(57)【要約】      （修正有）【課題】共通の対物レンズによりＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクに対応し、光源の波長変化時や温度変化時の球面収差を抑制できる光ピックアップ装置用の対物レンズ並びにそれを用いた光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供する。【解決手段】対物レンズＯＬの中央領域に設けた第１光路差付与構造を、（Ａ／Ｂ／Ｃ）の第１基礎構造と、（Ｄ／Ｅ／Ｆ）の第２基礎構造とを重畳させ、中間領域に設けた第２光路差付与構造を、（Ａ／Ｂ／Ｃ）の第３基礎構造と、（Ｄ／Ｅ／Ｆ）の第４基礎構造とを重畳させてなり、第１基礎構造は、輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造を有し、第１基礎構造における前記階段単位の小さい段差の光軸方向段差量ｄ１が以下の条件式を満たす。０．５λ１／（ｎ−１）＜ｄ１＜λ１／（ｎ−１）ただし、ｎは、第１光束における対物レンズＯＬの屈折率を表す。【選択図】図１０
2013206514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズの光学面は、中央領域と、前記中央領域の周りの中間領域と、前記中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
前記中央領域は第１光路差付与構造を有し、
前記中間領域は第２光路差付与構造を有し、
前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物レンズは、前記中間領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記対物レンズは、前記周辺領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記第１光路差付与構造は、第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた構造であり、
前記第１基礎構造は、前記第１基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第２基礎構造は、前記第２基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第２光路差付与構造は、第３基礎構造と第４基礎構造とを重ね合わせた構造であり、
前記第３基礎構造は、前記第３基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第４基礎構造は、前記第４基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第１基礎構造は、輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造を有し、
前記第１基礎構造における前記階段単位の小さい段差の光軸方向段差量ｄ１が以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
０．５λ１／（ｎ−１）＜ｄ１＜λ１／（ｎ−１）       （１）
ただし、ｎは、前記第１光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
【請求項２】
前記第３基礎構造は、輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造を有し、
前記第３基礎構造における前記階段単位の小さい段差の光軸方向段差量ｄ３が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
０．５λ１／（ｎ−１）＜ｄ３＜λ１／（ｎ−１）       （２）
【請求項３】
Ａ＝１，Ｂ＝−１，Ｃ＝−１、Ｄ＝２，Ｅ＝１、Ｆ＝１であることを特徴とする請求項１または２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記第２基礎構造及び前記第４基礎構造は、光軸方向断面がブレーズ形状である輪帯を、光軸を中心として複数個同心円状に並べたブレーズ型構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記第１基礎構造及び前記第３基礎構造は、３ステップの階段型の構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記周辺領域は、第３光路差付与構造を有し、前記第３光路差付与構造は、光軸方向断面がブレーズ形状である輪帯を、光軸を中心として複数個同心円状に並べたブレーズ型構造であって、前記第３光路差付与構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きし、また前記第３光路差付与構造を通過した第１光束のＤ次の光路差関数は、前記第２光路差付与構造の第１光束の光路差関数とつながることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項７】
前記周辺領域は、屈折面からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項８】
前記第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときの波面収差ベスト位置の光軸方向の位置ずれをΔ（μｍ）とすると、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の対物レンズ。
−０．２０≦Δ≦０．５５      （３）
【請求項９】
以下の条件式（４）、（５）、（６）を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の対物レンズ。
−０．０１＜ｍ１＜０．０１       （４）
−０．０１＜ｍ２＜０．０１       （５）
−０．０１＜ｍ３＜０．０１       （６）
但し、ｍ１は、前記第１光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表し、ｍ２は、前記第２光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表し、ｍ３は、前記第３光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表す。
【請求項１０】
前記第１光ディスク使用時における有効径φ１（ｍｍ）が、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の対物レンズ。
２．８≦φ１≦４．０      （７）
【請求項１１】
前記第３光ディスク使用時におけるワーキングディスタンスＷＤ３（ｍｍ）が、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の対物レンズ。
０．２≦ＷＤ３      （８）
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生（記録／再生）を行える光ピックアップ装置、対物レンズ及び光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザー光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザー等、波長３９０〜４２０ｎｍのレーザー光源が実用化されている。これら青紫色レーザー光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物レンズを使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物光学素子のＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。
【０００３】
上述のようなＮＡ０．８５の対物レンズを使用する光ディスクの例として、ＢＤ（ブルーレイディスク）が挙げられる。光ディスクの傾き（スキュー）に起因して発生するコマ収差が増大するため、ＢＤでは、ＤＶＤにおける場合よりも保護基板を薄く設計し（ＤＶＤの０．６ｍｍに対して、０．１ｍｍ）、スキューによるコマ収差量を低減している。
【０００４】
ところで、ＢＤに対して適切に情報の記録／再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダ（光情報記録再生装置）の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、ＢＤに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に適切に情報の記録／再生ができるようにすることが、ＢＤ用の光ディスクプレーヤ／レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、ＢＤ用の光ディスクプレーヤ／レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、ＢＤとＤＶＤ、更にはＣＤの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。
【０００５】
ＢＤとＤＶＤ、更にはＣＤの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、ＢＤ用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。
【０００６】
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、ＢＤ用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物レンズを共通化することが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も有利となる。尚、記録／再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物レンズを得るためには、球面収差の波長依存性を有する回折構造を対物レンズに形成する方法がある。
【０００７】
特許文献１には階段状の回折構造を有し、３種類の光ディスクに対して共通に使用可能な対物レンズが記載されている。このような構成を採用すれば、階段型構造の段差を低くでき、対物レンズを成形する金型の光学面転写面に形成する階段型構造に対応した微細な溝が浅くなり、加工が容易になると共に、対物レンズの素材が溝の奥まで入り込みやすくなり、成形性が高まる。又、光源の波長変動時や温度変動時における回折効率の変動を緩和して、安定した情報の記録及び／又は再生を行えるようにできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００９／１５４０７２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、本発明者が特許文献１の実施例につき検討した結果、ＢＤ使用に際して光源の波長変化時や温度変化時の球面収差が大きくなる恐れがあることが判明した。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決することを目的としたものであり、例えばＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換を共通の対物レンズで行うことを可能としつつ、光源の波長変化時や温度変化時の球面収差を抑制できる光ピックアップ装置用の対物レンズ並びにそれを用いた光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置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】
【００１１】
請求項１に記載の対物レンズは、第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ２＞λ１）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ３＞λ２）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズの光学面は、中央領域と、前記中央領域の周りの中間領域と、前記中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
前記中央領域は第１光路差付与構造を有し、
前記中間領域は第２光路差付与構造を有し、
前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記対物レンズは、前記中間領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記対物レンズは、前記周辺領域を通過する前記第１光束を、前記第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第２光束を、前記第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記第１光路差付与構造は、第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた構造であり、
前記第１基礎構造は、前記第１基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第２基礎構造は、前記第２基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第２光路差付与構造は、第３基礎構造と第４基礎構造とを重ね合わせた構造であり、
前記第３基礎構造は、前記第３基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第４基礎構造は、前記第４基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第１基礎構造は、輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造を有し、
前記第１基礎構造における前記階段単位の小さい段差の光軸方向段差量ｄ１が以下の条件式を満たすことを特徴とする。
０．５λ１／（ｎ−１）＜ｄ１＜λ１／（ｎ−１）       （１）
ただし、ｎは、前記第１光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
【００１２】
一般的に、対物レンズにおいて、第１光路差付与構造が、第１基礎構造と第２基礎構造という２種類の構造を重畳してなり、また第２光路差付与構造が、第３基礎構造と第４基礎構造という２種類の構造を重畳してなるようにすれば、階段型等の単一の構造で光路差付与構造を形成する場合に比して、設計の自由度を大きく確保できるため、特に、有効径が小さい対物レンズにおいて有利である。しかしながら、光路差関数の連続性が問題となる。
【００１３】
本発明者は、鋭意研究の結果、例えば特許文献１のように光路差付与構造を設けた対物レンズにおいて、第１光ディスク使用に際して光源の波長変化時や温度変化時の球面収差が比較的大きく発生する原因として、光路差関数が不連続になる為であることを見出した。光路差関数とは、［数１］に示す関数である。
【００１４】
【数１】
2013206514.tif 000003
【００１５】
尚、ｈは光軸からの高さ、λは入射光束の波長、ｍは回折次数、Ｃ2iは光路差関数の係数である。
【００１６】
図１は、特許文献１の実施例５に相当する光路差関数を示すグラフであり、図２は、特許文献１の実施例６に相当する光路差関数を示すグラフである。図１，２に示すように光路差関数が不連続であると、特に第１光ディスク使用時に、光源の波長変化の影響や温度変化の影響で不連続量が増大し、球面収差が比較的大きく発生するのである。
【００１７】
そこで、本発明においては、前記第１光路差付与構造は、第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた構造であり、前記第１基礎構造は、前記第１基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第１基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし（これを（Ａ／Ｂ／Ｃ）構造という、以下同様）、前記第２基礎構造は、前記第２基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第２光路差付与構造は、第３基礎構造と第４基礎構造とを重ね合わせた構造であり、前記第３基礎構造は、前記第３基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第３基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造は、前記第４基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第４基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることにより、光源の波長変化時や温度変化時の球面収差を抑制すべく前記中央領域と前記中間領域との間で光路差関数を連続としながらも、設計の自由度を確保した対物レンズを得ているのである。
【００１８】
更に、波長λ１の光束についての回折効率を最優先とせず、波長λ３の光束についての回折効率もバランス良く高めたいという要請がある。
【００１９】
例えば３ステップの基礎構造の一周期を示す図２３（ａ）において、縦方向は対物レンズの基材の光軸方向の厚さあるいは高さを示している。その基礎構造の素子材料を例えばＢＫ７とすると、青色レーザー光に対する素子材料の屈折率ｎｂは、ｎｂ＝１．５３０２となる。ポリオレフィン系の樹脂では、例えばｎｂ＝１．５４１４程度となる。
【００２０】
基礎構造の１段の段差ｄ１は、青色レーザー光に対して光路長差が約０．６３波長になる量にする。１段差ｄ１を単位段差とする。例えば、単位段差ｄ１は、対物レンズの基材がｎｂ＝１．５４１のポリオレフィン系の樹脂あれば、ｄ１＝λ１／（ｎｂ−１）×０．６３＝０．４７０μｍとなる。
ここで、図２３（ａ）の段差は０段目を基準として、１段目の段差を−０．４７０μｍ、２段目の段差を−０．９４０μｍとしている。
【００２１】
図２３（ｂ）は、単位段差ｄ１によって生じる光路差が、青色波長λ１の０．６３倍であることを示している。図２３（ｂ）、図２３（ｃ）および図２３（ｄ）では、単に光路差／波長と表記している。
【００２２】
一方、赤色レーザー光に対する素子材料の屈折率をｎｒとすると、対物レンズの素子材料がＢＫ７の場合はｎｒ＝１．５１４２となり、ポリオレフィン系の樹脂では例えばｎｒ＝１．５２２５程度となる。段差ｄ１によって赤色レーザー光に発生する光路長差は、基材がポリオレフィン系の樹脂の場合ｄ１×（ｎｒ−１）／λ２≒０．３７となる（図２３（ｃ）参照）。
【００２３】
また、赤外線レーザー光に対する素子材料の屈折率をｎｉとすると、素子材料がＢＫ７の場合はｎｉ＝１．５１１１となり、ポリオレフィン系の樹脂では例えばｎｉ＝１．５１９２程度となる。段差ｄ１によって赤外線レーザー光に発生する光路長差は、対物レンズの基材がポリオレフィン系の樹脂の場合ｄ１×（ｎｉ−１）／λ３≒０．３１となる（図２３（ｄ）参照）。
【００２４】
図２３（ａ）に示すように、格子の１段差をｄ１にし、階段状の断面形状にすると、図２３（ａ）に示す格子の１周期の階段形状は、２個の段差によって分けられた３個の部分（０段目部分から２段目部分）を有する形状であり、このような形状を本明細書中では、階段レベル数が３レベルの階段形状と表現する。すなわち、（Ｍ−１）個の段差によって分けられたＭ個の部分を有する形状を、階段レベル数がＭレベルの階段形状と表現する。ここでＭは自然数である。また、本明細書中ではＭレベルの階段形状をＭ段の階段形状を表現することもある。段差、レベル、段は、（Ｍ−１）、Ｍ、Ｍの関係にある。
【００２５】
図２３（ａ）に示す３レベルの階段形状では、青色レーザー光に対しては、１段あたりの位相変調量は０．６３×２πである。つまり、−０．３７×２πに等しい。３段差形成することにより位相変調量は,
３×(-０．３７×２π)＝-１．１１×２π
で約−２π変化し、＋１次回折光の回折効率が約６６％と、計算（スカラー計算）され、回折次数の中で＋１次回折光が最も強くなる（Ａ）。
【００２６】
赤色レーザー光に対しては、１段１段重ねていくと、図２３（ｃ）に示すように位相変調量が１段あたりπ／３ずつ変化する。すなわち光路長差はλ２の１／３倍ずつ変化する。−１次回折光の回折効率が約６６％と、計算（スカラー計算）され、回折次数の中で、−１次回折光が最も強くなる。なお、回折次数が負であるのは、回折次数が正の場合とは異なる方向に光が曲がることを意味している（Ｂ）。
【００２７】
赤外色レーザー光に対しては、１段１段重ねていくと、図２３（ｃ）に示すように位相変調量が１段あたり−２π／３ずつ変化する。すなわち光路長差はλ２の−１／３倍ずつ変化する。−１次回折光の回折効率が約６７％と、計算（スカラー計算）され、回折次数の中で、−１次回折光が最も強くなる。なお、回折次数が負であるのは、回折次数が正の場合とは異なる方向に光が曲がることを意味している（Ｃ）。
【００２８】
ここで回折次数による光の進む方向について説明する。［数１］より、回折次数がｍ＝０の場合、回折の影響を受けないため、図２４（a）のように出射光の波面は入射光の波面と同じ方向に進む。それに対して、（Ａ）より＋１次回折光の場合、回折の作用により位相が約２π遅れるため、出射光の波面は図２４（ｂ）のように進む。また（Ｂ）と（Ｃ）より−１次回折光の場合、回折の作用により位相が約２π進むため、射出光の波面は図２４（ｃ）のように進む。そのため、＋１次回折光と−１次回折光の波面の進む方向は異なる。
【００２９】
前記基礎構造はBD、DVD、CDの回折効率のバランスが取れた例である。
【００３０】
請求項３に記載の対物レンズは、請求項１又は２に記載の発明において、Ａ＝１，Ｂ＝−１，Ｃ＝−１、Ｄ＝２，Ｅ＝１、Ｆ＝１であることを特徴とする。このような回折次数であれば、特に前記中央領域と前記中間領域との間で光路差関数を連続させやすくなることを、本発明者が見出したのである。
【００３１】
請求項４に記載の対物レンズは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第２基礎構造及び前記第４基礎構造は、光軸方向断面がブレーズ形状である輪帯を、光軸を中心として複数個同心円状に並べたブレーズ型構造を有することを特徴とする。
【００３２】
請求項５に記載の対物レンズは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１基礎構造及び前記第３基礎構造は、３ステップの階段型の構造であることを特徴とする。
【００３３】
請求項６に記載の対物レンズは、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記周辺領域は、第３光路差付与構造を有し、前記第３光路差付与構造は、光軸方向断面がブレーズ形状である輪帯を、光軸を中心として複数個同心円状に並べたブレーズ型構造であって、前記第３光路差付与構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、また前記第３光路差付与構造を通過した第１光束のＤ次の光路差関数は、前記第２光路差付与構造の第１光束の光路差関数とつながる（後述する図１２、図１６参照）ことを特徴とする。
【００３４】
前記第３光路差付与構造と前記第２光路差付与構造の光路差関数とつながる条件式として、前記第３光路差付与構造と前記第２光路差付与構造の境界の波面の位相差をΔｍとすると、以下の式を満たすことを特徴とする。
−１≦Δｍ≦１      （９）
【００３５】
また（３）の条件式より、前記第３光路差付与構造と前記第２光路差付与構造の境界の段の高さをΔL（μｍ）とすると、以下の式を満たすことを特徴とする
−１≦ΔL≦１      （１０）
その段差は図２５（a）と図２５（b）に示すものとなる。
【００３６】
これにより、第３光路差付与構造の回折パワーを利用して、第１光ディスク使用時における温度変化に対する球面収差劣化（温度特性という）を良好にでき、更に対物レンズの光路差関数が、中間領域と周辺領域とで連続することとなるから、光源の波長変化に対する球面収差劣化（波長特性という）と、温度変化に対する球面収差劣化（温度特性という）を良好にできる。又、第２光束が周辺領域を通過した後にフレア光になる際に、中間領域を通過して第２光ディスクの情報記録面に集光するメイン光から離すことができ、エラー信号の発生を抑制できる。
【００３７】
請求項７に記載の対物レンズは、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記周辺領域は、屈折面からなることを特徴とする。高ＮＡの対物レンズでは、周辺に向かうに連れて光学面の傾きがきつくなるので、周辺領域に光路差付与構造を形成せず屈折面にすると、金型の製造が容易になる。又、屈折面を用いることで光の利用効率を高めることができる。
【００３８】
請求項８に記載の対物レンズは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときの波面収差ベスト位置の光軸方向の位置ずれをΔ（μｍ）とすると、以下の式を満たすことを特徴とする。
−０．２０≦Δ≦０．５５      （３）
【００３９】
本発明によれば、前記中央領域と前記中間領域とで光路差関数が連続しているので、前記第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときの波面収差ベスト位置の光軸方向の位置ずれΔを、（３）式に満たすレベルに低下させることが出来、前記第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときの波面収差ベスト位置の光軸方向の位置ずれを小さくすることができる。即ち、第１光ディスク使用時の色収差を小さくすることができる。
【００４０】
請求項９に記載の対物レンズは、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、以下の条件式（４）、（５）、（６）を満たすことを特徴とする。
−０．０１＜ｍ１＜０．０１       （４）
−０．０１＜ｍ２＜０．０１       （５）
−０．０１＜ｍ３＜０．０１       （６）
但し、ｍ１は、前記第１光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表し、ｍ２は、前記第２光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表し、ｍ３は、前記第３光束が前記対物レンズに入射する時の前記対物レンズの倍率を表す。
【００４１】
特許文献１に記載の対物レンズでは、有限光束を入射させている。このため、同じＮＡであっても無限光束入射に比べて前記中央領域と中間領域が大きくなるので、前記周辺領域が狭くなり、ＢＤの回折効率が低下してしまうという問題がある。これに対し本発明によれば、無限平行光束をのみを前記対物レンズに入射することで、前記第３光ディスクと前記第２光ディスク使用時の有効径を小さくでき、前記第１光ディスク使用時の光の利用効率を高めることができる。
【００４２】
請求項１０に記載の対物レンズは、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記第１光ディスク使用時における有効径φ１（ｍｍ）が、以下の式を満たすことを特徴とする。
２．８≦φ１≦４．０      （７）
【００４３】
これにより、本発明の対物レンズは、いわゆるスリムタイプと呼ばれる薄型の光ピックアップ装置から、ハーフハイトタイプと呼ばれる光ピックアップ装置まで幅広く適用できる。
【００４４】
請求項１１に記載の対物レンズは、請求項１〜１０のいずれかに記載の発明において、前記第３光ディスク使用時におけるワーキングディスタンスＷＤ３（ｍｍ）が、以下の式を満たすことを特徴とする。
０．２≦ＷＤ３      （８）
【００４５】
本発明によれば、（８）式を満たすレベルまで前記第３光ディスク使用時におけるワーキングディスタンスＷＤ３を広げることができるので好ましい。
【００４６】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１１のいずれかに記載の発明において、請求項１〜１１のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする。
【００４７】
請求項１３に記載の光情報記録再生装置は、請求項１２に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする。
【００４８】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第１光源、第２光源、第３光源の少なくとも３つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。
【００４９】
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクがＢＤであり、第２光ディスクがＤＶＤであり、第３光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。
【００５０】
本明細書において、ＢＤとは、波長３９０〜４１５ｎｍ程度の光束、ＮＡ０．８〜０．９程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．０５〜０．１２５ｍｍ程度であるＢＤ系列光ディスクの総称であり、単一の情報記録層のみ有するＢＤや、２層又はそれ以上の情報記録層を有するＢＤ等を含むものである。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ− Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ 程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−
ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、ＢＤの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。
【００５１】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（１１）、（１２）、（１３）を満たすことが好ましいが、これに限られない。尚、ここで言う、保護基板の厚さとは、光ディスク表面に設けられた保護基板の厚さのことである。即ち、光ディスク表面から、表面に最も近い情報記録面までの保護基板の厚さのことをいう。
【００５２】
０．０５０ｍｍ  ≦  ｔ１  ≦  ０．１２５ｍｍ      （１１）
０．５ｍｍ ≦ ｔ２ ≦ ０．７ｍｍ           （１２）
１．０ｍｍ ≦ ｔ３ ≦ １．３ｍｍ           （１３）
【００５３】
本明細書において、第１光源、第２光源、第３光源は、好ましくはレーザー光源である。レーザー光源としては、好ましくは半導体レーザー、シリコンレーザー等を用いることが出来る。第１光源から出射される第１光束の第１波長λ１、第２光源から出射される第２光束の第２波長λ２（λ２＞λ１）、第３光源から出射される第３光束の第３波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（１４）、（１５） を満たすことが好ましい。
【００５４】
１．５・λ１ ＜ λ２ ＜ １．７・λ１       （１４）
１．８・λ１ ＜ λ３ ＜ ２．０・λ１       （１５）
また、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクとして、それぞれ、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第１光源の第１波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ 以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３９０ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下であって、第２光源の第２波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは、６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第３光源の第３波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。
【００５５】
また、第１光源、第２光源、第３光源のうち少なくとも２つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第１光源と第２光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいう。また、光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。
【００５６】
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物レンズを移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。
【００５７】
集光光学系は、対物レンズを有する。集光光学系は、対物レンズの他にコリメータ等のカップリングレンズを有していることが好ましい。カップリングレンズとは、対物レンズと光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメータは、カップリングレンズの一種で、コリメータに入射した光を平行光にして出射するレンズである。本明細書において、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。対物レンズは、二つ以上の複数のレンズ及び／又は光学素子から構成されていてもよいし、単玉のレンズのみからなっていてもよいが、好ましくは単玉の凸レンズからなる対物レンズである。また、対物レンズは、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂などで光路差付与構造を設けたハイブリッドレンズであってもよいが、プラスチックレンズであることが好ましい。対物レンズが複数のレンズを有する場合は、ガラスレンズとプラスチックレンズを混合して用いてもよい。対物レンズが複数のレンズを有する場合、光路差付与構造を有する平板光学素子と非球面レンズ（光路差付与構造を有していてもいなくてもよい）の組み合わせであってもよい。また、対物レンズは、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物レンズは、光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。
【００５８】
また、対物レンズをガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが５００℃以下、更に好ましくは４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが５００℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ−ＰＧ３２５や、Ｋ−ＰＧ３７５（共に製品名）がある。
【００５９】
ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物レンズをガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物レンズを駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物レンズをガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が４．０以下であるのが好ましく、更に好ましくは比重が３．０以下であるものである。
【００６０】
加えて、ガラスレンズを成形して製作する際に重要となる物性値の一つが線膨脹係数ａである。仮にＴｇが４００℃以下の材料を選んだとしても、プラスチック材料と比較して室温との温度差は依然大きい。線膨脹係数ａが大きい硝材を用いてレンズ成形を行った場合、降温時に割れが発生しやすくなる。硝材の線膨脹係数ａは、２００（１０Ｅ−７／Ｋ）以下にあることが好ましく、さらに好ましくは１２０以下であることである。
【００６１】
また、対物レンズを構成するプラスチック材料として、環状オレフィン系の樹脂材料等の脂環式炭化水素系重合体材料を使用するのが好ましい。また、当該樹脂材料は、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃ での屈折率が１．５０乃至１．６０の範囲内であって、−５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃-1）が−２０×１０-5乃至−５×１０-5（より好ましくは、−１０×１０-5乃至−８×１０-5）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物レンズがプラスチックレンズである場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。
【００６２】
脂環式炭化水素系重合体の好ましい例を幾つか、以下に示す。
【００６３】
第１の好ましい例は、下記式（I）で表される繰り返し単位〔１〕を含有する重合体ブ
ロック〔Ａ〕と、下記式（１）で表される繰り返し単位〔１〕並びに下記式（II）で表される繰り返し単位〔２〕または／および下記式（III）で表される繰り返し単位〔３〕を
含有する重合体ブロック〔Ｂ〕とを有し、前記ブロック〔Ａ〕中の繰り返し単位〔１〕のモル分率ａ（モル％）と、前記ブロック〔Ｂ〕中の繰り返し単位〔１〕のモル分率ｂ（モル％）との関係がａ＞ｂであるブロック共重合体からなる樹脂組成物である。
【００６４】
【化１】
2013206514.tif 000004
【００６５】
（式中、Ｒ1 は水素原子、または炭素数１〜２０のアルキル基を表し、Ｒ2−Ｒ12はそ
れぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、ヒドロキシル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、またはハロゲン基である。）
【００６６】
【化２】
2013206514.tif 000005
【００６７】
（式中、Ｒ13は、水素原子、または炭素数１〜２０のアルキル基を表す。）
【００６８】
【化３】
2013206514.tif 000006
【００６９】
（式中、Ｒ14およびＲ15はそれぞれ独立に、水素原子、または炭素数１〜２０のアル
キル基を表す。）
【００７０】
次に、第２の好ましい例は、少なくとも炭素原子数２〜２０のα−オレフィンと下記一
般式（ＩＶ）で表される環状オレフィンからなる単量体組成物とを付加重合させることにより得られる重合体（Ａ）と、炭素原子数２〜２０のα−オレフィンと下記一般式（Ｖ）
で表される環状オレフィンからなる単量体組成物とを付加重合させることにより得られる重合体（Ｂ）とを含む樹脂組成物である。
【００７１】
【化４】
2013206514.tif 000007
【００７２】
〔式中、ｎは０または１であり、ｍは０または１以上の整数であり、ｑは０または１であり、Ｒ1〜Ｒ18、Ｒa及びＲbは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子または炭化水
素基であり、Ｒ15〜Ｒ18は互いに結合して単環または多環を形成していてもよく、括弧内
の単環または多環が二重結合を有していてもよく、またＲ15とＲ16と、またはＲ17とＲ18
とでアルキリデン基を形成していてもよい。〕
【００７３】
【化５】
2013206514.tif 000008
【００７４】
〔式中、Ｒ19〜Ｒ26はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基である。〕
【００７５】
樹脂材料に更なる性能を付加するために、以下のような添加剤を添加してもよい。
【００７６】
（安定剤）
フェノール系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤、リン系安定剤及びイオウ系安定剤から選ばれた少なくとも１種の安定剤を添加することが好ましい。これらの安定剤を適宜選択し添加することで、例えば、４０５ｎｍといった短波長の光を継続的に照射した場合の白濁や、屈折率の変動等の光学特性変動をより高度に抑制することができる。
【００７７】
好ましいフェノール系安定剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、２，４−ジ−ｔ−アミル−６−（１−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）エチル）フェニルアクリレートなどの特開昭６３−１７９９５３号公報や特開平１−１６８６４３号公報に記載されるアクリレート系化合物；オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２′−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス（メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニルプロピオネート））メタン［すなわち、ペンタエリスリメチル−テトラキス（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニルプロピオネート））］、トリエチレングリコールビス（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート）などのアルキル置換フェノール系化合物；６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−２，４−ビスオクチルチオ−１，３，５−トリアジン、４−ビスオクチルチオ−１，３，５−トリアジン、２−オクチルチオ−４，６−ビス−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−オキシアニリノ）−１，３，５−トリアジンなどのトリアジン基含有フェノール系化合物；などが挙げられる。
【００７８】
また、好ましいヒンダードアミン系安定剤としては、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）スクシネート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（Ｎ−オクトキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（Ｎ−ベンジルオキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（Ｎ−シクロヘキシルオキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ブチルマロネート、ビス（１−アクロイル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）２，２−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ブチルマロネート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）デカンジオエート、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルメタクリレート、４−［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ］−１−［２−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）エチル］−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、２−メチル−２−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）アミノ−Ｎ−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）プロピオンアミド、テトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート等が挙げられる。
【００７９】
また、好ましいリン系安定剤としては、一般の樹脂工業で通常使用される物であれば格別な限定はなく、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、１０−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイドなどのモノホスファイト系化合物；４，４′−ブチリデン−ビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト）、４，４′イソプロピリデン−ビス（フェニル−ジ−アルキル（Ｃ１２〜Ｃ１５）ホスファイト）などのジホスファイト系化合物などが挙げられる。これらの中でも、モノホスファイト系化合物が好ましく、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイトなどが特に好ましい。
【００８０】
また、好ましいイオウ系安定剤としては、例えば、ジラウリル３，３−チオジプロピオネート、ジミリスチル３，３′−チオジプロピピオネート、ジステアリル ３，３−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル３，３−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリル−チオ）−プロピオネート、３，９−ビス（２−ドデシルチオエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンなどが挙げられる。
【００８１】
これらの各安定剤の配合量は、本発明の目的を損なわれない範囲で適宜選択されるが、脂環式炭化水素系共重合体１００質量部に対して通常０．０１〜２質量部、好ましくは０．０１〜１質量部であることが好ましい。
【００８２】
（界面活性剤）
界面活性剤は、同一分子中に親水基と疎水基とを有する化合物である。界面活性剤は樹脂表面への水分の付着や上記表面からの水分の蒸発の速度を調節することで、樹脂組成物の白濁を防止することが可能となる。
【００８３】
界面活性剤の親水基としては、具体的には、ヒドロキシ基、炭素数１以上のヒドロキシアルキル基、ヒドロキシル基、カルボニル基、エステル基、アミノ基、アミド基、アンモニウム塩、チオール、スルホン酸塩、リン酸塩、ポリアルキレングリコール基などが挙げられる。ここで、アミノ基は１級、２級、３級のいずれであってもよい。界面活性剤の疎水基としては、具体的に炭素数６以上のアルキル基、炭素数６以上のアルキル基を有するシリル基、炭素数６以上のフルオロアルキル基などが挙げられる。ここで、炭素数６以上のアルキル基は置換基として芳香環を有していてもよい。アルキル基としては、具体的にヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデセニル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ミリスチル、ステアリル、ラウリル、パルミチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。芳香環としてはフェニル基などが挙げられる。この界面活性剤は、上記のような親水基と疎水基とをそれぞれ同一分子中に少なくとも１個ずつ有していればよく、各基を２個以上有していてもよい。
【００８４】
このような界面活性剤としては、より具体的には、例えば、ミリスチルジエタノールアミン、２−ヒドロキシエチル−２−ヒドロキシドデシルアミン、２−ヒドロキシエチル−２−ヒドロキシトリデシルアミン、２−ヒドロキシエチル−２−ヒドロキシテトラデシルアミン、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ジ−２−ヒドロキシエチル−２−ヒドロキシドデシルアミン、アルキル（炭素数８〜１８）ベンジルジメチルアンモニウムクロライド、エチレンビスアルキル（炭素数８〜１８）アミド、ステアリルジエタノールアミド、ラウリルジエタノールアミド、ミリスチルジエタノールアミド、パルミチルジエタノールアミド、などが挙げられる。これらのうちでも、ヒドロキシアルキル基を有するアミン化合物またはアミド化合物が好ましく用いられる。本発明では、これら化合物を２種以上組合わせて用いてもよい。
【００８５】
界面活性剤は、温度、湿度の変動に伴なう成形物の白濁を効果的に抑え、成形物の光透過率を高く維持するという観点から、脂環式炭化水素系重合体１００質量部に対して０．０１〜１０質量部添加されることが好ましい。界面活性剤の添加量は脂環式炭化水素系重合体１００質量部に対して０．０５〜５質量部とすることがより好ましく、０．３〜３質量部とすることが更に好ましい。
【００８６】
（可塑剤）
可塑剤は共重合体のメルトインデックスを調節するため、必要に応じて添加される。
【００８７】
可塑剤としては、アジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）、アジピン酸ビス（２−ブトキシエチル）、アゼライン酸ビス（２−エチルヘキシル）、ジプロピレングリコールジベンゾエート、クエン酸トリ−ｎ−ブチル、クエン酸トリ−ｎ−ブチルアセチル、エポキシ化大豆油、２−エチルヘキシルエポキシ化トール油、塩素化パラフィン、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、リン酸−ｔ−ブチルフェニル、リン酸トリ−２−エチルヘキシルジフェニル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソヘキシル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジシクロヘキシル、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、トリメリット酸トリ−２−エチルヘキシル、Ｓａｎｔｉｃｉｚｅｒ ２７８、Ｐａｒａｐｌｅｘ Ｇ４０、Ｄｒａｐｅｘ ３３４Ｆ、Ｐｌａｓｔｏｌｅｉｎ ９７２０、Ｍｅｓａｍｏｌｌ、ＤＮＯＤＰ−６１０、ＨＢ−４０等の公知のものが適用可能である。可塑剤の選定及び添加量の決定は、共重合体の透過性や環境変化に対する耐性を損なわないことを条件に適宜行なわれる。
【００８８】
これらの樹脂としては、シクロオレフィン樹脂が好適に用いられ、具体的には、日本ゼオン社製のＺＥＯＮＥＸや、三井化学社製のＡＰＥＬ、ＴＯＰＡＳ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＰＯＬＹＭＥＲＳ社製のＴＯＰＡＳ、ＪＳＲ社製ＡＲＴＯＮなどが好ましい例として挙げられる。
【００８９】
また、対物レンズを構成する材料のアッベ数は、５０以上であることが好ましい。
【００９０】
対物レンズについて、以下に記載する。対物レンズの少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの中間領域と、中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有する。中央領域は、対物レンズの光軸を含む領域であることが好ましいが、光軸を含む微小な領域を未使用領域や特殊な用途の領域とし、その周りを中心領域（中央領域ともいう）としてもよい。中央領域、中間領域、及び周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。図３に示されるように、中央領域ＣＮ、中間領域ＭＤ、周辺領域ＯＴは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物レンズの中央領域には第一光路差付与構造が設けられ、中間領域には第二光路差付与構造が設けられている。周辺領域は屈折面であってもよいし、周辺領域に第三光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、中間領域、周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。
【００９１】
対物レンズの中央領域は、第１光ディスク、第２光ディスク及び第３光ディスクの記録／再生に用いられる第１、第２、第３光ディスク共用領域と言える。即ち、対物レンズは、中央領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、中央領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、中央領域を通過する第３光束を、前記第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。また、中央領域に設けられた第１光路差付与構造は、第１光路差付与構造を通過する第１光束及び第２光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差／第１光束と第２光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第１光路差付与構造は、第１光路差付与構造を通過した第１光束及び第３光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３との違いにより発生する球面収差／第１光束と第３光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。
【００９２】
対物レンズの中間領域は、第１光ディスク、第２光ディスクの記録／再生に用いられ、第３光ディスクの記録／再生に用いられない第１、第２光ディスク共用領域と言える。即ち、対物レンズは、中間領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光し、中間領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。その一方で、中間領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光しない。対物レンズの中間領域を通過する第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。図４に示すように、対物レンズを通過した第３光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側（又はスポット中心部）から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部ＳＣＮ、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部ＳＭＤ、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部ＳＯＴを有することが好ましい。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録／再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録／再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。但し、スポット中心部の周りにスポット中間部が存在せずスポット周辺部があるタイプ、即ち、集光スポットの周りに薄く光が大きなスポットを形成する場合も、そのスポット周辺部をフレアと呼んでもよい。つまり、対物レンズの中間領域を通過した第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましいとも言える。
【００９３】
対物レンズの周辺領域は、第１光ディスクの記録／再生に用いられ、第２光ディスク及び第３光ディスクの記録／再生に用いられない第１光ディスク専用領域と言える。即ち、対物レンズは、周辺領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光する。その一方で、周辺領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光せず、周辺領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録／再生ができるように集光しない。対物レンズの周辺領域を通過する第２光束及び第３光束は、第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。つまり、対物レンズの周辺領域を通過した第２光束及び第３光束は、第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。
【００９４】
第１光路差付与構造は、対物レンズの中央領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第１光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第２光路差付与構造は、対物レンズの中間領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第２光路差付与構造が、中間領域の全面に設けられていることである。周辺領域が第３光路差付与構造を有する場合、第３光路差付与構造は、対物レンズの周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第３光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。
【００９５】
なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。本発明の光路差付与構造は回折構造であることが好ましい。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、光路差付与構造を設けた対物レンズが単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、光路差付与構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ光路差を付与させる光路差付与構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。
【００９６】
また、本明細書でいう回折構造とは、段差を有し、回折によって光束を収束あるいは発散させる作用を持たせる構造の総称である。例えば、単位形状が光軸を中心として複数並ぶことによって構成されており、それぞれの単位形状に光束が入射し、透過した光の波面が、隣り合う輪帯毎にズレを起こし、その結果、新たな波面を形成することによって光を収束あるいは発散させるような構造を含むものである。回折構造は、好ましくは段差を複数有し、段差は光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、回折構造を設けた対物レンズが単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、回折構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ回折次数の回折光を発生させる回折構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。
【００９７】
ところで、光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、光路差付与構造は、一般に、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得、光軸を含む断面形状がブレーズ型構造と階段型構造とに大別される。
【００９８】
ブレーズ型構造とは、図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、光路差付与構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、鋸歯状の形状ということである。尚、図４の例においては、上方が光源側、下方が光ディスク側であって、母非球面としての平面に光路差付与構造が形成されているものとする。ブレーズ型構造において、１つのブレーズ単位の光軸垂直方向の長さをピッチＰという。（図５（ａ）、（ｂ）参照）また、ブレーズの光軸に平行方向の段差の長さを段差量Ｂという。（図５（ａ）参照）
【００９９】
また、階段型構造とは、図５（ｃ）、（ｄ）に示されるように、光路差付与構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、小階段状のもの（階段単位と称する）を複数有するということである。尚、本明細書中、「Ｖステップ」とは、階段型構造の１つの階段単位において光軸垂直方向に対応する（向いた）輪帯状の面（以下、テラス面と称することもある）が、段差によって区分けされＶ個の輪帯面毎に分割されていることをいい、特に３ステップ以上の階段型構造は、小さい段差と大きい段差を有することになる。例えば、図５（ｃ）に示す光路差付与構造を、５レベルの階段型構造といい、図５（ｄ）に示す光路差付与構造を、２レベルの階段型構造(バイナリ構造ともいう)という。
【０１００】
尚、光路差付与構造は、ある単位形状が周期的に繰り返されている構造であることが好ましい。ここでいう「単位形状が周期的に繰り返されている」とは、同一の形状が同一の周期で繰り返されている形状は当然含む。さらに、周期の１単位となる単位形状が、規則性を持って、周期が徐々に長くなったり、徐々に短くなったりする形状も、「単位形状が周期的に繰り返されている」ものに含まれているとする。
【０１０１】
光路差付与構造が、ブレーズ型構造を有する場合、単位形状である鋸歯状の形状が繰り返された形状となる。図５（ａ）に示されるように、同一の鋸歯状形状が繰り返されてもよいし、図５（ｂ）に示されるように、光軸から離れる方向に進むに従って、徐々に鋸歯状形状のピッチが長くなっていく形状、又は、ピッチが短くなっていく形状であってもよい。加えて、ある領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸（中心）側とは逆を向いている形状とし、他の領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸（中心）側を向いている形状とし、その間に、ブレーズ型構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている形状としてもよい。なお、このようにブレーズ型構造の段差の向きを途中で切り替える構造にする場合、輪帯ピッチを広げることが可能となり、光路差付与構造の製造誤差による透過率低下を抑制できる。
【０１０２】
光路差付与構造が、階段型構造を有する場合、図５（ｃ）で示されるような５ステップの階段単位が、繰り返されるような形状等があり得る。さらに、光軸から離れる方向に進むに従って、徐々に階段単位のピッチが長くなっていく形状や、徐々に階段単位のピッチが短くなっていく形状であってもよい。
【０１０３】
また、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造は、それぞれ対物レンズの異なる光学面に設けてもよいが、同一の光学面に設けることが好ましい。更に、第３光路差付与構造を設ける場合も、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造と同じ光学面に設けることが好ましい。同一の光学面に設けることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第１光路差付与構造、第２光路差付与構造及び第３光路差付与構造は、対物レンズの光ディスク側の面よりも、対物レンズの光源側の面に設けられることが好ましい。別の言い方では、第１光路差付与構造、第２光路差付与構造及び第３光路差付与構造は、対物レンズの曲率半径の絶対値が小さい方の光学面に設けることが好ましい。
【０１０４】
次に、中央領域に設けられる第１光路差付与構造について説明する。第１光路差付与構造は、第１基礎構造と第２基礎構造を重ね合わせた構造である。
【０１０５】
第１基礎構造は、階段型構造である。また、第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。Ａ＝１，Ｂ＝−１，Ｃ＝−１である（（１，−１，−１）構造である）と好ましい。このとき、低次の回折光を発生する第１基礎構造の段差量は大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。
【０１０６】
また、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第１基礎構造は、最も大きい段差が光軸方向を向いていると好ましい。「最も大きい段差が光軸方向を向いている」とは、図６（ａ）のような状態を言う。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第１基礎構造とは、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも、光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する段差が、光軸とは逆の方向を向いていることである。尚、これとは逆に、「最も大きい段差が光軸とは逆の方向を向いている」とは、図６（ｂ）のような状態を言う。
【０１０７】
ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換で用いるような軸上厚が厚い厚肉の対物レンズにおいても、ＣＤ使用時にワーキングディスタンスを十分確保するという観点からは、第１基礎構造が第１光束に対して近軸パワーを持つことが好ましい。ここで、「近軸パワーを持つ」とは、第１基礎構造の光路差関数を後述する数１式で表した場合、Ｃ2が０でないことを意味する。
【０１０８】
また、第２基礎構造は、ブレーズ型構造であると好ましい。第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。Ｄ＝２，Ｅ＝１，Ｆ＝１である（（２，１，１）構造である）と好ましい。このとき、低次の回折光を発生する第２基礎構造の段差量は大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。
【０１０９】
また、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第２基礎構造は、その段差が光軸の方向を向いていると好ましい。「段差が光軸の方向を向いている」とは、図７（ａ）のような状態を言う。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第２基礎構造とは、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置の間に存在する段差が光軸の方向を向いていることである尚、これとは逆に、「段差が光軸とは逆の方向を向いている」とは、図７（ｂ）のような状態を言う。
【０１１０】
例えば、中央領域の中間領域付近に設けられる第２基礎構造は、段差が光軸とは逆の方向を向いていてもよい。即ち、図８（ａ）に示すように、第２基礎構造が光軸付近では段差が光軸の方向を向いているが、途中で切り替わり、中間領域付近では第２基礎構造の段差が光軸とは逆の方向を向くような形状としてもよい。但し、好ましくは、中央領域に設けられる第２基礎構造は、全ての段差が光軸の方向を向いていることである。
【０１１１】
このように、第１光束に対して奇数次数の回折光を発生し、少なくとも中央領域の光軸付近においては最も大きな段差が光軸方向を向いている第１基礎構造と、第１光束に対して偶数次数の回折光を発生し、少なくとも中央領域の光軸付近においては段差が光軸の方向を向いている第２基礎構造を重ね合わせることにより回折パワーを調節することができるので、CDのワーキングディスタンスを長くすることができる。
【０１１２】
また、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換を可能とするだけでなく、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の何れの光ディスクに対しても、高い光利用効率を維持できる光利用効率のバランスが取れた対物レンズを提供することも可能となる。例えば、波長λ１に対する回折効率を８０％以上、波長λ２に対する回折効率を６０％以上、波長λ３に対する回折効率を５０％以上とする対物レンズを提供することも可能となる。更には、波長λ１に対する回折効率を８０％以上、波長λ２に対する回折効率を７０％以上、波長λ３に対する回折効率を６０％以上とする対物レンズも提供することができる。
【０１１３】
更に、第１基礎構造と第２基礎構造の重ね合わせ方としては、第１基礎構造と第２基礎構造のピッチを合わせ、第２基礎構造の全ての段差の位置と、第１基礎構造の段差の位置を合わせるか、第１基礎構造の全ての段差の位置と、第２基礎構造の段差の位置を合わせることが好ましい。
【０１１４】
一例としては、図９（ａ）に示すブレーズ型構造の最も深くなる位置Ｐ１と、図９（ｂ）に示す階段型構造の最も深くなる位置Ｐ２とを一致させて重畳する例を示す。これは、ブレーズ型構造である第２基礎構造の全ての段差部の位置と階段型構造である第１基礎構造の段差部の位置が一致するように重畳させている例である。これにより、図９（ｃ）に示す第１光路差付与構造を得ることができる。このように、ブレーズ型構造と階段型構造とをブレーズ型の段差の位置と階段型構造の大きな段差の位置とを一致させて重畳させて図９（ｃ）のようなブレーズ型階段構造を得ることができる。
【０１１５】
また、第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた第１光路差付与構造にすることにより、第１基礎構造は波長が長くなった際に収差をアンダー（補正不足）とし（波長特性をアンダーとする）、第２基礎構造は逆に波長が長くなった際に収差をオーバー（補正過剰）とできる(波長特性をオーバーとする)ため、波長特性がアンダーに大きくなりすぎたり、オーバーに大きくなりすぎるということがなく、丁度よいレベルのアンダーの波長特性を得ることが可能となる。「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」とは、λｒｍｓの絶対値が１５０以下であることが好ましい。これによって、対物レンズがプラスチック製である場合であっても、温度変化時の収差変化を小さく抑えることが可能となるという観点からも好ましい。
【０１１６】
一方、CDのWD確保という観点から、近軸パワーにおいては第２基礎構造に比べて、第１基礎構造の寄与率が支配的であることが好ましい。第１基礎構造の平均ピッチを、第２基礎構造の平均ピッチに比べて小さくしても良い。尚、第１基礎構造の平均ピッチが、第２基礎構造の平均ピッチの１／４以下であることが好ましい。更に好ましくは、１／６以下とすることである。第１基礎構造の平均ピッチを、第２基礎構造の平均ピッチの１／４以下(好ましくは１／６以下)とするのが好ましい。別の表現では、中央領域の第１光路差付与構造において、光軸とは逆の方向を向いている段差の数が、光軸の方向を向いている段差の数の４倍以上であることが好ましいともいえる。より好ましくは６倍以上である。
【０１１７】
また、第１光路差付与構造の最小ピッチが１５μｍ以下であることが好ましい。当該観点からは、第１光路差付与構造の最小ピッチｐと第１波長λ１における焦点距離ｆ１の比ｐ／ｆ１が０．００４以下であることが好ましい。より好ましくは１０μｍ以下である。また、第１光路差付与構造の平均ピッチが３０μｍ以下となることが好ましい。より好ましくは２０μｍ以下とすることである。この様な構成にすることにより、CDのWDが確保できると共に、第１光路差付与構造を通過した第１〜３の全ての光束において発生する、情報の記録／再生に用いられる必要光のベストフォーカス位置と、第１光路差付与構造による不要光の発生位置を離すことができ、誤検出を低減することも可能となる。尚、平均ピッチとは、中央領域の第１光路差付与構造の全てのピッチを合計し、中央領域の第１光路差付与構造の段差数で割った値である。
【０１１８】
また、対物レンズは、軸上色収差が０．９μｍ／ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、軸上色収差を０．８μｍ／ｎｍ以下とすることである。第１基礎構造のピッチを小さくしすぎると、軸上色収差が悪化してしまう可能性があるため、軸上色収差が０．９μｍ／ｎｍより大きくなるようなピッチにならないように留意して設計することが望ましい。当該観点からは、第１光路差付与構造の最小ピッチｐと第１波長λ１における焦点距離ｆ１の比ｐ／ｆ１が０．００２以上であることが好ましい。一方で、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを十分に確保するためには、軸上色収差が０．４μｍ／ｎｍ以上であることが好ましい。
【０１１９】
第１光路差付与構造を通過した第３光束によって、第３光束が形成するスポットの光強度が最も強い第１ベストフォーカス位置と、第３光束が形成するスポットの光強度が次に強い第２ベストフォーカス位置とが、以下の条件式（１４）を満たすことが好ましい。なお、ここでいうベストフォーカス位置とは、ビームウェストが、或るデフォーカスの範囲でビームウェストが極小となる位置を指すものである。第１ベストフォーカス位置が第３光ディスクの記録／再生に用いられる必要光のベストフォーカス位置であり、第２ベストフォーカス位置が第３光ディスクの記録／再生に用いられない不要光のうち、最も光量が多い光束のベストフォーカス位置である。
０．００１≦Ｌ／ｆ１３≦０．０１                  （１４）
但し、ｆ１３［ｍｍ］は、第１光路差付与構造を通過し、第１ベストフォーカスを形成する第３光束の焦点距離を指し、Ｌ[ｍｍ]は、第１ベストフォーカスと第２ベストフォーカスの間の距離を指す。
【０１２０】
次に、中間領域に設けられる第２光路差付与構造について説明する。第２光路差付与構造は、第３基礎構造と第４基礎構造を重ね合わせた構造である。
【０１２１】
第３基礎構造は、階段型構造であると好ましい。より好ましくは、第３基礎構造は第１基礎構造と共通の構造であることである。また、第３基礎構造は、第３基礎構造を通過した第１光束のＡ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３基礎構造を通過した第２光束のＢ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３基礎構造を通過した第３光束のＣ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。Ａ＝１，Ｂ＝−１，Ｃ＝−１である（（１，−１，−１）構造である）と好ましい。このとき、低次の回折光を発生する第１基礎構造の段差量は大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。
【０１２２】
また、少なくとも中央領域に近い第３基礎構造は、最も大きい段差が光軸方向を向いていると好ましい。「最も大きい段差が光軸方向を向いている」とは、図６（ａ）のような状態を言う。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第３基礎構造とは、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも、光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する段差が、光軸とは逆の方向を向いていることである。尚、これとは逆に、「最も大きい段差が光軸とは逆の方向を向いている」とは、図６（ｂ）のような状態を言う。
【０１２３】
また、第４基礎構造は、ブレーズ型構造であると好ましい。より好ましくは、第４基礎構造は第２基礎構造と共通の構造であることである。第４基礎構造は、第４基礎構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。Ｄ＝２，Ｅ＝１，Ｆ＝１である（（２，１，１）構造である）と好ましい。このとき、低次の回折光を発生する第４基礎構造の段差量は大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。
【０１２４】
また、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第４基礎構造は、その段差が光軸の方向を向いていると好ましい。「段差が光軸の方向を向いている」とは、図７（ａ）のような状態を言う。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第４基礎構造とは、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置の間に存在する段差が光軸の方向を向いていることである尚、これとは逆に、「段差が光軸とは逆の方向を向いている」とは、図７（ｂ）のような状態を言う。
【０１２５】
周辺領域は屈折面であってもよいし、第３光路差付与構造を設けてもよい。周辺領域に第３光路差付与構造を設ける場合、任意の光路差付与構造を設けることが可能である。例えば、第３光路差付与構造はブレーズ型構造であってもよいし、階段型構造であってもよい。
【０１２６】
第３光路差付与構造が、ブレーズ型構造である場合、第３光路差付与構造を通過した第１光束のＤ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることが好ましい。この時、第３光路差付与構造を通過した第２光束のＥ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光路差付与構造を通過した第３光束のＦ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることが好ましい。Ｄ＝２，Ｅ＝１，Ｆ＝１である（（２，１，１）構造である）と更に好ましい。
【０１２７】
第１光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１＞ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生／記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．７５以上、０．９以下であることが好ましく、より好ましくは、０．８以上、０．９以下である。特にＮＡ１は０．８５であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．６０又は０．６５であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。
【０１２８】
対物レンズの中央領域と中間領域の境界は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中央領域と中間領域の境界が、ＮＡ３に相当する部分に形成されていることである。また、対物レンズの中間領域と周辺領域の境界は、第２光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１５・ＮＡ２以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中間領域と周辺領域の境界が、ＮＡ２に相当する部分に形成されていることである。
【０１２９】
対物レンズを通過した第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に存在することが好ましい。
【０１３０】
尚、対物レンズの第１光束に対する有効径をφ１（ｍｍ）としたときに、以下の式を満たすと好ましい。
２．８≦φ１≦４．０      （７）
【０１３１】
また、対物レンズは、以下の条件式(１６)を満たすことが好ましい。
１．０≦ｄ／ｆ≦１．５      （１６）
但し、ｄは、対物レンズの光軸上の厚さ（ｍｍ）を表し、ｆは、第１光束における対物レンズの焦点距離を表す。より好ましくは、１．０≦ｄ／ｆ≦１．２である。
【０１３２】
ＢＤのような短波長、高ＮＡの光ディスクに対応させる場合、対物レンズにおいて、非点収差が発生しやすくなり、偏心コマ収差も発生しやすくなるという課題が生じるが、条件式（１６）を満たすことにより非点収差や偏心コマ収差の発生を抑制することが可能となる。
【０１３３】
また、条件式（１６）を満たすことにより、対物レンズの軸上厚が厚めの厚肉対物レンズになるため、ＣＤの記録／再生時におけるワーキングディスタンスが短くなりがちになるにも拘わらず、本発明の第１光路差付与構造を対物レンズに設けることにより、ＣＤの記録／再生におけるワーキングディスタンスも十分に確保できるため、本発明の効果がより顕著なものとなる。
【０１３４】
第１光束、第２光束及び第３光束は、平行光として対物レンズに入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物レンズに入射してもよい。トラッキング時においても、コマ収差が発生することを防止するためには、第１光束、第２光束、及び第３光束を全て平行光又は略平行光として対物レンズに入射させることが好ましい。本発明の第１光路差付与構造を用いることによって、第１光束、第２光束及び第３光束の全てを平行光又は略平行光として対物レンズに入射させると、本発明の効果がより顕著となる。第１光束が平行光又は略平行光になる場合、第１光束が対物レンズに入射する時の対物レンズの結像倍率ｍ１が、下記の式（４）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ１＜０．０１          （４）
【０１３５】
また、第２光束を平行光又は略平行光として対物レンズに入射させる場合、第２光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ２が、下記の式（５）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ２＜０．０１          （５）
【０１３６】
また、第３光束を平行光束又は略平行光束として対物レンズに入射させる場合、第３光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率ｍ３が、下記の式（６）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ３＜０．０１          （６）
【０１３７】
また、第３光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．２ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．３ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．２ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、第１光ディスクを用いる際の対物光学素子のＷＤは、０．２５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１３８】
また、第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときの波面収差ベスト位置の光軸方向の位置ずれをΔ（μｍ）とすると、以下の式（３）を満たすことが好ましい。ここでいう波面収差ベスト位置とは、第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときに、軸上色収差、色球面収差等のトータルでの波面収差が最も小さくなる光軸方向の位置を言う。
−０．２０≦Δ≦０．５５      （３）
【０１３９】
また、光ピックアップ装置は、少なくとも第１光束と第２光束が通過するカップリングレンズと、カップリングレンズを光軸方向に移動させるアクチュエータ―を有することが好ましい。更に、第１光束が通過するときは、アクチュエータ―によってカップリングレンズが光軸方向に変位可能とされており、第２光束が通過するときには、カップリングレンズは、光軸方向の位置を固定されていることが好ましい。
【０１４０】
例えば、複数の情報記録層を有する第１光ディスクに対応するために、第１光ディスクの使用時には、カップリングレンズを光軸方向に変位して、各情報記録層への記録／再生に対応させることが考えられる。そのような場合、既にカップリングレンズを光軸方向に変位させる機能は必須であるが、第２光ディスク使用時においては、カップリングレンズを光軸方向に変位させず、固定させておきたい、という場合がある。その理由としては、第１光ディスク使用時には、フレアが発生しないが、第２光ディスク使用時には、フレアが発生するため、カップリングレンズを変異させることにより、そのフレアの収差が変化し、結果としてそのフレアが記録／再生に悪影響を与える可能性が生じるという理由や、第２光ディスクの種類を判別するために、カップリングレンズの初期位置を常に一定にしておきたいという理由や、単純にドライブの方でカップリングレンズを変位させるためのファームウェアのコストを少しでも削減したいという理由などが挙げられる。
【０１４１】
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。
【０１４２】
ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。
【０１４３】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。
【０１４４】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０１４５】
本発明によれば、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの互換で用いるような軸上厚が厚い厚肉の対物レンズにおいて、ＣＤ使用時にワーキングディスタンスを確保しながらも、色収差劣化を抑制することが可能となる。さらに、光路差付与構造の段差の高さが高くなることを抑制でき、それに伴い、製造誤差などに因る光量ロスを抑えることが可能となると共に、波長変動時の回折効率の変動を抑えることが可能となる。また、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の何れの光ディスクに対しても、高い光利用効率を維持できる光利用効率のバランスが取れた対物レンズを提供することも可能となる。加えて、光ピックアップ装置の温度が上昇した際に発生する収差を抑えることが可能となり、対物レンズがプラスチック製である場合に、温度変化時においても安定した性能を維持できる対物レンズを提供することが可能となる。これらの効果によって、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスクの記録／再生も、共通の対物レンズで良好に行うことが可能となるものである。さらに、有効径を小径とすることで、焦点距離を短くし、スリムタイプの光ピックアップ装置に好適な対物レンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】従来例の光路差関数を示す図である。
【図２】従来例の光路差関数を示す図である。
【図３】本実施の形態にかかる単玉の対物レンズＯＬを光軸方向に見た図である。
【図４】対物レンズを通過した第３光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットを形成する状態を示す図である。
【図５】光路差付与構造の例を示す軸線方向断面図である。
【図６】（ａ）は最も大きい段差が光軸の方向を向いている状態を示し、（ｂ）は最も大きい段差が光軸とは逆の方向を向いている状態を示す図である。
【図７】（ａ）は段差が光軸の方向を向いている状態を示し、（ｂ）は段差が光軸とは逆の方向を向いている状態を示す図である。
【図８】（ａ）は光軸付近では段差が光軸の方向を向いているが、途中で切り替わり、中間領域付近では段差が光軸とは逆の方を向くような形状を示し、（ｂ）は光軸付近では段差が光軸とは逆の方向を向いているが、途中で切り替わり、中間領域付近では段差が光軸の方を向くような形状を示す図である。
【図９】重畳の一例を示す概念図である。
【図１０】異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
【図１１】実施例１の第１光路差付与構造、第２光路差付与構造、第３光路差付与構造を、平板素子に設けた場合の概念断面図である。
【図１２】実施例１のＢＤ使用時における光路差関数を示すグラフである。
【図１３】実施例１において、基準波長（４０５ｎｍ）におけるＢＤ使用時の縦球面収差図である。
【図１４】実施例１において、基準波長に対して＋５ｎｍ長波長側に変化した場合におけるＢＤ使用時の縦球面収差図である。
【図１５】実施例２の第１光路差付与構造、第２光路差付与構造、第３光路差付与構造を、平板素子に設けた場合の概念断面図である。
【図１６】実施例２のＢＤ使用時における光路差関数を示すグラフである。
【図１７】実施例２において、基準波長（４０５ｎｍ）におけるＢＤ使用時の縦球面収差図である。
【図１８】実施例２において、基準波長に対して＋５ｎｍ長波長側に変化した場合におけるＢＤ使用時の縦球面収差図である。
【図１９】実施例３の第１光路差付与構造、第２光路差付与構造、第３光路差付与構造を、平板素子に設けた場合の概念断面図である。
【図２０】実施例３のＢＤ使用時における光路差関数を示すグラフである。
【図２１】実施例３において、基準波長（４０５ｎｍ）におけるＢＤ使用時の縦球面収差図である。
【図２２】実施例３において、基準波長に対して＋５ｎｍ長波長側に変化した場合におけるＢＤ使用時の縦球面収差図である。
【図２３】基礎構造と、基礎構造によって光束に付与される位相差との関係を説明するための図である。
【図２４】回折次数による波面の進む方向を示す図である。
【図２５】領域の境界の段差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１４７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１０は、異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、スリムタイプであり、薄形の光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第１光ディスクをＢＤとし、第２光ディスクをＤＶＤとし、第３光ディスクをＣＤとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。
【０１４８】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物レンズＯＬ、λ／４波長板ＱＷＰ、コリメートレンズＣＯＬ、偏光ビームスプリッタＢＳ、ダイクロイックプリズムＤＰ，ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ１＝４０５ｎｍのレーザー光束（第１光束）を射出する第１半導体レーザーＬＤ１（第１光源）と、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ２＝６６０ｎｍのレーザー光束（第２光束）を射出する第２半導体レーザーＬＤ２（第２光源）及びＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ３＝７８５ｎｍのレーザー光束（第３光束）を射出する第３半導体レーザーＬＤ３を一体化したレーザーユニットＬＤＰ、センサレンズＳＥＮ、光検出器としての受光素子ＰＤ等を有する。
【０１４９】
図３に示されるように、本実施の形態にかかる単玉の対物レンズＯＬにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中央領域ＣＮと、その周囲に配置された中間領域ＭＤと、更にその周囲に配置された周辺領域ＯＴとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。図示していないが、中心領域ＣＮには既に詳述した第１光路差付与構造が形成され、中間領域ＭＤには既に詳述した第２光路差付与構造が形成されている。また、周辺領域ＯＴには、第３光路差付与構造又は屈折面が形成されている。また、本実施の形態の対物レンズはプラスチックレンズである。対物レンズＯＬの中心領域ＣＮに形成された第１光路差付与構造は、第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた構造であり、第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１基礎構造を通過した第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第１基礎構造を通過した第３光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造を通過した第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２基礎構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。又、第１基礎構造は、輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造を有し、第１基礎構造における前記階段単位の小さい段差の光軸方向段差量ｄ１が以下の条件式を満たす。
０．５λ１／（ｎ−１）＜ｄ１＜λ１／（ｎ−１）       （１）
ただし、ｎは、第１光束における対物レンズＯＬの屈折率を表す。
【０１５０】
対物レンズＯＬの中間領域ＭＤに形成された第２光路差付与構造は、第３基礎構造と第４基礎構造とを重ね合わせた構造であり、第３基礎構造は、第３基礎構造を通過した第１光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３基礎構造を通過した第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３基礎構造を通過した第３光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造は、第４基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造を通過した第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第４基礎構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。又、第３基礎構造は、輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造を有し、第３基礎構造における前記階段単位の小さい段差の光軸方向段差量ｄ３が以下の条件式を満たす。
０．５λ１／（ｎ−１）＜ｄ３＜λ１／（ｎ−１）       （２）
【０１５１】
尚、対物レンズＯＬの周辺領域ＯＴは、屈折面もしくは第３光路差付与構造が形成されている。第３光路差付与構造は、第３光路差付与構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光路差付与構造を通過した第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光路差付与構造を通過した第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。
【０１５２】
青紫色半導体レーザーＬＤ１から射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、実線で示すように、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、偏光ビームスプリッタＢＳを通過した後、コリメートレンズＣＯＬを通過して平行光となり、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、不図示の絞りによりその光束径が規制され、対物レンズＯＬに入射する。ここで、対物レンズＯＬの中央領域と中間領域と周辺領域により集光された光束は、厚さ０．１ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【０１５３】
情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＬ、不図示の絞りを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＯＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣ１により対物レンズＯＬをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。ここで、第１光束に波長変動が生じた場合や、複数の情報記録層を有するＢＤの記録／再生を行う場合、波長変動や異なる情報記録層に起因して発生する球面収差を、倍率変更手段としてのコリメートレンズＣＯＬを光軸方向に変化させて、対物光学素子ＯＬに入射する光束の発散角又は収束角を変更することで補正できるようになっている。
【０１５４】
レーザーユニットＬＤＰの半導体レーザーＬＤ２から射出された第２光束（λ２＝６６０ｎｍ）の発散光束は、点線で示すように、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬを通過して平行光となり、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＬに入射する。ここで、対物レンズＯＬの中央領域と中間領域により集光された（周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。
【０１５５】
情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＬを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＯＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１５６】
レーザーユニットＬＤＰの半導体レーザーＬＤ３から射出された第３光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、一点鎖線で示すように、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳ、コリメートレンズＣＯＬを通過して平行光となり、λ／４波長板ＱＷＰにより直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＬに入射する。ここで、対物レンズＯＬの中央領域により集光された（中間領域及び周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
【０１５７】
情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＬを透過した後、λ／４波長板ＱＷＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＯＬにより収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して受光素子ＰＤの受光面上に収束する。そして、受光素子ＰＤの出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１５８】
（実施例）
以下、上述した実施の形態に用いることができる実施例について説明する。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０-3）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ−３）を用いて表す場合がある。また、対物レンズの光学面は、それぞれ数２式に表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。
【０１５９】
【数２】
2013206514.tif 000009
【０１６０】
ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａiは非球面係数、ｈは光軸からの高さ、ｒは近軸曲率半径である。
【０１６１】
また、回折構造を用いた実施例の場合、その回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路差は、前述した数１式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。
【０１６２】
（実施例１）
実施例１の対物レンズはプラスチック単玉レンズであって、有効径φ１＝２．８ｍｍである。実施例１の第１光路差付与構造は、中央領域の全領域において、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である第２基礎構造に、（１、−１、−１）である３ステップの階段型の回折構造である第１基礎構造が重ねあわされた光路差付与構造となっている。第２光路差付与構造は、中間領域の全領域において、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である第４基礎構造に、（１、−１、−１）である３ステップの階段型の回折構造である第３基礎構造が重ねあわされた光路差付与構造となっている。第３光路差構造は、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である。専用領域に第３光路差構造を用いることで位相差の自由度が増えるため、専用領域の光路差関数と中間領域の光路差関数をつなげることができる。
【０１６３】
表１に実施例１のレンズデータを示す。表中のＷＤとは、ワーキングディスタンスの意味である。
【０１６４】
【表１】
2013206514.tif 000010
【０１６５】
更に、実施例１のレンズデータに基づいて、実際の対物レンズの形状を設計した。当該実形状のデータを表２Ａ〜表２Ｃに示す。表２Ａ、表２Ｂ、表２Ｃ（連続する）に示されるデータを、数３式で示される数式に代入することにより、各輪帯の実形状データが得られる。
【０１６６】
【数３】
2013206514.tif 000011
【０１６７】
ｈは、光軸直交方向の光軸からの高さを表す。さらに、実施例１の第１光路差付与構造、第２光路差付与構造、第３光路差付与構造を、平板素子に設けた場合の概念断面図を、図１１として示す。中央領域に第１光路差付与構造が設けられ、中間領域に第２光路差付与構造が設けられ、周辺領域に第３光路差付与構造が設けられている。
【０１６８】
【表２Ａ】
2013206514.tif 000012
【０１６９】
【表２Ｂ】
2013206514.tif 000013
【０１７０】
【表２Ｃ】
2013206514.tif 000014
【０１７１】
図１２は、縦軸に位相差をとり、横軸に光軸からの高さをとって、ＢＤ使用時の光路差関数を示すグラフであり、光路差関数が各領域間で連続していることが分かる。図１３は、基準波長（４０５ｎｍ）におけるＢＤ使用時の縦球面収差図であり、図１４は、基準波長に対して＋５ｎｍ長波長側に変化した場合におけるＢＤ使用時の縦球面収差図であって、グラフの縦軸はＢＤの有効径φ１＝２．８ｍｍを１としている。
【０１７２】
実施例１において、ＣＤ使用時のワーキングディスタンスＷＤ３＝０．２６７ｍｍであり、第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときの波面収差ベスト位置の光軸方向の位置ずれΔ＝−０．１２９（μｍ）であり、ｄ１＝０．４７（μｍ）、ｄ３＝０．２２〜０．２７（μｍ）である。
【０１７３】
（実施例２）
実施例２の対物レンズはプラスチック単玉レンズであって、有効径φ１＝３．７４ｍｍである。実施例２の第１光路差付与構造は、中央領域の全領域において、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である第２基礎構造に、（１、−１、−１）である３ステップの階段型の回折構造である第１基礎構造が重ねあわされた光路差付与構造となっている。第２光路差付与構造は、中間領域の全領域において、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である第４基礎構造に、（１、−１、−１）である３ステップの階段型の回折構造である第３基礎構造が重ねあわされた光路差付与構造となっている。第３光路差構造は、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である。専用領域に第３光路差構造を用いることで位相差の自由度が増えるため、専用領域の光路差関数と中間領域の光路差関数をつなげることができる。
【０１７４】
表３に実施例２のレンズデータを示す。
【０１７５】
【表３】
2013206514.tif 000015
【０１７６】
更に、実施例２のレンズデータに基づいて、実際の対物レンズの形状を設計した。当該実形状のデータを表４Ａ〜表４Ｂに示す。表４Ａ、表４Ｂ、表４Ｃ、表４Ｄ（連続する）に示されるデータを、数３式で示される数式に代入することにより、各輪帯の実形状データが得られる。実施例２の第１光路差付与構造、第２光路差付与構造、第３光路差付与構造を、平板素子に設けた場合の概念断面図を、図１５として示す。
【０１７７】
【表４Ａ】
2013206514.tif 000016
【０１７８】
【表４Ｂ】
2013206514.tif 000017
【０１７９】
【表４Ｃ】
2013206514.tif 000018
【０１８０】
【表４Ｄ】
2013206514.tif 000019
【０１８１】
図１６は、縦軸に位相差をとり、横軸に光軸からの高さをとって、ＢＤ使用時の光路差関数を示すグラフであり、光路差関数が各領域間で連続していることが分かる。図１７は、基準波長（４０５ｎｍ）におけるＢＤ使用時の縦球面収差図であり、図１８は、基準波長に対して＋５ｎｍ長波長側に変化した場合におけるＢＤ使用時の縦球面収差図であって、グラフの縦軸はＢＤの有効径φ１＝３．７４ｍｍを１としている。
【０１８２】
実施例２において、ＣＤ使用時のワーキングディスタンスＷＤ３＝０．４４６ｍｍであり、第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときの波面収差ベスト位置の光軸方向の位置ずれΔ＝−０．２０４（μｍ）であり、ｄ１＝０．４７（μｍ）、ｄ３＝０．２２〜０．２７（μｍ）である。
【０１８３】
（実施例３）
実施例３の対物レンズはプラスチック単玉レンズであって、有効径φ１＝３．７４ｍｍである。実施例２の第１光路差付与構造は、中央領域の全領域において、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である第２基礎構造に、（１、−１、−１）である３ステップの階段型の回折構造である第１基礎構造が重ねあわされた光路差付与構造となっている。第２光路差付与構造は、中間領域の全領域において、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である第４基礎構造に、（１、−１、−１）である３ステップの階段型の回折構造である第３基礎構造が重ねあわされた光路差付与構造となっている。周辺領域は、屈折面である。
【０１８４】
表５に実施例３のレンズデータを示す。
【０１８５】
【表５】
2013206514.tif 000020
【０１８６】
更に、実施例３のレンズデータに基づいて、実際の対物レンズの形状を設計した。当該実形状のデータを表６に示す。表６に示されるデータを、数３式で示される数式に代入することにより、各輪帯の実形状データが得られる。実施例３の第１光路差付与構造、第２光路差付与構造、第３光路差付与構造を、平板素子に設けた場合の概念断面図を、図１９として示す。
【０１８７】
【表６】
2013206514.tif 000021
【０１８８】
図２０は、縦軸に位相差をとり、横軸に光軸からの高さをとって、ＢＤ使用時の光路差関数を示すグラフであり、光路差関数が各領域間で連続していることが分かる。図２１は、基準波長（４０５ｎｍ）におけるＢＤ使用時の縦球面収差図であり、図２２は、基準波長に対して＋５ｎｍ長波長側に変化した場合におけるＢＤ使用時の縦球面収差図であって、グラフの縦軸はＢＤの有効径φ１＝３．７４ｍｍを１としている。
【０１８９】
実施例３において、ＣＤ使用時のワーキングディスタンスＷＤ３＝０．２７７ｍｍであり、第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときの波面収差ベスト位置の光軸方向の位置ずれΔ＝０．５１９（μｍ）であり、ｄ１＝０．４７（μｍ）である。
【０１９０】
（比較例１）
特許文献１の実施例５に相当する比較例１において、第１光路差付与構造は、中央領域の全領域において、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である第２基礎構造に、（１、−１、−１）である階段型の回折構造である第１基礎構造が重ねあわされた光路差付与構造となっている。第２光路差付与構造は、中間領域の全領域において、第２光路差付与構造を通過した第１光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光路差付与構造を通過した第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする階段型の回折構造となっている。第３光路差付与構造は、周辺領域の全領域において、第３光路差付与構造を通過した第１光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする階段型の回折構造となっている。又、比較例１の倍率は、ｍ１＝０，ｍ２＝−１／６１．０、ｍ３＝−１／６０．２である。その光路差関数は、図１に示すとおりであり、各領域で不連続である。
【０１９１】
（比較例２）
特許文献１の実施例６に相当する比較例１において、第１光路差付与構造は、中央領域の全領域において、（２、１、１）のブレーズ型の回折構造である第２基礎構造に、（１、−１、−１）である階段型の回折構造である第１基礎構造が重ねあわされた光路差付与構造となっている。第２光路差付与構造は、中間領域の全領域において、第２光路差付与構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第２光路差付与構造を通過した第２光束の−１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする階段型の回折構造となっている。周辺領域の全領域において、屈折面となっている。又、比較例２の倍率は、ｍ１＝０，ｍ２＝−１／５９．２、ｍ３＝−１／６４．２である。その光路差関数は、図２に示すとおりであり、各領域で不連続である。
【０１９２】
表７に、各実施例と各比較例の、波長特性（光源波長が＋５nm変化した際の３次球面収差ＳＡ３）、温度特性（環境温度が＋３０℃変化すると共に、光源波長が＋１．５nm変化した際の３次球面収差ＳＡ３）、及び第１光束が１ｎｍの波長変化を生じたときの波面収差ベスト位置の光軸方向の位置ずれΔを、まとめて示す。比較例１，２に対して、実施例１〜３のいずれも各特性において優れている。尚、各実施例における温度特性及び波長特性において、５次球面収差が増大する場合には、光ピックアップ装置のコリメータを光軸方向に移動させることで適宜補正を行えるので特に問題はない。
【０１９３】
【表７】
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【０１９４】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。
【符号の説明】
【０１９５】
ＡＣ１ ２軸アクチュエータ
ＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＣＮ 中央領域
ＣＯＬ コリメートレンズ
ＤＰ ダイクロイックプリズム
ＬＤ１ 第１半導体レーザー又は青紫色半導体レーザー
ＬＤ２ 第２半導体レーザー
ＬＤ３ 第３半導体レーザー
ＬＤＰ レーザーユニット
ＭＤ 中間領域
ＯＬ 対物レンズ
ＯＴ 周辺領域
ＰＤ 受光素子
ＰＬ１ 保護基板
ＰＬ２ 保護基板
ＰＬ３ 保護基板
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＲＬ１ 情報記録面
ＲＬ２ 情報記録面
ＲＬ３ 情報記録面
ＳＥＮ センサレンズ
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２３】
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【図１】
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【図２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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