(57)【要約】【課題】  記録密度がより高い光ディスクに対する情報の記録または再生時であっても、光量の損失を最小限に抑えつつも、使用するレーザー光の波長が設計波長から微少にずれることにより発生する色収差を良好に抑えることができる光学素子を提供すること。【解決手段】  光学素子は、所定の条件を満たす対物光学系に搭載され、少なくとも一方の面には回折構造が設けられ、該回折構造を規定する光路差関数の二次および四次の係数が所定の条件を満たすように構成した。【選択図】      図１
2009217925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射されるレーザー光を光ディスクの記録面に入射させることにより、該光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置用対物光学系に用いられる軸上色収差補正用の光学素子であって、
前記対物光学系は、前記光源から照射されるレーザー光の設計波長λ（単位：ｎｍ）が、以下の条件（１）、像側開口数ＮＡが以下の条件（２）、焦点距離ｆ（単位：ｍｍ）が以下の条件（３）、
λ＜５００…（１）
ＮＡ≧１．０…（２）
ｆ≦１．０…（３）
を満たすように構成され、
前記光学素子の少なくとも一方の面には以下の数１、
【数１】
2009217925.tif 000026
ただし、ｈは、光軸からの高さ、
Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、…は、それぞれ二次、四次、六次、…の係数、
ｍは、入射する前記レーザー光の回折効率が最大となる回折次数、
λは、入射する前記レーザー光の設計波長、を表す、
により表される光路差関数によって規定される回折構造が形成され、
前記回折構造は、以下の条件（４）、（５）、（６）、
Ｐ２＜０…（４）
Ｐ２×Ｐ４＜−１００…（５）
−６０＜Ｐ２／Ｐ４＜０…（６）
を満たすことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子において、
前記レーザー光の波長が設計波長よりも５ｎｍ長いときにおける前記対物光学系のマージナル光線の、前記対物光学系の球面収差をＳＡＭ５（単位：ｍｍ）、前記レーザー光の波長が設計波長よりも５ｎｍ長いときにおける、前記対物光学系の近軸色収差をＣＡ５（単位：ｍｍ）、とすると、以下の条件（７）、（８）、（９）、
ＳＡＭ５＞０…（７）
ＣＡ５＜０…（８）
０＜ＳＡＭ５−ＣＡ５＜０．００１…（９）
を満たすことを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学素子において、
前記回折構造は、入射瞳座標が１．０である光線が透過する輪帯の輪帯幅をＬ１０、前記入射瞳座標が０．５である光線が透過する輪帯の輪帯幅をＬ０５、とすると、以下の条件（１０）、
Ｌ１０／Ｌ０５＞０．５…（１０）
を満たすことを特徴とする光学素子。
【請求項４】
光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置用対物光学系であって、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学素子と、
前記光ディスクに近接し、かつ前記光学素子側に凸面を向けた状態で配設される半球レンズと、を有し、
前記光学素子を介したレーザー光が入射することにより前記半球レンズから生じるエバネッセント波を用いて、情報の記録または再生を行うことを特徴とする光情報記録再生装置用対物光学系。
【請求項５】
請求項１から請求項３に記載の光学素子を有することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項６】
請求項４に記載の光情報記録再生装置用対物光学系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】
この発明は、光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置に搭載される軸上色収差補正用の光学素子および該光情報記録再生装置用対物光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報記録再生装置では、光源から照射されたレーザー光を、対物レンズを介してＣＤやＤＶＤ等の光ディスクの記録面に収束させる。記録面で反射した光は、入射時の光路を戻る。そして、戻り光は、光源と対物レンズ間にあるビームスプリッタにより偏向されて受光部へと導かれる。なお、本文において、光情報記録再生装置と記した場合には、情報の記録専用装置、情報の再生専用装置、情報の記録および再生兼用装置、の全てを含むものとする。このような光情報記録再生装置に好適な対物レンズは、例えば以下の特許文献１に開示される。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５６３７４７号公報
【０００４】
特許文献１に記載の対物レンズは、ＣＤやＤＶＤといった既存の光ディスクに対する情報の記録または再生を行うための光情報記録再生装置に搭載される。そして、光源から照射されるレーザー光の波長が温度変化等で微少に変化した場合に生じる色収差を、一方の面に回折構造を設けることにより補正している。
【０００５】
情報記録の大容量化を実現すべく、より一層記録密度が高い光ディスクが実用化されている。実用化された高記録密度の光ディスクには、例えばＨＤ  ＤＶＤやＢＤ（Blu-ray Disc）等がある。一般に、光ディスクに対する情報の記録または再生時には、使用する光の波長および開口数（ＮＡ）を変化させて該光ディスクの記録密度に対応した径のビームスポットを得る必要がある。一般にスポット径は波長が短いほど、または、ＮＡが高いほど小さくできる。従って、上記高記録密度の光ディスクに対する情報の記録または再生時には、４００ｎｍ前後の比較的波長の短いレーザー光（いわゆる青色レーザー光）を用いるとともに、ＮＡを高く設定している。
【０００６】
ここで、ＨＤ  ＤＶＤ等といった高記録密度の光ディスクに対する情報の記録または再生時に発生するおそれのある色収差を抑えるために、上記特許文献１に記載の対物レンズを使用した場合、以下のような不都合が生じる。すなわち、色収差を補正するための回折面は、該対物レンズの光軸を中心とした同心状の複数の領域の屈折面と各屈折面に形成される複数の微少な輪帯からなる。該輪帯は、対物レンズの周辺部に行くほど密になり、光軸と直交する方向の寸法（輪帯幅）も狭く構成される。そのため、上記特許文献１に記載された構成に基づき、高記録密度の光ディスクに対する情報の記録または再生に適合するように対物レンズを構成すると、該対物レンズの周辺部に形成される輪帯の輪帯幅が極端に狭くなりすぎ、透過光量が著しく低下してしまうという不都合が生じる。透過光量が低下すると、光ディスクの記録面上に形成されるビームスポットの光量が低下してしまい、高精度な情報の記録または再生の妨げになってしまう。
【０００７】
なお、近年、ニアフィールド光記録技術を利用して情報記録のより一層の大容量化を図る装置も提案されている。該装置によれば、上記ＨＤ  ＤＶＤやＢＤよりも大容量かつ高記録密度の新規な光ディスクに対する情報の記録または再生が可能になると考えられている。このような装置では、使用するレーザー光のさらなる短波長化あるいは高ＮＡ化が要求される。そのため、該装置が実用化されてくると、上記不都合はより一層顕著に表れる。
【０００８】
また、ニアフィールド光記録技術を利用した装置では、対物光学系の軸上色収差が大きい場合、光源の波長が変動したときに、半球レンズを記録面に近接させたまま、他の光学素子を光軸方向に沿ってシフトさせることによりフォーカシングを行う。このとき、フォーカシング後の光学配置は光学設計時の光学配置と異なるため、性能の劣化が懸念される。そのため、対物光学系の軸上色収差は良好に補正されていることが望ましい。しかしながら、軸上色収差を回折作用で補正した場合には、回折作用による大きな補正効果が必要なため輪帯数の増加は避け得ず、輪帯幅が波長の数倍程度まで狭くなることに起因する透過光量の低下が懸念される。ここで軸上色収差とは、近軸計算から求まる色収差（すなわち近軸色収差）とは異なり、設計波長での最良像面位置と、波長が微小に異なる場合の最良像面位置との差を指している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑み、記録密度がより高い光ディスクに対する情報の記録または再生時であっても、光量の損失を最小限に抑えつつも、使用するレーザー光の波長が設計波長から微少にずれることにより発生する軸上色収差を良好に抑えることができる光学素子、および該光学素子が好適に搭載される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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の光学素子は、光源から照射されるレーザー光を光ディスクの記録面に入射させることにより、該光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置用対物光学系に用いられる軸上色収差補正用の光学素子であって、対物光学系は、光源から照射されるレーザー光の設計波長λ（単位：ｎｍ）が、以下の条件（１）、像側開口数ＮＡが以下の条件（２）、焦点距離ｆ（単位：ｍｍ）が以下の条件（３）、
λ＜５００…（１）
ＮＡ≧１．０…（２）
ｆ≦１．０…（３）を満たすように構成され、光学素子の少なくとも一方の面には以下の数１、
【数１】
2009217925.tif 000003
ただし、ｈは、光軸からの高さ、
Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、…は、それぞれ二次、四次、六次、…の係数、
ｍは、入射するレーザー光の回折効率が最大となる回折次数、
λは、入射するレーザー光の設計波長、を表す、
により表される光路差関数によって規定される回折構造が形成され、回折構造は、以下の条件（４）、（５）、（６）、
Ｐ２＜０…（４）
Ｐ２×Ｐ４＜−１００…（５）
−６０＜Ｐ２／Ｐ４＜０…（６）
を満たすことを特徴とする。
【００１１】
より詳しくは、本発明に係る光学素子は、レーザー光の波長が設計波長よりも５ｎｍ長いときにおける対物光学系のマージナル光線の、対物光学系の球面収差をＳＡＭ５（単位：ｍｍ）、レーザー光の波長が設計波長よりも５ｎｍ長いときにおける、対物光学系の近軸計算から求まる色収差（近軸色収差）をＣＡ５（単位：ｍｍ）、とすると、以下の条件（７）、（８）、（９）、
ＳＡＭ５＞０…（７）
ＣＡ５＜０…（８）
０＜ＳＡＭ５−ＣＡ５＜０．００１…（９）
を満たすように構成されるのが好ましい。
【００１２】
また本発明に係る光学素子では、回折構造は、入射瞳座標が１．０である光線が透過する輪帯の輪帯幅をＬ１０、入射瞳座標が０．５である光線が透過する輪帯の輪帯幅をＬ０５、とすると、以下の条件（１０）、
Ｌ１０／Ｌ０５＞０．５…（１０）
を満たすことが好ましい。
【００１３】
別の観点から、本発明に係る光情報記録再生装置用対物光学系は、光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置用対物光学系であって、上記の各特徴を有する光学素子と、光ディスクに近接し、かつ光学素子側に凸面を向けた状態で配設される半球レンズと、を有し、上記のいずれかに記載の光学素子を介したレーザー光が入射することにより半球レンズから生じるエバネッセント波を用いて、情報の記録または再生を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明によれば、上記のいずれかに記載の光学素子を搭載することを特徴とする光情報記録再生装置が提供される。
【００１５】
また、本発明によれば、上記光情報記録再生装置用対物光学系を搭載することを特徴とする光情報記録再生装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、所定の条件を満たすように光学素子を構成した。これにより、より記録密度が高い光ディスクに対する情報の記録または再生時であっても、光量の損失を最小限に抑えつつも微少な波長ずれに基づく軸上色収差の発生を良好に抑えることができる。
【００１７】
一般に、使用する光ディスクの記録密度が高くなるほど、該光ディスクに対する高精度な情報の記録または再生時に必要とされるビームスポットの光量は大きくなる。従って、本発明に係る光学素子や対物光学系は、記録容量が非常に大きな光ディスクを使用可能な光情報記録再生装置に好適に使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態の光情報記録再生装置用対物光学系について説明する。図１は、本実施形態の光情報記録再生装置用対物光学系１００の概略構成を表す模式図である。本実施形態の光情報記録再生装置用対物光学系１００は、ＨＤ  ＤＶＤやＢＤといった記録密度が比較的高い光ディスクよりもさらに記録密度が高い次世代光ディスクＤに対する情報の記録または再生に供される。
【００１９】
図１に示すように光情報記録再生装置１００は、光源１、ビームスプリッタ２、コリメートレンズ３、対物レンズ４、固体浸レンズ（ＳＩＬ：Solid Immersion Lens）５、受光部６を有する。なお、光情報記録再生装置対物光学系１００には、図示しないが、光ディスクに対する情報の記録または再生時に必要とされるＮＡが確保されるように、所定径の開口制限素子が配設されてもよい。
【００２０】
より詳しくは、光源１、ビームスプリッタ２、コリメータレンズ３、対物レンズ４、固体浸レンズ５は、各々の光軸ＡＸが一致した状態で配設されている。また、受光部６も、光路を展開した状態において、受光部６の中心が光軸ＡＸ上にあるように配設されている。
【００２１】
固体浸レンズ５は、半球形状を有しており、半球状の凸面５１と平面５２を有する。固体浸レンズ５は、凸面５１が対物レンズ４側に向けられた状態で配設されている。
【００２２】
なお、光ディスクＤは、情報の記録または再生時には、ターンテーブルＴ上に載置され回転駆動される。図１に示すように、対物光学系１００は、ターンテーブルＴに載置された光ディスクＤを挟んでターンテーブルＴの反対側に位置する。
【００２３】
光ディスクＤに対する情報の記録または再生は、以下のようにして行われる。まず、ターンテーブルＴに光ディスクＤが載置されると、図示しない駆動機構によって、固体浸レンズ５が光ディスクＤ表面に近接配置される。ここで、光ディスクＤ表面と内部の記録層間は極めて微少であるため、固体浸レンズ５は、実質的に光ディスクＤの記録層に近接配置されるともいえる。
【００２４】
上記のような配置状態において、光源１から照射されたレーザー光束は、ビームスプリッタ２を透過して、コリメートレンズ３に入射する。コリメートレンズ３によって平行光束に変換されたレーザー光は、次いで対物レンズ４に入射する。対物レンズ４から射出されたレーザー光は、収束しつつ固体浸レンズ５の凸面５１に入射する。
【００２５】
上記の通り、固体浸レンズ５は実質的に光ディスクＤの記録層に近接配置されている。ここで、固体浸レンズ５は、対物レンズ４との配置関係において、固体浸レンズ５に入射したレーザー光が平面５２に臨界角以上の入射角で入射するように構成されている。従って、該レーザー光は、平面５２で全反射する。
【００２６】
レーザー光が全反射する際、平面５２からは、エバネッセント波が発生する。該エバネッセント波は、光ディスクＤの記録層に入射する。該記録層で反射した光は、入射時と略同一の光路を戻り、ビームスプリッタ２の光分岐面２１で反射する。光分岐面２１で反射した戻り光は、受光部６によって受光される。
【００２７】
以上のような対物光学系１００では、光量損失を防ぎつつも軸上色収差を効果的に抑えるため、以下のような特徴を有する。
【００２８】
まず、前提として、本実施形態の対物光学系１００は、ＣＤやＤＶＤといった既存の光ディスクよりも高記録密度な光ディスクに対して情報の記録または再生を行うための光情報記録再生装置に搭載されることを想定する。そこで、光源１から照射されるレーザー光の設計波長λ（単位：ｎｍ）は以下の条件（１）を、対物光学系１００の像側開口数ＮＡは、以下の条件（１）、（２）を、それぞれ満たすように構成される。条件（１）、（２）を満たすことにより、上記高記録密度な光ディスクの記録面において、情報の記録または再生に好適な小径のビームスポットが形成される。
λ＜５００…（１）
ＮＡ≧１．０…（２）
【００２９】
また、対物光学系１００の焦点距離ｆ（単位：ｍｍ）は以下の条件（３）を満たすように構成される。条件（３）を満たすことにより、小型かつ近軸色収差が小さい対物光学系とすることができる。近軸色収差が小さいことは、軸上色収差の補正に対して大きな効果を持っている。
ｆ≦１．０…（３）
【００３０】
また、諸収差の発生をより効果的に抑制して情報の記録または再生に好適なビームスポットが光ディスクＤの記録面上で形成されるようにするため、対物レンズ４の少なくとも一面は非球面として構成される。非球面の形状は光軸からの高さがｈとなる非球面上の座標点の該非球面の光軸上での接平面からの距離（サグ量）をＸ（ｈ）、非球面の光軸上での曲率（１／ｒ）をＣ、円錐係数をＫ、四次、六次、八次、十次、十二次…の非球面係数をＡ２ｉ（ただし、ｉは１以上の整数）として、以下の数２で表される。
【００３１】
【数２】
2009217925.tif 000004
【００３２】
さらに、対物レンズの少なくとも一方の面には、軸上色収差の発生量を適切にコントロールするための回折構造が設けられる。ここで回折構造とは、光軸ＡＸを中心とした同心状に複数に分割された屈折面と、各屈折面の境界に形成された光軸ＡＸと略平行な方向に延びる複数の微小な段差から構成された構造をいう。該段差は、上記境界の内側を透過する光束と外側を透過する光束との間に所定の光路長差を与えるように設計される。このような構造を、輪帯構造、位相構造等と称することもできる。さらには、ブレーズ波長αのｎ次回折構造という場合は、段差の内側と外側との間で与えられる光路長差が特定の波長αのｎ倍（ｎは整数）となるように設計された回折構造と捉えることができる。また、該回折構造に特定の波長βの光束を透過させた際に最も回折効率の高い回折光の回折次数は、光路長差を波長βで割ったときの値に最も近い整数ｍとなる。
【００３３】
上記回折構造は、入射するレーザー光に対して、所定の光路長差を付加するように構成される。従って、回折構造は、以下の光路差関数φ（ｈ）により表すことができる。光路差関数φ（ｈ）は、対物レンズ１０の回折レンズとしての機能を光軸からの高さｈにおける光路長付加量の形で表現したもので、回折構造における段差を設ける位置と高さを規定するものである。光路差関数φ（ｈ）は、以下の数１によって表される。
【００３４】
【数１】
2009217925.tif 000005
ただし、ｈは、光軸ＡＸからの高さ、
Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、…は、それぞれ二次、四次、六次、…の係数、
ｍは、入射するレーザー光の回折効率が最大となる回折次数、
λは、入射するレーザー光の設計波長、を表す。
【００３５】
そして、以下の条件（４）、（５）、（６）を満たすように構成される。
Ｐ２＜０…（４）
Ｐ２×Ｐ４＜−１００…（５）
−６０＜Ｐ２／Ｐ４＜０…（６）
【００３６】
条件（４）〜（６）を満たすことで、光ディスクＤの記録面上での軸上色収差を高精度な情報の記録または再生の妨げにならない程度まで十分に抑えつつ、マージナル光線が透過する輪帯の輪帯幅を設計波長の略１０倍程度に維持することができる。輪帯幅を波長の略１０倍程度に維持することにより、対物レンズ４の周辺部に入射するレーザー光は、光量の損失を抑えながら該回折構造を透過することができる。つまり、軸上色収差を良好に抑えつつ、光ディスクＤの記録面により多くの光量の光を入射させることができる。
【００３７】
説明を加えると、本実施形態では、条件（４）、（５）、（６）を満たすように回折構造を構成する、つまり係数Ｐ２を負に設定し、係数Ｐ４を正に設定するとともに係数Ｐ２と適切な関係を持つように値をコントロールすることにより、近軸色収差を過剰補正しつつ、波長の変化に依存して変化する球面収差を意図的に発生させている。そして各条件（５）、（６）を満たすように係数Ｐ２、Ｐ４の値をコントロールすることにより、設計波長から微少にずれた（本文では、最大で±１３ｎｍ程度のずれをいう。）波長の光の入射瞳座標０．７近傍での球面収差量を、設計波長の光の同一座標における球面収差量と略同一にすることができる。なお、ここで過剰補正とは、所定の波長の光における近軸色収差の量が正である場合、当該色収差の量が負になるまで補正すること、または所定の波長の光における近軸色収差の量が負である場合、当該色収差の量が正になるまで補正すること、を言う。
【００３８】
以上のように構成することにより、設計波長から微少にずれた波長の光の最良像面位置を設計波長の光の最良像面位置近傍、換言すれば光ディスクＤ記録面近傍に合わせることができる。つまり対物光学系１００は、対物レンズ４を上記のように構成することにより、光量損失を抑えつつも、軸上色収差を良好に補正することができる。
【００３９】
さらに、本実施形態の対物レンズ４は、レーザー光の波長が設計波長よりも５ｎｍ長いときにおける対物光学系１００のマージナル光線の、対物光学系１００の球面収差をＳＡＭ５（単位：ｍｍ）、レーザー光の波長が設計波長よりも５ｎｍ長いときにおける、対物光学系１００の近軸色収差をＣＡ５（単位：ｍｍ）、とすると、以下の条件（７）、（８）、（９）、
ＳＡＭ５＞０…（７）
ＣＡ５＜０…（８）
０＜ＳＡＭ５−ＣＡ５＜０．００１…（９）
を満たすように構成される。
【００４０】
条件（７）、（８）、（９）は、軸上色収差に関する条件である。条件（７）、（８）、（９）を満たすことにより、波長変動時の最良像面を、設計波長での最良像面近傍に設定することができ、軸上色収差を良好にすることができる。更に、波長変動時に発生する球面収差を良好に抑えることもできる。
【００４１】
また、本実施形態の対物レンズ４に設けられる回折構造は、入射瞳座標が１．０である光線が透過する輪帯の輪帯幅をＬ１０、入射瞳座標が０．５である光線が透過する輪帯の輪帯幅をＬ０５、とすると、以下の条件（１０）、
Ｌ１０／Ｌ０５＞０．５…（１０）
を満たすように構成される。
【００４２】
条件（１０）は、透過光量に関する条件である。条件（１０）を満たすことにより、周辺部分でも十分な透過光量を得ることができる。言い換えれば、周辺部分の透過光量が急激に落ちるのを防ぐことができる。
【００４３】
以上説明した本実施形態の対物レンズ４や対物光学系１００の具体的実施例を以下に示す。
【実施例】
【００４４】
実施例の対物光学系１００の具体的な仕様および数値構成は、以下の表１、表２に示される。なお、表２では、説明の便宜上、光源１〜対物レンズ４間に配設されている光学部材は省略している。
【００４５】
【表１】
2009217925.tif 000006
【表２】
2009217925.tif 000007
【００４６】
表１中、倍率の値が示すように、本実施例では、光ディスクＤに対する情報の記録または再生時、レーザー光は平行光束として対物レンズ４に入射する。表２中、ｒはレンズ各面の曲率半径（単位：ｍｍ）、ｄは情報の記録または再生時におけるレンズ厚またはレンズ間隔（単位：ｍｍ）、ｎ（Ｘｎｍ）は波長Ｘｎｍでの屈折率である。後に示す表１２においても同様である。
【００４７】
また、対物レンズ４の両面（面番号１、２）は非球面である。各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は表３に示される。なお表３および以下に示す各表において、表記Ｅは、１０を基数、Ｅの右の数字を指数とする累乗を表している。
【００４８】
【表３】
2009217925.tif 000008
【００４９】
本実施例の対物レンズ４の第一面（面番号１）には、回折構造が形成されている。該回折構造を規定するための光路差関数における係数Ｐ２…は表４に示される。なお本実施例において、レーザー光の回折効率が最大になる回折次数ｍは１を想定する。
【００５０】
【表４】
2009217925.tif 000009
【００５１】
上記表４に基づき規定される回折構造は、第０〜第２７６までの全部で２７７個の輪帯からなる。各輪帯の具体的構成は、以下の表５〜表１０に示される。なお、輪帯番号は光軸ＡＸ側から順に付されている。
【表５】
2009217925.tif 000010
【表６】
2009217925.tif 000011
【表７】
2009217925.tif 000012
【表８】
2009217925.tif 000013
【表９】
2009217925.tif 000014
【表１０】
2009217925.tif 000015
【００５２】
表１に示すように、本実施例は条件（１）〜（３）を全て満たす。また、表４に示すように本実施例は、Ｐ２が−７５、Ｐ２×Ｐ４が−１１２．５、Ｐ２／Ｐ４が−５０であり、条件（４）〜（６）も全て満たす。また、マージナル光線が透過する輪帯は、対物レンズ４の最周辺に位置する輪帯である。本実施例では、表１０に示すように、該輪帯（輪帯番号２７６）の輪帯幅は、４．０μｍであり、設計波長λの略１０倍になっている。
【００５３】
さらに、本実施例は、ＳＡＭ５が０．０００３、ＣＡ５が−０．０００５、ＳＡＭ５−ＣＡ５が０．０００８であり、条件（７）〜（９）も全て満たす。
【００５４】
さらに、本実施例は、Ｌ１０／Ｌ０５が０．５８であり、条件（１０）も満たす。
【００５５】
次に、上記実施例の対物光学系１０に対する比較例として、球面収差および軸上色収差が回折構造によって良好に補正されている、いわゆる最良補正状態の対物光学系の構成を表１１〜表２０に示す。表１１、表１２は、比較例の具体的な仕様および数値構成を示す。表１３は、比較例の対物光学系を構成する対物レンズの非球面形状を規定する円錐係数と非球面係数を示す。表１４は、比較例の対物レンズの第一面に設けられる回折構造を規定するための光路差関数における係数Ｐ２…を示す。なお、比較例の回折次数ｍは１を想定する。表１５〜表２０は、該回折構造の輪帯の具体的構成を示す。
【００５６】
【表１１】
2009217925.tif 000016
【表１２】
2009217925.tif 000017
【表１３】
2009217925.tif 000018
【表１４】
2009217925.tif 000019
【表１５】
2009217925.tif 000020
【表１６】
2009217925.tif 000021
【表１７】
2009217925.tif 000022
【表１８】
2009217925.tif 000023
【表１９】
2009217925.tif 000024
【表２０】
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【００５７】
表４に示すように比較例は、Ｐ２が−６０で条件（４）を満たすものの、Ｐ２×Ｐ４が９０、Ｐ２／Ｐ４が４０であり、条件（５）、（６）は満たしていない。またこのとき、表２０に示すように、マージナル光線が透過する輪帯（輪帯番号２７８）の輪帯幅は、２．９μｍであり、設計波長λの略１０倍よりも明らかに小さくなっている。
【００５８】
さらに、本比較例は、ＳＡＭ５が−０．０００１、ＣＡ５が０．００００、ＳＡＭ５−ＣＡ５が−０．０００１であり、条件（７）〜（９）を満たしていない。
【００５９】
さらに、本比較例は、Ｌ１０／Ｌ０５が０．３７であり、条件（１０）も満たしていない。
【００６０】
図２（Ａ）は、実施例の対物光学系１０において発生する球面収差図である。図２（Ｂ）は、比較例の対物光学系において発生する球面収差を表す収差図である。図２（Ａ）、（Ｂ）において、実線が設計波長（４０８ｎｍ）のレーザー光使用時に発生する球面収差を、破線が波長４１３ｎｍのレーザー光使用時に発生する球面収差を、それぞれ表す。また、図３は、実施例と比較例を使用した際に発生する軸上色収差を、波長とデフォーカス量の関係で示すグラフである。
【００６１】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、実施例の対物光学系１０は、上述したような近軸色収差および球面収差の量をコントロールしているため、最良補正状態の比較例と比べると球面収差が大きく発生しているものの、実使用上問題にならないレベルである±０．００１ｍｍ以内に収まっている。そして、図３に示すように、実施例の対物光学系１０は、軸上色収差について、最良補正状態の比較例と略同一レベルにまで良好に補正していることが分かる。
【００６２】
図４は、実施例と比較例の対物レンズに設けられる回折構造の構成を、入射瞳光線高さと輪帯数の関係で表すグラフである。また、図５は、図４の一部を拡大して示すグラフである。上記での検証および図４や図５に示すように、実施例の対物レンズ周辺部の輪帯幅Ｗ１の方が比較例の対物レンズ周辺部の輪帯幅Ｗ２よりも大きく、設計波長λの略１０倍に設定されている。従って、回折構造の透過光量も実施例の方が遙かに多く、記録密度が高い次世代光ディスクに対する情報の記録または再生に好適な構成であるといえる。
【００６３】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく以下に例示するように、様々な範囲で変形が可能である。
【００６４】
例えば、上記実施形態では、回折構造を設けた対物レンズ４に回折構造を設けることにより、該対物レンズ４を色収差補正用の光学素子として使用している。本発明は、対物レンズとは別個独立した色収差補正専用の光学素子を配設することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態の光情報記録再生装置用対物光学系の概略構成を表す模式図である。
【図２】図２（Ａ）は、実施例の対物光学系において発生する球面収差図である。図２（Ｂ）は、比較例の対物光学系において発生する球面収差を表す収差図である。
【図３】実施例と比較例を使用した際に発生する軸上色収差を、波長とデフォーカス量の関係で示すグラフである。
【図４】実施例と比較例の対物レンズに設けられる回折構造の構成を、入射瞳光線高さと輪帯数の関係で表すグラフである。
【図５】実施例と比較例の対物レンズに設けられる回折構造の構成を入射瞳光線高さと輪帯数の関係で表すグラフの一部を拡大して示すグラフである。
【符号の説明】
【００６６】
１  光源
３  コリメートレンズ
４  対物レンズ
５  固体浸レンズ５
Ｄ  光ディスク
１００  光情報記録再生装置用対物光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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