(57)【要約】【課題】  光記録媒体の記録再生時におけるレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じない対物レンズの具体的な構成を提供すること。【解決手段】  対物レンズ３の屈折面３０は中央領域３３と開口制限輪帯３５と周辺領域３４とを備えている。中央領域３３では使用される全ての光記録媒体４に対する球面収差がバランスよく補正される。開口制限輪帯３５は、第１のレーザ光Ｌ１をＣＤ４１の記録面４１ａ上に集光させず、第２のレーザ光Ｌ２をＤＶＤ４２の記録面４２ａ上に集光させるように、ＣＤ４１の記録再生に必要な開口数ＮＡ１付近に形成されている。開口制限輪帯３５に隣接する中央輪帯状屈折面３３ａ１と周辺輪帯状屈折面３４ａとが、ＤＶＤに対して最適化された非球面形状に形成されている。【選択図】      図２
2006018979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の厚さが異なる２以上の光記録媒体の各々に対応した波長を有する２以上のレーザ光を、１つの集光光学系を介して前記光記録媒体の記録面に集光させ、該記録面上に情報を記録し及び／又は該記録面上の情報を再生する光ヘッド装置用の対物レンズにおいて、
該対物レンズの屈折面は、その光軸を中心として前記屈折面の中央部に形成され全ての前記光記録媒体に対して使用される中央領域と、該中央領域の外方で同心状に形成された１以上の周辺領域と、前記中央領域と前記周辺領域との間あるいは前記周辺領域間に同心状に形成された開口制限輪帯とを備え、
前記中央領域は、互いに屈折力が異なる非球面形状を有する複数の中央輪帯状屈折面から構成されるとともに、これら複数の中央輪帯状屈折面の境界には光軸方向に向けて段差が形成され、
該段差の半径方向位置は、全ての前記光記録媒体に対する球面収差を補正する位置とされ、かつ、該段差の高さ及び前記開口制限輪帯に隣接する前記中央輪帯状屈折面を除く前記中央輪帯状屈折面の非球面形状は、全ての前記光記録媒体に対する球面収差を補正するように形成され、
前記開口制限輪帯は、１の前記光記録媒体に対応する前記レーザ光をこの１の前記光記録媒体の記録面上に集光させないように、この１の前記光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、
前記周辺領域は１以上の周辺輪帯状屈折面を備え、
前記開口制限輪帯に隣接する前記中央輪帯状屈折面と前記周辺輪帯状屈折面とが、あるいは、前記開口制限輪帯の内周側及び外周側に隣接する前記周辺輪帯状屈折面が、特定の前記光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
請求項１において、前記光記録媒体は、第１の波長を有する第１のレーザ光が集光される第１光記録媒体と、前記第１の波長よりも短い第２の波長を有する第２のレーザ光が集光される第２光記録媒体とであり、
前記中央領域は前記第１及び第２光記録媒体に対して使用され、前記周辺領域は前記第２光記録媒体に対してのみ使用され、
前記開口制限輪帯は、前記第１のレーザ光を前記第１光記録媒体の記録面上に集光させず、かつ、前記第２のレーザ光を前記第２光記録媒体の記録面上に集光させるように、前記第１光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、
前記開口制限輪帯に隣接する前記中央輪帯状屈折面と前記周辺輪帯状屈折面とが、前記第２光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項３】
請求項２において、前記開口制限輪帯の内周が、前記第１光記録媒体の記録再生に必要な開口数と略一致することを特徴とする対物レンズ。
【請求項４】
請求項２において、前記開口制限輪帯は、前記第２光記録媒体に対して最適化された非球面形状に、前記第１のレーザ光に位相差を発生させる位相シフタが付加されて形成されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項５】
請求項２において、前記開口制限輪帯は、前記第２光記録媒体に対して最適化された非球面形状に、光軸方向に向けて格子段差が形成された回折格子が付加されて形成されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項６】
請求項５において、前記格子段差の高さｄは、第１の波長をλ１、第２の波長をλ２、前記対物レンズにおける前記第１のレーザ光及び前記第２のレーザ光の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、任意の整数をａ、ｂとしたとき、
ｄ＝ａ×λ２／（ｎ２−１）、かつ、ｄ＝（ｂ＋０．５）×λ１／（ｎ１−１）
の関係を満足することを特徴とする対物レンズ。
【請求項７】
請求項６において、前記第１光記録媒体がＣＤであり、前記第２光記録媒体がＤＶＤである場合、前記格子段差の高さｄは、λ２／（ｎ２−１）の略３倍に相当し、λ１／（ｎ１−１）の略２．５倍に相当することを特徴とする対物レンズ。
【請求項８】
請求項５から７いずれかにおいて、前記回折格子の格子溝ピッチは、前記第１の波長と前記格子段差とのうちで大きい方の５倍以上であり、前記第２の波長と前記格子段差とのうちで小さい方の５０倍以下であることを特徴とする対物レンズ。
【請求項９】
請求項１において、前記光記録媒体は、第１の波長を有する第１のレーザ光が集光される第１光記録媒体と、前記第１の波長よりも短い第２の波長を有する第２のレーザ光が集光される第２光記録媒体と、前記第２の波長よりも短い第３の波長を有する第３のレーザ光が集光される第３光記録媒体とであり、
前記中央領域は、前記第１、第２及び第３光記録媒体に対して使用され、
前記周辺領域は、前記第２及び第３光記録媒体に対して使用される第１周辺領域と、該第１周辺領域の外方に形成され、前記第３光記録媒体に対してのみ使用される第２周辺領域とから構成され、
前記開口制限輪帯は、前記中央領域と前記第１周辺領域との間に形成された第１開口制限輪帯と、前記第１周辺領域と前記第２周辺領域との間に形成された第２開口制限輪帯とから構成され、
前記第１開口制限輪帯は、前記第１のレーザ光を前記第１光記録媒体の記録面上に集光させず、かつ、前記第２のレーザ光を前記第２光記録媒体の記録面上に、前記第３のレーザ光を前記第３光記録媒体の記録面上に集光させるように、前記第１光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、
前記第２開口制限輪帯は、少なくとも前記第２のレーザ光を前記第２光記録媒体の記録面上に集光させず、かつ、前記第３のレーザ光を前記第３光記録媒体の記録面上に集光させるように、前記第２光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、
前記第２開口制限輪帯の内周側及び外周側に隣接する前記周辺輪帯状屈折面が、前記第３光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項１０】
透明基板の厚さが異なる２以上の光記録媒体の各々に対応した波長を有する２以上のレーザ光を、１つの集光光学系を介して前記光記録媒体の記録面に集光させ、該記録面上に情報を記録し及び／又は該記録面上の情報を再生する光ヘッド装置用の対物レンズにおいて、
該対物レンズの屈折面は、その光軸を中心として前記屈折面の中央部に形成され全ての前記光記録媒体に対して使用される中央領域と、該中央領域の外方で同心状に形成された１以上の周辺領域と、前記中央領域と前記周辺領域との間あるいは前記周辺領域間に同心状に形成された開口制限輪帯とを備え、
前記中央領域は、互いに屈折力が異なる非球面形状を有する複数の中央輪帯状屈折面から構成されるとともに、これら複数の中央輪帯状屈折面の境界には光軸方向に向けて段差が形成され、
該段差の半径方向位置は、全ての前記光記録媒体に対する球面収差を補正する位置とされ、かつ、該段差の高さ及び前記中央輪帯状屈折面の非球面形状は、全ての前記光記録媒体に対する球面収差を補正するように形成され、
前記開口制限輪帯は、１の前記光記録媒体に対応する前記レーザ光をこの１の前記光記録媒体の記録面上に集光させないように、この１の前記光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、
前記周辺領域は１以上の周辺輪帯状屈折面を備え、
前記開口制限輪帯の外周側に隣接する前記周辺輪帯状屈折面が、特定の前記光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項１１】
請求項１から１０いずれかに記載の対物レンズを有する集光光学系と、前記レーザ光を出射するレーザ光源とを備え、前記記録面上に情報を記録し及び／又は該記録面上の情報を再生することを特徴とする光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる波長のレーザ光を用いて透明基板の厚さが異なるＣＤやＤＶＤなどの光記録媒体の記録、再生を行う光ヘッド装置に使用される対物レンズに関するものである。また、この対物レンズを備えた光ヘッド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、記録面を保護する透明基板の厚さや記録密度が異なる光記録媒体を、異なる波長のレーザ光を用いて記録、再生する光ヘッド装置が知られている。光記録媒体としては、種々のものがあり、例えばＣＤやＤＶＤなどが挙げられる。ここで、ＣＤでは、記録面を保護する透明基板の厚さが１．２ｍｍであり、ＤＶＤでは透明基板の厚さがＣＤよりも薄い０．６ｍｍであり、その記録密度はＣＤよりも高い。そのため、ＣＤの記録再生には、例えば、波長７９０ｎｍのレーザ光が用いられ、ＤＶＤの記録再生には、例えば、波長６６０ｎｍのレーザ光が用いられている。また、光ヘッド装置の対物レンズでは、ＣＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ１は、例えば、０．４５となり、ＤＶＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ２は、例えば、０．６となる。
【０００３】
この種の光ヘッド装置では、装置の小型化及び薄型化を図るため、単一の集光光学系を用いて、それぞれの光記録媒体に対応した波長を有するレーザ光を光記録媒体の記録面に集光させる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された光ヘッド装置では、光軸を中心とする中央領域とこの中央領域の外周側に同心状に形成された周辺領域とから構成される屈折面を有する対物レンズが用いられている。
【０００４】
上述のように、例えば、ＣＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ１は０．４５、ＤＶＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ２は０．６であるため、単一の集光光学系を用いた場合、ＣＤの記録再生では、開口数ＮＡ１の外側領域のレーザ光は記録再生に寄与しないノイズ成分となってしまう。そのため、この対物レンズの屈折面では、ＣＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ１近辺が中央領域と周辺領域との境界になっており、この境界部分に球面収差が不連続となる不連続面が形成されている。このように構成することで、ＣＤの記録再生時には、ＮＡ１の外側領域のレーザ光をＣＤの記録面上に集光させないようにして、ノイズの発生を防止している。
【特許文献１】特開平１０−５５５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＤＶＤの記録再生時には、開口数ＮＡ１近辺のレーザ光も記録再生に有効なレーザ光となる。特許文献１に開示された対物レンズでは、中央領域と周辺領域との境界部分に形成された不連続面の影響で、ＤＶＤの記録再生時にレーザ光が有効に用いられる開口数ＮＡ１近辺に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じてしまう。この開口数ＮＡ１近辺に生じる球面収差の不連続部分は、ＤＶＤの記録面上に形成されるスポット形状の歪みや癖の原因となる。特に、スポット形状の品質が要求される記録時においては、この開口数ＮＡ１近辺に生じる球面収差がスポット形状に与える影響が大きく、この部分での球面収差を抑えることが要求されている。
【０００６】
特許文献１では、この開口数ＮＡ１近辺に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じないような対物レンズに関するアイディアは開示されている。しかしながら、特許文献１には、このアイディアを実現するための具体的な構成を備えた対物レンズは開示されていない。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、光記録媒体の記録再生時におけるレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じない対物レンズの具体的な構成を提供することにある。また、本発明の課題は、その対物レンズを備えた光ヘッド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、透明基板の厚さが異なる２以上の光記録媒体の各々に対応した波長を有する２以上のレーザ光を、１つの集光光学系を介して前記光記録媒体の記録面に集光させ、該記録面上に情報を記録し及び／又は該記録面上の情報を再生する光ヘッド装置用の対物レンズにおいて、該対物レンズの屈折面は、その光軸を中心として前記屈折面の中央部に形成され、全ての前記光記録媒体に対して使用される中央領域と、該中央領域の外方で同心状に形成された１以上の周辺領域と、前記中央領域と前記周辺領域との間あるいは前記周辺領域間に同心状に形成された開口制限輪帯とを備え、前記中央領域は、互いに屈折力が異なる非球面形状を有する複数の中央輪帯状屈折面から構成されるとともに、これら複数の中央輪帯状屈折面の境界には光軸方向に向けて段差が形成され、該段差の半径方向位置は、全ての前記光記録媒体に対する球面収差を補正する位置とされ、かつ、該段差の高さ及び前記開口制限輪帯に隣接する前記中央輪帯状屈折面を除く前記中央輪帯状屈折面の非球面形状は、全ての前記光記録媒体に対する球面収差を補正するように形成され、前記開口制限輪帯は、１の前記光記録媒体に対応する前記レーザ光をこの１の前記光記録媒体の記録面上に集光させないように、この１の前記光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、前記周辺領域は１以上の周辺輪帯状屈折面を備え、前記開口制限輪帯に隣接する前記中央輪帯状屈折面と前記周辺輪帯状屈折面とが、あるいは、前記開口制限輪帯の内周側及び外周側に隣接する前記周辺輪帯状屈折面が、特定の前記光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、中央領域が、互いに屈折力が異なる非球面形状を有する複数の中央輪帯状屈折面から構成されるとともに、これら複数の中央輪帯状屈折面の境界には光軸方向に向けて段差が形成されている。また、段差の半径方向位置は、光ヘッド装置で使用される全ての光記録媒体に対する球面収差を補正する位置とされ、かつ、段差の高さ及び開口制限輪帯に隣接する中央輪帯状屈折面を除く中央輪帯状屈折面の非球面形状は、全ての光記録媒体に対する球面収差を補正するように形成されている。そのため、中央領域では、全ての光記録媒体に対してバランス良く球面収差を補正することができる。
【００１０】
また、開口制限輪帯は、１の光記録媒体に対応するレーザ光をこの１の光記録媒体の記録面上に集光させないように、この１の光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成されている。そのため、１の光記録媒体の記録再生時に必要な開口数の外側領域のレーザ光によるノイズの発生を防止することができる。
【００１１】
さらに、周辺領域は１以上の周辺輪帯状屈折面を備え、開口制限輪帯に隣接する中央輪帯状屈折面と周辺輪帯状屈折面とが、あるいは、開口制限輪帯の内周側及び外周側に隣接する周辺輪帯状屈折面が、特定の光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されている。そのため、簡易な構成によって、特定の光記録媒体の記録再生時におけるレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じないようにすることができる。
【００１２】
本発明において、例えば、前記光記録媒体は、第１の波長を有する第１のレーザ光が集光される第１光記録媒体と、前記第１の波長よりも短い第２の波長を有する第２のレーザ光が集光される第２光記録媒体とであり、前記中央領域は前記第１及び第２光記録媒体に対して使用され、前記周辺領域は前記第２光記録媒体に対してのみ使用され、前記開口制限輪帯は、前記第１のレーザ光を前記第１光記録媒体の記録面上に集光させず、かつ、前記第２のレーザ光を前記第２光記録媒体の記録面上に集光させるように、前記第１光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、前記開口制限輪帯に隣接する前記中央輪帯状屈折面と前記周辺輪帯状屈折面とが、前記第２光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されている。
【００１３】
この場合には、第２光記録媒体の記録再生時におけるレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じることはなく、第２光記録媒体の記録面上に形成されるスポット形状の品質を確保することができる。また、第１光記録媒体の記録再生時においては、第１光記録媒体の記録再生の必要な開口数の外側領域のレーザ光によるノイズの発生を防止することができる。
【００１４】
本発明において、前記開口制限輪帯の内周が、前記第１光記録媒体の記録再生に必要な開口数と略一致することが好ましい。この場合には、ノイズの発生を防止しつつ第１光記録媒体の開口数を十分に確保することができ、第１光記録媒体の記録再生性能を向上させることができる。
【００１５】
本発明において、前記開口制限輪帯は、例えば、前記第２光記録媒体に対して最適化された非球面形状に、前記第１のレーザ光に位相差を発生させる位相シフタが付加されて形成されている。あるいは、前記開口制限輪帯は、前記第２光記録媒体に対して最適化された非球面形状に、光軸方向に向けて格子段差が形成された回折格子が付加されて形成されている。このような簡易な構成によって、開口制限輪帯において、第１のレーザ光の開口を良好に制限し、また、第２のレーザ光を素通しすることができる。
【００１６】
本発明において、前記格子段差の高さｄは、第１の波長をλ１、第２の波長をλ２、前記対物レンズにおける前記第１のレーザ光及び前記第２のレーザ光の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、任意の整数をａ、ｂとしたとき、
ｄ＝ａ×λ２／（ｎ２−１）、かつ、ｄ＝（ｂ＋０．５）×λ１／（ｎ１−１）
の関係を満足することが好ましい。このように構成すると、対物レンズを透過する第２のレーザ光の強度に影響を与えることなく、第１のレーザ光に対して適切に開口制限をすることができる。
【００１７】
本発明において、例えば、前記第１光記録媒体がＣＤであり、前記第２光記録媒体がＤＶＤである場合には、前記格子段差の高さｄは、λ２／（ｎ２−１）の略３倍に相当し、λ１／（ｎ１−１）の略２．５倍に相当するようにしてやればよい。このように構成すると、回折格子の格子段差を最も低くすることができ、最適な格子段差の高さを得ることができる。
【００１８】
本発明において、前記回折格子の格子溝ピッチは、前記第１の波長と前記格子段差とのうちで大きい方の５倍以上であり、前記第２の波長と前記格子段差とのうちで小さい方の５０倍以下であることが好ましい。格子溝ピッチが第１の波長と格子段差とのうちで大きい方の５倍より小さい場合には、第１のレーザ光の１次回折光が低下して十分な開口制限機能を果たすことができない。また、格子溝ピッチが第２の波長と格子段差とのうちで小さい方の５０倍より大きい場合には、開口制限輪帯が広くなりすぎて第２のレーザ光の透過効率が低下する。すなわち、開口制限輪帯が広くなりすぎると、屈折面の接線角が大きい領域にも格子段差を作る必要があり、この場合、加工上、格子段差を光軸に対して平行に形成することが困難となるため、第２のレーザ光の透過効率が低下してしまう。また、開口制限輪帯が広くなりすぎると、単なる屈折面であり透過効率が高い周辺領域が狭くなってしまうことも第２のレーザ光の透過効率が低下する原因となる。従って、格子溝ピッチは、上記のように設定することが好ましい。
【００１９】
また、本発明では、前記光記録媒体は、第１の波長を有する第１のレーザ光が集光される第１光記録媒体と、前記第１の波長よりも短い第２の波長を有する第２のレーザ光が集光される第２光記録媒体と、前記第２の波長よりも短い第３の波長を有する第３のレーザ光が集光される第３光記録媒体とであり、前記中央領域は、前記第１、第２及び第３光記録媒体に対して使用され、前記周辺領域は、前記第２及び第３光記録媒体に対して使用される第１周辺領域と、該第１周辺領域の外方に形成され、前記第３光記録媒体に対してのみ使用される第２周辺領域とから構成され、前記開口制限輪帯は、前記中央領域と前記第１周辺領域との間に形成された第１開口制限輪帯と、前記第１周辺領域と前記第２周辺領域との間に形成された第２開口制限輪帯とから構成され、前記第１開口制限輪帯は、前記第１のレーザ光を前記第１光記録媒体の記録面上に集光させず、かつ、前記第２のレーザ光を前記第２光記録媒体の記録面上に、前記第３のレーザ光を前記第３光記録媒体の記録面上に集光させるように、前記第１光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、前記第２開口制限輪帯は、少なくとも前記第２のレーザ光を前記第２光記録媒体の記録面上に集光させず、かつ、前記第３のレーザ光を前記第３光記録媒体の記録面上に集光させるように、前記第２光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、前記第２開口制限輪帯の内周側及び外周側に隣接する前記周辺輪帯状屈折面が、前記第３光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されるようにしても良い。
【００２０】
この場合には、第２開口制限輪帯の内周側及び外周側に隣接する周辺輪帯状屈折面が、第３光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されているため、スポット形状の品質が確保しにくい最も波長が短い第３のレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じることはなく、第３光記録媒体の記録面上に形成されるスポット形状の品質を確保することができる。
【００２１】
また、第１光記録媒体の記録再生時においては、第１開口制限輪帯で、第１光記録媒体の記録再生の必要な開口数の外側領域のレーザ光によるノイズの発生を防止することができ、第２光記録媒体の記録再生時においては、第２開口制限輪帯で、第２光記録媒体の記録再生の必要な開口数の外側領域のレーザ光によるノイズの発生を防止することができる。そのため、第１及び第２光記録媒体の記録再生性能を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明では、透明基板の厚さが異なる２以上の光記録媒体の各々に対応した波長を有する２以上のレーザ光を、１つの集光光学系を介して前記光記録媒体の記録面に集光させ、該記録面上に情報を記録し及び／又は該記録面上の情報を再生する光ヘッド装置用の対物レンズにおいて、該対物レンズの屈折面は、その光軸を中心として前記屈折面の中央部に形成され全ての前記光記録媒体に対して使用される中央領域と、該中央領域の外方で同心状に形成された１以上の周辺領域と、前記中央領域と前記周辺領域との間あるいは前記周辺領域間に同心状に形成された開口制限輪帯とを備え、前記中央領域は、互いに屈折力が異なる非球面形状を有する複数の中央輪帯状屈折面から構成されるとともに、これら複数の中央輪帯状屈折面の境界には光軸方向に向けて段差が形成され、該段差の半径方向位置は、全ての前記光記録媒体に対する球面収差を補正する位置とされ、かつ、該段差の高さ及び前記中央輪帯状屈折面の非球面形状は、全ての前記光記録媒体に対する球面収差を補正するように形成され、前記開口制限輪帯は、１の前記光記録媒体に対応する前記レーザ光をこの１の前記光記録媒体の記録面上に集光させないように、この１の前記光記録媒体の記録再生に必要な開口数付近に形成され、前記周辺領域は１以上の周辺輪帯状屈折面を備え、前記開口制限輪帯の外周側に隣接する前記周辺輪帯状屈折面が、特定の前記光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されていることを特徴とする。
【００２３】
このように構成することで、中央領域では、全ての光記録媒体に対してバランス良く球面収差を補正することができる。また、開口制限輪帯によって、１の光記録媒体の記録再生時に必要な開口数の外側領域のレーザ光によるノイズの発生を防止することができる。さらに、開口制限輪帯の外周側に隣接する周辺輪帯状屈折面が、特定の光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されているため、特定の光記録媒体の記録再生時におけるレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じないようにすることができる。
【００２４】
本発明にかかる対物レンズは、この対物レンズを有する集光光学系と、前記レーザ光を出射するレーザ光源とを備え、前記記録面上に情報を記録し及び／又は該記録面上の情報を再生することを特徴とする光ヘッド装置に用いることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明にかかる対物レンズでは、中央領域で、全ての光記録媒体に対してバランス良く球面収差を補正しながら、開口制限輪帯で、１の光記録媒体の記録再生時に必要な開口数の外側領域のレーザ光によるノイズの発生を防止している。また、開口制限輪帯に隣接する中央輪帯状屈折面と周辺輪帯状屈折面とが、あるいは、開口制限輪帯の内周側及び外周側に隣接する周辺輪帯状屈折面が、又は、開口制限輪帯の外周側に隣接する周辺輪帯状屈折面が特定の光記録媒体に対して最適化された非球面形状に形成されているため、特定の光記録媒体の記録再生時におけるレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じない。そのため、光ヘッド装置で使用される全ての光記録媒体の記録再生の品質を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
［実施の形態１］
（光ヘッド装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光ヘッド装置の概略構成を模式的に示す概略構成図である。
【００２８】
図１において、光ヘッド装置１は、ＣＤ、ＤＶＤなどの透明基板の厚さや記録密度が異なる複数種類の光記録媒体４の各々に対応した波長を有する複数のレーザ光を、１つの集光光学系Ｌｏを介して光記録媒体４の記録面に集光させ、光記録媒体４に対して情報の再生、記録を行うものである。本形態における光記録媒体４は、第１光記録媒体としてのＣＤ４１及び第２光記録媒体としてのＤＶＤ４２であり、光ヘッド装置１は、ＣＤ４１の再生等のために用いる例えば、７９０ｎｍの第１の波長を有する第１のレーザ光Ｌ１を出射する第１のレーザ光源１１と、ＤＶＤ４２の再生等のために用いる例えば、６６０ｎｍの第２の波長を有する第２のレーザ光Ｌ２を出射する第２のレーザ光源１２とを備えている。各レーザ光Ｌ１、Ｌ２は共通の集光光学系Ｌｏを介して光記録媒体４に導かれると共に、当該光記録媒体４で反射された各レーザ光Ｌ１、Ｌ２の戻り光は共通受光素子２５に導かれるように構成されている。
【００２９】
集光光学系Ｌｏには、第１のレーザ光Ｌ１を直進させ、第２のレーザ光Ｌ２を反射させて双方の光を共にシステム光軸Ｌ（対物レンズの光軸。以下、光軸Ｌとする。）に一致させる第１のビームスプリッタ２１と、光軸Ｌに沿って進むレーザ光Ｌ１、Ｌ２を通過させる第２のビームスプリッタ２２と、この第２のビームスプリッタ２２を通過したレーザ光Ｌ１、Ｌ２を平行光化するコリメートレンズ２３と、コリメートレンズ２３から出射されたレーザ光Ｌ１、Ｌ２のビームスポットを光記録媒体４の記録面に形成するための対物レンズ３とが含まれている。本形態では、光記録媒体４であるＤＶＤ４２の記録面４２ａと、ＣＤ４１の記録面４１ａに対して、対物レンズ３によって、第１のレーザ光Ｌ１のビームスポットがＣＤ４１の記録面４１ａ上に形成され、第２のレーザ光Ｌ２のビームスポットがＤＶＤ４２の記録面４２ａ上に形成されるようになっている。
【００３０】
また、集光光学系Ｌｏには、光記録媒体４で反射された後に、第２のビームスプリッタ２２で反射された後の第１および第２のレーザ光Ｌ１、Ｌ２の戻り光を、共通受光素子２５に導くためのグレーティング２４が含まれている。
【００３１】
この構成の光ヘッド装置１においては、光記録媒体４としてＣＤ４１の情報記録再生の際には、第１のレーザ光源１１から、波長が７９０ｎｍの第１のレーザ光Ｌ１を出射する。この第１のレーザ光Ｌ１は、集光光学系Ｌｏに導かれ、対物レンズ３を介して、ＣＤ４１の記録面４１ａ上にビームスポットＢ（４１）を形成する。ＣＤ４１の記録面４１ａで反射した第１のレーザ光Ｌ１の戻り光は、第２のビームスプリッタ２２を介して共通受光素子２５に集光する。共通受光素子２５で検出された信号によりＣＤ４１の情報再生等が行われる。
【００３２】
これに対して、光記録媒体４としてＤＶＤ４２の情報を再生等するときは、第２のレーザ光源１２から、波長が６６０ｎｍの第２のレーザ光Ｌ２を出射する。この第２のレーザ光Ｌ２も集光光学系Ｌｏに導かれ、対物レンズ３を介して、ＤＶＤ４２の記録面４２ａ上にビームスポットＢ（４２）を形成する。ＤＶＤ４２の記録面４２ａで反射した第２のレーザ光Ｌ２の戻り光は、第２のビームスプリッタ２２を介して共通受光素子２５に集光する。共通受光素子２５で検出された信号によりＤＶＤ４２の情報再生等が行われる。
【００３３】
（対物レンズの構成）
図２は、図１に示す光ヘッド装置の対物レンズを模式的に示す断面図である。図３は、図２に示す対物レンズの屈折面に形成された開口制限輪帯をレーザ光が通過する状態を示し、（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第２のレーザ光の通過状態を説明する説明図、第１のレーザ光の通過状態を説明する説明図である。図４は、図２に示す対物レンズを用いた場合の球面収差量を示し、（Ａ）、（Ｂ）は第２のレーザ光に対する球面収差を示すグラフ、第１のレーザ光に対する球面収差を示すグラフである。
【００３４】
図２に示すように、対物レンズ３は両面が凸状に形成された凸レンズであり、対物レンズ３には、光記録媒体４側に単一非球面形状で形成された出射面３１とレーザ光源１１、１２側に形成された入射面３２とからなる屈折面３０が形成されている。入射面３２は、光軸Ｌを中心として入射面３２の中央部に形成された中央領域３３と、中央領域３３の、光軸Ｌに直交する方向の外方で同心状に形成された周辺領域３４と、中央領域３３と周辺領域３４との間に同心状に形成された開口制限輪帯３５とを備えており、中央領域３３と開口制限輪帯３５と周辺領域３４とが中心から外側に向かってこの順番で隣接するように配設されている。中央領域３３は、ＣＤ４１及びＤＶＤ４２に対して使用され、周辺領域３４はＤＶＤ４２に対してのみ使用されるようになっている。
【００３５】
中央領域３３は、互いに屈折力が異なる非球面形状を有する複数の中央輪帯状屈折面３３ａ、３３ａ、・・・（以下、中央輪帯状屈折面３３ａとする。）から構成されるとともに、これら複数の中央輪帯状屈折面３３ａの境界には光軸Ｌ方向に向けて段差３３ｂ、３３ｂ、・・・（以下、段差３３ｂとする。）が形成されている。この段差３３ｂの半径方向位置（光軸Ｌに直交する方向の位置）は、ＣＤ４１及びＤＶＤ４２の双方に対する球面収差をバランス良く補正する位置とされている。また、中央領域３３の最外周部分を構成する中央輪帯状屈折面３３ａ１を除く中央輪帯状屈折面３３ａの非球面形状及び段差３３ｂの高さは、ＣＤ４１及びＤＶＤ４２の双方に対する球面収差をバランス良く補正するように形成されている。さらに、最外周部分を構成する中央輪帯状屈折面３３ａ１は、ＤＶＤ４２に対する球面収差を最適に補正するような非球面形状となっている。尚、図２では、便宜上、一部の中央輪帯状屈折面及び段差にのみ符号を付している。
【００３６】
周辺領域３４は、周辺輪帯状屈折面３４ａを備えている。本形態では、周辺領域３４には、１の周辺輪帯状屈折面３４ａが形成されており、この周辺輪帯状屈折面３４ａは、ＤＶＤ４２に対する球面収差を最適に補正するような非球面形状となっている。尚、本形態では図２に示すように、周辺領域３４の外周がＤＶＤ４２の記録再生に必要な開口数Ｎ２とほぼ一致している。
【００３７】
開口制限輪帯３５は、本形態では、第１のレーザ光Ｌ１をＣＤ４１の記録面４１ａ上に集光させず、かつ、第２のレーザ光Ｌ２をＤＶＤ４２の記録面４２ａ上に集光させるように、ＣＤ４１の記録再生に必要な開口数ＮＡ１付近に形成されている。本形態では、開口制限輪帯３５の内周が、ＣＤ４１の記録再生に必要な開口数ＮＡ１と略一致するように、開口制限輪帯３５が形成されている。また、ＣＤ４１の記録再生に必要な開口数ＮＡ１を０．４７とした場合、開口制限輪帯３５は、例えば、開口数にして考えると、０．４７〜０．５あるいは０．４７〜０．５５の範囲で形成されている。
【００３８】
より具体的には、開口制限輪帯３５は、ＤＶＤ４２に対する球面収差を最適に補正するような非球面形状に、光軸Ｌ方向に向けて格子段差３５ａ１が形成された回折格子３５ａが付加されて形成されている。この回折格子３５ａは、格子段差３５ａ１の高さｄが、ＣＤ４１に用いられる第１の波長をλ１、ＤＶＤ４２に用いられる第２の波長をλ２、対物レンズ３における第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、任意の整数をａ、ｂとしたとき、
ｄ＝ａ×λ２／（ｎ２−１）、かつ、ｄ＝（ｂ＋０．５）×λ１／（ｎ１−１）
の関係を満足するように形成されている。特に本形態では、格子段差３５ａ１の高さｄは、λ２／（ｎ２−１）の略３倍に相当し、λ１／（ｎ１−１）の略２．５倍に相当するようになっている。すなわち、格子段差３５ａ１の高さｄは、３．８μｍとなっている。尚、本形態では、中央領域３３の最外周部分を構成する中央輪帯状屈折面３３ａ１と、周辺輪帯状屈折面３４ａと、開口制限輪帯３５との非球面形状はいずれも同一の形状となっている。
【００３９】
また、本形態では、回折格子３５ａの格子溝ピッチｐは、格子段差３５ａ１の高さの５倍以上で、かつ、第２の波長（６６０ｎｍ）の５０倍以下となっている。
【００４０】
このような構成を有する開口制限輪帯３５においては、図３（Ａ）、（Ｂ）に模式的に示すように、開口制限輪帯３５を通過した第２のレーザ光Ｌ２は、ＤＶＤ４２の記録面４２ａ上に集光するようになっており、開口制限輪帯３５を通過した第１のレーザ光Ｌ１は、ＣＤ４１の記録面４１ａ上に集光しないようになっている。
【００４１】
以上のように構成された対物レンズ３を用いた場合の球面収差量を図４を用いて説明する。尚、図４では、縦軸を光軸Ｌからの距離とし、横軸を球面収差量としている。
【００４２】
図４（Ａ）に示すように、第２のレーザ光Ｌ２に対するの球面収差は、光軸Ｌから中央領域３３の最外周部分を構成する中央輪帯状屈折面３３ａ１の内周側までの範囲では、中央輪帯状屈折面３３ａ１を除く中央輪帯状屈折面３３ａの非球面形状が、ＣＤ４１及びＤＶＤ４２の双方に対する球面収差をバランス良く補正するように形成されているため、放物線状にプラス側に振れているものの収差の量は小さく抑えられている。また、開口制限輪帯３５に隣接する中央領域３３の中央輪帯状屈折面３３ａ１と周辺輪帯状屈折面３４ａとがＤＶＤ４２に対する球面収差を最適に補正するような非球面形状となっており、開口制限輪帯３５が、第２のレーザ光Ｌ２をＤＶＤ４２の記録面４２ａ上に集光させるように、ＤＶＤ４２に対する球面収差を最適に補正するような非球面形状に対して、光軸Ｌ方向に向けて格子段差３５ａ１が形成された回折格子３５が付加されて形成されているため、この領域では、第２のレーザ光Ｌ２に対するの球面収差がほぼ０になっている。
【００４３】
一方、図４（Ｂ）に示すように、第１のレーザ光Ｌ１に対する球面収差は、光軸Ｌから中央領域３３の範囲、すなわち、光軸Ｌから開口数ＮＡ１の範囲では、プラス側に振れているもののその量は小さく抑えられている。また、開口制限輪帯３５が、第１のレーザ光Ｌ１をＣＤ４１の記録面４１ａ上に集光させないように形成されているため、開口制限輪帯３５の範囲では、第１のレーザ光Ｌ１は散乱されて遮蔽される遮蔽領域ａ１が現れる。また、開口制限輪帯３５よりも外側の範囲では球面収差がプラス側に大きく振れているため、ノイズとならない。
【００４４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の対物レンズ３では、段差３３ｂの半径方向位置は、ＣＤ４１及びＤＶＤ４２の双方に対する球面収差をバランス良く補正する位置とされている。また、中央領域３３の最外周部分を構成する中央輪帯状屈折面３３ａ１を除く中央輪帯状屈折面３３ａの非球面形状及び段差３３ｂの高さは、ＣＤ４１及びＤＶＤ４２の双方に対する球面収差をバランス良く補正するように形成されている。そのため、中央領域３３では、ＣＤ４１及びＤＶＤ４２の双方に対してバランス良く球面収差を補正することができ、図４に示すように、中央領域３３では、ＣＤ４１及びＤＶＤ４２の双方に対する球面収差を小さくすることができる。
【００４５】
また、開口制限輪帯３５は、第１のレーザ光Ｌ１をＣＤ４１の記録面４１ａ上に集光させないように、ＣＤ４１の記録再生に必要な開口数ＮＡ１付近に形成されている。すなわち、図４（Ｂ）に示すように、開口制限輪帯３５の範囲では、第１のレーザ光Ｌ１は散乱されて遮蔽される。そのため、ＣＤ４１の記録再生時に必要な開口数ＮＡ１の外側で生じる第１のレーザ光Ｌ１の戻り光の影響によるノイズの発生を防止することができる。
【００４６】
さらに、開口制限輪帯３５に隣接する中央領域３３の中央輪帯状屈折面３３ａ１と周辺輪帯状屈折面３４ａとがＤＶＤ４２に対する球面収差を最適に補正するような非球面形状となっており、かつ、開口制限輪帯３５は、第２のレーザ光Ｌ２をＤＶＤ４２の記録面４２ａ上に集光させるように、ＣＤ４１の記録再生に必要な開口数ＮＡ１付近に形成されている。そのため、図４（Ａ）に示すように、ＤＶＤ４２の記録再生時における第２のレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じない。従って、ＤＶＤ４２の記録面４２ａに形成されるビームスポット形状の品質を確保することができる。その結果、特に、ＣＤ４１と比べビームスポット形状の品質が要求されるＤＶＤ４２の記録機能を向上させることができる。
【００４７】
本形態では、開口制限輪帯３５の内周が、ＣＤ４１の記録再生に必要な開口数ＮＡ１と略一致するように、開口制限輪帯３５が形成されている。そのため、ノイズの発生を防止しつつＣＤ４１の開口数ＮＡ１を十分に確保することができ、ＣＤ４１の記録再生性能を向上させることができる。
【００４８】
本形態では、開口制限輪帯３５は、ＤＶＤ４２に対する球面収差を最適に補正するような非球面形状に、光軸Ｌ方向に向けて格子段差３５ａ１が形成された回折格子３５が付加されて形成されている。また、格子段差３５ａ１の高さｄが、第１の波長λ１、第２の波長λ２、対物レンズ３における第１のレーザ光Ｌ１及び第２のレーザ光Ｌ２の屈折率ｎ１、ｎ２との間で所定の関係を満足するようになっており、特に、格子段差３５ａ１の高さｄは、λ２／（ｎ２−１）の略３倍に相当し、λ１／（ｎ１−１）の略２．５倍に相当するようになっている。そのため、回折格子３５ａの格子段差３５ａ１を最も低くすることができ、最適な格子段差３５ａ１の高さｄで、対物レンズ３を透過する第２のレーザ光Ｌ２の強度に影響を与えることなく、第１のレーザ光Ｌ１に対して適切に開口制限をすることができる。
【００４９】
本形態では、回折格子３５の格子溝ピッチｐは、格子段差３５ａ１の高さの５倍以上で、かつ、第２の波長（６６０ｎｍ）の５０倍以下となっている。格子溝ピッチｐが格子段差３５ａ１の高さの５倍より小さい場合には、第１のレーザ光Ｌ１の１次回折光が低下して、開口制限輪帯３５に、十分な開口制限機能を持たせることができない。また、格子溝ピッチｐが第２の波長（６６０ｎｍ）の５０倍より大きい場合には、開口制限輪帯が広くなりすぎて第２のレーザ光の透過効率が低下する。すなわち、開口制限輪帯が広くなりすぎると、屈折面の接線角が大きい領域にも格子段差を作る必要があり、この場合、加工上、格子段差を光軸に対して平行に形成することが困難となるため、第２のレーザ光の透過効率が低下してしまう。また、開口制限輪帯が広くなりすぎると、単なる屈折面であり透過効率が高い周辺領域が狭くなってしまうことも第２のレーザ光の透過効率が低下する原因となる。しかしながら本形態のように、格子溝ピッチｐを形成することで、これらの問題を解消できる。
【００５０】
［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２にかかる対物レンズを模式的に示す断面図である。
【００５１】
実施の形態１の対物レンズは、光記録媒体４としてＣＤ４１とＤＶＤ４２との２種類の媒体が使用される光ヘッド装置に適用されたが、本形態の対物レンズは、透明基板の厚さが異なる３種類の光記録媒体が使用される光ヘッド装置に適用される。
【００５２】
本形態では、光ヘッド装置で使用される光記録媒体は、第１の波長を有する第１のレーザ光が集光されるＣＤと、第１の波長よりも短い第２の波長を有する第２のレーザ光が集光されるＤＶＤと、第２の波長よりも短い第３の波長を有する第３のレーザ光が集光されるＢＤ（ブルーレイディスク）とであり、本形態における光ヘッド装置は、３つのレーザ光源を備えている。
【００５３】
図５に示すように、本形態の対物レンズ１３も両面が凸状に形成された凸レンズであり、対物レンズ１３には、光記録媒体４側に形成された出射面１３１とレーザ光源側に形成された入射面１３２とからなる屈折面１３０が形成されている。入射面１３２は、光軸Ｌを中心として入射面１３２の中央部に形成された中央領域１３３と、中央領域１３３の外方で同心状に形成された第１周辺領域１３４と、この周辺領域１３４のさらに外方に同心状に形成された第２周辺領域１３５と、中央領域１３３と第１周辺領域１３４との間に同心状に形成された第１開口制限輪帯１３６と、第１周辺領域１３４と第２周辺領域１３５との間に同心状に形成された第２開口制限輪帯１３７とを備えており、中央領域１３３と第１開口制限輪帯１３６と第１周辺領域１３４と第２開口制限輪帯１３７と第２周辺領域１３５とが中心から外側に向かってこの順番で隣接するように配設されている。中央領域１３３は、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤに対して使用され、第１周辺領域１３４はＤＶＤ及びＢＤに対して使用され、第２周辺領域１３５はＢＤにのみ使用されるようになっている。
【００５４】
中央領域１３３は、実施の形態１と同様に、互いに屈折力が異なる非球面形状を有する複数の中央輪帯状屈折面１３３ａから構成されるとともに、これら複数の中央輪帯状屈折面１３３ａの境界には光軸Ｌ方向に向けて段差１３３ｂが形成されている。この段差１３３ｂの半径方向位置は、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの全てに対する球面収差をバランス良く補正する位置とされている。また、中央輪帯状屈折面１３３ａの非球面形状及び段差１３３ｂの高さは、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの全てに対する球面収差をバランス良く補正するように形成されている。
【００５５】
第１周辺領域１３４は、互いに屈折力が異なる非球面形状を有する複数の第１周辺輪帯状屈折面１３４ａから構成されるとともに、これら複数の第１周辺輪帯状屈折面１３４ａの境界には光軸Ｌ方向に向けて段差１３４ｂが形成されている。この段差１３４ｂの半径方向位置は、ＤＶＤ及びＢＤの双方に対する球面収差をバランス良く補正する位置とされている。また、第１周辺領域１３４の最外周部分を構成する第１周辺輪帯状屈折面１３４ａ１を除く第１周辺輪帯状屈折面１３４ａの非球面形状及び段差１３４ｂの高さは、ＤＶＤ及びＢＤの双方に対する球面収差をバランス良く補正するように形成されている。さらに、最外周部分を構成する第１周辺輪帯状屈折面１３４ａ１は、ＢＤに対する球面収差を最適に補正するような非球面形状となっている。
【００５６】
第２周辺領域１３５は、第２周辺輪帯状屈折面１３５ａを備えている。本形態では、第２周辺領域１３５には、１の第２周辺輪帯状屈折面１３５ａが形成されており、この第２周辺輪帯状屈折面１３５ａは、ＢＤに対する球面収差を最適に補正するような非球面形状となっている。尚、本形態では図５に示すように、第２周辺領域１３５の外周がＢＤの記録再生に必要な開口数Ｎ３とほぼ一致している。
【００５７】
第１開口制限輪帯１３６は、本形態では、第１のレーザ光をＣＤの記録面上に集光させず、かつ、第２のレーザ光をＤＶＤの記録面上、第３のレーザ光をＢＤの記録面上に集光させるように、ＣＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ１付近に形成されている。本形態では、第１開口制限輪帯１３６の内周が、ＣＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ１と略一致するように、第１開口制限輪帯１３６が形成されている。
【００５８】
第２開口制限輪帯１３７は、本形態では、第２のレーザ光をＤＶＤの記録面上に集光させず、かつ、第３のレーザ光をＢＤの記録面上に集光させるように、ＤＶＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ２付近に形成されている。本形態では、第２開口制限輪帯１３７の内周が、ＤＶＤの記録再生に必要な開口数ＮＡ２と略一致するように、第２開口制限輪帯１３７が形成されている。
【００５９】
より具体的には、第１開口制限輪帯１３６には、光軸Ｌ方向に向けて格子段差１３６ａ１が形成された回折格子１３６ａが形成されている。また、第２開口制限輪帯１３７は、ＢＤに対する球面収差を最適に補正するような非球面形状に、光軸Ｌ方向に向けて格子段差１３７ａ１が形成された回折格子１３７ａが付加されて形成されている。例えば、格子段差１３６ａ１の高さは、３．８μｍとなっており、格子段差１３７ａ１の高さは３．０３μｍとなっている。
【００６０】
以上のように構成された対物レンズ１３では、第２開口制限輪帯１３７に隣接する第１周辺輪帯状屈折面１３４ａ１及び第２周辺輪帯状屈折面１３５ａが、ＢＤに対して最適化された非球面形状に形成されているため、スポット形状の品質が確保しにくい最も波長が短い第３のレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じることはなく、ＢＤの記録面上に形成されるスポット形状の品質を確保することができる。
【００６１】
また、ＣＤの記録再生時においては、第１開口制限輪帯１３６で、ＣＤの記録再生の必要な開口数ＮＡ１の外側領域のレーザ光によるノイズの発生を防止することができ、ＤＶＤの記録再生時においては、第２開口制限輪帯１３７で、ＤＶＤの記録再生の必要な開口数ＮＡ２の外側領域のレーザ光によるノイズの発生を防止することができる。そのため、ＣＤ及びＤＶＤの記録再生性能を向上させることができる。
【００６２】
［他の実施の形態］
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。
【００６３】
例えば、実施の形態１における開口制限輪帯３５は、ＤＶＤ４２に対する球面収差を最適に補正するような非球面形状に、第１及び第２のレーザ光Ｌ１に位相差を発生させる位相シフタが付加されて形成されていても良い。すなわち、図２における回折格子３５ａの形成部分に、図６に示すような光軸Ｌ方向に向けて段差３５ｂ１が形成された位相シフタ３５ｂが形成されていても良い。この場合には、位相シフタ３５ｂで、第１のレーザ光Ｌ１には実質的に位相差を発生させ、第２のレーザ光Ｌ２には実質的に位相差を発生しないようにすれば良い。より具体的には、位相シフタ３５ｂの段差３５ｂ１の高さｄ１を
ｄ１＝ｃ×λ２／（ｎ２−１）  （但し、ｃは任意の整数）
を満足するように設定してやれば良い。また、実施の形態２の第１開口制限輪帯１３６及び第２開口制限輪帯１３７において回折格子に替えて位相シフタを設けても良い。
【００６４】
尚、この対物レンズを用いた場合の球面収差量は図７（Ａ）、（Ｂ）に示すようになる。すなわち、図７（Ａ）に示すように、第２のレーザ光Ｌ２に対するの球面収差は、上述した実施の形態１と同じになる。一方、図７（Ｂ）に示すように、第１のレーザ光Ｌ１に対する球面収差は、開口制限輪帯３５の範囲では、プラス側に大きく振れて不連続となっている。また、開口制限輪帯３５よりも外側の範囲でも球面収差がプラス側に大きく振れている。そのため、中央領域３３よりも外側の範囲では、第１のレーザ光Ｌ１によるノイズの発生を防止することができる。
【００６５】
また、実施の形態１では、中央領域３３の最外周部分を構成する中央輪帯状屈折面３３ａ１は、ＤＶＤ４２に対する球面収差を最適に補正するような非球面形状となっていたが、この中央輪帯状屈折面３３ａ１をＣＤ４１及びＤＶＤ４２の双方に対する球面収差をバランス良く補正するように形成しても良い。この場合、実施の形態１と比較してＤＶＤ４２のビームスポット形状の品質が劣ることになるが、ＣＤ４１の記録再生時に必要な開口数ＮＡ１の外側で生じる第１のレーザ光Ｌ１の戻り光の影響によるノイズの発生を防止することができ、また、ＤＶＤ４２の記録再生時における第２のレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じないようにすることはできる。
【００６６】
さらに、実施の形態２では、第１周辺領域１３４の最外周部分を構成する第１周辺輪帯状屈折面１３４ａ１は、ＢＤに対する球面収差を最適に補正するような非球面形状となっていたが、第１周辺輪帯状屈折面１３４ａ１をＤＶＤ及びＢＤの双方に対する球面収差をバランス良く補正するように形成しても良い。この場合、実施の形態２と比較してＢＤのビームスポット形状の品質が劣ることになるが、ＤＶＤの記録再生時に必要な開口数ＮＡ２の外側で生じる第２のレーザ光Ｌ２によるノイズの発生を防止することができ、また、ＢＤの記録再生時における第３のレーザ光の有効部分に、球面収差が負の方向から正の方向へ大きく振れる球面収差の不連続部分が生じないようにすることはできる。
【００６７】
さらにまた、実施の形態１における光記録媒体４は、ＣＤ４１とＤＶＤ４２とには限定されず、ＢＤに対しても対物レンズ３を用いることができる。すなわち、ＣＤ、ＢＤ兼用の光ヘッド装置あるいは、ＤＶＤ、ＢＤ兼用の光ヘッド装置に本発明の対物レンズを適用することも可能である。
【００６８】
また、開口制限輪帯は対物レンズ３に直接設ける必要はなく、開口制限輪帯を別素子で構成するとともに、開口制限輪帯が設けられていない対物レンズと近接して組み込んだ対物レンズユニットであっても上記と同様の効果を得ることができる。また、本形態の構成は、対物レンズだけでなく、コリーメータレンズ等のその他の光ヘッド装置用のレンズに応用が可能である。
【００６９】
また、本発明の対物レンズは、透明基板の厚さが異なる２種類あるいは３種類の光記録媒体が使用される光ヘッド装置には限定されず、透明基板の厚さが異なる４種類以上の光記録媒体が使用される光ヘッド装置においても適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる光ヘッド装置の概略構成を模式的に示す概略構成図である。
【図２】図１に示す光ヘッド装置の対物レンズを模式的に示す断面図である。
【図３】図２に示す対物レンズの屈折面に形成された開口制限輪帯をレーザ光が通過する状態を示し、（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第２のレーザ光の通過状態を説明する説明図、第１のレーザ光の通過状態を説明する説明図である。
【図４】図２に示す対物レンズを用いた場合の球面収差量を示し、（Ａ）、（Ｂ）は第２のレーザ光に対する球面収差を示すグラフ、第１のレーザ光に対する球面収差を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる対物レンズを模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の他の形態にかかる開口制限輪帯の構成を拡大して示す拡大図である。
【図７】本発明の他の形態にかかる対物レンズを用いた場合の球面収差量を示し、（Ａ）、（Ｂ）は第２のレーザ光に対する球面収差を示すグラフ、第１のレーザ光に対する球面収差を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１  光ヘッド装置
３、１３  対物レンズ
４  光記録媒体
１１  第１のレーザ光源
１２  第２のレーザ光源
３０、１３０  屈折面
３３、１３３  中央領域
３３ａ、１３３ａ  中央輪帯状屈折面
３３ｂ、１３３ｂ  段差
３４  周辺領域
３４ａ  周辺輪帯状屈折面
３５  開口制限輪帯
３５ａ  回折格子
３５ａ１  格子段差
３５ｂ  位相シフタ
４１  ＣＤ（第１光記録媒体）
４１ａ  記録面
４２  ＤＶＤ（第２光記録媒体）
４２ａ  記録面
１３４  第１周辺領域
１３５  第２周辺領域
１３６  第１開口制限輪帯
１３７  第２開口制限輪帯
Ｌ  光軸
Ｌｏ  集光光学系
Ｌ１  第１のレーザ光
Ｌ２  第２のレーザ光
ＮＡ１、ＮＡ２、ＮＡ３  開口数
λ１  第１の波長
λ２  第２の波長
【図１】
2006018979.tif 000003
【図２】
2006018979.tif 000004
【図３】
2006018979.tif 000005
【図４】
2006018979.tif 000006
【図５】
2006018979.tif 000007
【図６】
2006018979.tif 000008
【図７】
2006018979.tif 000009