(57)【要約】【課題】使用環境に起因する収差を抑制することのできる光ピックアップ光学系に用いる対物レンズを提供する。【解決手段】下記の式（１）〜（５）を満たすことを条件とし、両面のうち、何れか一方の面の開口数に対応する領域に、光源からの波長λの光束に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造の多段からなる非周期的な輪帯状の段差部を有する。  ０．８４５≦ＮＡ≦０．８５５  ・・・式（１）  ｜Δｔ｜≦０．０２５ｍｍ  ・・・式（２）  ｜ΔＳＡ｜≦０．２２λｒｍｓ  ・・・式（３）  ＷＦＡ≦（１／１４）＋ΔＳＡ  ・・・式（４）  ｜β｜≦｜０．００４６｜  ・・・式（５）【選択図】図２
2010267358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｎｐｅｒｔｕｒｅ；開口数）に対応した光情報記録媒体に、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層が隣り合う状態で構成されている透明保護基盤板に対して、光源からの波長λの光束を用いて、情報の再生または記録を行うために収差補正された光ピックアップ光学系に用いる対物レンズであって、
当該対物レンズにおいて、前記光情報記録媒体の少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層に対して情報の再生および記録を行う場合に、
前記光情報記録媒体において、隣り合う複数の再生層または記録層の透明保護基盤板の厚みの差をΔｔ、前記透明保護基盤板の厚みの差Δｔで発生する球面収差をΔＳＡ（Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）、前記光情報記録媒体で少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層のうち、何れかの再生層または記録層に対して光源からの波長λの光束が、対物レンズへ略平行光束として入射して情報の再生および記録を行うに当り、対物レンズで発生する波面収差をＷＦＡ（Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）、前記何れかの層以外の再生層または記録層の情報の再生時または記録時には、光源から対物レンズへ入射する波長λの光束が有限発散光束または有限集光光束となり、対物レンズ単体としての結像倍率をβとして、下記の式（１）〜（５）を満たすことを条件とし、
両面のうち、何れか一方の面の開口数に対応する領域に、前記光源からの波長λの光束に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造の多段からなる非周期的な輪帯状の段差部を有することを特徴とする光ピックアップ光学系に用いる対物レンズ。
０．８４５≦ＮＡ≦０．８５５  ・・・式（１）
｜Δｔ｜≦０．０２５ｍｍ  ・・・式（２）
｜ΔＳＡ｜≦０．２２λｒｍｓ  ・・・式（３）
ＷＦＡ≦（１／１４）＋ΔＳＡ  ・・・式（４）
｜β｜≦｜０．００４６｜  ・・・式（５）
【請求項２】
前記光情報記録媒体の少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層の何れかの再生層または記録層に対して情報の再生および記録を行う場合に、下記の式（６）〜（８）で規定される条件範囲で使用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光学系に用いる対物レンズ。
温度範囲：  −３０℃  ≦  Ｔ  ≦  ８５℃・・・式（６）
波長範囲：  ４００ｎｍ  ≦  λ  ≦  ４１０ｎｍ・・・式（７）
温度変化による波長変化：  Δλ／ΔＴ≦０．０８・・・式（８）
但し、Ｔは温度、Δλは波長差、ΔＴは温度差である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの波長λの光束が、光情報記録媒体に情報の再生層または記録層が少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層で構成されている透明保護基盤板であって、上記複数の再生層または記録層に対し、情報の再生または記録のうち少なくとも何れか一方を行う光ピックアップ光学系に用いられる対物レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透明保護基盤板が形成された光情報記録媒体には、例えば光ディスクが含まれている。  光ディスクとしては、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ：ブルーレイ・ディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ：デジタル・バーサタイル・ディスク）とＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ：コンパクト・ディスク）があり、その透明保護基盤板厚は一般的にはＢＤでは０．１ｍｍ、ＤＶＤでは０．６ｍｍ、ＣＤでは１．２ｍｍである。
【０００３】
しかし、ＢＤやＤＶＤは、光ディスク内に少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層を有し、その複数の再生層または記録層は単一の透明保護基盤板内に任意の間隔で隣接した形で存在する。
【０００４】
このようなそれぞれの光ディスク、特にＢＤでは、少なくとも１層以上有する複数の層からなる再生層または記録層を有する光ディスクの情報の再生または記録を行うことに対応する光ピックアップ光学系に用いられる対物レンズであることが必要である。
【０００５】
透明保護基盤板厚が異なる光ディスクに対し単一の対物レンズで記録および再生する従来技術として、特許文献１および特許文献２に記載されたものが知られている。
【０００６】
特許文献１に記載の対物レンズは、通常のＤＶＤ用の基本形状を有する対物レンズのレンズ面にドーナツ状の輪帯位相シフタ（輪帯位相シフト領域）が形成されている。
【０００７】
このような対物レンズにおいては、基本形状の構造によって、ＤＶＤ用の波長の光に対して良好に収差を補正し、一方、輪帯位相シフタによって、ＣＤ用の波長の光に対して、発生する収差を低減させる。
【０００８】
これに対し、特許文献２に記載の対物レンズでは、そのレンズ面に輪帯状の回折構造を有しており、ＤＶＤ用の波長の光およびＣＤ用の波長の光ともに、回折構造での同一次数の回折光によって、透明保護基盤板厚が異なる２種類の光ディスクに対する記録および再生を可能にさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１６１９０号公報
【特許文献２】特開２０００−８１５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＣＤからＤＶＤ、ＢＤと光情報記録媒体の情報の高密度化により、光ピックアップ光学系で用いられる対物レンズのＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ；開口数）は、ＣＤでは開口数（ＮＡ）０．４５〜０．５５、ＤＶＤでは開口数（ＮＡ）０．６〜０．６８、ＢＤでは開口数（ＮＡ）０．８５と光源からの波長λの光を対物レンズでより絞り込むことが必要となった。
【００１１】
光ディスクが高密度化し、ＣＤまたはＤＶＤよりも対物レンズの開口数が増加したことにより、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層を有する光ディスクにおいて、上述の複数の再生層または記録層のそれぞれの透明保護基盤板の厚みの変化や光ピックアップ光学系の使用環境に起因する温度変化に対して発生する収差が増加するという問題が生じた。
【００１２】
このため、上記のような使用環境に起因する収差を抑制する必要がある。
【００１３】
本発明は、使用環境に起因する収差を抑制することのできる光ピックアップ光学系に用いる対物レンズ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】
【００１４】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明に係る光ピックアップ光学系に用いる対物レンズは、高ＮＡに対応した光情報記録媒体に、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層が隣り合う状態で構成されている透明保護基盤板に対して、光源からの波長λの光束を用いて、情報の再生または記録を行うために収差補正された光ピックアップ光学系に用いる対物レンズであって、当該対物レンズにおいて、前記光情報記録媒体の少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層に対して情報の再生および記録を行う場合に、前記光情報記録媒体において、隣り合う複数の再生層または記録層の透明保護基盤板の厚みの差をΔｔ、前記透明保護基盤板の厚みの差Δｔで発生する球面収差をΔＳＡ（Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）、前記光情報記録媒体で少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層のうち、何れかの再生層または記録層に対して光源からの波長λの光束が、対物レンズへ略平行光束として入射して情報の再生および記録を行うに当り、対物レンズで発生する波面収差をＷＦＡ（Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）、前記何れかの層以外の再生層または記録層の情報の再生時または記録時には、光源から対物レンズへ入射する波長λの光束が有限発散光束または有限集光光束となり、対物レンズ単体としての結像倍率をβとして、下記の式（１）〜（５）を満たすことを条件とし、両面のうち、何れか一方の面の開口数に対応する領域に、前記光源からの波長λの光束に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造の多段からなる非周期的な輪帯状の段差部を有することを特徴とする。
【００１５】
０．８４５≦ＮＡ≦０．８５５  ・・・式（１）
【００１６】
｜Δｔ｜≦０．０２５ｍｍ  ・・・式（２）
【００１７】
｜ΔＳＡ｜≦０．２２λｒｍｓ  ・・・式（３）
【００１８】
ＷＦＡ≦（１／１４）＋ΔＳＡ  ・・・式（４）
【００１９】
｜β｜≦０．００４６  ・・・式（５）
【００２０】
請求項２に記載の本発明に係る光ピックアップ光学系に用いる対物レンズは、請求項１に記載の発明について、前記光情報記録媒体の少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層の何れかの再生層または記録層に対して情報の再生および記録を行う場合に、下記の式（６）〜（８）で規定される条件範囲で使用されることを特徴とする。
【００２１】
温度範囲：  −３０℃  ≦  Ｔ  ≦  ８５℃・・・式（６）
【００２２】
波長範囲：  ４００ｎｍ  ≦  λ  ≦  ４１０ｎｍ・・・式（７）
【００２３】
温度変化による波長変化：（｜Δλ｜／｜ΔＴ｜）≦０．０８・・・式（８）
【００２４】
但し、Ｔは温度、Δλは波長差、ΔＴは温度差である。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に記載の発明によれば、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層のうち、例えば、情報の再生または記録を行う第１層目以外の第２層目の情報の再生時または記録時に、光源から対物レンズへ入射する波長λの光束について対物レンズ単体での結像倍率βを「｜β｜≦０．００４６」とするにより、情報の再生および記録が、第１層目から第２層目へ変化した時の透明保護基盤板の厚みの変化で発生する収差を補正することができるという効果がある。
【００２６】
また、情報の再生時または記録時に再生層または記録層が切り替わった場合に、前記透明保護基盤板の厚みの変化としての間隔Δｔにより球面収差ＳＡおよび波面収差ＷＦＡが変化するが、この透明保護基盤板の厚みの変化により発生する球面収差ΔＳＡは、
【００２７】
｜Δｔ｜≦０．０２５ｍｍ
【００２８】
｜ΔＳＡ｜≦０．２２λｒｍｓ
に示す条件Δｔ、ΔＳＡの範囲内であれば光ピックアップ光学系で使用される対物レンズ以外の集光レンズを光軸に対して水平方向の任意の位置に稼動し、対物レンズに入射する光束の有限発散光、または有限収束光にすることにより、対物レンズ単体での倍率が前記式（５）を満足させることで低減が可能となり光ディスクの再生および記録が可能となるという効果がある。
【００２９】
なお、上記効果は、第１層目、第２層目以外の他の層における情報の再生時または記録時においても同様に得ることができる。
【００３０】
また、光源から対物レンズに入射する波長λの光束については、対物レンズ単体として結像倍率｜β｜を≦０．００４６となるように調整することで、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層を有する透明保護基盤板において、隣り合う複数の再生層または記録層の透明保護基盤板の厚みの変化｜Δｔ｜≦０．０２５ｍｍで発生する収差
を低減することができるという効果がある。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、１層以上からなる複数の再生層または記録層の何れかを再生または記録する場合に、光ピックアップ光学系の環境の変化で発生する収差は、当該対物レンズの両面のうち何れか一方の面に形成させる多段からなる非周期的な輪帯状の段差部によって低減されるため、光ピックアップ光学系の環境の変化による温度Ｔの変化−３０℃≦Ｔ≦８５℃と光源からの波長λの変化４００ｎｍ≦λ≦４１０ｎｍにおいて、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層の再生または記録が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施の形態に係る対物レンズＰＬ１の側面図である。
【図２】光源側から見た対物レンズＰＬ１の正面図である。
【図３】図２の対物レンズＰＬ１の断面図である。
【図４】図３の符号Ａで示される部分（光源側の輪帯部分）を模式的に拡大した拡大図である。
【図５】第１の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズの基準レンズにおける軸上のＯＰＤ収差を示すグラフである。
【図６】第１の実施の形態に係る段差部を対物レンズの基準レンズに形成した場合の当該対物レンズにおける軸上のＯＰＤ収差を示すグラフである。
【図７】第１の実施の形態に係る段差部を対物レンズの基準レンズに形成し、当該対物レンズに略平行光束を入射した場合に厚みの異なる透明保護基盤板における軸上のＯＰＤ収差を示すグラフである。
【図８】第１の実施の形態に係る段差部を対物レンズの基準レンズに形成し、厚みの異なる透明保護基盤板において波面収差が補正されるよう当該対物レンズに有限発散光束、有限集光光束を入射した場合における軸上のＯＰＤ収差を示すグラフである。
【図９】第２の実施の形態に係る対物レンズＰＬ２を光源側から見た正面図である。
【図１０】図９に示した対物レンズＰＬ２の断面図である。
【図１１】図９に示した対物レンズＰＬ２の段差部を模式的に拡大した拡大図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズの基準レンズにおける軸上のＯＰＤ収差を示すグラフである。
【図１３】第２の実施の形態に係る段差部を対物レンズの基準レンズに形成した場合の当該対物レンズにおける軸上のＯＰＤ収差を示すグラフである。
【図１４】第２の実施の形態に係る段差部を対物レンズの基準レンズに形成し、当該対物レンズに略平行光束を入射した場合に厚みの異なる透明保護基盤板における軸上のＯＰＤ収差を示すグラフである。
【図１５】第２の実施の形態に係る段差部を対物レンズの基準レンズに形成し、厚みの異なる透明保護基盤板において波面収差が補正されるよう当該対物レンズに有限発散光束、有限集光光束を入射した場合における軸上のＯＰＤ収差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の構成要素には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００３４】
（第１の実施の形態）
【００３５】
図１から図８および表１から表４を参照して、本発明についての第１の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ１について説明する。
【００３６】
本実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ１は、光情報記録媒体である透明保護基盤板に少なくとも１層以上からなる複数の情報の再生層または記録層のそれぞれの層に対し、光源からの波長λ光を用いて再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う光ピックアップ光学系に用いられる。
【００３７】
次に、図１〜図４を参照して、光ピックアップ用対物レンズ（以下、対物レンズという。）ＰＬ１について説明する。
【００３８】
図１は対物レンズＰＬ１の側面図、図２は光源側から見た対物レンズＰＬ１の正面図、図３は図２の対物レンズＰＬ１の断面図、図４は図３の符号Ａで示される部分（光源側の輪帯部分）を模式的に拡大した拡大図である。
【００３９】
なお、図２の対物レンズＰＬ１は、図３の対物レンズＰＬ１を光源側の面（第１面）から見た正面図を示している。
【００４０】
対物レンズＰＬ１は、図３に示すように、光源側の面（第１面）および光ディスク側の面（第２面）の両面は非球面に形成されている。
【００４１】
図３に示す例では、第１面の面番号をＲ１とし、第２面の面番号をＲ２とする。
【００４２】
なお、以降は、第１面を面Ｒ１、第２面を面Ｒ２と呼称するものとする。
【００４３】
対物レンズＰＬ１は、例えば樹脂等で成形される両凸非球面レンズである。
【００４４】
対物レンズＰＬ１の両面のうち何れか一方の面、例えば面Ｒ１における開口数ＮＡに対応する領域には、図２〜４に示すように、例えば１５本の輪帯を有する段差部１０が基準レンズの表面１１に形成されている。
【００４５】
図５にＯＰＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｔｈ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）収差を示す基準レンズとは、段差を形成する前の非球面レンズであり、ＢＤに対応したものである。
【００４６】
ところで、段差部１０の各輪帯は、波長λの光束に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造になっている。
【００４７】
波長λの光束に対し絶対値で２πの位相差を生じさせる、基準レンズからの光軸上のシフト量Ｄλは、次の数１の数式で表される。
【数１】
2010267358.tif 000003
【００４８】
ここで、ｎ０（λ）は波長λの光束に対する元の媒質の屈折率であり、ｎｎ（λ）は波長λの光束に対する新たな媒質の屈折率である。
【００４９】
元の媒質とは、段差部１０を形成する前と段差部１０を形成した後において、形成する前に段差部１０を満たしていた媒質のことである。
一方、新たな媒質とは、段差部１０を形成する前と段差部１０を形成した後において、形成した後に段差部１０を満たす媒質のことである。
【００５０】
ここで、上述した図４に示される寸法「｜Ｄλ｜」は、上記数１を演算することにより得られたＤλの絶対値である。
【００５１】
上述した図３に示されるような段差を有する段差部１０を通過する波長λの光束の波面は、実質的に段差部１０が無い場合と同じ波面となる。
【００５２】
本実施の形態では、「本件対物レンズに必要な開口数ＮＡの範囲」を示す式（１）、光情報記録媒体における少なくとも１層以上からなる複数の情報の再生層または記録層として「第１層目の透明保護基盤板の厚さｔ１と第２層目の透明保護基盤板の厚さｔ２の差をΔｔ」を示す式（２）において、「第１層目の透明保護基盤板の厚さｔ１で発生する球面収差と第２層目の透明保護基盤板の厚さｔ２で発生する球面収差の差をΔＳＡ」を示す式（３）が成立し、また、式（１）から式（３）を満足し、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層のいずれかの再生層または記録層を再生または記録するにあたり「波面収差ＷＦＡ」を示す式（４）と対物レンズ単体で「倍率β」を示す
式（５）が成立する、ことを条件に、対物レンズＰＬ１の両面のうち一方の面（例えば面Ｒ１＝光源側の面）に、多段からなる非周期的な輪帯状の段差部１０を形成するようにしている。
【００５３】
ここで、式（１）〜（５）は、以下の通りである。
【００５４】
０．８４５≦ＮＡ≦０．８５５  ・・・式（１）
【００５５】
｜Δｔ｜≦０．０２５ｍｍ  ・・・式（２）
【００５６】
｜ΔＳＡ｜≦０．２２λｒｍｓ  ・・・式（３）
【００５７】
ＷＦＡ≦（１／１４）＋ΔＳＡ  ・・・式（４）
【００５８】
｜β｜≦｜０．００４６｜  ・・・式（５）
【００５９】
なお、基盤板の厚みの差Δｔで発生する球面収差をΔＳＡ、光情報記録媒体で少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層のうち、何れかの再生層または記録層に対して光源からの波長λの光束が、対物レンズへ略平行光束として入射して情報の再生および記録を行うに当り、対物レンズで発生する波面収差をＷＦＡ（単位：λｒｍｓ）、前記何れかの層以外の再生層または記録層の情報の再生時または記録時には、光源から対物レンズへ入射する波長λの光束が有限発散光束または有限集光光束となり、対物レンズ単体としての結像倍率をβとする。
【００６０】
段差部１０は、波長λの光束に対し２πの整数倍の位相差を発生させる構造になっている。
【００６１】
なお、本実施の形態では、段差部１０の各輪帯は、光軸に対し所定の幅を有する曲面で、かつ光軸方向に所定の長さを有する段差で形成されている。つまり各輪帯は所定の幅Ｗと所定の段差Ｈとを有し輪帯状に形成されている。
【００６２】
所定の段差Ｈは、上記Ｄλの整数倍の値であり、図３において、右方向（対物レンズＰＬ１の面Ｒ１を削る方向）に形成される場合と、左方向（対物レンズＰＬ１の面Ｒ１を盛り上げる方向）に形成される場合とがある。
【００６３】
ここでは所定の段差Ｈは対物レンズＰＬ１の面Ｒ１を削る方向（図２における右方向）に形成されている。
【００６４】
所定の幅Ｗは、各輪帯すべて同一ではなく、少なくとも１つの輪帯が他の輪帯の幅とは異なっている。
【００６５】
即ち、段差部１０の各輪帯は、上述したように多段からなる非周期的な輪帯状に形成されていることになる。
【数２】
2010267358.tif 000004
【００６６】
上記数２より、元の媒質または新たな媒質が空気の場合は、第２の波長λ２の光束において発生する位相は２πの整数倍とはならない（２πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差となる。）。
【００６７】
この位相ずれを利用することにより第２の波長λ２の光束の波面収差の補正が可能となる。
【００６８】
また、この位相ずれを利用することで、例えば、光ピックアップ光学系の環境の変化により、温度が式（６）の範囲にて任意の温度に変化した場合、波長が式（７）の範囲の任意の波長に変化することにより発生する波面収差を改善することもできる。
【００６９】
ここで、式（６）および式（７）は、以下の通りである。
【００７０】
温度範囲：  −３０℃  ≦  Ｔ  ≦  ８５℃・・・式（６）
【００７１】
波長範囲：  ４００ｎｍ  ≦  λ  ≦  ４１０ｎｍ・・・式（７）
【００７２】
但し、Ｔは温度、Δλは波長差、ΔＴは温度差である。
【００７３】
なお、λは波長である。
【００７４】
ところで、基準レンズの非球面形状は、次の数３の数式で表される。
【数３】
2010267358.tif 000005
【００７５】
なお、非球面形状は、面頂点を原点とし光軸方向をＺ軸とする直交座標系で考える。  数３において、ｈは光軸からの高さ（単位：ｍｍ）、ｃは近軸曲率（ｃ＝１／ｒ、ｒは近軸曲率半径（単位：ｍｍ））、Ｋは円錐係数、Ａ２ｉは２ｉ次の非球面係数、Ｚｊは光軸からの高さｈにおける面ｒｊのＳａｇ量（単位：ｍｍ）、をそれぞれ示す。また、数３において、数値ｉ、ｊは整数である。
【００７６】
ここで、図２〜４に示す対物レンズＰＬ１の光学定数を表１に、対物レンズのＰＬ１の配置を表２に、基準レンズの非球面データ（面Ｒ１および面Ｒ２の非球面データ）を表３に、輪帯構造（輪帯１〜輪帯１５の１５本の輪帯で構成される段差部１０）を表すデータを表３にそれぞれ示す。
【００７７】
なお、レンズの中心厚は１．５７ｍｍである。
【表１】
2010267358.tif 000006
【００７８】
表１および図７〜図８からは、上述した式（１）〜（５）が成立しているのが分かる。  ここで、これらの式が成立していることを、以下に具体的に例示する。
【００７９】
開口数に関し、表１より、
【００８０】
０．８４５  ≦  ＮＡ＝０．８４８〜０．８５１  ≦  ０．８５５
【００８１】
少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層のそれぞれの透明保護基盤板（ｍｍ）の厚みの差に関し、表１より、
｜ｔ１−ｔ２｜  ＝  ｜Δｔ｜  ≦  ０．０２５
【００８２】
少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層のそれぞれの透明保護基盤板（ｍｍ）の厚み（ｍｍ）の変化で発生する球面収差ＳＡ（λｒｍｓ）の変化に関して図７より、
【００８３】
｜ΔＳＡ｜＝０．１０１λｒｍｓ−（−０．１０１λｒｍｓ）＝０．２２λｒｍｓ≦０．２２λｒｍｓ
【００８４】
対物レンズに入射する波長λの光束が略平行光束の場合において、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層で発生する波面収差ＷＦＡ（λｒｍｓ）に関して図７と図８より、
【００８５】
ＷＦＡ＝０．１０４λｒｍｓ≦（１／１４）  ＋  ΔＳＡ
【００８６】
光情報記録媒体の情報の再生時または記録時には、波面収差ＷＦＡを回折限界以内とすることが望ましく、上記式の（１／１４）はそのことを意味する。
【００８７】
ΔＳＡは、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層である透明保護基盤板の厚みの変化で発生する球面収差の変化を意味する。
【００８８】
透明保護基盤板の厚みが変化した際に発生する波面収差を上記式に補正しておくことで上記の式（５）の条件を満たし、図８に示すように少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層のそれぞれにおいて波面収差を回折限界以内に改善できることとなる。
【００８９】
対物レンズ単体の結像倍率に関し、表１より、
【００９０】
｜β｜＝−０．００４４〜０．００４６≦｜０．００４６｜  である。
【００９１】
なお、表１に示す対物レンズ単体での焦点距離は、１．１７７ｍｍであるが、この焦点距離が１．１７７ｍｍ以外の場合でも同等の効果を得ることができる。
【表２】
2010267358.tif 000007
【００９２】
表２は、高密度光ディスク（ＢＤ）の配置を示す。
【００９３】
なお、表２において、近軸曲率半径の単位は「ｍｍ」である。
【００９４】
さらに、表３中のＡ４〜Ａ１６に対応する欄において、「Ｅとそれに続く数字」は「１０の累乗」を表し、その数値が直前の数値にかけられる。例えば、面番号１の面Ｒ１に対応するＡ４の欄で
「＋６．３９２２２２８Ｅ−２」は、（＋６．３９２２２２８）×１０-2を表す。
【表３】
2010267358.tif 000008
【表４】
2010267358.tif 000009
【００９５】
なお、表４において、「輪帯の始まる高さ」の単位は「ｍｍ」、「輪帯の終了する高さ」の単位は「ｍｍ」、「基準レンズからの光軸上でのシフト量」の単位は「μｍ」である。
【００９６】
また、｜Ｄλ｜＝０．７７３μｍである。
【００９７】
表４中の「基準レンズからの光軸上でのシフト量」における符号は、正が基準レンズの表面１１を基準にして削る方向（例えば図４における右方向）の段差を意味し、一方、負が基準レンズの表面１１を基準にして盛り上げる方向（例えば図４における左方向）の段差を意味する。
【００９８】
本実施の形態では、表４から分かるように基準レンズに対して全て削る方向（例えば図４における右方向）に段差を形成するようにしているが、基準レンズに対して全て盛り上げる方向（例えば図４における左方向）に段差を形成するようにする場合、または、基準レンズに対して削る方向（例えば図４における左方向）と盛り上げる方向（例えば図４における右方向）が混在するように段差を形成する場合もある。
【００９９】
図５は、対物レンズＰＬ１の基準レンズにおける軸上のＯＰＤ収差を示したものである。
【０１００】
図５（ａ）は波長λの光束に関してのＯＰＤ収差を、図５（ｂ）は温度が−３０℃の場合の波長λ−３０の光束に関してのＯＰＤ収差を、図５（ｃ）は温度が８５℃の場合
の波長λ８５の光束に関してのＯＰＤ収差をそれぞれ示している。
【０１０１】
なお、図５中、ＷＦＡは波面収差、ＳＡは球面収差の大きさをλｒｍｓで表したものである。
【０１０２】
図６は、段差部１０を対物レンズＰＬ１の基準レンズに形成した場合の当該対物レンズＰＬ１における軸上のＯＰＤ収差を示したものである。
【０１０３】
図６（ａ）は波長λの光束に関してのＯＰＤ収差を、図６（ｂ）は温度が−３０℃の場合の波長λ−３０の光束に関してのＯＰＤ収差を、図６（ｃ）は温度が８５℃の場合
の波長λ８５の光速に関してのＯＰＤ収差をそれぞれ示している。
【０１０４】
なお、図６中、ＷＦＡは波面収差、ＳＡは球面収差の大きさをλｒｍｓで表したものである。
【０１０５】
ここで、図５（ａ）に示した第１の波長λの光束に関しての波面収差と図６（ａ）に示した第１の波長λの光束に関しての波面収差とを比較すると、前者の波面収差が０．００５λｒｍｓであり、後者の波面収差も０．００５λｒｍｓであり、両者とも同じ波面収差となっている。
【０１０６】
このことから、多段からなる非周期的な輪帯状の段差部（段差部１０）を基準レンズに形成しても、波長λの光束に関しての波面収差に影響を与えていないことが分かる。
【０１０７】
なお、段差部１０を基準レンズに形成した場合における波長λの光束に関しての波面収差は上述したように０．００５λｒｍｓであり、回折限界内に補正されている。
【０１０８】
ここで、回折限界内であるとは（１／１４）×λｒｍｓ以下であることをいう。
【０１０９】
一方、図５（ｂ）に示した温度−３０℃の波長λ−３０の光束に関しての波面収差と図６（ｂ）に示した温度−３０℃の波長λ−３０の光束に関しての波面収差とを比較すると、前者の波面収差が０．２１０λｒｍｓであり、後者の波面収差が０．０７０λｒｍｓであり、多段からなる非周期的な輪帯状の段差部１０を基準レンズに形成した場合の波面収差は、段差部１０を基準レンズに形成しない場合の波面収差＝０．２１０λｒｍｓから０．０７０λｒｍｓに補正されている。
【０１１０】
なお、段差部１０を基準レンズに形成した場合における温度−３０℃の波長λ−３０の光束に関しての波面収差は上述したように０．０７０λｒｍｓであり、回折限界内に補正されている。
【０１１１】
また、図５（ｃ）に示した温度８５℃の波長λ８５の光束に関しての波面収差と図６（ｃ）に示した温度８５℃の波長λ８５の光束に関しての波面収差とを比較すると、前者の波
面収差が０．１４７λｒｍｓであり、後者の波面収差が０．０４０λｒｍｓであり、多段からなる非周期的な輪帯状の段差部１０を基準レンズに形成した場合の波面収差は、段差部１０を基準レンズに形成しない場合の波面収差＝０．１４７λｒｍｓから０．０４０λｒｍｓに補正されている。
【０１１２】
なお、段差部１０を基準レンズに形成した場合における温度８５℃の波長λ８５の光束に関しての波面収差は上述したように０．０４０λｒｍｓであり、回折限界内に補正されている。
【０１１３】
図７は、段差部１０を対物レンズＰＬ１の基準レンズに形成した場合の対物レンズＰＬ１に略平行光束（β＝０）を入射した場合における透明保護基盤板の厚みを変化させた場合の軸上のＯＰＤ収差を示したものである。
【０１１４】
図７（ａ）は透明保護基盤板の厚みｔ１＝０．０７５ｍｍにおける光束に関してのＯＰＤ収差を、図７（ｂ）は透明保護基盤板の厚みｔ＝０．０８７５ｍｍにおける光束に関してのＯＰＤ収差を、図７（ｃ）は透明保護基盤板の厚みｔ２＝０．１ｍｍにおける光束に関してのＯＰＤ収差をそれぞれ示している。
【０１１５】
なお、図７中、ＷＦＡは波面収差、ＳＡは球面収差の大きさをλｒｍｓで表したものである。
【０１１６】
また、上記ｔ１、ｔ２は、他の値でも良いことは勿論である。
【０１１７】
図８は、段差部１０を対物レンズＰＬ１の基準レンズに形成した場合の当該対物レンズＰＬ１に対物レンズ単体での倍率が｜β｜≦０．００４６となるような略平行光束、
有限発散光束または有限集光光束を入射した場合における軸上のＯＰＤ収差を示したものである。
【０１１８】
図８（ａ）は透明保護基盤板の厚みｔ１＝０．０７５ｍｍにおける有限集光光束（β＝０．００４６）に関してのＯＰＤ収差を、図８（ｂ）は透明保護基盤板の厚みｔ＝０．０８７５ｍｍにおける略平行光束（β＝０）に関してのＯＰＤ収差を、図８（ｃ）は透明保護基盤板の厚みｔ２＝０．１ｍｍにおける有限発散光束（β＝−０．００４４）に関してのＯＰＤ収差をそれぞれ示している。
【０１１９】
なお、図８中、ＷＦＡは波面収差、ＳＡは球面収差の大きさをλｒｍｓで表したものである。
【０１２０】
ここでいう、略平行光束とは、光源から発散された波長λの光束が、光源と対物レンズの間に配置されている集光レンズの作用により、対物レンズへ入射する光束が光軸と平行な光束であることを意味し、有限集光光束とは対物レンズへ入射する光束が集光光束であることを意味し、有限発散光束とは対物レンズへ入射する光束が発散光束であることを意味する。
【０１２１】
ここで、図７（ａ）に示した透明保護基盤板の厚みｔ１＝０．０７５ｍｍにおける光束に関しての波面収差と図８（ａ）に示した透明保護基盤板の厚みｔ１における光束に関しての波面収差とを比較すると、前者の波面収差は０．１０４λｒｍｓ、球面収差が０．１０１λｒｍｓであり、後者の波面収差は０．０１２λｒｍｓ、球面収差が０．０００λｒｍｓと改善された波面収差および球面収差となっている。
【０１２２】
このことから、光源から対物レンズに入射する光束を有限集光光束（対物レンズ単体での倍率β＝０．００４６）にすることで波面収差および球面収差を改善できることが分かる。
【０１２３】
なお、透明保護基盤板の厚みｔ１＝０．０７５ｍｍにおける有限集光光束に関しての波面収差、球面収差は上述したように０．０１２λｒｍｓであり、回折限界内に補正されている。
【０１２４】
一方、図７（ｃ）に示した透明保護基盤板の厚みｔ２＝０．１ｍｍにおける光束に関
しての波面収差と図８（ｃ）に示した透明保護基盤板の厚みｔ２における光束に関して
の波面収差とを比較すると、前者の波面収差は０．１０４λｒｍｓ、球面収差が−０．１０１λｒｍｓであり、後者の波面収差は０．０１３λｒｍｓ、球面収差が０．０００λｒｍｓと改善された波面収差および球面収差となっている。
【０１２５】
このことから、光源から対物レンズに入射する光束を有限発散光束（対物レンズ単体での倍率β＝−０．００４４）にすることで波面収差および球面収差を改善できることが分かる。
【０１２６】
なお、透明保護基盤板の厚みｔ２＝０．１ｍｍにおける有限発散光束に関しての波面収差は上述したように０．０１３λｒｍｓであり、回折限界内に補正されている。
【０１２７】
また、図７（ｂ）、図８（ｂ）に関しては、図７（ｂ）に示した透明保護基盤板の厚みｔ＝０．０８７５ｍｍにおける光束に関して波面収差は０．００５λｒｍｓ、球面収差が０．０００λｒｍｓと回折限界内であるため補正の必要性はないことがわかる。
【０１２８】
上述したように、対物レンズＰＬ１に対し波長λの光束が、同一の透明保護基盤板の少なくとも１層以上からなる複数の情報の再生層または記録層の何れかの層を再生または記録するにあたり、略平行光束として入射するとともに、上記略平行光束で再生または記録する何れかの層以外の再生層および記録層を再生または記録するにあたり、波長λの光束は有限発散光または有限収束光として入射させるように、対物レンズ単体での結像倍率をβとしたとき、「｜β｜≦０．００４６」を満たすことで、上記複数からな
る情報の再生層または記録層に関して波面収差および球面収差を回折限界内とすることができる。
【０１２９】
ところで、本実施の形態においては、段差部１０は、１５本の輪帯から構成されるようになっているが、その輪帯の本数は、ＢＤの再生または記録のときに必要となる諸特性、開口数等に応じて増減されるものであるので、１５本に限定されるものではない。
【０１３０】
また、本実施の形態においては、対物レンズへ入射する光源からの波長λの光束を略平行光束とした場合に透明保護基盤板の厚みをｔ＝０．０８７５ｍｍとしているが、この透明保護基盤板の厚みｔは、少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層のそれぞれを再生または記録の場合に必要となる諸特性、開口数等を得るに応じて増減させるものであるので０．０８７５ｍｍに限定されるものではない。
【０１３１】
また、本実施の形態では、段差部１０を光源側つまり面Ｒ１に形成するようにしているが、これに限定されることなく、段差部１０を光情報記録媒体（光ディクス）側つまり面Ｒ２に形成または第１面および第２面の両面に形成するようにしてもよい。
【０１３２】
以上説明したように、本実施の形態に係る対物レンズＰＬ１によれば、次の（Ａ）〜（Ｅ）の作用効果を得ることができる。
【０１３３】
（Ａ）対物レンズへ入射する波長λの光束において、透明保護基盤板に少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層の何れかの層を再生または記録するにあたり、波面収差ＷＦＡを「ＷＦＡ  ≦  （１／１４）  ＋  ΔＳＡ」とすることにより、上記にて再生または記録を行った層以外の再生層または記録層を再生または記録する場合に、光源から対物レンズへ入射する光束を対物レンズ単体での倍率βを「｜β｜≦０．００４６」とし、対物レンズへ入射する波長λの光束を有限発散光束または有限集光光束と
することで波面収差を回折限界内に低減することができる。
【０１３４】
（Ｂ）段差部１０を通過する波長λの光束は、通過前の波長λの光束に対し２πの整数倍の位相差となるので、段差部１０を通過する波長λの光束の波面は、当該第１の段差１０が無い場合と同じ波面となる。換言すれば、波長λの光束の波面収差に影響を与えない。
【０１３５】
（Ｃ）また、波長λの光束に関しての波面収差および温度変化した場合の波長λの光束に関しての波面収差を回折限界内にすることができ、光情報記録媒体に対する再生または記録を行う場合に非常に有利となる。
【０１３６】
（Ｄ）段差部１０での段差の切換は、金型の切削において光軸と平行な方向に作成するのが容易である。また、段差部１０を対物レンズＰＬ１の光源側の面に形成するようにすることで、波長λの光束は略平行光束で入射するので段差の切換え部分で光の損失が発生しないこととなり、波長λの光束に関しては光の利用効率の低下を抑制することも可能となる。
【０１３７】
（Ｅ）対物レンズＰＬ１を使用した光ピックアップ光学系では、光の利用効率も高く、環境の変化による光ピックアップ光学系の温度変化に対して性能の変化を低減することのできる１つの対物レンズで、透明保護基盤板に少なくとも１層以上からなる複数の再生層または記録層を有する光情報記録媒体（例えばＢＤ）において、複数の再生層または記録層に対して再生または記録することが可能になる。
【０１３８】
（第２の実施の形態）
【０１３９】
図９から図１５および表５から表８を参照して、本発明についての第２の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ２について説明する。
【０１４０】
ここでは、第２の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ２について、第１の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ１との相違点を述べ、両者に共通の事項については説明を省略する。
【０１４１】
光ピックアップ用対物レンズＰＬ２は、第１の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ１と比して、レンズの基本設計仕様（具体的には、焦点距離）が異なっている（表１および表５参照）。
【０１４２】
対物レンズＰＬ２の両面のうち何れか一方の面、例えば面Ｒ１における開口数に対応する領域には、図９〜１１に示すように、例えば１５本の輪帯を有する段差部１２が基準レンズの表面１３に形成されている。
【０１４３】
図１２にＯＰＤ収差を示す基準レンズとは、段差を形成する前の非球面レンズであり、ＢＤに対応したものである。
【０１４４】
また、光ピックアップ用対物レンズＰＬ２は、第１の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ１と比して、輪帯の基準レンズからの光軸上でのシフト量の方向が異なっている。
【０１４５】
即ち、第１の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ１では、図４において基準レンズ１）から削る方向（図４において右方向）へのみ輪帯を作製している（表４におけるシフト量参照）が、本実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ２では、図１１に示す基準レンズ１３に対して、削る方向（図１１における右方向）と盛り上げる方向（図１１における左方向）に輪帯を作製している。
【表５】
2010267358.tif 000010
【０１４６】
表５および図１４〜図１５からは、第１の実施の形態で示した式（１）〜（５）が成立しているのが分かる。
【表６】
2010267358.tif 000011
【０１４７】
表６は、高密度光ディスク（ＢＤ）の配置を示す。
【０１４８】
なお、表６において、近軸曲率半径の単位は「ｍｍ」である。
【０１４９】
さらに、表６中のＡ４〜Ａ１６に対応する欄において、「Ｅとそれに続く数字」は「１０の累乗」を表し、その数値が直前の数値にかけられる。例えば、面番号１の面Ｒ１に対応するＡ４の欄で
「＋２．８５８６５２８Ｅ−２」は、（＋２．８５８６５２８）×１０−２を表す。
【表７】
2010267358.tif 000012
【表８】
2010267358.tif 000013
【０１５０】
なお、表８において、「輪帯の始まる高さ」の単位は「ｍｍ」、「輪帯の終了する高さ」の単位は「ｍｍ」、「基準レンズからの光軸上でのシフト量」の単位は「μｍ」である。
【０１５１】
また、｜Ｄλ｜＝０．７７３μｍである。
【０１５２】
表８中の「基準レンズからの光軸上でのシフト量」における符号は、正が基準レンズの表面１３を基準にして削る方向（例えば図１１における右方向）の段差を意味し、一方、負が基準レンズの表面１３を基準にして盛り上げる方向（例えば図１１における左方向）の段差を意味する。
【０１５３】
図１２は第２の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズの基準レンズにおける軸上のＯＰＤ収差を示すグラフ、図１３は段差部を対物レンズＰＬ２の基準レンズに形成した場合の当該対物レンズにおける軸上のＯＰＤ収差を示すグラフ、図１４は段差部を対物レンズの基準レンズに形成し、当該対物レンズに略平行光束を入射した場合に厚みの異なる透明保護基盤板における軸上のＯＰＤ収差を示すグラフ、図１５は段差部を対物レンズの基準レンズに形成し、厚みの異なる透明保護基盤板において波面収差が補正されるよう当該対物レンズに有限発散光束、有限集光光束を入射した場合における軸上のＯＰＤ収差を示すグラフである。
【０１５４】
本実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ２によれば、第１の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズＰＬ１と同様の効果を奏することができる。
【０１５５】
なお、表５に示す対物レンズ単体での焦点距離は１．７６５ｍｍであるが、この焦点距離が１．７６５ｍｍ以外の場合にも同等の効果を得ることができる。
【０１５６】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明に係る技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明による光ピックアップ光学系に用いる対物レンズは、ＢＤなどの少なくとも１層以上の複数からなる再生層または記録層を有する光情報記録媒体において、光情報記録媒体の再生または記録のうち少なくとも何れか一方を行う駆動装置等に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
ＰＬ１  第１の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズ
ＰＬ２  第２の実施の形態に係る光ピックアップ用対物レンズ
１０  段差部
１１  光ピックアップ用対物レンズの基準レンズの表面
１２  段差部
１３  光ピックアップ用対物レンズの基準レンズの表面
Ｒ１  光ピックアップ用対物レンズの第１面（非球面）
Ｒ２  光ピックアップ用対物レンズの第２面（非球面）
【図１】
2010267358.tif 000014
【図２】
2010267358.tif 000015
【図３】
2010267358.tif 000016
【図４】
2010267358.tif 000017
【図５】
2010267358.tif 000018
【図６】
2010267358.tif 000019
【図７】
2010267358.tif 000020
【図８】
2010267358.tif 000021
【図９】
2010267358.tif 000022
【図１０】
2010267358.tif 000023
【図１１】
2010267358.tif 000024
【図１２】
2010267358.tif 000025
【図１３】
2010267358.tif 000026
【図１４】
2010267358.tif 000027
【図１５】
2010267358.tif 000028