光情報記録再生装置用対物レンズおよび光情報記録再生装置
【課題】規格の異なる光ディスクに対し、高精度な情報の記録または再生を実現することができ、収差を抑えて良好なスポットを記録面上に形成することができる光情報記録再生装置用対物レンズを提供する。
【解決手段】光情報記録再生装置用対物レンズは、異なる材料で構成された二つの光学部材が接合面で接合された接合レンズであり、第一の波長の光に対する第一の光学部材の屈折率をｎＢ１、第二の光学部材の屈折率をｎＢ２、第二の波長の光に対する第一の光学部材の屈折率をｎＲ１、第二の光学部材の屈折率をｎＲ２、接合面に関する曲率半径をｒ２、円錐係数をｋ２、４次の非球面係数をＡ４２、第一の波長の光使用時の前記対物レンズの焦点距離をｆ１とすると、以下の条件（１）、
を満たすように構成される。
【解決手段】光情報記録再生装置用対物レンズは、異なる材料で構成された二つの光学部材が接合面で接合された接合レンズであり、第一の波長の光に対する第一の光学部材の屈折率をｎＢ１、第二の光学部材の屈折率をｎＢ２、第二の波長の光に対する第一の光学部材の屈折率をｎＲ１、第二の光学部材の屈折率をｎＲ２、接合面に関する曲率半径をｒ２、円錐係数をｋ２、４次の非球面係数をＡ４２、第一の波長の光使用時の前記対物レンズの焦点距離をｆ１とすると、以下の条件（１）、
を満たすように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、記録密度や保護層の厚みが異なる複数種類の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のように、波長が異なる複数種類の光を使用する装置および該装置に搭載される対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクには、従来、ＣＤやＤＶＤといった、記録密度や保護層の厚みが異なる複数の規格が存在する。また近年、情報記録のさらなる高容量化を実現すべく、ＤＶＤよりも一層記録密度の高い光ディスクが実用化されつつある。該光ディスクとしては、例えばＨＤ ＤＶＤやＢＤ（Blu-ray Disc）等がある。このような新規格の光ディスクは、ＤＶＤの保護層厚と同等もしくはそれ以下の保護層厚を有する。このように規格の異なる複数の光ディスクが存在するためユーザの利便性に鑑み、近年、光情報記録再生装置、より厳密には装置内に設けられる対物レンズは、上記の各光ディスクに対して互換性を持つことが要求される。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。また、互換性を持つとは、使用する光ディスクを切り替えたとしても部品を交換したりすることなく情報の記録または再生が保証されることをいう。
【０００３】
装置が規格の異なる複数の光ディスクに対して互換性を持つためには、規格が異なる光ディスクの切り替え時に、保護層の厚みによって変化してしまう球面収差を補正しつつ、情報の記録または再生に使用する光の開口数（ＮＡ）を変化させて記録密度の違いに対応したビームスポットが得られるようにする必要がある。一般にスポット径は波長が短いほど小さくできる。そこで従来、記録密度に応じて、光情報記録再生装置では、複数の波長のレーザー光が使用される。例えば、ＣＤ使用時には約７９０ｎｍの比較的長い波長の光（いわゆる近赤外レーザー光）が用いられる。またＤＶＤ使用時には、近赤外レーザー光より短い約６６０ｎｍの波長のレーザー光（いわゆる赤色レーザー光）が用いられる。また、新規格の光ディスク使用時には、その記録密度の高さから赤色レーザー光よりもさらに短波長の光（例えば４０５ｎｍあたりのいわゆる青色レーザー光）が用いられる。
【０００４】
複数種類の光ディスクに対する互換性を持たせた対物レンズは、例えば以下の特許文献１〜３に開示される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６２１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２８８３４６号公報
【特許文献３】特開２００５−５１３７０１号公報
【０００６】
特許文献１は、互いの光学特性が異なる二種類のレンズを接合した接合型対物レンズを開示する。そして、近赤外レーザー光と赤色レーザー光を使い分け、平行光束として該接合型対物レンズに入射させることにより、ＣＤとＤＶＤの二種類に対する互換性を実現している。
【０００７】
特許文献２は、一面に所定の回折構造を設けた単玉の対物レンズを開示する。詳しくは、所定の回折構造は、各レーザー光における回折効率が最大となる回折次数（以下、正規回折次数という。）の比が、青色レーザー光、赤色レーザー光、近赤外レーザー光の順に２：１：１になるように構成される。そして、青色レーザー光と赤色レーザー光は平行光束として、また近赤外レーザー光は発散光束として、該対物レンズに入射させることにより、三種類の光ディスクに対する互換性を実現している。
【０００８】
特許文献３は、ほぼ球面を接合面として構成した、ＤＶＤとＨＤ ＤＶＤの二種類の光ディスクに対して互換性を有する接合型対物レンズを開示する。
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の接合型対物レンズは、ＤＶＤとＣＤ使用時のみ好適に使用されるように構成されており、各光ディスクよりもさらに高密度で記録される新規格の光ディスクに対する情報の記録または再生時に使用することは不可能である。
【００１０】
また、特許文献２に記載の対物レンズは、上述したような特性を持つ回折構造を採用しているため、該回折構造において、青色レーザー光使用時の球面収差と近赤外レーザー光使用時の球面収差の双方を良好に補正することはできない。一般に記録密度が高いほど収差に対する許容度が低くなることを踏まえると、回折構造は、青色レーザー光使用時の球面収差がより良好に補正されるように設計される。すると、近赤外レーザー光使用時の球面収差を良好に補正するためには、発散度の強めにした状態で対物レンズに入射させなくてはならない。そのため、レンズがトラッキングシフトした場合にコマ収差等の軸外収差が大きく発生してしまい好ましくない。
【００１１】
また、特許文献３に記載の対物レンズは、接合面を略球面として構成するため、収差補正作用に限界が生じる。具体的には、ＤＶＤとＨＤ ＤＶＤいずれか一方を使用する際に発生する収差をより良好に補正しようとすると他方を使用する際に発生する収差を十分に補正できなくなってしまうという問題が残存している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、波長が異なる複数種類の光束のいずれかを使用して規格の異なる少なくとも二種類の光ディスクのいずれに対する情報の記録または再生を行った時であっても、高い回折効率を確保して高精度な情報の記録または再生を実現することができ、さらには各光ディスクの記録面上において球面収差をはじめとする諸収差を抑えて良好なスポットを形成することができる光情報記録再生装置用の対物レンズおよび該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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明にかかる光情報記録再生装置用対物レンズは、記録密度の異なる第一と第二の各光ディスクに対して第一と第二の波長を持つ二種類の略平行光束のいずれかを使うことにより、各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用いられる対物レンズであって、第一の波長をλ１、第二の波長をλ２（各単位：ｎｍ）、とすると、
λ１＜λ２
であり、対物レンズは、異なる材料で構成された第一の光学部材と第二の光学部材が接合面で接合された接合レンズであり、第一の波長の光に対する第一の光学部材の屈折率をｎＢ１、第二の光学部材の屈折率をｎＢ２、第二の波長の光に対する第一の光学部材の屈折率をｎＲ１、第二の光学部材の屈折率をｎＲ２、接合面に関する曲率半径をｒ２、円錐係数をｋ２、４次の非球面係数をＡ４２、第一の波長の光使用時の前記対物レンズの焦点距離をｆ１とすると、以下の条件（１）を満たすことを特徴とする。
【００１４】
【数１】
【００１５】
請求項１に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、材料に応じて、接合面を適切な非球面形状にすることにより、対物レンズに略平行光束を入射させた場合でも、各光ディスクの記録面上で発生する球面収差を良好に抑えることができる。
【００１６】
請求項２に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、さらに、以下の条件（２）、
【数２】
を満たすことが望ましい。
【００１７】
請求項３に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、第二の光学部材は、第二の光学部材のｄ線におけるアッベ数をνｄ２とすると、以下の条件（３）、
４０≦νｄ２≦８０…（３）
を満たすことが望ましい。
【００１８】
また、請求項４に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、第一の光学部材の第一面の曲率半径をｒ１、円錐係数をｋ１、有効半径をｈ１、接合面の有効半径をｈ２、とすると、以下の条件（４）および（５）、
【数３】
【数４】
を満たすことが望ましい。
【００１９】
上記特徴を持つ光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、接合面以外の二つの面のうちいずれか一方が、複数の同心状に連続して分割された屈折面で構成された位相シフト構造を有するように構成することが望ましい。これにより、特に軸上色収差を良好に補正することができる。
【００２０】
この場合、当該位相シフト構造は、互いに隣り合う屈折面において、第一の波長の光束に対して付与される光路長が略２波長（請求項５）または略１０波長（請求項６）となるように設計される。
【００２１】
請求項５に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、第一の光学部材の中心厚をｄ１、第二の光学部材の中心厚をｄ２とすると、以下の条件（６）、
０．０１＜ｄ１／ｄ２＜０．２０…（６）
を満たすことが望ましい。
【００２２】
請求項６に記載の光情報記録再生装置によれば、記録密度の異なる第一から第三の各光ディスクに対して、第一から第三の波長を持つ三種類の光束のいずれかを使うことにより、各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であって、上述した種々の特徴を有する光情報記録再生装置用対物レンズを備え、第一の波長をλ１（ｎｍ）、第二の波長をλ２（ｎｍ）、第三の波長をλ３（ｎｍ）とすると、
λ１＜λ２＜λ３
であり、第一の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第一の光ディスクの保護層厚をｔ１、第二の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第二の光ディスクの保護層厚をｔ２、第三の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第三の光ディスクの保護層厚をｔ３、とすると、
ｔ１≒０．６ｍｍ
ｔ２≒０．６ｍｍ
ｔ３≒１．２ｍｍ
であり、第一の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ１、第二の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ２、第三の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ３、とすると、
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
であり、第一の波長の光束および第二の波長の光束は略平行光として、第三の波長の光束は発散光として対物レンズに入射し、第一の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ１、焦点距離をｆ１、第二の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ２、焦点距離をｆ２、第三の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ３、焦点距離をｆ３とすると、以下の条件（７）、（８）、（９）、
−０．０２＜ｆ１×Ｍ１＜０．０２・・・（７）
−０．０２＜ｆ２×Ｍ２＜０．０２・・・（８）
−０．２４＜ｆ３×Ｍ３＜−０．１４・・・（９）
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明にかかる光情報記録再生装置用対物レンズは、接合される二つの光学部材に応じて、接合面を所定の非球面形状にする。これにより、いずれの光ディスクを使用するときであっても、球面収差をはじめとする諸収差を良好に抑えてより高精度な情報の記録または再生を行う装置に好適な対物レンズが提供される。
【００２４】
また本発明にかかる光情報記録再生装置によれば、上記の対物レンズを備えると共に、比較的記録密度が高い第一や第二の光ディスク使用時には略平行光束を用いる。これにより、球面収差のみならず該対物レンズをトラッキングシフトした場合であっても軸外収差の発生を抑え、より高精度な情報の記録または再生を実現している。さらに、上述したように接合面を非球面形状とした対物レンズを搭載しているため、ＣＤに例示されるような比較的記録密度の低い第三の光ディスク使用時に用いる光束の発散度を小さくしている。これにより、第三の光ディスク使用時であっても収差劣化を低減することができる。
【００２５】
すなわち、本発明によれば、いずれの光ディスク使用時であっても、諸収差を良好に抑えて精度の高い情報の記録または再生を実現可能な、三種類の光ディスクに対する互換性を持つ光情報記録再生装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態の光情報記録再生装置用対物レンズについて説明する。本実施形態の対物レンズは、光情報記録再生装置に搭載される。光情報記録再生装置は、該対物レンズを構成要素とすることにより、保護層厚、記録密度等といった規格がそれぞれ異なる三種類の光ディスクについて互換性を有している。
【００２７】
以下では説明の便宜上、上記三種類の光ディスクのうち、記録密度が最も高い光ディスク（例えばＨＤ ＤＶＤやＢＤ等の光ディスク）を第一の光ディスクＤ１、第一の光ディスクＤ１に比べて相対的に記録密度が低い（例えばＤＶＤやＤＶＤ−Ｒ等）を第二の光ディスクＤ２、記録密度が最も低い光ディスク（例えばＣＤやＣＤ−Ｒ等）を第三の光ディスクＤ３、と記す。
【００２８】
各光ディスクＤ１〜Ｄ３の保護層厚をそれぞれｔ１〜ｔ３とすると、各保護層厚には、以下のような関係がある。
ｔ１≦ｔ２＜ｔ３
【００２９】
また、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のそれぞれに対して情報の記録または再生を行う場合、記録密度の違いに対応したビームスポットが得られるように、必要とされるＮＡの値を変化させる必要がある。ここで、各光ディスクＤ１〜Ｄ３に対する情報の記録または再生時に必要とされる最適な設計開口数を、それぞれＮＡ１、ＮＡ２、ＮＡ３とすると、各ＮＡには以下のような関係がある。
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
【００３０】
つまり、記録密度の高い第一の光ディスクＤ１および第二の光ディスクＤ２に対する情報の記録または再生時には、より小径なスポットの形成が要求されるため、必要なＮＡが高くなる。これに対し、最も記録密度の低い第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時には、必要とされるＮＡは比較的小さい。なお、どの光ディスクも、情報の記録または再生時には、図示しないターンテーブル上に載置され回転駆動される。
【００３１】
上記のように記録密度が異なる各光ディスクＤ１〜Ｄ３を使用する場合、各記録密度に対応したビームスポットが得られるように、光情報記録再生装置内において、それぞれ異なる波長のレーザー光が用いられる。具体的には、第一の光ディスクＤ１に対して情報の記録または再生を行う際には、最も小径のビームスポットを第一の光ディスクＤ１の記録面上において形成するために、最も短波長（第一の波長）であるレーザー光（以下、第一のレーザー光という）を光源から照射する。また、第三の光ディスクＤ３に対して情報の記録または再生を行う際には、最も大きな径のビームスポットを第三の光ディスクＤ３の記録面上において形成するために、最も長波長（第三の波長）であるレーザー光（以下、第三のレーザー光という）を光源から照射する。そして第二の光ディスクＤ２に対して情報の記録または再生を行う際には、第二の光ディスクＤ２の記録面上において比較的小径のスポットを形成するために、第一のレーザー光よりは長波長であってかつ第三のレーザー光よりは短波長（第二の波長）であるレーザー光（以下、第二のレーザー光という）を光源から照射する。
【００３２】
図１は、本実施形態の対物レンズ１０を有する光情報記録再生装置１００の概略構成を表す模式図である。また、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、対物レンズ１０および各光ディスクＤ１〜Ｄ３を各光ディスク使用時における光路ごとに分けて示した図である。図１、図２（Ａ）〜（Ｃ）において、光情報記録再生装置１００の基準軸ＡＸは、図中一点鎖線で表示されている。図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す状態では、対物レンズの光軸は光学系の基準軸ＡＸと一致しているが、トラッキング動作などにより対物レンズの光軸が光学系の基準軸ＡＸから外れる状態もある。
【００３３】
光情報記録再生装置１００は、第一のレーザー光を照射する光源１Ａ、第二のレーザー光を照射する光源１Ｂ、第三のレーザー光を照射する光源１Ｃ、回折格子２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、カップリングレンズ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、ビームスプリッタ４１、４２、ハーフミラー５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、受光部６Ａ、６Ｂ、６Ｃを有する。なお、光情報記録再生装置１００では、上記の各光ディスク使用時に必要とされるＮＡが各々異なることに対応する必要がある。そのため、光情報記録再生装置１００では、図示しないが、光源１Ｃ〜対物レンズ１０間に第三のレーザー光の光束径を規定する開口制限素子が配設されていてもよい。
【００３４】
図１に示すように、各光源１Ａ〜１Ｃから照射された第一〜第三の各レーザー光束は、各回折格子２Ａ〜２Ｃ、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃ、ビームスプリッタ４１、４２を介して共通の光路に導かれ、対物レンズ１０に入射する。対物レンズ１０を透過した各光束は、情報の記録または再生の対象となる各光ディスクＤ１〜Ｄ３の記録面近傍に収束する。
【００３５】
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、各光ディスクＤ１〜Ｄ３は、それぞれ保護層２１、記録面２２を有する。なお、実際の光ディスクＤ１〜Ｄ３において、記録面２２は、保護層２１と図示しないレーベル層によって挟持されている。記録面２２で反射した各レーザー光は、ハーフミラー５Ａ〜５Ｃを透過し、受光部６Ａ〜６Ｃにより検出される。
【００３６】
光情報記録再生装置１００のように、各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時においてそれぞれ適切な波長のレーザー光を用いる場合、対物レンズの屈折率の変化や、各光ディスクＤ１〜Ｄ３の保護層２１の厚さの違いに起因して、記録面２２上での球面収差が変化する。従って光情報記録再生装置１００には、三種類の光ディスクＤ１〜Ｄ３をそれぞれ使用する時に発生する球面収差を補正して各光ディスクＤ１〜Ｄ３に対する互換性を持たせる必要がある。
【００３７】
そこで、本実施形態の光情報記録再生装置１００では、対物レンズ１０を構成する二つの光学部材１０Ａ、１０Ｂを、互いに異なる光学性能を持つ材料によって構成するとともに、対物レンズ１０の各面形状、特に接合面１３の非球面形状を適切に設定している。そして、対物レンズ１０の光学性能のみでは十分に補正しきれない収差については、光源から照射されるレーザー光の発散度を変えることにより補正している。つまり本実施形態の対物レンズ１０、さらには該レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００は、光学部材１０Ａと光学部材１０Ｂの屈折率差、対物レンズ１０の各面（特に接合面）の非球面形状、各レーザー光により異なる値に設定される倍率によって、三種類の光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれを使用した場合であっても球面収差をはじめとする諸収差の発生を良好に抑えて高精度な情報の記録または再生を実現している。
【００３８】
さらに説明を加えると、一般に光ディスクの記録密度が高くなればなるほど、該光ディスクに対する情報の記録または再生時における収差の許容度は低くなることが知られている。そこで、本実施形態では、記録密度が比較的高い第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２使用時には、対物レンズ１０の光学性能によって球面収差をはじめとする軸上の収差を抑えるとともに、略平行光束を用いることにより、非点収差やコマ収差といった軸外収差の発生も良好に抑えている。そして、他の光ディスクに比べて記録密度が低い第三の光ディスクＤ３使用時は、発散光を使用することにより、対物レンズ１０の光学性能のみでは十分に補正しきれない収差成分を良好に低減している。以下、この特徴について詳述する。
【００３９】
図３は、対物レンズ１０を拡大して示す模式図である。対物レンズ１０は、互いに材料が異なる二つの光学部材１０Ａ、１０Ｂを接合面１３で接合することにより形成される両凸のプラスチック製接合レンズである。対物レンズ１０は、接合面１３のほかに最も光源側にある第一面１１と、最も記録面側にある第二面１２を有する。対物レンズ１０は、接合面１３を非球面として構成している。さらに言えば、本実施形態の対物レンズ１０は、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スポットが記録面２２上で形成されるようにするため、接合面１３のみならず、第一面１１、第二面１２も非球面として構成している。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、以下の式で表される。
【００４０】
【数５】
【００４１】
ここで対物レンズ１０は、第一または第二の光ディスクＤ１、Ｄ２に対する情報の記録または再生時において平行光束を入射させた場合に球面収差を抑え、各ディスクの記録面２２上に良好なスポットを形成すべく、以下の条件（１）を満たすように構成される。
【数１】
ただし、ｎＢ１は第一のレーザー光に対する第一の光学部材１０Ａの屈折率を、
ｎＢ２は第一のレーザー光に対する第二の光学部材１０Ｂの屈折率を、
ｎＲ１は第二のレーザー光に対する第一の光学部材１０Ａの屈折率を、
ｎＲ２は第二のレーザー光に対する第二の光学部材１０Ｂの屈折率を、
ｒ２は接合面１３の曲率半径を、
ｋ２は接合面１３の円錐係数を、
Ａ４２は接合面１３の４次の非球面係数を、
ｆ１は第一のレーザー光使用時の対物レンズ１０の焦点距離を、それぞれ表す。
【００４２】
条件（１）は、各光学部材１０Ａ、１０Ｂについて好適な材料の選択、および接合面の好適な非球面形状に関する条件である。条件（１）の下限以下の値を採ると、特に第二の光ディスクＤ２使用時に発生する球面収差に対する補正が過剰となり、球面収差がアンダーになってしまう。条件（１）の上限以上の値を採ると、特に第二の光ディスクＤ２使用時に発生する球面収差に対する補正が不足し、球面収差がオーバーのまま残存してしまう。
【００４３】
なお、より一層良好な球面収差を得るには、以下の条件（２）を満たせばよい。
【数２】
【００４４】
また、第二の光学部材１０Ｂは、特に収差に対する許容度が低い第一の光ディスクＤ１使用時における軸上色収差を良好に抑えるため、ｄ線でのアッベ数νｄ２が以下の条件（３）を満たすように構成される。
４０≦νｄ２≦８０…（３）
【００４５】
さらに、本実施形態の対物レンズ１０は、各面１１〜１３、特に接合面１３の非球面量を抑えて、レンズ成形時に第一と第二の光学部材の間に偏心が生じた場合であってもコマ収差の発生を良好に低減するように構成される。具体的には、対物レンズ１０は、以下の条件（４）または条件（５）、
【数３】
【数４】
また、ｒ１は、第一の光学部材１０Ａの第一面、つまり面１１の曲率半径を、
ｋ１は、面１１の円錐係数を、
ｈ１は、面１１の有効半径を、
ｈ２は、接合面１３の有効半径を、それぞれ表す、
の少なくとも一方を満たすように構成される。
【００４６】
条件（４）の値が下限以下になる、つまり第一のレーザー光使用時と第二のレーザー光使用時の屈折率差が小さくなると、第一の光ディスクＤ１使用時の球面収差および第二の光ディスクＤ２使用時の球面収差の双方が良好に補正できるようにするためには、接合面１３の非球面量を大きく設定せざるを得なくなる。つまり、偏心時にコマ収差が大きく発生してしまう。条件（５）の値が範囲外であった場合も同様である。
【００４７】
なお、対物レンズ１０は、製造の容易性を確保するため、以下の条件（６）を満たすように構成される。
０．０１＜ｄ１／ｄ２＜０．２０…（６）
ただし、ｄ１は第一の光学部材１０Ａの中心厚（単位：ｍｍ）を、
ｄ２は第二の光学部材１０Ｂの中心厚（単位：ｍｍ）を、それぞれ表す。
【００４８】
以上のように構成される対物レンズ１０を使用する光情報記録再生装置１００では、図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光源１Ａから照射された第一のレーザー光および光源１Ｂから照射された第二のレーザー光は、各光路中のカップリングレンズ３Ａ、３Ｂによって平行光束に変換される。つまり本実施形態では、各カップリングレンズ３Ａ、３Ｂは、コリメートレンズとして機能する。
【００４９】
より詳しくは、光情報記録再生装置１００は、以下の条件（７）、（８）を満たすように設計される。
−０．０２＜ｆ１×Ｍ１＜０．０２・・・（７）
−０．０２＜ｆ２×Ｍ２＜０．０２・・・（８）
ただし、Ｍ１、ｆ１は、それぞれ第一の光ディスクＤ１使用時における対物レンズ１０の結像倍率と焦点距離を、
Ｍ２、ｆ２は、それぞれ第二の光ディスクＤ２使用時における対物レンズ１０の結像倍率と焦点距離を表す。
【００５０】
上記のように、対物レンズ１０に入射する第一、第二の各レーザー光を平行光束にすることにより、対物レンズ１０をトラッキングした時におけるコマ収差等の軸外収差の発生を抑えることができる。これにより、収差に対する許容度が低いとされる記録密度が高い光ディスクＤ１、Ｄ２使用時であっても、収差の影響を受けることなく高精度な情報の記録または再生を行うことができる。
【００５１】
なお、厳密には、各光源１Ａ、１Ｂの個体差や設置位置、さらには光情報記録再生装置１００のおかれた環境の変化等の理由によって、各カップリングレンズ２Ａ、２Ｂから射出される光束は必ずしも平行光束にはならない場合もある。しかし、上記の理由による光束の発散角は、非常に小さいため、トラッキングシフト時に生じる収差も小さい。よって、実使用上問題ないと言える。
【００５２】
また、収差に対する許容範囲が狭い各光ディスクＤ１、Ｄ２使用時の収差を有効に抑えるように対物レンズ１０を配設した場合、既述したように、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時に球面収差が残存してしまう。そこで、第三の光ディスクＤ３使用時に発生する球面収差は、図２（Ｃ）に示すように対物レンズ１０に入射する光束を発散光にすることにより補正する。具体的には、光情報記録再生装置１００は、以下の条件（９）も満たすように設計される。
−０．２４＜ｆ３×Ｍ３＜−０．１４・・・（９）
ただし、Ｍ３、ｆ３は、それぞれ第三の光ディスクＤ３使用時における対物レンズ１０の結像倍率と焦点距離を表す。
【００５３】
条件（８）の値が上限以上になると、第三の光ディスク使用時に、オーバーな球面収差が残存してしまう。また、同条件の値が下限以下になると、アンダーな球面収差が発生してしまい好ましくない。
【００５４】
さらに、本実施形態の対物レンズ１０において、接合面１３以外の面１１、１２の少なくとも一方には、位相シフト構造が設けられている。位相シフト構造とは、光学系の基準軸ＡＸ（換言すれば対物レンズ１０の光軸）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る複数の微小な段差からなる構造である。
【００５５】
ここで、上記位相シフト構造を回折構造として捉えた場合、該構造は、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ある。より詳しくは、光路差関数φ（ｈ）は、該構造における段差の設置位置と高さを規定する関数である。光路差関数φ（ｈ）は、数６に示す式によって表される。
【００５６】
【数６】
【００５７】
数６に示す光路差関数φ（ｈ）において、Ｐ２ｉはそれぞれ２ｉ次（ただしｉは自然数）の係数である。ｍは使用するレーザー光の光利用効率（回折効率）が最大となる回折次数を、λは使用する（入射する）レーザー光の設計波長を、それぞれ表す。
【００５８】
本実施形態の対物レンズ１０に設けられる位相シフト構造は、第一のレーザー光に対して略２波長分または略１０波長分の光路長差を付与するように構成される。すなわち本実施形態の位相シフト構造は、λは第一の波長に、ｍは２または１０に設定される数６によって表される。このように設定することにより、特に収差に対する許容度が低い第一の光ディスクＤ１使用時に発生する軸上色収差を良好に補正することができる。特に、位相シフト構造を、第一のレーザー光に対して略２波長分の光路長差を付与するように構成すれば、いずれのレーザー光使用時における該位相シフト構造での光利用効率も高く維持するとともに、波長変化時に生じる光利用効率の低下も抑えることができる。
【００５９】
以下、上述した特徴を有する対物レンズ１０および光情報記録再生装置１００の具体的な実施例を４例説明する。
【００６０】
各実施例１〜４の光情報記録再生装置１００は、図１および図２（Ａ）〜（Ｃ）に示される。なお、各実施例に関して、第三の光ディスクＤ３使用時は、情報の記録または再生に好適な開口数を得るために図示しない開口制限素子を用いて光束径を規定している。そのため、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第三の光ディスクＤ３使用時は、第一、第二の光ディスクＤ１、Ｄ２使用時に比べて有効光束径が小さくなる。
【００６１】
また各実施例において使用される光ディスクとしては、保護層厚０．６ｍｍの最も記録密度の高い第一の光ディスクＤ１、保護層厚０．６ｍｍであり第一の光ディスクＤ１よりは記録密度の低い第二の光ディスクＤ２、保護層厚１．２ｍｍの最も記録密度の低い第三の光ディスクＤ３を想定する。
【実施例１】
【００６２】
実施例１の対物レンズ１０の各レーザー光に対する具体的仕様は表１に示される。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１中、倍率の値が示すように、光ディスクＤ１〜Ｄ２使用時には、レーザー光は平行光束として、光ディスクＤ３使用時には、レーザー光は発散光束として、対物レンズ１０に入射する。より詳しくは、実施例１の光情報記録再生装置１００は、表１より、ｆ１×Ｍ１およびｆ２×Ｍ２がどちらも０．０００、ｆ３×Ｍ３が−０．１９７となる。つまり、実施例１の光情報記録再生装置１００は、条件（７）〜（９）を全て満たしている。
【００６５】
表１に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表２〜表４に示される。
【００６６】
【表２】
【表３】
【表４】
【００６７】
表２〜表４中の備考に示すように、面番号０が各光源１Ａ〜１Ｃ、面番号１、２が各回折格子２Ａ〜２Ｃ、面番号３、４が各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃ、表２〜表３の面番号５、６がビームスプリッタ４１、表２〜３の面番号７、８および表４の面番号５、６がビームスプリッタ４２、表２〜３の面番号９、１０および表４の面番号７、８が対物レンズ１０、表２〜３の面番号１１、１２および表４の面番号９、１０が媒体である各光ディスクＤ１〜Ｄ３の保護層２１および記録面２２を示している。表２〜表４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。以下の各実施例２、３においても同様である。
【００６８】
また、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃの第二面、および対物レンズ１０の各面１１〜１３は非球面である。第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時における各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、順に表５〜７に示される。なお各表における表記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。
【００６９】
【表５】
【表６】
【表７】
【００７０】
実施例１について、上述した各条件を検証する。上記で示した各表に示す数値より、条件（１）、（２）の値は０．０１８となり、実施例１の装置１００は該条件（１）および（２）を満たす。また、実施例１の対物レンズ１０の第二の光学部材のアッベ数νｄ２は５８に設定されるため、条件（３）も満たす。また、実施例１は、条件（５）に関する値ＲＫ１、ＲＫ２がそれぞれ１．０７８、０．５６７である（ｈ１＝１．９５０、ｈ２＝１．８４９）。従って、ＲＫ２／ＲＫ１は０．５２５となり、条件（５）を満たす。さらに、ｄ１／ｄ２は０．０４３となり、条件（６）も満たす。
【００７１】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１の光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図４（Ａ）が第一のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図４（Ｂ）が第二のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図４（Ｃ）が第三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。以下に示す各実施例での収差図においても同様である。
【００７２】
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例１の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、球面収差を良好に補正していることが分かる。従って実施例１の光情報記録再生装置１００では、いずれの光ディスク使用時であっても、情報の記録または再生に好適なスポットを記録面２２上に形成することができる。以上が実施例１の光情報記録再生装置１００の説明である。
【実施例２】
【００７３】
実施例２の対物レンズ１０の各レーザー光に対する具体的仕様は表８に示される。
【００７４】
【表８】
【００７５】
表８に示すように、実施例２の光情報記録再生装置１００も、ｆ１×Ｍ１およびｆ２×Ｍ２がどちらも０．０００、ｆ３×Ｍ３が−０．１８０となる。つまり、実施例１と同様に、実施例２の光情報記録再生装置１００は、条件（７）〜（９）を全て満たしている。
【００７６】
表８に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表９〜表１１に示される。
【００７７】
【表９】
【表１０】
【表１１】
【００７８】
実施例２も実施例１と同様に、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃの第二面、および対物レンズ１０の各面１１〜１３を非球面として設計している。第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時における各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、順に表１２〜１４に示される。
【００７９】
【表１２】
【表１３】
【表１４】
【００８０】
実施例２について、上述した各条件を検証する。上記で示した各表に示す数値より、条件（１）、（２）の値は０．０２４となるため、実施例２の装置１００は該条件（１）および（２）を満たす。また、実施例２の対物レンズ１０の第二の光学部材のアッベ数νｄ２は５８に設定されるため、条件（３）も満たす。また、実施例２は、条件（４）の値が０．００８となり、該条件（４）を満たす。さらに、条件（５）に関する値ＲＫ１、ＲＫ２がそれぞれ１．１５３、０．９２１である（ｈ１＝１．９５０、ｈ２＝１．８６４）。従って、ＲＫ２／ＲＫ１は０．７９９となり、条件（５）を満たす。さらに、ｄ１／ｄ２は０．０４３となり、条件（６）も満たす。つまり、実施例２の光情報記録再生装置１００は、条件（１）〜（９）を全て満たす。
【００８１】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２の光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例２の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、球面収差を良好に補正していることが分かる。従って実施例２の光情報記録再生装置１００では、いずれの光ディスク使用時であっても、情報の記録または再生に好適なスポットを記録面２２上に形成することができる。以上が実施例２の光情報記録再生装置１００の説明である。
【実施例３】
【００８２】
実施例３の対物レンズ１０の各レーザー光に対する具体的仕様は表１５に示される。
【００８３】
【表１５】
【００８４】
表１５に示すように、実施例３の光情報記録再生装置１００は、ｆ１×Ｍ１およびｆ２×Ｍ２がどちらも０．０００、ｆ３×Ｍ３が−０．１７１となる。つまり、実施例１、２と同様に、実施例３の光情報記録再生装置１００は、条件（７）〜（９）を全て満たしている。
【００８５】
表１５に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表１６〜表１８に示される。
【００８６】
【表１６】
【表１７】
【表１８】
【００８７】
実施例３も実施例１、２と同様に、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃの第二面、および対物レンズ１０の各面１１〜１３を非球面として設計している。第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時における各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、順に表１９〜表２１に示される。
【００８８】
【表１９】
【表２０】
【表２１】
【００８９】
実施例３について、上述した各条件を検証する。上記で示した各表に示す数値より、条件（１）、（２）の値は０．０３３となるため、実施例３の対物レンズ１０を備えた光情報記録再生装置１００は該条件（１）を満たす。また、実施例３の対物レンズ１０の第二の光学部材のアッベ数νｄ２は６４に設定されるため、条件（３）も満たす。また、実施例３は、条件（４）の値が０．０２８となり、該条件（４）を満たす。さらに、条件（５）に関する値ＲＫ１、ＲＫ２がそれぞれ１．１２６、１．０５１である（ｈ１＝１．９５０、ｈ２＝１．８５８）。従って、ＲＫ２／ＲＫ１は０．９３４となり、条件（５）を満たす。さらに、ｄ１／ｄ２は０．０４３となり、条件（６）も満たす。
【００９０】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３の光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例３の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、球面収差を良好に補正していることが分かる。従って実施例３の光情報記録再生装置１００では、いずれの光ディスク使用時であっても、情報の記録または再生に好適なスポットを記録面２２上に形成することができる。以上が実施例３の光情報記録再生装置１００の説明である。
【実施例４】
【００９１】
実施例４の対物レンズ１０は、他の実施例とは異なり第一面１１に位相シフト構造が設けられている。実施例４の対物レンズ１０の各レーザー光に対する具体的仕様は表２２に示される。
【００９２】
【表２２】
【００９３】
表２２に示すように、実施例４の光情報記録再生装置１００は、ｆ１×Ｍ１およびｆ２×Ｍ２がどちらも０．０００、ｆ３×Ｍ３が−０．１６０となる。つまり、他の実施例と同様に、実施例４の光情報記録再生装置１００は、条件（７）〜（９）を全て満たしている。
【００９４】
表２２に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表２３〜表２５に示される。
【００９５】
【表２３】
【表２４】
【表２５】
【００９６】
実施例４も他の実施例と同様に、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃの第二面、および対物レンズ１０の各面１１〜１３を非球面として設計している。第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時における各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、順に表２６〜表２８に示される。
【００９７】
【表２６】
【表２７】
【表２８】
【００９８】
実施例４の対物レンズ１０の第一面１１に形成される位相シフト構造を規定するための光路差関数における係数Ｐ２…は表２９に示される。また、各レーザー光の回折効率が最大になる回折次数ｍは表３０に示される。表３０に示すように、回折次数ｍは使用するレーザー光によって異なる値が設定されている。
【００９９】
【表２９】
【表３０】
【０１００】
実施例４について、上述した各条件を検証する。上記で示した各表に示す数値より、条件（１）、（２）の値は０．０３０となるため、実施例４の対物レンズを備えた光情報記録再生装置装置１００は条件（１）を満たす。また、実施例４の対物レンズ１０の第二の光学部材のアッベ数νｄ２は４１に設定されるため、条件（３）も満たす。また、実施例４は、条件（４）の値が０．００７となり、該条件（４）を満たす。さらに、条件（５）に関する値ＲＫ１、ＲＫ２がそれぞれ０．９１１、０．７２０である（ｈ１＝１．９５０、ｈ２＝１．８５８）。従って、ＲＫ２／ＲＫ１は０．７９１となり、条件（５）を満たす。さらに、ｄ１／ｄ２は０．１１８となり、条件（６）も満たす。
【０１０１】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４の光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）において、実線が設計波長での球面収差を、破線が設計波長から＋５ｎｍ変化した波長での球面収差を、それぞれ表す。なお、図７（Ａ）〜（Ｃ）での線種の定義は、次に提示する比較例の球面収差図に関しても同様とする。図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例４の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、球面収差を良好に補正していることが分かる。
【０１０２】
図８は、比較例の光情報記録再生装置１００において、第一のレーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。比較例は、位相シフト構造を有しない以外は実施例４の対物レンズ１０と同一仕様のレンズを対物レンズとして使用した例である。
【０１０３】
図７（Ａ）および図８を比較すると、実施例４の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、比較例の構成に比べ、光ディスクＤ１に対する情報の記録または再生時に生じる軸上色収差を良好に補正していることが分かる。加えて、実施例４の対物レンズ１０に設けられる位相シフト構造は、第一のレーザー光使用時における効率が最大となる回折次数ｍを２に設定している。従って、第一から第三の各レーザー光使用時における光利用効率は、順に、１００％、９３％、９９％と非常に高くなっている。
【０１０４】
つまり、実施例４の対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００では、対物レンズ１０に位相シフト構造を設けたとしても、光量損失が小さく、いずれの光ディスク使用時であっても、情報の記録または再生に好適なスポットを記録面２２上に形成することができる。加えて、上記位相シフト構造を設けたことにより、微小な波長変動に起因して発生する軸上色収差も良好に補正することができる。以上が実施例４の対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の説明である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施形態の光情報記録再生装置の概略構成を表す模式図である。
【図２】本発明の実施形態の光情報記録再生装置を各光ディスク使用時における光路ごとに分けて示す図である。
【図３】本発明の実施形態の対物レンズの拡大図である。
【図４】実施例１の、第一から第三のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【図５】実施例２の、第一から第三のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【図６】実施例３の、第一から第三のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【図７】実施例４の、第一から第三のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【図８】比較例の、第一のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１Ａ、２Ａ、３Ａ 光源
１０ 対物レンズ
１３ 接合面
Ｄ１〜Ｄ３ 光ディスク
１００ 光情報記録再生装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、記録密度や保護層の厚みが異なる複数種類の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のように、波長が異なる複数種類の光を使用する装置および該装置に搭載される対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクには、従来、ＣＤやＤＶＤといった、記録密度や保護層の厚みが異なる複数の規格が存在する。また近年、情報記録のさらなる高容量化を実現すべく、ＤＶＤよりも一層記録密度の高い光ディスクが実用化されつつある。該光ディスクとしては、例えばＨＤ ＤＶＤやＢＤ（Blu-ray Disc）等がある。このような新規格の光ディスクは、ＤＶＤの保護層厚と同等もしくはそれ以下の保護層厚を有する。このように規格の異なる複数の光ディスクが存在するためユーザの利便性に鑑み、近年、光情報記録再生装置、より厳密には装置内に設けられる対物レンズは、上記の各光ディスクに対して互換性を持つことが要求される。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。また、互換性を持つとは、使用する光ディスクを切り替えたとしても部品を交換したりすることなく情報の記録または再生が保証されることをいう。
【０００３】
装置が規格の異なる複数の光ディスクに対して互換性を持つためには、規格が異なる光ディスクの切り替え時に、保護層の厚みによって変化してしまう球面収差を補正しつつ、情報の記録または再生に使用する光の開口数（ＮＡ）を変化させて記録密度の違いに対応したビームスポットが得られるようにする必要がある。一般にスポット径は波長が短いほど小さくできる。そこで従来、記録密度に応じて、光情報記録再生装置では、複数の波長のレーザー光が使用される。例えば、ＣＤ使用時には約７９０ｎｍの比較的長い波長の光（いわゆる近赤外レーザー光）が用いられる。またＤＶＤ使用時には、近赤外レーザー光より短い約６６０ｎｍの波長のレーザー光（いわゆる赤色レーザー光）が用いられる。また、新規格の光ディスク使用時には、その記録密度の高さから赤色レーザー光よりもさらに短波長の光（例えば４０５ｎｍあたりのいわゆる青色レーザー光）が用いられる。
【０００４】
複数種類の光ディスクに対する互換性を持たせた対物レンズは、例えば以下の特許文献１〜３に開示される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６２１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２８８３４６号公報
【特許文献３】特開２００５−５１３７０１号公報
【０００６】
特許文献１は、互いの光学特性が異なる二種類のレンズを接合した接合型対物レンズを開示する。そして、近赤外レーザー光と赤色レーザー光を使い分け、平行光束として該接合型対物レンズに入射させることにより、ＣＤとＤＶＤの二種類に対する互換性を実現している。
【０００７】
特許文献２は、一面に所定の回折構造を設けた単玉の対物レンズを開示する。詳しくは、所定の回折構造は、各レーザー光における回折効率が最大となる回折次数（以下、正規回折次数という。）の比が、青色レーザー光、赤色レーザー光、近赤外レーザー光の順に２：１：１になるように構成される。そして、青色レーザー光と赤色レーザー光は平行光束として、また近赤外レーザー光は発散光束として、該対物レンズに入射させることにより、三種類の光ディスクに対する互換性を実現している。
【０００８】
特許文献３は、ほぼ球面を接合面として構成した、ＤＶＤとＨＤ ＤＶＤの二種類の光ディスクに対して互換性を有する接合型対物レンズを開示する。
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の接合型対物レンズは、ＤＶＤとＣＤ使用時のみ好適に使用されるように構成されており、各光ディスクよりもさらに高密度で記録される新規格の光ディスクに対する情報の記録または再生時に使用することは不可能である。
【００１０】
また、特許文献２に記載の対物レンズは、上述したような特性を持つ回折構造を採用しているため、該回折構造において、青色レーザー光使用時の球面収差と近赤外レーザー光使用時の球面収差の双方を良好に補正することはできない。一般に記録密度が高いほど収差に対する許容度が低くなることを踏まえると、回折構造は、青色レーザー光使用時の球面収差がより良好に補正されるように設計される。すると、近赤外レーザー光使用時の球面収差を良好に補正するためには、発散度の強めにした状態で対物レンズに入射させなくてはならない。そのため、レンズがトラッキングシフトした場合にコマ収差等の軸外収差が大きく発生してしまい好ましくない。
【００１１】
また、特許文献３に記載の対物レンズは、接合面を略球面として構成するため、収差補正作用に限界が生じる。具体的には、ＤＶＤとＨＤ ＤＶＤいずれか一方を使用する際に発生する収差をより良好に補正しようとすると他方を使用する際に発生する収差を十分に補正できなくなってしまうという問題が残存している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、波長が異なる複数種類の光束のいずれかを使用して規格の異なる少なくとも二種類の光ディスクのいずれに対する情報の記録または再生を行った時であっても、高い回折効率を確保して高精度な情報の記録または再生を実現することができ、さらには各光ディスクの記録面上において球面収差をはじめとする諸収差を抑えて良好なスポットを形成することができる光情報記録再生装置用の対物レンズおよび該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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明にかかる光情報記録再生装置用対物レンズは、記録密度の異なる第一と第二の各光ディスクに対して第一と第二の波長を持つ二種類の略平行光束のいずれかを使うことにより、各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用いられる対物レンズであって、第一の波長をλ１、第二の波長をλ２（各単位：ｎｍ）、とすると、
λ１＜λ２
であり、対物レンズは、異なる材料で構成された第一の光学部材と第二の光学部材が接合面で接合された接合レンズであり、第一の波長の光に対する第一の光学部材の屈折率をｎＢ１、第二の光学部材の屈折率をｎＢ２、第二の波長の光に対する第一の光学部材の屈折率をｎＲ１、第二の光学部材の屈折率をｎＲ２、接合面に関する曲率半径をｒ２、円錐係数をｋ２、４次の非球面係数をＡ４２、第一の波長の光使用時の前記対物レンズの焦点距離をｆ１とすると、以下の条件（１）を満たすことを特徴とする。
【００１４】
【数１】
【００１５】
請求項１に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、材料に応じて、接合面を適切な非球面形状にすることにより、対物レンズに略平行光束を入射させた場合でも、各光ディスクの記録面上で発生する球面収差を良好に抑えることができる。
【００１６】
請求項２に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、さらに、以下の条件（２）、
【数２】
を満たすことが望ましい。
【００１７】
請求項３に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、第二の光学部材は、第二の光学部材のｄ線におけるアッベ数をνｄ２とすると、以下の条件（３）、
４０≦νｄ２≦８０…（３）
を満たすことが望ましい。
【００１８】
また、請求項４に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、第一の光学部材の第一面の曲率半径をｒ１、円錐係数をｋ１、有効半径をｈ１、接合面の有効半径をｈ２、とすると、以下の条件（４）および（５）、
【数３】
【数４】
を満たすことが望ましい。
【００１９】
上記特徴を持つ光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、接合面以外の二つの面のうちいずれか一方が、複数の同心状に連続して分割された屈折面で構成された位相シフト構造を有するように構成することが望ましい。これにより、特に軸上色収差を良好に補正することができる。
【００２０】
この場合、当該位相シフト構造は、互いに隣り合う屈折面において、第一の波長の光束に対して付与される光路長が略２波長（請求項５）または略１０波長（請求項６）となるように設計される。
【００２１】
請求項５に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、第一の光学部材の中心厚をｄ１、第二の光学部材の中心厚をｄ２とすると、以下の条件（６）、
０．０１＜ｄ１／ｄ２＜０．２０…（６）
を満たすことが望ましい。
【００２２】
請求項６に記載の光情報記録再生装置によれば、記録密度の異なる第一から第三の各光ディスクに対して、第一から第三の波長を持つ三種類の光束のいずれかを使うことにより、各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であって、上述した種々の特徴を有する光情報記録再生装置用対物レンズを備え、第一の波長をλ１（ｎｍ）、第二の波長をλ２（ｎｍ）、第三の波長をλ３（ｎｍ）とすると、
λ１＜λ２＜λ３
であり、第一の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第一の光ディスクの保護層厚をｔ１、第二の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第二の光ディスクの保護層厚をｔ２、第三の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第三の光ディスクの保護層厚をｔ３、とすると、
ｔ１≒０．６ｍｍ
ｔ２≒０．６ｍｍ
ｔ３≒１．２ｍｍ
であり、第一の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ１、第二の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ２、第三の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ３、とすると、
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
であり、第一の波長の光束および第二の波長の光束は略平行光として、第三の波長の光束は発散光として対物レンズに入射し、第一の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ１、焦点距離をｆ１、第二の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ２、焦点距離をｆ２、第三の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ３、焦点距離をｆ３とすると、以下の条件（７）、（８）、（９）、
−０．０２＜ｆ１×Ｍ１＜０．０２・・・（７）
−０．０２＜ｆ２×Ｍ２＜０．０２・・・（８）
−０．２４＜ｆ３×Ｍ３＜−０．１４・・・（９）
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明にかかる光情報記録再生装置用対物レンズは、接合される二つの光学部材に応じて、接合面を所定の非球面形状にする。これにより、いずれの光ディスクを使用するときであっても、球面収差をはじめとする諸収差を良好に抑えてより高精度な情報の記録または再生を行う装置に好適な対物レンズが提供される。
【００２４】
また本発明にかかる光情報記録再生装置によれば、上記の対物レンズを備えると共に、比較的記録密度が高い第一や第二の光ディスク使用時には略平行光束を用いる。これにより、球面収差のみならず該対物レンズをトラッキングシフトした場合であっても軸外収差の発生を抑え、より高精度な情報の記録または再生を実現している。さらに、上述したように接合面を非球面形状とした対物レンズを搭載しているため、ＣＤに例示されるような比較的記録密度の低い第三の光ディスク使用時に用いる光束の発散度を小さくしている。これにより、第三の光ディスク使用時であっても収差劣化を低減することができる。
【００２５】
すなわち、本発明によれば、いずれの光ディスク使用時であっても、諸収差を良好に抑えて精度の高い情報の記録または再生を実現可能な、三種類の光ディスクに対する互換性を持つ光情報記録再生装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態の光情報記録再生装置用対物レンズについて説明する。本実施形態の対物レンズは、光情報記録再生装置に搭載される。光情報記録再生装置は、該対物レンズを構成要素とすることにより、保護層厚、記録密度等といった規格がそれぞれ異なる三種類の光ディスクについて互換性を有している。
【００２７】
以下では説明の便宜上、上記三種類の光ディスクのうち、記録密度が最も高い光ディスク（例えばＨＤ ＤＶＤやＢＤ等の光ディスク）を第一の光ディスクＤ１、第一の光ディスクＤ１に比べて相対的に記録密度が低い（例えばＤＶＤやＤＶＤ−Ｒ等）を第二の光ディスクＤ２、記録密度が最も低い光ディスク（例えばＣＤやＣＤ−Ｒ等）を第三の光ディスクＤ３、と記す。
【００２８】
各光ディスクＤ１〜Ｄ３の保護層厚をそれぞれｔ１〜ｔ３とすると、各保護層厚には、以下のような関係がある。
ｔ１≦ｔ２＜ｔ３
【００２９】
また、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のそれぞれに対して情報の記録または再生を行う場合、記録密度の違いに対応したビームスポットが得られるように、必要とされるＮＡの値を変化させる必要がある。ここで、各光ディスクＤ１〜Ｄ３に対する情報の記録または再生時に必要とされる最適な設計開口数を、それぞれＮＡ１、ＮＡ２、ＮＡ３とすると、各ＮＡには以下のような関係がある。
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
【００３０】
つまり、記録密度の高い第一の光ディスクＤ１および第二の光ディスクＤ２に対する情報の記録または再生時には、より小径なスポットの形成が要求されるため、必要なＮＡが高くなる。これに対し、最も記録密度の低い第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時には、必要とされるＮＡは比較的小さい。なお、どの光ディスクも、情報の記録または再生時には、図示しないターンテーブル上に載置され回転駆動される。
【００３１】
上記のように記録密度が異なる各光ディスクＤ１〜Ｄ３を使用する場合、各記録密度に対応したビームスポットが得られるように、光情報記録再生装置内において、それぞれ異なる波長のレーザー光が用いられる。具体的には、第一の光ディスクＤ１に対して情報の記録または再生を行う際には、最も小径のビームスポットを第一の光ディスクＤ１の記録面上において形成するために、最も短波長（第一の波長）であるレーザー光（以下、第一のレーザー光という）を光源から照射する。また、第三の光ディスクＤ３に対して情報の記録または再生を行う際には、最も大きな径のビームスポットを第三の光ディスクＤ３の記録面上において形成するために、最も長波長（第三の波長）であるレーザー光（以下、第三のレーザー光という）を光源から照射する。そして第二の光ディスクＤ２に対して情報の記録または再生を行う際には、第二の光ディスクＤ２の記録面上において比較的小径のスポットを形成するために、第一のレーザー光よりは長波長であってかつ第三のレーザー光よりは短波長（第二の波長）であるレーザー光（以下、第二のレーザー光という）を光源から照射する。
【００３２】
図１は、本実施形態の対物レンズ１０を有する光情報記録再生装置１００の概略構成を表す模式図である。また、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、対物レンズ１０および各光ディスクＤ１〜Ｄ３を各光ディスク使用時における光路ごとに分けて示した図である。図１、図２（Ａ）〜（Ｃ）において、光情報記録再生装置１００の基準軸ＡＸは、図中一点鎖線で表示されている。図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す状態では、対物レンズの光軸は光学系の基準軸ＡＸと一致しているが、トラッキング動作などにより対物レンズの光軸が光学系の基準軸ＡＸから外れる状態もある。
【００３３】
光情報記録再生装置１００は、第一のレーザー光を照射する光源１Ａ、第二のレーザー光を照射する光源１Ｂ、第三のレーザー光を照射する光源１Ｃ、回折格子２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、カップリングレンズ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、ビームスプリッタ４１、４２、ハーフミラー５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、受光部６Ａ、６Ｂ、６Ｃを有する。なお、光情報記録再生装置１００では、上記の各光ディスク使用時に必要とされるＮＡが各々異なることに対応する必要がある。そのため、光情報記録再生装置１００では、図示しないが、光源１Ｃ〜対物レンズ１０間に第三のレーザー光の光束径を規定する開口制限素子が配設されていてもよい。
【００３４】
図１に示すように、各光源１Ａ〜１Ｃから照射された第一〜第三の各レーザー光束は、各回折格子２Ａ〜２Ｃ、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃ、ビームスプリッタ４１、４２を介して共通の光路に導かれ、対物レンズ１０に入射する。対物レンズ１０を透過した各光束は、情報の記録または再生の対象となる各光ディスクＤ１〜Ｄ３の記録面近傍に収束する。
【００３５】
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、各光ディスクＤ１〜Ｄ３は、それぞれ保護層２１、記録面２２を有する。なお、実際の光ディスクＤ１〜Ｄ３において、記録面２２は、保護層２１と図示しないレーベル層によって挟持されている。記録面２２で反射した各レーザー光は、ハーフミラー５Ａ〜５Ｃを透過し、受光部６Ａ〜６Ｃにより検出される。
【００３６】
光情報記録再生装置１００のように、各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時においてそれぞれ適切な波長のレーザー光を用いる場合、対物レンズの屈折率の変化や、各光ディスクＤ１〜Ｄ３の保護層２１の厚さの違いに起因して、記録面２２上での球面収差が変化する。従って光情報記録再生装置１００には、三種類の光ディスクＤ１〜Ｄ３をそれぞれ使用する時に発生する球面収差を補正して各光ディスクＤ１〜Ｄ３に対する互換性を持たせる必要がある。
【００３７】
そこで、本実施形態の光情報記録再生装置１００では、対物レンズ１０を構成する二つの光学部材１０Ａ、１０Ｂを、互いに異なる光学性能を持つ材料によって構成するとともに、対物レンズ１０の各面形状、特に接合面１３の非球面形状を適切に設定している。そして、対物レンズ１０の光学性能のみでは十分に補正しきれない収差については、光源から照射されるレーザー光の発散度を変えることにより補正している。つまり本実施形態の対物レンズ１０、さらには該レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００は、光学部材１０Ａと光学部材１０Ｂの屈折率差、対物レンズ１０の各面（特に接合面）の非球面形状、各レーザー光により異なる値に設定される倍率によって、三種類の光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれを使用した場合であっても球面収差をはじめとする諸収差の発生を良好に抑えて高精度な情報の記録または再生を実現している。
【００３８】
さらに説明を加えると、一般に光ディスクの記録密度が高くなればなるほど、該光ディスクに対する情報の記録または再生時における収差の許容度は低くなることが知られている。そこで、本実施形態では、記録密度が比較的高い第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２使用時には、対物レンズ１０の光学性能によって球面収差をはじめとする軸上の収差を抑えるとともに、略平行光束を用いることにより、非点収差やコマ収差といった軸外収差の発生も良好に抑えている。そして、他の光ディスクに比べて記録密度が低い第三の光ディスクＤ３使用時は、発散光を使用することにより、対物レンズ１０の光学性能のみでは十分に補正しきれない収差成分を良好に低減している。以下、この特徴について詳述する。
【００３９】
図３は、対物レンズ１０を拡大して示す模式図である。対物レンズ１０は、互いに材料が異なる二つの光学部材１０Ａ、１０Ｂを接合面１３で接合することにより形成される両凸のプラスチック製接合レンズである。対物レンズ１０は、接合面１３のほかに最も光源側にある第一面１１と、最も記録面側にある第二面１２を有する。対物レンズ１０は、接合面１３を非球面として構成している。さらに言えば、本実施形態の対物レンズ１０は、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スポットが記録面２２上で形成されるようにするため、接合面１３のみならず、第一面１１、第二面１２も非球面として構成している。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、以下の式で表される。
【００４０】
【数５】
【００４１】
ここで対物レンズ１０は、第一または第二の光ディスクＤ１、Ｄ２に対する情報の記録または再生時において平行光束を入射させた場合に球面収差を抑え、各ディスクの記録面２２上に良好なスポットを形成すべく、以下の条件（１）を満たすように構成される。
【数１】
ただし、ｎＢ１は第一のレーザー光に対する第一の光学部材１０Ａの屈折率を、
ｎＢ２は第一のレーザー光に対する第二の光学部材１０Ｂの屈折率を、
ｎＲ１は第二のレーザー光に対する第一の光学部材１０Ａの屈折率を、
ｎＲ２は第二のレーザー光に対する第二の光学部材１０Ｂの屈折率を、
ｒ２は接合面１３の曲率半径を、
ｋ２は接合面１３の円錐係数を、
Ａ４２は接合面１３の４次の非球面係数を、
ｆ１は第一のレーザー光使用時の対物レンズ１０の焦点距離を、それぞれ表す。
【００４２】
条件（１）は、各光学部材１０Ａ、１０Ｂについて好適な材料の選択、および接合面の好適な非球面形状に関する条件である。条件（１）の下限以下の値を採ると、特に第二の光ディスクＤ２使用時に発生する球面収差に対する補正が過剰となり、球面収差がアンダーになってしまう。条件（１）の上限以上の値を採ると、特に第二の光ディスクＤ２使用時に発生する球面収差に対する補正が不足し、球面収差がオーバーのまま残存してしまう。
【００４３】
なお、より一層良好な球面収差を得るには、以下の条件（２）を満たせばよい。
【数２】
【００４４】
また、第二の光学部材１０Ｂは、特に収差に対する許容度が低い第一の光ディスクＤ１使用時における軸上色収差を良好に抑えるため、ｄ線でのアッベ数νｄ２が以下の条件（３）を満たすように構成される。
４０≦νｄ２≦８０…（３）
【００４５】
さらに、本実施形態の対物レンズ１０は、各面１１〜１３、特に接合面１３の非球面量を抑えて、レンズ成形時に第一と第二の光学部材の間に偏心が生じた場合であってもコマ収差の発生を良好に低減するように構成される。具体的には、対物レンズ１０は、以下の条件（４）または条件（５）、
【数３】
【数４】
また、ｒ１は、第一の光学部材１０Ａの第一面、つまり面１１の曲率半径を、
ｋ１は、面１１の円錐係数を、
ｈ１は、面１１の有効半径を、
ｈ２は、接合面１３の有効半径を、それぞれ表す、
の少なくとも一方を満たすように構成される。
【００４６】
条件（４）の値が下限以下になる、つまり第一のレーザー光使用時と第二のレーザー光使用時の屈折率差が小さくなると、第一の光ディスクＤ１使用時の球面収差および第二の光ディスクＤ２使用時の球面収差の双方が良好に補正できるようにするためには、接合面１３の非球面量を大きく設定せざるを得なくなる。つまり、偏心時にコマ収差が大きく発生してしまう。条件（５）の値が範囲外であった場合も同様である。
【００４７】
なお、対物レンズ１０は、製造の容易性を確保するため、以下の条件（６）を満たすように構成される。
０．０１＜ｄ１／ｄ２＜０．２０…（６）
ただし、ｄ１は第一の光学部材１０Ａの中心厚（単位：ｍｍ）を、
ｄ２は第二の光学部材１０Ｂの中心厚（単位：ｍｍ）を、それぞれ表す。
【００４８】
以上のように構成される対物レンズ１０を使用する光情報記録再生装置１００では、図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光源１Ａから照射された第一のレーザー光および光源１Ｂから照射された第二のレーザー光は、各光路中のカップリングレンズ３Ａ、３Ｂによって平行光束に変換される。つまり本実施形態では、各カップリングレンズ３Ａ、３Ｂは、コリメートレンズとして機能する。
【００４９】
より詳しくは、光情報記録再生装置１００は、以下の条件（７）、（８）を満たすように設計される。
−０．０２＜ｆ１×Ｍ１＜０．０２・・・（７）
−０．０２＜ｆ２×Ｍ２＜０．０２・・・（８）
ただし、Ｍ１、ｆ１は、それぞれ第一の光ディスクＤ１使用時における対物レンズ１０の結像倍率と焦点距離を、
Ｍ２、ｆ２は、それぞれ第二の光ディスクＤ２使用時における対物レンズ１０の結像倍率と焦点距離を表す。
【００５０】
上記のように、対物レンズ１０に入射する第一、第二の各レーザー光を平行光束にすることにより、対物レンズ１０をトラッキングした時におけるコマ収差等の軸外収差の発生を抑えることができる。これにより、収差に対する許容度が低いとされる記録密度が高い光ディスクＤ１、Ｄ２使用時であっても、収差の影響を受けることなく高精度な情報の記録または再生を行うことができる。
【００５１】
なお、厳密には、各光源１Ａ、１Ｂの個体差や設置位置、さらには光情報記録再生装置１００のおかれた環境の変化等の理由によって、各カップリングレンズ２Ａ、２Ｂから射出される光束は必ずしも平行光束にはならない場合もある。しかし、上記の理由による光束の発散角は、非常に小さいため、トラッキングシフト時に生じる収差も小さい。よって、実使用上問題ないと言える。
【００５２】
また、収差に対する許容範囲が狭い各光ディスクＤ１、Ｄ２使用時の収差を有効に抑えるように対物レンズ１０を配設した場合、既述したように、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時に球面収差が残存してしまう。そこで、第三の光ディスクＤ３使用時に発生する球面収差は、図２（Ｃ）に示すように対物レンズ１０に入射する光束を発散光にすることにより補正する。具体的には、光情報記録再生装置１００は、以下の条件（９）も満たすように設計される。
−０．２４＜ｆ３×Ｍ３＜−０．１４・・・（９）
ただし、Ｍ３、ｆ３は、それぞれ第三の光ディスクＤ３使用時における対物レンズ１０の結像倍率と焦点距離を表す。
【００５３】
条件（８）の値が上限以上になると、第三の光ディスク使用時に、オーバーな球面収差が残存してしまう。また、同条件の値が下限以下になると、アンダーな球面収差が発生してしまい好ましくない。
【００５４】
さらに、本実施形態の対物レンズ１０において、接合面１３以外の面１１、１２の少なくとも一方には、位相シフト構造が設けられている。位相シフト構造とは、光学系の基準軸ＡＸ（換言すれば対物レンズ１０の光軸）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る複数の微小な段差からなる構造である。
【００５５】
ここで、上記位相シフト構造を回折構造として捉えた場合、該構造は、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ある。より詳しくは、光路差関数φ（ｈ）は、該構造における段差の設置位置と高さを規定する関数である。光路差関数φ（ｈ）は、数６に示す式によって表される。
【００５６】
【数６】
【００５７】
数６に示す光路差関数φ（ｈ）において、Ｐ２ｉはそれぞれ２ｉ次（ただしｉは自然数）の係数である。ｍは使用するレーザー光の光利用効率（回折効率）が最大となる回折次数を、λは使用する（入射する）レーザー光の設計波長を、それぞれ表す。
【００５８】
本実施形態の対物レンズ１０に設けられる位相シフト構造は、第一のレーザー光に対して略２波長分または略１０波長分の光路長差を付与するように構成される。すなわち本実施形態の位相シフト構造は、λは第一の波長に、ｍは２または１０に設定される数６によって表される。このように設定することにより、特に収差に対する許容度が低い第一の光ディスクＤ１使用時に発生する軸上色収差を良好に補正することができる。特に、位相シフト構造を、第一のレーザー光に対して略２波長分の光路長差を付与するように構成すれば、いずれのレーザー光使用時における該位相シフト構造での光利用効率も高く維持するとともに、波長変化時に生じる光利用効率の低下も抑えることができる。
【００５９】
以下、上述した特徴を有する対物レンズ１０および光情報記録再生装置１００の具体的な実施例を４例説明する。
【００６０】
各実施例１〜４の光情報記録再生装置１００は、図１および図２（Ａ）〜（Ｃ）に示される。なお、各実施例に関して、第三の光ディスクＤ３使用時は、情報の記録または再生に好適な開口数を得るために図示しない開口制限素子を用いて光束径を規定している。そのため、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第三の光ディスクＤ３使用時は、第一、第二の光ディスクＤ１、Ｄ２使用時に比べて有効光束径が小さくなる。
【００６１】
また各実施例において使用される光ディスクとしては、保護層厚０．６ｍｍの最も記録密度の高い第一の光ディスクＤ１、保護層厚０．６ｍｍであり第一の光ディスクＤ１よりは記録密度の低い第二の光ディスクＤ２、保護層厚１．２ｍｍの最も記録密度の低い第三の光ディスクＤ３を想定する。
【実施例１】
【００６２】
実施例１の対物レンズ１０の各レーザー光に対する具体的仕様は表１に示される。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１中、倍率の値が示すように、光ディスクＤ１〜Ｄ２使用時には、レーザー光は平行光束として、光ディスクＤ３使用時には、レーザー光は発散光束として、対物レンズ１０に入射する。より詳しくは、実施例１の光情報記録再生装置１００は、表１より、ｆ１×Ｍ１およびｆ２×Ｍ２がどちらも０．０００、ｆ３×Ｍ３が−０．１９７となる。つまり、実施例１の光情報記録再生装置１００は、条件（７）〜（９）を全て満たしている。
【００６５】
表１に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表２〜表４に示される。
【００６６】
【表２】
【表３】
【表４】
【００６７】
表２〜表４中の備考に示すように、面番号０が各光源１Ａ〜１Ｃ、面番号１、２が各回折格子２Ａ〜２Ｃ、面番号３、４が各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃ、表２〜表３の面番号５、６がビームスプリッタ４１、表２〜３の面番号７、８および表４の面番号５、６がビームスプリッタ４２、表２〜３の面番号９、１０および表４の面番号７、８が対物レンズ１０、表２〜３の面番号１１、１２および表４の面番号９、１０が媒体である各光ディスクＤ１〜Ｄ３の保護層２１および記録面２２を示している。表２〜表４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。以下の各実施例２、３においても同様である。
【００６８】
また、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃの第二面、および対物レンズ１０の各面１１〜１３は非球面である。第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時における各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、順に表５〜７に示される。なお各表における表記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。
【００６９】
【表５】
【表６】
【表７】
【００７０】
実施例１について、上述した各条件を検証する。上記で示した各表に示す数値より、条件（１）、（２）の値は０．０１８となり、実施例１の装置１００は該条件（１）および（２）を満たす。また、実施例１の対物レンズ１０の第二の光学部材のアッベ数νｄ２は５８に設定されるため、条件（３）も満たす。また、実施例１は、条件（５）に関する値ＲＫ１、ＲＫ２がそれぞれ１．０７８、０．５６７である（ｈ１＝１．９５０、ｈ２＝１．８４９）。従って、ＲＫ２／ＲＫ１は０．５２５となり、条件（５）を満たす。さらに、ｄ１／ｄ２は０．０４３となり、条件（６）も満たす。
【００７１】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１の光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図４（Ａ）が第一のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図４（Ｂ）が第二のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図４（Ｃ）が第三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。以下に示す各実施例での収差図においても同様である。
【００７２】
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例１の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、球面収差を良好に補正していることが分かる。従って実施例１の光情報記録再生装置１００では、いずれの光ディスク使用時であっても、情報の記録または再生に好適なスポットを記録面２２上に形成することができる。以上が実施例１の光情報記録再生装置１００の説明である。
【実施例２】
【００７３】
実施例２の対物レンズ１０の各レーザー光に対する具体的仕様は表８に示される。
【００７４】
【表８】
【００７５】
表８に示すように、実施例２の光情報記録再生装置１００も、ｆ１×Ｍ１およびｆ２×Ｍ２がどちらも０．０００、ｆ３×Ｍ３が−０．１８０となる。つまり、実施例１と同様に、実施例２の光情報記録再生装置１００は、条件（７）〜（９）を全て満たしている。
【００７６】
表８に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表９〜表１１に示される。
【００７７】
【表９】
【表１０】
【表１１】
【００７８】
実施例２も実施例１と同様に、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃの第二面、および対物レンズ１０の各面１１〜１３を非球面として設計している。第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時における各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、順に表１２〜１４に示される。
【００７９】
【表１２】
【表１３】
【表１４】
【００８０】
実施例２について、上述した各条件を検証する。上記で示した各表に示す数値より、条件（１）、（２）の値は０．０２４となるため、実施例２の装置１００は該条件（１）および（２）を満たす。また、実施例２の対物レンズ１０の第二の光学部材のアッベ数νｄ２は５８に設定されるため、条件（３）も満たす。また、実施例２は、条件（４）の値が０．００８となり、該条件（４）を満たす。さらに、条件（５）に関する値ＲＫ１、ＲＫ２がそれぞれ１．１５３、０．９２１である（ｈ１＝１．９５０、ｈ２＝１．８６４）。従って、ＲＫ２／ＲＫ１は０．７９９となり、条件（５）を満たす。さらに、ｄ１／ｄ２は０．０４３となり、条件（６）も満たす。つまり、実施例２の光情報記録再生装置１００は、条件（１）〜（９）を全て満たす。
【００８１】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２の光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例２の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、球面収差を良好に補正していることが分かる。従って実施例２の光情報記録再生装置１００では、いずれの光ディスク使用時であっても、情報の記録または再生に好適なスポットを記録面２２上に形成することができる。以上が実施例２の光情報記録再生装置１００の説明である。
【実施例３】
【００８２】
実施例３の対物レンズ１０の各レーザー光に対する具体的仕様は表１５に示される。
【００８３】
【表１５】
【００８４】
表１５に示すように、実施例３の光情報記録再生装置１００は、ｆ１×Ｍ１およびｆ２×Ｍ２がどちらも０．０００、ｆ３×Ｍ３が−０．１７１となる。つまり、実施例１、２と同様に、実施例３の光情報記録再生装置１００は、条件（７）〜（９）を全て満たしている。
【００８５】
表１５に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表１６〜表１８に示される。
【００８６】
【表１６】
【表１７】
【表１８】
【００８７】
実施例３も実施例１、２と同様に、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃの第二面、および対物レンズ１０の各面１１〜１３を非球面として設計している。第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時における各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、順に表１９〜表２１に示される。
【００８８】
【表１９】
【表２０】
【表２１】
【００８９】
実施例３について、上述した各条件を検証する。上記で示した各表に示す数値より、条件（１）、（２）の値は０．０３３となるため、実施例３の対物レンズ１０を備えた光情報記録再生装置１００は該条件（１）を満たす。また、実施例３の対物レンズ１０の第二の光学部材のアッベ数νｄ２は６４に設定されるため、条件（３）も満たす。また、実施例３は、条件（４）の値が０．０２８となり、該条件（４）を満たす。さらに、条件（５）に関する値ＲＫ１、ＲＫ２がそれぞれ１．１２６、１．０５１である（ｈ１＝１．９５０、ｈ２＝１．８５８）。従って、ＲＫ２／ＲＫ１は０．９３４となり、条件（５）を満たす。さらに、ｄ１／ｄ２は０．０４３となり、条件（６）も満たす。
【００９０】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３の光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例３の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、球面収差を良好に補正していることが分かる。従って実施例３の光情報記録再生装置１００では、いずれの光ディスク使用時であっても、情報の記録または再生に好適なスポットを記録面２２上に形成することができる。以上が実施例３の光情報記録再生装置１００の説明である。
【実施例４】
【００９１】
実施例４の対物レンズ１０は、他の実施例とは異なり第一面１１に位相シフト構造が設けられている。実施例４の対物レンズ１０の各レーザー光に対する具体的仕様は表２２に示される。
【００９２】
【表２２】
【００９３】
表２２に示すように、実施例４の光情報記録再生装置１００は、ｆ１×Ｍ１およびｆ２×Ｍ２がどちらも０．０００、ｆ３×Ｍ３が−０．１６０となる。つまり、他の実施例と同様に、実施例４の光情報記録再生装置１００は、条件（７）〜（９）を全て満たしている。
【００９４】
表２２に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表２３〜表２５に示される。
【００９５】
【表２３】
【表２４】
【表２５】
【００９６】
実施例４も他の実施例と同様に、各カップリングレンズ３Ａ〜３Ｃの第二面、および対物レンズ１０の各面１１〜１３を非球面として設計している。第一の光ディスクＤ１、第二の光ディスクＤ２、第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時における各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、順に表２６〜表２８に示される。
【００９７】
【表２６】
【表２７】
【表２８】
【００９８】
実施例４の対物レンズ１０の第一面１１に形成される位相シフト構造を規定するための光路差関数における係数Ｐ２…は表２９に示される。また、各レーザー光の回折効率が最大になる回折次数ｍは表３０に示される。表３０に示すように、回折次数ｍは使用するレーザー光によって異なる値が設定されている。
【００９９】
【表２９】
【表３０】
【０１００】
実施例４について、上述した各条件を検証する。上記で示した各表に示す数値より、条件（１）、（２）の値は０．０３０となるため、実施例４の対物レンズを備えた光情報記録再生装置装置１００は条件（１）を満たす。また、実施例４の対物レンズ１０の第二の光学部材のアッベ数νｄ２は４１に設定されるため、条件（３）も満たす。また、実施例４は、条件（４）の値が０．００７となり、該条件（４）を満たす。さらに、条件（５）に関する値ＲＫ１、ＲＫ２がそれぞれ０．９１１、０．７２０である（ｈ１＝１．９５０、ｈ２＝１．８５８）。従って、ＲＫ２／ＲＫ１は０．７９１となり、条件（５）を満たす。さらに、ｄ１／ｄ２は０．１１８となり、条件（６）も満たす。
【０１０１】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４の光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）において、実線が設計波長での球面収差を、破線が設計波長から＋５ｎｍ変化した波長での球面収差を、それぞれ表す。なお、図７（Ａ）〜（Ｃ）での線種の定義は、次に提示する比較例の球面収差図に関しても同様とする。図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例４の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、球面収差を良好に補正していることが分かる。
【０１０２】
図８は、比較例の光情報記録再生装置１００において、第一のレーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。比較例は、位相シフト構造を有しない以外は実施例４の対物レンズ１０と同一仕様のレンズを対物レンズとして使用した例である。
【０１０３】
図７（Ａ）および図８を比較すると、実施例４の対物レンズ１０を搭載した光情報記録再生装置１００は、比較例の構成に比べ、光ディスクＤ１に対する情報の記録または再生時に生じる軸上色収差を良好に補正していることが分かる。加えて、実施例４の対物レンズ１０に設けられる位相シフト構造は、第一のレーザー光使用時における効率が最大となる回折次数ｍを２に設定している。従って、第一から第三の各レーザー光使用時における光利用効率は、順に、１００％、９３％、９９％と非常に高くなっている。
【０１０４】
つまり、実施例４の対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００では、対物レンズ１０に位相シフト構造を設けたとしても、光量損失が小さく、いずれの光ディスク使用時であっても、情報の記録または再生に好適なスポットを記録面２２上に形成することができる。加えて、上記位相シフト構造を設けたことにより、微小な波長変動に起因して発生する軸上色収差も良好に補正することができる。以上が実施例４の対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の説明である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施形態の光情報記録再生装置の概略構成を表す模式図である。
【図２】本発明の実施形態の光情報記録再生装置を各光ディスク使用時における光路ごとに分けて示す図である。
【図３】本発明の実施形態の対物レンズの拡大図である。
【図４】実施例１の、第一から第三のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【図５】実施例２の、第一から第三のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【図６】実施例３の、第一から第三のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【図７】実施例４の、第一から第三のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【図８】比較例の、第一のレーザー光を使用した際に発生する球面収差を表す収差図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１Ａ、２Ａ、３Ａ 光源
１０ 対物レンズ
１３ 接合面
Ｄ１〜Ｄ３ 光ディスク
１００ 光情報記録再生装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録密度の異なる第一と第二の各光ディスクに対して第一と第二の波長を持つ二種類の略平行光束のいずれかを使うことにより、各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用いられる対物レンズであって、
前記第一の波長をλ１、前記第二の波長をλ２（各単位：ｎｍ）、とすると、
λ１＜λ２
であり、
前記対物レンズは、異なる材料で構成された第一の光学部材と第二の光学部材が接合面で接合された接合レンズであり、
前記第一の波長の光に対する前記第一の光学部材の屈折率をｎＢ１、前記第二の光学部材の屈折率をｎＢ２、前記第二の波長の光に対する前記第一の光学部材の屈折率をｎＲ１、前記第二の光学部材の屈折率をｎＲ２、前記接合面に関する曲率半径をｒ２、円錐係数をｋ２、４次の非球面係数をＡ４２、前記第一の波長の光使用時の前記対物レンズの焦点距離をｆ１とすると、以下の条件（１）、
【数１】
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の光情報記録再生用対物レンズにおいて、
さらに、以下の条件（２）
【数２】
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第二の光学部材は、前記第二の光学部材のｄ線におけるアッベ数をνｄ２とすると、以下の条件（３）、
４０≦νｄ２≦８０…（３）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一の光学部材の第一面の曲率半径をｒ１、円錐係数をｋ１、有効半径をｈ１、前記接合面の有効半径をｈ２、とすると、以下の条件（４）または条件（５）、
【数３】
【数４】
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記接合面以外の二つの面のうちいずれか一方は、複数の同心状に連続して分割された屈折面で構成された位相シフト構造を有しており、
前記位相シフト構造は、互いに隣り合う前記屈折面において、前記第一の波長の光束に対して付与される光路長が略２波長であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいいて、
前記接合面以外の二つの面のうちいずれか一方は、複数の同心状に連続して分割された屈折面で構成された位相シフト構造を有しており、
前記位相シフト構造は、互いに隣り合う前記屈折面において、前記第一の波長の光束に対して付与される光路長が略１０波長であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一の光学部材の中心厚をｄ１、前記第二の光学部材の中心厚をｄ２とすると、以下の条件（６）、
０．０１＜ｄ１／ｄ２＜０．２０…（６）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項８】
記録密度の異なる第一から第三の各光ディスクに対して、第一から第三の波長を持つ三種類の光束のいずれかを使うことにより、各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であって、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズを備え、
前記第一の波長をλ１（ｎｍ）、前記第二の波長をλ２（ｎｍ）、前記第三の波長をλ３（ｎｍ）とすると、
λ１＜λ２＜λ３
であり、
前記第一の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる前記第一の光ディスクの保護層厚をｔ１、前記第二の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる前記第二の光ディスクの保護層厚をｔ２、前記第三の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる前記第三の光ディスクの保護層厚をｔ３、とすると、
ｔ１≒０．６ｍｍ
ｔ２≒０．６ｍｍ
ｔ３≒１．２ｍｍ
であり、
前記第一の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ１、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ２、前記第三の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ３、とすると、
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
であり、
前記第一の波長の光束および前記第二の波長の光束は略平行光として、前記第三の波長の光束は発散光として、前記対物レンズに入射し、
前記第一の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ１、焦点距離をｆ１（ｍｍ）、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ２、焦点距離をｆ２（ｍｍ）、前記第三の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ３、焦点距離をｆ３（ｍｍ）とすると、以下の条件（７）、（８）、（９）、
−０．０２＜ｆ１×Ｍ１＜０．０２・・・（７）
−０．０２＜ｆ２×Ｍ２＜０．０２・・・（８）
−０．２４＜ｆ３×Ｍ３＜−０．１４・・・（９）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１】
記録密度の異なる第一と第二の各光ディスクに対して第一と第二の波長を持つ二種類の略平行光束のいずれかを使うことにより、各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用いられる対物レンズであって、
前記第一の波長をλ１、前記第二の波長をλ２（各単位：ｎｍ）、とすると、
λ１＜λ２
であり、
前記対物レンズは、異なる材料で構成された第一の光学部材と第二の光学部材が接合面で接合された接合レンズであり、
前記第一の波長の光に対する前記第一の光学部材の屈折率をｎＢ１、前記第二の光学部材の屈折率をｎＢ２、前記第二の波長の光に対する前記第一の光学部材の屈折率をｎＲ１、前記第二の光学部材の屈折率をｎＲ２、前記接合面に関する曲率半径をｒ２、円錐係数をｋ２、４次の非球面係数をＡ４２、前記第一の波長の光使用時の前記対物レンズの焦点距離をｆ１とすると、以下の条件（１）、
【数１】
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の光情報記録再生用対物レンズにおいて、
さらに、以下の条件（２）
【数２】
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第二の光学部材は、前記第二の光学部材のｄ線におけるアッベ数をνｄ２とすると、以下の条件（３）、
４０≦νｄ２≦８０…（３）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一の光学部材の第一面の曲率半径をｒ１、円錐係数をｋ１、有効半径をｈ１、前記接合面の有効半径をｈ２、とすると、以下の条件（４）または条件（５）、
【数３】
【数４】
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記接合面以外の二つの面のうちいずれか一方は、複数の同心状に連続して分割された屈折面で構成された位相シフト構造を有しており、
前記位相シフト構造は、互いに隣り合う前記屈折面において、前記第一の波長の光束に対して付与される光路長が略２波長であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいいて、
前記接合面以外の二つの面のうちいずれか一方は、複数の同心状に連続して分割された屈折面で構成された位相シフト構造を有しており、
前記位相シフト構造は、互いに隣り合う前記屈折面において、前記第一の波長の光束に対して付与される光路長が略１０波長であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一の光学部材の中心厚をｄ１、前記第二の光学部材の中心厚をｄ２とすると、以下の条件（６）、
０．０１＜ｄ１／ｄ２＜０．２０…（６）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。
【請求項８】
記録密度の異なる第一から第三の各光ディスクに対して、第一から第三の波長を持つ三種類の光束のいずれかを使うことにより、各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であって、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズを備え、
前記第一の波長をλ１（ｎｍ）、前記第二の波長をλ２（ｎｍ）、前記第三の波長をλ３（ｎｍ）とすると、
λ１＜λ２＜λ３
であり、
前記第一の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる前記第一の光ディスクの保護層厚をｔ１、前記第二の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる前記第二の光ディスクの保護層厚をｔ２、前記第三の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる前記第三の光ディスクの保護層厚をｔ３、とすると、
ｔ１≒０．６ｍｍ
ｔ２≒０．６ｍｍ
ｔ３≒１．２ｍｍ
であり、
前記第一の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ１、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ２、前記第三の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ３、とすると、
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
であり、
前記第一の波長の光束および前記第二の波長の光束は略平行光として、前記第三の波長の光束は発散光として、前記対物レンズに入射し、
前記第一の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ１、焦点距離をｆ１（ｍｍ）、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ２、焦点距離をｆ２（ｍｍ）、前記第三の光ディスクに対する情報の記録または再生における、結像倍率をＭ３、焦点距離をｆ３（ｍｍ）とすると、以下の条件（７）、（８）、（９）、
−０．０２＜ｆ１×Ｍ１＜０．０２・・・（７）
−０．０２＜ｆ２×Ｍ２＜０．０２・・・（８）
−０．２４＜ｆ３×Ｍ３＜−０．１４・・・（９）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２３６５９（Ｐ２００８−１２３６５９Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６９０６４（Ｐ２００７−２６９０６４）
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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