。

【０１６６】また／さらにまた、光軸と直交する方向で
第２分割面Ｓｄ２又は第４分割面Ｓｄ４である第２ｎ分
割面（ただし、ｎは自然数）のほぼ中央位置でみたと
き、第２ｎ分割面の法線と光軸とのなす角度と、第（２
ｎ−１）分割面及び第（２ｎ＋１）分割面から内挿され
る面（数１の非球面の式を用いて最小自乗法でフィッテ
ィングを行った非球面）の法線と光軸とのなす角度との
差が、０．０２°以上１°以下の範囲となるように、第
１分割面Ｓｄ１〜第（２ｎ＋１）分割面を設定すること
が好ましい。

【０１６７】また、上述した各実施の形態と同様に、別
の観点から本実施の形態を捕らえると、少なくとも一方
の面を光軸と同心状に複数に分割された複数の分割面
（本実施の形態では５つの分割面）を有する対物レンズ
１６において、第２ｎ分割面（ただし、ｎは１以上の整
数）より光軸側の第（２ｎ−１）分割面を透過した光
と、第２ｎ分割面より光軸側とは反対側の第（２ｎ＋
１）分割面を透過した光とが、所定の厚さ（第１光ディ
スク）の透明基板を介して、ほぼ同じ位相となるように
したとき、第（２ｎ−１）分割面（例えば、第１分割面
Ｓｄ１又は第３分割面Ｓｄ３）を透過し透明基板を介し
た光と、第２ｎ分割面（例えば、第２分割面Ｓｄ２又は
第４分割面Ｓｄ４）のほぼ中央位置より光軸側の第２ｎ
分割面（例えば、第２分割面Ｓｄ２又は第４分割面Ｓｄ
４）を透過し透明基板を介した光と、の位相差を（Δｎ
Ｌ）π（例えば、（Δ１Ｌ）π又は（Δ２Ｌ）π）（ｒ
ａｄ）とし、第（２ｎ＋１）分割面（例えば、第３分割
面Ｓｄ３又は第５分割面Ｓｄ５）を透過し透明基板を介
した光と、前記中央位置より光軸側とは反対側の第２ｎ
分割面（例えば、第２分割面Ｓｄ２又は第４分割面Ｓｄ
４）を透過し透明基板を介した光と、の位相差を（Δｎ
Ｈ）π（例えば、（Δ１Ｈ）π又は（Δ２Ｈ）π）（ｒ
ａｄ）とすると、（ΔｎＨ）＞（ΔｎＬ）を満足する。
この場合も上述と同様に、ｔ１＞ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２
の場合は、（ΔｎＨ）＜（ΔｎＬ）とする。したがっ
て、（ΔｎＨ）≠（ΔｎＬ）とする。

【０１６８】これを別な観点から言えば、第２ｎ分割面
（例えば、第２分割面Ｓｄ２又は第４分割面Ｓｄ４）の
第（２ｎ−１）分割面（例えば、第１分割面Ｓｄ１又は
第３分割面Ｓｄ３）からの段差量より、第２ｎ分割面
（例えば、第２分割面Ｓｄ２又は第４分割面差Ｓｄ４）
の第（２ｎ＋１）分割面（例えば、第３分割面Ｓｄ３又
は第５分割面Ｓｄ５）からの段差量の方が、大きい。こ
の場合も上述と同様に、ｔ１＞ｔ２、ＮＡ１＞ＮＡ２の
場合は、第２ｎ分割面の第（２ｎ−１）分割面からの段
差量より、第２ｎ分割面の第（２ｎ＋１）分割面からの
段差量の方が、小さくなる。さらに、光軸から所定の位
置において、第（２ｎ−１）分割面と第（２ｎ＋１）分
割面と（例えば、第１分割面Ｓｄ１と第３分割面Ｓｄ３
と又は第３分割面Ｓｄ３と第５分割面Ｓｄ５）から内挿
される面の位置と、第２ｎ分割面（例えば、第２分割面
Ｓｄ２又は第４分割面Ｓｄ４）の位置との差が、第２分
割面（例えば、第２分割面Ｓｄ２又は第４分割面Ｓｄ
４）のほぼ中央位置を中心として非対称になっているこ
とが好ましい。さらに、この場合、光軸から離れるに従
いその差が大きくなることが好ましい。

【０１６９】なお、本実施の形態において、対物レンズ
１６の光源側の屈折面Ｓ１を５分割したが、これに限ら
れず、他の集光光学系の光学素子（例えば、コリメータ
レンズなど）に設けてもよく、あるいは、別途光学素子
を設けてもよい。

【０１７０】また、本実施の形態では、第１分割面Ｓｄ
１〜第５分割面Ｓｄ５の境界に段差を設けたが、少なく
とも一つの境界を段差を設けずに連続的に分割面を形成
してもよい。また、分割面と分割面との境界は、屈曲さ
せることなく、例えば所定のＲで以て接続させてもよ
い。このＲは意図的に設けたものであってもよく、ま
た、意図的に設けたものでなくてもよい（この意図的に
設けたものではない例として、対物レンズ１６をプラス
チック等で形成する場合に、金型を加工する上で形成さ
れる境界のＲがある）。

【０１７１】また、本実施の形態では、光源側から対物
レンズ１６を見たときに、第２分割面Ｓｄ２及び第４分
割面Ｓｄ４を光軸と同心円状の環形状で設けたが、これ
に限られず、途切れた環状で設けてもよい。また、第２
分割面Ｓｄ２又は／及び第４分割面Ｓｄ４をホログラム
やフレネルで構成してもよい。なお、第２分割面Ｓｄ２
をホログラムで構成した場合、０次光と１次光とに分け
た光束の一方を第１光ディスクの再生に利用し、他方を
第２光ディスクの再生に利用する。このとき、第２光デ
ィスクの再生に利用する光束の光量の方が、第１光ディ
スクの再生に利用する光束の光量より大きいことが好ま
しい。

【０１７２】また、本実施の形態において、第１光ディ
スクを再生する際（すなわち、厚さｔ１の透明基板を介
したとき）第１分割面Ｓｄ１及び第３分割面Ｓｄ３を通
過する光束による最良波面収差が０．０５λｒｍｓ（た
だし、λ（ｎｍ）は第１光ディスクを再生する際に使用
する光源の波長）を満たすだけでなく、第２光ディスク
を再生する際（すなわち、厚さｔ２の透明基板を介した
とき）第１分割面Ｓｄ１を通過する光束による最良波面
収差が回折限界である０．０７λｒｍｓ（ただし、λ
（ｎｍ）は第２光ディスクを再生する際に使用する光源
の波長）を満たすことにより、第２光ディスクの再生信
号を良好にすることができる。

【０１７３】以上、詳述した第１〜４の実施の形態にお
いて、第１分割面を光軸を含む面としたが、光軸上のご
く狭い領域の面は集光にはさほど影響を及ぼさないた
め、そのような集光には影響を与えない光軸上のごく狭
い領域の面が平坦となっていたり、突起や凹みとなって
いてもよい。要は、ＮＡ２近傍に第２光ディスクの再生
に利用する分割面を設ければよく、それより光軸側（す
なわち光軸近傍）を第１分割面とすればよい。

【０１７４】また、以上の説明においては、光ディスク
に記録された情報の再生のみについて説明したが、集光
光学系（対物レンズ）によって集光する光スポットが重
要である点で光ディスクへ情報を記録する場合について
も同様であり、以上の実施の形態は有効に記録にも使え
ることは言うまでもない。

【０１７５】さらに、上述した第１〜第４の実施の形態
においては、フォーカスエラー信号のＳ字特性が良好に
なるという効果も奏する。

【０１７６】

【実施例】以下の実施例においては、本発明を対物レン
ズ１６の光源側の屈折面に適用したものである。また、
第１光ディスクとしてＤＶＤ（透明基板の厚さｔ１＝
０．６ｍｍ、必要な開口数ＮＡ１＝０．６０（λ＝６３
５ｎｍ））を用い、第２光ディスクとしてＣＤ（透明基
板の厚さｔ２＝１．２ｍｍ、必要な開口数ＮＡ２＝０．
３６６（λ＝６３５ｎｍ）あるいはＮＡ２＝０．４５
（λ＝７８０ｎｍ））あるいはＣＤ−Ｒ（透明基板の厚
さｔ２＝１．２ｍｍ、必要な開口数ＮＡ２＝０．５０
（λ＝７８０ｎｍ）（ただし、再生のみの場合は、ＮＡ
２＝０．４５（λ＝７８０ｎｍ））を用いることにす
る。なお、以下の対物レンズ１６の例においては、コリ
メータレンズ１３は、設計を最適にすることにより対物
レンズ１６へは略無収差の平行光束を入射させることが
できるため、以下の例においては略無収差の平行光束を
出射できるコリメータレンズ１３を使用することを前提
として、対物レンズ１６へ光束が入射して以降の構成を
示す。また、対物レンズ１６の光源側の配置される絞り
を第１面として、ここから順に第ｉ番目のレンズ面の曲
率半径をｒｉ、ＤＶＤ再生時の第ｉ番目の面と第ｉ＋１
番目の面との間の距離をｄｉ（ＣＤ再生時は、ｄｉ′に
記載がある場合はその数値に変わり、記載がない場合は
ｄｉと同じである）、その間隔のレーザー光源の光束の
波長での屈折率をｎｉで表している。また、光学面に非
球面を用いた場合は、上述した非球面の式に基づくもの
とする。

【０１７７】また、表４、７、８、１１、１４、１５、
１８、１９、２２、２３、２６、２７、３０、３１、３
４、３５、３８、３９中の記載においては次のように行
っている。なお、次における「ｎ」は自然数である。

【０１７８】まず、ＮＡＬ・ＮＡＨに続けて記載してい
る（ ）内の数字は、分割面（例えば、ＮＡＬ（２）
は、第２分割面上でのＮＡＬの値を示している）を示し
ている。

【０１７９】また、Ｈ２ｎｍｉｄは、光軸と直交する方
向で光軸から第２ｎ分割面の中央位置までの高さを示し
ている。

【０１８０】また、θ２ｎ−１，２ｎ＋１，ｍｉｄは、
高さＨ２ｎｍｉｄにおける第（２ｎ−１）分割面及び第
（２ｎ＋１）分割面から内挿される面の法線と光軸との
なす角度を示している。さらに、θ２ｎ−１，２ｎ＋
１，ｍｉｄを詳細にいうと、第（２ｎ−１）分割面を第
２ｎ分割面の方向に延長した面を想定し、その想定した
面における光軸からの高さＨ２ｎｍｉｄにおける法線と
光軸とのなす角度と、第（２ｎ＋１）分割面を第２ｎ分
割面の方向に延長した面を想定し、その想定した面にお
ける光軸からの高さＨ２ｎｍｉｄにおける法線と光軸と
のなす角度との平均角度をいう。ここで、具体的に面を
想定する場合には「数１」に示す非球面の式を参考にす
ればよい。

【０１８１】また、θ２ｎ，ｍｉｄは、高さＨ２ｎｍｉ
ｄにおける第２ｎ分割面の法線と光軸とのなす角度を示
している。

【０１８２】また、Δθ２ｎ，ｍｉｄは、θ２ｎ，ｍｉ
ｄとθ２ｎ−１，２ｎ＋１，ｍｉｄとの差を示してい
る。

【０１８３】また、図９、１３、１８、２２、２７、３
２、３７、４２、４７、５２の（ａ）、（ｂ）の下側に
記載した「ｄｅｆｏｃｕｓ」とは、光ディスクの情報記
録面（所定の厚さ、屈折率の透明基板を介したとき）に
幾何学的焦点位置に合致する対物レンズ１６の位置を中
心に、光源からの光束の進行方向を正とした場合におけ
る、最良の波面収差を得るために光軸方向に対物レンズ
１６を移動させる量（デフォーカス量）を示している。

【０１８４】（実施例１）実施例１は、上述した第２の
実施の形態の１光源の光ピックアップ装置１０に搭載す
る対物レンズ１６であって、第１分割面Ｓｄ１〜第３分
割面Ｓｄ３の境界に段差を設けた対物レンズ１６に本発
明を適用した例である。

【０１８５】表２および表３に対物レンズの光学データ
を示す。

【０１８６】

【表２】

【０１８７】

【表３】

【０１８８】なお、本実施例の対物レンズは、第１非球
面が光軸と交わる位置と第２非球面が光軸と交わる位置
とが同じである。

【０１８９】また、図８（ａ）に厚さｔ１（＝０．６ｍ
ｍ）の透明基板を介したとき（以下、ＤＶＤ再生時とい
う）の球面収差図を、図８（ｂ）に厚さｔ２（＝１．２
ｍｍ）の透明基板を介したとき（以下、ＣＤ再生時とい
う）の球面収差図を示している。また、図９（ａ）にＤ
ＶＤ再生時の最良波面収差が得られる位置にデフォーカ
スした状態でみたときの波面収差図を、図９（ｂ）にＣ
Ｄ再生時の最良波面収差が得られる位置にデフォーカス
した状態でみたときの波面収差図を示している。また、
表４には、ＮＡＬおよびＮＡＨの開口数、球面収差の発
生量、法線と光軸とのなす角度、法線と、各条件の値を
示す。

【０１９０】

【表４】

【０１９１】また、図１０にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図１１にＣＤ再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。

【０１９２】（実施例２）実施例２は、上述した第３の
実施の形態の２つの光源（第１光源の波長λ１＝６３５
ｎｍ、第２光源の波長λ２＝７８０ｎｍ）を用いた光ピ
ックアップ装置１０に搭載する対物レンズ１６であっ
て、第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面Ｓｄ３の境界に段差
を設けた対物レンズ１６に本発明を適用した例である。

【０１９３】表５および表６に対物レンズの光学データ
を示す。

【０１９４】

【表５】

【０１９５】

【表６】

【０１９６】なお、本実施例の対物レンズは、第１非球
面が光軸と交わる位置と第２非球面が光軸と交わる位置
とが同じである。また、表５のｎｉ′は、第２光源（λ
２＝７８０ｎｍ）における屈折率を示している。

【０１９７】また、図１２（ａ）にＤＶＤ再生時の球面
収差図を、図１２（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を示
している。また、図１３（ａ）にＤＶＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図１３（ｂ）にＣＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表７には、ＮＡＬ
およびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。

【０１９８】

【表７】

【０１９９】また、図１４にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図１５にＣＤ再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。

【０２００】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
１つの光源（光源の波長λ１＝６３５ｎｍ）を用いた光
ピックアップ装置１０に搭載しても、ＤＶＤのみならず
ＣＤの再生が可能であった。このときのＣＤ再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図１６に示す。また、この場合の、ＮＡＬ
およびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表８に示す。

【０２０１】

【表８】

【０２０２】（実施例３）実施例３は、上述した第２の
実施の形態の１光源の光ピックアップ装置１０に搭載す
る対物レンズ１６であって、第２分割面Ｓｄ２と第３分
割面Ｓｄ３との境界に段差を設け、第１分割面Ｓｄ１と
第２分割面Ｓｄ３との境界には段差を設けない対物レン
ズ１６に本発明を適用した例である。

【０２０３】表９および表１０に対物レンズの光学デー
タを示す。

【０２０４】

【表９】

【０２０５】

【表１０】

【０２０６】なお、表１０中の第２非球面の「ｄ２＝
２．２００７０２」とは、第２非球面（第２分割面）の
形状を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光
軸との交点と、第３面との光軸上の間隔を表している。
すなわち、この値にすることにより、第１分割面と第２
分割面とが連続した面（段差を有さない）となる。

【０２０７】また、図１７（ａ）にＤＶＤ再生時の球面
収差図を、図１７（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を示
している。また、図１８（ａ）にＤＶＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図１８（ｂ）にＣＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表１１には、ＮＡ
ＬおよびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。

【０２０８】

【表１１】

【０２０９】また、図１９にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図２０にＣＤ再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。

【０２１０】（実施例４）実施例４は、上述した第３の
実施の形態の２つの光源（第１光源の波長λ１＝６３５
ｎｍ、第２光源の波長λ２＝７８０ｎｍ）を用いた光ピ
ックアップ装置１０に搭載する対物レンズ１６であっ
て、第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面Ｓｄ３の境界に段差
を設けた対物レンズ１６に本発明を適用した例である。

【０２１１】表１２および表１３に対物レンズの光学デ
ータを示す。

【０２１２】

【表１２】

【０２１３】

【表１３】

【０２１４】なお、表１３中の第２非球面の「ｄ２＝
２．１９９６」とは、第２非球面（第２分割面）の形状
を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸と
の交点と、第３面との光軸上の間隔を表している。これ
は、第２分割面を光軸方向にｄ２だけずらすことにより
位相差を設け、集光光量（ピーク強度）を上げるように
している。また、表１２のｎｉ′は、第２光源（λ２＝
７８０ｎｍ）における屈折率を示している。

【０２１５】また、図２１（ａ）にＤＶＤ再生時の球面
収差図を、図２１（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を示
している。また、図２２（ａ）にＤＶＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図２２（ｂ）にＣＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表１４には、ＮＡ
ＬおよびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。

【０２１６】

【表１４】

【０２１７】また、図２３にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図２４にＣＤ再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。

【０２１８】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
１つの光源（光源の波長λ１＝６３５ｎｍ）を用いた光
ピックアップ装置１０に搭載しても、ＤＶＤのみならず
ＣＤの再生が可能であった。このときのＣＤ再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図２５に示す。また、この場合の、ＮＡＬ
およびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表１５に示す。

【０２１９】

【表１５】

【０２２０】（実施例５）実施例５は、上述した第３の
実施の形態の２つの光源（第１光源の波長λ１＝６３５
ｎｍ、第２光源の波長λ２＝７８０ｎｍ）を用いた光ピ
ックアップ装置１０に搭載する対物レンズ１６であっ
て、第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面Ｓｄ３の境界に段差
を設けた対物レンズ１６に本発明を適用した例である。
なお、本実施例においては、第２光ディスクとしてＣＤ
−Ｒを想定したものである。そのためＮＡ２＝０．５と
して示している。

【０２２１】表１６および表１７に対物レンズの光学デ
ータを示す。

【０２２２】

【表１６】

【０２２３】

【表１７】

【０２２４】なお、本実施例の対物レンズは、第１非球
面が光軸と交わる位置と第２非球面が光軸と交わる位置
とが同じである。また、表１６のｎｉ′は、第２光源
（λ２＝７８０ｎｍ）における屈折率を示している。

【０２２５】また、図２６（ａ）にＤＶＤ再生時の球面
収差図を、図２６（ｂ）にＣＤ−Ｒ再生時の球面収差図
を示している。また、図２７（ａ）にＤＶＤ再生時の最
良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみ
たときの波面収差図を、図２７（ｂ）にＣＤ−Ｒ再生時
の最良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態
でみたときの波面収差図を示している。また、表１８に
は、ＮＡＬおよびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、
法線と光軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。

【０２２６】

【表１８】

【０２２７】また、図２８にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図２９にＣＤ−Ｒ再生時に最良のスポット形
状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【０２２８】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
１つの光源（光源の波長λ１＝６３５ｎｍ）を用いた光
ピックアップ装置１０に搭載しても、ＤＶＤのみならず
ＣＤの再生が可能であった。このときのＣＤ再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図３０に示す。また、この場合の、ＮＡＬ
およびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表１９に示す。

【０２２９】

【表１９】

【０２３０】（実施例６）実施例６は、上述した第３の
実施の形態の２つの光源（第１光源の波長λ１＝６３５
ｎｍ、第２光源の波長λ２＝７８０ｎｍ）を用いた光ピ
ックアップ装置１０に搭載する対物レンズ１６であっ
て、第４の実施の形態において示した対物レンズ１６、
すなわち、第１分割面Ｓｄ１〜第５分割面Ｓｄ５の境界
に段差を設けた対物レンズ１６を搭載した例である。な
お、本実施例においては、第２光ディスクとしてＣＤ−
Ｒを想定したものである。そのために、ＮＡ２＝０．５
として示している。

【０２３１】表２０および表２１に対物レンズの光学デ
ータを示す。

【０２３２】

【表２０】

【０２３３】

【表２１】

【０２３４】なお、本実施例の対物レンズは、第１非球
面（第１分割面Ｓｄ１と第３分割面Ｓｄ３と第５分割面
Ｓｄ５の面（あるいは該面を延長した面）が光軸と交わ
る位置と第２分割面Ｓｄ２と第４分割面Ｓｄ４それぞれ
の分割面を延長した面（共に第２非球面を合成）が光軸
と交わる位置とが同じである。また、表２０のｎｉ′
は、第２光源（λ２＝７８０ｎｍ）における屈折率を示
している。

【０２３５】また、図３１（ａ）にＤＶＤ再生時の球面
収差図を、図３１（ｂ）にＣＤ−Ｒ再生時の球面収差図
を示している。また、図３２（ａ）にＤＶＤ再生時の最
良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみ
たときの波面収差図を、図３２（ｂ）にＣＤ−Ｒ再生時
の最良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態
でみたときの波面収差図を示している。また、表２２に
は、ＮＡＬおよびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、
法線と光軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。

【０２３６】

【表２２】

【０２３７】また、図３３にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図３４にＣＤ−Ｒ再生時に最良のスポット形
状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【０２３８】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
１つの光源（光源の波長λ１＝６３５ｎｍ）を用いた光
ピックアップ装置１０に搭載しても、ＤＶＤのみならず
ＣＤの再生が可能であった。このときのＣＤ再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図３５に示す。また、この場合の、ＮＡＬ
およびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表２３に示す。

【０２３９】

【表２３】

【０２４０】（実施例７）実施例７は、上述した第３の
実施の形態の２つの光源（第１光源の波長λ１＝６３５
ｎｍ、第２光源の波長λ２＝７８０ｎｍ）を用いた光ピ
ックアップ装置１０に搭載する対物レンズ１６であっ
て、第４の実施の形態において示した対物レンズ１６、
すなわち、第１分割面Ｓｄ１〜第５分割面Ｓｄ５の境界
に段差を設けた対物レンズ１６を搭載した例である。な
お、本実施例においては、第２光ディスクとしてＣＤ−
Ｒを想定したものである。そのために、ＮＡ２＝０．５
として示している。

【０２４１】表２４および表２５に対物レンズの光学デ
ータを示す。

【０２４２】

【表２４】

【０２４３】

【表２５】

【０２４４】なお、表２５中の第２非球面の「ｄ２＝
２．１９９６」及び「ｄ４＝２．２００３」とは、それ
ぞれ第２分割面及び第４分割面（共に第２非球面）の形
状を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸
との交点と、第３面との光軸上の間隔を表している。こ
れは、第２分割面を光軸方向にｄ２だけずらし、また、
第４分割面を光軸方向にｄ４だけずらすことにより位相
差を設け、集光光量（ピーク強度）を上げるようにして
いる。また、表２４のｎｉ′は、第２光源（λ２＝７８
０ｎｍ）における屈折率を示している。

【０２４５】また、図３６（ａ）にＤＶＤ再生時の球面
収差図を、図３６（ｂ）にＣＤ−Ｒ再生時の球面収差図
を示している。また、図３７（ａ）にＤＶＤ再生時の最
良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみ
たときの波面収差図を、図３７（ｂ）にＣＤ−Ｒ再生時
の最良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態
でみたときの波面収差図を示している。また、表２６に
は、ＮＡＬおよびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、
法線と光軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。

【０２４６】

【表２６】

【０２４７】また、図３８にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図３９にＣＤ−Ｒ再生時に最良のスポット形
状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【０２４８】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
１つの光源（光源の波長λ１＝６３５ｎｍ）を用いた光
ピックアップ装置１０に搭載しても、ＤＶＤのみならず
ＣＤの再生が可能であった。このときのＣＤ再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図４０に示す。また、この場合の、ＮＡＬ
およびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表２７に示す。

【０２４９】

【表２７】

【０２５０】（実施例８）実施例８は、上述した第３の
実施の形態の２つの光源（第１光源の波長λ１＝６３５
ｎｍ、第２光源の波長λ２＝７８０ｎｍ）を用いた光ピ
ックアップ装置１０に搭載する対物レンズ１６であっ
て、第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面Ｓｄ３の境界に段差
を設けた対物レンズ１６に本発明を適用した例である。

【０２５１】表２８および表２９に対物レンズの光学デ
ータを示す。

【０２５２】

【表２８】

【０２５３】

【表２９】

【０２５４】なお、表２９中の第２非球面の「ｄ２＝
２．１９９５」とは、第２非球面（第２分割面）の形状
を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸と
の交点と、第３面との光軸上の間隔を表している。ま
た、表２８のｎｉ′は、第２光源（λ２＝７８０ｎｍ）
における屈折率を示している。

【０２５５】また、図４１（ａ）にＤＶＤ再生時の球面
収差図を、図４１（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を示
している。また、図４２（ａ）にＤＶＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図４２（ｂ）にＣＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表３０には、ＮＡ
ＬおよびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。

【０２５６】

【表３０】

【０２５７】また、図４３にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図４４にＣＤ再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。

【０２５８】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
１つの光源（光源の波長λ１＝６３５ｎｍ）を用いた光
ピックアップ装置１０に搭載しても、ＤＶＤのみならず
ＣＤの再生が可能であった。このときのＣＤ再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図４５に示す。また、この場合の、ＮＡＬ
およびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表３１に示す。

【０２５９】

【表３１】

【０２６０】（実施例９）実施例９は、上述した第３の
実施の形態の２つの光源（第１光源の波長λ１＝６３５
ｎｍ、第２光源の波長λ２＝７８０ｎｍ）を用いた光ピ
ックアップ装置１０に搭載する対物レンズ１６であっ
て、第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面Ｓｄ３の境界に段差
を設けた対物レンズ１６に本発明を適用した例である。

【０２６１】表３２および表３３に対物レンズの光学デ
ータを示す。

【０２６２】

【表３２】

【０２６３】

【表３３】

【０２６４】なお、表３３中の第２非球面の「ｄ２＝
２．２００」とは、第２非球面（第２分割面）の形状を
非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸との
交点と、第３面との光軸上の間隔を表している。また、
表３２のｎｉ′は、第２光源（λ２＝７８０ｎｍ）にお
ける屈折率を示している。

【０２６５】また、図４６（ａ）にＤＶＤ再生時の球面
収差図を、図４６（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を示
している。また、図４７（ａ）にＤＶＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図４７（ｂ）にＣＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表３４には、ＮＡ
ＬおよびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。

【０２６６】

【表３４】

【０２６７】また、図４８にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図４９にＣＤ再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。

【０２６８】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
１つの光源（光源の波長λ１＝６３５ｎｍ）を用いた光
ピックアップ装置１０に搭載しても、ＤＶＤのみならず
ＣＤの再生が可能であった。このときのＣＤ再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図５０に示す。また、この場合の、ＮＡＬ
およびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表３５に示す。

【０２６９】

【表３５】

【０２７０】（実施例１０）実施例１０は、上述した第
３の実施の形態の２つの光源（第１光源の波長λ１＝６
３５ｎｍ、第２光源の波長λ２＝７８０ｎｍ）を用いた
光ピックアップ装置１０に搭載する対物レンズ１６であ
って、第１分割面Ｓｄ１〜第３分割面Ｓｄ３の境界に段
差を設けた対物レンズ１６に本発明を適用した例であ
る。

【０２７１】表３６および表３７に対物レンズの光学デ
ータを示す。

【０２７２】

【表３６】

【０２７３】

【表３７】

【０２７４】なお、表３７中の第２非球面の「ｄ２＝
２．１９９５」とは、第２非球面（第２分割面）の形状
を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸と
の交点と、第３面との光軸上の間隔を表している。ま
た、表３６のｎｉ′は、第２光源（λ２＝７８０ｎｍ）
における屈折率を示している。

【０２７５】また、図５１（ａ）にＤＶＤ再生時の球面
収差図を、図５１（ｂ）にＣＤ再生時の球面収差図を示
している。また、図５２（ａ）にＤＶＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図５２（ｂ）にＣＤ再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表３８には、ＮＡ
ＬおよびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。

【０２７６】

【表３８】

【０２７７】また、図５３にＤＶＤ再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図５４にＣＤ再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。

【０２７８】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
１つの光源（光源の波長λ１＝６３５ｎｍ）を用いた光
ピックアップ装置１０に搭載しても、ＤＶＤのみならず
ＣＤの再生が可能であった。このときのＣＤ再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図５５に示す。また、この場合の、ＮＡＬ
およびＮＡＨの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表３９に示す。

【０２７９】

【表３９】

【０２８０】以上、実施例１〜実施例１０によると、透
明基板の厚さが異なる２つの光ディスクを、１つの集光
光学系（そのうち１つの対物レンズ）共に良好に再生す
ることができた。また、記録に際しても何ら問題はな
い。特に、実施例２、４〜１０においては、２つの光源
を用いて第１光ディスクとしてＤＶＤの再生とともに、
第２光ディスクとしてＣＤ−Ｒの再生（光源の波長が７
８０ｎｍを必須とする）ができた。さらに、この実施例
２、４〜１０においては、１つの光源を用いて、ＤＶＤ
およびＣＤの再生も良好にできた。さらに、実施例５〜
７においては、第２光ディスクとして必要開口数がＮＡ
＝０．５という高ＮＡまで対応でき、ＣＤ−Ｒの記録に
も十分に使用できた。

【０２８１】また、実施例１〜１０のうち実施例１、
３、８〜１０においては、透明基板の厚さが１．２ｍｍ
の第２光ディスクの再生信号が特に良好であった。これ
は、表４０に示すように、この実施例１、３、８〜１０
においては、第１分割面を通過した光束による最良波面
収差（第１分割面内波面収差量という）が、回折限界性
能である０．０７λを満たすためである。

【０２８２】

【表４０】

【０２８３】なお、表４０において、上段の表は光源の
波長λが６３５ｎｍで透明基板の厚さが１．２ｍｍの第
２光ディスクを再生する場合の第１分割面内波面収差量
を示しているが、実施例２、４〜１０においては２光源
を用いる実施例であるため、下段の表に光源の波長λが
７８０ｎｍで透明基板の厚さが１．２ｍｍの第２光ディ
スクを再生する場合の第１分割面内波面収差量を示して
いる。

【０２８４】また、上述した実施例１〜１０において、
ｎを自然数とすると、第（２ｎ−１）分割面（例えば、
第１分割面Ｓｄ１又は第３分割面）を透過しＤＶＤの透
明基板を介した光と、第２ｎ分割面（例えば、第２分割
面Ｓｄ２又は第４分割面Ｓｄ４）のほぼ中央位置より光
軸側の第２ｎ分割面（例えば、第２分割面Ｓｄ２又は第
４分割面Ｓｄ４）を透過しＤＶＤの透明基板を介した光
と、の位相差である（ΔｎＬ）π（例えば、（Δ１Ｌ）
π又は（Δ２Ｌ）π）（ｒａｄ）、及び、第（２ｎ＋
１）分割面（例えば、第３分割面Ｓｄ３又は第５分割面
Ｓｄ５）を透過しＤＶＤの透明基板を介した光と、前記
中央位置より光軸側とは反対側の第２ｎ分割面（例え
ば、第２分割面Ｓｄ２又は第４分割面Ｓｄ４）を透過し
ＤＶＤの透明基板を介した光と、の位相差である（Δｎ
Ｈ）π（例えば、（Δ１Ｈ）π又は（Δ２Ｈ）π）（ｒ
ａｄ）の値を、表４１に示す。なお、この場合、位相差
の符号は、光の進行方向（光ディスクへ向かう方向）を
正とし、第（２ｎ−１）分割面あるいは第（２ｎ＋１）
分割面を透過しＤＶＤの透明基板を介した光に対する第
２ｎ分割面を透過しＤＶＤの透明基板を介した光の位相
差を比較する。

【０２８５】

【表４１】

【０２８６】この表から明らかなように、実施例１〜１
０の全てにおいて、（ΔｎＨ）＞（ΔｎＬ）を満足す
る。なお、表４１における値は、各分割面Ｓｄ１〜Ｓｄ
３（あるいはＳｄ５）間の境界部における、各分割面に
入射する光束での位相差を示している。

【０２８７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明において
は、１つの集光光学系で複数の光情報記録媒体の記録／
再生ができ、低コストかつ複雑化しないで実現でき、さ
らに、高ＮＡの光情報記録媒体にも対応できる。さら
に、本発明では、球面収差の発生を積極的に利用し、複
数の光情報記録媒体の記録／再生を１つの集光光学系で
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ピックアップ装置の概略構成図である。

【図２】対物レンズを模式的に示した断面図（ａ）及び
光源側から見た正面図（ｂ）である。

【図３】対物レンズを模式的に示した断面図である。

【図４】対物レンズの球面収差図を模式的に示した図で
ある。

【図５】対物レンズの波面収差図を模式的に示した図で
ある。

【図６】第３の実施の形態の光ピックアップ装置の概略
構成図である。

【図７】第４の実施の形態の対物レンズを模式的に示し
た断面図（ａ）及び光源側から見た正面図（ｂ）であ
る。

【図８】実施例１の対物レンズの収差図である。

【図９】実施例１の対物レンズを最良波面収差が得られ
る位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差図
である。

【図１０】実施例１の対物レンズでＤＶＤ再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。

【図１１】実施例１のＣＤ再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【図１２】実施例２の対物レンズの収差図である。

【図１３】実施例２の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。

【図１４】実施例２の対物レンズでＤＶＤ再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。

【図１５】実施例２のＣＤ再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【図１６】実施例２の対物レンズで波長６３５ｎｍでＣ
Ｄ再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。

【図１７】実施例３の対物レンズの収差図である。

【図１８】実施例３の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。

【図１９】実施例３の対物レンズでＤＶＤ再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。

【図２０】実施例３のＣＤ再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【図２１】実施例４の対物レンズの収差図である。

【図２２】実施例４の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。

【図２３】実施例４の対物レンズでＤＶＤ再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。

【図２４】実施例４のＣＤ再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【図２５】実施例４の対物レンズで波長６３５ｎｍでＣ
Ｄ再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。

【図２６】実施例５の対物レンズの収差図である。

【図２７】実施例５の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。

【図２８】実施例５の対物レンズでＤＶＤ再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。

【図２９】実施例５のＣＤ−Ｒ再生時に最良のスポット
形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を
示す。

【図３０】実施例５の対物レンズで波長６３５ｎｍでＣ
Ｄ再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。

【図３１】実施例６の対物レンズの収差図である。

【図３２】実施例６の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。

【図３３】実施例６の対物レンズでＤＶＤ再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。

【図３４】実施例６のＣＤ−Ｒ再生時に最良のスポット
形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を
示す。

【図３５】実施例６の対物レンズで波長６３５ｎｍでＣ
Ｄ再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。

【図３６】実施例７の対物レンズの収差図である。

【図３７】実施例７の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。

【図３８】実施例７の対物レンズでＤＶＤ再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。

【図３９】実施例７のＣＤ−Ｒ再生時に最良のスポット
形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を
示す。

【図４０】実施例７の対物レンズで波長６３５ｎｍでＣ
Ｄ再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。

【図４１】実施例８の対物レンズの収差図である。

【図４２】実施例８の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。

【図４３】実施例８の対物レンズでＤＶＤ再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。

【図４４】実施例８のＣＤ再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【図４５】実施例８の対物レンズで波長６３５ｎｍでＣ
Ｄ再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。

【図４６】実施例９の対物レンズの収差図である。

【図４７】実施例９の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。

【図４８】実施例９の対物レンズでＤＶＤ再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。

【図４９】実施例９のＣＤ再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【図５０】実施例９の対物レンズで波長６３５ｎｍでＣ
Ｄ再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。

【図５１】実施例１０の対物レンズの収差図である。

【図５２】実施例１０の対物レンズを最良波面収差が得
られる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収
差図である。

【図５３】実施例１０の対物レンズでＤＶＤ再生時の最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図である。

【図５４】実施例１０のＣＤ再生時に最良のスポット形
状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。

【図５５】実施例１０の対物レンズで波長６３５ｎｍで
ＣＤ再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光
スポットの相対強度分布図を示す。

【符号の説明】

１０ 光ピックアップ装置 １１ 半導体レーザ（光源） １３ コリメータレンズ １６ 対物レンズ １７ 絞り ２０ 光情報記録媒体（光ディスク） ２１ 透明基板 ２２ 情報記録面 Ｓ１，Ｓ２ 屈折面 Ｓｄ１〜Ｓｄ５ 分割面 １１１ 第１光源（第１半導体レーザ） １１２ 第２光源（第２半導体レーザ）

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録
   媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の
   第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光束
   を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に集
   光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上の
   情報を再生する光情報記録媒体の記録／再生方法におい
   て、 光軸近傍の第１光束は第１光情報記録媒体の記録又は再
   生及び第２光情報記録媒体の記録又は再生に利用すると
   ともに、 前記第１光束より外側の第２光束は主に第２光情報記録
   媒体の記録又は再生に利用し、 前記第２光束より外側の第３光束は主に第１光情報記録
   媒体の記録又は再生に利用することを特徴とする光情報
   記録媒体の記録／再生方法。
2. 【請求項２】 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録
   媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の
   第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光束
   を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に集
   光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上の
   情報を再生する光ピックアップ装置において、 前記集光光学系は、 光軸近傍の第１光束を第１光情報記録媒体の記録又は再
   生及び第２光情報記録媒体の記録又は再生に利用し、 前記第１光束より外側の第２光束を主に第２光情報記録
   媒体再生に利用し、 前記第２光束より外側の第３光束を主に第１光情報記録
   媒体の記録又は再生に利用するような機能を有すること
   を特徴とする光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 光源からの光束を光情報記録媒体の情報
   記録面上に集光させ、情報記録面上に情報を記録する又
   は情報記録面上に記録された情報を再生する光ピックア
   ップ装置において、 集光光学系を構成する少なくとも１つの光学面を、光軸
   近傍の前記光学面の中央に位置する第１分割面と、前記
   第１分割面との間に第２分割面を挟んで位置する第３分
   割面とに分割された光学面で構成し、 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体の記録又は
   再生する際は、主に、前記第１分割面及び第３分割面を
   通過した光束により、ビームスポットを形成し、 透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光
   情報記録媒体の記録又は再生する際は、主に、前記第１
   分割面及び第２分割面を通過した光束により、ビームス
   ポットを形成することを特徴とする光ピックアップ装
   置。
4. 【請求項４】 少なくとも一方の面を光軸と同心状に複
   数に分割された複数の分割面を有するとともに、光軸近
   傍の第１分割面と前記第１分割面より外側の第３分割面
   を通過する光束がほぼ同一の第１結像位置に結像するよ
   うに測定したとき、前記第１結像位置と、前記第１分割
   面と第３分割面との間の第２分割面を通過する光束が結
   像する第２結像位置との間の距離の絶対値が、４μｍ以
   上４０μｍ以下であることを特徴とする対物レンズ。
5. 【請求項５】 少なくとも一方の面を光軸と同心状に複
   数に分割された複数の分割面を有するとともに、光軸近
   傍の第１分割面と前記第１分割面より外側の第３分割面
   を通過する光束がほぼ同一の第１結像位置に結像するよ
   うに測定したとき、前記第１分割面と第３分割面との間
   の第２分割面を通過する光束が結像する第２結像位置の
   方が、第１結像位置より対物レンズに近いことを特徴と
   する対物レンズ。
6. 【請求項６】 前記第１位置と前記第２位置との距離
   は、−４０μｍ以上−４μｍ以下であることを特徴とす
   る請求項５に記載の対物レンズ。
7. 【請求項７】 少なくとも一方の面を光軸と同心状に複
   数に分割された複数の分割面を有するとともに、 所定の入射光束で所定の厚さの透明基板を介したとき、
   光軸を含む第１分割面を通過する光束のうち、光軸近傍
   を通過する光線が光軸と交わる位置と、光軸と直交する
   方向で前記第１分割面の端部を通過する光線が光軸と交
   わる位置との間に、前記第１分割面より外側の第２分割
   面を通過する光線が光軸と交わるとともに、 前記第２分割面より外側の第３分割面を通過する光線
   は、光軸近傍を通過する光線が光軸と交わる位置に対し
   て、前記第１分割面の端部を通過する光線が光軸と交わ
   る位置よりも離れた位置で、光軸と交わることを特徴と
   する対物レンズ。
8. 【請求項８】 光源から出射した光束を集光光学系で光
   情報記録媒体の透明基板を介して光情報記録媒体の情報
   記録面上に光スポットとして集光させ、情報記録面上に
   情報を記録する又は情報記録面上に記録された情報を再
   生する光ピックアップ装置において、 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体の記録又は
   再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体
   側の必要開口数をＮＡ１、 透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光
   情報記録媒体の記録又は再生するために必要な前記集光
   光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただ
   し、ＮＡ２＜ＮＡ１）、としたとき、 前記集光光学系は、開口数がＮＡ２近傍の少なくとも２
   つの開口位置で、球面収差が不連続に変化する機能を有
   することを特徴とする光ピックアップ装置。
9. 【請求項９】 光情報記録媒体の情報記録面上に光源か
   らの光束を光情報記録媒体の透明基板を介して光スポッ
   トとして集光させ、光情報記録媒体上に情報を記録する
   または光情報記録媒体上に記録された情報を再生するピ
   ックアップ装置の対物レンズにおいて、 光源の波長をλ、 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体の記録又は
   再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体
   側の必要開口数をＮＡ１、 透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光
   情報記録媒体の記録又は再生するために必要な前記対物
   レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただ
   し、ＮＡ２＜ＮＡ１）、としたとき、 開口数がＮＡ２近傍の少なくとも２つの開口位置で、球
   面収差が不連続に変化することを特徴とする光ピックア
   ップ装置の対物レンズ。
10. 【請求項１０】 前記少なくとも２つの開口位置のう
    ち、最も小さい開口数をＮＡＬ、最も大きい開口数をＮ
    ＡＨとしたとき、 光軸と直交する方向で開口数ＮＡＬと開口数ＮＡＨのほ
    ぼ中央位置でみたとき、開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨ
    までの面の法線と光軸とのなす角度が、光軸から開口数
    ＮＡＬまでの面及び開口数ＮＡＨから開口数ＮＡ１まで
    の面から内挿される面の法線と光軸とのなす角度より、
    ｔ２＞ｔ１のとき大となり、ｔ２＜ｔ１のとき小となる
    ことを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置
    の対物レンズ。
11. 【請求項１１】 透明基板の厚さが異なる複数の光情報
    記録媒体に、波長λの光源から出射した光束を集光させ
    る対物レンズの設計方法において、 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体の記録又は
    再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体側の開口数Ｎ
    Ａ１の範囲内において、厚さｔ１の透明基板を介して第
    １光情報記録媒体に集光させた光束の最良波面収差が
    ０．０５λｒｍｓ以下となるように第１非球面と共通屈
    折面とを設計するとともに、 透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光
    情報記録媒体に集光させた光束の球面収差の発生量が、
    第２の光情報記録媒体に第１非球面を介して集光させた
    ときの球面収差の発生量より少なくなるように、前記共
    通屈折面に対する第２非球面を設計し、 これら第１非球面と第２非球面とを、前記第２光情報記
    録媒体の記録又は再生に必要な対物レンズの情報記録面
    側の開口数をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）とした
    とき、前記第１非球面の前記ＮＡ２近傍の光束が通過す
    る部分に前記第２非球面が位置するように合成すること
    により、前記対物レンズの少なくとも１つの屈折面を設
    計することを特徴とする対物レンズの設計方法。
12. 【請求項１２】 前記第１非球面の軸上曲率半径と、前
    記第２非球面の軸上曲率半径とを同一で行うことを特徴
    とする請求項１１に記載の対物レンズの設計方法。
13. 【請求項１３】 前記第１非球面は、合成する第２非球
    面よりも光軸側に位置する第１非球面を通過し、透明基
    板の厚さがｔ２の第２光情報記録媒体に集光させた光束
    の最良波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となるように設
    計することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の対
    物レンズの設計方法。
14. 【請求項１４】 透明基板の厚さが異なる複数の光情報
    記録媒体に、光源から出射した光束を集光させる対物レ
    ンズにおいて、 前記対物レンズの少なくとも１つの屈折面を、 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記録媒体の記録又は
    再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体側の開口数Ｎ
    Ａ１の範囲内において、厚さｔ１の透明基板を介して集
    光させた光束の最良波面収差が０．０５λｒｍｓ以下と
    なるような第１非球面と、 透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）の第２光
    情報記録媒体に集光させた光束の球面収差の発生量が、
    第２光情報記録媒体上に前記第１非球面を介して集光さ
    せたときの球面収差の発生量より、少なくなるような第
    ２非球面とを、前記第２光情報記録媒体の記録又は再生
    に必要な対物レンズの情報記録面側の開口数をＮＡ２
    （ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）としたとき、前記第１非球
    面の前記ＮＡ２近傍の光束が通過する部分に前記第２非
    球面が位置するように合成した屈折面で構成したことを
    特徴とする対物レンズ。
15. 【請求項１５】 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記
    録媒体に対して、光源から出射した光束を集光光学系で
    透明基板を介して情報記録面に集光させ、情報記録面上
    に情報を記録又は情報記録面上の情報を再生する光ピッ
    クアップ装置において、 前記第１光情報記録媒体を記録又は再生するのに必要な
    前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ
    １、 前記第１光情報記録媒体の透明基板の厚さｔ１とは異な
    る透明基板の厚さｔ２（ｔ２≠ｔ１）を有する第２光情
    報記録媒体を記録又は再生するのに必要な前記集光光学
    系の光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２（ただし、
    ＮＡ２＜ＮＡ１）とすると、 前記集光光学系に、 ０．６０（ＮＡ２）＜ＮＡ３＜１．３（ＮＡ２） （ただし、第２光情報記録媒体を記録又は再生する際の
    光源の波長が７４０ｎｍ〜８７０ｎｍである場合、この
    式の上限は１．１（ＮＡ２）とする） ０．０１＜ＮＡ４−ＮＡ３＜０．１２ の条件を満たす前記集光光学系の光情報記録媒体側の開
    口数ＮＡ３と開口数ＮＡ４との間を通過する光束に作用
    して、該光束を主に第２光情報記録媒体の記録又は再生
    に利用するための面を設けることにより、 透明基板の厚さが互いに異なる第１光情報記録媒体と第
    ２光情報記録媒体とに対して、同じ前記集光光学系で、
    記録又は再生を行うことを特徴とする光ピックアップ装
    置。
16. 【請求項１６】 前記主に第２光情報記録媒体の記録又
    は再生に利用するための面を通過した第２光束が結像す
    る第２結像位置は、第２光束より内側の第１光束と第２
    光束より外側の第３光束とがほぼ同一の第１結像位置に
    結像するように測定したときに、前記第１結像位置との
    間の距離の絶対値が、４μｍ以上４０μｍ以下であるこ
    とを特徴とする請求項１５に記載の光ピックアップ装
    置。
17. 【請求項１７】 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記
    録媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）
    の第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光
    束を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に
    集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上
    の情報を再生する光情報記録媒体の記録／再生を行う光
    ピックアップ装置において、 第１光情報記録媒体を記録又は再生するのに必要な前記
    集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ１、 第２光情報記録媒体を記録又は再生するのに必要な前記
    集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をＮＡ２
    （ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）とすると、 前記集光光学系は、所定の倍率で厚さｔ１の透明基板を
    介したときに、開口数ＮＡ１の範囲内において、最良波
    面収差を得るようにしたとき、縦軸に波面収差、横軸に
    開口数をとった波面収差曲線でみると、開口数ＮＡ２近
    傍の少なくとも２カ所で波面収差が不連続となることを
    特徴とする光ピックアップ装置。
18. 【請求項１８】 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記
    録媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）
    の第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光
    束を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に
    集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上
    の情報を再生する光情報記録媒体の記録／再生を行う光
    ピックアップ装置の対物レンズにおいて、 前記対物レンズは、少なくとも１面が、光軸近傍の第１
    分割面より順に第２ｎ＋１（ただし、ｎは自然数）分割
    面まで分割されており、 前記第１分割面を通過する第１光束は、第１光情報記録
    媒体の記録又は再生及び第２光情報記録媒体の記録又は
    再生に利用するとともに、 偶数分割面を通過する光束は主に第２光情報記録媒体の
    記録又は再生に利用し、 第１分割面を除く奇数分割面を通過する光束は主に第１
    光情報記録媒体の記録又は再生に利用することを特徴と
    する光ピックアップ装置の対物レンズ。
19. 【請求項１９】 光源から位相の揃った波長λの光束を
    集光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介して情
    報記録面上に集光し、情報記録面上への情報の記録又は
    情報記録面上に記録された情報の再生を行う光ピックア
    ップ装置において、 前記光源からの光束を前記集光光学系により厚さｔ１、
    屈折率ｎ１の平行平面板を介して集光し、平行平面板側
    の第１開口数の範囲内において、その波面収差が最良と
    なる状態で波面収差を測定して得られる波面収差曲線
    が、前記集光光学系の前記平行平面板側の第１開口数よ
    り小さい第２開口数の範囲内に、波面収差が不連続とな
    る部分を有し、かつ、 該不連続となっている部分の波面収差の傾きが、該不連
    続となっている部分の両側の曲線の端部を結ぶ直線の傾
    きとは異なる傾きである波面収差曲線となるように、前
    記集光光学系の少なくとも１つの屈折面を光軸と同心状
    に複数の分割面で構成したことを特徴とする光ピックア
    ップ装置。
20. 【請求項２０】 光情報記録媒体上に情報を記録する又
    は光情報記録媒体上に記録された情報を再生するため
    に、光情報記録媒体の情報記録面上に光源からの光束を
    光情報記録媒体の透明基板を介して光スポットとして集
    光させる光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、 波長λ１の光源を用いて透明基板の厚さがｔ１の第１光
    情報記録媒体及び透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２
    ≠ｔ１）の第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光さ
    せることができるとともに、波長λ２（ただし、λ２≠
    λ１）の光源を用いた場合であっても第２光情報記録媒
    体の情報記録面上に集光することが可能なように、前記
    対物レンズの少なくとも１面を複数の分割面で構成した
    ことを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。
21. 【請求項２１】 少なくとも一方の面を光軸と同心状に
    複数に分割された複数の分割面を有するとともに、 第２ｎ分割面（ただし、ｎは１以上の整数）より光軸側
    の第（２ｎ−１）分割面を透過した光と、第２ｎ分割面
    より光軸側とは反対側の第（２ｎ＋１）分割面を透過し
    た光とが、所定の厚さの透明基板を介して、ほぼ同じ位
    相となるようにしたとき、 前記第（２ｎ−１）分割面を透過した光と、光軸に直交
    する方向において第２ｎ分割面のほぼ中央位置より光軸
    側の第２ｎ分割面を透過した光と、の位相差を（Δｎ
    Ｌ）π（ｒａｄ）とし、 前記第（２ｎ＋１）分割面を透過した光と、前記中央位
    置より光軸側とは反対側の第２ｎ分割面を透過した光
    と、の位相差を（ΔｎＨ）π（ｒａｄ）とすると、 （ΔｎＨ）≠（ΔｎＬ） を満足することを特徴とする光ピックアップ装置の対物
    レンズ。
22. 【請求項２２】 透明基板の厚さがｔ１の第１光情報記
    録媒体と透明基板の厚さがｔ２（ただし、ｔ２≠ｔ１）
    の第２光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光
    束を１つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に
    集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上
    の情報を再生する光ピックアップ装置において、 前記集光光学系の少なくとも一つの面は、光軸と同心状
    に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、 第２ｎ分割面（ただし、ｎは１以上の整数）より光軸側
    の第（２ｎ−１）分割面を透過して透明基板を介した光
    と、光軸に直交する方向において第２ｎ分割面のほぼ中
    央位置より光軸側の第２ｎ分割面を透過して透明基板を
    介した光と、の位相差を（ΔｎＬ）π（ｒａｄ）とし、 第２ｎ分割面より光軸側とは反対側の第（２ｎ＋１）分
    割面を透過して透明基板を介した光と、前記中央位置よ
    り光軸側とは反対側の第２ｎ分割面を透過して透明基板
    を介した光と、の位相差を（ΔｎＨ）π（ｒａｄ）とす
    ると、 （ΔｎＨ）≠（ΔｎＬ） を満足することを特徴とする光ピックアップ装置。
23. 【請求項２３】 透明基板の厚さｔ１、屈折率ｎ１の第
    １光情報記録媒体と、透明基板の厚さｔ２（ただし、ｔ
    ２≠ｔ１）、屈折率ｎ２で記録密度が第１光情報記録媒
    体よりも小さい第２光情報記録媒体との２種類の光情報
    記録媒体の記録又は再生が可能な光ピックアップ装置の
    集光光学系において、 前記第１光情報記録媒体の記録又は再生用の光源からの
    光束を、厚さｔ１、屈折率ｎ１の透明基板を介して集光
    して前記第１光情報記録媒体の記録又は再生用のビーム
    スポットを形成したとき、光情報記録媒体側からみて、
    開口数ＮＡＬから開口数ＮＡＨ（ただし、ＮＡＨ＞ＮＡ
    Ｌ）の光束が前記ビームスポットの形成位置には集光せ
    ず、かつ、 前記第２光情報記録媒体の記録又は再生用の光源からの
    光束を、厚さｔ２、屈折率ｎ２の透明基板を介して集光
    して前記第２光情報記録媒体の記録又は再生用のビーム
    スポットを形成したとき、光情報記録媒体側からみて、
    光軸近傍からＮＡＨまでの光束が前記ビームスポットの
    形成位置に集光し、ＮＡＨよりも高ＮＡの領域の光束が
    前記ビームスポットの形成位置には集光しないように、
    前記集光光学系の少なくとも１面が光軸と同心状の複数
    の分割面で構成されていることを特徴とする光ピックア
    ップ装置の集光光学系。
24. 【請求項２４】 透明基板の厚さ、記録密度が異なる２
    種類の光情報記録媒体の記録又は再生が可能な光ピック
    アップ装置の集光光学系において、 光源から出射した光束を、光軸に対して垂直方向に光軸
    近傍から順に、第１光束、第２光束及び第３光束の少な
    くとも３つの光束に分割するように、前記集光光学系の
    少なくとも１面を光軸と同心状の分割面で構成するとと
    もに、 記録密度の小さい光情報記録媒体の記録又は再生する際
    には、光源から出射した光束のうち光軸近傍の第１光束
    及び第２光束を該光情報記録媒体の情報記録面に集光さ
    せ、 記録密度の大きい光情報記録媒体の記録又は再生する際
    には、光源から出射した光束のうち前記第１光束及び前
    記第３光束を該光情報記録媒体の情報記録面に集光させ
    ることを特徴とする光ピックアップ装置の集光光学系。