光ピックアップ装置及び対物光学素子
【課題】記録密度が異なる３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができ、その構成の簡素化、低コスト化を実現可能な光ピックアップ装置及び対物光学素子を提供する。
【解決手段】対物光学素子の光学面は、第一光路差付与構造を有する中央領域と第二光路差付与構造を有する周辺領域の二つの領域を有し、光学素子はその中央領域を通過する第一光束、第二光束、第三光束を、それぞれ第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクの情報記録面上に集光し、周辺領域を通過する前記第一光束、第二光束を、それぞれ第１光ディスク、第２光ディスクの情報記録面上に集光する。
【解決手段】対物光学素子の光学面は、第一光路差付与構造を有する中央領域と第二光路差付与構造を有する周辺領域の二つの領域を有し、光学素子はその中央領域を通過する第一光束、第二光束、第三光束を、それぞれ第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクの情報記録面上に集光し、周辺領域を通過する前記第一光束、第二光束を、それぞれ第１光ディスク、第２光ディスクの情報記録面上に集光する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置及びそれに用いる対物光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第２高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色ＳＨＧレーザ等、波長４００〜４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されつつある。これら青紫色レーザ光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物光学素子を使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物光学素子のＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。
【０００３】
尚、ＮＡ０．８５の対物光学素子を使用する高密度光ディスクでは、光ディスクの傾き（スキュー）に起因して発生するコマ収差が増大するため、ＤＶＤにおける場合よりも保護層を薄く設計し（ＤＶＤの０．６ｍｍに対して、０．１ｍｍ）、スキューによるコマ収差量を低減しているものがある。ところで、かかるタイプの高密度光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダ（光情報記録再生装置）の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、高密度光ディスクに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。
【０００４】
高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。
【０００５】
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物光学素子を共通化することが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も有利となる。尚、記録／再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物光学素子を得るためには、球面収差の波長依存性を有する光路差付与構造を対物光学系に形成する必要がある。
【０００６】
特許文献１には、光路差付与構造を有し、高密度光ディスクと従来のＤＶＤ及びＣＤに対して共通に使用可能な対物光学素子を搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
【特許文献１】国際公開第２００７／１０２３１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然るに、光ピックアップ装置のある仕様においては、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを長く確保したい場合もあるが、上記の特許文献１に記載された対物光学素子に適用すると、ＢＤと共用を図るために光学面に形成した光路差付与構造としての回折構造のピッチが小さくなりすぎるので、対物光学素子の製造が困難になると共に、光の利用効率が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述の問題を考慮してなされたものであり、対物光学素子として単玉のレンズを用いたとしても、高密度光ディスク（特にＨＤ）とＤＶＤとＣＤ等の、記録密度が異なる３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置及び対物光学素子であって、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを確保できると共に、光路差付与構造のピッチを小さくすることなく、光の利用効率を高く維持することが可能となると共に、その構成の簡素化、低コスト化を実現可能な光ピックアップ装置及び対物光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットよりも光量が大きく、前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第一ベストフォーカスの次に大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、下記の式（１）の関係を満たし、
更に（２）式を満たすことを特徴とする。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、ｆ３［ｍｍ］は前記第一光路差付与構造を通過し、前記第一ベストフォーカスを形成する前記第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離を指す。又、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、前記対物光学素子の中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【００１０】
本発明によれば、ＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類の光ディスクを単一の対物光学素子を用いて記録及び／又は再生を行うことが可能になると共に、（１）式を満たすことによりＣＤの記録／再生時に不要光がセンサ上で悪影響を及ぼすことを回避させつつ、（２）式を満たすように対物光学素子の軸上厚さを抑えることにより、光路差付与構造のピッチを小さくすることなく、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを確保でき、対物光学素子の製造も容易にする事が出来、加えて、光の利用効率を高く維持することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第３光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第一ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットが、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、前記第二ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットは、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項４又は５に記載の発明において、前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第三光束に対して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３の違いにより発生する球面収差を補正することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記第一光束及び前記第二光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ１、ｍ２が、下記の式（３）、（４）を満たすことを特徴とする。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【００２０】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、請求項１０に記載の発明において、 前記第三光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことを特徴とする。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【００２１】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１０に記載の発明において、前記第三光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことを特徴とする。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【００２２】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造及び前記第二光路差付与構造を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置は、請求項４に記載の発明において、 前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び屈折面である前記最周辺領域を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置は、請求項５に記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び前記第三光路差付与構造を有する前記最周辺領域を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項１７に記載の対物光学素子は、第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットよりも光量が大きく、前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第一ベストフォーカスの次に大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、下記の式（１）の関係を満たし、
更に（２）式を満たすことを特徴とする。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、ｆ３［ｍｍ］は前記第一光路差付与構造を通過し、前記第一ベストフォーカスを形成する前記第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離を指す。又、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【００２７】
請求項１８に記載の対物光学素子は、請求項１７に記載の発明において、前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第３光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする。
【００２８】
請求項１９に記載の対物光学素子は、請求項１７又は１８に記載の発明において、前記第一ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットが、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、前記第二ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットは、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことを特徴とする。
【００２９】
請求項２０に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至１９のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００３０】
請求項２１に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至１９のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００３１】
請求項２２に記載の対物光学素子は、請求項２０又は２１に記載の発明において、前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする。
【００３２】
請求項２３に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２２のいずれかに記載の発明において、前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする。
【００３３】
請求項２４に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２３のいずれかに記載の発明において、前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第三光束に対して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３の違いにより発生する球面収差を補正することを特徴とする。
【００３４】
請求項２５に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２４のいずれかに記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする。
【００３５】
請求項２６に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２５のいずれかに記載の発明において、前記第一光束及び前記第二光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ１、ｍ２が、下記の式（３）、（４）を満たすことを特徴とする。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【００３６】
請求項２７に記載の対物光学素子は、請求項２６に記載の発明において、前記第三光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことを特徴とする。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【００３７】
請求項２８に記載の対物光学素子は、請求項２６に記載の発明において、前記第三光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことを特徴とする。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【００３８】
請求項２９に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２８のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする。
【００３９】
請求項３０に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２９のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造及び前記第二光路差付与構造を有することを特徴とする。
【００４０】
請求項３１に記載の対物光学素子は、請求項２０に記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び屈折面である前記最周辺領域を有することを特徴とする。
【００４１】
請求項３２に記載の対物光学素子は、請求項２１に記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び前記第三光路差付与構造を有する前記最周辺領域を有することを特徴とする。
【００４２】
請求項３３に記載の光ピックアップ装置は、第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
更に（２）式を満たすことを特徴とする。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【００４３】
本発明によれば、ＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類の光ディスクを単一の対物光学素子を用いて記録及び／又は再生を行うことが可能になると共に、（１）式を満たすことによりＣＤの記録／再生時に不要光がセンサ上で悪影響を及ぼすことを回避させつつ、（２）式を満たすように対物光学素子の軸上厚さを抑えることにより、光路差付与構造のピッチを小さくすることなく、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを確保でき、対物光学素子の製造も容易にする事が出来、加えて、光の利用効率を高く維持することが可能となる。
【００４４】
請求項３４に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３に記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
【００４５】
請求項３５に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３又は３４に記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００４６】
請求項３６に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３又は３４に記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００４７】
請求項３７に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６に記載の発明において、前記第三光路差付与構造は、前記第三光路差付与構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次または２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
【００４８】
請求項３８に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３乃至３７のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする。
【００４９】
請求項３９に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３乃至３８のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする。
【００５０】
請求項４０に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３乃至３８のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする。
【００５１】
請求項４１に記載の対物光学素子は、第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
更に（２）式を満たすことを特徴とする。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【００５２】
請求項４２に記載の対物光学素子は、請求項４１に記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
【００５３】
請求項４３に記載の対物光学素子は、請求項４１又は４２に記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００５４】
請求項４４に記載の対物光学素子は、請求項４１又は４２に記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００５５】
請求項４５に記載の対物光学素子は、請求項４４に記載の発明において、前記第三光路差付与構造は、前記第三光路差付与構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次または２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
【００５６】
請求項４６に記載の対物光学素子は、請求項４１乃至４５のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする。
【００５７】
請求項４７に記載の対物光学素子は、請求項４１乃至４６のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする。
【００５８】
請求項４８に記載の対物光学素子は、請求項４１乃至４６のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする。
【００５９】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第一光源、第二光源、第三光源の少なくとも３つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第一光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第二光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。
【００６０】
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。
【００６１】
本明細書においては、高密度光ディスクの例としては、ＮＡ０．６５乃至０．６７の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＨＤ ＤＶＤ：単にＨＤともいう）が挙げられる。また、高密度光ディスクには、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜（本明細書では、保護基板は保護膜も含むものとする）を有する光ディスクや、保護基板の厚さが０の光ディスクも含まれる。また、高密度光ディスクには、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザが用いられる光磁気ディスクも含まれるものとする。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、高密度光ディスクの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。
【００６２】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（７）、（８）、（９）を満たすことが好ましいが、これに限られない。
【００６３】
０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍ （７）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ （８）
１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ （９）
【００６４】
本明細書において、第一光源、第二光源、第三光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第一光源から出射される第一光束の第一波長λ１、第二光源から出射される第二光束の第二波長λ２（λ２＞λ１）、第三光源から出射される第三光束の第三波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（１０）、（１１）を満たすことが好ましい。
【００６５】
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１ （１０）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１ （１１）
【００６６】
また、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクとして、それぞれ、ＨＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第一光源の第一波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３８０ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下であって、第二光源の第二波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第三光源の第三波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。
【００６７】
また、第一光源、第二光源、第三光源のうち少なくとも２つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第一光源と第二光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいうが、これに限られず、２つの光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。また、光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。
【００６８】
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物光学素子を移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。
【００６９】
集光光学系は、対物光学素子を有する。集光光学系は、対物光学素子のみを有していても良いが、集光光学系は、対物光学素子の他にコリメータレンズ等のカップリングレンズを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物光学素子と光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメータレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメータレンズに入射した光を平行光にして出射するレンズである。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。本明細書において、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。好ましくは、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変異可能とされた光学系を指す。対物光学素子は、好ましくは単玉の対物レンズである。また、対物光学素子は、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂などで光路差付与構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよい。また、対物光学素子は、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物光学素子は、光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。
【００７０】
また、対物光学素子をガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。
【００７１】
ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物光学素子をガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物光学素子を駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物光学素子をガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が３．０以下であるのが好ましく、２．８以下であるのがより好ましい。
【００７２】
また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃-1）が−２０×１０-5乃至−５×１０-5（より好ましくは、−１０×１０-5乃至−８×１０-5）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。
【００７３】
対物光学素子について、以下に記載する。対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの周辺領域とを有する。対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、周辺領域の周りに最周辺領域を有していてもよい。中央領域は、対物光学素子の光軸を含む領域であることが好ましいが、含まない領域であってもよい。中央領域、周辺領域、及び最周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。図１に示されるように、中央領域ＣＮ、周辺領域ＭＤ、最周辺領域ＯＴは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物光学素子の中央領域には第一光路差付与構造が設けられ、周辺領域には第二光路差付与構造が設けられている。最周辺領域を有する場合、最周辺領域は屈折面であってもよいし、最周辺領域に第三光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、周辺領域、最周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。
【００７４】
第一光路差付与構造は、対物光学素子の中央領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第一光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第二光路差付与構造は、対物光学素子の周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第二光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。第三光路差付与構造は、対物光学素子の最周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第三光路差付与構造が、最周辺領域の全面に設けられていることである。
【００７５】
なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。
【００７６】
光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、光路差付与構造は、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得る。最も一般的な光路差付与構造の断面形状としては、図２（ａ）に記載されるような、光路差付与構造の光軸を含む断面形状が鋸歯状である場合である。平面の光学素子に光路差付与構造を設けた場合に断面が階段状に見えるものも、非球面レンズ面等に同様の光路差付与構造を設けた場合は、図２（ａ）のような鋸歯状の断面形状と捉えることができる。従って、本明細書でいう鋸歯状の断面形状には、階段状の断面形状も含まれるものとする。また、段差の向きの異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳することによって、図２（ｂ）に示すようなバイナリ構造の光路差付与構造を得ることも可能である。本明細書の第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造は、その断面形状を異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよいし、鋸歯状の光路差付与構造を重畳してできるバイナリ構造の光路差付与構造に、さらに鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよい。例えば、図２（ｃ）は鋸歯状の構造とバイナリ構造を重畳した構造であり、図２（ｄ）は細かい鋸歯状の構造と荒い鋸歯状の構造を重畳した構造である。
【００７７】
また、対物光学素子の中央領域に設けられる第一光路差付与構造と、対物光学素子の周辺領域に設けられる第二光路差付与構造は、対物光学素子の異なる光学面に設けられていてもよいが、同一の光学面に設けられることが好ましい。同一の光学面に設けられることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造は、対物光学素子の光ディスク側の面よりも、対物光学素子の光源側の面に設けられることが好ましい。
【００７８】
対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第一光束、第二光束及び第三光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第一光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第二光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。さらに、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第三光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２が異なる場合、第一光路差付与構造は、第一光路差付与構造を通過する第一光束及び第二光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差及び／又は第一光束と第二光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第一光路差付与構造は、第一光路差付与構造を通過した第一光束及び第三光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３との違いにより発生する球面収差及び／又は第一光束と第三光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。
【００７９】
また、対物光学素子の第一光路差付与構造を通過した第三光束によって、第三光束が形成するスポットの光量が最も大きい第一ベストフォーカスと、スポットの光量が次に大きい第二ベストフォーカスとが形成される。好ましくは、第三光束が形成するスポットのスポット径が最も小さくなるところが第一ベストフォーカスであり、第三光束が形成するスポットのスポット径が第一ベストフォーカスの次に小さくなるところが第二ベストフォーカスであることが好ましい。なお、ここでいうベストフォーカスとは、ビームウェストが、あるデフォーカスの範囲で極小となる点を指すことが好ましい。つまり、第三光束によって、第一ベストフォーカス及び第二ベストフォーカスが形成されるということは、第三光束において、或るデフォーカスの範囲でビームウェストが極小となる点が、少なくとも２点存在するということである。また、第一ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率と、第二ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率の差が２０％以下である場合に、本発明の効果がより顕著となる。
【００８０】
尚、第一ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、第二ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットは、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことが好ましいが、第一ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、第二ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられるような態様を否定するものではない。なお、第一光路差付与構造が、対物光学素子の光源側の面に設けられている場合、第二ベストフォーカスの方が、第一ベストフォーカスに比して対物光学素子に近い方が好ましい。
【００８１】
さらに、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスは、下記の式（１）を満たす。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
但し、ｆ３［ｍｍ］は第一光路差付与構造を通過し、第一ベストフォーカスを形成する第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスの間の距離を指す。
【００８２】
なお、下記の式（１）’を満たすことがより好ましい。
０．０７＜≦Ｌ／ｆ３＜０．１５ （１）’
【００８３】
また、Ｌは、０．１８ｍｍ以上、０．３０ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、ｆは、１．８ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００８４】
上記構成により、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に、第三光束のうち第３光ディスクの記録及び／又は再生時に用いられない不要光がトラッキング用の受光素子に悪影響を及ぼすことを防ぐことが可能となり、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に良好なトラッキング性能を維持することが可能となる。加えて、第一光路差付与構造のピッチが小さくなりすぎることを防止でき、対物光学素子の製造をより容易にすると共に、光利用効率を高く維持できる。
【００８５】
さらに、対物光学素子の第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）とし、対物光学素子の中心厚さをｄ（ｍｍ）とした際に、下記の式（２）を満たす。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
【００８６】
なお、下記の式（２）’を満たすことがより好ましい。
０．５≦ｄ／ｆ１≦０．８ （２）’
【００８７】
上記構成により、光路差付与構造のピッチを小さくすることなく、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを確保でき、対物光学素子の製造も容易にする事が出来、加えて、光の利用効率を高く維持することが可能となる。
【００８８】
また、以下の条件式を満たすことが好ましい。
2.1mm≦φ≦4.2mm
尚、Φは、第２光ディスク使用時の対物光学素子の有効径を表す。上記範囲を満たすことにより、第３光ディスクとしてのCDのワーキングディスタンスを実使用上問題ないレベルの距離を確保しつつ、例え、対物光学素子がプラスチックレンズであったとしても、温度変化時における収差変化を問題ないレベルに維持することができる。
【００８９】
また、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第一光束及び第二光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第一光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第二光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また第二光路差付与構造は、第二光路差付与構造を通過する第一光束及び第二光束の波長の違いにより発生する色球面収差を補正することが好ましい。
【００９０】
また、好ましい態様として、周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。周辺領域を通過した第三光束が、第３光ディスクの情報記録面上で集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。図５に示すように、対物光学素子を通過した第三光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側（又はスポット中心部）から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部ＳＣＮ、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部ＳＭＤ、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部ＳＯＴを有する。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録及び／又は再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。つまり、対物光学素子の周辺領域に設けられた第二光路差付与構造を通過した第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成する。なお、ここでいう第三光束の集光スポット又はスポットは、第一ベストフォーカスにおけるスポットであることが好ましい。また、対物光学素子を通過した第二光束においても、第２光ディスクの情報記録面上で形成するスポットが、スポット中心部、スポット中間部、スポット周辺部を有することが好ましい。
【００９１】
対物光学素子が、中央領域と周辺領域に加え、最周辺領域を有する場合、対物光学素子は、対物光学素子の最周辺領域を通過する第二光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、最周辺領域を通過した第二光束において、第２光ディスクの記録及び／又は再生時にその球面収差が補正されていることが好ましい。尚、対物光学素子は、中央領域と周辺領域のみからなっていてもよい。第１光ディスクであるＨＤと第２光ディスクであるＤＶＤにおける必要開口数がほぼ等しいため、中央領域と周辺領域のみからなる場合と、中央領域、周辺領域に加え、最周辺領域を有する場合の何れの態様も考えられる。
【００９２】
また、最周辺領域を有する場合の好ましい態様として、最周辺領域を通過した第一光束は、第１光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、最周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。最周辺領域を通過した第一光束及び第三光束が、それぞれ第１光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上での集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物光学素子の最周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。また、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第一光束は、第１光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物光学素子の最周辺領域を通過した第一光束は、第１光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。
【００９３】
最周辺領域が第三光路差付与構造を有する場合、第三光路差付与構造が、第三光路差付与構造を通過した第二光束に対して、第二光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム（色球面収差）を補正するようにしてもよい。波長の僅かな変動とは、±１０ｎｍ以内の変動を指す。例えば、第二光束が波長λ２より±５ｎｍ変化した際に、第三光路差付与構造によって、最周辺領域を通過した第二光束の球面収差の変動を補償し、第２光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．００１λ２ｒｍｓ以上、０．０７０λ２ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。
【００９４】
なお、第一光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造とバイナリ構造を重畳してなる構成であってもよい。また、第二光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造と、より荒い（ピッチの大きい）鋸歯状の回折構造を重畳してなる構成であってもよい。第一光路差付与構造又は第二光路差付与構造が当該重畳構造の場合、当該鋸歯状の回折構造（第二光路差付与構造の場合、荒くない（ピッチの小さい）方の回折構造）については、第一光束の第一波長λ１の偶数倍相当の光路差を第一光束に付与するようにし、それにより第一光束は波面の位相に変化を生じないようにしてもよい。更に、第三光束の第三波長λ３が、第一光束の第一波長のほぼ偶数倍の波長であるときは、整数倍の光路差を第三光束に付与されることになり、同様に第三光束の波面の位相に変化を生じないことになる。この様な構成により、第一光束と第三光束は、当該回折構造によって集光に影響を及ぼされることがないという利点がある。なお、偶数倍相当とは、ｎを自然数とした場合、（２ｎ−０．１）×λ１以上、（２ｎ＋０．１）×λ１以下の範囲を言う。
【００９５】
なお、第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重ね合わせた構造としてもよい。
【００９６】
第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第一光束及び第三光束を、波面が略そろった状態で射出し、第一基礎構造を通過した第二光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第二光束の回折角を、第一光束及び第三光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であると好ましい。また、第一基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。
【００９７】
また、第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第一光束の０次（透過光）の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の０次（透過光）の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第一光束及び第二光束を、波面が略そろった状態で射出し、第ニ基礎構造を通過した第三光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第三光束の回折角を、第一光束及び第二光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であると好ましい。また、第二基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２．５波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。さらに、第二基礎構造の形状は、例えば図２（ｂ）に示すようなバイナリ状の形状である事が好ましい。
【００９８】
なお、前述したように、第一基礎構造が、第一基礎構造を通過した第二光束の回折角を、第一光束及び第三光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であり、第二基礎構造が、第二基礎構造を通過した第三光束の回折角を、第一光束及び第二光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であるため、第一基礎構造と第二基礎構造を重ね併せて第一光路差付与構造を形成することにより、第一光路差付与構造を通過した第一光束、第二光束、第三光束全ての出射光の方向を異ならせることが可能となるため、第一光束、第二光束、第三光束の全ての光束が同じ倍率（例えば、全て平行光束）で対物光学素子に入射したとしても、異なる種類の光ディスクを用いていることに起因して発生する収差を補正でき、互換が可能となる。
【００９９】
対物光学素子がプラスチックレンズである場合、温度特性補正用構造として第三基礎構造を、第一基礎構造及び第二基礎構造にさらに重ねたものを第一光路差付与構造としてもよい。しかしながら、第１光ディスクがＨＤである場合は、温度変化の影響がそれ程大きくないため、対物光学素子に温度特性補正用構造としての基礎構造は設けなくてもよい。具体的には、第三基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。
【０１００】
また、第二光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造としてもよい。対物光学素子がプラスチックレンズである場合、温度特性補正用構造として第三基礎構造を、第一基礎構造にさらに重ねたものを第二光路差付与構造としてもよい。しかしながら、第１光ディスクがＨＤである場合は、温度変化の影響がそれ程大きくないため、対物光学素子に温度特性補正用構造としての基礎構造は設けなくてもよい。
【０１０１】
また、最周辺領域を設け、さらに第三光路差付与構造を設ける場合は、第三光路差付与構造は、少なくとも第三基礎構造を有する構造としてもよい。
【０１０２】
また、本発明に係る光学素子を設計する場合、以下のような方法で設計する事が考えられる。まず輪帯状の構造を有する光路差付与構造である基礎構造を設計する。次に、当該基礎構造とは、或る光束に対して回折光率が最大となる回折次数が異なる輪帯状の構造を有する別の基礎構造を設計する。そして、これらの２つ（３つ以上であってもよい）の基礎構造を重ねあわせ、第一光路差付与構造又は第二光路差付与構造を設計する方法である。
【０１０３】
この様な方法で設計する場合、ピッチ幅が小さな輪帯が発生する可能性がある。例えば、図８（ａ）に示すような基礎構造と図８（ｂ）に示すような基礎構造とを重ね合わせると、図８（ｃ）のような光路差付与構造が得られる。しかしながら、図８（ｃ）でＷａとして示されているようにピッチ幅が小さい輪帯が発生してしまうことになる。尚、ピッチ幅とは、輪帯構造の、光学素子の光軸と直交方向の幅をいう。例えば、光路差付与構造が図６で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４のそれぞれの長さをいう。また、光路差付与構造が図７で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ５、ｗ６、ｗ７、ｗ８、ｗ９のそれぞれの長さをいう。
【０１０４】
本発明者は、鋭意研究の結果、このＷａが５μｍ以下の輪帯であれば、この輪帯を削ったり、埋めてしまっても、光学性能に大きな影響を及ぼさないことを見出した。つまり、図８（ｃ）において、Ｗａが５μｍ以下である場合、図８（ｄ）に示すように、この小さなピッチ幅の輪帯を削っても、光学性能に大きな影響を及ぼすことはない。
【０１０５】
また、対物光学素子を成形する金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点からは、光路差付与構造の段差のピッチ幅は小さすぎない方が好ましい。従って、複数の基礎構造を重ねあわせて基礎となる光路差付与構造を設計した際に、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が発生する場合、そのようなピッチ幅が５μｍ以下の輪帯を除去して、最終的な光路差付与構造を得る事が好ましい。ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凸状である場合は、輪帯を削る事により除去すればよく、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凹状である場合は、輪帯を埋める事により除去すればよい。
【０１０６】
従って、少なくとも第一光路差付与構造のピッチ幅は全て５μｍより大きい事が好ましい。好ましくは、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造の全てのピッチ幅が５μｍより大きい事である。
【０１０７】
また、前述したように、段差量は大きすぎない方が好ましい。基礎構造を複数重ね合わせて得た基礎となる光路差付与構造のある輪帯の段差量が基準の値より高い場合、輪帯の段差量を１０・λＢ／（ｎ−１）（μｍ）だけ低くすることにより、光学性能に影響を及ぼすことなく、大きすぎる段差量を減らすことが可能となる。なお、基準の値としては、任意の値を設定する事ができるが、１０・λＢ／（ｎ−１）（μｍ）を基準値とする事が好ましい。
【０１０８】
また、細長い輪帯が少ない方が製造上好ましいという観点から、第一光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。更に好ましくは、全ての光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。
【０１０９】
第１光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ２（０．８＜ＮＡ１／ＮＡ２＜１．２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ１は０．６０又は０．６５であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．６０又は０．６５であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。
【０１１０】
対物光学素子の中央領域と周辺領域の境界は、第三光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の中央領域と周辺領域の境界が、ＮＡ３に相当する部分に形成されていることである。また、対物光学素子の周辺領域と最周辺領域の境界は、第二光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１５・ＮＡ２以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の周辺領域と最周辺領域の境界が、ＮＡ２に相当する部分に形成されていることである。
【０１１１】
対物光学素子を通過した第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第三光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に存在することが好ましい。
【０１１２】
また、球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合であって、対物光学素子を通過した第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０２μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０８μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０１μｍ以下である。
【０１１３】
また、回折効率は回折構造の輪帯深さに依存するので、光ピックアップ装置の用途に応じて、中央領域の各波長に対する回折効率を適宜設定可能である。例えば、第１光ディスクに対して記録及び再生を行い、第二、第三光ディスクに対して再生のみ行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域及び／又は周辺領域の回折効率を、第一光束を重視して設定するのが好ましい。一方、第１光ディスクに対して再生のみを行い、第二、第三光ディスクに対して記録及び再生を行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域の回折効率を、第二、第三光束を重視して設定し、周辺領域の回折効率を第二光束を重視して設定するのが好ましい。
【０１１４】
何れの場合でも、下記条件式（１２）を満たすようにすることで、各領域の面積加重平均により計算される第一光束の回折効率を高く確保することが可能となる。
【０１１５】
η１１≦η２１ （１２）
但し、η１１は中央領域における第一光束の回折効率を表し、η２１は周辺領域における第一光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第二、第三波長の光束重視とした場合には、中央領域の第一光束の回折効率は低くなるが、第１光ディスクの開口数が第３光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第一光束の有効径全体で考えると中央領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。
【０１１６】
なお、本明細書における回折効率は、以下のように定義することができる。
［１］同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一の材料で形成され、第一及び第二光路差付与構造が形成されない対物光学素子の透過率を、中央領域、周辺領域に分けて測定する。この際、中央領域の透過率は、周辺領域に入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は中央領域に入射する光束を遮断して測定する。
［２］第一及び第二光路差付与構造を有する対物光学素子の透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
［３］上記［２］の結果を［１］の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
【０１１７】
また、第一光束乃至第三光束の何れか二つの光束の光利用効率が８０％以上であって、残りの一つの光束の光利用効率を３０％以上、８０％以下にするようにしてもよい。残りの一つの光束の光利用効率を４０％以上、７０％以下にするようにしてもよい。この場合、光利用効率を３０％以上、８０％以下（または４０％以上、７０％以下）とする光束は、第三光束であることが好ましい。
【０１１８】
なお、ここでいう光利用効率とは、第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造が形成された対物光学素子（第三光路差付与構造が形成されていてもよい）により光ディスクの情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＡとし、同一の材料から形成され、且つ、同一の焦点距離、軸上厚さ、開口数、波面収差を有し、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造が形成されない対物光学素子により、光情報記録媒体の情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＢとしたとき、Ａ／Ｂにより算出するものとする。なお、ここでいうエアリーディスクとは、集光スポットの光軸を中心とする半径ｒ’の円をいう。ｒ’＝０．６１・λ／ＮＡで表される。
【０１１９】
また、第一光路差付与構造を通過した第三光束において、最大の光量となる回折次数の回折光の光量と、次に大きな光量となる回折次数の回折光の光量の差、即ち、第一ベストフォーカスを形成する回折光の光量と、第二ベストフォーカスを形成する回折光の光量の差が、０％以上、２０％以下である場合、特に第３光ディスクにおけるトラッキング特性を良好に保つことが困難であるが、本発明に係る形態は、そのような状況においても、トラッキング特性を良好にすることを可能とする。
【０１２０】
第一光束、第二光束及び第三光束は、平行光として対物光学素子に入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物光学素子に入射してもよい。好ましくは、第一光束が対物光学素子に入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ１が、下記の式（３）を満たすことである。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
【０１２１】
一方で、第一光束を発散光として対物光学素子に入射する場合、第１光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ１が、下記の式（３）‘を満たすことが好ましい。
−０．１０＜ｍ１＜０．００ （３）‘
【０１２２】
また、第二光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第二光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ２が、下記の式（４）を満たすことが好ましい。
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【０１２３】
一方で、第二光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第二光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ２が、下記の式（４’）を満たすことが好ましい。
【０１２４】
−０．１０＜ｍ２＜０．００ （４’）
【０１２５】
また、第三光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第三光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（１５）を満たすことが好ましい。第三光束が平行光である場合、トラッキングにおいて問題が発生しやすくなるが、本発明は第三光束が平行光であっても、良好なトラッキング特性を得ることを可能とし、３つの異なる光ディスクに対して記録及び／又は再生を適切に行う事を可能とする。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【０１２６】
一方で、第三光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第三光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことが好ましい。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【０１２７】
また、第３光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．２０ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．３ｍｍ以上、１．２０ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．４ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、第１光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．４ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１２８】
対物光学素子の入射瞳径は、第２光ディスクを用いる際に、φ２．２ｍｍ以上、φ４．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１２９】
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。
【０１３０】
ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。
【０１３１】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。 ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。
【０１３２】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０１３３】
本発明によれば、簡単且つ低コストの構成で、異なる３種の光ディスク（例えば、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤの３つの光ディスク）に対して、一つの対物光学素子で情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる。加えて、３つの異なる光ディスクの全てにおいて、無限系の光学系を用いる場合であっても、トラッキング、特に第３光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のトラッキングの正確性を保つことができる光ピックアップ装置、対物光学素子および光情報記録再生装置を提供することが可能となる。さらに、単玉の対物光学素子で、異なる３種の光ディスクに対して、情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置、対物光学素子および光情報記録再生装置を提供することが可能になる。さらに、対物光学素子として、プラスチックレンズを用いたとしても、温度特性を良好にし、３種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１３４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図３は、異なる光ディスクであるＨＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第１光ディスクをＨＤとし、第２光ディスクをＤＶＤとし、第３光ディスクをＣＤとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。
【０１３５】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴ、コリメートレンズＣＬ偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳ、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ１＝４０５ｎｍのレーザ光束（第一光束）を射出する第一半導体レーザＬＤ１（第一光源）と、ＢＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第一の受光素子ＰＤ１と、レーザモジュールＬＭ等を有する。
【０１３６】
また、レーザモジュールＬＭは、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ２＝６５８ｎｍのレーザ光束（第二光束）を射出する第二半導体レーザＥＰ１（第二光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ３＝７８５ｎｍのレーザ光束（第三光束）を射出する第三半導体レーザＥＰ２（第三光源）と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第二の受光素子ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第三の受光素子ＤＳ２と、プリズムＰＳと、を有している。
【０１３７】
図１及び図４に示されるように、本実施の形態の対物光学素子ＯＢＪにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中央領域ＣＮと、その周囲に配置された周辺領域ＭＤと、更にその周囲に配置された最周辺領域ＯＴとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。図示していないが、中央領域ＣＮには、第１基礎構造と第２基礎構造とを重畳した第一光路差付与構造が形成され、周辺領域ＭＤには第二光路差付与構造が形成されている。また、最周辺領域ＯＴには、第三光路差付与構造が形成されている（以下の実施例１）ものと第三光路差付与構造が形成されず屈折面のもの（以下の実施例２）ものとがある。第一基礎構造は、通過した第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。又、第二基礎構造は、通過した第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。更に、第二光路差付与構造は、通過した第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。又、第三光路差付与構造は、通過した第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。なお、図１及び図４の中央領域、周辺領域、最周辺領域の面積などの比率は正確には表されていない。
【０１３８】
青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された第一光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過し、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、絞りＳＴによりその光束径が規制され、対物光学素子ＯＢＪに入射する。ここで、対物光学素子ＯＢＪの中央領域と周辺領域により集光された（最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【０１３９】
情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過した後、第一の受光素子ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、第一の受光素子ＰＤ１の出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣにより対物光学素子ＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１４０】
赤色半導体レーザＥＰ１から射出された第二光束（λ２＝６５８ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子ＯＢＪに入射する。ここで、対物光学素子ＯＢＪの中央領域と周辺領域と最周辺領域により集光された光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。
【０１４１】
情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第二の受光素子ＤＳ１に収束する。そして、第二の受光素子ＤＳ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１４２】
赤外半導体レーザＥＰ２から射出された第三光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子ＯＪＴに入射する。ここで、対物光学素子ＯＢＪの中央領域により集光された（周辺領域及び最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
【０１４３】
情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第三の受光素子ＤＳ２に収束する。そして、第三の受光素子ＤＳ２の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１４４】
＜実施例＞
次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。以下の実施例において、対物光学素子は、単玉のポリオレフィン製のプラスチックレンズである。対物光学素子の光学面の中央領域ＣＮの全面には、第一光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域ＭＤの全面には、第二光路差付与構造が形成されている。実施例１においては、光学面の最周辺領域ＯＴの全面には、第三光路差付与構造が形成されており、実施例２においては、最周辺領域ＯＴは非球面の屈折面である。
【０１４５】
また、実施例１〜２において、第一光路差付与構造は、第一基礎構造と第二基礎構造とが重畳された構造となっており、鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。断面形状は、図２（ｃ）で示されているような形状である。鋸歯状の回折構造である第一基礎構造は、第１光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。また、バイナリ構造である第二基礎構造は、所謂、波長選択回折構造であり、第１光束の０次の回折光（透過光）の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の０次の回折光（透過光）の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。
【０１４６】
また、実施例１〜２において、第一光路差付与構造は、図２（ｃ）に示すように、中央領域の光軸側の領域においては、段差が光軸側を向いている鋸歯状の構造とバイナリ構造が重畳されており、中央領域の周辺領域側の領域においては、段差が光軸側とは逆を向いている鋸歯状の構造とバイナリ構造が重畳されており、その間には、鋸歯状の構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている。この遷移領域は、回折構造により透過波面に付加される光路差を光路差関数で表現した時、光路差関数の極値となる点に相当する領域である。なお、光路差関数が極値となる点を持つと、光路差関数の傾きが小さくなるので、輪帯ピッチを広げることが可能となり、回折構造の形状誤差による透過率低下を抑制できる。
【０１４７】
実施例１〜２において、第二光路差付与構造は、第一基礎構造のみからなっており、鋸歯状の形状となっている。鋸歯状の回折構造である第一基礎構造は、第１光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。
【０１４８】
実施例１において、第三光路差付与構造は、第三基礎構造のみからなっており、鋸歯状の形状となっている。鋸歯状の回折構造である第三基礎構造は、第１光束の５次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の３次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。
【０１４９】
表１に実施例１のレンズデータ、表２に実施例２のレンズデータを示す。なお、これ以降において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ−３）を用いて表すものとする。
【０１５０】
対物光学素子の光学面は、それぞれ数１式に、表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。
【０１５１】
【数１】
【０１５２】
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａ２ｉは非球面係数、ｈは光軸からの高さである。
【０１５３】
また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数２２式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。
【０１５４】
【数２】
【０１５５】
尚、λは入射光束の波長、λＢは設計波長（ブレーズ化波長）、ｄｏｒは回折次数、Ｃ２ｉは光路差関数の係数である。
【０１５６】
【表１】
【０１５７】
【表２】
【０１５８】
尚、実施例１におけるｄ／ｆ１は、０．６９であり、Ｌ／ｆ３は、０．１３７である。また、実施例２におけるｄ／ｆ１は、０．５４であり、Ｌ／ｆ３は、０．０８２である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明に係る対物光学素子ＯＢＪの一例を、光軸方向から見た図である。
【図２】本発明に係る対物光学素子ＯＢＪに設けられる光路差付与構造の幾つかの例（ａ）〜（ｄ）を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明に係る光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明に係る対物光学素子ＯＢＪの一例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る対物光学素子によるスポットの形状を示した図である。
【図６】光路差付与構造の一例を示す断面図である。
【図７】光路差付与構造を有する対物レンズを光軸方向に見た図である。
【図８】複数の基礎構造を重畳させて光路差付与構造を形成することを示す図である。
【符号の説明】
【０１６０】
ＡＣ 二軸アクチュエータ
ＰＰＳ 偏光ダイクロイックプリズム
ＣＬ コリメートレンズ
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ
ＬＭ レーザモジュール
ＯＢＪ 対物光学素子
ＰＬ１ 保護基板
ＰＬ２ 保護基板
ＰＬ３ 保護基板
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＲＬ１ 情報記録面
ＲＬ２ 情報記録面
ＲＬ３ 情報記録面
ＣＮ 中央領域
ＭＤ 周辺領域
ＯＴ 最周辺領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置及びそれに用いる対物光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第２高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色ＳＨＧレーザ等、波長４００〜４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されつつある。これら青紫色レーザ光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物光学素子を使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物光学素子のＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。
【０００３】
尚、ＮＡ０．８５の対物光学素子を使用する高密度光ディスクでは、光ディスクの傾き（スキュー）に起因して発生するコマ収差が増大するため、ＤＶＤにおける場合よりも保護層を薄く設計し（ＤＶＤの０．６ｍｍに対して、０．１ｍｍ）、スキューによるコマ収差量を低減しているものがある。ところで、かかるタイプの高密度光ディスクに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダ（光情報記録再生装置）の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、高密度光ディスクに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ／レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。
【０００４】
高密度光ディスクとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。
【０００５】
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物光学素子を共通化することが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も有利となる。尚、記録／再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物光学素子を得るためには、球面収差の波長依存性を有する光路差付与構造を対物光学系に形成する必要がある。
【０００６】
特許文献１には、光路差付与構造を有し、高密度光ディスクと従来のＤＶＤ及びＣＤに対して共通に使用可能な対物光学素子を搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
【特許文献１】国際公開第２００７／１０２３１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然るに、光ピックアップ装置のある仕様においては、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを長く確保したい場合もあるが、上記の特許文献１に記載された対物光学素子に適用すると、ＢＤと共用を図るために光学面に形成した光路差付与構造としての回折構造のピッチが小さくなりすぎるので、対物光学素子の製造が困難になると共に、光の利用効率が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述の問題を考慮してなされたものであり、対物光学素子として単玉のレンズを用いたとしても、高密度光ディスク（特にＨＤ）とＤＶＤとＣＤ等の、記録密度が異なる３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置及び対物光学素子であって、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを確保できると共に、光路差付与構造のピッチを小さくすることなく、光の利用効率を高く維持することが可能となると共に、その構成の簡素化、低コスト化を実現可能な光ピックアップ装置及び対物光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットよりも光量が大きく、前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第一ベストフォーカスの次に大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、下記の式（１）の関係を満たし、
更に（２）式を満たすことを特徴とする。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、ｆ３［ｍｍ］は前記第一光路差付与構造を通過し、前記第一ベストフォーカスを形成する前記第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離を指す。又、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、前記対物光学素子の中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【００１０】
本発明によれば、ＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類の光ディスクを単一の対物光学素子を用いて記録及び／又は再生を行うことが可能になると共に、（１）式を満たすことによりＣＤの記録／再生時に不要光がセンサ上で悪影響を及ぼすことを回避させつつ、（２）式を満たすように対物光学素子の軸上厚さを抑えることにより、光路差付与構造のピッチを小さくすることなく、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを確保でき、対物光学素子の製造も容易にする事が出来、加えて、光の利用効率を高く維持することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第３光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第一ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットが、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、前記第二ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットは、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項４又は５に記載の発明において、前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第三光束に対して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３の違いにより発生する球面収差を補正することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記第一光束及び前記第二光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ１、ｍ２が、下記の式（３）、（４）を満たすことを特徴とする。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【００２０】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、請求項１０に記載の発明において、 前記第三光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことを特徴とする。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【００２１】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１０に記載の発明において、前記第三光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことを特徴とする。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【００２２】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造及び前記第二光路差付与構造を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置は、請求項４に記載の発明において、 前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び屈折面である前記最周辺領域を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置は、請求項５に記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び前記第三光路差付与構造を有する前記最周辺領域を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項１７に記載の対物光学素子は、第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットよりも光量が大きく、前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第一ベストフォーカスの次に大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、下記の式（１）の関係を満たし、
更に（２）式を満たすことを特徴とする。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、ｆ３［ｍｍ］は前記第一光路差付与構造を通過し、前記第一ベストフォーカスを形成する前記第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離を指す。又、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【００２７】
請求項１８に記載の対物光学素子は、請求項１７に記載の発明において、前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第３光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする。
【００２８】
請求項１９に記載の対物光学素子は、請求項１７又は１８に記載の発明において、前記第一ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットが、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、前記第二ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットは、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことを特徴とする。
【００２９】
請求項２０に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至１９のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００３０】
請求項２１に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至１９のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００３１】
請求項２２に記載の対物光学素子は、請求項２０又は２１に記載の発明において、前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする。
【００３２】
請求項２３に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２２のいずれかに記載の発明において、前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする。
【００３３】
請求項２４に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２３のいずれかに記載の発明において、前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第三光束に対して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３の違いにより発生する球面収差を補正することを特徴とする。
【００３４】
請求項２５に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２４のいずれかに記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする。
【００３５】
請求項２６に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２５のいずれかに記載の発明において、前記第一光束及び前記第二光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ１、ｍ２が、下記の式（３）、（４）を満たすことを特徴とする。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【００３６】
請求項２７に記載の対物光学素子は、請求項２６に記載の発明において、前記第三光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことを特徴とする。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【００３７】
請求項２８に記載の対物光学素子は、請求項２６に記載の発明において、前記第三光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことを特徴とする。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【００３８】
請求項２９に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２８のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする。
【００３９】
請求項３０に記載の対物光学素子は、請求項１７乃至２９のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造及び前記第二光路差付与構造を有することを特徴とする。
【００４０】
請求項３１に記載の対物光学素子は、請求項２０に記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び屈折面である前記最周辺領域を有することを特徴とする。
【００４１】
請求項３２に記載の対物光学素子は、請求項２１に記載の発明において、前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び前記第三光路差付与構造を有する前記最周辺領域を有することを特徴とする。
【００４２】
請求項３３に記載の光ピックアップ装置は、第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
更に（２）式を満たすことを特徴とする。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【００４３】
本発明によれば、ＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類の光ディスクを単一の対物光学素子を用いて記録及び／又は再生を行うことが可能になると共に、（１）式を満たすことによりＣＤの記録／再生時に不要光がセンサ上で悪影響を及ぼすことを回避させつつ、（２）式を満たすように対物光学素子の軸上厚さを抑えることにより、光路差付与構造のピッチを小さくすることなく、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを確保でき、対物光学素子の製造も容易にする事が出来、加えて、光の利用効率を高く維持することが可能となる。
【００４４】
請求項３４に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３に記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
【００４５】
請求項３５に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３又は３４に記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００４６】
請求項３６に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３又は３４に記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００４７】
請求項３７に記載の光ピックアップ装置は、請求項３６に記載の発明において、前記第三光路差付与構造は、前記第三光路差付与構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次または２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
【００４８】
請求項３８に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３乃至３７のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする。
【００４９】
請求項３９に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３乃至３８のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする。
【００５０】
請求項４０に記載の光ピックアップ装置は、請求項３３乃至３８のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする。
【００５１】
請求項４１に記載の対物光学素子は、第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
更に（２）式を満たすことを特徴とする。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【００５２】
請求項４２に記載の対物光学素子は、請求項４１に記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
【００５３】
請求項４３に記載の対物光学素子は、請求項４１又は４２に記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００５４】
請求項４４に記載の対物光学素子は、請求項４１又は４２に記載の発明において、前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする。
【００５５】
請求項４５に記載の対物光学素子は、請求項４４に記載の発明において、前記第三光路差付与構造は、前記第三光路差付与構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次または２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
【００５６】
請求項４６に記載の対物光学素子は、請求項４１乃至４５のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする。
【００５７】
請求項４７に記載の対物光学素子は、請求項４１乃至４６のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする。
【００５８】
請求項４８に記載の対物光学素子は、請求項４１乃至４６のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする。
【００５９】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第一光源、第二光源、第三光源の少なくとも３つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第一光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第二光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。
【００６０】
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。
【００６１】
本明細書においては、高密度光ディスクの例としては、ＮＡ０．６５乃至０．６７の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＨＤ ＤＶＤ：単にＨＤともいう）が挙げられる。また、高密度光ディスクには、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜（本明細書では、保護基板は保護膜も含むものとする）を有する光ディスクや、保護基板の厚さが０の光ディスクも含まれる。また、高密度光ディスクには、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザが用いられる光磁気ディスクも含まれるものとする。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物光学素子により情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、高密度光ディスクの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。
【００６２】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（７）、（８）、（９）を満たすことが好ましいが、これに限られない。
【００６３】
０．５ｍｍ≦ｔ１≦０．７ｍｍ （７）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ （８）
１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ （９）
【００６４】
本明細書において、第一光源、第二光源、第三光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第一光源から出射される第一光束の第一波長λ１、第二光源から出射される第二光束の第二波長λ２（λ２＞λ１）、第三光源から出射される第三光束の第三波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（１０）、（１１）を満たすことが好ましい。
【００６５】
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１ （１０）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１ （１１）
【００６６】
また、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクとして、それぞれ、ＨＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第一光源の第一波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３８０ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下であって、第二光源の第二波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第三光源の第三波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。
【００６７】
また、第一光源、第二光源、第三光源のうち少なくとも２つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第一光源と第二光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいうが、これに限られず、２つの光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。また、光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。
【００６８】
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物光学素子を移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。
【００６９】
集光光学系は、対物光学素子を有する。集光光学系は、対物光学素子のみを有していても良いが、集光光学系は、対物光学素子の他にコリメータレンズ等のカップリングレンズを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物光学素子と光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメータレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメータレンズに入射した光を平行光にして出射するレンズである。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。本明細書において、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。好ましくは、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変異可能とされた光学系を指す。対物光学素子は、好ましくは単玉の対物レンズである。また、対物光学素子は、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂などで光路差付与構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよい。また、対物光学素子は、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物光学素子は、光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。
【００７０】
また、対物光学素子をガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが４００℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。
【００７１】
ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物光学素子をガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物光学素子を駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物光学素子をガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が３．０以下であるのが好ましく、２．８以下であるのがより好ましい。
【００７２】
また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃-1）が−２０×１０-5乃至−５×１０-5（より好ましくは、−１０×１０-5乃至−８×１０-5）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。
【００７３】
対物光学素子について、以下に記載する。対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの周辺領域とを有する。対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、周辺領域の周りに最周辺領域を有していてもよい。中央領域は、対物光学素子の光軸を含む領域であることが好ましいが、含まない領域であってもよい。中央領域、周辺領域、及び最周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。図１に示されるように、中央領域ＣＮ、周辺領域ＭＤ、最周辺領域ＯＴは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物光学素子の中央領域には第一光路差付与構造が設けられ、周辺領域には第二光路差付与構造が設けられている。最周辺領域を有する場合、最周辺領域は屈折面であってもよいし、最周辺領域に第三光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、周辺領域、最周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。
【００７４】
第一光路差付与構造は、対物光学素子の中央領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第一光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第二光路差付与構造は、対物光学素子の周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第二光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。第三光路差付与構造は、対物光学素子の最周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第三光路差付与構造が、最周辺領域の全面に設けられていることである。
【００７５】
なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。
【００７６】
光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、光路差付与構造は、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得る。最も一般的な光路差付与構造の断面形状としては、図２（ａ）に記載されるような、光路差付与構造の光軸を含む断面形状が鋸歯状である場合である。平面の光学素子に光路差付与構造を設けた場合に断面が階段状に見えるものも、非球面レンズ面等に同様の光路差付与構造を設けた場合は、図２（ａ）のような鋸歯状の断面形状と捉えることができる。従って、本明細書でいう鋸歯状の断面形状には、階段状の断面形状も含まれるものとする。また、段差の向きの異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳することによって、図２（ｂ）に示すようなバイナリ構造の光路差付与構造を得ることも可能である。本明細書の第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造は、その断面形状を異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよいし、鋸歯状の光路差付与構造を重畳してできるバイナリ構造の光路差付与構造に、さらに鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよい。例えば、図２（ｃ）は鋸歯状の構造とバイナリ構造を重畳した構造であり、図２（ｄ）は細かい鋸歯状の構造と荒い鋸歯状の構造を重畳した構造である。
【００７７】
また、対物光学素子の中央領域に設けられる第一光路差付与構造と、対物光学素子の周辺領域に設けられる第二光路差付与構造は、対物光学素子の異なる光学面に設けられていてもよいが、同一の光学面に設けられることが好ましい。同一の光学面に設けられることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造は、対物光学素子の光ディスク側の面よりも、対物光学素子の光源側の面に設けられることが好ましい。
【００７８】
対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第一光束、第二光束及び第三光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第一光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第二光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。さらに、対物光学素子は、対物光学素子の第一光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第三光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２が異なる場合、第一光路差付与構造は、第一光路差付与構造を通過する第一光束及び第二光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差及び／又は第一光束と第二光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第一光路差付与構造は、第一光路差付与構造を通過した第一光束及び第三光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３との違いにより発生する球面収差及び／又は第一光束と第三光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。
【００７９】
また、対物光学素子の第一光路差付与構造を通過した第三光束によって、第三光束が形成するスポットの光量が最も大きい第一ベストフォーカスと、スポットの光量が次に大きい第二ベストフォーカスとが形成される。好ましくは、第三光束が形成するスポットのスポット径が最も小さくなるところが第一ベストフォーカスであり、第三光束が形成するスポットのスポット径が第一ベストフォーカスの次に小さくなるところが第二ベストフォーカスであることが好ましい。なお、ここでいうベストフォーカスとは、ビームウェストが、あるデフォーカスの範囲で極小となる点を指すことが好ましい。つまり、第三光束によって、第一ベストフォーカス及び第二ベストフォーカスが形成されるということは、第三光束において、或るデフォーカスの範囲でビームウェストが極小となる点が、少なくとも２点存在するということである。また、第一ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率と、第二ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率の差が２０％以下である場合に、本発明の効果がより顕著となる。
【００８０】
尚、第一ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、第二ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットは、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことが好ましいが、第一ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、第二ベストフォーカスにおいて第三光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられるような態様を否定するものではない。なお、第一光路差付与構造が、対物光学素子の光源側の面に設けられている場合、第二ベストフォーカスの方が、第一ベストフォーカスに比して対物光学素子に近い方が好ましい。
【００８１】
さらに、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスは、下記の式（１）を満たす。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
但し、ｆ３［ｍｍ］は第一光路差付与構造を通過し、第一ベストフォーカスを形成する第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスの間の距離を指す。
【００８２】
なお、下記の式（１）’を満たすことがより好ましい。
０．０７＜≦Ｌ／ｆ３＜０．１５ （１）’
【００８３】
また、Ｌは、０．１８ｍｍ以上、０．３０ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、ｆは、１．８ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００８４】
上記構成により、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に、第三光束のうち第３光ディスクの記録及び／又は再生時に用いられない不要光がトラッキング用の受光素子に悪影響を及ぼすことを防ぐことが可能となり、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に良好なトラッキング性能を維持することが可能となる。加えて、第一光路差付与構造のピッチが小さくなりすぎることを防止でき、対物光学素子の製造をより容易にすると共に、光利用効率を高く維持できる。
【００８５】
さらに、対物光学素子の第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）とし、対物光学素子の中心厚さをｄ（ｍｍ）とした際に、下記の式（２）を満たす。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
【００８６】
なお、下記の式（２）’を満たすことがより好ましい。
０．５≦ｄ／ｆ１≦０．８ （２）’
【００８７】
上記構成により、光路差付与構造のピッチを小さくすることなく、第３光ディスクとしてのＣＤのワーキングディスタンスを確保でき、対物光学素子の製造も容易にする事が出来、加えて、光の利用効率を高く維持することが可能となる。
【００８８】
また、以下の条件式を満たすことが好ましい。
2.1mm≦φ≦4.2mm
尚、Φは、第２光ディスク使用時の対物光学素子の有効径を表す。上記範囲を満たすことにより、第３光ディスクとしてのCDのワーキングディスタンスを実使用上問題ないレベルの距離を確保しつつ、例え、対物光学素子がプラスチックレンズであったとしても、温度変化時における収差変化を問題ないレベルに維持することができる。
【００８９】
また、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第一光束及び第二光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第一光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物光学素子は、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第二光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また第二光路差付与構造は、第二光路差付与構造を通過する第一光束及び第二光束の波長の違いにより発生する色球面収差を補正することが好ましい。
【００９０】
また、好ましい態様として、周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。周辺領域を通過した第三光束が、第３光ディスクの情報記録面上で集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物光学素子の第二光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。図５に示すように、対物光学素子を通過した第三光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側（又はスポット中心部）から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部ＳＣＮ、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部ＳＭＤ、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部ＳＯＴを有する。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録及び／又は再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。つまり、対物光学素子の周辺領域に設けられた第二光路差付与構造を通過した第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成する。なお、ここでいう第三光束の集光スポット又はスポットは、第一ベストフォーカスにおけるスポットであることが好ましい。また、対物光学素子を通過した第二光束においても、第２光ディスクの情報記録面上で形成するスポットが、スポット中心部、スポット中間部、スポット周辺部を有することが好ましい。
【００９１】
対物光学素子が、中央領域と周辺領域に加え、最周辺領域を有する場合、対物光学素子は、対物光学素子の最周辺領域を通過する第二光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、最周辺領域を通過した第二光束において、第２光ディスクの記録及び／又は再生時にその球面収差が補正されていることが好ましい。尚、対物光学素子は、中央領域と周辺領域のみからなっていてもよい。第１光ディスクであるＨＤと第２光ディスクであるＤＶＤにおける必要開口数がほぼ等しいため、中央領域と周辺領域のみからなる場合と、中央領域、周辺領域に加え、最周辺領域を有する場合の何れの態様も考えられる。
【００９２】
また、最周辺領域を有する場合の好ましい態様として、最周辺領域を通過した第一光束は、第１光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、最周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。最周辺領域を通過した第一光束及び第三光束が、それぞれ第１光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上での集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物光学素子の最周辺領域を通過した第三光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。また、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第一光束は、第１光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物光学素子の最周辺領域を通過した第一光束は、第１光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。
【００９３】
最周辺領域が第三光路差付与構造を有する場合、第三光路差付与構造が、第三光路差付与構造を通過した第二光束に対して、第二光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム（色球面収差）を補正するようにしてもよい。波長の僅かな変動とは、±１０ｎｍ以内の変動を指す。例えば、第二光束が波長λ２より±５ｎｍ変化した際に、第三光路差付与構造によって、最周辺領域を通過した第二光束の球面収差の変動を補償し、第２光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．００１λ２ｒｍｓ以上、０．０７０λ２ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。
【００９４】
なお、第一光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造とバイナリ構造を重畳してなる構成であってもよい。また、第二光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造と、より荒い（ピッチの大きい）鋸歯状の回折構造を重畳してなる構成であってもよい。第一光路差付与構造又は第二光路差付与構造が当該重畳構造の場合、当該鋸歯状の回折構造（第二光路差付与構造の場合、荒くない（ピッチの小さい）方の回折構造）については、第一光束の第一波長λ１の偶数倍相当の光路差を第一光束に付与するようにし、それにより第一光束は波面の位相に変化を生じないようにしてもよい。更に、第三光束の第三波長λ３が、第一光束の第一波長のほぼ偶数倍の波長であるときは、整数倍の光路差を第三光束に付与されることになり、同様に第三光束の波面の位相に変化を生じないことになる。この様な構成により、第一光束と第三光束は、当該回折構造によって集光に影響を及ぼされることがないという利点がある。なお、偶数倍相当とは、ｎを自然数とした場合、（２ｎ−０．１）×λ１以上、（２ｎ＋０．１）×λ１以下の範囲を言う。
【００９５】
なお、第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重ね合わせた構造としてもよい。
【００９６】
第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第一光束及び第三光束を、波面が略そろった状態で射出し、第一基礎構造を通過した第二光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第二光束の回折角を、第一光束及び第三光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であると好ましい。また、第一基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。
【００９７】
また、第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第一光束の０次（透過光）の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の０次（透過光）の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第一光束及び第二光束を、波面が略そろった状態で射出し、第ニ基礎構造を通過した第三光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第三光束の回折角を、第一光束及び第二光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であると好ましい。また、第二基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２．５波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。さらに、第二基礎構造の形状は、例えば図２（ｂ）に示すようなバイナリ状の形状である事が好ましい。
【００９８】
なお、前述したように、第一基礎構造が、第一基礎構造を通過した第二光束の回折角を、第一光束及び第三光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であり、第二基礎構造が、第二基礎構造を通過した第三光束の回折角を、第一光束及び第二光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であるため、第一基礎構造と第二基礎構造を重ね併せて第一光路差付与構造を形成することにより、第一光路差付与構造を通過した第一光束、第二光束、第三光束全ての出射光の方向を異ならせることが可能となるため、第一光束、第二光束、第三光束の全ての光束が同じ倍率（例えば、全て平行光束）で対物光学素子に入射したとしても、異なる種類の光ディスクを用いていることに起因して発生する収差を補正でき、互換が可能となる。
【００９９】
対物光学素子がプラスチックレンズである場合、温度特性補正用構造として第三基礎構造を、第一基礎構造及び第二基礎構造にさらに重ねたものを第一光路差付与構造としてもよい。しかしながら、第１光ディスクがＨＤである場合は、温度変化の影響がそれ程大きくないため、対物光学素子に温度特性補正用構造としての基礎構造は設けなくてもよい。具体的には、第三基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。
【０１００】
また、第二光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造を有する構造としてもよい。対物光学素子がプラスチックレンズである場合、温度特性補正用構造として第三基礎構造を、第一基礎構造にさらに重ねたものを第二光路差付与構造としてもよい。しかしながら、第１光ディスクがＨＤである場合は、温度変化の影響がそれ程大きくないため、対物光学素子に温度特性補正用構造としての基礎構造は設けなくてもよい。
【０１０１】
また、最周辺領域を設け、さらに第三光路差付与構造を設ける場合は、第三光路差付与構造は、少なくとも第三基礎構造を有する構造としてもよい。
【０１０２】
また、本発明に係る光学素子を設計する場合、以下のような方法で設計する事が考えられる。まず輪帯状の構造を有する光路差付与構造である基礎構造を設計する。次に、当該基礎構造とは、或る光束に対して回折光率が最大となる回折次数が異なる輪帯状の構造を有する別の基礎構造を設計する。そして、これらの２つ（３つ以上であってもよい）の基礎構造を重ねあわせ、第一光路差付与構造又は第二光路差付与構造を設計する方法である。
【０１０３】
この様な方法で設計する場合、ピッチ幅が小さな輪帯が発生する可能性がある。例えば、図８（ａ）に示すような基礎構造と図８（ｂ）に示すような基礎構造とを重ね合わせると、図８（ｃ）のような光路差付与構造が得られる。しかしながら、図８（ｃ）でＷａとして示されているようにピッチ幅が小さい輪帯が発生してしまうことになる。尚、ピッチ幅とは、輪帯構造の、光学素子の光軸と直交方向の幅をいう。例えば、光路差付与構造が図６で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４のそれぞれの長さをいう。また、光路差付与構造が図７で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ５、ｗ６、ｗ７、ｗ８、ｗ９のそれぞれの長さをいう。
【０１０４】
本発明者は、鋭意研究の結果、このＷａが５μｍ以下の輪帯であれば、この輪帯を削ったり、埋めてしまっても、光学性能に大きな影響を及ぼさないことを見出した。つまり、図８（ｃ）において、Ｗａが５μｍ以下である場合、図８（ｄ）に示すように、この小さなピッチ幅の輪帯を削っても、光学性能に大きな影響を及ぼすことはない。
【０１０５】
また、対物光学素子を成形する金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点からは、光路差付与構造の段差のピッチ幅は小さすぎない方が好ましい。従って、複数の基礎構造を重ねあわせて基礎となる光路差付与構造を設計した際に、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が発生する場合、そのようなピッチ幅が５μｍ以下の輪帯を除去して、最終的な光路差付与構造を得る事が好ましい。ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凸状である場合は、輪帯を削る事により除去すればよく、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凹状である場合は、輪帯を埋める事により除去すればよい。
【０１０６】
従って、少なくとも第一光路差付与構造のピッチ幅は全て５μｍより大きい事が好ましい。好ましくは、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造の全てのピッチ幅が５μｍより大きい事である。
【０１０７】
また、前述したように、段差量は大きすぎない方が好ましい。基礎構造を複数重ね合わせて得た基礎となる光路差付与構造のある輪帯の段差量が基準の値より高い場合、輪帯の段差量を１０・λＢ／（ｎ−１）（μｍ）だけ低くすることにより、光学性能に影響を及ぼすことなく、大きすぎる段差量を減らすことが可能となる。なお、基準の値としては、任意の値を設定する事ができるが、１０・λＢ／（ｎ−１）（μｍ）を基準値とする事が好ましい。
【０１０８】
また、細長い輪帯が少ない方が製造上好ましいという観点から、第一光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。更に好ましくは、全ての光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。
【０１０９】
第１光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ２（０．８＜ＮＡ１／ＮＡ２＜１．２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ１は０．６０又は０．６５であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．６０又は０．６５であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。
【０１１０】
対物光学素子の中央領域と周辺領域の境界は、第三光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の中央領域と周辺領域の境界が、ＮＡ３に相当する部分に形成されていることである。また、対物光学素子の周辺領域と最周辺領域の境界は、第二光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１５・ＮＡ２以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の周辺領域と最周辺領域の境界が、ＮＡ２に相当する部分に形成されていることである。
【０１１１】
対物光学素子を通過した第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第三光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に存在することが好ましい。
【０１１２】
また、球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合であって、対物光学素子を通過した第三光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０２μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０８μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０１μｍ以下である。
【０１１３】
また、回折効率は回折構造の輪帯深さに依存するので、光ピックアップ装置の用途に応じて、中央領域の各波長に対する回折効率を適宜設定可能である。例えば、第１光ディスクに対して記録及び再生を行い、第二、第三光ディスクに対して再生のみ行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域及び／又は周辺領域の回折効率を、第一光束を重視して設定するのが好ましい。一方、第１光ディスクに対して再生のみを行い、第二、第三光ディスクに対して記録及び再生を行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域の回折効率を、第二、第三光束を重視して設定し、周辺領域の回折効率を第二光束を重視して設定するのが好ましい。
【０１１４】
何れの場合でも、下記条件式（１２）を満たすようにすることで、各領域の面積加重平均により計算される第一光束の回折効率を高く確保することが可能となる。
【０１１５】
η１１≦η２１ （１２）
但し、η１１は中央領域における第一光束の回折効率を表し、η２１は周辺領域における第一光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第二、第三波長の光束重視とした場合には、中央領域の第一光束の回折効率は低くなるが、第１光ディスクの開口数が第３光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第一光束の有効径全体で考えると中央領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。
【０１１６】
なお、本明細書における回折効率は、以下のように定義することができる。
［１］同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一の材料で形成され、第一及び第二光路差付与構造が形成されない対物光学素子の透過率を、中央領域、周辺領域に分けて測定する。この際、中央領域の透過率は、周辺領域に入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は中央領域に入射する光束を遮断して測定する。
［２］第一及び第二光路差付与構造を有する対物光学素子の透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
［３］上記［２］の結果を［１］の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
【０１１７】
また、第一光束乃至第三光束の何れか二つの光束の光利用効率が８０％以上であって、残りの一つの光束の光利用効率を３０％以上、８０％以下にするようにしてもよい。残りの一つの光束の光利用効率を４０％以上、７０％以下にするようにしてもよい。この場合、光利用効率を３０％以上、８０％以下（または４０％以上、７０％以下）とする光束は、第三光束であることが好ましい。
【０１１８】
なお、ここでいう光利用効率とは、第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造が形成された対物光学素子（第三光路差付与構造が形成されていてもよい）により光ディスクの情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＡとし、同一の材料から形成され、且つ、同一の焦点距離、軸上厚さ、開口数、波面収差を有し、第一光路差付与構造、第二光路差付与構造及び第三光路差付与構造が形成されない対物光学素子により、光情報記録媒体の情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をＢとしたとき、Ａ／Ｂにより算出するものとする。なお、ここでいうエアリーディスクとは、集光スポットの光軸を中心とする半径ｒ’の円をいう。ｒ’＝０．６１・λ／ＮＡで表される。
【０１１９】
また、第一光路差付与構造を通過した第三光束において、最大の光量となる回折次数の回折光の光量と、次に大きな光量となる回折次数の回折光の光量の差、即ち、第一ベストフォーカスを形成する回折光の光量と、第二ベストフォーカスを形成する回折光の光量の差が、０％以上、２０％以下である場合、特に第３光ディスクにおけるトラッキング特性を良好に保つことが困難であるが、本発明に係る形態は、そのような状況においても、トラッキング特性を良好にすることを可能とする。
【０１２０】
第一光束、第二光束及び第三光束は、平行光として対物光学素子に入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物光学素子に入射してもよい。好ましくは、第一光束が対物光学素子に入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ１が、下記の式（３）を満たすことである。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
【０１２１】
一方で、第一光束を発散光として対物光学素子に入射する場合、第１光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ１が、下記の式（３）‘を満たすことが好ましい。
−０．１０＜ｍ１＜０．００ （３）‘
【０１２２】
また、第二光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第二光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ２が、下記の式（４）を満たすことが好ましい。
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【０１２３】
一方で、第二光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第二光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ２が、下記の式（４’）を満たすことが好ましい。
【０１２４】
−０．１０＜ｍ２＜０．００ （４’）
【０１２５】
また、第三光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第三光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（１５）を満たすことが好ましい。第三光束が平行光である場合、トラッキングにおいて問題が発生しやすくなるが、本発明は第三光束が平行光であっても、良好なトラッキング特性を得ることを可能とし、３つの異なる光ディスクに対して記録及び／又は再生を適切に行う事を可能とする。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【０１２６】
一方で、第三光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第三光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことが好ましい。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【０１２７】
また、第３光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．２０ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．３ｍｍ以上、１．２０ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．４ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、第１光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．４ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１２８】
対物光学素子の入射瞳径は、第２光ディスクを用いる際に、φ２．２ｍｍ以上、φ４．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１２９】
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。
【０１３０】
ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。
【０１３１】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。 ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。
【０１３２】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０１３３】
本発明によれば、簡単且つ低コストの構成で、異なる３種の光ディスク（例えば、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤの３つの光ディスク）に対して、一つの対物光学素子で情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる。加えて、３つの異なる光ディスクの全てにおいて、無限系の光学系を用いる場合であっても、トラッキング、特に第３光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のトラッキングの正確性を保つことができる光ピックアップ装置、対物光学素子および光情報記録再生装置を提供することが可能となる。さらに、単玉の対物光学素子で、異なる３種の光ディスクに対して、情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置、対物光学素子および光情報記録再生装置を提供することが可能になる。さらに、対物光学素子として、プラスチックレンズを用いたとしても、温度特性を良好にし、３種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置、対物光学素子及び光情報記録再生装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１３４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図３は、異なる光ディスクであるＨＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第１光ディスクをＨＤとし、第２光ディスクをＤＶＤとし、第３光ディスクをＣＤとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。
【０１３５】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴ、コリメートレンズＣＬ偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳ、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ１＝４０５ｎｍのレーザ光束（第一光束）を射出する第一半導体レーザＬＤ１（第一光源）と、ＢＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第一の受光素子ＰＤ１と、レーザモジュールＬＭ等を有する。
【０１３６】
また、レーザモジュールＬＭは、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ２＝６５８ｎｍのレーザ光束（第二光束）を射出する第二半導体レーザＥＰ１（第二光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ３＝７８５ｎｍのレーザ光束（第三光束）を射出する第三半導体レーザＥＰ２（第三光源）と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第二の受光素子ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第三の受光素子ＤＳ２と、プリズムＰＳと、を有している。
【０１３７】
図１及び図４に示されるように、本実施の形態の対物光学素子ＯＢＪにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中央領域ＣＮと、その周囲に配置された周辺領域ＭＤと、更にその周囲に配置された最周辺領域ＯＴとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。図示していないが、中央領域ＣＮには、第１基礎構造と第２基礎構造とを重畳した第一光路差付与構造が形成され、周辺領域ＭＤには第二光路差付与構造が形成されている。また、最周辺領域ＯＴには、第三光路差付与構造が形成されている（以下の実施例１）ものと第三光路差付与構造が形成されず屈折面のもの（以下の実施例２）ものとがある。第一基礎構造は、通過した第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。又、第二基礎構造は、通過した第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。更に、第二光路差付与構造は、通過した第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。又、第三光路差付与構造は、通過した第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。なお、図１及び図４の中央領域、周辺領域、最周辺領域の面積などの比率は正確には表されていない。
【０１３８】
青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された第一光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過し、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、絞りＳＴによりその光束径が規制され、対物光学素子ＯＢＪに入射する。ここで、対物光学素子ＯＢＪの中央領域と周辺領域により集光された（最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＨＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【０１３９】
情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過した後、第一の受光素子ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、第一の受光素子ＰＤ１の出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣにより対物光学素子ＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１４０】
赤色半導体レーザＥＰ１から射出された第二光束（λ２＝６５８ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子ＯＢＪに入射する。ここで、対物光学素子ＯＢＪの中央領域と周辺領域と最周辺領域により集光された光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。
【０１４１】
情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第二の受光素子ＤＳ１に収束する。そして、第二の受光素子ＤＳ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１４２】
赤外半導体レーザＥＰ２から射出された第三光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子ＯＪＴに入射する。ここで、対物光学素子ＯＢＪの中央領域により集光された（周辺領域及び最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
【０１４３】
情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子ＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第三の受光素子ＤＳ２に収束する。そして、第三の受光素子ＤＳ２の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１４４】
＜実施例＞
次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。以下の実施例において、対物光学素子は、単玉のポリオレフィン製のプラスチックレンズである。対物光学素子の光学面の中央領域ＣＮの全面には、第一光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域ＭＤの全面には、第二光路差付与構造が形成されている。実施例１においては、光学面の最周辺領域ＯＴの全面には、第三光路差付与構造が形成されており、実施例２においては、最周辺領域ＯＴは非球面の屈折面である。
【０１４５】
また、実施例１〜２において、第一光路差付与構造は、第一基礎構造と第二基礎構造とが重畳された構造となっており、鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。断面形状は、図２（ｃ）で示されているような形状である。鋸歯状の回折構造である第一基礎構造は、第１光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。また、バイナリ構造である第二基礎構造は、所謂、波長選択回折構造であり、第１光束の０次の回折光（透過光）の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の０次の回折光（透過光）の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。
【０１４６】
また、実施例１〜２において、第一光路差付与構造は、図２（ｃ）に示すように、中央領域の光軸側の領域においては、段差が光軸側を向いている鋸歯状の構造とバイナリ構造が重畳されており、中央領域の周辺領域側の領域においては、段差が光軸側とは逆を向いている鋸歯状の構造とバイナリ構造が重畳されており、その間には、鋸歯状の構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている。この遷移領域は、回折構造により透過波面に付加される光路差を光路差関数で表現した時、光路差関数の極値となる点に相当する領域である。なお、光路差関数が極値となる点を持つと、光路差関数の傾きが小さくなるので、輪帯ピッチを広げることが可能となり、回折構造の形状誤差による透過率低下を抑制できる。
【０１４７】
実施例１〜２において、第二光路差付与構造は、第一基礎構造のみからなっており、鋸歯状の形状となっている。鋸歯状の回折構造である第一基礎構造は、第１光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。
【０１４８】
実施例１において、第三光路差付与構造は、第三基礎構造のみからなっており、鋸歯状の形状となっている。鋸歯状の回折構造である第三基礎構造は、第１光束の５次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の３次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。
【０１４９】
表１に実施例１のレンズデータ、表２に実施例２のレンズデータを示す。なお、これ以降において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ−３）を用いて表すものとする。
【０１５０】
対物光学素子の光学面は、それぞれ数１式に、表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。
【０１５１】
【数１】
【０１５２】
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａ２ｉは非球面係数、ｈは光軸からの高さである。
【０１５３】
また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数２２式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。
【０１５４】
【数２】
【０１５５】
尚、λは入射光束の波長、λＢは設計波長（ブレーズ化波長）、ｄｏｒは回折次数、Ｃ２ｉは光路差関数の係数である。
【０１５６】
【表１】
【０１５７】
【表２】
【０１５８】
尚、実施例１におけるｄ／ｆ１は、０．６９であり、Ｌ／ｆ３は、０．１３７である。また、実施例２におけるｄ／ｆ１は、０．５４であり、Ｌ／ｆ３は、０．０８２である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明に係る対物光学素子ＯＢＪの一例を、光軸方向から見た図である。
【図２】本発明に係る対物光学素子ＯＢＪに設けられる光路差付与構造の幾つかの例（ａ）〜（ｄ）を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明に係る光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明に係る対物光学素子ＯＢＪの一例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る対物光学素子によるスポットの形状を示した図である。
【図６】光路差付与構造の一例を示す断面図である。
【図７】光路差付与構造を有する対物レンズを光軸方向に見た図である。
【図８】複数の基礎構造を重畳させて光路差付与構造を形成することを示す図である。
【符号の説明】
【０１６０】
ＡＣ 二軸アクチュエータ
ＰＰＳ 偏光ダイクロイックプリズム
ＣＬ コリメートレンズ
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ
ＬＭ レーザモジュール
ＯＢＪ 対物光学素子
ＰＬ１ 保護基板
ＰＬ２ 保護基板
ＰＬ３ 保護基板
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＲＬ１ 情報記録面
ＲＬ２ 情報記録面
ＲＬ３ 情報記録面
ＣＮ 中央領域
ＭＤ 周辺領域
ＯＴ 最周辺領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットよりも光量が大きく、前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第一ベストフォーカスの次に大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、下記の式（１）の関係を満たし、
更に（２）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、ｆ３［ｍｍ］は前記第一光路差付与構造を通過し、前記第一ベストフォーカスを形成する前記第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離を指す。又、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、前記対物光学素子の中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【請求項２】
前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第３光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第一ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットが、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、前記第二ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットは、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする請求項４又は５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第三光束に対して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３の違いにより発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記第一光束及び前記第二光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ１、ｍ２が、下記の式（３）、（４）を満たすことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【請求項１１】
前記第三光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【請求項１２】
前記第三光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【請求項１３】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造及び前記第二光路差付与構造を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び屈折面である前記最周辺領域を有することを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び前記第三光路差付与構造を有する前記最周辺領域を有することを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットよりも光量が大きく、前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第一ベストフォーカスの次に大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、下記の式（１）の関係を満たし、
更に（２）式を満たすことを特徴とする対物光学素子。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、ｆ３［ｍｍ］は前記第一光路差付与構造を通過し、前記第一ベストフォーカスを形成する前記第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離を指す。又、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【請求項１８】
前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第３光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする請求項１７に記載の対物光学素子。
【請求項１９】
前記第一ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットが、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、前記第二ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットは、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の対物光学素子。
【請求項２０】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２１】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２２】
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の対物光学素子。
【請求項２３】
前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２４】
前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第三光束に対して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３の違いにより発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項１７乃至２３のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２５】
前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２６】
前記第一光束及び前記第二光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ１、ｍ２が、下記の式（３）、（４）を満たすことを特徴とする請求項１７乃至２５のいずれか１項に記載の対物光学素子。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【請求項２７】
前記第三光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことを特徴とする請求項２６に記載の対物光学素子。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【請求項２８】
前記第三光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことを特徴とする請求項２６に記載の対物光学素子。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【請求項２９】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求項１７乃至２８のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項３０】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造及び前記第二光路差付与構造を有することを特徴とする請求項１７乃至２９のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項３１】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び屈折面である前記最周辺領域を有することを特徴とする請求項２０に記載の対物光学素子。
【請求項３２】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び前記第三光路差付与構造を有する前記最周辺領域を有することを特徴とする請求項２１に記載の対物光学素子。
【請求項３３】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
更に（２）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【請求項３４】
前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項３３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３５】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項３３又は３４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３６】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項３３又は３４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３７】
前記第三光路差付与構造は、前記第三光路差付与構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次または２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項３６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３８】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求項３３乃至３７のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３９】
前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする請求項３３乃至３８のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４０】
前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする請求項３３乃至３８のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４１】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
更に（２）式を満たすことを特徴とする対物光学素子。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【請求項４２】
前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項４１に記載の対物光学素子。
【請求項４３】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項４１又は４２に記載の対物光学素子。
【請求項４４】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項４１又は４２に記載の対物光学素子。
【請求項４５】
前記第三光路差付与構造は、前記第三光路差付与構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次または２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項４４に記載の対物光学素子。
【請求項４６】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求項４１乃至４５のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項４７】
前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする請求項４１乃至４６のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項４８】
前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする請求項４１乃至４６のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項１】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットよりも光量が大きく、前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第一ベストフォーカスの次に大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、下記の式（１）の関係を満たし、
更に（２）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、ｆ３［ｍｍ］は前記第一光路差付与構造を通過し、前記第一ベストフォーカスを形成する前記第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離を指す。又、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、前記対物光学素子の中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【請求項２】
前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第３光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第一ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットが、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、前記第二ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットは、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする請求項４又は５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第三光束に対して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３の違いにより発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記第一光束及び前記第二光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ１、ｍ２が、下記の式（３）、（４）を満たすことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【請求項１１】
前記第三光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【請求項１２】
前記第三光束の、前記対物光学素子の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【請求項１３】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造及び前記第二光路差付与構造を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び屈折面である前記最周辺領域を有することを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び前記第三光路差付与構造を有する前記最周辺領域を有することを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットよりも光量が大きく、前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第一ベストフォーカスの次に大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、下記の式（１）の関係を満たし、
更に（２）式を満たすことを特徴とする対物光学素子。
０．０５＜Ｌ／ｆ３＜０．２０ （１）
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、ｆ３［ｍｍ］は前記第一光路差付与構造を通過し、前記第一ベストフォーカスを形成する前記第三光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離を指す。又、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【請求項１８】
前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第３光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする請求項１７に記載の対物光学素子。
【請求項１９】
前記第一ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットが、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、前記第二ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットは、前記第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の対物光学素子。
【請求項２０】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２１】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２２】
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の対物光学素子。
【請求項２３】
前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２４】
前記第一光路差付与構造は、前記第一光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第三光束に対して、前記第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と前記第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３の違いにより発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項１７乃至２３のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２５】
前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束及び前記第二光束の波長差に起因して生じる色収差を補正することを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項２６】
前記第一光束及び前記第二光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ１、ｍ２が、下記の式（３）、（４）を満たすことを特徴とする請求項１７乃至２５のいずれか１項に記載の対物光学素子。
−０．０２＜ｍ１＜０．０２ （３）
−０．０２＜ｍ２＜０．０２ （４）
【請求項２７】
前記第三光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことを特徴とする請求項２６に記載の対物光学素子。
−０．０２＜ｍ３＜０．０２ （５）
【請求項２８】
前記第三光束の、前記対物光学素子への入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことを特徴とする請求項２６に記載の対物光学素子。
−０．１０＜ｍ３＜０．００ （６）
【請求項２９】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求項１７乃至２８のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項３０】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造及び前記第二光路差付与構造を有することを特徴とする請求項１７乃至２９のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項３１】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び屈折面である前記最周辺領域を有することを特徴とする請求項２０に記載の対物光学素子。
【請求項３２】
前記対物光学素子の同一の光学面が、前記第一光路差付与構造、前記第二光路差付与構造及び前記第三光路差付与構造を有する前記最周辺領域を有することを特徴とする請求項２１に記載の対物光学素子。
【請求項３３】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
更に（２）式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【請求項３４】
前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項３３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３５】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項３３又は３４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３６】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項３３又は３４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３７】
前記第三光路差付与構造は、前記第三光路差付与構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次または２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項３６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３８】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求項３３乃至３７のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３９】
前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする請求項３３乃至３８のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４０】
前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする請求項３３乃至３８のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４１】
第一波長λ１の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ２（λ２＞λ１）の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ３（λ３＞λ２）の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがｔ２（０．９・ｔ１＜ｔ２＜１．１・ｔ１）の保護基板を有する第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第３光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置の対物光学素子において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
更に（２）式を満たすことを特徴とする対物光学素子。
０．５≦ｄ／ｆ１≦１．０ （２）
但し、前記対物光学素子の前記第一光束における焦点距離をｆ１（ｍｍ）、中心厚さをｄ（ｍｍ）とする。
【請求項４２】
前記第二光路差付与構造は、前記第二光路差付与構造を通過した前記第一光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項４１に記載の対物光学素子。
【請求項４３】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに屈折面である最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項４１又は４２に記載の対物光学素子。
【請求項４４】
前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を含む、三つの領域を有することを特徴とする請求項４１又は４２に記載の対物光学素子。
【請求項４５】
前記第三光路差付与構造は、前記第三光路差付与構造を通過した前記第一光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の３次または２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項４４に記載の対物光学素子。
【請求項４６】
前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求項４１乃至４５のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項４７】
前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする請求項４１乃至４６のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【請求項４８】
前記対物光学素子がガラスレンズであることを特徴とする請求項４１乃至４６のいずれか１項に記載の対物光学素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１５７９９２（Ｐ２００９−１５７９９２Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３３８３３（Ｐ２００７−３３３８３３）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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