WO2001043127A1

WO2001043127A1 - Objectif et capteur optique

Info

Publication number: WO2001043127A1
Application number: PCT/JP2000/008672
Authority: WO
Inventors: Shinichiro Saito
Original assignee: Konica Corporation
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2001-06-14
Also published as: EP1168317A1; EP1168317A4; CN1189878C; US20020191526A1; KR20010102007A; US6781943B2; CN1335986A

Description

明細書対物レンズ及び光ピックァップ装置

技術分野

本発明は、異なる波長の光源及び異なる透明基板厚さを有する光ディスクの再生記録を行なうことが可能な光ピックアツプ装置に使用される対物レンズ及び、これを用いた光ピックアップ装置に関する。

技術背景

近年、短波長赤色半導体レーザ実用化に伴い、従来の光ディスクである CD (コンパクトディスク）と同程度の大きさで大容量化させた高密度の光ディスクである DVD (デジタルビデオディスク）の開発が進んでいる。この DVDに対して情報の記録及び Z又は再生を行う光ピックアップ装置においては、 635 η mの短波長半導体レーザを光源として使用したとき、かかるレーザ光を集光させる対物レンズの光ディスク側の開口数 NAを約 0. 6としている。なお、 CD、 DVDの他に、種々の規格の光ディスク、例えば CD— R (追記型コンパクトデイスク）、 MD (ミニディスク）なども商品化されて普及している。表 1に種々の光ディスクの透明基板厚さと必要開口数を示す。【表 1】

なお、 C D— Rに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアツプ装置においては、光源の波長ス = 780 nmである必要がある力 ^?、他の光ディスクにおいては、表 1に記載した光源波長以外の波長の光源を使用することができ、かかる場合、使用する光源波長スに応じて必要開口数 N Aが変わるようになつている。例えば、 CDの場合は必要開口数 NA=ス m) / 1. 73、 DVDの場合は必要開口数 ΝΑ=λ (^m) / 1. 06で近似される。本明細書でいう開口数（必要開口数）は、光ディスク側から見た集光光学系の開口数のことであり、必要開口数とは光ディスクの記録面上で要求されるスポットサイズ dと使用波長スとから算出される開口数であり、一般的には NA=0. 8 3 X/l÷ dである。このように市場には透明基板厚さ、記録密度、使用波長などが異なる様々な光ディスクが存在する力 ^s、個々の光ディスクに対して、情報の記録及び/又は再生を行うことができる専用の情報記録再生装置を購入することはユーザーにとって大きな負担となる。そこで、様々な光ディスクに対応できる互換性のある光ピックアツプ装置を備えた情報記録再生装置力提案されている。

このような光ピックアツプ装置として、異なる光ディスクそれぞれに対応した集光光学系を備え、再生する光ディスクにより集光光学系を切り換えるようにしたものが提案されている。しかしながら、この光ピックアップ装置では、集光光学系が複数必要となるため構成が複雑となり、高コストとなって好ましくない。そこで、 1つの集光光学系を用いて複数の光ディスクを再生する光ピックアツプ装置力提案されている。例えば特開平 7— 3 0 2 4 3 7号公報には、対物レンズの屈折面をリング状複数領域に分割し、各々の分割面が厚さの異なる光デイスクのうち 1つにビームを結像させることにより再生する光ピックアツプ装置が開示されている。

しかしながら、特開平 7— 3 0 2 4 3 7号公報に開示された光ピックアップ装置は、 1つの対物レンズで同時に 2つ以上の焦点を有するが故、 1つあたりの焦点のスポット光量が減少するので、レーザ出力を大きくする必要があるという問題がある。

一方、本出願人は特開平 1 1— 9 6 5 8 5号公報で、以下の光ピックアップ装置を提案している。かかる光ピックアップ装置は、対物レンズに同心円状に分割された複数の輪帯を設けており、各輪帯は、波長の異なる複数の光源、及びまたは、記録面の厚みの異なる透明基板に対して、それによつて生じる球面収差を積極的に利用し、それぞれの光ディスクに対して回折限界内に収差補正したものである。この対物レンズは、使用波長及びまたは透明基板の厚みに応じて自動的に必要開口数力 ^s得られるという機能を有している。

しかし回折限界内に補正された場合には、スポットサイズ（点像の広がり）以外にも、点像強度分布すなわちスポット光中心強度を考慮するとより好ましい。この中心強度を高めるためには、光束の位相（波面収差のズレ）に着眼する必要がある力 ^s、前記特開平 1 1一 9 6 5 8 5号公報の光ピックアップ装置に関しては、この波面収差のズレについての記載はない。

本発明は、対物レンズに 4つ以上の分割面を形成すると共に、各光ディスクの必要開口数内の分割面において、波面収差のズレを補正することができるピックアップ装置及び対物レンズを提供することを目的とする。また、光量のロスも少なく、 S字特性に優れたピックァップ装置及び対物レンズを提供することも目的とする。発明の開示

上記目的は以下の構成によって達成できる。

( 1 - 1 ) 少なくとも 2種類の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行うための光ピックアツプ装置であつて以下の構成を有する：

第 1の透明基板を有する第 1の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、第 1の波長（ 1 )の光束を出射するための第 1の光源と；

前記第 1の透明基板よりも厚い、第 2の透明基板を有する第 2の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、前記第 1の波長の光束よりも波長が長い第 2の波長（ス2) の光束を出射するための第 2の光源と；

前記第 1の波長の光束、または前記第 2の波長の光束を、前記第 1の光情報記録媒体の第 1の情報記録面上、または前記第 2の光情報記録媒体の第 2の情報記録面上に集光するための集光光学系と；

前記第 1の情報記録面上、または前記第 2の情報記録面上で反射した光束を受光して検出するための光検出器；

さらに、前記第 1の光情報記録媒体は、必要開口数が前記第 2の光情報記録媒体に比して大きく、

さらに、前記集光光学系は、少なくとも 1つの光学素子を有し、前記光学素子は、少なくとも 1方の面に、前記光学素子に入射した光束を、 k 個（k≥4) の輪帯状の光束（前記光学素子の光軸に最も近い光束を第 1光束とし、その第 1光束から、前記光軸と垂直な方向の外側に向かって、順に第 1、第 2、 …第 k 光束とする）に分割するための、段差によって区切られた輪帯状分割面を有し、 2

5 さらに、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した前記第 1の波長の光束のうち、前記第 1光束と、前記第 k光束は、前記第 1の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 1の情報記録面上に集光され、最良像面位置において波面収差の球面収差成分力 0.05 A lrms 以下となり、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束ないし前記第（k _ l ) 光束のうち、少なくとも 2つの光束は、前記第 1及び前記第 k光束がっくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成され、さらに、前記第 1及び前記第 k光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1ないし第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ miス 1 (miは整数で、 i = l, 2, -,k) となる。

( 1 - 2) 前記（1— 1 ) に記載の光ピックアップ装置であって、

前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1及び前記第 k光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1〜第 k 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量（W1)が以下の条件式を満たす。

(mi— 0.30) 1 ≤ l ≤ (mi + 0.30) λ 1

(1 - 3) 前記（1一 1 ) に記載の光ピックアップ装置であって、

前記第 2の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した前記第 2の波長の光束のうち、前記第 1光束は、前記第 2の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 2の情報記録面上に集光され、最良像面位置において波面収差の球面収差成分が、 0.07ス 2rm_S 以下となり、前記第 1光束の前記最良像面位置で、前記第 2の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 2の波長の光束の前記第 1〜第（k一 1 ) 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ niス 1 (niは整数で、 i = l,2,'",k-l) となる。

( 1 - 4 ) 前記（ 1 一 3 ) に記載の光ピックアツプ装置であって、

前記第 2の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1光束の前記最良像面位置で、前記第 2の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 2の波長の光束の前記第 1〜第（k一 1 ) 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量（W2 )が以下の条件式を満たす。

(ni-0.30) A 2 ≤ 2 ≤ (ni + 0.30) λ 2

( 1 - 5) 前記（ 1 一 3 ) に記載の光ピックアツプ装置であって、

前記整数 miの最大値と最小値との差、及び前記整数 niの最大値と最小値との差とが共に 2以上である。

( 1 - 6 ) 前記（ 1 — 1 ) に記載の光ピックアツプ装置であって、

前記 k=4であり、

前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際の、絞り径を ^max とし、前記第 1の波長の光束を、前記第 1光束と、前記第 2光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを hl、

前記第 1の波長の光束を、前記第 3光束と、前記第 4光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h3 としたとき、以下の条件式を満たす。

0.62 ≤ hl/0.5 ^max ≤ 0.69

0.70 ≤ h3/0.5 ^max ≤ 0.80

( 1— 7) 前記（1 — 1 ) に記載の光ピックアップ装置であって、

前記 k=6であり、

前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、

前記第 1の波長の光束の前記第 2光束と、前記第 5光束は、前言己第 6 光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置力形成される。 (1 -8) 前記（1— 1) に記載の光ピックアップ装置であって、前記 k=6であり、

前記第 1の波長の光束を、前記第 5光束と、前記第 6光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h5 としたとき、以下の条件式を満たす。

0.52 ≤ hl/0.5 ^max ≤ 0.6フ

0.70 ≤ h5 / 0.5 j5 max ≤ 0.82

(1—9) 前記（1— 1) に記載の光ピックアップ装置であって、

前記光学素子は、非球面を有する対物レンズである。

(1一 1 0) 前記（1— 1) に記載の光ピックアップ装置であって、

前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、前記第 1及び前記第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k一 1 ) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する前記輪帯状分割面は、前記輪帯状分割面の光軸側の段差の深さと、光軸と逆側の段差の深さとが異なる。

(1 - 1 1) 前記（1—9) に記載の光ピックアップ装置であって、

前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、前記第 1及び前記第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k一 1 ) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する前記輪帯状分割面の前記非球面形状が、他の輪帯状分割面の非球面形 4犬と異なる。

(1 - 1 2) 少なくとも 2種類の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行 P 0/08672

8 うための光ピックアツプ装置に用いられる対物レンズであって以下の構成を有する：

前記対物レンズの少なくとも 1方の面に設けられた、段差によって区切られた輪帯状分割面；

前記輪帯状分割面は、前記対物レンズに入射した光束を、 k個（k≥4) の輪帯状の光束（前記光学素子の光軸に最も近い光束を第 1光束とし、その第 1光束から、前記光軸と垂直な方向の外側に向かって、順に第 1、第 2、 …第 k光束とする）に分割し；

さらに、第 1の透明基板を有する第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した、前記第 1の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、第 1の波長（ 1 1 )の光束のうち、前記第 1光束と、前記第 k光束を、前記第 1の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 1の光情報記録媒体の第 1の情報記録面上に集光でき；

さらに、最良像面位置において波面収差の球面収差成分を、 0 . 05 lrms 以下とでき、

前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k一 1 ) 光束のうち、少なくとも 2つの光束を、前記第 1及び前記第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置を形成し；

さらに、前記第 1及び前記第 k光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1〜第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差をほぼ mi A 1 (mi は整数で、 i = l , 2 , - , k) とする。

( 1一 1 3 ) 前記（1— 1 2 ) に記載の対物レンズであって、

前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1及び前記第 k光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1〜第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量（W1)が以下の条件式を満たす。

(mi-0.30) λ 1 ≤ Wl ≤ (mi + 0.30) λ 1

(1 - 1 4) 前記（1— 1 2) に記載の対物レンズであって、

前記第 1の透明基板よりも厚い、第 2の透明基板を有する第 2の光情報記録媒体の、再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した、前記第 2の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、前記第 1の波長の光束よりも波長が長い第 2の波長（ 2) の光束のうち、前記第 1光束は、前記第 2の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 2の光情報記録媒体の第 2の情報記録面上に集光され、最良像面位置において波面収差の球面収差成分が、 0.07 A 2rms 以下となり、前記第 1光束の前記最良像面位置で、前記第 2の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 2の波長の光束の前記第 1〜第（ k一 1 ) 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ ni λ 1 (ni は整数で、 i=l,2,〜，k-l) となる。

(1 - 1 5) 前記（1一 1 4) に記載の対物レンズであって、

前記第 2の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1光束の前記最良像面位置で、前記第 2の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 2の波長の光束の前記第 1〜第（k一 1 ) 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量（W2)が以下の条件式を満たす。

(ni-0.30) λ 2 ≤ W2 ≤ (ni + 0.30)ス 2

(1 - 1 6) 前記（1— 1 4) に記載の対物レンズであって、

(1 - 1 7) 前記（1— 1 2) に記載の対物レンズであって、

前記 k=4であり、 ₁₀ JP 0 8672 前記第 lの光情報記録媒体の再生または記録を行う際の、径を Φ とし、前記第 1の波長の光束を、前記第 1光束と、前記第 2光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを hl、

0.70 ≤ h3 / 0.5 ?5 max ≤ 0.80

( 1 - 1 8) 前記（1— 1 2) に記載の対物レンズであって、

前記 k=6であり、

前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束と、前記第 5光束は、前記第 6 光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される。

( 1 - 1 9) 前記（1— 1 2) に記載の対物レンズであって、

前記 k=6であり、

0.52 ≤ hl/0.5 ^max ≤ 0.61

0.70 ≤ h5/0.5 y5ma ≤ 0.82

( 1 - 2 0) 前記（1— 1 2) に記載の対物レンズであって、

前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、前記第 1及び前記第 ^

11 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k一 1 ) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する輪帯状分割面は、前記輪帯状分割面の光軸側の段差の深さと、光軸と逆側の段差の深さとが異なる。

( 1 - 2 1 ) 前記（1一 1 2 ) に記載の対物レンズであって、

前記輪帯状分割面は非球面形状を有し、

前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、前記第 1及び前記第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k— 1 ) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する輪帯状分割面は、非球面形状が、他の輪帯状分割面の非球面形^と異なる。

( 1 - 2 2 ) 少なくとも 2種類の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行うための光情報記録媒体再生または記録装置であって以下の構成を有する：以下の構成を有する光ピックアツプ装置：

第 1の透明基板を有する第 1の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、第 1の波長（ス 1 )の光束を出射するための第 1の光源と；

前記第 1の透明基板よりも厚い、第 2の透明基板を有する第 2の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、前記第 1の波長の光束よりも波長が長い第 2の波長（ス 2) の光束を出射するための第 2の光源と；

前記第 1の光情報記録媒体は、必要開口数が前記第 2の光情報記録媒体に比して大きい、

さらに、前記集光光学系は、少なくとも 1つの光学素子を有し、前記光学素子は、少なくとも 1方の面に、前記光学素子に入射した光束を、 k個（k≥4) の輪帯状の光束（前記光学素子の光軸に最も近い光束を第 1光束とし、その第 1光束から、前記光軸と垂直な方向の外側に向かって、順に第 1、第 2、 …第 k光束とする）に分割するための、段差によって区切られた輪帯状分割面を有し、

さらに、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した前記第 1の波長の光束のうち、前記第 1光束と、前記第 k光束は、前記第 1の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 1の情報記録面上に集光され、最良像面位置において波面収差の球面収差成分、 0 . 05 A lrms 以下となり、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第 ( k - 1 ) 光束のうち、少なくとも 2つの光束は、前記第 1及び前記第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成され；さらに、前記第 1及び前記第 k光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1〜第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ mi A 1 (mi は整数で、 i = l , 2 , •••, k) となる。

さらに、上記目的は次の好ましい構成によっても達成できる。

( 2 - 1 ) 波長の異なる光源からの光束を光ディスクの記録面に集光するための対物レンズを含む集光光学系と、前記記録面からの反射光を検出するための受光手段とを有し、透明基板厚さが異なる第 1及び第 2の光ディスク（但し、第 1 の光ディスクの方が第 2の光ディスクよりも対物レンズに対する必要開口数が大きいとする）に対して、情報の記録又は再生が可能な情報記録再生用の光ピックアップ装置に使用される対物レンズにおいて、

前記対物レンズの少なくとも一方の面に、屈折作用により入射光束を k個（k ≥4) の輪帯状の光束（ここで、光軸側からその外側に向かって、順に第 1、第

2、、第 k光束とする）に分割する輪帯 #段差部分を形成し、

前記第 1の光ディスク使用時には、前記第 1及び第 k光束がつくる最良像面位置における前記第 1及び第 k光束の波面収差の球面収差成分は 0. 05 Airm s 以下（A ：第 1の光ディスク用の光源波長）であり、

前記第 2ないし第（k一 1 ) 光束のうち、少なくとも 2つの光束はそれぞれ、前記第 1及び第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけ上の最良像面位置が形成され、

前記第 1及び第 k光束がつくる前記最良像面位置で、前記第 1の光ディスクに対する必要開口数内を通る前記第 1ないし第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ mi (mi個は整数で、 i = l， 2，， k) となる _c

(2 - 1 ) に記載の対物レンズによれば、前記輪帯状段差により分割される複数の分割面により、前記第 1の光ディスクの基板厚さと前記第 2の光ディスクの基板厚さとの間の基板厚さにおいて、残留誤差が小さくなるようにしているので、複数種類の光ディスクに対して情報の記録及びノ又は再生を適切に行うことができる。

(2 -2) 前記第 1の光ディスク使用時に、前記第 1及び第 k光束がつくる前記最良像面位置で、前記第 1ないし第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量 W 1 、

(mi- 0. 30) λ _λ ≤ Wl ≤ (mi+ 0. 30) λ！ (1) を満たす。例えば光ディスクとして DVDを用いた場合、 W1が上式（ 1 ) を満たさない場合、波面収差のズレが生じ、スポット光強度が低下するからである _c (2 -3) 前記第 2の光ディスクに対して波長ス ₂の光源からの光束を用いて情報の記録及び/又は再生を行う際には、第 1ないし第（k— 1 ) 光束までの光束内の光線の波面収差がほぼ r ス ₂ (riiは整数で、 i = l、 2、 ···、 k— 1) となる。したがって、前記第 2の光ディスクにおいて、残留誤差が小さくなるようにでき、それにより前記第 2の光ディスクに対して情報の記録及び Z又は再生を行うことができる。

(2 -4) 前記第 2の光ディスクに対して波長ス ₂の光源からの光束を用いて情報の記録及び/又は再生を行う際には、第 1ないし第（k— 1 ) 光束までの光束内の光線の波面収差量 W 2が前記第 2の光ディスクに対する必要開口数内内において、

( rii-0. 30) A₂ ≤ W2 ≤ ( rii+O. 30) λ₂ (2) を満たす。例えば光ディスクとして CDを用いた場合、 W2が上式（2) を満たさない場合、波面収差のズレが生じ、スポット光強度が低下する。

(2 -5) 前記整数 miの最大値と最小値との差、及び前記整数 r の最大値と最小値との差とが共に 2以上である。

(2 -6) 前記個数 kが k = 4であり、前記弟 1の光ディスク使用時の絞り径を？ 5ma x、第 1光束と第 2光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h l、第 3光束と第 4光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h 3としたとき、

0. 62 ≤ h iノ 0. 5 ^ma X ≤ 0. 69 (3) 0. 70 ≤ h 3/0. 5 m a x ≤ 0. 80 (4) を満たす。 h lZO. 5 m a xが下限値を下回ると第 1光ディスクにおいてスポット光中心強度が低くなり、逆に上限値を上回ると第 2光ディスクにおいて第 1光束の波面収差が劣化しスポット光中心強度が低くなる。また、 h 3Z0. 5 ^ m a xが下限値を下回ると第 2光ディスクにおいて要求スポットサイズを満足しなくなり、逆に上限値を上回ると第 2光ディスクにおいて過剰スペックとなり、その悪影響として第 1光ディスク使用時のスポット光量が不足してしまう。

(2 -7) 前記個数 kが k = 6であり、第 2光束及び第 5光束がつくる見かけ丄上の最良像面位置が、第 6光束がつくる最良像面位置と異なる。

(2 - 8) 前記個数 kが k = 6であり、前記第 1の光ディスク使用時の絞り径を？ 5 m a x、第 1光束と第 2光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h 1、第 5光束と第 6光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h 5としたとき、

0. 5 2 ≤ h 1 /0. 5 ?5 m a X ≤ 0. 6 7 (5) 0. 7 0 ≤ h 5/0. 5 τη ζ ≤ 0. 8 2 (6) を満たす。 h l ZO. 5 m a xが下限値を下回ると第 1光ディスクにおいてスポット光中心強圧が低くなり、逆に上限値を上回ると第 2光ディスクにおいて第 1光束の波面収差が劣化しスポット光中心強度か低くなる。また、 h 5Z0. 5 ^ m a Xが下限値を下回ると第 2光デイスクにおいて要求スポットサイズを満足しなくなり、逆に上限値を上回ると第 2光ディスクにおいて過剰スぺックとなり、その悪影響として第 1光ディスク使用時のスポット光量が不足してしまう。

(2 - 9) 波長の異なる光源からの光束を光ディスクの記録面に集光するための対物レンズを含む集光光学系と、前記記録面からの反射光を検出するための受光手段とを有し、透明基板厚さが異なる第 1及び第 2の光ディスク（但し、第 1 の光ディスクの方が第 2の光ディスクよりも対物レンズに対する必要開口数が大きいとする）に対して、情報の記録又は再生が可能な情報記録再生用の光ピックアップ装置において、

前記対物レンズの少なくとも一方の面に、屈折作用により入射光束を k個（k ≥ 4 ) の輪帯状の光束（ここで、光軸側からその外側に向かって、順に第 1、第

2、、第 k光束とする）に分割する輪帯状段差部分を形成し、

前記第 1の光ディスク使用時には、前記第 1及び第 k光束がつくる最良像面位置における前記第 1及び第 k光束の波面収差の球面収差成分は 0. 0 5 A _{i r} m s 以下（ス第 1の光ディスク用の光源波長）であり、 _r

16 前記第 2ないし第（k一 1 ) 光束のうち、少なくとも 2つの光束はそれぞれ、前記第 1及び第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけ上の最良像面位置が形成され、

前記第 1及び第 k光束がつくる前記最良像面位置で、前記第 1の光ディスクに対する必要開口数内を通る前記第 1ないし第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ (n 個は整数で、 i = l， 2, ， k) となる前記（2— 9) 記載の光ピックアップ装置によれば、その対物レンズにおいて、前記輪帯状段差により分割される複数の分割面により、前記第 1の光ディスクの基板厚さと前記第 2の光ディスクの基板厚さとの間の基板厚さにおいて、残留誤差が小さくなるようにしているので、複数種類の光ディスクに対して情報の記録及び Z又は再生を適切に行うことができる。

(2- 10) その対物レンズにおいて、前記第 1の光ディスク使用時に、前記第 1及び第 k光束がつくる前記最良像面位置で、前記第 1ないし第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量 W 1が、

(mi- 0. 30) A_x ≤ Wl ≤ (mi+ 0. 30) λ ₁ (7) を満たす。例えば光ディスクとして DVDを用いた場合、 W1が上式（7) を満たさない場合、波面収差のズレが生じ、スポット光強度が低下する。

(2— 1 1) その対物レンズにおいて、前記第 2の光ディスクに対して波長ス ₂ の光源からの光束を用いて情報の記録及び又は再生を行う際には、第 1ないし第（k— 1) 光束までの光束内の光線の波面収差がほぼ riiA ₂ (r は整数で、 i =1、 2、 ···、 k- 1) となるので、前記第 2の光ディスクにおいて、残留誤差力 ^?小さくなるようにでき、それにより前記第 2の光ディスクに対して情報の記録及び又は再生を行うことができる。

(2-12) その対物レンズにおいて、前記第 2の光ディスクに対して波長ス ₂ の光源からの光束を用いて情報の記録及び又は再生を行う際には、第 1ないし第（k— 1 ) 光束までの光束内の光線の波面収差量 W 2が前記第 2の光ディスクに対する必要開口数内内において、

( ηι- 0. 3 0) λ₂ ≤ Ψ2 ≤ ( rii+ 0. 3 0) A₂ (8) を満たす。例えば光ディスクとして CDを用いた場合、 W2が上式（8) を満たさない場合、波面収差のズレが生じ、スポット光強度が低下する。

(2 - 1 3) その対物レンズにおいて、前記整数 _miの最大値と最小値との差、及び前記整数 n iの最大値と最小値との差とが共に 2以上である。

(2- 1 4) その対物レンズにおいて、前記個数 kが k = 4であり、前記弟 1の光ディスク使用時の絞り径を？ 5 m a x、第 1光束と第 2光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h 1、第 3光束と第 4光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h 3としたとき、

0. 6 2 ≤ h l 0. 5 ^ m a X ≤ 0. 6 9 (9) 0. 7 0 ≤ h 3/0. δ ^ ΐΏ Η χ ≤ 0. 8 0 ( 1 0) を満たす。 h l ZO. 5 m a xが下限値を下回ると第 1光ディスクにおいてスポット光中心強度力 ^?低くなり、逆に上限値を上回ると第 2光ディスクにおいて第 1光束の波面収差が劣化しスポット光中心強度が低くなる。また、 h 3Z0. 5 ?5 m a xが下限値を下回ると第 2光ディスクにおいて要求スポットサイズを満足しなくなり、逆に上限値を上回ると第 2光ディスクにおいて過剰スぺックとなり、その悪影響として第 1光ディスク使用時のスポット光量が不足してしまう。

(2— 1 5) その対物レンズにおいて、前記個数 kが k = 6であり、第 2光束及び第 5光束がつくる見かけ上の最良像面位置が、第 6光束がつくる最良像面位置と異なる。

(2 - 1 6) その対物レンズにおいて、前記個数 kが k = 6であり、前記第 1 の光ディスク使用時の絞り径を m a x、第 1光束と第 2光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h 1、第 5光束と第 6光束とに分割丄 8 する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h 5としたとき、

0. 52 ≤ h I/O. S ^ima x ≤ 0. 67 (1 1) 0. 70 ≤ h 5/0. 5 ^ma x ≤ 0. 82 (12) を満たす。 h lZO. 5 ma xが下限値を下回ると第 1光ディスクにおいてスポット光中心強圧力 ^?低くなり、逆に上限値を上回ると第 2光ディスクにおいて第 1光束の波面収差力劣化しスポット光中心強度か低くなる。また、 h 5Z0. 5 τη Ά χが下限値を下回ると第 2光ディスクにおいて要求スポットサイズを満足しなくなり、逆に上限値を上回ると第 2光ディスクにおいて過剰スペックとなり、その悪影響として第 1光ディスク使用時のスポット光量が不足してしまう。本明細書中において、「対物レンズ」とは、狭義には光情報記録媒体に最も近い位置においてこれと対向配置される集光作用を有するレンズを指し、広義には光情報記録媒体に対向する位置に配置され、ァクチユエ一夕によって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズを指すものとする。

本明細書中において、光情報記録媒体（光ディスク）としては、例えば、 CD, CD-R, CD-RW, CD— V i d e o , C D— R OM等の各種 C D、 DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, D V D— R W等の各種 D V D、或いは MD等のディスク状の現在の光情報記録媒体のみならず、次世代の記録媒体なども含まれる。多くの光情報記録媒体の情報記録面上には透明基板が存在する o

本明細書中において、情報の記録および再生とは、上記のような情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明の光学系は、記録だけ或いは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別の情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、或る情報記 672

19 録媒体に対しては記録または再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。

本出願における「必要開口数」とは、光ピックアップ装置において、所定の波長の光束によって、光情報記録媒体の情報の再生または記録を可能にするために必要な開口数を好ましくいう力?、それぞれの光情報記録媒体の規格で決められた開口数を必要開口数と考えてもよい。

本発明の光ピックアップ装置は、例えば CD、 CD-R, CD-RW, CD- V i d e o. CD-ROM, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD 一 R、 DVD— RW、 MD等の光情報記録媒体に対してコンパチブルなプレーヤまたはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだ A V機器、パソコン、その他の情報端末等の音声およびまたは画像の記録および/または再生装置に搭載すること力 ^?できる。図面の簡単な説明

図 1は本発明にかかる光ピックアツプ装置の構成を示す概念図である。

図 2 (a) は本実施の形態の光ピックアップ装置 100に使用される対物レンズ 8を模式的に示した断面図及び図 2 (b) は光源側から見た正面図である。

図 3 (a) は実施例 1で DVDを用いたときの対物レンズの球面収差を表す図で、図 3 (b) は実施例 1で CDを用いたときの対物レンズの球面収差を表す図である。

図 4は実施例 1で DVDを用いたときの対物レンズの波面収差を表す図である c 図 5は実施例 1で CDを用いたときの対物レンズの波面収差を表す図である。図 6は対物レンズの分割面の軸上厚を示す図である。

図 7 (a) 本実施例における DVDの光ディスクの記録面上における対物レンズによるスポット光のプロファイルを示す図であり、図 7 (b) は CDの光ディスクの記録面上のスポット光のプロファイルを示す図である。

図 8 (a) は第 2の実施の形態にかかる対物レンズ 1 8を模式的に示した断面図及び図 8 (b) は光源側から見た正面図である。

図 9 (a) は実施例 2で DVD— RAMを用いたときの対物レンズの球面収差を表す図で、図 9 (b) は実施例 2で CD— RWを用いたときの対物レンズの球面収差を表す図である。

図 1 0は実施例 2で DVD— R AMを用いたときの対物レンズの波面収差を表す図である。

図 1 1は実施例 2で CD— RWを用いたときの対物レンズの波面収差を表す図る

図 1 2 (a) 本実施例における DVD— RAMの光ディスクの記録面上における対物レンズによるスポット光のプロファイルを示す図であり、図 1 2 (b) は C D-R Wの光デイスクの記録面上のスポット光のプロファイルを示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

(第 1の実施の形態）

図面を参照して、第 1の実施の形態について説明する。図 1は光ピックアップ装置 1 00の概略構成図である。本実施の形態の光ピックアップ装置 1 00は、 2種類以上の透明基板厚さの光ディスクに対して情報の再生及び Z又は記録を行えるものである。本実施の形態の光ピックアップ装置 1 00では、この複数の光ディスクは、記録密度から高い順に透明基板の厚さ t 1の第 1光ディスク（DV D) と、 t 1とは異なる透明基板の厚さ t 2を有する第 2光ディスク（CD) として説明する力 ^?、光ディスクはこれらに限られない。ここでは、透明基板の厚さ t 1 = 0 . 6 m m, t 2 = 1 . 2 mmであり、対物レンズの必要開口数は第 1光ディスクでは N A 1 = 0 . 6 0、第 2光ディスクでは N A 2 = 0 . 4 5である。本実施の形態の光ピックアップ装置 1 0 0では、第 1光源として第 1光デイスク用の第 1半導体レーザ 1 (波長ス丄= 6 1 0 n m〜 6 7 0 n m) と、第 2光源として第 2光ディスク用の第 2半導体レーザ 2 (波長ス ₂ = 7 4 0 n m〜 8 7 0 n m) とを有している。これら第 1光源 1、第 2光源 2は、情報の再生及び Z又は記録を行う光ディスクに応じて選択的に使用される。また、合成手段 3は、第 1 半導体レーザ 1から出射された光束と、第 2半導体レーザ 2から出射された光束とを合成することが可能な手段である。

まず、透明基板厚さ t 1である第 1光ディスク 1 0に記録された情報を再生する場合、第 1半導体レ一ザから光束を出射し、出射された光束は、合成手段 3、偏光ビームスプリッタ 4、コリメータレンズ 5、 1ノ 4波長板 6を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り 7によって絞られ、対物レンズ 8により第 1光ディスクの透明基板 1 0 bを介して記録面上 1 0 aに集光される。記録面の情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ 8、 1ノ 4波長板 6、コリメ一タレンズ 5を透過して偏光ビームスプリッタ 4に入射し、ここで反射されシリンドリカルレンズ 1 1 により非点収差が与えられ受光素子（受光手段）である光検出器 1 2に入射し、光検出器 1 2から出力される信号を用いて第 1光ディスク 1 0に記録された情報の読みとり信号が得られる。

また、光検出器 1 2上でのスポットの形状変化による光量分布変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて 2次元ァクチユエ一タ 9が第 1半導体レーザ 1からの光を第 1光ディスク 1 0の記録面 1 0 a上に結像するように対物レンズ 8を移動させるとともに、第 1半導体レーザ 1からの光を所定のトラックに結像するように対物レンズ 8を移動させる。

一方、透明基板厚さ t 2 ( t 1 < t 2 ) である第 2光ディスク 1 0 ' に記録された情報を再生する場合、第 2半導体レーザ 2から光束を出射し、出射された光束は合成手段 3により光路を変更され、偏光ビームスプリッタ 4、コリメ一タレンズ 5、 1 4波長板 6、絞り 7、対物レンズ 8を介して、第 2光ディスク 1 0，の透明基板 1 0 bを介して記録面 1 0 a，上に集光される。記録面 1 0 a，の情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ 8、 1 Z 4波長板 6、コリメータレンズ 5、偏光ビ一ムスプリッタ 4、シリンドリカルレンズ 1 1を介して光検出器 1 2に入射し、光検出器 1 2から出力される信号を用いて第 2光ディスク 1 0，に記録された情報の読みとり信号が得られる。

また、光検出器 1 2上でのスポットの形状変化による光量分布変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて 2次元ァクチユエータ 9が第 2半導体レーザ 2からの光を第 2光ディスク 1 0，の記録面 1 0 a，上に結像するように対物レンズ 8を移動させるとともに、第 2半導体レーザ 2からの光を所定のトラックに結像するように対物レンズ 8を移動させる。第 1光ディスク 1 0、第 2光ディスク 1 0 ' に情報を記録する際も、ほぼ同様の動作が行われる。このように光ピックアップ装置 1 0 0において、透明基板の厚さが t 1の第 1 光ディスク 1 0、例えば D V D ( t 1 = 0 . 6 mm) を再生する際には、ビームスポットが最小錯乱円を形成するよう（ベストフォーカス）に対物レンズ 8を 2 次元ァクチユエ一タ 9により駆動する。

この対物レンズ 8を用いて、透明基板の厚さが t 1 と異なる t 2 ( t 2 > t 1 ) で記録密度が第 1光ディスク 1 0よりも低い第 2光ディスク 1 0，、例えば C D ( t 2 = 1 . 2 mm) を再生する際には、透明基板の厚さが異なることで球面収差が発生し、ビームスポット力 ^?最小錯乱円となる位置（近軸焦点位置より後方の位置）では、スポットサイズカ ^?大きくなり第 2光ディスク 1 0，のピット情報を読む（再生）することはできない。

しかしながら、この最小錯乱円となる位置より対物レンズ 8に近い前側位置 (前ピン）では、スポット全体の大きさは最小錯乱円よりも大きいが、中央部に光量が集中した核と核の周囲に不要光であるフレアが形成される。この核を第 2 光ディスク 1 0，のピットを再生するために利用し、第 2光ディスク 1 0 ' に記録された情報の再生時には、対物レンズ 8をデフォーカス（前ピン）状態になるように 2次元ァクチユエ一タ 9で駆動する。

本実施の形態の光ピックアツプ装置 1 0 0は、上記のように 1つの対物レンズ 8を介して、各々の半導体レーザ 1， 2からの光を各光ディスク 1 0， 1 0，の記録面 1 0 a、 1 0 a ' 上に集光させることができる。

図 2は、本実施の形態の光ピックアップ装置 1 0 0に使用される対物レンズ 8 を模式的に示した断面図（a ) 及び光源側から見た正面図（b ) である。一点鎖点は光軸を示している。

この対物レンズ 8は、光源側の屈折面 S 1及び光ディスク側の屈折面 S 2は共に非球面形状を呈した正の屈折力を有する凸レンズである。また、対物レンズの光源側の屈折面 S 1は、光軸と同心状に 4つの分割面 b l〜b 4から構成されている。分割面の境界は段差を設けて、それぞれの分割面を形成している。それに伴って、対物レンズの球面収差及び波面収差は上記境界部分に該当する箇所で段差を生じている。

通常の対物レンズでは、第 1光ディスク 1 0と第 2光ディスク 1 0，の透明基板厚さの違いによる球面収差発生は避けられない。しかしながら、本実施の形態に使用される対物レンズ 8では完全な球面収差補正は出来ないものの、次に説明するように、かかる収差をより緩和するように設計されている。

まず、第 1の光ディスク 1 0に対して情報の再生及び/又は記録を行う場合、最良像面位置において波面収差の球面収差成分が 0 . 0 5ス； L r m s以内になるように屈折面 S 1及び屈折面 S 2を設計する。これにより設計された屈折面 S 1を第 1分割面 b 1及び第 4分割面 b 4に適用する。そして透明基板厚さ t 3 ( t 1 ≤ t 3≤ t 2) で最良像面位置において波面収差の球面収差成分が 0. 05ス ₂ r ms以内になるように、前記屈折面 S 2を変数とせずに新たな屈折面 S Γ を設

ΒΓする。

この屈折面 S 1，を第 2分割面 b 2及ぴ第 3分割面 b 3とするのである力、透明基板厚さ t 3で最適化しているので、第 1の光ディスク 10使用時において、第 1分割面 b 1と第 4分割面 b 4のつくる最良像面位置とは異なる位置に最良像面位置を見かけ上形成する。しかしながら、その波面収差は図 4、図 5にもあるように分割面内での波面収差の傾きを変化させ、 DVDでは右肩下がりの波面収差となり、 CDでは逆に若干の右肩上がりとなる。このような分割面を 2つ以上屈折面 S 1に一部設ける事で DVDと CDとの波面収差両立が容易となる。ここで（t 3≤ t 1) とすると CDの波面収差の傾きが大きくなりすぎ好ましくない。逆に（t 3≥ t 2) とすると DVDの波面収差の傾きが大きくなりすぎ好ましくない。好ましくは（0. 8mm t 3≤ 1. 0 mm) とすると DVD、 CDの波面収差の傾き力 M、さくできる。

これらの各分割面の境界位置や分割面の軸上厚を適宜設計することで、 DVD のビームスポット最小錯乱円位置及び C Dの前ピン位置それぞれにおいて波面収差補正が可能となる。すなわち、 DVDでは対物レンズによりビームスポット最小錯乱円位置に集光して第 1〜4光束し81〜LB 4内の光線は、前記最小錯乱円位置においてほぼ波長ス丄の整数倍、すなわち niiAi ( miは整数で i = l、 2、 ···、 k) の波面収差を有する。

また、 CDでは必要開口数 N A 2が NA 1よりも小さいため、第 1〜4光束 L B 1〜 L B 4をすベて有効活用しなくてもよく、本実施の形態の光ピックアツプ装置 100では、第 1〜3光束 LB 1〜LB 3内の光線が、前記前ピン位置においてほぼ波長 λ ₂の整数倍 _ni （_niは整数で i = l、 2、 ···、 k) の波面収差を有する。第 4光束 LB 4は CDの場合不要光であり、光ディスクの記録面上では _c

メィンのスポット光から間隔をおいた場所にフレア一として照射する。このフレァ一はメインスポット光に対して十分に小さいので、絞り 7を D V Dの必要開口数相当にしておくだけで、絞り 7の開口数を変える手段を必要とせすに C D再生が可能となる。勿論、 C D使用時に第 4光束 L B 4を遮蔽する機能を持つ絞り 7 を用いてもよい。

従って本発明の光ピックアツプ装置 1 0 0は、 4つの分割面 b 1〜b 4を設けてはいる力？、従来の技術で記載した対物レンズと異なり、各ディスクにおいて焦点位置を複数持たないので、スポット光量損失を少なくできる。そして、各光デイスク使用時において必要開口数内の光線の波面収差をほぼ波長整数倍としており、必要開口数内を通った光束が互いに干渉して強め合うためスポット光の中心強度を高め、結果として光ディスクから充分な反射光量が得られ、互換性のある光ピックアツプ装置 1 0 0として安定した動作が可能となる。

なお本発明は本実施の形態に限定されるものではない。第 1半導体レーザ 1 と第 2半導体レーザ 2とを同じ倍率 m = 0で使用している力?、異なる倍率で使用する場合にも適用可能である。

また、対物レンズ 8の屈折面 S 1に分割面を設けたが、他の面に設けてもよい _c 更に、第 2分割面 b 2と第 3分割面 b 3を同一の非球面形状とた、別々の非球面形状としても構わない。この第 2、 3分割面 b 2 , b 3を透明基板厚さ t 3 ( t 1≤ t 3≤ t 2 ) で残留収差が小さくなるように便宜上設計したが、この手法でなくても構わなく、結果として D V D、 C Dの波面収差の傾き力小さくなればよい。

加えて、分割面の境界に段差を設けた力 ^?、分割面と分割面との境界は屈曲させることなく、例えば所定の R部で接続させてもよい。この R部は意図的に設けたものであってもよく、また、意図的に設けたものでなくてもよい。この意図的に設けたものではない例として、対物レンズを成形で形成する場合に、金型を加工 _{2 6} OO/08672

する上で形成される境界の Rがある。

また、分割面を同心円状の環形状で設けたが、これに限らず途切れた環状で設けてもょレ、。

第 1光ディスク使用時の第 1 と第 4光束のつくる最長像面位置とは、例えば第 1光ディスクを想定した対物レンズの干渉縞測定で、第 2及び第 3光束エリアをマスク処理して第 1及び第 4光束の干渉縞がほぼ真っ直ぐとなるデフォーカス位置の事である。このデフォーカス位置では、第 2及び第 3光束では透明基板厚 t 3で最適化しているため干渉縞は真っ直ぐではない（見かけ上最良像面位置が異なる）力波面収差が整数倍に近い領域が多くなつている。このように設定することで、スポット光のピーク強度を高めることが可能となる。

以上の説明においては、光ディスクに記録されたピットの再生のみについて説明したが、集光光学系によって集光する光スポットが重要である点で光ディスクへ情報を記録する場合についても同様である。

なお、第 1光束〜第（k一 1 ) 光束が、第 1光情報記録媒体と、第 2光情報記録媒体の記録及びノ又は再生に用いられることが好ましく、第 k光束が、第 1光情報記録媒体の記録又は再生に用いられることが好ましい、又は、第 1光束〜第 k光束のうち第 2の光情報記録媒体の必要開口数以下の光束は、第 1光情報記録媒体と第 2光情報記録媒体の記録及びノ又は再生に用いられることが好ましく、第 2の光情報記録媒体の必要開口数より大きい光束は第 1光情報記録媒体の記録及び Z又は再生に用いられること力⁵'好ましい。

また、第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、第 1及び第 k 光束がっくる最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、第 1の波長の光束の第 2光束〜第（k一 1 ) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する輪帯状分割面は、輪帯状分割面の光軸側の段差の深さと、光軸と逆側の段差の深さとが異なるようにしてもよい。または、第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、第 1及び第 k 光束がつくる最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、第 1の波長の光束の第 2光束〜第（k一 1 ) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する輪帯状分割面は、非球面の形状が、他の輪帯状分割面の非球面の形状と異なるようにしてもよレ、。

また、第 2の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、第 2の光情報記録媒体の必要開口数よりも大きい部分を通過する光束は、第 2の光情報記録面上で、波面収差が 0 . 07 A 2rms より大きくなることが好ましい。さらに好ましくは、 0 . l A 2rms 以上。より好ましくは、 0 . 2ス 2rms 以上である。また、第 2の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、第 2の光情報記録媒体の必要開口数を通過する光束は、第 2の情報記録面上で、球面収差が 10 / m以下であって、第 1 の光情報記録媒体の必要開口数を通過する光束は、第 2の情報記録面上で、球面収差が 20 / m以上であること力好ましい。さらに好ましくは、第 2の光情報記録媒体の必要開口数を通過する光束は、第 2の情報記録面上で、球面収差が 5 m 以下であって、第 1の光情報記録媒体の必要開口数を通過する光束は、第 2の情報記録面上で、球面収差が 50 ^ 111以上であること力 ^?好ましい。

また、第 1の波長の光束の第 2光束ないし第（k— 1 ) 光束のうち、第 1及び第 k光束がつくる最良像面位置とは異なる位置に最良像面位置が形成される少なくとも 2つの光束が通過する輪帯状分割面は、パワーが強い（きつい）ことが好ましい。

なお、第 1の光源からの第 1の波長の光束と、第 2の光源からのだ I 2の波長の光束とは、波長の差が 80nm以上であること力好ましい。

また、本発明の光情報記録媒体再生または記録装置は、本発明の光ピックアツプ装置を有する。さらに、光情報記録媒体を回転させるための、スピンドルモータ一を有すること力好ましい。以下、実施例について説明する。

(実施例 1 )

本実施例は上述した第 1の実施の形態の実施例である。第 1光ディスク 1 0として DVD (透明基板の厚さ t 1 =0. 6mm) を用い第 1半導体レーザ 1の波長 λ ₁₌ 6 50 nmで情報の記録ノ再生を行い、第 2光ディスク 1 0，として CD (透明基板の厚さ t 2 = 1. 2 mm) を用い第 2半導体レーザ 2の波長ス ₂= 78 0 nmで情報の再生記録を行う。各ディスク 1 0， 1 0，で対物レンズ 8の倍率 m= 0である。

表 2にレンズデータ、表 3に非球面のデータを示す。

【表 2】

DVD CD

(使用波長 650nm) (使用波長 780nm) 面 r d n d， _ n'

0 ∞ 1.0 CO 1.0

1 (絞り） oo 0.0 1.0 0.0 1.0

2 (対物レンズ） 2.122 2.2 1.5407 2.2 1.536フ

3 -8.037 1.7598 1.0 1.3844 1.0

4 (光ディスク） oo 0.6 1.58 1.2 1.55

5 oo

なお、表 2においては、半導体レーザ 1の発光点を第 0面として、光の進行方向に従って、順に第 i番目とし、光ディスク 1 0の情報記録面 1 0 aまでを示す c ただし、半導体レーザ 1のカバ一ガラス、偏光ビ一ムスプリッタ 4、コリメ一タレンズ 5、 1 / 4波長板 6は省略する。また rは、面の曲率半径を、 dは第 i番目の面と第 i + 1番目の面までの面間隔を、 nは屈折率を示している。第 1面は絞り 7であり、 DVD、 CD使用時いずれも絞り径 = 4. 04mmである。また分割面における面間隔（上記の分割面の軸上厚）は図 6にもあるように、各分割面形状を非球面形状式に従つて光軸まで延長したときの光軸との交点と、第 3 面との光軸上の間隔を示している。各分割面は光軸を同心円状として形成され、その領域は光軸からの距離 hで規定する。

非球面の式は、

【数 1】

X = —— . ^{H / r} = + Y AjH^Pj

1 + I - ( + ) (H / r)² j

に基くものとする。ただし、 Xは光軸方向の軸、 Hは光軸と垂直の軸、光の進行方向を正とし、 Acは円錐係数、 A jは非球面係数、 P jは非球面のべき数である c 対物レンズ 8はまず DVD使用時の残留収差を小さくする（0. O S Airms 以下程度でよい）ように屈折面 S 1及び屈折面 S 2を設計する。屈折面 S 1は 4 つの分割面 b 1〜b 4で構成するのであるが、第 1分割面 b 1及び第 4分割面 b

4はこの屈折面 S 1を適用する。そして、屈折面 S 2は固定して波長 λ₂=780 nm、架空の光ディスクである透明基盤厚さ t 3 = 0. 95mm使用時に残留収差がほぼ 0となる屈折面 S 1，を設計する。この面 S l，を第 2分割面 b 2及び第 3分割面 b 3の非球面形状とした。

図 3は、本実施例における対物レンズの球面収差を表し、図 4，図 5は本実施例における対物レンズの波面収差を表している。第 2分割面 b 2と第 3分割面 b 3とは軸上厚を 0. 1 mシフトしており、当該位置の段差量は、球面収差図に比べて波面収差図の方が顕著であり設計の狙いは波面収差を使用波長のほぼ整数倍の領域を多くすることにある。仮に、第 3分割面 b 3の軸上厚を第 2分割面 b 2の軸上厚と同じにした場合、第 3分割面 b 3の波面収差が一 4 rmsからズレる領域が増えるため、結果として DVDにおいてスポット光の中心強度が本実施例に比べて 4. 1 %減少してしまう。本実施例では図 4、図 5から明らかではある力、各分割面の波面収差の近似整数 mi、 r は表 4の通りである。

【表 4】

図 7は、本実施例における対物レンズの各光ディスクの記録面上におけるスポット光のプロファイルであり、各メディァで要求されるスポットサイズを両立すること力確認できる。

(第 2の実施の形態）

次に第 2の実施の形態について説明する。この実施の形態の光ピックアツプ装置は、対物レンズ 1 8の屈折面 S 1に形成される分割面が 6つになる以外は、上述したものと同様であるので、重複箇所については説明を省略し、対物レンズ 1 8のみを詳細に説明する。

本実施の形態の光ピックアツプ装置は、 2種類以上の光ディスクに対して情報の記録ノ再生を行えるものである。この複数の光ディスクは、本実施の形態では記録密度から高い順に透明基板の厚さ t 1の第 1光ディスク（DVD— RAM) と、 t 1とは異なる透明基板の厚さ t 2を有する第 2光ディスク（CD— RW) として説明する。ここでは、透明基板の厚さ t 1 = 0. 6 mm, t 2 = 1. 2 m mであり、対物レンズの必要開口数は第 1光ディスクでは NA 1 =0. 65、第 2光ディスクでは NA 2 = 0. 50である。

図 8は本実施の形態の光ピックァップ装置に使用される対物レンズ 18を模式的に示した断面図（a) 及び光源側から見た正面図（b) である。一点鎖点は光軸を示している。

この対物レンズ 18は、光源側の屈折面 S 1及び光ディスク側の屈折面 S 2は共に非球面形状を呈した正の屈折力を有する凸レンズである。また、対物レンズ 1 8の光源側の屈折面 S 1は、光軸と同心状に 6つの分割面 b l〜b 6から構成されている。分割面の境界は段差を設けて、それぞれの分割面を形成している。それに伴って、対物レンズ 18の球面収差及び波面収差は上記境界部分に該当する箇所で段差を生じている。

通常の対物レンズでは前述したように、第 1光ディスク 10と第 2光ディスク 1 0，の透明基板厚さの違いによる球面収差発生は避けられない。しかしながら、本実施の形態に使用される対物レンズ 18では完全な球面収差補正は出来ないものの、次に説明するように、かかる収差が緩和されるように設計されている。

まず第 1の光ディスクに対して情報の再生及び Z又は記録を行う場合、最良像面位置において波面収差の球面収差成分が 0. 05 Airms以内になるように屈折面 S 1及び屈折面 S 2を設計する。これにより設計された屈折面 S 1を第 1分割面 b l、第 4分割面 b 4及び第 6分割面 b 6に適用する。そして透明基板厚さ t 3 ( t 1≤ t 3≤ t 2) で最良像面位置において波面収差の球面収差成分が 0. 05 A₂rms以内になるように、前記屈折面 S 2を変数とせずに新たな屈折面 S 1" を設計する。

この屈折面 S 1 ' を第 2分割面 b 2、第 3分割面 b 3及び第 5分割面 b 5とするのである力 ^?、透明基板厚さ t 3で最適化しているので、第 1の光ディスク使用時において、第 1分割面 b l、第 4分割面 b 4及び第 6分割面 b 6のつくる最良 ₃₃ P T/JP00/08672

像面位置とは異なる位置に最良像面位置を見かけ上形成する。しかしながら、その波面収差は図 1 0、図 1 1にもあるように分割面内での波面収差の傾きを変化させ、 DVD— RAMでは右肩下がりの波面収差となり、 CD— RWでは逆に若干の右肩上がりとなる。このような分割面を 2つ以上屈折面 S 1に一部設ける事で DVD— RAMと CD— RWとの波面収差両立力?容易となる。

ここで t 3 t lとすると、 CD— RWの波面収差の傾きが大きくなりすぎ好ましくない。逆に t 3 t 2とすると、 DVD— RAMの波面収差の傾きが大きくなりすぎ好ましくない。好ましくは 0. 8mm≤ t 3≤ l . 0mmとすると D VD— RAM、 CD— RWの波面収差の傾き力小さくできる。

これらの各分割面の境界位置や分割面の軸上厚を適宜設計することで、 DVD — R AMのビームスポット最小錯乱円位置及び C D— R Wの前ピン位置それぞれにおいて波面収差補正が可能となる。すなわち、 DVD— RAMでは対物レンズによりビームスポット最小錯乱円位置に集光して第 1〜6光束し81〜し86内の光線は前記最小錯乱円位置においてほぼ波長の整数倍の波面収差を有する。また、 CD— RWでは必要開口数 ΝΑ2が ΝΑ 1よりも小さいため、第 1〜6 光束 LB 1〜L B 6をすベて有効活用しなくてもよく、本実施の形態の光ピックァップ装置では、第 1〜 5光束 LB 1〜LB 5内の光線が前記前ピン位置においてほぼ波長ス 2の整数倍の波面収差を有する。

このように、各光ディスクにおいて必要開口数内の光線の波面収差をほぼ波長整数倍としており、ビ一ムスポットの核エネルギーを高め、結果として光デイスクから充分な反射光量が得られ、光ピックアツプ装置として安定した動作が可能となる。

なお本発明は本実施の形態に限定されるものではない。第 1半導体レーザ 1と第 2半導体レーザ 2とを同じ倍率 m= 0で使用している力違う倍率で使用する場合にも適用可能である。更に、対物レンズ 1 8の屈折面 S 1に分割面を設けたが、これに限らず他の集光光学系の光学素子に設けてもよく、別途光学素子を設けてもよい。

また、第 2分割面 b 2、第 3分割面 b 3及び第 5分割面 b 5を同一の非球面形状とした力、別々の非球面形状としても構わない。

また、分割面の境界に段差を設けたが、分割面と分割面との境界は屈曲させることなく、例えば所定の R部で接続させてもよい。この R部は意図的に設けたものであってもよく、また、意図的に設けたものでなくてもよい。この意図的に設けたものではない例として、対物レンズ 1 8を成形で形成する場合に、金型を加ェする上で形成される境界の Rがある。

加えて、分割面を同心円状の環形状で設けたが、これに限らず途切れた環状で設けてもよい。

(実施例 2 )

本実施例は、上述した第 2の実施の形態の実施例である。第 1光ディスク 1 0 として D V D— R AM (透明基板の厚さ t 1 = 0 . 6 mm) を用レ、、第 1半導体レーザ 1の波長ス _{1 =} 6 5 0 n mで情報の記録/再生を行い、第 2光ディスク 1 0 ' として C D— R W (透明基板の厚さ t 2 = 1 . 2 mm) を用レヽ第 2半導体レーザ 2の波長 λ ₂ = 7 8 0 n mで情報の再生 Z記録を行う。各ディスク 1 0， 1 0，で対物レンズ 1 8の倍率 m = 0である。

表 5にレンズデータ、表 6に非球面のデータを示す。【表 5】

DVD-RAM CD-RW (使用波長 650nm) (使用波長 780nm) 面 r d n d， n' oo 1.0 oo 1.0 (絞り) oo 0.0 1.0 0.0 1.0 (対物レンズ） 1.968 1.7 1.58038 1.7 1.57645

-12.031 1.703 1.0 1.326 1.0 (光ディスク） oo 0.6 1.2 1.55 oo

l

(1J

8672

36

【表 6】続き

なお、表 5においては、半導体レーザ 1， 2の発光点を第 0面として、光の進行方向に従って、順に第 i番目とし、光ディスク 1 0， 1 0' の情報記録面までを示す。ただし、半導体 2レーザのカバーガラス、偏光ビ一ムスプリッタ 4、コリメ一タレンズ 5、 1 4波長板 6は省略する。また rは、面の曲率半径を、 dは第 i番目の面と第 i + 1番目の面までの面間隔を、 nは屈折率を示している c 第 1面は絞り 7であり、 DVD、 CD使用時いずれも絞り径 = 3. 97 mmである。また分割面における面間隔（上記の分割面の軸上厚）は図 6にもあるように、各分割面形状を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸との交点 38 P00/08672 と、第 3面との光軸上の間隔を示している。分割面は光軸を同心円状として形成され、その領域は光軸からの距離 hで規定する。

非球面の式は、上述したほ 1 ] に基くものとする。ただし、 Xは光軸方向の軸、 Hは光軸と垂直の軸、光の進行方向を正とし、 κは円錐係数、 A jは非球面係数、 P jは非球面のべき数である。

対物レンズ 1 8はまず D V D使用時の残留収差を小さくするように屈折面 S 1 及び屈折面 S 2を設計する。屈折面 S 1は 6つの分割面 b 1〜b 6で構成するのである力 ^?、第 1分割面 b l，第 4分割面 b 4及び第 6分割面 b 6はこの屈折面 S

1を適用する。そして、この屈折面 S 2は固定して波長ス ₂= 7 8 0 nm、架空の光ディスクである透明基板厚さ t 3 = 0. 9 0 mm使用時に残留収差がほぼ 0となる屈折面 S 1 ' を設計する。この面 S 1 ' を第 2分割面 b 2 , 第 3分割面 b 3 及び第 5分割面 b 5の非球面形状とした。

図 9は、本実施例における对物レンズ 1 8の球面収差を表し、図 1 0，図 1 1 は本実施例における対物レンズ 1 8の波面収差を表している。 C D— RWの必要開口数が NA 2 = 0. 5 0であるので、図 1 1においては、開口数 0. 6 0以上を省略して表している。第 2分割面 b 2 , 第 3分割面 b 3及び第 5分割面 b 5の軸上厚を適宜設計して波面収差を使用波長のほぼ整数倍となる領域を多くしたものである。本実施例では図 1 0、図 1 1から明らかではある力 ^?、各分割面の波面収差の近似整数 mi、 _niは表 7の通りである。

3 " 図 1 2は、本実施例における対物レンズ 1 8の各光ディスクの記録面上におけるスポット光のプロフアイルであり、各メディアで要求されるスポットサイズを両立すること力確認できる。

尚、本発明においては、対物レンズに分割面を設けたが、他の集光光学系のレンズ（例えば、光源からの発散光束をほぼ平行光束とするコリメートレンズ等の光束の発散角を変換するカップリングレンズ等）に設けることもできる。或いは、回折素子やプリズム等の他の光学素子に設けたり、別途、それを設けた光学素子を光路中に配置することもできる。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明によると、複数の光ディスクの必要開口数内の分割面において、波面収差のズレを補正することができるピックアツプ装置及び対物レンズを提供することができる。また、光量のロスが少なく、 S字特性に優れたピックァップ装置及ぴ对物レンズを提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 少なくとも 2種類の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行うための光ピックアップ装置であって以下の構成を有する：

第 1の透明基板を有する第 1の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、第 1の波長（ λ 1 )の光束を出射するための第 1の光源と；

さらに、前記第 1の光情報記録媒体は、必要開口数が前記第 2の光情報記録媒体に比して大きい；

さらに、前記集光光学系は、少なくとも 1つの光学素子を有し、前記光学素子は、少なくとも 1方の面に、前記光学素子に入射した光束を、 k 個（k≥4) の輪帯状の光束（前記光学素子の光軸に最も近い光束を第 1光束とし、その第 1光束から、前記光軸と垂直な方向の外側に向かって、順に第 1、第 2、 …第 k 光束とする）に分割するための、段差によって区切られた輪帯状分割面を有する；さらに、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した前記第 1の波長の光束のうち、前記第 1光束と、前記第 k 光束は、前記第 1の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 1の情報記録面上に集光され、最良像面位置において波面収差の球面収差成分が、 0.05Λ lrms 以下となり、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束ないし前記第（k— 1) 光束のうち、少なくとも 2つの光束は、前記第 1及び前記第 k光束がっくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される；

さらに、前記第 1及び前記第 k光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1ないし第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ mi λ 1 (miは整数で、 i=l,2, -,k) となる。

2. 前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1及び前記第 k光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1〜第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量（W1)が以下の条件式を満たす請求の範囲第 1項に記載の光ピックアツプ装置。

(mi— 0.30) A 1 ≤ Wl ≤ (mi+0.30) λ 1

3. 前記第 2の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した前記第 2の波長の光束のうち、前記第 1光束は、前記第 2の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 2の情報記録面上に集光され、最良像面位置において波面収差の球面収差成分が、 0.07A2rm_S 以下となり、前記第 1光束の前記最良像面位置で、前記第 2の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 2の波長の光束の前記第 1〜第（k一 1 ) 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ niス 1 (niは整数で、 i = l,2,〜，k-l) となる請求の範囲第 1項に記載の光ピックアツプ装置。

4 . 前記第 2の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1光束の前記最良像面位置で、前記第 2の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 2の波長の光束の前記第 1〜第（k一 1 ) 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量（W2 )が以下の条件式を満たす請求の範囲第 3項に記載の光ピックァップ装置。

(ni- 0 . 30 ) λ 2 ≤ m ≤ (ni+0 . 30 ) Λ 2

5 . 前記整数 miの最大値と最小値との差、及び前記整数 niの最大値と最小値との差とが共に 2以上である請求の範囲第 3項に記載の光ピックアツプ装置。

6 . 前記 k=4 であり、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際の、絞り径を max とし、前記第 1の波長の光束を、前記第 1光束と、前記第 2光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを hl、前記第 1の波長の光束を、前記第 3光束と、前記第 4光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h3 としたとき、以下の条件式を満たす請求の範囲第 1項に記載の光ピックアツプ装置。

0 . 70 ≤ h3 / 0 . 5 ^ max ≤ 0 . 80

7 . 前記 k=6 であり、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束と、前記第 5光束は、前記第 6光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される請求の範囲第 1項に記載の光ピックアツプ装置。

8 . 前記 k=6 であり、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際の- 絞り径を max とし、前記第 1の波長の光束を、前記第 1光束と、前記第 2光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを hl、前記第 1の波長の光束を、前記第 5光束と、前記第 6光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h5 としたとき、以下の条件式を満たす請求の範囲第 1項に記載の光ピックアツプ装置。

0.52 ≤ hl/0.5 ^5max ≤ 0.67

0.70 ≤ h5/0.5 jSmax ≤ 0.82

9. 前記光学素子は、非球面を有する対物レンズである請求の範囲第 1項に記載の光ピックァップ装置。

10. 前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、前記第 1及び前記第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k一 1) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する前記輪帯状分割面は、前記輪帯状分割面の光軸側の段差の深さと、光軸と逆側の段差の深さとが異なる請求の範囲第 1項に記載の光ピックアップ装置。

1 1. 前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、前記第 1及び前記第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k一 1) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する前記輪帯状分割面の前記非球面形状が、他の輪帯状分割面の非球面形状と異なる請求の範囲第 9項に記載の光ピックアツプ

1 2 . 少なくとも 2種類の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行うための光ピックアツプ装置に用いられる対物レンズであって以下の構成を有する：前記対物レンズの少なくとも 1方の面に設けられた、段差によって区切られた輪帯状分割面；

前記輪帯状分割面は、前記対物レンズに入射した光束を、 k個（k≥4) の輪帯状の光束（前記光学素子の光軸に最も近い光束を第 1光束とし、その第 1光束から、前記光軸と垂直な方向の外側に向かって、順に第 1、第 2、 …第 k光束とする）に分割する；

さらに、第 1の透明基板を有する第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した、前記第 1の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、第 1の波長（ λ 1 )の光束のうち、前記第 1光束と、前記第 k光束を、前記第 1の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 1の光情報記録媒体の第 1の情報記録面上に集光でき、さらに、最良像面位置において波面収差の球面収差成分を、 0 . 05 A lrni_S 以下とでき、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k一 1 ) 光束のうち、少なくとも 2 つの光束を、前記第 1及び前記第 k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置を形成する；

さらに、前記第 1及び前記第 k光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1〜第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差をほぼ miス 1 (mi は整数で、 i=l , 2 , - , k) とする。

1 3 . 前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1及び前記第 k光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1〜第 k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量（Wl)が以下の条件式を満たす請求の範囲第 1 2項に記載の対物レンズ。

(mi— 0.30) λΐ ≤ ≤ (mi + 0.30) λ 1

1 4. 前記第 1の透明基板よりも厚い、第 2の透明基板を有する第 2の光情報記録媒体の、再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した、前記第 2の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、前記第 1の波長の光束よりも波長が長い第 2の波長（ス 2) の光束のうち、前記第 1光束は、前記第 2の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 2の光情報記録媒体の第 2の情報記録面上に集光され、最良像面位置において波面収差の球面収差成分が、 0.07 λ 2rms 以下となり、前記第 1光束の前記最良像面位置で、前記第 2の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 2の波長の光束の前記第 1〜第（ k— 1 ) 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ niス 1

(ni は整数で、 i=l,2,"',k-l) となる請求の範囲第 1 2項に記載の対物レンズ。

1 5. 前記第 2の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1光束の前記最良像面位置で、前記第 2の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 2の波長の光束の前記第 1〜第（k— 1 ) 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差量（W2)が以下の条件式を満たす請求の範囲第 1 4項に記載の対物レンズ。

(ni-0.30) λ2 ≤ m ≤ (ni + 0.30) λ 2

1 6. 前記整数 miの最大値と最小値との差、及び前記整数 niの最大値と最小値との差とが共に 2以上である請求の範囲第 1 4項に記載の対物レンズ。

1 7. 前記 k=4 であり、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際の、絞り径を？5 max とし、前記第 1の波長の光束を、前記第 1光束と、前記第 2 光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを hl、前記第 1 の波長の光束を、前記第 3光束と、前記第 4光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h3 としたとき、以下の条件式を満たす請求の範囲第 1 2項に記載の対物レンズ。

0.62 ≤ hl/0.5 φ max ≤ 0.69

0.70 ≤ h3 / 0.5 y5 max ≤ 0.80 1 8. 前記 k=6 であり、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束と、前記第 5光束は、前記第 6光束力つくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される請求の範囲第 1 2項に記載の対物レンズ。

1 9. 前記 k=6 であり、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際の、絞り径を？5 max とし、前記第 1の波長の光束を、前記第 1光束と、前記第 2 光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを hl、前記第 1 の波長の光束を、前記第 5光束と、前記第 6光束とに分割する前記輪帯状段差部分の境界から光軸までの高さを h5 としたとき、以下の条件式を満たす請求の範囲第 1 2項に記載の対物レンズ。

0.52 ≤ hl/0.5 ^max ≤ 0.67

0.70 ≤ h5 / 0.5 ¾ί max ≤ 0.82

2 0. 前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、前記第 1及び前記第 k 光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k一 1 ) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する輪帯状分割面は、前記輪帯状分割面の光軸側の段差の深さと、光軸と逆側の段差の深さとが異なる請求の範囲第 1 2項に記載の対物レンズ。

2 1 . 前記輪帯状分割面は非球面形状を有し、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際に、前記第 1及び前記第 k 光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第（k一 1 ) 光束のうちの少なくとも 2つの光束が通過する輪帯状分割面は、非球面形状が、他の輪帯状分割面の非球面形状と異なる請求の範囲第 1 2項に記載の対物レンズ。

2 2 . 少なくとも 2種類の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行うための光情報記録媒体再生または記録装置であつて以下の構成を有する：

以下の構成を有する光ピックアップ装置：

前記第 1の透明基板よりも厚い、第 2の透明基板を有する第 2の光情報記録媒体の、情報の再生または記録を行うための、前記第 1の波長の光束よりも波長が長い第 2の波長（A 2) の光束を出射するための第 2の光源と；

前記第 1の情報記録面上、または前記第 2の情報記録面上で反射した光束を受光して検出するための光検出器；前記第 1の光情報記録媒体は、必要開口数が前記第 2の光情報記録媒体に比して大きレ、；

さらに、前記光ピックアップ装置は、少なくとも 1つの光学素子を有し、前記光学素子は、少なくとも 1方の面に、前記光学素子に入射した光束を、 k個（k≥ 4) の輪帯状の光束（前記光学素子の光軸に最も近い光束を第 1光束とし、その第 1光束から、前記光軸と垂直な方向の外側に向かって、順に第 1、第 2、 …第 k 光束とする）に分割するための、段差によって区切られた輪帯状分割面を有する；

さらに、前記第 1の光情報記録媒体の再生または記録を行う際には、前記輪帯状分割面を通過した前記第 1の波長の光束のうち、前記第 1光束と、前記第 k 光束は、前記第 1の光情報記録媒体の情報の再生または記録を行えるように、前記第 1の情報記録面上に集光され、最良像面位置において波面収差の球面収差成分が、 0 . 05 A lrm_S 以下となり、前記第 1の波長の光束の前記第 2光束〜前記第 ( k - 1 ) 光束のうち、少なくとも 2つの光束は、前記第 1及び前記第 k 光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけの最良像面位置が形成される；さらに、前記第 1及び前記第 k 光束の前記最良像面位置で、前記第 1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第 1の波長の光束の前記第 1〜第 k 光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼ mi λ 1 (mi は整数で、 i = l , 2 , •••, k) となる。