(57)【要約】【課題】  ２つ以上の光記録媒体へ集光させる光束の波長が同一であり、２つ以上の光記録媒体へ集光させる光束の波長が異なっている、３つ以上の光記録媒体へ集光させる対物レンズ光学系の光利用効率の向上、不要光の低減を行い、高性能な対物レンズ光学系を提供すること。【解決手段】  本発明は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に、波長λ１の光束を厚さｔ２の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に、並びに波長λ３の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面にそれぞれ屈折作用により集光させる対物レンズ光学系である。ここで、同一波長の互換技術に対物レンズ光学系の領域分けを用い、異なる波長の互換技術に光ビームの波長λの違いによって発生する色収差等を相殺するような収差を発生させる技術を用いた。【選択図】図１
2008123564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
当該共用領域は、該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差を相殺するような収差を発生する非球面形状が設定されたことを特徴とする対物レンズ光学系。
【請求項２】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
前記共用領域は、非球面形状が設定され、該光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることを特徴とする対物レンズ光学系。
【請求項３】
前記透明基板の厚さが|ｔ３−ｔ１|＞|ｔ３−ｔ２|であることを特徴とする請求項1または２記載の対物レンズ光学系。
【請求項４】
前記共用領域は前記第３の光記録媒体のＮＡ領域内の外側部分に配置されていることを特徴とする請求項３記載の対物レンズ光学系。
【請求項５】
前記共用領域は、光軸から半径方向に複数の区間に区分されていることを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ光学系。
【請求項６】
前記第１の光記録媒体及び前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域をさらに設けたことを特徴とする請求項３に記載の対物レンズ光学系。
【請求項７】
波長λ１が略４０５ｎｍ、波長λ３が略６５５ｎｍ、基板厚さｔ１が略０．１ｍｍ、基板厚さｔ２が略０．６ｍｍ、基板厚さｔ３が略０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし６記載の対物レンズ光学系。
【請求項８】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ1の光束は、互いに異なる入射角で入射することを特徴とする対物レンズ光学系。
【請求項９】
前記共用領域は、非球面形状が設定され、該光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることを特徴とする請求項８記載の対物レンズ光学系。
【請求項１０】
前記透明基板の厚さが|ｔ３−ｔ１|＞|ｔ３−ｔ２|であることを特徴とする請求項８または９記載の対物レンズ光学系。
【請求項１１】
前記共用領域は前記第３の光記録媒体のＮＡ領域内の外側部分に配置されていることを特徴とする請求項１０記載の対物レンズ光学系。
【請求項１２】
前記共用領域は、光軸から半径方向に複数の区間に区分されていることを特徴とする請求項８記載の対物レンズ光学系。
【請求項１３】
波長λ１が略４０５ｎｍ、波長λ３が略７９０ｎｍ、基板厚さｔ１が略０．１ｍｍ、基板厚さｔ２が略０．６ｍｍ、基板厚さｔ３が略１．２ｍｍであることを特徴とする請求項８ないし１２記載の対物レンズ光学系。
【請求項１４】
前記第１の光記録媒体及び前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域をさらに設けたことを特徴とする請求項１０に記載の対物レンズ光学系。
【請求項１５】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ４（λ４≠λ１）の光束を厚さｔ４の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ４の光束を前記第４の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ1の光束は、互いに異なる入射角で入射し、
該光ビームの波長λ４とλ１の違いによって発生する色収差を相殺し合う非球面形状が設定されたことを特徴とする対物レンズ光学系。
【請求項１６】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ４（λ４≠λ１）の光束を厚さｔ４の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ４の光束を前記第４の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ1の光束は、互いに異なる入射角で入射し、
前記共用領域は、非球面形状が設定され、該第２の光記録媒体と第4の光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λ４とλ１の違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることを特徴とする対物レンズ光学系。
【請求項１７】
前記透明基板の厚さが|ｔ３−ｔ１|＞|ｔ３−ｔ２| あるいは／かつ|ｔ４−ｔ１|＞|ｔ４−ｔ２|であることを特徴とする請求項１５または１６記載の対物レンズ光学系。
【請求項１８】
前記共用領域は前記第３の光記録媒体のＮＡ領域と前記第４の光記録媒体のＮＡ領域のいずれか小さい方のＮＡ領域内の外側部分に配置されていることを特徴とする請求項１７記載の対物レンズ光学系。
【請求項１９】
前記共用領域は、光軸から半径方向に複数の区間に区分されていることを特徴とする請求項１５記載の対物レンズ光学系。
【請求項２０】
波長λ１が略４０５ｎｍ、波長λ３が略７９０ｎｍ、波長λ４が略６５５ｎｍ、基板厚さｔ１が略０．1ｍｍ、基板厚さｔ２が略０．６ｍｍ、基板厚さｔ３が略１．２ｍｍ、基板厚さｔ４が略０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１５ないし１９記載の対物レンズ光学系。
【請求項２１】
前記共用領域は段差形状により複数の区間に分割されていることを特徴とする請求項１９に記載の対物レンズ光学系。
【請求項２２】
前記対物レンズ光学系が、レンズ１枚で構成されていることを特徴とする請求項１５記載の対物レンズ光学系。
【請求項２３】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
当該共用領域は、該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差を相殺するような収差を発生する非球面形状が設定されたことを特徴とする光ピックアップ光学系。
【請求項２４】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
前記共用領域は、非球面形状が設定され、該光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることを特徴とする光ピックアップ光学系。
【請求項２５】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ１の光束は、互いに異なる入射角で入射することを特徴とする光ピックアップ光学系。
【請求項２６】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ４（λ４≠λ１）の光束を厚さｔ４の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ４の光束を前記第４の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ１の光束は、互いに異なる入射角で入射し、
該光ビームの波長λ４とλ１の違いによって発生する色収差を相殺し合う非球面形状が設定されたことを特徴とする光ピックアップ光学系。
【請求項２７】
波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ４（λ４≠λ１）の光束を厚さｔ４の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、
前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
前記波長λ１の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ４の光束を前記第４の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、
当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ1の光束は、互いに異なる入射角で入射し、
前記共用領域は、非球面形状が設定され、該第２の光記録媒体と第4の光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λ４とλ１の違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることを特徴とする光ピックアップ光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の異なる厚みを有する光記録媒体に対して情報を記録または再生可能な対物レンズ光学系及び光ピックアップ光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、異なる光記録媒体へ集光させる対物レンズ光学系が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された技術は、波長の違いによって発生する色収差及び透明基板によりの厚みによる発生する波面収差を利用することにより、２つの異なる光記録媒体へ集光させる技術（以下互換技術と呼ぶ）である。しかしながら、同一波長に光を用いて、厚みの異なる光記録媒体に対して集光させる場合には、この互換技術を適用することは困難であった。
【０００３】
また、同一波長での互換技術として、特許文献２に開示されている技術がある。本技術においては、光束の偏光方向を選択的に切り換える偏光面切換素子が必要であり、部品点数の増加、対物レンズ光学系の大型化、対物レンズ光学系の重量増加の課題があった。
【０００４】
また、他の同一波長での互換技術として、特許文献３において紹介されているように、対物レンズ光学系を領域分けすることにより、異なる光記録媒体へ集光させる技術がある。しかし、各光記録媒体に集光する対物レンズ光学系の各領域は、各光記録媒体のそれぞれにしか集光させることができないため、３つ以上の光記録媒体へ集光させるようにすると、光利用効率の低下によるレーザーパワーの増加や不要光の処理などの課題があった。
【０００５】
各光記録媒体に集光する対物レンズ光学系の各領域が各光記録媒体のそれぞれにしか集光させることができないという問題点を解決する技術が、特許文献４に開示されている。この技術では、２つの媒体共に集光させる領域を設けている。しかし、この領域の互換技術に回折構造を用いており、回折効率による光の利用効率の低下があり、依然として、光利用効率の低下によるレーザーパワーの増加や不要光の処理などの課題があった。
【特許文献１】特開２００１−１９５７６９号公報
【特許文献２】特開２００６−１２３９１号公報
【特許文献３】特開平１０−１４３９０５号公報
【特許文献４】特開２０００−２８９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術にかかる対物レンズ光学系を用いた場合には、上述したように、光利用効率の低下によるレーザパワーの増加や不要光の処理という課題が発生していた。
【０００７】
本発明は、少なくとも２つ以上の光記録媒体へ集光させる光束の波長が同一であり、少なくとも２つ以上の光記録媒体へ集光させる光束の波長が異なっている、少なくとも３つ以上の光記録媒体へ集光させる対物レンズ光学系の光利用効率の向上、不要光の低減を行い、高性能な対物レンズ光学系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】
【０００８】
本発明にかかる対物レンズ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、当該共用領域は、該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差を相殺するような収差を発生する非球面形状が設定されたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明にかかる他の対物レンズ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、前記共用領域は、非球面形状が設定され、該光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、前記透明基板の厚さが|ｔ３−ｔ１|＞|ｔ３−ｔ２|であることが好ましい。また、前記共用領域は前記第３の光記録媒体のＮＡ領域内の外側部分に配置されていることが望ましい。ここで、ＮＡ領域は対応する径の中央から内側を内側領域とし、外側を外側領域と称する。外側領域においてはレンズ面に対する入射角が大きいので収差がとりにくくなるが、このような外側領域に共用領域を配置することに高性能化が図ることが可能となる。
【００１１】
また、前記共用領域は、光軸から半径方向に複数の区間に区分されていることが望ましい。前記第１の光記録媒体及び前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域をさらに設けるとよい。
【００１２】
好適な実施の形態において、波長λ１は略４０５ｎｍ、波長λ３は略６５５ｎｍ、基板厚さｔ１は略０．１ｍｍ、基板厚さｔ２が略０．６ｍｍ、基板厚さｔ３が略０．６ｍｍである。
【００１３】
本発明にかかる対物レンズ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ1の光束は、互いに異なる入射角で入射することを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、前記共用領域は、非球面形状が設定され、該光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記透明基板の厚さが|ｔ３−ｔ１|＞|ｔ３−ｔ２|であることが好ましい。さらに、前記共用領域は前記第３の光記録媒体のＮＡ領域内の外側部分に配置されていることが望ましい。また、前記共用領域は、光軸から半径方向に複数の区間に区分されているとよい。
【００１６】
好適な実施の形態においては、波長λ１が略４０５ｎｍ、波長λ３が略７９０ｎｍ、基板厚さｔ１が略０．1ｍｍ、基板厚さｔ２が略０．６ｍｍ、基板厚さｔ３が略１．２ｍｍである。また、前記第１の光記録媒体及び前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域をさらに設けることが望ましい。
【００１７】
本発明にかかる他の対物レンズ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ４（λ４≠λ１）の光束を厚さｔ４の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、前記波長λ１の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ４の光束を前記第４の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ1の光束は、互いに異なる入射角で入射し、光ビームの波長λ４とλ１の違いによって発生する色収差を相殺し合う非球面形状が設定されたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明にかかる他の対物レンズ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ４（λ４≠λ１）の光束を厚さｔ４の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する対物レンズ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、前記波長λ１の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ４の光束を前記第４の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ1の光束は、互いに異なる入射角で入射し、前記共用領域は、非球面形状が設定され、該第2の光記録媒体と第4の光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λ４とλ１の違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることを特徴とするものである。
【００１９】
ここで、前記透明基板の厚さが|ｔ３−ｔ１|＞|ｔ３−ｔ２| あるいは／かつ |ｔ４−ｔ１|＞|ｔ４−ｔ２|であることが望ましい。
【００２０】
また、前記共用領域は前記第３の光記録媒体のＮＡ領域と前記第４の光記録媒体のＮＡ領域のいずれか小さい方のＮＡ領域内の外側部分に配置されていることを特徴とする請求項１７記載の対物レンズ光学系。
【００２１】
ここで、前記共用領域は、光軸から半径方向に複数の区間に区分されていることが好ましい。また、好適な実施の形態では、波長λ１が略４０５ｎｍ、波長λ３が略７９０ｎｍ、波長λ４が略６５５ｎｍ、基板厚さｔ１が略０．１ｍｍ、基板厚さｔ２が略０．６ｍｍ、基板厚さｔ３が略１．２ｍｍ、基板厚さｔ４が略０．６ｍｍである。
【００２２】
また、前記共用領域は段差形状により複数の区間に分割されていることが望ましく、さらに、前記対物レンズ光学系が、レンズ１枚で構成されていることが望ましい。
【００２３】
本発明にかかる光ピックアップ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、当該共用領域は、該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差を相殺するような収差を発生する非球面形状が設定されたことを特徴とするものである。
【００２４】
本発明にかかる他の光ピックアップ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
【００２５】
前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、前記共用領域は、非球面形状が設定され、該光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明にかかる他の光ピックアップ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、
【００２７】
前記波長λ１の光束を、前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ１の光束は、互いに異なる入射角で入射することを特徴とするものである。
【００２８】
本発明にかかる他の光ピックアップ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ４（λ４≠λ１）の光束を厚さｔ４の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、前記波長λ１の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ４の光束を前記第４の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ１の光束は、互いに異なる入射角で入射し、光ビームの波長λ４とλ１の違いによって発生する色収差を相殺し合う非球面形状が設定されたことを特徴とするものである。
【００２９】
本発明にかかる他の光ピックアップ光学系は、波長λ１の光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ１の光束を厚さｔ２（ｔ２≠ｔ1）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、波長λ３（λ３≠λ１）の光束を厚さｔ３の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、並びに波長λ４（λ４≠λ１）の光束を厚さｔ４の透明基板を有する第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録面に光スポットを形成する正のパワーを有する光ピックアップ光学系であって、前記波長λ１の光束を、前記第２の光記録媒体の情報記録面には集光させずに、前記第１の光記録媒体の情報記録面に集光させる第１の光記録媒体用領域と、前記波長λ１の光束を前記第１の光記録媒体の情報記録面には集光させずに前記第２の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ３の光束を前記第３の光記録媒体の情報記録面に集光させ、前記波長λ４の光束を前記第４の光記録媒体の情報記録面に集光させる共用領域とを備え、当該共用領域に入射する前記波長λ３の光束と前記波長λ１の光束は、互いに異なる入射角で入射し、前記共用領域は、非球面形状が設定され、該第２の光記録媒体と第４の光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差と該光ビームの波長λ４とλ１の違いによって発生する色収差と非球面形状で発生する収差が相殺されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、少なくとも２つ以上の光記録媒体へ集光させる光束の波長が同一であり、少なくとも２つ以上の光記録媒体へ集光させる光束の波長が異なっている、少なくとも３つ以上の光記録媒体へ集光させる対物レンズ光学系の光利用効率の向上、不要光の低減を行い、高性能な対物レンズ光学系を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、第一に、同一波長の互換技術に対物レンズ光学系の領域分けを用い（以下互換技術Ａと呼ぶ）、異なる波長の互換技術に、任意の光線高さに対する情報記録面上の集光点の収差を許容範囲内となるよう位相を変化させる構造（以下互換技術Ｂと呼ぶ）を用いた。
【００３２】
互換技術Ｂは、波長λ１のレーザービームで基板厚さｔ１の光記録媒体２に記録再生する際に生じる波面収差と、波長λ３のレーザービームで基板厚さｔ３の情報記録媒体に記録再生する際に生じる波面収差とを補償するように位相を変化させる構造によって実現される。かかる互換技術Ｂにおいて考慮すべき収差には、基板厚の差によって生じる波面収差（収差Ａ）、レーザビームの波長の差に基づく対物レンズ及び光記録媒体の基板の屈折率差によって生じる色収差（収差Ｂ）、波長の差を利用して対物レンズの面を高次非球面とすることによって発生させる色収差（収差Ｃ）がある。
【００３３】
当該互換技術Ｂには、収差Ａを収差Ｂと収差Ｃによりキャンセルさせることによって互換を可能とする技術（B1）と、収差Ｂを収差Ｃによりキャンセルさせることによって互換を可能とする技術（B2）とがある。前者B1の互換技術は、例えば、波長の違いによって発生する色収差と透明基板の厚みの違いにより発生する波面収差とが相殺し合うように位相を変化させる高次非球面構造を形成することによって実現されものであり、例えば、特開２００３−２７０５２８号公報に開示されている。後者B2は、ＨＤＤＶＤとＤＶＤのように、基板厚が同じだが、波長が異なる場合に、波長の違いによる発生する色収差（収差B）を高次非球面構造で発生させる色収差（収差C）で相殺しあうように実現されるものである。
【００３４】
このように、互換技術Ａ及び互換技術Ｂの双方を用いる構成とすることにより、同一波長での互換が可能となり、異なる波長の互換における光利用効率の向上、不要光の低減が可能となり、高性能な対物レンズ光学系を提供することができる。
【００３５】
第二に、光束λ１に対応する透明基板の厚みｔ１、光束λ１に対応する透明基板の厚みｔ２、光束λ３に対応する透明基板の厚みｔ３の関係を、|ｔ３−ｔ１|＞|ｔ３−ｔ２|とした場合、ｔ３に対応するＮＡ領域において、ｔ１に対応する光記録媒体へ集光させず（互換技術A）、ｔ２、ｔ３に対応する光記録媒体へ集光する（互換技術B）構成とした。このような構成とすることにより、ｔ３に対応する光記録媒体へ集光させにくいＮＡ近傍において、厚みの差による波面収差の差がｔ１に対応する光記録媒体の場合よりも小さいｔ２に対応する光記録媒体との互換を行うことができ、高性能な対物レンズ光学系を提供することができる。
【００３６】
第三に、ｔ３に対応するＮＡ領域の内側にｔ１、ｔ３に対応する光記録媒体へ集光する領域を設ける構成とした。このような構成とすることにより、ｔ１の使用領域が増加するため、光利用効率の向上、不要光の低減が可能となり、高性能な対物レンズ光学系を提供することができる。
【００３７】
第四に、前記位相を変化させる構造にレンズ面上の段差形状を用いる構成とした。このような構成とすることにより、位相を変化させる新たな素子を追加することなく互換技術を提供できるため、対物レンズ光学系の小型化、軽量化が可能となる。
【００３８】
第五に、前記対物レンズ光学系をレンズ１枚の構成とした。このような構成とすることにより、互換を行う素子を追加すること無く互換技術を提供できるため、対物レンズ光学系の小型化、軽量化が可能となる。
【００３９】
ここで、４方式互換を実現するためには３つの自由度が必要となる。この自由度は以下の３つの方策により確保できる。
Ａ：領域（光束）の分割
Ｂ：高次非球面
Ｃ：入射角
また、３方式互換を実現するためには上記３つの自由度のうち２つあれば実現できる。例えば、ＨＤＤＶＤ・ＢＤ・ＤＶＤの三方式互換の場合、いろいろな組み合わせが考えられるが最も現実的なのはＡとＢの組み合わせである。ＨＤＤＶＤ・ＢＤ・ＣＤの三方式互換の場合もいろいろな組み合わせが考えられるが最も現実的なのはＡとＣの組み合わせである。
【００４０】
発明の実施の形態１．
本実施形態の対物レンズ光学系は、図７により特定される４種類の光記録媒体に対して集光させることが可能な構成を有している。具体的には、光記録媒体１はＢＤ（Blu-ray Disc）、光記録媒体２はＨＤＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）、光記録媒体３はＣＤ（Compact Disc：ＣＤ−ＲなどのＣＤを含む）、光記録媒体４はＤＶＤ（Digital Versatile Disc）である。図に示されるように、光記録媒体１と光記録媒体２とは、集光させる光束の波長は同じである。また、光記録媒体１、２に対して、光記録媒体３及び光記録媒体４は、集光させる光束の波長は異なり、光記録媒体３と光記録媒体４も集光させる光束の波長が異なる。さらに、光記録媒体２と光記録媒体４とはその透明基板の厚さは同じであるが、光記録媒体１及び光記録媒体４とは異なる。光記録媒体１と光記録媒体４の透明基板の厚さは異なる。
【００４１】
本実施形態１にかかる対物レンズ光学系は、１枚レンズにより構成されている。この対物レンズについて、各光記録媒体への入射光束の有効径及び使用したレンズ材料の屈折率を図８に示す。
【００４２】
また、図９に各光記録媒体へ集光させる光線高さの領域を示す。ここで、この領域Ｎｏ．を以下「媒体領域番号」と呼ぶ。例えば、媒体領域番号１は０〜０．２３２ｍｍ、媒体領域番号２は０．２３２〜０．７２５ｍｍの光線高さにより規定される領域である。また、光線高さは、絞り面上の光軸に垂直な方向の光軸からの距離である。
【００４３】
本実施の形態１では、図９に示されるように、媒体領域番号で定められる領域では、図９に示される各光記録媒体に対して集光させることが可能である。具体的には、媒体領域番号１で定められる領域では、光記録媒体１，２，３，４のすべてに対して集光させることが可能な共用領域である。また、媒体領域番号３及び５で定められる各領域では、光記録媒体２に対してのみ集光させることができる、光記録媒体２の専用領域である。媒体領域番号２及び４で定められる各領域では、光記録媒体１，３，４に対して集光させることができ、媒体領域番号６で定められる領域は、光記録媒体１，４に対して集光させることができる共用領域である。媒体領域番号７で定められる領域は、光記録媒体１に対して集光させることができる専用領域である。
【００４４】
このように、本実施の形態１では、波長が同じで基板厚が異なる光記録媒体１と２とは、媒体領域番号１により定められる領域を除き、基本的に領域を分け、上記互換技術Ａにより、光記録媒体１及び光記録媒体２間の互換を可能としている。そして、光記録媒体１、３及び４については、上記互換技術Ｂにより、これらの間の互換を可能としている。
【００４５】
また、図９で示されるように、媒体領域番号１〜４の領域が光記録媒体３のＮＡに、媒体領域番号１〜５の領域が光記録媒体２のＮＡに、媒体領域番号１〜６の領域が光記録媒体４のＮＡに、媒体領域番号１〜７の領域が光記録媒体１のＮＡにそれぞれ相当する。
【００４６】
本実施形態１にかかる対物レンズ光学系のレンズデータ及びその面形状データを図１０及び図１１に示す。ここで、図１１において示される面形状データは、次の式（１）で表されるものである。対物レンズ面１は、６次までの非球面係数を用いて媒体領域分けと面領域分けを行い、各面領域は段差形状を形成した。対物レンズ面２は、１６次までの非球面係数を用いた。
【００４７】
【数１】
2008123564.tif 000003
・・・・・式（１）
【００４８】
ｚは、非球面ザグ量であり、光軸からの高さがｒとなる非球面上の座標点における非球面の光軸上での接平面からの距離を示す。ｋは、コーニックコンスタント（係数）を示す。ｃは、非球面の光軸上での曲率（１／曲率半径）を示す。ｒは、光軸からの光線高さである。α１，２，・・は、非球面係数を示す。Ｚshiftは、各面領域を光軸まで形成した場合の光軸交点のズレ量を示す。
【００４９】
続いて、図１を用いて、本実施の形態１にかかる対物レンズ光学系の概略構成について説明する。
【００５０】
図において、１００は対物レンズ、２００は光記録媒体（透明基板）、２０１は情報記録面、３００は光束をそれぞれ示す。対物レンズ１００は、各光記録媒体１〜４に対して共通して用いられる。図１（ａ）〜（ｄ）において光束３００は各光記録媒体２００の情報記録面２０１に集光する光束のみ示す。
【００５１】
図１（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、対物レンズ１００の入射面においては、光記録媒体１に集光させる領域と、光記録媒体２に集光させる領域とが一部の領域（この例では中央領域）を除き、重なることがないように、設計されている。これは、光記録媒体１と光記録媒体２とが、使用される光束の波長が同一である一方で透明基板厚さが異なることから、波長の差を利用した互換技術Ｂを用いることができないため、領域を分ける互換技術Ａを用いたものである。
【００５２】
また、図１（ａ），（ｃ），（ｄ）から明らかなように、対物レンズ１００の入射面においては、光記録媒体１に集光させる領域、光記録媒体３に集光させる領域及び光記録媒体４に集光させる領域が基本的に一致している。但し、光記録媒体１、光記録媒体３、光記録媒体４では、図７及び図８に示されるようにそれぞれＮＡが異なりレンズ有効径が異なることから、これらの領域は外周付近で重複していない。
【００５３】
図２は、本実施の形態１にかかる対物レンズ光学系の波面収差図を示す。図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ光記録媒体１，２，３，４についての波面収差を示す。図２の波面収差図において波面収差を示す実線は、図９において各光記録媒体に関して集光可能な領域のみに対して付している。
【００５４】
図１３は、図９において各光記録媒体に関して集光可能な領域におけるＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差値を示す。図の軸上特性に示されるように、本実施の形態１にかかる対物レンズ光学系におけるＲＭＳ波面収差は、全ての光記録媒体について、０．０５λ以下であり、マレシャル限界を達成することができた。また、レンズシフト特性も有限系のＣＤで０．６３８０と０．０７λ以下とすることができた。
【００５５】
図２及び図１０に示すように、同一波長を用いる光記録媒体１，２に対しては、それぞれ独立した媒体領域を設けることにより、２つの光記録媒体へ集光させることができる対物レンズ光学系を提供することができる。
【００５６】
また、図２、図１１及び図１２に示すように、異なる波長を用いる光記録媒体の互換を実現している媒体領域番号２，４，６の領域では、任意の光線高さに対する情報記録面上の集光点の収差を許容範囲内となるよう位相を変化させる構造を用い、屈折作用により集光させている互換技術Ｂを用い、さらに、光記録媒体３については、互換技術Ｂに加え、物体面の距離を用いることによる球面収差の補正を行う屈折作用により集光させているため、回折構造による互換技術のように回折効率による光利用効率の低下を招くことなく、異なる情報記録面上へ集光させることができる対物レンズ光学系を提供することができる。
【００５７】
また、図１０、図１１及び図１２に示すように、位相を変化させる構造をレンズ表面の段差形状により実現したため、位相を変化させる新たな構造を必要とせず、小型で軽量な対物レンズ光学系を提供することができる。
【００５８】
以上説明してきたように、同一波長を用いる光記録媒体の互換技術に領域分けを用い、異なる波長を用いる光記録媒体の互換技術に同一領域で位相を変化させる構造を用いた屈折作用による互換技術を用いたので、高性能な対物レンズ光学系を提供することができる。
【００５９】
発明の実施の形態２．
本実施の形態２にかかる対物レンズ光学系は、実施の形態１と同様の基本的構成を有し、図７に記載された４種類の光記録媒体に集光する構成を有し、図８に示す各光記録媒体への入射光束の有効径及び屈折率を有するレンズ材料を用いた。以下、実施の形態１と同様の内容については、その説明を省略する。
【００６０】
図１４に本実施の形態２にかかる対物レンズ光学系における各光記録媒体へ集光させる光線高さの領域を示す。また、本実施の形態２にかかる対物レンズ光学系のレンズデータ及びその面形状データを図１５及び図１６に示す。図３に本実施の形態２にかかる対物レンズ光学系についての波面収差図を示し、図１８に本実施の形態２にかかる対物レンズ光学系についてのＲＭＳ波面収差値を示す。図の軸上特性に示されるように、本実施の形態２にかかる対物レンズ光学系におけるＲＭＳ波面収差は、全ての光記録媒体について、０．０５λ以下であり、マレシャル限界を達成することができた。また、レンズシフト特性も０．０５λ以下とすることができた。
【００６１】
上述の実施の形態１では、図９に示すように、光記録媒体３のＮＡ部分に相当する媒体領域番号４により定められる領域では、光記録媒体３と光記録媒体１の互換を行っていた。これに対して、本実施の形態２では、図１４に示すように、光記録媒体３のＮＡ部分の媒体領域番号４及び６にかかる領域において、光記録媒体３と光記録媒体２の互換を行うようにした。このような構成にすることにより、図１５に示すように有限系である光記録媒体３に対する物体距離を延長することができ、図１８に示すように、光記録媒体３に対するＲＭＳ波面収差値（特に、レンズシフト特性）を改善することができる。これは、光記録媒体２の透明基板厚み（０．６ｍｍ）と光記録媒体３の透明基板厚み（１．２ｍｍ）の差によって発生する波面収差が、光記録媒体１の透明基板厚み（０．１ｍｍ）と光記録媒体３の透明基板厚み（１．２ｍｍ）の差で発生する波面収差よりも小さいため、収差を改善しにくいＮＡ近傍で基板厚みの差によって発生する波面収差の小さい組み合わせにより互換を得ることにより、性能の向上が図れたものである。本実施形態では、レンズシフトの性能向上を行ったが、本互換技術を用いて他の性能の向上を図っても良い。
【００６２】
また、本実施形態においても、実施形態１同様の効果も同時に得られることは明白である。
【００６３】
実施の形態１及び２に具現化されている互換技術Ｂについて、実施の形態３、４を用いてその原理を詳細に説明する。
【００６４】
発明の実施の形態３．
本実施の形態３について説明する。本実施形態の対物レンズ光学系は、実施の形態１と同様の基本的構成を有し、図１９〜図２３に示す対物レンズ光学系を用い、４種類の光記録媒体に集光する構成を有する。本実施の形態３にかかる対物レンズ光学系の特性を図４、図２４にＲＭＳ波面収差値を示す。以下、実施の形態１と同様の内容については、その説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態３にかかる対物レンズ光学系においては、領域間の光路長差を次のように設定した。即ち、面領域番号２、４、６、１２、１４の領域に関しては、光記録媒体２に対して概ね「−０．０６±０．０６λ」すなわち−０．１２λ２〜０λ２となるような光路長差とし、光記録媒体４に対して概ね「＋０．０６±０．０６λ」すなわち０λ４〜０．１２λ４となるような光路長差とした。また、面領域番号７、９、１１の領域に関しては、光記録媒体２に対して概ね「−２．０６±０．０６λ」すなわち−２．１２λ２〜−２λ２となるような光路長差とし、光記録媒体４に対して概ね「−０．９４±０．０６λ」すなわち−１λ４〜−０．８８λ４となるような光路長差とした。このように光路長差を設定することにより、上述した互換技術Ｂによって、光記録媒体２と光記録媒体４の互換を実現した。
【００６６】
本実施の形態３にかかる対物レンズ光学系においては、実施の形態２と同様に、光記録媒体３のＮＡ部分の媒体領域において、光記録媒体２と光記録媒体３の互換を行うようにした。さらに、実施形態１及び２においては、光記録媒体４のＮＡ部分の媒体領域において光記録媒体１と光記録媒体４の互換を行っていたが、光記録媒体４のＮＡ部分の媒体領域において、光記録媒体２と光記録媒体４の互換を行うようにした。このような構成にすることにより、図２４に示されるように、本実施の形態１に比べレンズシフト特性を改善することができ、軸上特性及びレンズシフト特性を共に０．０６λ以下に抑制することができ、高性能な対物レンズ光学系を提供することができた。
【００６７】
また、光記録媒体１、２と波長の異なる光記録媒体３、４どちらも基板厚みの差の小さい光記録媒体２と互換を取ったため、面領域数を低減する事が可能なため、面領域間に形成する段差を減らす事が可能となり、製造の容易化、段差に起因する光の散乱抑制による高性能化を図る事が可能となる。
【００６８】
発明の実施の形態４．
本実施の形態４にかかる対物レンズ光学系は、実施の形態１と同様の基本的構成を有し、図２５〜図２９に示す対物レンズ光学系を用い、４種類の光記録媒体に集光する構成とした。図５に本実施の形態４にかかる対物レンズ光学系の特性を示し、図３０に同ＲＭＳ波面収差値を示す。
【００６９】
本実施の形態４にかかる対物レンズ光学系は、光記録媒体２と４の互換技術Ｂに関連する構成以外は、実施形態３と同様である。本実施の形態３にかかる対物レンズ光学系においては、領域間の光路長差を次のように設定した。即ち、面領域番号２、４の領域に関しては、光記録媒体２に対して概ね「０±０．１２λ」すなわち−０．１２λ２〜＋０．１２λ２となるような光路長差とし、光記録媒体４に対して概ね「０±０．０６λ」すなわち−０．０６λ４〜＋０．０６λ４となるような光路長差とした。また、面領域番号５、７、９、１１の領域に関しては、光記録媒体２に対して概ね「−２．０±０．０６λ」すなわち−２．０６λ２〜−１．９４λ２となるような光路長差とし、光記録媒体４に対して概ね「−１．０±０．０６λ」すなわち−１．０６λ４〜−０．９４λ４となるような光路長差とした。また、面領域番号１３の領域に関しては、光記録媒体２に対して概ね「−０±０．０６λ」すなわち−０．０６λ２〜＋０．０６λ２となるような光路長差とし、光記録媒体４に対して概ね「＋０±０．０６λ」すなわち−０．０６λ４〜＋０．０６λ４となるような光路長差とした。このように光路長差を設定することにより、上述した互換技術Ｂによって、光記録媒体２と光記録媒体４の互換を実現した。
【００７０】
本実施の形態４にかかる対物レンズ光学系においては、このような構成とすることにより、図３０記載のように、軸上特性で０．０４λ以下、レンズシフト特性（０．２ｍｍシフト時）で０．０６λ以下を達成することができ、高性能な対物レンズ光学系を提供することができた。
【００７１】
その他の実施の形態．
実施の形態１〜４では、対物レンズ光学系を１枚のレンズによって実現していたが、図６に示すように、対物レンズ１００と収差補正素子４００の２つの部品を用いて実現してもよい。具体的には、図６（ｂ）に示されるように、収差補正素子４００の入射面又は出射面に互換技術Ａと互換技術Ｂの双方を適用してもよい。また、図６（ｃ）に示されるように、収差補正素子４００上に互換技術Ａを適用し、対物レンズ１００に互換技術Ｂを適用してもよい。さらに、図６（ｄ）に示されるように、収差補正素子４００に互換技術Ｂを適用し、対物レンズ１００に互換技術Ａを適用するようにしてもよい。このような構成により対物レンズ光学系を実現しても、実施の形態１〜４と同様の効果が得られる。しかし、対物レンズ光学系の小型化、軽量化のためには、実施形態１〜４にかかる対物レンズ光学系のように、１枚のレンズで実現することが好ましい。
【００７２】
上述の例では、４種類の光記録媒体の互換を可能とする対物レンズ光学系について説明したが、少なくとも２つ以上の光記録媒体へ集光させる光束の波長が同一であり、少なくとも２つ以上の光記録媒体へ集光させる光束の波長が異なっている、少なくとも３つ以上の光記録媒体へ集光させる対物レンズ光学系に対して本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】発明の実施の形態１にかかる対物レンズ光学系の概略構成図である。
【図２】発明の実施の形態１にかかる対物レンズ光学系の波面収差図である。
【図３】発明の実施の形態２にかかる対物レンズ光学系の波面収差図である。
【図４】発明の実施の形態３にかかる対物レンズ光学系の波面収差図である。
【図５】発明の実施の形態４にかかる対物レンズ光学系の波面収差図である。
【図６】その他の実施の形態にかかる対物レンズ光学系の概略構成図である。
【図７】発明の実施の形態にかかる対物レンズ光学系において使用可能な光記録媒体の諸量を示す表である。
【図８】発明の実施の形態１、２にかかる対物レンズ光学系の有効径及び屈折率を示す表である。
【図９】発明の実施の形態１にかかる対物レンズ光学系における各領域の特性を示す表である。
【図１０】発明の実施の形態１にかかる対物レンズ光学系のレンズデータを示す表である。
【図１１】発明の実施の形態１にかかる対物レンズ光学系の面形状データ（対物レンズ面１）を示す表である。
【図１２】発明の実施の形態１にかかる対物レンズ光学系の面形状データ（対物レンズ面２）を示す表である。
【図１３】発明の実施の形態１にかかる対物レンズ光学系のＲＭＳ波面収差値を示す表である。
【図１４】発明の実施の形態２にかかる対物レンズ光学系の各領域の特性を示す表である。
【図１５】発明の実施の形態２にかかる対物レンズ光学系のレンズデータを示す表である。
【図１６】発明の実施の形態２にかかる対物レンズ光学系の面形状データ（対物レンズ面１）を示す表である。
【図１７】発明の実施の形態２にかかる対物レンズ光学系の面形状データ（対物レンズ面２）を示す表である。
【図１８】発明の実施の形態２にかかる対物レンズ光学系のＲＭＳ波面収差値を示す表である。
【図１９】発明の実施の形態３にかかる対物レンズ光学系の有効径及び屈折率を示す表である。
【図２０】発明の実施の形態３にかかる対物レンズ光学系の各領域の特性を示す表である。
【図２１】発明の実施の形態３にかかる対物レンズ光学系のレンズデータを示す表である。
【図２２】発明の実施の形態３にかかる対物レンズ光学系の面形状データ（対物レンズ面１）を示す表である。
【図２３】発明の実施の形態３にかかる対物レンズ光学系の面形状データ（対物レンズ面２）を示す表である。
【図２４】発明の実施の形態３にかかる対物レンズ光学系のＲＭＳ波面収差値を示す表である。
【図２５】発明の実施の形態４にかかる対物レンズ光学系の有効径及び屈折率を示す表である。
【図２６】発明の実施の形態４にかかる対物レンズ光学系の各領域の特性を示す表である。
【図２７】発明の実施の形態４にかかる対物レンズ光学系のレンズデータを示す表である。
【図２８】発明の実施の形態４にかかる対物レンズ光学系の面形状データ（対物レンズ面１）を示す表である。
【図２９】発明の実施の形態４にかかる対物レンズ光学系の面形状データ（対物レンズ面２）を示す表である。
【図３０】発明の実施の形態４にかかる対物レンズ光学系のＲＭＳ波面収差値を示す表である。
【符号の説明】
【００７４】
１００  対物レンズ
２００  透明基板
２０１  情報記録面
３００  光束
４００  収差補正素子
【図１】
2008123564.tif 000004
【図２】
2008123564.tif 000005
【図３】
2008123564.tif 000006
【図４】
2008123564.tif 000007
【図５】
2008123564.tif 000008
【図６】
2008123564.tif 000009
【図７】
2008123564.tif 000010
【図８】
2008123564.tif 000011
【図９】
2008123564.tif 000012
【図１０】
2008123564.tif 000013
【図１１】
2008123564.tif 000014
【図１２】
2008123564.tif 000015
【図１３】
2008123564.tif 000016
【図１４】
2008123564.tif 000017
【図１５】
2008123564.tif 000018
【図１６】
2008123564.tif 000019
【図１７】
2008123564.tif 000020
【図１８】
2008123564.tif 000021
【図１９】
2008123564.tif 000022
【図２０】
2008123564.tif 000023
【図２１】
2008123564.tif 000024
【図２２】
2008123564.tif 000025
【図２３】
2008123564.tif 000026
【図２４】
2008123564.tif 000027
【図２５】
2008123564.tif 000028
【図２６】
2008123564.tif 000029
【図２７】
2008123564.tif 000030
【図２８】
2008123564.tif 000031
【図２９】
2008123564.tif 000032
【図３０】
2008123564.tif 000033