"波長λ1、λ2、λ3λ1<λ2<λ3の3つの波長のレーザ光を、それぞれNA1、NA2、NA3NA1>NA2>NA3の開口数で集光して情報再生ができる第1、第2、第3の光情報記録媒体から情報再生する単一の対物レンズであって、前記3つの波長のレーザ光をそれぞれ平行光で入射して、それぞれ厚さt1、t2、t3t1<t2<t3の透明媒質層を通して、それぞれNA1、NA2、NA3NA1>NA2>NA3の開口数で集光することができ、光軸を中心とした複数の同心円で区分された複数の輪帯で、隣接する領域に対して前記波長によって異なる、領域内で一様な位相差を与える第1、第2、第3の3つの輪帯構造が1つのレンズ面上に重畳された最内周の第1のレンズ領域と、前記第1のレンズ領域の外側に環状に配置され、光軸を中心とした複数の同心円で区分された複数輪帯で、隣接する領域に対して前記波長によって異なる、領域内で一様な位相差を与える、第4の輪帯構造が付加された第2のレンズ領域と、前記第2のレンズ領域の外側に環状に配置され、前記厚さt1の透明媒質越しに波長λ1のレーザ光を平行光で入射して集光できるように波面収差が最適化された非球面レンズ形状を有する第3のレンズ領域と、を有し、前記第1、第2のレンズ領域においては、前記輪帯構造により付加された位相差を除いたレンズ作用が、前記第1の光情報記録媒体の前記透明媒質と同じ屈折率を有し、前記透明媒質の厚さt1と前記透明媒質の厚さt2の中間の厚さtt1<t<t2の透明媒質越しに波長λ1のレーザ光を集光できるように3次球面波面収差が最適化された共通のレンズ面であり、前記第1のレンズ領域の第1、第2、第3の輪帯構造は、これらの輪帯の位相シフト機能を合わせることで、それぞれ前記λ1、λ2、λ3の波長、およびt1、t2、t3の厚さの透明媒質のいずれに対しても、波面収差をPeaktoPeak値で1λ未満に低減できるとともに、該輪帯構造による位相シフトを付加する前の波面収差が、RMS波面収差値において3次球面収差成分よりもデフォーカス成分が大きく、前記デフォーカス成分を含めて波面収差のPeaktoPeak値が5λ以上であり、該波面収差がλ1とλ2、λ3とで相互に符号が反転している輪帯構造であり、前記第2のレンズ領域の第4の輪帯構造は、それぞれ前記λ1とλ2の波長、およびt1、t2の厚さの透明媒質のいずれに対しても、波面収差をPeaktoPeak値で1λ未満に低減できるとともに、前記第1のレンズ領域と合わせた領域の輪帯構造による位相シフトを付加する前の波面収差が、RMS波面収差値において、3次球面収差成分よりもデフォーカス成分が大きく、前記デフォーカス成分を含めて波面収差のPeaktoPeak値が10λ以上であり、該波面収差がλ1とλ2とで符号が反転しており、λ3においては第1のレンズ領域のλ3の焦点位置における収差がPeaktoPeak値で1λ未満に低減されない輪帯構造であり、前記第1、第2、第3のレンズ領域に入射する波長λ1のレーザ光を前記第1の光情報記録媒体に集光し、前記第1、第2のレンズ領域に入射する波長λ2のレーザ光を前記第2の光情報記録媒体に集光し、前記第1のレンズ領域に入射する波長λ3のレーザ光を前記第3の光情報記録媒体に集光することを特徴とする対物レンズ。請求項1に記載の対物レンズにおいて、前記第1から第4の輪帯で付加される光路差から整数波長分の光路長を除去して±1/2波長の光路差とする、整数値の絶対値が2以下であることを特徴とする対物レンズ。請求項1に記載の対物レンズにおいて、前記第2のレンズ領域にさらに、λ1とλ2に対して共に略整数倍の光路差を与えるとともに、λ3に対しては整数波長分を除去した実質的な位相差の絶対値が0.3λ以上であるように位相差が調整された第5の輪帯構造が付加されたことを特徴とする対物レンズ。請求項1に記載の対物レンズにおいて、前記第3のレンズ領域にさらに、λ1に対しては略整数倍の光路差を与えるとともに、λ2とλ3に対しては整数波長分を除去した実質的な位相差の絶対値が0.3λ以上であるように位相差が調整された第6の輪帯構造が付加されたことを特徴とする対物レンズ。請求項3または請求項4に記載の対物レンズにおいて、前記第5または第6の輪帯構造が、互いに隣接する輪帯で位相シフトの符号が交互に反転していることを特徴とする対物レンズ。請求項1に記載の対物レンズであって、前記第1から第4の輪帯構造が前記対物レンズの入射側面上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または4に記載の対物レンズであって、前記第5または第6の輪帯構造が、レンズの出射側面上に形成されていることを特徴とする対物レンズ。請求項1に記載の対物レンズであって、前記第1、第2、第3のレンズ領域の境界部に隣接しない輪帯領域の入射瞳面に投影した輪帯幅の最小の幅が10μm以下とならないように、輪帯幅が10μm以下となる輪帯は隣接する輪帯と結合し、結合した輪帯の位相差を加算した位相差を与える輪帯とすることを特徴とする対物レンズ。請求項3に記載の対物レンズであって、前記第2のレンズ領域の第5の輪帯構造が第4の輪帯構造と異なる面に付加されていることを特徴とする対物レンズ。請求項4に記載の対物レンズであって、前記第3のレンズ領域の第6の輪帯構造が第2のレンズ領域の第5の輪帯構造と同じ面に付加されていることを特徴とする対物レンズ。請求項3に記載の対物レンズであって、前記第2のレンズ領域の第5の輪帯構造が第4の輪帯構造と同じ面に付加させるとともに輪帯位置をそろえて輪帯高さだけをフレア除去の条件の位相差となるように調整したことを特徴とする対物レンズ。波長λ1、λ2、λ3λ1<λ2<λ3の3つの波長のレーザ光光源、前記3つの波長のレーザ光を集光する対物レンズ、及び、記録密度の異なる第1、第2、第3の光情報記録媒体を備え、前記光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置において、前記対物レンズは、前記3つの波長のレーザ光を、それぞれNA1、NA2、NA3NA1>NA2>NA3の開口数で集光して情報再生ができる前記第1、第2、第3の光情報記録媒体から情報再生する単一の対物レンズであって、前記3つの波長のレーザ光をそれぞれ平行光で入射して、それぞれ厚さt1、t2、t3t1<t2<t3の透明媒質層を通して、それぞれNA1、NA2、NA3NA1>NA2>NA3の開口数で集光することができ、光軸を中心とした複数の同心円で区分された複数の輪帯で、隣接する領域に対して前記波長によって異なる、領域内で一様な位相差を与える第1、第2、第3の3つの輪帯構造が1つのレンズ面上に重畳された最内周の第1のレンズ領域と、前記第1のレンズ領域の外側に環状に配置され、光軸を中心とした複数の同心円で区分された複数輪帯で、隣接する領域に対して前記波長によって異なる、領域内で一様な位相差を与える、第4の輪帯構造が付加された第2のレンズ領域と、前記第2のレンズ領域の外側に環状に配置され、前記厚さt1の透明媒質越しに波長λ1のレーザ光を平行光で入射して集光できるように波面収差が最適化された非球面レンズ形状を有する第3のレンズ領域と、を有し、前記第1、第2のレンズ領域においては、前記輪帯構造により付加された位相差を除いたレンズ作用が、前記第1の光情報記録媒体の前記透明媒質と同じ屈折率を有し、前記透明媒質の厚さt1と前記透明媒質の厚さt2の中間の厚さtt1<t<t2の透明媒質越しに波長λ1のレーザ光を集光できるように3次球面波面収差が最適化された共通のレンズ面であり、前記第1のレンズ領域の第1、第2、第3の輪帯構造は、これらの輪帯の位相シフト機能を合わせることで、それぞれ前記λ1、λ2、λ3の波長、およびt1、t2、t3の厚さの透明媒質のいずれに対しても、波面収差をPeaktoPeak値で1λ未満に低減できるとともに、該輪帯構造による位相シフトを付加する前の波面収差が、RMS波面収差値において3次球面収差成分よりもデフォーカス成分が大きく、前記デフォーカス成分を含めて波面収差のPeaktoPeak値が5λ以上であり、該波面収差がλ1とλ2、λ3とで相互に符号が反転している輪帯構造であり、前記第2のレンズ領域の第4の輪帯構造は、それぞれ前記λ1とλ2の波長、およびt1、t2の厚さの透明媒質のいずれに対しても、波面収差をPeaktoPeak値で1λ未満に低減できるとともに、前記第1のレンズ領域と合わせた領域の輪帯構造による位相シフトを付加する前の波面収差が、RMS波面収差値において、3次球面収差成分よりもデフォーカス成分が大きく、前記デフォーカス成分を含めて波面収差のPeaktoPeak値が10λ以上であり、該波面収差がλ1とλ2とで符号が反転しており、λ3においては第1のレンズ領域のλ3の焦点位置における収差がPeaktoPeak値で1λ未満に低減されない輪帯構造であり、前記第1、第2、第3のレンズ領域に入射する波長λ1のレーザ光を前記第1の光情報記録媒体に集光し、前記第1、第2のレンズ領域に入射する波長λ2のレーザ光を前記第2の光情報記録媒体に集光し、前記第1のレンズ領域に入射する波長λ3のレーザ光を前記第3の光情報記録媒体に集光することを特徴とする光ピックアップ装置。特許文献1および2に開示されている構成では、対物レンズに入射する光線が平行光でないことが問題となる場合がある。光ディスクをドライブ装置に装着する場合に、ディスクを回転させるスピンドルモータの回転中心は、ディスクの情報トラックの曲率中心とは必ずしも一致しない。これは光ディスクのような可換媒体を用いる情報記録装置においては不可避のことであり、これに伴って静止している光ピックアップと回転している光ディスクの情報トラックは相対的に位置ずれを生じる。光ピックアップではこの相対的な位置ずれを補償するために、情報トラックと集光スポットの位置ずれをトラッキング誤差信号として検出し、この信号によって対物レンズを搭載したアクチュエータを駆動している。これによって光スポットは信号再生の間、つねに情報トラックを追随することが可能となり、連続的な情報再生を可能としている。しかしながら、スポットを動かすためにアクチュエータでレンズを動かす際に、レンズに入射している光束が平行光であれば、レンズが動いても波面収差は発生しないが、レンズに入射している光束が収束光や発散光となっていると、レンズ移動に伴って対物レンズの主光線が傾くためにコマ収差が発生する。特に、BDのようなNAの大きいレンズではその影響は深刻である。したがって入射光線は平行光であることが望ましい。なお、特許文献1では実施例6が、3波長がすべて倍率0で平行光であるが、収差を補正するための回折面はカップリングレンズにある例であり、対物レンズに入射する光束は発散光や収束光にはなっていないものの、球面収差のある波面となっていると考えられる。この場合にはレンズが動くとコマ収差の発生を招き、やはり好ましくない。また回折作用を用いる複数波長用の互換レンズ素子では、複数の波長で同時に回折効率を100にすることができず、利用効率が低下するという問題点がある。また、特許文献2では、2種類の光路差付与構造に最も短い波長の奇数倍と偶数倍の光路差を付与することが述べられているが、BD、DVD、CDを再生する単レンズで入射光をすべて平行光とする場合には、我々はそのような条件での解を見つけることができなかった。また本件特許文献の実施例ではいずれも回折レンズ面を必要としており、やはり複数波長での利用効率の低下が問題となる。また、特許文献3に開示されている構成では、レンズに入射する光束は3波長とも平行光であるが、実施例にはBD、DVD、CDの波長とNAに該当するものがなく、本願で解決すべき課題に対応した設計例が開示されていない。また本件特許文献の実施例でもいずれも回折レンズ面を必要としており、やはり複数波長での利用効率の低下が問題となる。また、特許文献4に開示されている構成では、BD収差を劣化させる副次的段差構造を導入するとは言え、BD波長の整数倍の光路差を与える階段構造が基本となっているため、位相構造の設計の自由度が少ない。さらに階段のステップ面をどのような非球面にするのかについても何ら指針がない。このため十分な収差低減効果が得られない懸念がある。また輪帯構造を非球面とするときの自動設計のための変数の設定の開示がない。さらにまた位相シフトによって収差を低減するという観点から、本特許文献では補正できる収差量が本質的に小さいという問題点がある。本件特許文献では段落[0046]においてCDの作動距離を増加させるためにCDで5λのデフォーカスを導入することが述べられているが、位相シフトを用いて複数の光記録媒体の収差を同時に補正する場合には、補正される波面収差は相互に相似形状である必要がある。なぜなら、複数の波面収差に対してそれぞれの波長から決まる同一の位相差で刻むことで輪帯位置を決定するため、それぞれの波長の位相シフト量に比例した波面収差のpeaktopeak量の相似形の収差でないと、補償後の波面収差が平坦にならないためである。したがって、この記述は、実際にはCDの補正波面収差にだけ、BDやDVDとは独立にデフォーカスを付加するという記述ではなく、DVDの補正波面収差として、デフォーカスのない球面収差のある波面収差当該特許文献図7を設定した場合、DVDより小さくなるCDの有効径の範囲ではデフォーカスが発生するという趣旨と理解できる。当該実施例の図6から、輪帯を付加する前の収差がBDでほとんどゼロであることから、レンズとしての対応基板厚さが0.1mm程度であり、ここから自動的に決まるCD有効径のデフォーカス量が5λであると推定される。しかしながら実質的な作動距離の確保のためにはBDに対するCDのデフォーカス量は5λではまだ不足であり、30λ程度は必要であろうと考えられる。本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、BD、DVD、CDともに平行光が入射する場合に、その収差を十分に低減する単一のレンズを提供するとともに、回折効率の波長依存性による利用効率低下が見込まれる回折素子を用いることなく、輪帯構造による位相シフトを用いて互換を図るとともに、CDの作動距離を十分に確保することを目的とする。前記目的を達成するために、本発明の対物レンズは、波長λ1、λ2、λ3λ1<λ2<λ3の3つの波長のレーザ光を、それぞれNA1、NA2、NA3NA1>NA2>NA3の開口数で集光して情報再生ができる第1、第2、第3の光情報記録媒体から情報再生する単一の対物レンズにおいて、前記3つの波長のレーザ光をそれぞれ平行光で入射して、それぞれ厚さt1、t2、t3t1<t2<t3の透明媒質層を通して、それぞれNA1、NA2、NA3NA1>NA2>NA3の開口数で集光することができるようにするに当たって、光軸を中心とした複数の同心円で区分された複数の輪帯で、隣接する領域に対して前記波長によって異なる、領域内で一様な位相差を与える第1、第2、第3の3つの輪帯構造が1つのレンズ面上に重畳された最内周の第1のレンズ領域と、前記第1のレンズ領域の外側に環状に配置され、光軸を中心とした複数の同心円で区分された複数輪帯で、隣接する領域に対して前記波長によって異なる、領域内で一様な位相差を与える、第4の輪帯構造が付加された第2のレンズ領域と、前記第2のレンズ領域の外側に環状に配置され、前記厚さt1の透明媒質越しに波長λ1のレーザ光を平行光で入射して集光できるように波面収差が最適化された非球面レンズ形状を有する第3のレンズ領域と、を設けて、前記第1、第2のレンズ領域においては、前記輪帯構造により付加された位相差を除いたレンズ作用が、前記第1の光情報記録媒体の前記透明媒質と同じ屈折率を有し、前記透明媒質の厚さt1と前記透明媒質の厚さt2の中間の厚さtt1<t<t2の透明媒質越しに波長λ1のレーザ光を集光できるように3次球面波面収差が最適化された共通のレンズ面であるようにし、前記第1のレンズ領域の第1、第2、第3の輪帯構造は、これらの輪帯の位相シフト機能を合わせることで、それぞれ前記λ1、λ2、λ3の波長、およびt1、t2、t3の厚さの透明媒質のいずれに対しても、波面収差をPeaktoPeak値で1λ未満に低減できるとともに、該輪帯構造による位相シフトを付加する前の波面収差が、RMS波面収差値において3次球面収差成分よりもデフォーカス成分が大きく、前記デフォーカス成分を含めて波面収差のPeaktoPeak値が5λ以上であり、該波面収差がλ1とλ2、λ3とで相互に符号が反転している輪帯構造とし、前記第2のレンズ領域の第4の輪帯構造は、それぞれ前記λ1とλ2の波長、およびt1、t2の厚さの透明媒質のいずれに対しても、波面収差をPeaktoPeak値で1λ未満に低減できるとともに、前記第1のレンズ領域と合わせた領域の輪帯構造による位相シフトを付加する前の波面収差が、RMS波面収差値において、3次球面収差成分よりもデフォーカス成分が大きく、前記デフォーカス成分を含めて波面収差のPeaktoPeak値が10λ以上であり、該波面収差がλ1とλ2とで符号が反転しており、λ3においては第1のレンズ領域のλ3の焦点位置における収差がPeaktoPeak値で1λ未満に低減されない輪帯構造とすることによって、前記第1、第2、第3のレンズ領域に入射する波長λ1のレーザ光を前記第1の光情報記録媒体に集光し、前記第1、第2のレンズ領域に入射する波長λ2のレーザ光を前記第2の光情報記録媒体に集光し、前記第1のレンズ領域に入射する波長λ3のレーザ光を前記第3の光情報記録媒体に集光するようにさせる。また、このような対物レンズにおいて、前記第1から第4の輪帯で付加される光路差から整数波長分の光路長を除去して±1/2波長の光路差とする、整数値の絶対値が2以下であるようにさせる。さらにまたこのような対物レンズにおいて、前記第2のレンズ領域にさらに、λ1とλ2に対して共に略整数倍の光路差を与えるとともに、λ3に対しては整数波長分を除去した実質的な位相差の絶対値が0.3λ以上であるように位相差が調整された第5の輪帯構造が付加する。これによってBD/DVD領域において不要なCD光がCDの集光スポットを劣化させないように拡散させる。さらにまた、このような対物レンズにおいて、前記第3のレンズ領域にさらに、λ1に対しては略整数倍の光路差を与えるとともに、λ2とλ3に対しては整数波長分を除去した実質的な位相差の絶対値が0.3λ以上であるように位相差が調整された第6の輪帯構造が付加する。これによってBD専用領域において不要なDVD光とCD光がそれぞれDVDの集光スポットおよびCDの集光スポットを劣化させないように拡散させる。さらにまた、このような対物レンズにおいて、前記第5または第6の輪帯構造が、互いに隣接する輪帯で位相シフトの符号を交互に反転させる。これによって輪帯付加による当該輪帯の実効的な軸上レンズ厚を最適な画角特性の条件から大きくはずれないようにすることができる。さらにまた、このような対物レンズにおいて、前記第1から第4の輪帯構造を前記対物レンズの入射側面上に形成する。単レンズの対物レンズの屈折面は入射面と出射面の2面のみであるため、同じ面に形成しない場合は、入射面と出射面に分けて形成することになるが、互換のための収差補正を目的とする第1から第4の輪帯構造はそれぞれ相互に位置のずれがないようにする必要があり、異なる面に形成すると相対的な位置ずれによって収差補正性能が劣化する可能性がある。したがって同じ面に形成するとこのようなずれを軽減することができる。このとき出射側の面に形成すると、屈折光が大きな屈折角で出射する際、輪帯の段差の壁面によって一部の光線が射光されことがあり、入射面に段差を設定することで、段差と入射光線を相互に平行とできるため、光線の遮蔽の影響を軽減することができる。さらにまた、本発明の対物レンズにおいて、前記第5または第6の輪帯構造を、レンズの出射側面上に形成する。本発明の輪帯構造は互換のための第1から第4の輪帯構造と、フレア光を低減するための第5、第6の輪帯構造があり、第1から第4の輪帯構造は前述のように相互の相対位置精度が必要であるが、互換のための輪帯構造とフレア光低減のための輪帯構造の間は相互にそれほど位置精度を必要としない。したがって精度の問題の上では別々の面に形成することができる。一方、出射面での段差面による光線の遮蔽の影響の問題はあるため、フレア対策輪帯も互換用輪帯とまとめて第1面に形成する方が望ましい。しかし、フレア対策輪帯が浅い場合は第2面に形成してもあまり問題とならない。また1つの面に形成する輪帯数をあまり多すぎないようにする目的においては第2面にフレア対策輪帯を形成するのは望ましい。さらに互換用輪帯とフレア対策輪帯の機能を分離することによって相互の事象の干渉による開発上の問題解決の困難さが軽減され、開発コストを削減することもできる。さらにまた、本発明の対物レンズにおいては、前記第1、第2、第3のレンズ領域の境界部に隣接しない輪帯領域の入射瞳面に投影した輪帯幅の最小の幅が10μm以下とならないように、輪帯幅が10μm以下となる輪帯は隣接する輪帯と結合し、結合した輪帯の位相差を加算した位相差を与える輪帯とする。位相シフトレンズは回折レンズと異なり、輪帯の周期性は必要なく、輪帯位置を調整して全体の輪帯数を削減し、製造を容易とすることが可能である。このためこのように近接する輪帯を統合することは位相シフトレンズだからこそ可能であり、それにより輪帯幅が狭くなりすぎず、製造を容易とすることができる。輪帯幅の統合にあたっては、位相シフトの総和の値が、統合する2つの輪帯境界のそれぞれの境界の両側で生じる変化量の値で加重平均して輪帯位置を決めると、補正後の波面収差を小さくすることができる。さらにまた、本発明の対物レンズにおいては、前記第2のレンズ領域の第5の輪帯構造が第4の輪帯構造と異なる面に付加させることもできる。すなわちBD/DVD領域の互換のための輪帯と、BD/DVD領域のフレア対策輪帯を別々の面に設定することで、輪帯数を減らすことができ、機能の異なる部品を分けて作成することによって開発上の問題分析が容易となる。また、本発明の対物レンズにおいては、前記第3のレンズ領域の第6の輪帯構造が第2のレンズ領域の第5の輪帯構造と同じ面に付加することができる。これはBD/DVD領域のフレア対策輪帯とBD専用領域のフレア対策輪帯を同じ面に形成することを意味しており、フレア対策を1つの面に形成することによって、互換機能との輪帯機能の切り分けが容易となる。また、本発明の対物レンズにおいては、前記第2のレンズ領域の第5の輪帯構造が第4の輪帯構造と同じ面に付加させてもよい。同じ面に付加させるとともに輪帯位置をそろえて輪帯高さだけをフレア除去の条件の位相差となるように調整することにより、輪帯を増やさずに互換機能とフレア除去機能が統合された輪帯とすることが可能となる。また、本発明の光ピックアップ装置は、波長λ1、λ2、λ3λ1<λ2<λ3の3つの波長のレーザ光光源、前記3つの波長のレーザ光を集光する対物レンズ、及び、記録密度の異なる第1、第2、第3の光情報記録媒体を備え、前記光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置であって、前記対物レンズは、前記3つの波長のレーザ光を、それぞれNA1、NA2、NA3NA1>NA2>NA3の開口数で集光して情報再生ができる前記第1、第2、第3の光情報記録媒体から情報再生する単一の対物レンズであって、前記3つの波長のレーザ光をそれぞれ平行光で入射して、それぞれ厚さt1、t2、t3t1<t2<t3の透明媒質層を通して、それぞれNA1、NA2、NA3NA1>NA2>NA3の開口数で集光することができ、光軸を中心とした複数の同心円で区分された複数の輪帯で、隣接する領域に対して前記波長によって異なる、領域内で一様な位相差を与える第1、第2、第3の3つの輪帯構造が1つのレンズ面上に重畳された最内周の第1のレンズ領域と、前記第1のレンズ領域の外側に環状に配置され、光軸を中心とした複数の同心円で区分された複数輪帯で、隣接する領域に対して前記波長によって異なる、領域内で一様な位相差を与える、第4の輪帯構造が付加された第2のレンズ領域と、前記第2のレンズ領域の外側に環状に配置され、前記厚さt1の透明媒質越しに波長λ1のレーザ光を平行光で入射して集光できるように波面収差が最適化された非球面レンズ形状を有する第3のレンズ領域と、を有し、前記第1、第2のレンズ領域においては、前記輪帯構造により付加された位相差を除いたレンズ作用が、前記第1の光情報記録媒体の前記透明媒質と同じ屈折率を有し、前記透明媒質の厚さt1と前記透明媒質の厚さt2の中間の厚さtt1<t<t2の透明媒質越しに波長λ1のレーザ光を集光できるように3次球面波面収差が最適化された共通のレンズ面であり、前記第1のレンズ領域の第1、第2、第3の輪帯構造は、これらの輪帯の位相シフト機能を合わせることで、それぞれ前記λ1、λ2、λ3の波長、およびt1、t2、t3の厚さの透明媒質のいずれに対しても、波面収差をPeaktoPeak値で1λ未満に低減できるとともに、該輪帯構造による位相シフトを付加する前の波面収差が、RMS波面収差値において3次球面収差成分よりもデフォーカス成分が大きく、前記デフォーカス成分を含めて波面収差のPeaktoPeak値が5λ以上であり、該波面収差がλ1とλ2、λ3とで相互に符号が反転している輪帯構造であり、前記第2のレンズ領域の第4の輪帯構造は、それぞれ前記λ1とλ2の波長、およびt1、t2の厚さの透明媒質のいずれに対しても、波面収差をPeaktoPeak値で1λ未満に低減できるとともに、前記第1のレンズ領域と合わせた領域の輪帯構造による位相シフトを付加する前の波面収差が、RMS波面収差値において、3次球面収差成分よりもデフォーカス成分が大きく、前記デフォーカス成分を含めて波面収差のPeaktoPeak値が10λ以上であり、該波面収差がλ1とλ2とで符号が反転しており、λ3においては第1のレンズ領域のλ3の焦点位置における収差がPeaktoPeak値で1λ未満に低減されない輪帯構造であり、前記第1、第2、第3のレンズ領域に入射する波長λ1のレーザ光を前記第1の光情報記録媒体に集光し、前記第1、第2のレンズ領域に入射する波長λ2のレーザ光を前記第2の光情報記録媒体に集光し、前記第1のレンズ領域に入射する波長λ3のレーザ光を前記第3の光情報記録媒体に集光する。本発明によれば、BD、DVD、CDのいずれの光ディスクを再生する場合にも平行光を入射して信号再生ができる単レンズの対物レンズが実現でき、トラッキング動作に伴ってレンズがレーザ光軸から偏心してもコマ収差が発生しないようにすることができる。また回折素子による利用効率低下のないレンズが実現できるとともに、補正波面収差波面にデフォーカスを導入することによりCDの作動距離を実用的な値で確保できるとともに画角特性を改善することができる。以下、本発明を実施する形態について、まず基本的な原理を説明する。図1は、本発明の基本的な概念を説明する図である。本発明に係る対物レンズ101は基本的にある1つの材料から構成される単レンズであって図の左側の光が入射する面以降第1面と呼ぶと図の右側の光が出射する面以降第2面と呼ぶから構成される。基本的に平行光を集光する対物レンズ101は平行光を入射する側の面の曲率が大きく曲率半径が小さく、収束光を射出する側の面の曲率が小さい曲率半径が大きいことはよく知られている。対物レンズ101の第1面と第2面には光軸102を中心とした同心円で区分された3つの領域があり、第1面では最も内側が第1面の第1領域103、それに隣接した円環状の領域が第1面の第2領域104、その外側の最外周の領域が第1面の第3領域105である。ここで、この図は側面図を示しているため、円環を側面から見た形となっており、第1面の第2領域104、第1面の第3領域105が光軸102に対して対称に上下に分かれているが、光軸に対して平行な視線でみれば円環状につながっていることは言うまでもない。同様にして、第2面でも第2面の第1領域106、第2面の第2領域107、第2面の第3領域108がある。第1面の第1領域103と第2面の第1領域106、第1面の第2領域104と第2面の第2領域107、第1面の第3領域105と第2面の第3領域108は、基本的に同じ光束が透過する領域であると仮定する。ここで第1面と第2面にはそれぞれ段差で区分された輪帯構造がありそれぞれ第1の輪帯構造、第2の輪帯構造と呼ぶことにする。第2の輪帯構造は段差によって形づくられる輪帯境界で区分された複数の輪帯を有し、第1の輪帯構造と第2の輪帯構造では一般に輪帯境界の半径位置も、段差量も、輪帯数も異なっている。段差量は入射する光線に対して図3に示すような光路差を与える。図3の図中、太い折れ線AEGDが、ある1つの段差の近傍を拡大した断面プロファイルであり、左から図に対して水平な平行光束が入射し、AEGDで表わされるレンズ面によって屈折されたとき、段差EGを境として上側の光束と下側の光束の間に生じる光路差を図中の式で表わしている。ここで、レンズ面は段差近傍で曲率による面の曲がりが見えないくらいに拡大されているとし、線分AEとGDは平行であり、レンズ面であるこれらの線分は鉛直方向に対する傾き角接線角がθであり、同時にレンズ面に対する入射光線の入射角がθであると仮定している。さらに、段差EGは光軸および入射光線に平行と仮定する。また式の中でnはレンズの屈折率を表わしている。このように与えられる光路差を波長λと整数mを用いてmλφただし-λ/2<φ≦λ/2と表わしたとき、本明細書中ではφを位相差と定義する。伝播する光波においては段差による光路差が光のコヒーレンス長よりも十分短い光路差の範囲内であれば、段差を通り過ぎた後の光の挙動はmではなく、位相差φで左右されるものであることはよく知られている。本発明における収差補正量も位相差φの量だけ補正されるのである。さらに、図3より、ある段差によって隣接する輪帯間に生じる光路差および位相差は、段差量と光線に対する面の傾斜角の関数となっていることがわかる。さらに、ある段差による光路差が波長λ1、λ2、λ3でm1λ1φ1、m2λ2φ2、m3λ3φ3で表わされるとき、当然ながらm1、m2、m3は相互に異なる可能性が高く、φ1とφ2とφ3も同様にさらに高い確率で異なる値となる。これによって1つの段差は異なる波長で異なる収差補正量を生じることもわかる。図1の対物レンズ101の第1および第2の輪帯構造によって加わる光路差および位相差は面の傾斜角によらず同一輪帯構造、同一領域内ではほぼ一定となるように形成する。しかし、同一領域内においても第1の輪帯構造と第2の輪帯構造では光路差および位相差は一般に異なっている。また、第3領域105,108においては、図1の例では輪帯構造を形成していない。これは第3領域105,108がBD専用領域であるため、BD専用レンズ構造とすることができるからである。しかし、DVDやCDの再生時に第3領域105,108に入射する光線を記録膜面上で十分拡散できるようにするために、必要に応じ、BDで位相差を生じない輪帯構造を付加することもできる。図2は、図1の対物レンズ101に光束が入射している状態の模式図である。図1の対物レンズ101の第1面の第1領域103に相当する領域には波長785nmのCD用の入射光束203が入射しており、第1面の第1の輪帯構造と第2面の第2の輪帯構造によって収差が補正され、厚さt3のCDの透明媒質層206を通してその対物レンズ101と反対側の面の表面にある記録膜面に集光している。対物レンズ101の第2面の第1領域106は第1面の第1領域103に入射したCD用の入射光束203が出射するようにその境界半径位置が設定されている。また、図1の対物レンズ101の第1面の第1領域103と第1面の第2領域104の範囲に相当する領域には波長660nmのDVD用の入射光束202が入射しており、第1面の第1領域103の第1の輪帯構造と第2面の第1領域106の第2の輪帯構造により第1領域の収差が補正され、第1面の第2領域104の第1の輪帯構造と第2面の第2領域107の第2の輪帯構造によって第2領域の収差が補正され、厚さt2のDVD透明媒質層205を通してその対物レンズ101と反対側の面の表面にある記録膜面に集光している。第2面の第2領域107の外周側境界近傍からは第1面の第2領域に入射したDVD用の入射光束202の外周側境界近傍に入射した光が出射するようにその境界半径位置が設定されている。また、図1の第1面の第1領域103と第1面の第2領域104と第1面の第3領域105の範囲に相当する領域には波長405nmのBD用の入射光束201が入射しており、第1面の第1領域103の第1輪帯構造と第2面の第1領域106の第2の輪帯構造により第1領域の収差が補正され、第1面の第2領域104の第1の輪帯構造と第2面の第2領域107の第2の輪帯構造によって第2領域の収差が補正され、第1面の第3領域に入射した光が第2面の第3領域から出射して収差なく厚さt1のBD透明媒質層204を通してそのレンズと反対側の面の表面にある記録膜面に集光している。ここで、実際のBD、DVD、CDに対応してt1はBDの2層の中間の表面からの深さ0.0875mm、t2はDVDの基板厚として0.6mm、t3はCDの基板厚1.2mmとしてレンズを形成しておく。以上の説明においては、簡単のため第1領域103,106および第2領域104,107において2つの輪帯構造を第1面と第2面に形成する例を示した。しかし同一領域内の異なる輪帯構造は必ずしも2面に分けて形成する必要はない。なぜなら、2つの輪帯構造はある光束に光路差を2回与えるだけであるため、最終的に2回の光路差をあらかじめ加算した光路差を一度に与えても等価であるためである。したがって、必要に応じて1つの面に2つの輪帯構造をまとめて付加してもよい。1つの面にまとめることによって入射光束に対する2つの輪帯構造の位相シフト分布の相対的な位置ずれを抑えることができ、複雑な構造を形成する面の数を2面から1面に減らすことにより製造コストを抑えることができ、斜めに入射する光線に対する位相シフト分布のずれを抑えることができる、などのメリットを享受することができる。さらにまた2つでなく、3つの輪帯構造を合成することもできる。以上のような輪帯構造の概念のもとで、本発明のレンズは、第1領域103,106に第1、第2、第3の3つの輪帯構造が合成され、第2領域104,107に少なくとも1つの第4輪帯構造、またはもう1つの第5の輪帯構造を有し、第3領域105,108に輪帯構造がないか、または第5の1つの輪帯構造を有するようなレンズとなる。次に、第1領域103,106の3つの輪帯構造と、第2領域104,107の1つの輪帯構造で原理的にBD、DVD、CDの3つの波長での収差補正ができることを説明する。図4は補正されるべき波面収差とそれから決まる1つの輪帯構造およびその輪帯構造による補正後波面収差の関係を示す模式図である。図4は円筒座標の3次元グラフになっており、半径はレンズの有効口径内の半径座標、縦軸はあるディスクを対応する波長で再生するときの波面収差を表わしている。この波面収差を段差に対応したその波長における位相差φの位相段差で補正する場合、縦軸の収差を等しくφの位相間隔でN輪帯分を刻み、刻んだ境界に当たる半径位置で輪帯境界を決めることになる。刻まれた波面収差曲線は位相シフト量に応じて波面収差値0近傍、すなわち半径座標軸に沿って切り揃えて折り畳まれている。これが収差補正後の波面収差である。このように、段差の位相差φに輪帯数Nを乗じたφ×Nの収差補正量が、補償されるべき波面収差のPeak-to-peak値にほぼ対応するように輪帯数Nを決める。このような輪帯構造を別の波長で作用させると、それぞれ対応する異なる位相差φに等しい輪帯数Nを乗じた収差補償量の相似な波面収差が補正できる。これらを第1、第2、第3輪帯構造の3つの輪帯構造を用いることでBDとDVDとCDでいずれも収差補正を行う第1領域以下、BD/DVD/CD領域、3波長共用領域とも呼ぶに適用し、第4輪帯構造の1つの輪帯構造を用いることでBDとDVDで共に収差補正が必要でありCDで収差補正の不要な第2領域以下、BD/DVD領域、とも呼ぶに適用することで収差補正ができることを、図6を用いて説明する。まず、BD/DVD領域において、第4輪帯構造による位相シフト量をBDでφBD、DVDでφDVD、輪帯数をN、輪帯を付加する前の非球面レンズが無収差で集光できるディスクの基板厚さ以下、対応基板厚、または対応基板厚さ、と呼ぶをt、ディスク基板の屈折率をBD波長でnBD、DVD波長でnDVD、BD波長をλBD、DVD波長をλDVDとすると、上側の角の丸い四角で囲まれた2つの式が成り立つ。ここでαは比例係数であり、輪帯構造で補正できる収差量のPeaktopeak値が、基板厚ずれに比例した収差量に一致することを示している。ここで、BDは一般に2層ディスクに対応する必要があり、ディスク表面から遠い側の層L0層ではディスク表面からの深さが0.1mm、ディスク表面に近い側の層L1層はL0層から25μmを隔てで表面から0.075mmの深さに記録膜があり、光学的なディスク基板の厚さは、それらの深さの中間値として0.0875mmとして設計するのが一般的である。したがってBDの収差量の関係式である上側の第1式では、収差量がレンズの対応基板厚tとの差t-0.0875に比例するのである。また同様にして、DVDではディスク基板厚さは一般に0.6mmとして設計されるので、第2式の収差量はt-0.6に比例するのである。これら2つの式を、tとNの連立方程式とみれば、第4輪帯構造の段差から決まる位相差に対して、ベースとなる非球面レンズの対応基板厚tと、BD/DVD領域の輪帯数Nが決まるのである。輪帯数Nはあまり大きい値だと、輪帯幅が狭くなって製造が困難となり、あまり小さい値だと、逆に位相差が大きいことを意味し、補正後波面のpeaktopeak値が大きいことになる。したがって適当な値となるように輪帯構造の段差を探索すればよい。また本発明においては、あとで説明するように補正する波面収差にデフォーカスを含めることになる。しかし、その波面をBD、DVDともに1つの第4輪帯構造によって補正するためには2つの波面収差の形状は相似形である必要があり、相似となるようにデフォーカスを加える場合にはそのデフォーカス量は球面収差量に比例した値であることが必要なり、結局、デフォーカスを加えた場合にも、比例係数αの値が変わるだけで、この2つの関係式は同様に成り立つのである。このようにして決めたBD/DVD領域のベースとなる非球面レンズの対応基板厚は、BD/DVD/CD領域でも同一の値である必要がある。なぜなら、BD再生時とDVD再生時は、BD/DVD/CD領域とBD/DVD領域で、BD光もDVD光も焦点位置が一致する必要があるためである。対応基板厚さが領域によって異なると、それぞれの領域で所定の補正波面収差形状となるBD光の焦点位置とDVD光の焦点位置の間隔が異なることになる。すると、たとえばBDでBD/DVD/CD領域とBD/DVD領域の焦点位置が一致するように曲率半径を調整してしまうと、DVDではBD/DVD/CD領域とBD/DVD領域でその焦点間隔の差の分だけ焦点位置がずれてしまうためである。このため、たとえ輪帯構造によりそれぞれの焦点位置で収差補正ができたとしても、相対的にBD/DVD/CD領域とBD/DVD領域の焦点ずれに比例した残留収差が発生してしまう。これを避けるためにBD/DVD領域で決定した対応基板厚tはBD/DVD/CD領域にも適用されなければならないのである。図6の下側のBD/DVD/CD領域の角が丸い四角で囲まれた3つの式は、BD/DVD領域の2つの式と同様に、BDとDVDとCDの3つの条件で、発生する収差と補正する収差が対応するための条件式となっている。ここでベースとなる非球面レンズの対応基板厚はBD/DVD領域ですでに決定した値を用いる。ここでは決められた対応基板厚との差に比例して発生する収差を3つの波長で共に補償するために第1、第2、第3の3つの輪帯構造を導入する。それぞれの輪帯構造による位相差をそれぞれのディスクごとにφの添え字のディスク名と輪帯構造の番号を用いて表している。これらの位相差は3つの輪帯構造の段差形状を決めることで、波長に応じて一意的に決めることができる。また、それぞれの輪帯構造の輪帯数をNに対応する輪帯番号の添え字をつけて表している。この3つの輪帯数を未知数としてこれら3つの連立方程式を解くと、3つの輪帯構造を決定することができる。ここで、BD/DVD領域と同様にして、輪帯数Nは細かすぎても、粗すぎてもいけないため、3つの輪帯構造の深さをいろいろな組み合わせで変えながら最適な値を探索すればよい。そこで、いろいろな段差量の組み合わせを探して輪帯構造を決定する。なお本願明細書において基板は光記録媒体の記録膜を保護する透明媒質層と等価であり、基板厚は光記録媒体の記録膜を保護する透明媒質層の厚さと同義であり、対応基板厚は実際の光記録媒体の透明媒質層の厚さではなく、レンズが当該厚さの透明媒質越しに軸上球面収差なく集光できる仮想的な厚さのことである。それぞれの連立方程式に入力する輪帯構造の位相差がどのような値であっても、いわゆる連立方程式の行列式が0にならない限りは基本的にそれを満足する解があることになる。しかし、図4に示した収差補正後の波面収差が、位相差φの段差のある鋸歯状の曲線波形になることを考えれば、できるだけ小さい位相シフト値で多くの輪帯を刻むようにした方が最終的なRMS波面収差が小さくなることは容易に想像できる。そこで、連立方程式に入力する位相差の概略値を、図5を用いて決める。図5は段差深さに対する各波長での位相差の計算結果である。ここで、レンズを構成する媒質の屈折率は図中に示した通りであり、媒質への入射角は0°垂直入射の場合である。各波長でのカーブが鋸歯状となっているのは±λ/2を超える光路差はそこから四捨五入した整数波長を差し引いて±λ/2以内に折り畳まれているためである。このようにそれぞれの波長では同じ段差量がその波長の違いにより異なる位相差に見えていることがわかる。白抜きの四角のプロット点で3波長RMSという名称の凡例で示しているカーブは、3つの波長の位相差値の2乗平均平方根値である。すなわちこの値が小さい段差深さの近傍で3波長共用領域の波面収差のRMS値を探索すればよい。また、赤青2波長RMSという名称の凡例で示している白抜きの円形のプロット点は、同様にして赤色波長と青色波長の位相差値の2乗平均平方根値である。これが小さい段差深さの近傍でBD/DVD領域の段差量を探索すればよい。このように、本発明においては、3波長共用領域では3種類、BD/DVD共用領域では1種類の輪帯構造を用いれば、BD、DVD、CDの3つの光ディスクで同時に収差補正ができる。実際上は、さらにこれに加えて、不要なフレア光を除去するための輪帯構造を追加する必要が生じる場合がある。3波長共用領域では、3つの波長の光をすべて利用する必要があるために、フレア光を除去する輪帯は不要であるが、BD/DVD領域ではCD光を必要としないため、CD光を選択的に遮光する制限開口がない場合には、この領域を透過するCD光が、必要なCD光の集光状態を劣化させる要因となる可能性がある。さらに、BD専用領域では、DVD光とCD光がともに不要となるため、DVDの集光スポットをこの領域を透過する不要なDVD光が劣化させる可能性があるとともに、CDの集光スポットをこの領域を透過する不要なCD光が劣化させる可能性がある。これらの影響を軽減するためには、BD/DVD領域を透過するBD光とDVD光に影響を与えることなく、CD光を拡散させるような輪帯構造と、BD専用領域を透過するBD光に影響を与えることなく、DVD光とCD光を拡散させるような輪帯構造を付加すればよい。図5において、たとえば0.8μm程度の深さの輪帯構造であれば、BDの位相差を0にしたままDVDとCDの位相差を約0.5λシフトさせることが可能である。これをBD専用領域のフレア光対策の輪帯として付加すればよい。また、たとえば、3.9μm近傍の深さであればBD光とDVD光の位相差をともにほぼ0にしたまま、CD光だけ位相差を約0.5λ付加することが可能である。これをBD/DVD領域のフレア対策の輪帯として付加すればよい。フレア対策用の輪帯は、原理的に必要な光には影響を及ぼさないため、収差補正用輪帯との相対的な位置のずれはそれほど問題とならない。したがって、特にこれらの輪帯を、収差補正用輪帯と同じ面に形成する必要はない。このため、以下で説明する実施例においては、フレア対策輪帯は第2面に形成した。以上のようにして、輪帯を形成するにあたって、輪帯構造で補正する波面収差にデフォーカスを導入する必要性を以下に示す比較例を用いて説明する。図7は、本発明に先立ち、比較例として、デフォーカスを付加しない輪帯構造で設計した際の、補正収差波面形状である。BD、DVD、CDそれぞれについて、3波長共用領域の収差波面と、BD、DVD領域の収差波面を並べて示している。それぞれの領域の収差波面形状においては焦点位置をそろえており、その焦点位置は発生する球面収差に対して最良像点を与える位置にしている。このため補正しなければならない収差量のPeaktopeak値は1~2λとそれほど大きくない。この設計の位相構造および輪帯構造の仕様値を表11に示す。段差は重ね合される2種類の輪帯で、3波長共用領域では1.46μmと6.3μm、BD/DVD領域で3.88μmと5.33μmであり、位相差はBD波長では8λにも及ぶ。このような輪帯が54輪帯あり、各輪帯を構成する軸上相当のレンズ厚軸上レンズ厚はざっと見積もっても0.5mm程度内周から外周にかけて変化することになる。ただしこの比較例においては図6で説明した設計原理と異なり、3波長共用領域もBD/DVD領域もともに2種類の輪帯構造を重ね合わせた構造としている。このようにする場合は、ベースレンズの対応基板厚と2種類の輪帯の輪帯数を合わせた3つの未知数でまず3波長共用領域の輪帯仕様を決定し、求めた対応基板厚を既知として、BD/DVD領域に重ねる2種類の輪帯数を未知数としてBD/DVD領域の輪帯仕様を決定している。このようにするとBD/DVD領域の設計が実際上あまり良い解が得られず、本発明において図6に示した設計方法に変更した要因でもある。この収差波面に対して、輪帯構造を付加したレンズ形状と軸上波面収差と、画角のある波面収差形状を図8に示す。輪帯構造は基本的に図7の軸上波面収差に対応して設計し、補正後の波面収差のPeaktopeak値を小さく抑えるために、図5において、3つの波長でいずれも位相シフト量が比較的小さくなるような深さとして、たとえば1.5μmとか、6.3μmとかの深さを選んで組み合わせている。さらに補正する波面収差量に対して位相シフト量が小さくなるため、輪帯数が多くなり、深い輪帯が多くなることから、ベースレンズに対する形状変化が大きくなって、図8のレンズ形状では異様な凹凸が発生している。なお、レンズ形状はBDとDVDとCDでそれぞれ設計のNAの範囲のみ表示しているが、表示している形状はいずれも共通のレンズであることに注意して頂きたい。ディスク基板厚はそれぞれのディスクに合わせて異ならせている。CDの作動距離WorkingDistance:WDは0.41mm程度を確保しているが、これを確保するためにBDのWDを約1mm確保するようにベースレンズを設計している。このため、本来のBD専用レンズに比して、ベースレンズの厚さを薄くせざるを得なくなり、もともと画角特性が十分確保できないレンズをベースとせざるを得なくなってしまっている。これらのレンズ形状に対して、軸上波面収差は目論見通りBD、DVD、CDともそれぞれ±0.1λ程度に良好に抑えられている。しかし、画角をつけた波面収差ではBD、DVD、CDとも0.03°、0.07°、0.15°といったかなり小さい画角に対しても0.05λ、0.07λと言ったマレシャル基準並みの波面収差量が発生してしまっている。これらはベースレンズの画角特性が不十分であることに加えて、輪帯の段差が深くて輪帯数が多いことから、各輪帯の実効的な軸上レンズ厚の変化が内周から外周にかけて大きく変化してしまっていることにも起因していると考えられる。以上の検討から、本発明では輪帯の段差量を浅くすることを検討した。しかし、段差が浅くなると、位相シフトに小さい値を選べなくなることから、残留収差のPeaktopeak値が大きくならざるを得ない。このためRMS波面収差は大きくなってしまうことが予想される。そこで、我々は本発明において、回折レンズ方式の考え方の一部を、我々の輪帯位相シフトレンズの設計に導入することを検討した。以下、それについて説明するに当たり、まず位相シフトレンズと回折レンズとの関係について説明する。回折レンズ方式では、位相シフト方式と類似した位相段差を、補正される収差を位相関数とする周期構造回折レンズ構造により決定している。位相関数は回折レンズ構造によって発生する回折光波面の、0次光に対する1次光の位相差であって、n次回折光nは整数値の位相差はそのn倍となる。回折レンズを含め、回折素子を透過した光波の複素振幅分布は、位相構造に周期性があれば、位相関数を位相値とする複素指数関数のべき級数で展開でき、このときn次回折光の位相が1次光のn倍となるのがそれに対応している。なぜなら、べき級数のn乗の演算は、指数関数に適用すれば位相値のn倍に等しいからである。ここで、位相差そのものは波長には依存せず、実際に補正される光路差は位相差に波長を乗じることによって求められるため波長に比例することになる。位相関数は実質的に輪帯位置のみを決める関数であり、各輪帯の位相構造そのものには無関係であって、回折効率にも無関係である。回折効率は先のべき級数展開の各回折次数の光の複素指数関数の係数の絶対値の2乗値に対応している。この回折効率を決めるのは、各輪帯1周期分の、べき級数展開する前の位相構造であり、回折素子を透過した直後に入射光に加わる付加位相分布にほかならない。これをべき級数展開する基底関数の位相が位相関数であり、それは各輪帯の位相構造とは無関係である。逆に位相シフトレンズの位相構造は、各次数に分離する前の、素子を透過した直後の光の入射光に対する位相付加分であり、強度分布に直接影響する。回折レンズの位相関数がべき級数展開の基底関数の位相値であり、位相シフトレンズの位相シフトが補正される位相シフト量そのものであることの違いは、補正される位相量の解釈の違いにもつながっている。回折レンズでは1つの輪帯で1次回折光に発生する位相量は段差によらず常に1波長であるが、位相シフトレンズでは1つの輪帯で補正される位相シフト量は光路差から波長の整数倍を除いて±λ/2以内になった位相差の値と理解される。通常はこれを残留収差のPeaktopeak値に対応して0.1λ程度となるようにするため、位相シフトレンズで補正される位相シフト量は同じ輪帯数に対して回折レンズの位相付加量の1/10程度となる。ただしこれを回折レンズとして解釈するならば、位相付加量は除去した整数波長分に相当する値であって、整数値に対応した回折次数の光が、多数の段差で積算された位相シフト量の包絡線の位相シフト効果を位相シフトレンズのベース非球面に付加した非球面により生成される0次光に対して発生すると理解される。このように位相シフトレンズは、回折光が分離するような条件においては回折レンズとして解釈することも可能である。逆に回折レンズを位相シフトレンズとして解釈することも無条件で可能である。位相シフトレンズのベース非球面は、回折レンズのベース非球面であるところの輪帯構造の包絡面ではなく、光軸との光路差分をレンズ面全面にわたって除去した面となり、位相シフトは段差による光路差から整数波長分を除いた分であると解釈される。したがって、たとえば、位相差が波長の整数倍となる回折効率100のブレーズ格子を付加した回折レンズは、位相シフトレンズとしての位相シフト量はゼロであって、レンズ厚を薄くしたり、波長ずれや温度ずれの影響を軽減したりなどの効果はあるものの、基本条件ではベースレンズに対して何ら収差補正効果のないレンズということになる。回折レンズの位相関数と位相シフトレンズの位相シフトとのこのような解釈の違いは残留収差と光利用効率の評価の違いにも表れている。つまり位相シフトレンズでは連続的な収差波面を、不連続な位相段差で補正するため本質的に残留収差が避けられないが、回折レンズでは設計上特定回折次数成分のみの連続的な位相関数の回折光で収差補正するため、みかけ上残留収差が生じない。しかし、これを位相シフトレンズの考え方で解釈するならば素子を透過した直後の波面では他の次数成分の混在によって残留収差があるにも関わらず、焦点面上でそれらの不要な次数が排除されて残留収差が除去されていると考えることができる。排除された不要な回折次数の成分は回折効率の低下として評価される。すなわち、位相シフトレンズの残留収差と回折レンズの回折効率の低下は実質的には等価であり、一概に回折レンズの方が収差性能がよいというのは誤解である。逆に位相シフトレンズは回折光が分離しないので回折効率の低下が生じず、光利用効率が高いというのも集光スポット周辺の積分光量としては真実であるが、収差による集光スポット中心強度の低下に表れていることになる。ただし、収差が許容範囲であれば利用効率が高い方が望ましいという要求があり、最近の位相シフトレンズの優位につながっている。回折レンズ方式のもう1つのポイントは、回折レンズに含まれる回折素子そのものにレンズ作用があることである。回折レンズではn次回折光が発生し、それを光学装置に用いる。n次回折光が発生するためには、ファーフィールドにおいて他の次数の光との空間的な分離が必要であり、光軸に対して回転対称な回折レンズにおいて、その空間的な分離とは光軸上の異なる焦点位置に各次数の光が分離することを意味する。光軸上の異なる位置に回折光を分離する作用はレンズ作用にほかならない。したがって、回折レンズは文字通り、回折素子そのものにレンズ作用がある素子である。n次回折光が分離しない回折素子においては、一般的な回折素子としての回折が起こっているとは言えず、それは通常は回折素子とは呼ばれない。この回折素子と呼ばれない位相構造を持った光学素子であっても、位相シフトは起こる。つまり、レンズに限らず、位相シフト素子は回折が起こるかどうかに関わらず位相シフト素子であるが、回折が起こる位相シフト素子は特に回折素子と呼ばれているわけである。上記において、位相シフトレンズは回折効率でなく残留収差として評価すると述べたが、回折光が分離しない位相シフトレンズでは回折効率での評価ができないので通常は残留収差として評価せざるを得ない。逆に回折光が分離するような傾向を持つ条件においては、位相シフトレンズでも光利用効率で評価できる場合がありえる。一方、回折光が分離する回折レンズを素子透過直後の波面で残留収差として評価することもあまり行われていないが原理的には可能なはずである。回折素子に回折光を分離させるだけのレンズ作用があるかどうかは、位相関数のデフォーカス成分によって決まる。たとえば、集光スポットの焦点深度は開口数NA、波長λのとき、λ/NA^2で表されるので、それ以上のデフォーカスを与える位相関数のデフォーカスの係数は、W20>λ/2×NA^2×NA^2=λ/2すなわち0.5λ以上のデフォーカス波面収差があればよいことになる。ただし、これは無収差の集光スポットの場合であって、位相関数に収差がある場合はさらに大きいデフォーカスが必要である。回折素子に回折光を十分に分離するデフォーカス成分がなくとも実質的に次数が分離すると言える場合があり得る。それは、100の回折効率で回折する場合である。輪帯構造が輪帯境界において整数波長の位相段差を持つ場合がこれに当たるが、これは解釈の問題であって、整数波長の位相シフトとしてその現象が生じていると理解することもまたできる。ただし、複数波長の互換の目的で用いる位相シフト素子の場合にすべての波長で同時に位相差を波長の整数倍とすることはないので、このようなケースは本発明での考察からは除外できる。回折素子が回折光を空間的に分離させるかどうかを決めるもう1つの要因は、輪帯構造の周期性である。ある位相シフトレンズを、位相関数に回折光を分離させるだけのデフォーカス成分がある回折レンズ素子として解釈できるように見える場合であっても、実際に輪帯構造の各周期の位相構造に周期性がなければ、その位相関数を位相値にもつ複素指数関数でのべき級数展開ができなくなる。すなわち、回折光が次数ごとに光軸方向に空間的に分離しなくなる。つまり、この場合にも回折を生じない輪帯構造となるため、このような位相シフトレンズは回折レンズでないと言える。上記では回折レンズの条件として、位相構造のレンズ作用と周期性について述べた。しかし、レンズ作用はある意味で周期性の一形態でもある。一般にフーリエ解析に基づく波動、信号理論では、周期関数で表される信号の周波数スペクトルが離散的になることは常識であるが、ニアフィールドである瞳面からファーフィールドである焦点面への光波伝搬のフラウンホーファー回折がフーリエ変換で表されることが前提の波動光学においてもまた同様である。すなわち、回折光がファーフィールドにおいて各次数に分離することを持ってそれを生じた位相構造に周期性がある、と解釈することができる。したがって、レンズ作用を生じる位相関数のデフォーカス成分もまた位相構造の周期性の現れの1つであると理解できる。以上により回折レンズはこのような広い意味において位相構造に周期性のある位相シフト素子であると考えることができる。このような回折レンズに対して、位相シフトレンズは、段差による位相シフトによって収差そのものを補正することを主眼としてきた。したがって、デフォーカス成分を含まない収差波面そのものを補正するために、回折レンズの位相関数に相当する関数にはデフォーカス成分を本質的に含んでいない。つまり、回折レンズでない位相シフトレンズは、回折レンズと異なり位相構造に周期性がなく、集光スポットは空間的に回折光が分離しないのである。このため、輪帯構造による位相シフト後の波面収差は不連続な位相段差を含んだRMS波面収差そのものが所定の値マレシャル条件の0.07λ、または0.05λ、または0.03λなど以下となるように設計されてきた。しかし、上記に述べたように、今回、位相シフトによって3波長互換レンズを実現しようとするとき、小さい位相シフト量とレンズの画角特性が両立しないことが明らかとなったため、今回新たに、位相シフトで補正される波面収差にデフォーカスを導入することにした。これによって、輪帯構造の段差を浅くすることによって発生する大きな位相シフト、および、それに起因する大きな残留波面収差を実効的に低減することを狙う。つまり、残留収差の大きい光の成分を、擬似的な回折効果により空間的に分離することを狙うのである。このため、デフォーカスを導入する位相シフトレンズの直接的な評価指標は波面収差ではなく、スポット形状となる。もちろん、間接的には波面収差も評価指標とできるが、それはこれまでのようなトータルRMS波面収差ではなく、波面収差をゼルニケ展開により展開した有限次数項たとえば一般的な37項までで近似した成分のみの合成値を用いることである。このような考えの下に設計する位相シフトレンズは、それでは回折レンズなのではないか、という疑問が当然生じる。上記で説明したように、回折光が複数次数に分離するのが回折レンズであり、それを前提とした位相関数による光学設計を経たレンズは当然回折レンズであるが、本発明では回折レンズの位相関数が内包しない、各輪帯の位相構造そのものを設計するのであり、複数の輪帯構造を別々に設計して合成するなどの過程において、輪帯構造全体としての空間的な周期性が希薄となり、エネルギーとして収差の大きい成分が、光学系で必要とされる集光スポットから偏在はするとしても、回折レンズのように空間的に各次数が離散的に存在するような強度分布とはなり得ない。したがって、補正すべき収差波面にデフォーカスが含まれるからと言って、複数輪帯の合成によって設計された位相シフトレンズは、回折レンズの条件として必要な周期性は持ち得ない。したがって、あくまで、本発明のレンズは補正すべき収差にデフォーカス成分のある位相シフトレンズなのである。図9は、本発明の基本的な概念、すなわちデフォーカスを補正する波面収差に含む位相シフトレンズの考え方を説明する図である。図9の左側は輪帯構造を付加する前、右側は輪帯構造を付加したあとの、レンズとそこに入射する光線の概念図上、および、波面収差光路差の瞳面内分布である。輪帯構造を付加する前はBDの光束I、DVDの光束II、CDの光束IIIが基本的には同じ焦点位置ここでは色収差は無視するに集光している。それに対して、焦点近傍にBD、DVD、CDそれぞれI,II,IIIで示した位置に参照球面の曲率中心をおいた参照波面に対する波面収差が下のようになったとする。ここでは、各々実際の焦点位置元の焦点位置と異なる基準焦点位置に対する波面収差であるため、それぞれデフォーカスの波面収差が加わった波面収差となっている。この波面収差を右の図では輪帯構造を付加して補正することを試みる。すなわち、輪帯段差による位相シフトによって、右下のように、波面収差が折りたたまれて0横軸に相当の近傍に近づいている。このような波面収差分布となった場合、左図で元々、基準とする焦点位置がI,II,IIIのように元の焦点位置からずれた位置であったことを考えれば、それぞれの位置に実際に光が集光されていることにほかならない。つまり位相シフトによってレンズ作用を生じさせていることになる。この残留収差が十分小さければそれが理想であるが、大きくても集光スポット形状が許容範囲の劣化に留まっていれば、収差の大きい成分が必要な集光スポットから空間的に実質的に分離される形となっていることに相当する。以下、このような原理に基づく本発明の実施の形態についてさらに具体的に説明する。表1は図4、図6、図9で説明した本発明の原理に基づき、輪帯の位相構造を行った結果である。AはBD、DVD、CDの波長とディスク基板およびレンズの屈折率である。これを前提として、まず、BD/DVD領域において、Dに示す第4輪帯の深さ0.41μmにおいて、ベースとなるレンズの対応基板厚と第4輪帯の輪帯数を、図6に示したBD/DVD領域の連立方程式を解いて決めた。このとき、BDのデフォーカスは所定の条件における3次球面収差に対して、ゼルニケの展開係数の比が一定になるようにした。比が大きいとデフォーカスが大きく、輪帯数が増えて輪帯が細かくなるので、実現可能な範囲を探すと、今回は比の値が-19.098であった。このようにして求めた最適基板厚は、約0.347mmで、BDの0.0875mmとDVDの0.6mmの間の値となった。このとき、BD/DVD領域で各波長で発生する収差と位相補正量はEに示すようになる。位相差はBDで-0.47λ、DVDで0.31λ、CDで0.26λといずれも大きいが、最終結果で確認することにしてこれを採用した。BD/DVD領域において求めたベースレンズの対応基板厚を3波長共用領域においても適用し、第1、第2、第3の輪帯の深さを0から2μmの範囲で変化させて、図6に示した3波長共用領域の連立方程式を解いて各輪帯での収差配分を変えて残留収差が少しでも小さくなる解を探した。この結果、第1、第2、第3の輪帯それぞれ深さ1.02μm、1.415μm、1.52μmの解を選定した。このときBDの収差は13.5λ、DVDが-9.0λ、CDが-17.4λとなった。BD、DVD、CDそれぞれの輪帯ごとの位相差はやはり最大で0.3λを超える程度の値となっている。これらの輪帯深さは、図11に示したデフォーカス成分のない比較例の6μmにもおよぶ深さに対して非常に浅い値となっている。このため、付加される光路差の整数波長成分も1波長から2波長と、8波長にも及ぶ比較例に対して非常に少ない。このため、輪帯面を形成するレンズ面の軸上レンズ厚の変化が少なくなり、画角特性を改善することができる。図10は、表1の位相構造設計結果をもとに、図7と同様にして、本発明のレンズにおいて位相シフトにより補正されるべき波面収差の計算結果を示したものである。左側が3波長共用領域、右側がそのすぐ外側のBD/DVD領域である。ここでは、単に色収差として生じるBDとCDの焦点位置のずれに、輪帯構造によって約130μmの焦点位置のずれが加わるようになっている。これによって、BDと、DVD/CDの相対的なデフォーカス量が図7と比較して大きくなっていることがわかる。これは、図7において3波長共用領域とBD/DVD領域の境界近傍で波面収差が極値を持っていたのに対して、図10では極値はBD/DVD領域の外にはずれ、BD/DVD領域の波面傾斜が3波長共用領域と同じ符号となっていることからも明らかである。それぞれの波面収差量は3波長共用領域がBDで13λ以上、DVDで-9λ、CDで-17λにも及んでいる。したがって、BDに対するCDのデフォーカスがざっと30λに達していることがわかる。BD/DVD領域まで含めれば、BDで約19λ、DVDで-12λ、CDで約-24λとなっている。このような大きな収差量は、これまで位相シフトでの補正は考えられなかった。さらにグラフに重ねてRMS波面収差値を示している。3波長共用領域、BD/DVD領域まで含めた領域とも3次球面収差のRMS波面収差値よりも、デフォーカス成分のRMS波面収差値の方が大きくなっていることがわかる。なお、BD/DVD領域のグラフに重ねて表示しているRMS波面収差の値は、BD/DVD領域の範囲内のみの計算値ではなく、3波長共用領域を含めた範囲の計算値である。ここで、図7のデフォーカスを補正する波面収差に含めていない比較例と改めて比較すると、図7においては、BD/DVD領域を含めた領域のRMS波面収差値において、デフォーカス成分のRMS波面収差値がほとんどゼロに近く、3次球面収差成分SA3がデフォーカス成分に対して非常に大きくなっていることがわかる。これが従来の位相シフトレンズの基本的な設計であり、図10の本発明が大きく異なるところである。図10の波面収差を、表1に示す設計結果をもとに位相シフトで補正した結果の波面収差を図11、12、13に示す。図11はBDの波面収差、図12はDVDの波面収差、図13はCDの波面収差である。ともに横軸は規格化瞳半径であり、それぞれBD、DVD、CDの有効範囲のみを表示している。3波長共用領域の輪帯位置を決めるにあたっては、3つの輪帯構造で別々に輪帯位置を決めたあとで、1面に合成したときにあまり幅の狭い輪帯が生じないように、幅の狭い輪帯はその両側の輪帯境界における位相シフト値を重みとして加重平均した半径位置に両側の位相シフトを合成した位相シフト量を付加するように調整した。この結果、この段階では輪帯幅は最少でも15μm以上となるようにしたが、レンズ形状設計の段階で主に色収差の影響を加味した微調整を加えて最終結果とする。表1のBDでは-0.35λから0.2λの範囲の0.55λp-pp-pはpeaktopeakを意味する、DVDでは-0.15λから0.25λの0.35λp-p、CDでは-0.35λから0.45λの0.7λp-pスパイクノイズ的なピークを除外すれば-0.2λから0.3λの0.5λp-pの範囲に収差が抑えられていることがわかる。図11、図12、図13において、その波形の周期性を確認すると、図11においては規格化半径0の中心位置から3から5輪帯ごとに波形が波打っているが、その本数や配置などから必ずしも周期性がないことがわかる。BD/DVD領域においては輪帯構造が第4の輪帯だけであるため、周期性があるように見受けられる。しかし、BD/DVD領域を透過して光ディスク光学系で使用される光は、3波長共用領域とBD/DVD領域を用いるDVD光と、3波長共用領域とBD/DVD領域とBD専用領域を用いるBD光であるため、使用領域全体として周期性がないのは言うまでもない。したがって、光軸方向に集光スポットが次数ごとに分離することはなく、回折レンズではなく、位相シフトレンズとなると考えられる。次に、表1、図10、11、12、13に説明した位相構造を持つレンズ面形状を光学設計した結果を示す。光学設計はまずBD専用領域に相当するレンズ面を有する一様な輪帯のないBD専用対物レンズを、画角特性の許す限りワーキングディスタンスを広げて設計しておき、次にこのレンズの第2面と第2面から焦点までの距離バックフォーカス、第1面と第2面の面間隔を固定したまま、波面収差が図10のBDの波面収差となるように第1面を設計し、この第1面を位相構造設計した各輪帯の位相シフト量となるように軸上レンズ厚を変えてすべての輪帯に合わせて同様に設計しておき、位相構造設計結果の各輪帯境界での光線のレンズ第2面出射後の光線傾きが所定の値となるように輪帯境界位置を微調整し、その半径位置で位相シフトに対応した面形状を最小2乗フィッティングにより曲率半径と円錐定数、または2次非球面係数と4次非球面係数でフィッティングし、これらのパラメタを光学設計ソフトに初期値として入力し、図11、図12、図13の波面収差を目標として自動設計した。表2に、本発明の第1、第2、第3の実施の形態設計例1、設計例2、設計例3の基本仕様値を示す。以下に示す第1、第2、第3の実施形態は、上記に説明した輪帯構造は基本的に共通であって、第1の実施形態がフレア光の影響を低減する輪帯フレア対策輪帯を付加しないもの、第2の実施形態がBD専用領域にフレア対策輪帯を付加したもの、第3の実施形態がBD/DVD領域とBD専用領域にともにフレア対策輪帯を付加したものである。基本仕様値としては、波長と、レンズやディスク面の面間隔、レンズやディスクの屈折率、および有効光束径である。ここでBDの有効光束径はBD専用領域の外径を示し、DVDの有効光束径はBD/DVD共用領域の外径を示し、CDの有効光束径は3波長共用領域の外径を示す。これらのパラメタは3つの実施形態で共通である。表3は、本発明の第1、第2、第3の実施の形態の第1面の輪帯構造を示す。輪帯数は59輪帯あり、第0から第46輪帯までが3波長共用領域、第47から第57輪帯までがBD/DVD共用領域、第58輪帯がBD専用領域である。ここで軸上サグ量は、式1で表される非球面式のA0であり、軸上の第0輪帯では0である。第0輪帯から第48輪帯までは曲率半径曲率cの逆数と円錐定数κだけで表されている。一方、第49輪帯から第57輪帯までは非球面式の曲率cは0であり、A2とA4のみで表されている。このように少ない項数で表されるのは、輪帯の幅が狭く、このような少ない項数でも必要な形状が十分記述できるためである。これらの第1面の輪帯構造は、設計例1、2、3で共通である。表の軸上サグ量、開口半径、曲率半径の単位はmmである。表4は、設計例1および2の、第2面の非球面式のA4までの係数である。パラメタは表2と同様のものである。表の軸上サグ量、開口半径、曲率半径の単位はmmである。表5は、設計例1および2の第1面の第0~57輪帯と第58輪帯、および第2面についてのA6以降の非球面係数である。第1面の第58輪帯はBD専用領域であり、第2面とともに多くの非球面係数を必要とする。表6は、第2面の輪帯の軸上サグ量と開口半径である。設計例2ではBD専用領域のみにフレア対策用輪帯を第2面に設けている。このとき軸上サグ量は、0.59μmと0を繰り返しているため、凹凸の繰り返しの段差となっている。表の軸上サグ量、開口半径、曲率半径の単位はmmである。このような軸上段差があっても段差が小さいため、非球面係数は表4、表5に示したように同じ値となっている。一方、設計例1は第2面にこのようなフレア対策輪帯のない形状となっている。0.59μmの軸上段差は、光学設計ソフトによってBD専用領域のBDの波面収差に変化ない値を探した結果であるが、このときにDVDとCDに対して生じている位相差はともに0.3λ以上であった。これに対して、設計例3では第2面の、BD/DVD領域とBD専用領域にともにフレア対策輪帯を設けている。表7は、その軸上サグ量とA2、A4の係数である。軸上サグ量は表10に示すような位相差となっており、3波長共用領域では3.875μm、BD/DVD領域では0.772μmとした。このとき、3波長共用領域では表7から、BDは0.018λ、DVDは-0.028λしか位相ずれがないのに対して、CDでは0.467λの位相ずれが発生する。BD/DVD領域では、BDは-0.00024λしか位相ずれがないのに対して、DVDは-0.408λ、CDでは0.490λの位相ずれが発生するようにしている。このような軸上段差を生じるような面形状を、レンズ厚を変えて領域全面に対して設計しておき、この段差を生じる輪帯範囲において2次と4次の非球面係数だけでフィッティングにより用いる係数の数を少なくしている。このフィッティングに伴って表7の軸上サグ量は、表10の値と異なっているが、光学的には表10の軸上段差量に対応していることになる。表8は、第1、第2面のA6以上の非球面係数である。第2面は第0、第25輪帯の非球面係数は共通であり、表8の値となっており、その他の輪帯ではA6からA20の係数は0となっている。図14は、フレア対策輪帯を付加する前の設計結果である。BD、DVD、CDそれぞれについて設計形状と軸上波面収差、像高の波面収差を示している。レンズ形状はBD、DVD、CDともBD専用領域まで含めて表示しているが、DVDとCDの有効径は表示している範囲より狭い領域となる。つまりDVDとCDについては不要なフレア光線を含めて表示している。図14中に有効径、焦点距離、NA、ワーキングディスタンスWDを表示している。本発明の位相シフトレンズでは補正する波面収差にデフォーカスを含めており、各輪帯を構成するレンズ面から決まる焦点距離とは、レンズとしての焦点距離が変化している。これを設計形状に対して定量化するために、わずかに画角をつけた入射光の波動光学的集光スポット中心強度が結像する位置が焦点距離に画角θのsinθを乗じた値となっていると想定してその像高値から求めたものである。その値に応じて各有効径に対しNA値を決めており、この設計例ではBDは0.848、DVDは0.621、CDでは0.482となっている。ワーキングディスタンスWDはBDで0.863mm、CDで0.398mmであり、図8の比較例の0.99mmと0.41mmに対し、BDの値をあまり大きくしなくとも、CDのWDをほぼ同等にすることができている。BDのWDとCDのWDの差は、図8では0.58mmに対して、図14の本発明では0.465mmに縮まっており、さらにその差は0.125mmであることから、ほぼ目論見通りのデフォーカスが加わっていることがわかる。波面収差も同様にBDの有効範囲を表示している。BDの軸上波面収差は、3波長共用領域とBD/DVD領域で0.4λp-p程度の振幅で細かく変動している。これが位相構造設計の図11に対応している。すなわちほぼ目標通りの波面収差を生じる面形状が設計できていることがわかる。BDのBD専用領域の波面は当然ながら平らになっている。これも図11と対応している。DVDの軸上収差は3波長共用領域とBD/DVD領域では約0.3λp-pの変動があり、BD専用領域で急激に±0.5λを超える変動が始まっている。図では必ずしも±0.5λに達していないように見えるが、これはサンプリング点数の設定によるものと思われる。これもほぼ図12と対応していると考えられる。CDの軸上収差は3波長共用領域では0.4λp-p程度の振幅で変動しているが、BD/DVD領域とBD専用領域では急激に±0.5λを超える変動が始まっている。これも図13とほぼ対応している。たとえば3波長共用領域の中心から境界への半径の真ん中付近で発生している大きなスパイクなども再現されている。これらの収差は図8の比較例と比べると格段に大きいが、その影響は以降のスポット評価で評価する。次に、図14の画角特性像高特性について述べる。画角は波面収差の表示が有効範囲で±0.5λの範囲に収まる必要性から、BDでは0.3°、DVDでは0.4°、CDでは0.6°の設定となっている。これらは図8の比較例の0.03°、0.07°、0.15°に対してすでに4倍から10倍に広がっており、あとで述べるように実効的な収差量も十分実用的な値となっている。次に、波面収差の解析結果について表9を用いて説明する。表9は、図14の光線追跡結果からBD、DVD、CDそれぞれについて軸上の波面収差と画角に対する波面収差のゼルニケ展開項のRMS波面収差成分値とそれらを合成した波面収差値を示したものである。表は上中下3段に分かれているが、上段が軸上収差であり、回転対称な項番号9、16、25、36、37の球面収差とFiterrorおよび、それらの合成値を示している。TotalはFitting前のRMS波面収差であり、5~37Totalはフィッティングした5つの球面収差のみの合成値である。これによれば、フィッティング前のTotal波面収差の値が非常に大きいが、フィッティングしたいずれの球面収差成分もマレシャル基準である0.07λに比べ十分に小さく、それらを合成した5~37Totalの波面収差値も十分に小さい。これは、図14に示した残留収差の変動成分が通常の波面収差ではフィッティングが不可能なくらい激しく変動しており、逆に言えば通常の光学系ではこれらの成分が焦点面上で拡散して実用上影響しなくなる可能性が高いと考えられる。この激しく変動する成分は、Fiterrorに反映されている。従来の位相シフトレンズではこの成分も評価指標に勘案されていたが、補正収差にデフォーカス成分を導入した本発明においてはそれが光軸上に離れた位置に遍在することが期待され、本発明では除外して評価してよいものと考えられる。また、表9の中段と下段は画角をつけた光の波面収差展開結果である。斜め入射光のため、軸上の評価結果になかった回転対称でない収差成分が付加されているため表示されている項数が増えている。こちらについても軸上収差と同様に5~37Totalの収差量はBD、DVD、CDとも十分に小さくなっている。したがって本質的には軸上のスポットで問題なければ画角の収差についても問題ないと考えられる。以下、スポット強度分布の評価結果について説明する。図15は比較の基準となる専用レンズの計算結果である。BDは波長が0.405μm、NAが0.85、DVDは波長が0.66μm、NAが0.61、CDは波長が0.785μm、NAが0.47であり、入射光強度は瞳面全体にわたって平らであると仮定している。上段は、スポット形状の鳥瞰図であり表示範囲はBDで2μm□、DVDで5μm□、CDで8μm□である。図中、WEXは中心強度に対して強度が1/e2になるスポット径をμm単位で示している。SDXは中心強度に対するサイドローブの強度の比である。S.I.はストレール強度であり、無収差中心強度で規格化した中心強度であり、この場合はいずれも1になる。下段は光軸方向のスポット中心強度値を示しており、フレア光が光軸方向にずれた焦点位置に集光していればピークが表れるものと考えられる。ここでは理想的なスポットであるため当然いずれもピークは現れていない。図16は、本発明の第1の実施形態設計例1のレンズに、DVD、CDとも所定の有効光束径以外の領域を遮光する制限開口が付加されているという仮定のもとの計算結果である。すなわち有効口径範囲以外の不要な光が理想的に遮断される場合を想定している。これらはいずれも図15とほぼ同等の計算結果となっており、フレア光が理想的に除去されればスポット形状は期待通りの性能が得られることを意味している。DVD、CDとも計算上はBDの有効径に対して制限開口を入れているため、ストレール強度はBDの有効径の無収差スポット中心強度に対して規格化されている。BDのストレール強度は0.735であるが、DVDとCDのストレール強度が極端に低い値に見えているのはそのためである。規格化をそれぞれの有効径の無収差中心強度に対して行えば、DVDとCDのストレール強度は0.703、0.502となる。これらが実質的な光利用効率に相当し、従来の位相シフトレンズからは考えられない低い値であるが、集光性能としては十分であると考えられる。図17は、同様にして、本発明の第1の実施形態設計例1のレンズに、制限開口を加えずにフレア光の影響が加わった状態で計算したスポット分布である。BDについては図16と同じであるのは自明であるが、DVDとCDについてはフレア光の影響で集光スポットがいずれもかなり小さくなってしまっている。光ディスクにおいては再生信号は集光スポットと情報ピットとの相対的な大きさの関係が維持されることが必要であり、集光スポットが小さすぎるのは好ましくない。またCDにおいては光軸方向にずれたところに大きなピークが発生していることがわかる。これは再生信号に対して悪影響を及ぼす可能性があり好ましくない。そこで、設計例2では、表6に示したように第2面のBD専用領域にフレア対策輪帯をつけた。フレア対策輪帯は第2面の非球面形状を保ったまま、BD光のみに不感な位相シフト量が生じる輪帯段差を付加した。また設計例3では表7に示したようにBD専用領域にはBDのみに不感な輪帯、BD/DVD領域にはBDとDVDにともに不感な輪帯を付加している。設計例2のレンズ形状と波面収差分布の計算結果を図18に示す。図14と比較すると、BDの波面収差のBD領域に若干の変動が生じているが、十分小さくBD性能にはほとんど影響しないと考えられる。一方、DVDとCDの波面収差においてはBD専用領域において隙間があいているように見える、波面収差の傾きが0となって極値を生じている領域に急峻な変動が加わっていることがわかる。これによりフレア光の影響低減を狙っている。図19は、設計例2の集光スポット強度分布の計算結果である。図17と比較してDVDのスポット径とCDのスポット径が図16の理想的な制限開口つきの条件に近付いていることがわかる。しかしながらCDの光軸方向にずれた所に発生しているピークの強度はあまり変化がない。そこで、設計例3ではBD/DVD領域にもフレア対策輪帯を追加する。図20は、BD/DVD領域にもフレア対策輪帯を追加した設計例3のレンズ形状と波面収差分布の計算結果である。図18と比較すると、BD波面収差のBD専用領域のゆらぎがやや大きくなってしまっているが、DVDとCDのBD/DVD領域の収差の変動がやや細かくなっている。図21は、設計例3の集光スポット強度分布の計算結果である。図19と比較すると、DVDの光軸方向にずれた位置でのピークが小さくなるとともに、CDについても-30μm付近のピークがやや小さくなり、フレア光の影響が改善されている。"