JP3864749B2 - 光ピックアップ装置の光学系及び光ピックアップ装置の対物レンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置に使用される対物レンズ、光ピックアップ装置の光学系に関し、特に、異なる種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うことができる光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置の光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤとＣＤなど異なる種類の光情報記録媒体に対して情報を記録し、又再生することができる光ピックアップ装置が開発され、様々な用途で用いられている。このような光ピックアップ装置においては、両方の記録媒体（以後、光ディスクともいう）に対して好適な情報の再生・記録が可能であることが求められる。
【０００３】
ここで、光ピックアップ装置の光源としては、半導体レーザが用いられているが、ＤＶＤに対して情報の記録又は再生に用いるための最適な波長は６３５ｎｍ又は６５０ｎｍ前後であり、ＣＤに対して情報の記録又は再生に用いるための最適な波長は７８０ｎｍ前後であることから、通常ＤＶＤ用の光源とＣＤ用の光源と２つ備えることが行われている。
【０００４】
また、ＣＤ−Ｒを含むＣＤ系の光情報記録媒体（以後、光ディスクともいう）の記録及び／又は再生のために、ＮＡ（開口数）が０．４５ないし０．５５の対物レンズ、及び、保護基板厚が１．２ｍｍの光ディスクが使用される。一方、ＤＶＤ系の光ディスクの記録及び／又は再生には、ＮＡが０．６ないし０．６５の対物レンズ、及び、保護基板厚が０．６ｍｍの光ディスクが使用される。
【０００５】
そのため、たとえばどちらか一方の波長や保護基板厚に特化したレンズを作成した場合、他方の保護基板厚に対して球面収差が発生してしまうという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決し、好適な情報の記録・再生を可能とするために、様々な方法が提案されており、そのうちの１つとして位相補正方式がある。
【０００７】
これは輪帯位相補正対物レンズ方式と、対物レンズとは別に、基板上に複数の同心円状の輪帯面を形成した素子を配置する位相制御素子方式とに大別される。
【０００８】
輪帯位相補正対物レンズ方式は、例えば特開平１１−２７５９号や特開平１１−１６１９０号にその実施例が記載されている。
【０００９】
特開平１１−２７５９号に記載されているのは、上述の通り基本的な対物レンズの面形状をＤＶＤの記録再生において最適となるように設定し、ＣＤの記録再生のために位相補正方式による補正を行う場合である。つまりＤＶＤ系で波面収差が最小となるように設計された対物レンズの表面に輪帯状に段差を形成し、ＤＶＤ系での波面収差増大を抑制しつつＣＤ系での波面収差を減少させるものである。
【００１０】
この技術ではＤＶＤ波長に対して位相制御素子は位相分布をほとんど変化させないため、ＲＭＳ波面収差はＤＶＤ系に最適設計された対物レンズの値を維持し、ＣＤ系のＲＭＳ波面収差を低減するように作用するため、記録再生性能が波面収差に敏感なＤＶＤ系に対して有効である。
【００１１】
またこれとは逆に基本的な対物レンズの光学性能を、ＣＤの記録再生において最適となるように設定し、ＤＶＤの記録再生のために位相補正方式による補正を行う場合が特開平１０−３３４５０４号に記載されている。
【００１２】
これらは何れも、ＤＶＤの記録再生、ＣＤの記録再生共に、そのＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差は改善されている。
【００１３】
輪帯位相補正対物レンズの場合、例えば特開平１１−１６１９０号には、ＣＤとＤＶＤとの中間の基板厚の光ディスクを想定して、このような光ディスクの記録再生に最適となるように基本的な対物レンズの面形状を設定し、さらに位相補正方式によりＤＶＤとＣＤの両方のＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差補正を行う場合について記載されている。
【００１４】
また特開２００１−５１１９２号では、各輪帯の段差量と面形状とを変えることで、ＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差を小さくし、光線の集光位置を一点にする技術が開示されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記に挙げた各技術はいずれも対物レンズの面形状はＤＶＤ，ＣＤ，又はその中間厚の光ディスクを介して集光させた場合に光線収差が最適になるように設計され、その他の使用する光ディスクに対応するための補正技術として、レンズ面の一部を光軸方向にスライドさせて位相差を生ぜしめたり、あるいは位相差板を光路中に置いて位相補正を行うものである。
【００１６】
ピックアップレンズには、光ディスクからの情報を確実に記録再生するために、ＲＭＳ波面収差と、光ディスクのピット位置に光を集光させるため、Ｓ字特性及びフォーカスオフセットが良好であることが必要となる。Ｓ字特性及びフォーカスオフセットはピックアップレンズの光線収差に起因する特性である。
【００１７】
このような性能が必要である中で、上記の各技術ではいずれもレンズ面の一部を光軸方向にシフトすることで、ＤＶＤ，ＣＤ共にＲＭＳ波面収差を低減することを可能にしている。一方、光線収差はＤＶＤ，ＣＤを同時に補正することができない。
【００１８】
そこで本願発明は、対物レンズを含む光学素子のＤＶＤとＣＤの両方に用いられる領域において、レンズ面の一部を光軸方向にシフトするという同手段を用いながら、ＤＶＤ，ＣＤ共に、ＲＭＳ波面収差と光線収差を満足する技術を見出して実現されたものである。
【００１９】
とくに対物レンズを含む光学素子の光学機能面のうち、ＣＤとＤＶＤの両方に用いられる領域に着目し、この領域について球面収差を安定にし、かつマクロな波面を補正すれば、ＤＶＤ、ＣＤのそれぞれに対して好適な光学性能を達成できることを見いだして実現されたものである。
【００２０】
本願発明は、波長毎に異なる光路差を選択的に与え、それぞれの波長の光線を好適な球面収差状態にして、ＤＶＤとＣＤの互換を達成する技術を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
（１）波長λ１の第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能であると共に、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ装置の光学系において、前記光学系の光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面による屈折機能と、光軸を中心とした複数の輪帯に分割し、隣り合う輪帯間で所定波長λｓ（λ１＜λｓ＜λ２）の光路差を生じるように、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状が光軸方向にシフトされて互いに光軸方向位置を異ならせて構成した光路差付与構造とを有し、前記光路差付与構造が無い状態として、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状を光軸方向にシフトさせていない状態において前記屈折面は、前記波長λ１の第１光源からの光束を、前記厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がアンダーとなり、前記波長λ２の第２光源からの光束を、前記厚さｔ２の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がオーバーとなるように形成された屈折面であることを特徴とする光ピックアップ装置の光学系。
（２）前記光ピックアップ装置は、前記屈折面と光学的に等価な屈折機能と、前記光路差付与構造とを一体に備えた光学素子を含むことを特徴とする（１）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（３）前記光学素子の光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域の周辺に位置する、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面からなることを特徴とする（２）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（４）前記光ピックアップ装置は、前記屈折面と光学的に等価な屈折機能と、前記光路差付与構造とを一体に備えた光学素子を有し、前記光学素子が、対物用光学素子であることを特徴とする（１）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（５）前記光学素子が、対物用光学素子であることを特徴とする（２）又は（３）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（６）前記光路差付与構造が構成された屈折面が異なる複数の屈折面形状を有することを特徴とする（５）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（７）前記光路差付与構造は、前記輪帯数が３〜７であることを特徴とする（１）乃至（６）の何れか一項記載の光ピックアップ装置の光学系。
（８）波長λ１の第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能であると共に、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、前記対物レンズの光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面による屈折機能と、光軸を中心とした複数の輪帯に分割し、隣り合う輪帯間で所定波長λｓ（λ１＜λｓ＜λ２）の光路差を生じるように、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状が光軸方向にシフトされて互いに光軸方向位置を異ならせて構成した光路差付与構造とを有し、前記光路差付与構造が無い状態として、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状を光軸方向にシフトさせていない状態においては、前記波長λ１の第１光源からの光束を、前記厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がアンダーとなり、前記波長λ２の第２光源からの光束を、前記厚さｔ２の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がオーバーとなることを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。
（９）前記光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域の周辺に位置する、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面からなることを特徴とする（８）記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
（１０）前記光路差付与構造は、前記輪帯数が３〜７であることを特徴とする（８）又は（９）記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
（１１）前記屈折面が異なる複数の屈折面形状を有することを特徴とする（８）乃至（１０）の何れか一項記載の光ピックアップ装置の光学系。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。
【００２３】
最初に、本発明の光学的作用の概要について図１、２乃至図４を用いて説明する。
【００２４】
図１中、１は屈折面である母非球面を有するレンズ、２は光路差付与機能を有する位相差板であり、両方が組み合わされることにより、ＤＶＤ／ＣＤの両方に対して情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ光学系の対物用光学系を構成している。図示しない光源は、ＤＶＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う光源は６５５ｎｍ（λ１）、ＣＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う光源は７８５ｎｍ（λ２）のものを使用している。
【００２５】
レンズ１の光学機能面のうち、光軸を中心としたＮＡ（開口数）０．４５の領域は、ＤＶＤ／ＣＤの両方に対して情報の記録及び／又は再生を行うのに用いられる共用領域Ａであり、その周辺に位置するＮＡ（開口数）０．４５〜０．６の領域は、ＤＶＤのみに対して情報の記録及び／又は再生を行うのに用いられる専用領域Ｂとなっている。
【００２６】
この例におけるレンズ１は、λ１、λ２の両方に対して球面収差が生じるような屈折面（非球面）が形成されている。具体的には、図２（a）に示すように、レンズ１単独に対して光線を通過させた場合、共用領域Ａを通過したλ１の光束は、球面収差がアンダーになり、λ２の光束は、球面収差がオーバーになるような屈折面が形成されている。
【００２７】
２の位相差板は、光軸を中心とした複数の同心円状の輪帯に分割されていて、光軸から離れるに従って、厚みが増すように形成されている。それらの輪帯間の段差は、ある輪帯を通過する光束と、その隣の輪帯を通過する光束とが、所定波長の略整数倍の光路差を生じるが、波面ずれが生じない長さに設定されている。ここで所定波長は、λ１とλ２との中間の波長に設定してある。
【００２８】
このため、この位相差板に波長λ１の波面が入射すると、同位相の波面を結んだ包落線を新たな波面とする光線は収束光となり、他方、この位相差板に波長λ２の波面が入射すると、同位相の波面を結んだ包落線を新たな波面とする光線は発散光になるようにすることができる。
【００２９】
よって、レンズ１と位相差板２とを組み合わせて一つの光学系としてみた場合、図４（a）に示すように、レンズ１の共用領域Ａを通過した光束についてみると、波長λ１の光束は当初非球面によって球面収差がアンダーであったところ、位相差板２の作用によって球面収差がオーバーとなる作用をうけ、無収差状態に近づけられ、最適な球面収差状態となる。
【００３０】
そして波長λ２の光束は当初非球面によって球面収差がオーバーであったところ、位相差板２の作用によって球面収差がアンダーとなる作用をうけ、無収差状態に近づけられ、最適な球面収差状態となり、いずれの波長の光束も好適な球面収差を得ることが出来る。
【００３１】
一方、屈折機能と光路差付与機能を対物レンズに一体化した場合のレンズ形状を示したのが図６である。図２（b）はこの対物レンズの屈折機能による波長λ１とλ２の光束の球面収差であり、図４（b）は対物レンズを通過した光束の最終的な波長λ１とλ２の光束の球面収差を表している。そして所定波長がλ１とλ２の中間の波長である場合に、波長λ１、λ２で共に無収差となるための屈折面形状は特定される。共用領域の境界を通過する波長λ１の光線が、近軸光線が光軸と交わる位置から０．０１３ｍｍ以内の領域で交わるように設計されるのが望ましい。
これらの光学的作用を請求項１の文言にあてはめると、レンズ１が「屈折機能」を有しており、位相差板２が「光路差付与機能」を有している。
【００３２】
屈折機能と光路差付与機能を対物レンズに一体化した場合、屈折機能を有する母非球面の面形状を、単に光路長分、光軸方向にシフトさせてしまうことにより、単体の光学素子として両方の光学的作用を兼ね備えるものが得られる場合があるが、開口数が大きくなると、光路長を厳密に考慮する必要があるため、単に光軸方向に面を移動させただけでは意味をなさない場合がある。このような場合、屈折面の形状をも変化させて、当初の屈折機能と光路差付与機能とを両立させる。
【００３３】
そして光路差付与機能、あるいは光路差付与構造を有する共用領域Ａの輪帯数は、３〜７であることが好ましい。
【００３４】
輪帯数がこれより少ないと、位相差板を通過した波面は同位相の波面を結ぶ包落線で近似することができないため、特に光線収差性能が未達になる恐れがある。逆に輪帯数が増えると、光軸から離れるに従い輪帯の幅が小さくなり成形が困難となる。
【００３５】
専用領域Ｂにおいても、共用領域Ａと同様効果をもつレンズ１の屈折面が形成され、共用領域Ａと同様効果をもつ位相差板２とが設けられている場合、波長λ１、λ２で共に無収差となる。この場合には波長λ２の光線が入射しないように、波長λ１の光はそのまま透過し波長λ２の光を遮断するような波長選択性素子を位相差板より光源側に設けたり、あるいは位相差板に一体化して、ＤＶＤとＣＤのＮＡの違いを満足することができる。
【００３６】
また波長選択性素子を用いず、ＤＶＤとＣＤのＮＡの違いを満足することもできる。専用領域Ｂのレンズ１の屈折面は、図３（a）のように、波長λ１では球面収差が無収差、波長λ２では球面収差がオーバーであるように形成されていても良い。専用領域Ｂの位相差板は上記所定波長がλ１であれば、位相差板によって波長λ１の光束は収束する作用も発散する作用も受けず、無収差のまま集光する。波長λ２の光束は、位相差板の光路差付与機能によって収束する又は発散する作用を受けるが依然として収差が残留しているために、専用領域を通過した光束は焦点位置に集光しない。この様子を示したのが図５（a）であり、ＣＤ，ＣＤ'は最終的なＣＤの球面収差の変化を示している。レンズと位相差板が一体化している場合には、一体化する前の仮想的な母非球面の屈折面は、図３（b）のように、波長λ１では球面収差がオーバー、波長λ２では球面収差がオーバーであるように形成されているのが良い。光路差付与機能で最終的に、波長λ１では球面収差が最適、波長λ２では球面収差がオーバーとなる。この様子を示したのが図５（b）であり、ＣＤ，ＣＤ'は最終的なＣＤの球面収差の変化を示している。
【００３７】
さらにまた専用領域Ｂは、屈折面だけから構成していてもよい。そうすると、光学素子の製造が容易になる。
【００３８】
なお、この第一の発明を、単一のレンズで実現したレンズの設計データを図７〜１４に示す。専用領域は屈折面となっている。
【００３９】
図７に示すのは、各輪帯の内周・外周半径と光軸方向の変位量である。図８に示すのは、レンズデータであり、図９に示す式は非球面形状式である。また図１０に示すのは非球面データである。
【００４０】
そして、このレンズによる球面収差の改善効果を図１１〜１４に示す。
【００４１】
図１１及び１２に示すのは、レンズ１に相当する「屈折機能」あるいは「仮想的な母非球面屈折面」の、ＤＶＤ／ＣＤ共用領域の球面収差である。これは図２（a）に仮想的に示したものと同様であり、ＣＤに関する縦球面収差はオーバーになり、ＤＶＤに関する縦球面収差はアンダーになっている。
【００４２】
これに対して、位相差板２に相当する「光路差付与機能」あるいは「光路差付与構造」を経た光束の、ＤＶＤ／ＣＤ共用領域の球面収差は、図１３及び１４に示すようになる。
【００４３】
図から明らかなとおり、ＣＤに関する縦球面収差はアンダーになり、ＤＶＤに関する縦球面収差はオーバーとなり、両方ともほぼ収差が最適となり、改善されている。
【００４４】
【発明の効果】
以上、請求項１または請求項８の発明によれば、母非球面（屈折面）による共用領域の球面収差が、λ１についてはアンダー、λ２についてはオーバーであったものが、所定波長λｓ（λ１＜λｓ＜λ２）の略整数倍の光路差を生じる光路差付与機能（光路差付与構造）によってそれぞれ無収差状態となり、共用領域では良好な波面を得ることが出来る。
【００４５】
請求項２の発明によれば、母非球面（屈折面）と光路差付与機能（光路差付与構造）とが一体に形成されているので、位置合わせのための精度出しなどの手間が掛からず、単一の素子で取り扱いやすい光ピックアップ装置の光学素子を得ることが出来る。
【００４６】
請求項３または請求項９の発明によれば、周辺領域が屈折面から構成されているため、形成が容易である。
【００４７】
請求項４または請求項５の発明によれば、無収差でスポット効率の良い光ピックアップ装置の光学素子を得ることが出来る。
【００４８】
請求項７または請求項１０の発明によれば、光路差付与構造（光路差付与機能）を有する輪帯数が３〜７であるので、成形が容易で収差性能を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関わる光学系の、母非球面（屈折面）に相当する光学素子と、光路差付与構造（光路差付与機能）に相当する位相差板との位置関係を模式的に示したものである。
【図２】 （ａ）本発明のＤＶＤ／ＣＤ共用領域において、屈折機能と光路差付与機能が別体素子に設けられている場合の、母非球面（屈折面）の縦球面収差を模式的に示したものである。（ｂ）本発明のＤＶＤ／ＣＤ共用領域において、屈折機能と光路差付与機能が一体素子に設けられている場合の、母非球面（屈折面）の縦球面収差を模式的に示したものである。
【図３】 （ａ）本発明のＤＶＤ専用領域において、屈折機能と光路差付与機能が別体素子に設けられている場合の、母非球面（屈折面）の縦球面収差を模式的に示したものである。（ｂ）本発明のＤＶＤ専用領域において、屈折機能と光路差付与機能が一体素子に設けられている場合の、母非球面（屈折面）の縦球面収差を模式的に示したものである。
【図４】 （ａ）本発明のＤＶＤ／ＣＤ共用領域において、屈折機能と光路差付与機能が別体素子に設けられている場合に、光路差付与構造（光路差付与機能）によって縦球面収差が無収差状態に近づけられる作用を模式的に示したものである。（ｂ）本発明のＤＶＤ／ＣＤ共用領域において、ＤＶＤ／ＣＤ共用領域に対して屈折機能と光路差付与機能が一体素子に設けられている場合に、光路差付与構造（光路差付与機能）によって縦球面収差が無収差状態に近づけられる作用を模式的に示したものである。
【図５】 （ａ）本発明のＤＶＤ専用領域において、屈折機能と光路差付与機能が別体素子に設けられている場合に、光路差付与構造（光路差付与機能）によって縦球面収差が無収差状態に近づけられる作用を模式的に示したものである。（ｂ）本発明のＤＶＤ専用領域において、屈折機能と光路差付与機能が一体素子に設けられている場合に、光路差付与構造（光路差付与機能）によって縦球面収差が無収差状態に近づけられる作用を模式的に示したものである。
【図６】 本発明に関わる光学系について、屈折機能と光路差付与機能が一体化して設けられている対物レンズの形状の一例である。
【図７】 本発明に関わる実施例。屈折機能と光路差付与機能が一体化した場合の対物レンズにおける、各輪帯の内周・外周半径と光軸方向の変位量である。
【図８】 本発明に関わる実施例。屈折機能と光路差付与機能が一体化した場合の対物レンズにおけるレンズデータである。
【図９】 本発明に関わる実施例。屈折機能と光路差付与機能が一体化した場合の対物レンズ形状を示す非球面係数形状式である。
【図１０】 本発明に関わる実施例。屈折機能と光路差付与機能が一体化した場合の対物レンズ形状を示す非球面データである。
【図１１】 本発明に関わる実施例。ＤＶＤ／ＣＤ共用領域におけるＣＤ波長の光束が母非球面（屈折面）を通過した際の縦球面収差図である。
【図１２】 本発明に関わる実施例。ＤＶＤ／ＣＤ共用領域共用領域におけるＤＶＤ波長の光束が母非球面（屈折面）を通過した際の縦球面収差図である。
【図１３】 本発明に関わる実施例。ＣＤ開口内領域におけるＣＤ波長の光束が光路差付与構造（光路差付与機能）によって無収差状態に近づけられた状態を示したものである。
【図１４】 本発明に関わる実施例。ＤＶＤ開口内領域におけるにおけるＤＶＤ波長の光束が光路差付与構造（光路差付与機能）によって無収差状態に近づけられた状態を示したものである。
【符号の説明】
１ レンズ
２ 位相差板
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置に使用される対物レンズ、光ピックアップ装置の光学系に関し、特に、異なる種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うことができる光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置の光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤとＣＤなど異なる種類の光情報記録媒体に対して情報を記録し、又再生することができる光ピックアップ装置が開発され、様々な用途で用いられている。このような光ピックアップ装置においては、両方の記録媒体（以後、光ディスクともいう）に対して好適な情報の再生・記録が可能であることが求められる。
【０００３】
ここで、光ピックアップ装置の光源としては、半導体レーザが用いられているが、ＤＶＤに対して情報の記録又は再生に用いるための最適な波長は６３５ｎｍ又は６５０ｎｍ前後であり、ＣＤに対して情報の記録又は再生に用いるための最適な波長は７８０ｎｍ前後であることから、通常ＤＶＤ用の光源とＣＤ用の光源と２つ備えることが行われている。
【０００４】
また、ＣＤ−Ｒを含むＣＤ系の光情報記録媒体（以後、光ディスクともいう）の記録及び／又は再生のために、ＮＡ（開口数）が０．４５ないし０．５５の対物レンズ、及び、保護基板厚が１．２ｍｍの光ディスクが使用される。一方、ＤＶＤ系の光ディスクの記録及び／又は再生には、ＮＡが０．６ないし０．６５の対物レンズ、及び、保護基板厚が０．６ｍｍの光ディスクが使用される。
【０００５】
そのため、たとえばどちらか一方の波長や保護基板厚に特化したレンズを作成した場合、他方の保護基板厚に対して球面収差が発生してしまうという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決し、好適な情報の記録・再生を可能とするために、様々な方法が提案されており、そのうちの１つとして位相補正方式がある。
【０００７】
これは輪帯位相補正対物レンズ方式と、対物レンズとは別に、基板上に複数の同心円状の輪帯面を形成した素子を配置する位相制御素子方式とに大別される。
【０００８】
輪帯位相補正対物レンズ方式は、例えば特開平１１−２７５９号や特開平１１−１６１９０号にその実施例が記載されている。
【０００９】
特開平１１−２７５９号に記載されているのは、上述の通り基本的な対物レンズの面形状をＤＶＤの記録再生において最適となるように設定し、ＣＤの記録再生のために位相補正方式による補正を行う場合である。つまりＤＶＤ系で波面収差が最小となるように設計された対物レンズの表面に輪帯状に段差を形成し、ＤＶＤ系での波面収差増大を抑制しつつＣＤ系での波面収差を減少させるものである。
【００１０】
この技術ではＤＶＤ波長に対して位相制御素子は位相分布をほとんど変化させないため、ＲＭＳ波面収差はＤＶＤ系に最適設計された対物レンズの値を維持し、ＣＤ系のＲＭＳ波面収差を低減するように作用するため、記録再生性能が波面収差に敏感なＤＶＤ系に対して有効である。
【００１１】
またこれとは逆に基本的な対物レンズの光学性能を、ＣＤの記録再生において最適となるように設定し、ＤＶＤの記録再生のために位相補正方式による補正を行う場合が特開平１０−３３４５０４号に記載されている。
【００１２】
これらは何れも、ＤＶＤの記録再生、ＣＤの記録再生共に、そのＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差は改善されている。
【００１３】
輪帯位相補正対物レンズの場合、例えば特開平１１−１６１９０号には、ＣＤとＤＶＤとの中間の基板厚の光ディスクを想定して、このような光ディスクの記録再生に最適となるように基本的な対物レンズの面形状を設定し、さらに位相補正方式によりＤＶＤとＣＤの両方のＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差補正を行う場合について記載されている。
【００１４】
また特開２００１−５１１９２号では、各輪帯の段差量と面形状とを変えることで、ＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差を小さくし、光線の集光位置を一点にする技術が開示されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記に挙げた各技術はいずれも対物レンズの面形状はＤＶＤ，ＣＤ，又はその中間厚の光ディスクを介して集光させた場合に光線収差が最適になるように設計され、その他の使用する光ディスクに対応するための補正技術として、レンズ面の一部を光軸方向にスライドさせて位相差を生ぜしめたり、あるいは位相差板を光路中に置いて位相補正を行うものである。
【００１６】
ピックアップレンズには、光ディスクからの情報を確実に記録再生するために、ＲＭＳ波面収差と、光ディスクのピット位置に光を集光させるため、Ｓ字特性及びフォーカスオフセットが良好であることが必要となる。Ｓ字特性及びフォーカスオフセットはピックアップレンズの光線収差に起因する特性である。
【００１７】
このような性能が必要である中で、上記の各技術ではいずれもレンズ面の一部を光軸方向にシフトすることで、ＤＶＤ，ＣＤ共にＲＭＳ波面収差を低減することを可能にしている。一方、光線収差はＤＶＤ，ＣＤを同時に補正することができない。
【００１８】
そこで本願発明は、対物レンズを含む光学素子のＤＶＤとＣＤの両方に用いられる領域において、レンズ面の一部を光軸方向にシフトするという同手段を用いながら、ＤＶＤ，ＣＤ共に、ＲＭＳ波面収差と光線収差を満足する技術を見出して実現されたものである。
【００１９】
とくに対物レンズを含む光学素子の光学機能面のうち、ＣＤとＤＶＤの両方に用いられる領域に着目し、この領域について球面収差を安定にし、かつマクロな波面を補正すれば、ＤＶＤ、ＣＤのそれぞれに対して好適な光学性能を達成できることを見いだして実現されたものである。
【００２０】
本願発明は、波長毎に異なる光路差を選択的に与え、それぞれの波長の光線を好適な球面収差状態にして、ＤＶＤとＣＤの互換を達成する技術を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
（１）波長λ１の第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能であると共に、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ装置の光学系において、前記光学系の光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面による屈折機能と、光軸を中心とした複数の輪帯に分割し、隣り合う輪帯間で所定波長λｓ（λ１＜λｓ＜λ２）の光路差を生じるように、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状が光軸方向にシフトされて互いに光軸方向位置を異ならせて構成した光路差付与構造とを有し、前記光路差付与構造が無い状態として、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状を光軸方向にシフトさせていない状態において前記屈折面は、前記波長λ１の第１光源からの光束を、前記厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がアンダーとなり、前記波長λ２の第２光源からの光束を、前記厚さｔ２の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がオーバーとなるように形成された屈折面であることを特徴とする光ピックアップ装置の光学系。
（２）前記光ピックアップ装置は、前記屈折面と光学的に等価な屈折機能と、前記光路差付与構造とを一体に備えた光学素子を含むことを特徴とする（１）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（３）前記光学素子の光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域の周辺に位置する、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面からなることを特徴とする（２）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（４）前記光ピックアップ装置は、前記屈折面と光学的に等価な屈折機能と、前記光路差付与構造とを一体に備えた光学素子を有し、前記光学素子が、対物用光学素子であることを特徴とする（１）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（５）前記光学素子が、対物用光学素子であることを特徴とする（２）又は（３）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（６）前記光路差付与構造が構成された屈折面が異なる複数の屈折面形状を有することを特徴とする（５）記載の光ピックアップ装置の光学系。
（７）前記光路差付与構造は、前記輪帯数が３〜７であることを特徴とする（１）乃至（６）の何れか一項記載の光ピックアップ装置の光学系。
（８）波長λ１の第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能であると共に、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、前記対物レンズの光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面による屈折機能と、光軸を中心とした複数の輪帯に分割し、隣り合う輪帯間で所定波長λｓ（λ１＜λｓ＜λ２）の光路差を生じるように、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状が光軸方向にシフトされて互いに光軸方向位置を異ならせて構成した光路差付与構造とを有し、前記光路差付与構造が無い状態として、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状を光軸方向にシフトさせていない状態においては、前記波長λ１の第１光源からの光束を、前記厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がアンダーとなり、前記波長λ２の第２光源からの光束を、前記厚さｔ２の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がオーバーとなることを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。
（９）前記光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域の周辺に位置する、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面からなることを特徴とする（８）記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
（１０）前記光路差付与構造は、前記輪帯数が３〜７であることを特徴とする（８）又は（９）記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
（１１）前記屈折面が異なる複数の屈折面形状を有することを特徴とする（８）乃至（１０）の何れか一項記載の光ピックアップ装置の光学系。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。
【００２３】
最初に、本発明の光学的作用の概要について図１、２乃至図４を用いて説明する。
【００２４】
図１中、１は屈折面である母非球面を有するレンズ、２は光路差付与機能を有する位相差板であり、両方が組み合わされることにより、ＤＶＤ／ＣＤの両方に対して情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ光学系の対物用光学系を構成している。図示しない光源は、ＤＶＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う光源は６５５ｎｍ（λ１）、ＣＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う光源は７８５ｎｍ（λ２）のものを使用している。
【００２５】
レンズ１の光学機能面のうち、光軸を中心としたＮＡ（開口数）０．４５の領域は、ＤＶＤ／ＣＤの両方に対して情報の記録及び／又は再生を行うのに用いられる共用領域Ａであり、その周辺に位置するＮＡ（開口数）０．４５〜０．６の領域は、ＤＶＤのみに対して情報の記録及び／又は再生を行うのに用いられる専用領域Ｂとなっている。
【００２６】
この例におけるレンズ１は、λ１、λ２の両方に対して球面収差が生じるような屈折面（非球面）が形成されている。具体的には、図２（a）に示すように、レンズ１単独に対して光線を通過させた場合、共用領域Ａを通過したλ１の光束は、球面収差がアンダーになり、λ２の光束は、球面収差がオーバーになるような屈折面が形成されている。
【００２７】
２の位相差板は、光軸を中心とした複数の同心円状の輪帯に分割されていて、光軸から離れるに従って、厚みが増すように形成されている。それらの輪帯間の段差は、ある輪帯を通過する光束と、その隣の輪帯を通過する光束とが、所定波長の略整数倍の光路差を生じるが、波面ずれが生じない長さに設定されている。ここで所定波長は、λ１とλ２との中間の波長に設定してある。
【００２８】
このため、この位相差板に波長λ１の波面が入射すると、同位相の波面を結んだ包落線を新たな波面とする光線は収束光となり、他方、この位相差板に波長λ２の波面が入射すると、同位相の波面を結んだ包落線を新たな波面とする光線は発散光になるようにすることができる。
【００２９】
よって、レンズ１と位相差板２とを組み合わせて一つの光学系としてみた場合、図４（a）に示すように、レンズ１の共用領域Ａを通過した光束についてみると、波長λ１の光束は当初非球面によって球面収差がアンダーであったところ、位相差板２の作用によって球面収差がオーバーとなる作用をうけ、無収差状態に近づけられ、最適な球面収差状態となる。
【００３０】
そして波長λ２の光束は当初非球面によって球面収差がオーバーであったところ、位相差板２の作用によって球面収差がアンダーとなる作用をうけ、無収差状態に近づけられ、最適な球面収差状態となり、いずれの波長の光束も好適な球面収差を得ることが出来る。
【００３１】
一方、屈折機能と光路差付与機能を対物レンズに一体化した場合のレンズ形状を示したのが図６である。図２（b）はこの対物レンズの屈折機能による波長λ１とλ２の光束の球面収差であり、図４（b）は対物レンズを通過した光束の最終的な波長λ１とλ２の光束の球面収差を表している。そして所定波長がλ１とλ２の中間の波長である場合に、波長λ１、λ２で共に無収差となるための屈折面形状は特定される。共用領域の境界を通過する波長λ１の光線が、近軸光線が光軸と交わる位置から０．０１３ｍｍ以内の領域で交わるように設計されるのが望ましい。
これらの光学的作用を請求項１の文言にあてはめると、レンズ１が「屈折機能」を有しており、位相差板２が「光路差付与機能」を有している。
【００３２】
屈折機能と光路差付与機能を対物レンズに一体化した場合、屈折機能を有する母非球面の面形状を、単に光路長分、光軸方向にシフトさせてしまうことにより、単体の光学素子として両方の光学的作用を兼ね備えるものが得られる場合があるが、開口数が大きくなると、光路長を厳密に考慮する必要があるため、単に光軸方向に面を移動させただけでは意味をなさない場合がある。このような場合、屈折面の形状をも変化させて、当初の屈折機能と光路差付与機能とを両立させる。
【００３３】
そして光路差付与機能、あるいは光路差付与構造を有する共用領域Ａの輪帯数は、３〜７であることが好ましい。
【００３４】
輪帯数がこれより少ないと、位相差板を通過した波面は同位相の波面を結ぶ包落線で近似することができないため、特に光線収差性能が未達になる恐れがある。逆に輪帯数が増えると、光軸から離れるに従い輪帯の幅が小さくなり成形が困難となる。
【００３５】
専用領域Ｂにおいても、共用領域Ａと同様効果をもつレンズ１の屈折面が形成され、共用領域Ａと同様効果をもつ位相差板２とが設けられている場合、波長λ１、λ２で共に無収差となる。この場合には波長λ２の光線が入射しないように、波長λ１の光はそのまま透過し波長λ２の光を遮断するような波長選択性素子を位相差板より光源側に設けたり、あるいは位相差板に一体化して、ＤＶＤとＣＤのＮＡの違いを満足することができる。
【００３６】
また波長選択性素子を用いず、ＤＶＤとＣＤのＮＡの違いを満足することもできる。専用領域Ｂのレンズ１の屈折面は、図３（a）のように、波長λ１では球面収差が無収差、波長λ２では球面収差がオーバーであるように形成されていても良い。専用領域Ｂの位相差板は上記所定波長がλ１であれば、位相差板によって波長λ１の光束は収束する作用も発散する作用も受けず、無収差のまま集光する。波長λ２の光束は、位相差板の光路差付与機能によって収束する又は発散する作用を受けるが依然として収差が残留しているために、専用領域を通過した光束は焦点位置に集光しない。この様子を示したのが図５（a）であり、ＣＤ，ＣＤ'は最終的なＣＤの球面収差の変化を示している。レンズと位相差板が一体化している場合には、一体化する前の仮想的な母非球面の屈折面は、図３（b）のように、波長λ１では球面収差がオーバー、波長λ２では球面収差がオーバーであるように形成されているのが良い。光路差付与機能で最終的に、波長λ１では球面収差が最適、波長λ２では球面収差がオーバーとなる。この様子を示したのが図５（b）であり、ＣＤ，ＣＤ'は最終的なＣＤの球面収差の変化を示している。
【００３７】
さらにまた専用領域Ｂは、屈折面だけから構成していてもよい。そうすると、光学素子の製造が容易になる。
【００３８】
なお、この第一の発明を、単一のレンズで実現したレンズの設計データを図７〜１４に示す。専用領域は屈折面となっている。
【００３９】
図７に示すのは、各輪帯の内周・外周半径と光軸方向の変位量である。図８に示すのは、レンズデータであり、図９に示す式は非球面形状式である。また図１０に示すのは非球面データである。
【００４０】
そして、このレンズによる球面収差の改善効果を図１１〜１４に示す。
【００４１】
図１１及び１２に示すのは、レンズ１に相当する「屈折機能」あるいは「仮想的な母非球面屈折面」の、ＤＶＤ／ＣＤ共用領域の球面収差である。これは図２（a）に仮想的に示したものと同様であり、ＣＤに関する縦球面収差はオーバーになり、ＤＶＤに関する縦球面収差はアンダーになっている。
【００４２】
これに対して、位相差板２に相当する「光路差付与機能」あるいは「光路差付与構造」を経た光束の、ＤＶＤ／ＣＤ共用領域の球面収差は、図１３及び１４に示すようになる。
【００４３】
図から明らかなとおり、ＣＤに関する縦球面収差はアンダーになり、ＤＶＤに関する縦球面収差はオーバーとなり、両方ともほぼ収差が最適となり、改善されている。
【００４４】
【発明の効果】
以上、請求項１または請求項８の発明によれば、母非球面（屈折面）による共用領域の球面収差が、λ１についてはアンダー、λ２についてはオーバーであったものが、所定波長λｓ（λ１＜λｓ＜λ２）の略整数倍の光路差を生じる光路差付与機能（光路差付与構造）によってそれぞれ無収差状態となり、共用領域では良好な波面を得ることが出来る。
【００４５】
請求項２の発明によれば、母非球面（屈折面）と光路差付与機能（光路差付与構造）とが一体に形成されているので、位置合わせのための精度出しなどの手間が掛からず、単一の素子で取り扱いやすい光ピックアップ装置の光学素子を得ることが出来る。
【００４６】
請求項３または請求項９の発明によれば、周辺領域が屈折面から構成されているため、形成が容易である。
【００４７】
請求項４または請求項５の発明によれば、無収差でスポット効率の良い光ピックアップ装置の光学素子を得ることが出来る。
【００４８】
請求項７または請求項１０の発明によれば、光路差付与構造（光路差付与機能）を有する輪帯数が３〜７であるので、成形が容易で収差性能を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関わる光学系の、母非球面（屈折面）に相当する光学素子と、光路差付与構造（光路差付与機能）に相当する位相差板との位置関係を模式的に示したものである。
【図２】 （ａ）本発明のＤＶＤ／ＣＤ共用領域において、屈折機能と光路差付与機能が別体素子に設けられている場合の、母非球面（屈折面）の縦球面収差を模式的に示したものである。（ｂ）本発明のＤＶＤ／ＣＤ共用領域において、屈折機能と光路差付与機能が一体素子に設けられている場合の、母非球面（屈折面）の縦球面収差を模式的に示したものである。
【図３】 （ａ）本発明のＤＶＤ専用領域において、屈折機能と光路差付与機能が別体素子に設けられている場合の、母非球面（屈折面）の縦球面収差を模式的に示したものである。（ｂ）本発明のＤＶＤ専用領域において、屈折機能と光路差付与機能が一体素子に設けられている場合の、母非球面（屈折面）の縦球面収差を模式的に示したものである。
【図４】 （ａ）本発明のＤＶＤ／ＣＤ共用領域において、屈折機能と光路差付与機能が別体素子に設けられている場合に、光路差付与構造（光路差付与機能）によって縦球面収差が無収差状態に近づけられる作用を模式的に示したものである。（ｂ）本発明のＤＶＤ／ＣＤ共用領域において、ＤＶＤ／ＣＤ共用領域に対して屈折機能と光路差付与機能が一体素子に設けられている場合に、光路差付与構造（光路差付与機能）によって縦球面収差が無収差状態に近づけられる作用を模式的に示したものである。
【図５】 （ａ）本発明のＤＶＤ専用領域において、屈折機能と光路差付与機能が別体素子に設けられている場合に、光路差付与構造（光路差付与機能）によって縦球面収差が無収差状態に近づけられる作用を模式的に示したものである。（ｂ）本発明のＤＶＤ専用領域において、屈折機能と光路差付与機能が一体素子に設けられている場合に、光路差付与構造（光路差付与機能）によって縦球面収差が無収差状態に近づけられる作用を模式的に示したものである。
【図６】 本発明に関わる光学系について、屈折機能と光路差付与機能が一体化して設けられている対物レンズの形状の一例である。
【図７】 本発明に関わる実施例。屈折機能と光路差付与機能が一体化した場合の対物レンズにおける、各輪帯の内周・外周半径と光軸方向の変位量である。
【図８】 本発明に関わる実施例。屈折機能と光路差付与機能が一体化した場合の対物レンズにおけるレンズデータである。
【図９】 本発明に関わる実施例。屈折機能と光路差付与機能が一体化した場合の対物レンズ形状を示す非球面係数形状式である。
【図１０】 本発明に関わる実施例。屈折機能と光路差付与機能が一体化した場合の対物レンズ形状を示す非球面データである。
【図１１】 本発明に関わる実施例。ＤＶＤ／ＣＤ共用領域におけるＣＤ波長の光束が母非球面（屈折面）を通過した際の縦球面収差図である。
【図１２】 本発明に関わる実施例。ＤＶＤ／ＣＤ共用領域共用領域におけるＤＶＤ波長の光束が母非球面（屈折面）を通過した際の縦球面収差図である。
【図１３】 本発明に関わる実施例。ＣＤ開口内領域におけるＣＤ波長の光束が光路差付与構造（光路差付与機能）によって無収差状態に近づけられた状態を示したものである。
【図１４】 本発明に関わる実施例。ＤＶＤ開口内領域におけるにおけるＤＶＤ波長の光束が光路差付与構造（光路差付与機能）によって無収差状態に近づけられた状態を示したものである。
【符号の説明】
１ レンズ
２ 位相差板
Claims (11)
- 波長λ１の第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能であると共に、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ装置の光学系において、
前記光学系の光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面による屈折機能と、光軸を中心とした複数の輪帯に分割し、隣り合う輪帯間で所定波長λｓ（λ１＜λｓ＜λ２）の光路差を生じるように、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状が光軸方向にシフトされて互いに光軸方向位置を異ならせて構成した光路差付与構造とを有し、
前記光路差付与構造が無い状態として、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状を光軸方向にシフトさせていない状態において前記屈折面は、
前記波長λ１の第１光源からの光束を、前記厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がアンダーとなり、
前記波長λ２の第２光源からの光束を、前記厚さｔ２の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がオーバーとなるように形成された屈折面であることを特徴とする光ピックアップ装置の光学系。 - 前記光ピックアップ装置は、前記屈折面と光学的に等価な屈折機能と、前記光路差付与構造とを一体に備えた光学素子を含むことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置の光学系。
- 前記光学素子の光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域の周辺に位置する、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面からなることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置の光学系。
- 前記光ピックアップ装置は、前記屈折面と光学的に等価な屈折機能と、前記光路差付与構造とを一体に備えた光学素子を有し、前記光学素子が、対物用光学素子であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置の光学系。
- 前記光学素子が、対物用光学素子であることを特徴とする請求項２又は３記載の光ピックアップ装置の光学系。
- 前記光路差付与構造が構成された屈折面が異なる複数の屈折面形状を有することを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置の光学系。
- 前記光路差付与構造は、前記輪帯数が３〜７であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の光ピックアップ装置の光学系。
- 波長λ１の第１光源からの光束を、厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能であると共に、波長λ２（λ１＜λ２）の第２光源からの光束を、厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記対物レンズの光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面による屈折機能と、光軸を中心とした複数の輪帯に分割し、隣り合う輪帯間で所定波長λｓ（λ１＜λｓ＜λ２）の光路差を生じるように、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状が光軸方向にシフトされて互いに光軸方向位置を異ならせて構成した光路差付与構造とを有し、
前記光路差付与構造が無い状態として、前記輪帯に分割されたそれぞれの面形状を光軸方向にシフトさせていない状態においては、
前記波長λ１の第１光源からの光束を、前記厚さｔ１の保護基板を介して第１光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がアンダーとなり、
前記波長λ２の第２光源からの光束を、前記厚さｔ２の保護基板を介して第２光情報記録媒体の情報記録面に集光させたときの球面収差がオーバーとなることを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。 - 前記光学機能面のうち、前記第１光情報記録媒体と前記第２光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域の周辺に位置する、前記第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生に用いられる領域は、屈折面からなることを特徴とする請求項８記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
- 前記光路差付与構造は、前記輪帯数が３〜７であることを特徴とする請求項８又は９記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
- 前記屈折面が異なる複数の屈折面形状を有することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか一項記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
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