光ピックアップ装置用の対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
【課題】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、さらに、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを十分確保することが可能となる光ピックアップ装置、光情報記録再生装置及びそれに好適な対物レンズを提供する。
【解決手段】青紫色レーザの光束における回折次数が奇数次数となる基礎構造の段差の向きを光軸と逆方向に向け、更に、青紫色レーザの光束における回折次数が偶数次数となる基礎構造の段差の向きを光軸の方向に向けて重ね合わせた第１光路差付与構造を、対物レンズに設ける。
【解決手段】青紫色レーザの光束における回折次数が奇数次数となる基礎構造の段差の向きを光軸と逆方向に向け、更に、青紫色レーザの光束における回折次数が偶数次数となる基礎構造の段差の向きを光軸の方向に向けて重ね合わせた第１光路差付与構造を、対物レンズに設ける。
【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光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザ等、波長３９０〜４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されている。これら青紫色レーザ光源を使用すると、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必要がある。
【０００７】
特許文献１には、それぞれ回折構造である２つの基礎構造を重畳してなる構造を有し、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、及びこの対物レンズを搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
【０００８】
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、特に、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの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において、大きな課題の一つとして、ＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保と、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保の両立、という課題がある。さらに当該課題の解決を両立させながら、安定した量産が行なえ、光ピックアップへの取り付けも容易に行なえるようにすることが必要とされる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１には、光学面における有効径の比率や、フランジの形状の具体例が記載されておらず、ＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保と、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保を両立させた場合に、量産安定性や光ピックアップ装置への取り付け容易性の観点から、光学面以外の対物レンズ全体の構成としてどのような形状が好ましいかは、特許文献１には記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２９３６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、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、さらに、ＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保と、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保を両立させた場合であっても、量産安定性や光ピックアップ装置への取り付け容易性を十分確保することが可能となる対物レンズ並びに当該対物レンズを搭載し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】
【００１２】
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、前記対物レンズは、互いに対向する第１光学面と第２光学面を有し、少なくとも前記第１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の少なくとも三つの領域を有し、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、前記対物レンズの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、前記対物レンズの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、前記対物レンズは、前記対物レンズの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、前記第１光学面の全径に対する、前記周辺領域の径の比率が、９０％以上、１００％以下であり、前記第２光学面の全径に対する、前記周辺領域に対応する有効径の比率が、７５％以上、１００％以下であり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
２≦ｄｍａｘ／ｄｍｉｎ≦８ （１）
０．９≦ｄｍａｘ／ｆ≦１．５ （２）
但し、ｄｍａｘ（ｍｍ）は、前記対物レンズの軸上厚を表し、ｄｍｉｎ（ｍｍ）は、前記対物レンズにおいて光軸方向に最も薄い部分における厚さを表し、ｆ（ｍｍ）は、前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離を表す。
【００１３】
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（２）を満たす場合に、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。また、３種類の光ディスクに対応可能な対物レンズにおいて、条件式（２）を満たすことにより、このようなＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保に加えて、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保を両立させることが可能となる。そして、条件式（１）を満たすことで、条件式（２）を満たしつつ、対物レンズのフランジが薄くなりすぎることを防止でき、安定して製造することが可能となると共に、壊れにくい対物レンズを提供することが可能となることを本発明者は見出した。また、光学面中の有効径の比率を上記請求項の範囲とすることにより、対物レンズのフランジが薄くなることを防止しつつ、製造誤差の少ない安定した有効径内の光学面を得ることができると共に、光ピックアップ装置に取り付ける際に光軸直交方向における取り付け誤差の許容量を増加させ、光ピックアップ装置への取り付け容易性を増加させることが出来るものである。
【００１４】
請求項２に記載の対物レンズは、請求項１に記載の発明であって、前記第１光路差付与構造は、複数の基礎構造を重ね合わせた構造であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の対物レンズは、請求項２に記載の発明であって、前記複数の基礎構造は、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、ブレーズ型構造である第２基礎構造であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の対物レンズは、請求項２に記載の発明であって、前記複数の基礎構造は、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の対物レンズは、請求項１に記載の発明であって、前記第１光路差付与構造は、単一の基礎構造のみからなることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の対物レンズは、請求項５に記載の発明であって、前記基礎構造は、階段型構造であることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至６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。
【００２０】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項７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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（３）、（４）、（５）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。
【００２５】
０．０５０ｍｍ ≦ ｔ１ ≦ ０．１２５ｍｍ （３）
０．５ｍｍ ≦ ｔ２ ≦ ０．７ｍｍ （４）
１．０ｍｍ ≦ ｔ３ ≦ １．３ｍｍ （５）
【００２６】
本明細書において、第１光源、第２光源、第３光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ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は、第２光源から出射される第２光束の第２波長λ２より短く、第２波長λ２は、第３光源から出射される第３光束の第３波長λ３より短い。
【００２７】
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、４１ ５ｎｍ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、単玉のレンズであることが好ましい。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。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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張係数α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。線膨張係数α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。硝材の線膨張係数αは、２００（１０Ｅ−７／Ｋ）以下にあることが好ましく、更に好ましくは１２０以下であることが好ましい。
【００３４】
また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合は、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１．５４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、対物レンズをプラスチックレンズとする場合、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。
【００３５】
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。
【００３６】
第１の好ましい例は、下記式（１）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（２）で表される繰り返し単位〔２〕または／および下記式（３）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、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。
【００３７】
【化１】
【００３８】
（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。）
【００３９】
【化２】
【００４０】
（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。）
【００４１】
【化３】
【００４２】
（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。）
【００４３】
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（４）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（５）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。
【００４４】
【化４】
【００４５】
〔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。〕
【００４６】
【化５】
【００４７】
〔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。〕
【００４８】
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。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
（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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
次に、対物レンズについて、光学設計の観点から、以下に説明する。
【００６４】
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１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１光路差付与構造が設けられ、中間領域には第２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３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。
【００６５】
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、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。
【００６６】
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２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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
＜光路差付与構造＞
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
ブレーズ型構造とは、図３（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３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３（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３（ａ）参照）
【００７３】
また、階段型構造とは、図３（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レベル」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レベル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。
【００７４】
例えば、図３（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３（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。２レベルの階段型構造について、以下に説明する。光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、対物レンズの光軸を含む複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する複数の段差面Ｐａ、Ｐｂと、隣接する段差面Ｐａ、Ｐｂの光源側端同士を連結する光源側テラス面Ｐｃと、隣接する段差面Ｐａ、Ｐｂの光ディスク側端同士を連結する光ディスク側テラス面Ｐｄとから形成され、光源側テラス面Ｐｃと光ディスク側テラス面Ｐｄとは、光軸に交差する方向に沿って交互に配置される。
【００７５】
また、階段型構造において、１つの階段単位の光軸垂直方向の長さをピッチＰという。（図３（ｃ）、（ｄ）参照）また、階段の光軸に平行方向の段差の長さを段差量Ｂ１，Ｂ２という。３レベル以上の階段型構造の場合、大段差量Ｂ１と小段差量Ｂ２とが存在することになる。（図３（ｃ）参照）
【００７６】
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。
【００７７】
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３（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３（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。
【００７８】
光路差付与構造が、階段型構造を有する場合、図３（ｃ）で示されるような５レベルの階段単位が、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。
【００７９】
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第１光学面に設けることが好ましい。
【００８０】
＜第１光路差付与構造＞
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。
【００８１】
先ず、第１光路差付与構造は、大きく二つの態様に分類することができる。
【００８２】
第１光路差付与構造の第１の態様は、第１光路差付与構造が、複数の基礎構造を重ね合わせた構造である態様である。尚、基礎構造は、いずれも光路差付与構造である。第１基礎構造と第２基礎構造を重ね合わせ、第１光路差付与構造とする態様や、第１基礎構造、第２基礎構造及び第３基礎構造を重ね併せ、第１光路差付与構造とする態様等が挙げられる。
【００８３】
次に、第１光路差付与構造の第２の態様は、第１光路差付与構造が、単一の基礎構造のみからなる態様である。
【００８４】
以下で、第１光路差付与構造の第１の態様の中で特に好ましい２つの態様（１−１態様、１−２態様）と、第１光路差付与構造の第２の態様中で好ましい１つの態様（２−１態様）について詳細に説明する。
【００８５】
（１−１態様）
本態様は、複数の基礎構造として、少なくとも、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、ブレーズ型構造である第２基礎構造とを重ねあわせた構造であることを特徴とする。本態様の更に好ましい条件について以下に詳述する。
【００８６】
ブレーズ型構造である第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束のＸ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Ｙ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Ｚ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。このとき、Ｘは、奇数の整数であることが好ましい。また、Ｘは５以下の奇数であると、第１基礎構造の段差量が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。
【００８７】
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、その段差が光軸とは逆の方向を向いていることが好ましい。「段差が光軸とは逆の方向を向いている」とは、図４（ｂ）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、上記Ｘが奇数となる段差のうち、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上記Ｘが奇数となる段差が、光軸とは逆の方向を向いていることである。
【００８８】
例えば、中央領域の中間領域付近に設けられる第１基礎構造は、段差が光軸の方向を向いていてもよい。即ち、図５（ｂ）に示すように、第１基礎構造が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、中間領域付近では第１基礎構造の段差が光軸の方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１基礎構造の全ての段差が光軸とは逆の方向を向いていることである。
【００８９】
このように、第１光束における回折次数が奇数次数となる第１基礎構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、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ことが可能となるので好ましい。
【００９０】
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２式で表した場合、Ｃ2ｈ2が０でないことを意味する。
【００９１】
また、ブレーズ型構造である第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束のＬ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Ｍ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Ｎ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。このとき、Ｌは、偶数の整数であることが好ましい。また、Ｌは４以下の偶数であると、第２基礎構造の段差量が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。
【００９２】
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ことが好ましい。「段差が光軸の方向を向いている」とは、図４（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、上記Ｌが偶数となる段差のうち、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上記Ｌが偶数となる段差が光軸の方向を向いていることである。
【００９３】
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５（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。
【００９４】
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段差が光軸とは逆の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、第１基礎構造と第２基礎構造の段差の向きが同じになるように重ね合わせた場合に比べて、重ね合わせた後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ものである。
【００９５】
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。加えて、第１基礎構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、波長が長波長側に変動した際に収差をアンダー（補正不足）の方向に変化させることが可能となる。これにより、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。
【００９６】
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するためには、波長が長くなった際に対物レンズにおいて発生する３次球面収差及び５次球面収差が何れもアンダー（補正不足）であることが好ましい。
【００９７】
より好ましい第１光路付与構造は、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２基礎構造とを重ね合わせたものである。このような第１光路差付与構造にすると、段差の高さを非常に低くできる。従って、より製造誤差を低減させることが可能となり、光量ロスを更に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より抑えることが可能となる。
【００９８】
第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた後の第１光路差付与構造の形状と段差量という観点から、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２基礎構造とを重ね合わせた第１光路差付与構造を以下のように表現することができる。少なくとも中央領域の光軸付近に設けられている第１光路差付与構造は、光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸の方向を向いている段差とを共に有し、光軸とは逆の方向を向いている段差の段差量ｄ１１と、光軸の方向を向いている段差の段差量ｄ１２とが、以下の条件式（６）、（７）を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式（６）、（７）を満たすことである。尚、光路差付与構造を設けた対物レンズが単玉非球面の凸レンズの場合、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、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。下記条件式において上限に１．５を乗じているのは、当該段差量の増加を加味した故である。但し、nは、第１の波長λ１における対物レンズの屈折率を表す。
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （６）
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（２λ１／（ｎ−１）） （７）
【００９９】
尚、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第１光路差付与構造とは、少なくとも光軸に最も近い光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸に最も近い光軸の方向を向いている段差とを共に有する光路差付与構造をいう。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を有する光路差付与構造である。
【０１００】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【０１０１】
０．３９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ （８）
０．３９μｍ＜ｄ１２＜２．３１μｍ （９）
【０１０２】
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。
【０１０３】
上述のように第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て重ね合わせた場合、第１光路差付与構造のｄ１１、ｄ１２は以下の条件式（６）´、（７）´を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式（６）´、（７）´を満たすことである。
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （６）´
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （７）´
【０１０４】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【０１０５】
０．３９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ （８）´
０．３９μｍ＜ｄ１２＜１．１５μｍ （９）´
【０１０６】
更に好ましくは、以下の条件式（６）´´、（７）´´を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式（６）´´、（７）´´を満たすことである。
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （６）´´
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （７）´´
【０１０７】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【０１０８】
０．５９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ （８）´´
０．５９μｍ＜ｄ１２＜１．１５μｍ （９）´´
【０１０９】
また、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第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。
【０１１０】
上記のように「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」を得るという観点から、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２基礎構造に比べて、第１基礎構造の寄与率を支配的にするという観点からは、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に比べて小さいことが好ましい。別の表現では、光軸とは逆の方向を向いている段差間のピッチが、光軸の方向を向いている段差間のピッチに比べて小さいとも言えるし、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に比べて多いとも言える。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)とすることにより、前述のように「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」とすることが可能となるだけでなく、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを十分に確保するという観点からも好ましい。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。
【０１１１】
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。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、上記のように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と共に、第１光路差付与構造を通過した第３光束において発生する、第３光ディスクの情報の記録／再生に用いられる必要光のベストフォーカス位置と、第３光ディスクの情報の記録／再生に用いられない不要光のベストフォーカス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。
【０１１２】
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（１０）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。
０．０５≦Ｌ／ｆ１３≦０．３５ （１０）
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。
【０１１３】
より好ましくは、以下の条件式（１０）´を満たすことである。
０．１０≦Ｌ／ｆ１３≦０．２５ （１０）´
【０１１４】
以上述べた第１光路差付与構造の好ましい一例を図６に示す。尚、図６は、便宜上、第１光路差付与構造ＯＤＳ１が平板状に設けられたものとして示されているが、実際は単玉非球面の凸レンズ上に設けられるものである。｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２基礎構造ＢＳ２に、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造ＢＳ１が重ねあわされている。また、第２基礎構造ＢＳ２の段差は光軸ＯＡの方向を向いており、第１基礎構造ＢＳの段差は光軸ＯＡとは逆の方向を向いている。更に、第１基礎構造ＢＳ１と第２基礎構造ＢＳ２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が合っていることがわかる。本例においては、ｄ１＝λ１／（ｎ−１）であり、ｄ２＝λ１／（ｎ−１）である。本例において、λ１＝４０５ｎｍ（０．４０５μｍ）、ｎ＝１．５５９２とすると、ｄ１＝ｄ２＝０．７２μｍとなる。更に、第１基礎構造ＢＳ１の平均ピッチが、第２基礎構造ＢＳ２の平均ピッチに比べて小さく、第１基礎構造の光軸とは逆の方向を向いている段差の数が、第２基礎構造の光軸の方向を向いている段差の数に比べて多い。
【０１１５】
次に、（１−２態様）について説明する。
【０１１６】
（１−２態様）
本態様は、複数の基礎構造として、少なくとも、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造とを重ねあわせた構造であることを特徴とする。本態様の更に好ましい条件について以下に詳述する。
【０１１７】
ブレーズ型構造である第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束のＸ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Ｙ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Ｚ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。このとき、Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ、２、１、１であることが好ましい。これにより、第１基礎構造の段差量が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。
【０１１８】
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、その段差が光軸の方向を向いていることが好ましい。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上記Ｘ、Ｙ、Ｚが、２、１、１となる段差が、光軸の方向を向いていることである。更に好ましくは、中央領域に設けられる第１基礎構造の全ての段差が光軸の方向を向いていることである。
【０１１９】
また、階段型構造である第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束のＬ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Ｍ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Ｎ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。このとき、Ｌ、Ｍ、Ｎは、それぞれ、０、０、±１であることが好ましい。Ｎが±１とは、第２基礎構造を通過した第３光束の＋１次回折光と−１次回折光の回折光量の一方が最大の光量となり、他方が二番目に大きな光量となることを意味する。
【０１２０】
このような第２基礎構造は、図３（ｄ）に示すような２レベルの階段型構造（バイナリ構造と称することもある）となる。
【０１２１】
第１基礎構造によって、第１光束と第２光束にそれぞれ異なる収差を付与できるが、第１光束と第３光束には大きく異なる収差を付与できない可能性がある。そこで、第２基礎構造によって、第１光束と第２光束には影響を与えず、第３光束にのみ収差を付与することにより、第１基礎構造と第２基礎構造を重ねあわせた構造によって、第１光束、第２光束、第３光束の全てに異なる収差を付与することが可能となるのである。
【０１２２】
また、本態様では、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、特にＢＤとＤＶＤに対して、非常に高い光利用効率を得ることができる対物レンズを提供することが可能となる。例えば、波長λ１に対する回折効率を９０％以上、波長λ２に対する回折効率を８０％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９５％以上、波長λ２に対する回折効率を９０％以上とする対物レンズも提供することができる。
【０１２３】
第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた後の第１光路差付与構造の形状と段差量という観点から、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、２、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、０、０、１である第２基礎構造とを重ね合わせた第１光路差付与構造を以下のように表現することができる。尚、光路差付与構造を設けた対物レンズが単玉非球面の凸レンズの場合、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、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。下記条件式において上限に１．５を乗じているのは、当該段差量の増加を加味した故である。本態様における第１光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することが好ましい。
【０１２４】
０．９・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝。 （１１）
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１２）
０．９・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ−１） （１３）
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１４）
【０１２５】
尚、上記式（１１）は、下の式（１１）´であることが好ましい。
０．９５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）＜１．４・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１１）´
また、上記式（１１）は、下の式（１１）´´であることがさらに好ましい。
１．０・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝≦ｄＡ（μｍ）＜１．３・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１１）´´
【０１２６】
尚、上記式（１２）は、下の式（１２）´であることが好ましい。
０．９５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１２）´
また、上記式（１２）は、下の式（１２）´´であることがさらに好ましい。
１．０・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝≦ｄＢ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１２）´´
【０１２７】
尚、上記式（１３）は、下の式（１３）´であることが好ましい。
０．９５・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．４・５λＢ／（ｎ−１） （１３）´
また、上記式（１３）は、下の式（１３）´´であることがさらに好ましい。
１．０・５λＢ／（ｎ−１）≦ｄＣ（μｍ）＜１．３・５λＢ／（ｎ−１） （１３）´´
【０１２８】
尚、上記式（１４）は、下の式（１４）´であることが好ましい。
０．９５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１４）´
また、上記式（１４）は、下の式（１４）´´であることがさらに好ましい。
１．０・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝≦ｄＤ（μｍ）＜１．３・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１４）´´
【０１２９】
但し、λＢは第一光束の設計波長（μｍ）を表す。λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の値を表す。ｎは波長λＢにおける光学素子の屈折率を表す。ｎ’は波長λＢ’における光学素子の屈折率を表す。
【０１３０】
なお、λＢは光ピックアップ装置に搭載されている第一光源の波長（μｍ）であることが好ましい。また、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４００（μｍ）以下の任意の値であることが好ましい。
【０１３１】
尚、段差量とは、光路差付与構造の段差の光軸方向の長さをいう。例えば光路差付与構造が図７で示すような構造である場合、段差量とは、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４のそれぞれの長さをいう。「第１光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有する」とは、第１光路差付与構造の全ての段差の中の少なくとも１つの段差ｘの段差量がｄＡ、ｄＢ、ｄＣ、ｄＤのいずれか１つを満たし、少なくとも他の一つの段差ｙの段差量がｄＡ、ｄＢ、ｄＣ、ｄＤのいずれかであって、段差ｘとは異なるものを満たしていることをいう。
【０１３２】
第１光路差付与構造の全ての段差において、ｄＡ、ｄＢ、ｄＣ、ｄＤ以外の段差量は有さないことが好ましい。また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点から、段差の段差量は大きすぎない方が好ましい。従って、第１光路差付与構造の全ての段差において、ｄＣとｄＤ以外の段差量は有さないことが更に好ましい。
【０１３３】
また、本態様に係る光学素子を設計する場合、以下のような方法で設計する事が考えられる。まず輪帯状の構造を有する光路差付与構造である基礎構造を設計する。次に、当該基礎構造とは、或る光束に対して回折光率が最大となる回折次数が異なる輪帯状の構造を有する別の基礎構造を設計する。そして、これらの２つ（３つ以上であってもよい）の基礎構造を重ねあわせ、第１光路差付与構造又は第２光路差付与構造を設計する方法である。この様な方法で設計する場合、ピッチ幅が小さな輪帯が発生する可能性がある。例えば、図８（ａ）に示すような基礎構造と図８（ｂ）に示すような基礎構造とを重ね合わせると、図８（ｃ）のような光路差付与構造が得られる。しかしながら、図８（ｃ）でＷａとして示されているようにピッチ幅が小さい輪帯が発生してしまうことになる。尚、ピッチ幅とは、輪帯構造の、光路差付与構造の光学素子の光軸と直交方向の幅をいう。例えば、光路差付与構造が図７で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４のそれぞれの長さをいう。
【０１３４】
本発明者は、鋭意研究の結果、このＷａが５μｍ以下の輪帯であれば、この輪帯を削ったり、埋めてしまっても、光学性能に大きな影響を及ぼさないことを見出した。つまり、図８（ｃ）において、Ｗａが５μｍ以下である場合、図８（ｄ）に示すように、この小さなピッチ幅の輪帯を削っても、光学性能に大きな影響を及ぼすことはない。
【０１３５】
また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点からは、段差のピッチ幅は小さすぎない方が好ましい。従って、複数の基礎構造を重ねあわせて基礎となる光路差付与構造を設計した際に、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が発生する場合、そのようなピッチ幅が５μｍ以下の輪帯を除去して、最終的な光路差付与構造を得る事が好ましい。ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凸状である場合は、輪帯を削る事により除去すればよく、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凹状である場合は、輪帯を埋める事により除去すればよい。
【０１３６】
従って、少なくとも第１光路差付与構造のピッチ幅は全て５μｍより大きい事が好ましい。
【０１３７】
また、細長い輪帯が少ない方が製造上好ましいという観点から、第１光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。更に好ましくは、全ての光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。
【０１３８】
また、対物レンズの第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スポット径が最も小さくなる第一ベストフォーカスと、第３光束が形成するスポットのスポット径が第一ベストフォーカスの次に小さくなる第二ベストフォーカスとが形成される。なお、ここでいうベストフォーカスとは、ビームウェストが、あるデフォーカスの範囲で極小となる点を指すものとする。つまり、第３光束によって、第一ベストフォーカス及び第二ベストフォーカスが形成されるということは、第３光束において、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点が、少なくとも２点存在するということである。なお、第１光路差付与構造を通過した第３光束において、光量が最大となる回折光が第一ベストフォーカスを形成し、光量が次に大きな回折光が第二ベストフォーカスを形成することが好ましい。また、第一ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率と、第二ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率の差が２０％以下である場合に、本態様の効果がより顕著となる。
【０１３９】
尚、第一ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、第二ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットは、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことが好ましいが、第一ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、第二ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられるような態様を否定するものではない。なお、第１光路差付与構造が、対物レンズの光源側の面に設けられている場合、第二ベストフォーカスの方が、第一ベストフォーカスに比して対物レンズに近い方が好ましい。
【０１４０】
さらに、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスは、下記の式（１５）を満たすことが好ましい。
０．０５≦Ｌ／ｆ１３≦０．３５ （１５）
但し、ｆ１３［ｍｍ］は第１光路差付与構造を通過した第３光束が、第一ベストフォーカスを形成する時の、第３光束の対物光学素子の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスの間の距離を指す。
【０１４１】
なお、下記の式（１５）´を満たすことがより好ましい。
０．１０≦Ｌ／ｆ≦０．２５ （１５）´
【０１４２】
更に好ましくは、下記の式（１５）´´を満たすことである。
０．１１≦Ｌ／ｆ≦０．２４ （１５）´´
【０１４３】
また、Ｌは、０．１８ｍｍ以上、０．６３ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、ｆは、１．８ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１４４】
上記構成により、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に、第３光束のうち第３光ディスクの記録及び／又は再生時に用いられない不要光がトラッキング用の受光素子に悪影響を及ぼすことを防ぐことが可能となり、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に良好なトラッキング性能を維持することが可能となる。
【０１４５】
次に、第１光路差付与構造の第２の態様中で好ましい１つの態様（２−１態様）について詳細に説明する。
【０１４６】
（２−１態様）
本態様は、第１光路差付与構造が、単一の基礎構造のみからなる態様である。本態様における単一の基礎構造は階段型構造である。本態様の更に好ましい条件について以下に詳述する。
【０１４７】
階段型構造である基礎構造（であって第１光路差付与構造でもある）は、基礎構造を通過した第１光束のＸ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Ｙ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Ｚ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。このとき、Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれもが０ではないことが好ましい。また、Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれかは正の回折次数であり、残りは負の回折次数であることが好ましい。
【０１４８】
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の好ましい組み合わせの例としては、（１、−１、−２）、（１、−２、−３）又は（１、−３、−４）等が挙げられる。特に好ましくは、（１、−１、−２）又は（１、−２、−３）である。
【０１４９】
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、特にＢＤに対して、高い光利用効率を維持できる対物レンズを提供することが可能となる。例えば、波長λ１に対する回折効率を８０％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９０％以上とする対物レンズも提供することができる。
【０１５０】
本態様の第１光路差付与構造の形状と段差量という観点から、Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−１、−２である場合と、Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−２、−３である場合とで、それぞれを以下のように表現することができる。
【０１５１】
Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−１、−２である場合は、図９（ａ）に示すように、５レベルの階段型構造であることが好ましい。また、階段型構造の小さい段差の光軸方向の段差量Ｂ２が、第１の波長λ１に対して１．２３λ１の光路差を与える段差量であることが好ましい。
【０１５２】
従って、この場合の階段型構造の小さい段差の段差量Ｂ２は、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．９・（１．２３・λ１／（ｎ−１））＜Ｂ２＜１．５・（１．２３・λ１／（ｎ−１）） （１６）
【０１５３】
Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−２、−３である場合は、図９（ｂ）に示すように、７レベルの階段型構造であることが好ましい。また、階段型構造の小さい段差の光軸方向の段差量Ｂ２が、第１の波長λ１に対して１．１６λ１の光路差を与える段差量であることが好ましい。
【０１５４】
従って、この場合の階段型構造の小さい段差の段差量Ｂ２は、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．９・（１．１６・λ１／（ｎ−１））＜Ｂ２＜１．５・（１．１６・λ１／（ｎ−１）） （１７）
【０１５５】
＜第２光路差付与構造＞
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、第１光路差付与構造の説明の際の３つの態様（１−１態様）、（１−２態様）、（１−３態様）のそれぞれに適した第２光路差付与構造を、それぞれ説明する。
【０１５６】
（１−１態様）
本態様は、第１光路差付与構造が、複数の基礎構造として、少なくとも、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、ブレーズ型構造である第２基礎構造とを重ねあわせた構造である上述の（１−１態様）である場合に好ましい第２光路差付与構造の条件について以下に詳述する。
【０１５７】
第２光路差付与構造は、少なくとも第３基礎構造と第４基礎構造と第５基礎構造の３つの基礎構造を重ね合わせた構造である。
【０１５８】
第３基礎構造は、ブレーズ型構造であって、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。また、第４基礎構造は、ブレーズ型構造であって、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。このとき、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦは、それぞれ整数である。
【０１５９】
更に、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造は、以下の式(１８)、（１９）、（２０）、（２１）を満たすことが好ましい。このようにすることにより、中央領域と中間領域で光路差付与構造で発生する位相差を略等しくでき、中央領域と中間領域との間で位相ずれを低減できるため、好ましい。
Ｘ＝Ａ （１８）
Ｙ＝Ｂ （１９）
Ｌ＝Ｄ （２０）
Ｍ＝Ｅ （２１）
【０１６０】
より好ましくは、Ｚ＝Ｃ、Ｎ＝Ｆも満たすことである。つまり、第１基礎構造と第３基礎構造が同じ構造であり、第２基礎構造と第４基礎構造が同じ構造であることが好ましい。
【０１６１】
また、第５基礎構造は、第５基礎構造を通過した第１光束の０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５基礎構造を通過した第２光束の０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５基礎構造を通過した第３光束のＧ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構造であることが好ましい。このとき、Ｇは０以外の整数である。この様な第５基礎構造を重ね合わせることにより、対物レンズの中間領域を通過する第１光束、第２光束に悪影響を与えることなく、且つ、中央領域と中間領域との間で位相ずれを生じさせることなく、第３光束のみに、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成させ、不要光が集光スポットに与える悪影響を低減させることが可能となる。
【０１６２】
好ましくは、Ｇが±１である。Ｇが±１である場合に、第５基礎構造は、図３（ｄ）に示すような２レベルの階段型構造（バイナリ構造とも言う）であることが好ましい。
【０１６３】
また、第５基礎構造が、２レベルの階段型構造である場合、その光軸方向の段差量ＬＢ１は、第１波長λ１の５波長分の光路差を与える段差量か、又は、第１波長λ１の３波長分の光路差を与える段差量であることが好ましい。２レベルの階段型構造が、第１波長λ１の５波長分の光路差を与えることにより、ＣＤの記録／再生時の不要光の悪影響をより大きく低減することが可能となるため好ましい。一方、２レベルの階段型構造を、第１波長λ１の３波長分の光路差を与える構造にすることにより、第５基礎構造の高さを低減できるため、製造しやすくなり、製造ロスを低減することが出来、ひいては、光利用効率の低下を防止できるという観点で好ましい。また、波長変化時の回折効率の変動も小さく抑えられる観点においても好ましい。
【０１６４】
即ち、第５基礎構造の段差量ＬＢ１は、以下の条件式（２２）又は（２３）を満たすことが好ましい。
０．９・（５・λ１／（ｎ−１））＜ＬＢ１＜１．５・（５・λ１／（ｎ−１）） （２２）
０．９・（３・λ１／（ｎ−１））＜ＬＢ１＜１．５・（３・λ１／（ｎ−１）） （２３）
【０１６５】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【０１６６】
２．９２μｍ＜ＬＢ１＜５．７７μｍ （２４）
１．７５μｍ＜ＬＢ１＜３．４６μｍ （２５）
【０１６７】
従って、好ましい第２光路差付与構造は、上述の好ましい第１光路差付与構造と同様の構造に、Ｇが±１となるようなバイナリ構造を重ね合わせた構造となる。
【０１６８】
また、第２光路差付与構造は、図２５（実施例ＴＨ０９の断面図）の中間領域ＭＤに示す構造のように、２レベルの階段型構造の上部テラス面Ｐｃに、段差を有することが好ましい。更に好ましくは、段差を複数有することである。この段差は、複数の第３基礎構造と単一の第４基礎構造を由来とする段差であることが好ましい。
【０１６９】
２レベルの階段型構造の上部テラス面に、第３基礎構造の段差を複数設ける事により、２レベルの階段型構造の金型末端まで樹脂が行き渡りやすくなり、転写性が向上すると共に、製造ロスを低減でき、光利用効率の低下を防止することが可能となる。さらに、不要な回折光の集光位置を、必要な回折光の集光位置と更に離すことが可能となり、受光素子に不要な回折光が集光してしまい誤検出を生じることを防止でき、好ましい。
【０１７０】
また、第５基礎構造の最小ピッチが１０μｍ以上であることが好ましい。好ましくはピッチが１００μｍ以下である。段差量が高くなりがちな２レベルの階段型構造を、中央領域で用いずに、中間領域で用いることにより、ピッチを広げることが可能となり、射出成形時に奥深くまで樹脂が入り込みやすくなり、製造ロスを低減することが可能となる。
【０１７１】
（１−２態様）
本態様は、第１光路差付与構造が、複数の基礎構造として、少なくとも、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造とを重ねあわせた構造である上述の（１−２態様）である場合に好ましい第２光路差付与構造の条件について以下に詳述する。
【０１７２】
本態様における第２光路差付与構造は、少なくとも第５基礎構造を有する構造である。
【０１７３】
第５基礎構造は、ブレーズ型構造であって、第５基礎構造を通過した第１光束のＨ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５基礎構造を通過した第２光束のＩ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５基礎構造を通過した第３光束のＪ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。このとき、（Ｈ，Ｉ，Ｊ）＝（１，１，１）、（２，１，１）、（３，２，２）のいずれかであることが好ましい。
【０１７４】
また、対物レンズが、プラスチックレンズである場合、温度変化時の収差変化を低減するために、第２光路差付与構造は、第５基礎構造に加えて、第６基礎構造を重畳させた構造とすることが好ましい。第６基礎構造は、ブレーズ型構造であって、第６基礎構造を通過した第１光束のＫ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６基礎構造を通過した第２光束のＬ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６基礎構造を通過した第３光束のＭ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。このとき、（Ｋ，Ｌ，Ｍ）＝（１０，６，５）、（５，３，３又は２）のいずれかであることが好ましい。
【０１７５】
（２−１態様）
本態様は、第１光路差付与構造が、単一の階段型構造である基礎構造からなる構造である上述の（２−１態様）である場合に好ましい第２光路差付与構造の条件について以下に詳述する。
【０１７６】
本態様における第２光路差付与構造は、少なくとも第７基礎構造を有する構造である。
【０１７７】
第７基礎構造は、階段型構造であって、第７基礎構造を通過した第１光束のＮ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７基礎構造を通過した第２光束のＯ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７基礎構造を通過した第３光束のＰ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。このとき、（Ｎ，Ｏ，Ｐ）＝（０，−１，−１）であることが好ましい。
【０１７８】
このとき、第７基礎構造は、３レベルの階段型構造であって、階段型構造の小さい段差の光軸方向の段差量が、第１の波長λ１に対して１．０２λ１の光路差を与える段差量であることが好ましい。
【０１７９】
＜第３光路差付与構造＞
次に、周辺領域に設けられる第３光路差付与構造について説明する。第３光路差付与構造は、対物レンズがプラスチックレンズである場合、温度変化による球面収差の変化を低減するために、設けることが好ましい。第３光路差付与構造としては、上記の第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造の態様によらず、ブレーズ型構造である単一の第８基礎構造からなることが好ましい。
【０１８０】
第８基礎構造は、ブレーズ型構造であって、第８基礎構造を通過した第１光束のＱ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８基礎構造を通過した第２光束のＲ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８基礎構造を通過した第３光束のＳ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。このとき、Ｑは任意の値を取ることが出来るが、波長変動時の回折効率の変動を抑えるという観点から、（Ｑ，Ｒ，Ｓ）＝（１，１，１）、（２，１，１）、（３，２，２）、（５，３，２）のいずれかであることが好ましい。
【０１８１】
以上が、第１光路差付与構造、第２光路差付与構造及び第３光路差付与構造についての説明となる。
【０１８２】
＜光路差付与構造の加工形状＞
次に、対物レンズの加工性の観点から、好ましい光路差付与構造の形状について以下に説明する。
【０１８３】
光路差付与構造を有する対物レンズを成形する際は、当該光路差付与構造を有するレンズ形状に金型を剣先バイト（図１７に一例を示す）等のバイトを有する二軸加工機（図１６に一例を示す）等を用いて切削し、切削した後の金型内に溶融した材料を入れ、冷却し材料が固化した後、当該金型からレンズを取り出すことで、レンズを成形するのが一般的である。
【０１８４】
上述のように、金型を切削するという観点からは、剣先バイトと金型との干渉を出来るだけ少なくするために、光路差付与構造の段差面が斜めとなる部分を有することが好ましい。尚、ここでいう「斜め」とは、対物レンズの光軸に対して平行ではない、ということを意味する。また、段差面が斜めとなる部分を有することにより、金型からの対物レンズの離型性も向上するため好ましい。
【０１８５】
また、斜めとする段差面は、光軸側の段差面であることが好ましい。光軸側の段差面は、元々、光束入射時に影となりやすい部分であるため、段差面を斜めにしても、光利用効率のロスに対して大きな影響を与えないため好ましい。
【０１８６】
また、剣先バイトの先端は完全な鋭角ではなく、ある曲率を有するため、光路差付与構造の角部は曲率を有するとなっていることが好ましい。
【０１８７】
例えば、光路差付与構造がブレーズ型構造である場合、図１５（ａ）のように、段差面Ｐが光軸に平行であると、以下のような問題が生じ得る。当該構造の金型を剣先バイトを有する２軸加工機で製造しようとすると、ＮＡが０．７５以上という高曲率レンズの金型であるが故に、剣先バイトが金型の光軸に平行な面と干渉しやすくなり、加工難易度が高く高価な３軸加工機を用いなければならなくなってしまう。
【０１８８】
そこで、図１５（ｂ）に示すように、ブレーズ型構造の光軸側の段差面Ｐを光軸に対して斜めとすることによって、剣先バイトの金型との干渉という問題を解消でき、金型加工の観点で非常に有利となる。また、光軸側の段差面であるため、光利用効率のロスも少なくてすむ。この場合、斜めとした段差面と光軸とがなす角度（図１５（ｂ）のθ）が、１０度以上、２０度未満であることが好ましい。
【０１８９】
また、図１５（ｂ）に示すように、ブレーズ型構造の角部ＣＮは、曲率を有している。
【０１９０】
別の例としては、例えば、図１８に示すように、階段型構造（本例では４レベル）の段差面を光軸側、光軸と反対側、共に斜めとする例が挙げられる。この場合、剣先バイトＢＢを傾けることなく垂直にしたまま金型を削ることができる。この時、段差面が光軸となす角度は、１０度以上、２０度以下が好ましい。また、角部は曲率を有することが好ましい。
【０１９１】
又は、図１９に示すように、階段型構造（４レベル）の光軸側の段差面を斜めとし、光軸と反対側の段差面を光軸に平行又は略平行とする例が挙げられる。この場合、剣先バイトＢＢを傾けることにより、剣先バイトが金型と干渉を起こすことなく、光軸と反対側の段差面を光軸と平行又は略平行に切削することができる。その分、光軸側の段差面は大きく斜めとなる。この時、光軸側の段差面が光軸となす角度は、１５度以上、３５度以下であることが好ましい。光軸と反対側の段差面が光軸となす角度は、０度以上、１５度以下が好ましく、金型からの離型性をより向上させるためには、１度以上、１５度以下がより好ましい。また、角部は曲率を有することが好ましい。
【０１９２】
更に他の例としては、例えば、図２０に示すように、階段型構造（本例では２レベル）の段差面を光軸側、光軸と反対側、共に斜めとする例が挙げられる。この場合、剣先バイトＢＢを傾けることなく垂直にしたまま金型を削ることができる。この時、段差面が光軸となす角度は、１０度以上、２０度以下が好ましい。また、角部は曲率を有することが好ましい。
【０１９３】
更に他の例としては、図２１に示すように、階段型構造（２レベル）の光軸側の段差面を斜めとし、光軸と反対側の段差面を光軸に平行又は略平行とする例が挙げられる。この場合、剣先バイトＢＢを傾けることにより、剣先バイトが金型と干渉を起こすことなく、光軸と反対側の段差面を光軸と平行又は略平行に切削することができる。その分、光軸側の段差面は大きく斜めとなる。この時、光軸側の段差面が光軸となす角度は、１５度以上、３５度以下であることが好ましい。光軸と反対側の段差面が光軸となす角度は、０度以上、１５度以下が好ましく、金型からの離型性をより向上させるためには、１度以上、１５度以下がより好ましい。また、角部は曲率を有することが好ましい。
【０１９４】
＜開口数＞
次に、対物レンズの開口数について説明する。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
＜レンズ外観＞
次に、対物レンズの全体的な形状について説明する。
【０１９９】
対物レンズは、互いに対向する第１光学面と第２光学面を有する。第１光学面が光源側の光学面であり、第２光学面が光ディスク側の光学面となる。第１光学面の曲率半径は、第２光学面の曲率半径より小さいことが好ましい。
【０２００】
光学面の直径を、本明細書において全径という。例えば、図１０において第１光学面Ｓ１の全径はΦＡ１であり、第２光学面Ｓ２の全径はΦＡ２である。
【０２０１】
また、光学面において光束が通過する部分の直径を有効径という。例えば、図１０において第１光学面Ｓ１の有効径（周辺領域の径である）はΦＥ１であり、第２光学面Ｓ２の有効径（第１光学面における周辺領域の外径に相当する領域の第２光学面での径）はΦＥ２である。
【０２０２】
ここで、第１光学面の全径に対する有効径の比率が、９０％以上、１００％以下である。（好ましくは、９５％以上、１００％未満、更に好ましくは、９６％以上、９９％以下）また、第２光学面の全径に対する有効径の比率が、７５％以上、１００％以下である。（好ましくは、８０％以上、１００％未満、更に好ましくは、９１％以上、９５％以下）この様な範囲とすることによって、ボビンに対物レンズを取り付けた際に光軸直交方向に僅かに偏心した場合であっても、有効径内に光束が入射できるため好ましい。
【０２０３】
また、対物レンズは、以下の条件式(２)を満たす。
０．９≦ｄｍａｘ／ｆ≦１．５ （２）
但し、ｄｍａｘ（ｍｍ）は、図１０に示すように対物レンズの軸上厚を表し、ｆ（ｍｍ）は、第１光束における対物レンズの焦点距離を表す。
【０２０４】
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（２）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。
【０２０５】
また、条件式（２）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、その効果がより顕著なものとなる。
【０２０６】
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、０．１５ｍｍ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。
【０２０７】
対物レンズは、以下の条件式(１)を満たす。
２≦ｄｍａｘ／ｄｍｉｎ≦８ （１）
但し、ｄｍａｘ（ｍｍ）は、例えば図１０に示すように、対物レンズの軸上厚を表し、ｄｍｉｎ（ｍｍ）は、例えば図１０に示すように、対物レンズにおいて光軸方向に最も薄い部分における厚さを表す。
【０２０８】
図１０に示す例では、対物レンズは第１光学面Ｓ１、第２光学面Ｓ２を有し、その周辺に、対物レンズを光ピックアップ装置のボビンに取り付けるためのフランジＦＬを有し、フランジ部に光軸方向に最も薄い部分ｄｍｉｎが存在している。
【０２０９】
好ましくは、以下の条件式（１´）を満たすことである。
３≦ｄｍａｘ／ｄｍｉｎ≦８ （１´）
【０２１０】
＜レンズ突き出し（ピン突き出し、コア突き出し）＞
また、対物レンズがプラスチックレンズである場合、成形機による樹脂成形後、金型から対物レンズを取り出す必要がある。一般に、成形機には、第１光学面を成形する第１金型と、第２光学面を成形する第２金型とが搭載され、また、金型は、保持部と、その中に入れ子部を有する。入れ子部は、光軸方向に摺動可能な構造となっている場合もあるし、保持部に固定されている構造となっている場合もある。成形機が作動することで第１金型と第２金型を対向して密着させ、レンズのキャビティを形成し、そこに樹脂を注入し成形後、第１金型と第２金型とを型開きし、対物レンズが残っている金型から対物レンズを取り出す。
【０２１１】
その取り出しの際に、成形機に搭載された金型の入れ子部を摺動させることによって対物レンズの光学面全体を突き出して取り出す方法（コア突き出しとも言う）と、成形機に搭載された金型が細いピンを有し、当該ピンで、対物レンズのフランジを突き出して取り出す方法（ピン突き出しとも言う）とが考えられる。
【０２１２】
対物レンズのフランジをピンで突き出して取り出す場合、対物レンズを第１の光学面Ｓ１側から眺めた図１１（ｂ）に示すように、フランジＦＬが複数のピン跡ＰＴを有する。一方、対物レンズの光学面全体を入れ子部によって突き出して取り出す場合は、図１１（ａ）に示すように、フランジがピン跡を有さない。尚、成形方法によっては、ピン跡が第２の光学面Ｓ２側のフランジに付くこともある。
【０２１３】
＜ゲートカット＞
また、対物レンズがプラスチックレンズである場合、樹脂注入口であるゲートをレンズ成形後、除去する必要がある。その態様の幾つかを以下に示す。
【０２１４】
図１２（ａ）では、対物レンズのフランジＦＬがゲートＧＴ付近に直線部ＬＰを有しており、当該直線部ＬＰに平行な線Ｌに沿ってゲートを切断している。ゲート除去後の対物レンズは図１２（ｂ）に示すような形状となり、フランジ外径の延長線で形成される仮想円内の中にゲートの残りやバリは収まっている。
【０２１５】
図１３（ａ）では、対物レンズのフランジＦＬは円状であるが、ゲートＧＴ付近で直線Ｌに沿って、フランジごとゲートを切断している。ゲート除去後の対物レンズは図１３（ｂ）に示すように、直線部ＬＰを有するフランジ形状となる。
【０２１６】
図１４（ａ）、（ｂ）では、フランジの光軸方向の一部のみを除去することで、ゲートを除去している。従って、ゲート除去後の対物レンズの形状は、フランジ部は全周円状となる部分ＦＣ１と、一部が直線となる部分ＦＣ２とを併せ持つ形となる。
【０２１７】
また、樹脂の転写性を高めるために、金型に空気穴（エアベントとも言う）を設け、そこから空気を吸引したり、金型内の空気を逃がしたりするという方法を取ることがある。その場合、当該エアベントに樹脂が入り込んでバリとなる可能性が出てくる。その際は、エアベントバリを除去することが好ましい。
【０２１８】
＜コート＞
ところで、光源から出射されるレーザ光を効率よく利用するために、対物レンズには、透過率を高める工夫がなされている。例えば対物レンズの光学面には、反射防止膜が成膜され、光の干渉を利用して光学面から反射する光の量を抑制するようにしている。
【０２１９】
対物レンズに反射防止膜を成膜する場合、それに入射する異なる波長の光束それぞれに対して、反射防止を実現しなくてはならない。ところが、反射防止を実現できる波長域を広くとるためには、一般的には反射防止膜の膜厚の増大を容認せざるをえないが、膜厚の増大により、光路差付与構造の形状（特に角部の形状）がダレた形に変化してしまい、それにより所望の光学特性が得られなくなる恐れがある。
【０２２０】
又、本発明のように、４５０ｎｍ以下の短波長領域で光路差付与構造による光学特性を得ようとした場合、光路差付与構造はより微細化するので、反射防止膜が回折構造の形状に与える影響はより増大してしまうという問題がある。
【０２２１】
更に、反射防止膜を成膜した光学部品には、光学面に付着した異物を拭うことによる反射防止膜の剥がれを抑制する、いわゆる拭き性も要求されるが、光路差付与構造に膜厚の厚い反射防止膜を成膜すると拭き性が著しく低下するという問題がある。
【０２２２】
耐拭き性を確保しつつ、光透過率を高く維持できるにもかかわらず、例えば微細な光路差付与構造による本来の光学特性を発揮させることを可能とするためには、以下のような反射防止膜とすることが好ましい。
【０２２３】
例えば、光路差付与構造が設けられている光学面における反射防止膜の膜層数を、光路差付与構造が設けられていない光学面における反射防止膜の膜層数より少なくすることが好ましい例として挙げられる。この構成により、光路差付与構造を有する光学面における反射防止膜の膜厚を比較的薄くできることから成膜後の微細な光路差付与構造の形状を維持しやすくなり、微細な光路差付与構造の光学特性の劣化を回避できると共に、拭き性も向上させることができる。一方、光路差付与構造を有していない光学面においては、反射防止膜の膜厚を増大させても、光学特性の大きな劣化を招くことはなく、拭き性も低下しないので、反射防止膜の膜層数を増大させ、十分な反射防止機能を発揮できる。
【０２２４】
光路差付与構造が設けられていない光学面における反射防止膜は、７層乃至１０層のいずれかとすることが好ましい。
【０２２５】
一方、光路差付与構造が設けられている光学面における反射防止膜は、光路差付与構造が設けられていない光学面における反射防止膜の層数より少なく、且つ、単層乃至９層のいずれかとすることが好ましい。より好ましくは、単層乃至３層のいずれかとすることである。
【０２２６】
または、光路差付与構造を形成した光学面には反射防止膜を形成せず、光路差付与構造を形成していない光学面にのみ反射防止膜を形成してもよい。
【０２２７】
反射防止膜は、高屈折率層（Ｈ材ともいう）と低屈折率層（Ｌ材ともいう）を交互に設けるか、中屈折率層（Ｍ材ともいう）と低屈折率層を交互に設けるか、又は、高屈折率層と中屈折率層と低屈折率層とを交互に設けることが好ましい。尚、低屈折率層とは、好ましくは、設計波長（好ましくは４８０ｎｍ以上、５４０ｎｍ以下の波長）での屈折率が、１．３０以上、１．５０以下の層をいう。また、中屈折率層とは、好ましくは、設計波長での屈折率が、１．５５以上、１．７０以下の層をいう。また、高屈折率層とは、好ましくは、設計波長での屈折率が、１．７５以上、２．５０以下の層をいう。
【０２２８】
低屈折率層の好ましい例としては、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、酸化シリコン等が挙げられる。中屈折率層の好ましい例としては、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、フッ化セリウム等が挙げられる。高屈折率層の好ましい例としては、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ハウニウム等が挙げられる。また、コートの方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、大気圧プラズマ法、塗布法、ミスト法等が挙げられる。尚、対物レンズがガラスレンズである場合、反射防止膜を形成した後、アニール処理することが好ましい。
【０２２９】
高屈折率層、低屈折率層、中屈折率層の、好ましい組み合わせの例を、表１に幾つか示す。
【０２３０】
【表１】
【０２３１】
＜倍率＞
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。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（２６）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ１＜０．０１ （２６）
【０２３２】
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（２７）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ２＜０．０１ （２７）
【０２３３】
一方で、第２光束を発散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（２７）´を満たすことが好ましい。
【０２３４】
−０．０２５＜ｍ２≦−０．０１ （２７）´
【０２３５】
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（２８）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ３＜０．０１ （２８）
【０２３６】
一方で、第３光束を発散光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（２８）´を満たすことが好ましい。
−０．０２５＜ｍ３≦−０．０１ （２８）´
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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】
【０２４１】
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、本発明の条件式（２）を満たす場合に、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。また、３種類の光ディスクに対応可能な対物レンズにおいて、本発明の条件式（２）を満たすことにより、このようなＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保に加えて、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保を両立させることが可能となる。そして、本発明の条件式（１）を満たすことで、条件式（２）を満たしつつ、対物レンズのフランジが薄くなりすぎることを防止でき、安定して製造することが可能となると共に、壊れにくい対物レンズを提供することが可能となる。また、光学面中の有効径の比率を本発明の範囲内とすることにより、対物レンズのフランジが薄くなることを防止しつつ、製造誤差の少ない安定した有効径内の光学面を得ることができると共に、光ピックアップ装置に取り付ける際に光軸直交方向における取り付け誤差の許容量を増加させ、光ピックアップ装置への取り付け容易性を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０２４２】
【図１】本発明の一例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２】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の状態を示す図である。
【図３】光路差付与構造の例を示す軸線方向断面図である。
【図４】（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５】（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６】第１光路差付与構造の一例の概念図である。
【図７】第１光路差付与構造の他の例の概念図である。
【図８】２種類の基礎構造を重畳した際に発生した微小幅の段差を除去する概念図である。
【図９】第１光路差付与構造の他の例の概念図である。
【図１０】対物レンズの一例の光軸を含む断面の外観図である。
【図１１】対物レンズの一例を光軸方向に見た外観図である。
【図１２】対物レンズのゲートカットの一例を示した図である。
【図１３】対物レンズのゲートカットの他の例を示した図である。
【図１４】対物レンズのゲートカットの他の例を示した図である。
【図１５】光路差付与構造の加工形状の一例を示した図である。
【図１６】二軸加工機の一例を示す外観図である。
【図１７】剣先バイトの一例を示す外観図である。
【図１８】光路差付与構造の加工形状の他の例を示した図である。
【図１９】光路差付与構造の加工形状の他の例を示した図である。
【図２０】光路差付与構造の加工形状の他の例を示した図である。
【図２１】光路差付与構造の加工形状の他の例を示した図である。
【図２２】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２３】実施例１に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観図である。
【図２４】実施例１に係る対物レンズを第２光学面側の光軸方向からみた外観図である。
【図２５】実施例２に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観図である。
【図２６】実施例２に係る対物レンズを第２光学面側の光軸方向からみた外観図である。
【図２７】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。
【発明を実施するための形態】
【０２４３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図２２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、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。
【０２４４】
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のレーザ光束（第１光束）を射出する第１半導体レーザ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のレーザ光束（第２光束）を射出する第２半導体レーザ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のレーザ光束（第３光束）を射出する第３半導体レーザＬＤ３を一体化したレーザユニット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。
【０２４５】
図１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。本実施の形態におけるプラスチック材料は、三井化学株式会社製の商品名アペルを用いる。
【０２４６】
青紫色半導体レーザ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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
レーザユニットＬＤＰの半導体レーザ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、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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
レーザユニットＬＤＰの半導体レーザ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、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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
（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１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。
【０２５３】
【数１】
【０２５４】
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。
【０２５５】
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、数２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。
【０２５６】
【数２】
【０２５７】
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、Ｂ2iは光路差関数の係数である。
【０２５８】
（実施例１）
実施例１に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観図を図２３に示す。
【０２５９】
図２３からわかるように、実施例１の対物レンズの各種長さは以下の表２に示すようになっている。
【０２６０】
【表２】
【０２６１】
また、実施例１に係る対物レンズを第２光学面側の光軸から見た外観図を図２４に示す。図２４からわかるように、本実施例に係る対物レンズは、第２光学面側のフランジ部に、ピン突き出しに起因するピン跡を４つ有していることがわかる。ピン跡は微小な深さであるが凹んでいるため、対物レンズにおいて光軸方向に最も薄い部分における厚さは、０．６６ｍｍよりも若干少なくなる可能性もあるが、その量は微小であるため、本例では、縁厚を、対物レンズに置いて光軸方向に最も薄い部分における厚さとしている。また、図２４から、実施例１に係る対物レンズは、エアベントに起因するエアベントバリを有していることがわかる。尚、当該エアベントバリは除去される。
【０２６２】
次に、実施例１の反射防止膜について説明する。
【０２６３】
光路差付与構造を有する第１光学面には、以下の表３に示す３層の反射防止膜を真空蒸着法を用いて設ける。
【０２６４】
【表３】
【０２６５】
光路差付与構造を設けない第２光学面には、以下の表４に示す７層の反射防止膜を真空蒸着法を用いて設ける。
【０２６６】
【表４】
【０２６７】
次に、実施例１の対物レンズの、光学面の非球面形状及び光路差付与構造について説明する。実施例１の第１光路差付与構造は、上述した（１−１態様）に該当するものである。
【０２６８】
実施例１の対物レンズは、プラスチック製の単玉レンズである。実施例１の第１光路差付与構造は、中央領域ＣＮの全領域において、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１のブレーズ型の回折構造である第２基礎構造に、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１であるブレーズ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。また、第２基礎構造の段差は光軸の方向を向いており、第１基礎構造の段差は光軸とは逆の方向を向いている。更に、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が合っている。更に、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に比べて小さく、第１基礎構造の光軸とは逆の方向を向いている段差の数が、第２基礎構造の光軸の方向を向いている段差の数に比べて多いことがわかる。
【０２６９】
実施例１の第１光路差付与構造は、以下の条件式（６）´´、（７）´´を満たす。ｄ１１は、光軸とは逆の方向を向いている段差の段差量であり、ｄ１２は、光軸の方向を向いている段差の段差量である。
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （６）´´
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （７）´´
【０２７０】
実施例１の、λ１は４０５ｎｍ（０．４０５μｍ）であって、ｎは１．５５９２であるので、段差量ｄ１１、ｄ１２は、以下の条件式を満たすことになる。
０．６５μｍ＜ｄ１１＜１．０９μｍ
０．６５μｍ＜ｄ１２＜１．０９μｍ
【０２７１】
また、実施例１の第２光路差付与構造は、中間領域ＭＤの全領域において、第１基礎構造と同じ第３基礎構造と、第２基礎構造と同じ第４基礎構造とを重ねあわせた構造に、更に、第５基礎構造を重ね合わせた光路差付与構造となっている。実施例１の第５基礎構造は、第５基礎構造を通過した第１光束の０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５基礎構造を通過した第２光束の０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５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２ステップの階段型の回折構造（バイナリ構造）である。
【０２７２】
また、実施例１の第３光路差付与構造は、周辺領域ＯＴの全領域において、第８基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。実施例１の第８基礎構造は、第８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８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８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ブレーズ型構造である。
【０２７３】
表５に実施例１の光学面のレンズデータを示す。
【０２７４】
【表５】
【０２７５】
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６Ａ、６Ｂに示す。表６Ａ、６Ｂ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。
【０２７６】
【数３】
【０２７７】
ｈは、光軸直交方向の光軸からの高さを表す。
【０２７８】
【表６Ａ】
【０２７９】
【表６Ｂ】
【０２８０】
表６Ａ，６Ｂからわかるように、本実施例において、第１輪帯から第８２輪帯までが中央領域であり、第８３輪帯から第１２２輪帯までが中間領域であり、第１２３輪帯から第１４５輪帯までが周辺領域である。
【０２８１】
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２７として示す。尚、実際は、光路差付与構造の段差面は光軸に対して斜めとなっているが、図２７においては便宜上光軸に平行な方向として記載されている。第１光路差付与構造が設けられた中央領域がＣＮであり、第２光路差付与構造が設けられた中間領域がＭＤで示された領域であり、第３光路差付与構造が設けられた周辺領域がＯＴで示された領域である。
【０２８２】
尚、実施例１の光路差付与構造の段差面は光軸に対して斜めとなっており、また、角部では曲率を有する。光軸側の段差面と光軸とがなす角度は１４〜１５°であり、光軸と逆側の段差面と光軸とがなす角度も１４〜１５°であり、角部の曲率半径は０．４〜５μｍである。このような実施例１の光路差付与構造を切削するための剣先バイトは、２８〜３０°程度の頂角を有し、加工機にまっすぐ取り付けられる。
【０２８３】
（実施例２）
実施例２に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観図を図２５に示す。
【０２８４】
図２５からわかるように、実施例２の対物レンズの各種長さは以下の表７に示すようになっている。
【０２８５】
【表７】
【０２８６】
また、実施例２に係る対物レンズを第２光学面側の光軸から見た外観図を図２６に示す。図２６からわかるように、本実施例に係る対物レンズは、ピン突き出しによるものではなく、フランジ部に、ピン突き出しに起因するピン跡を有していないことがわかる。また、ゲートを直線状にカットして除去し、且つ、エアベントに起因するエアベントバリも除去していることがわかる。
【０２８７】
実施例２の反射防止膜は、実施例１と同様である。
【０２８８】
次に、実施例２の対物レンズの、光学面の非球面形状及び光路差付与構造について説明する。実施例２の第１光路差付与構造は、上述した（２−１態様）に該当するものである。
【０２８９】
実施例２の対物レンズは、プラスチック製の単玉レンズである。実施例２の第１光路差付与構造は、中央領域ＣＮの全領域において、Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−２、−３である、７レベルの階段型の基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。
【０２９０】
実施例２の第１光路差付与構造は、以下の条件式（１７）を満たす。Ｂ２は、階段型構造の小さい段差の段差量である。
０．６・（１．１６・λ１／（ｎ−１））＜Ｂ２＜１．５・（１．１６・λ１／（ｎ−１）） （１７）
【０２９１】
また、実施例２の第２光路差付与構造は、中間領域ＭＤの全領域において、第７基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。実施例２の第７基礎構造は、第７基礎構造を通過した第１光束の０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７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７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３ステップの階段型の回折構造である。
【０２９２】
また、実施例２の第３光路差付与構造は、周辺領域ＯＴの全領域において、第８基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。実施例２の第８基礎構造は、第８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８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８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ブレーズ型構造である。
【０２９３】
表８に実施例２の光学面のレンズデータを示す。
【０２９４】
【表８】
【０２９５】
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９Ａ、９Ｂに示す。表９Ａ，９Ｂ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。
【０２９６】
【表９Ａ】
【０２９７】
【表９Ｂ】
【０２９８】
表９Ａ、９Ｂからわかるように、本実施例において、第１輪帯から第７７輪帯までが中央領域であり、第７８輪帯から第１１３輪帯までが中間領域であり、第１１４輪帯から第１２７輪帯までが周辺領域である。
【０２９９】
尚、実施例２の光路差付与構造の段差面は光軸に対して斜めとなっており、また、角部では曲率を有する。光軸側の段差面と光軸とがなす角度は１４〜１５°であり、光軸と逆側の段差面と光軸とがなす角度も１４〜１５°であり、角部の曲率半径は０．４〜５μｍである。このような実施例２の光路差付与構造を切削するための剣先バイトは、２８〜３０°程度の頂角を有し、加工機にまっすぐ取り付けられる。
【０３００】
（実施例３）
実施例３に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観や、光軸側から見た外観は、実施例１と同様である。
【０３０１】
また、実施例３の反射防止膜も、実施例１と同様である。
【０３０２】
次に、実施例３の対物レンズの、光学面の非球面形状及び光路差付与構造について説明する。実施例３の第１光路差付与構造は、上述した（１−２態様）に該当するものである。
【０３０３】
実施例３の対物レンズは、プラスチック製の単玉レンズである。実施例３の第１光路差付与構造は、中央領域ＣＮの全領域において、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造とを重ねあわせてなる光路差付与構造である。
【０３０４】
ブレーズ型構造である第１基礎構造は、第１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する。
【０３０５】
また、２レベルの階段型構造（バイナリ構造）である第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束の０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０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。
【０３０６】
また、実施例３の第２光路差付与構造は、中間領域ＭＤの全領域において、第５基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。ブレーズ型構造である第５基礎構造は、第５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５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５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。
【０３０７】
また、実施例３の第３光路差付与構造は、周辺領域ＯＴの全領域において、第８基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。実施例３の第８基礎構造は、第８基礎構造を通過した第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し、第８基礎構造を通過した第２光束の３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８基礎構造を通過した第３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するブレーズ型構造である。
【０３０８】
尚、実施例３の光路差付与構造の段差面は光軸に対して斜めとなっており、また、角部では曲率を有する。光軸側の段差面と光軸とがなす角度は２６〜２８°であり、光軸と逆側の段差面と光軸とがなす角度は２〜３°であり、角部の曲率半径は０．４〜５μｍである。このような実施例３の光路差付与構造を切削するための剣先バイトは、２８〜３０°程度の頂角を有し、加工機に１３°程度傾けて取り付けられる。
【０３０９】
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】
【０３１０】
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半導体レーザ又は青紫色半導体レーザ
ＬＤ２ 第２半導体レーザ
ＬＤ３ 第３半導体レーザ
ＬＤＰ レーザユニット
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
【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光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザ等、波長３９０〜４２０ｎｍのレーザ光源が実用化されている。これら青紫色レーザ光源を使用すると、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必要がある。
【０００７】
特許文献１には、それぞれ回折構造である２つの基礎構造を重畳してなる構造を有し、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、及びこの対物レンズを搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
【０００８】
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、特に、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの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において、大きな課題の一つとして、ＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保と、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保の両立、という課題がある。さらに当該課題の解決を両立させながら、安定した量産が行なえ、光ピックアップへの取り付けも容易に行なえるようにすることが必要とされる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１には、光学面における有効径の比率や、フランジの形状の具体例が記載されておらず、ＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保と、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保を両立させた場合に、量産安定性や光ピックアップ装置への取り付け容易性の観点から、光学面以外の対物レンズ全体の構成としてどのような形状が好ましいかは、特許文献１には記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２９３６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、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、さらに、ＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保と、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保を両立させた場合であっても、量産安定性や光ピックアップ装置への取り付け容易性を十分確保することが可能となる対物レンズ並びに当該対物レンズを搭載し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】
【００１２】
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、前記対物レンズは、互いに対向する第１光学面と第２光学面を有し、少なくとも前記第１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の少なくとも三つの領域を有し、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、前記対物レンズの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、前記対物レンズの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、前記対物レンズは、前記対物レンズの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、前記第１光学面の全径に対する、前記周辺領域の径の比率が、９０％以上、１００％以下であり、前記第２光学面の全径に対する、前記周辺領域に対応する有効径の比率が、７５％以上、１００％以下であり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
２≦ｄｍａｘ／ｄｍｉｎ≦８ （１）
０．９≦ｄｍａｘ／ｆ≦１．５ （２）
但し、ｄｍａｘ（ｍｍ）は、前記対物レンズの軸上厚を表し、ｄｍｉｎ（ｍｍ）は、前記対物レンズにおいて光軸方向に最も薄い部分における厚さを表し、ｆ（ｍｍ）は、前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離を表す。
【００１３】
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（２）を満たす場合に、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。また、３種類の光ディスクに対応可能な対物レンズにおいて、条件式（２）を満たすことにより、このようなＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保に加えて、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保を両立させることが可能となる。そして、条件式（１）を満たすことで、条件式（２）を満たしつつ、対物レンズのフランジが薄くなりすぎることを防止でき、安定して製造することが可能となると共に、壊れにくい対物レンズを提供することが可能となることを本発明者は見出した。また、光学面中の有効径の比率を上記請求項の範囲とすることにより、対物レンズのフランジが薄くなることを防止しつつ、製造誤差の少ない安定した有効径内の光学面を得ることができると共に、光ピックアップ装置に取り付ける際に光軸直交方向における取り付け誤差の許容量を増加させ、光ピックアップ装置への取り付け容易性を増加させることが出来るものである。
【００１４】
請求項２に記載の対物レンズは、請求項１に記載の発明であって、前記第１光路差付与構造は、複数の基礎構造を重ね合わせた構造であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の対物レンズは、請求項２に記載の発明であって、前記複数の基礎構造は、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、ブレーズ型構造である第２基礎構造であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の対物レンズは、請求項２に記載の発明であって、前記複数の基礎構造は、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の対物レンズは、請求項１に記載の発明であって、前記第１光路差付与構造は、単一の基礎構造のみからなることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の対物レンズは、請求項５に記載の発明であって、前記基礎構造は、階段型構造であることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至６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。
【００２０】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項７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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（３）、（４）、（５）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。
【００２５】
０．０５０ｍｍ ≦ ｔ１ ≦ ０．１２５ｍｍ （３）
０．５ｍｍ ≦ ｔ２ ≦ ０．７ｍｍ （４）
１．０ｍｍ ≦ ｔ３ ≦ １．３ｍｍ （５）
【００２６】
本明細書において、第１光源、第２光源、第３光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ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は、第２光源から出射される第２光束の第２波長λ２より短く、第２波長λ２は、第３光源から出射される第３光束の第３波長λ３より短い。
【００２７】
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、４１ ５ｎｍ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、単玉のレンズであることが好ましい。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。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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張係数α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。線膨張係数α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。硝材の線膨張係数αは、２００（１０Ｅ−７／Ｋ）以下にあることが好ましく、更に好ましくは１２０以下であることが好ましい。
【００３４】
また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合は、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１．５４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、対物レンズをプラスチックレンズとする場合、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。
【００３５】
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。
【００３６】
第１の好ましい例は、下記式（１）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（２）で表される繰り返し単位〔２〕または／および下記式（３）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、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。
【００３７】
【化１】
【００３８】
（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。）
【００３９】
【化２】
【００４０】
（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。）
【００４１】
【化３】
【００４２】
（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。）
【００４３】
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（４）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（５）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。
【００４４】
【化４】
【００４５】
〔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。〕
【００４６】
【化５】
【００４７】
〔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。〕
【００４８】
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。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
（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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
次に、対物レンズについて、光学設計の観点から、以下に説明する。
【００６４】
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１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１光路差付与構造が設けられ、中間領域には第２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３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。
【００６５】
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、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。
【００６６】
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２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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
＜光路差付与構造＞
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
ブレーズ型構造とは、図３（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３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３（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３（ａ）参照）
【００７３】
また、階段型構造とは、図３（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レベル」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レベル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。
【００７４】
例えば、図３（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３（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。２レベルの階段型構造について、以下に説明する。光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、対物レンズの光軸を含む複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する複数の段差面Ｐａ、Ｐｂと、隣接する段差面Ｐａ、Ｐｂの光源側端同士を連結する光源側テラス面Ｐｃと、隣接する段差面Ｐａ、Ｐｂの光ディスク側端同士を連結する光ディスク側テラス面Ｐｄとから形成され、光源側テラス面Ｐｃと光ディスク側テラス面Ｐｄとは、光軸に交差する方向に沿って交互に配置される。
【００７５】
また、階段型構造において、１つの階段単位の光軸垂直方向の長さをピッチＰという。（図３（ｃ）、（ｄ）参照）また、階段の光軸に平行方向の段差の長さを段差量Ｂ１，Ｂ２という。３レベル以上の階段型構造の場合、大段差量Ｂ１と小段差量Ｂ２とが存在することになる。（図３（ｃ）参照）
【００７６】
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。
【００７７】
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３（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３（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。
【００７８】
光路差付与構造が、階段型構造を有する場合、図３（ｃ）で示されるような５レベルの階段単位が、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。
【００７９】
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第１光学面に設けることが好ましい。
【００８０】
＜第１光路差付与構造＞
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。
【００８１】
先ず、第１光路差付与構造は、大きく二つの態様に分類することができる。
【００８２】
第１光路差付与構造の第１の態様は、第１光路差付与構造が、複数の基礎構造を重ね合わせた構造である態様である。尚、基礎構造は、いずれも光路差付与構造である。第１基礎構造と第２基礎構造を重ね合わせ、第１光路差付与構造とする態様や、第１基礎構造、第２基礎構造及び第３基礎構造を重ね併せ、第１光路差付与構造とする態様等が挙げられる。
【００８３】
次に、第１光路差付与構造の第２の態様は、第１光路差付与構造が、単一の基礎構造のみからなる態様である。
【００８４】
以下で、第１光路差付与構造の第１の態様の中で特に好ましい２つの態様（１−１態様、１−２態様）と、第１光路差付与構造の第２の態様中で好ましい１つの態様（２−１態様）について詳細に説明する。
【００８５】
（１−１態様）
本態様は、複数の基礎構造として、少なくとも、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、ブレーズ型構造である第２基礎構造とを重ねあわせた構造であることを特徴とする。本態様の更に好ましい条件について以下に詳述する。
【００８６】
ブレーズ型構造である第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束のＸ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Ｙ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Ｚ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。このとき、Ｘは、奇数の整数であることが好ましい。また、Ｘは５以下の奇数であると、第１基礎構造の段差量が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。
【００８７】
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、その段差が光軸とは逆の方向を向いていることが好ましい。「段差が光軸とは逆の方向を向いている」とは、図４（ｂ）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、上記Ｘが奇数となる段差のうち、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上記Ｘが奇数となる段差が、光軸とは逆の方向を向いていることである。
【００８８】
例えば、中央領域の中間領域付近に設けられる第１基礎構造は、段差が光軸の方向を向いていてもよい。即ち、図５（ｂ）に示すように、第１基礎構造が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、中間領域付近では第１基礎構造の段差が光軸の方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１基礎構造の全ての段差が光軸とは逆の方向を向いていることである。
【００８９】
このように、第１光束における回折次数が奇数次数となる第１基礎構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、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ことが可能となるので好ましい。
【００９０】
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２式で表した場合、Ｃ2ｈ2が０でないことを意味する。
【００９１】
また、ブレーズ型構造である第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束のＬ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Ｍ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Ｎ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。このとき、Ｌは、偶数の整数であることが好ましい。また、Ｌは４以下の偶数であると、第２基礎構造の段差量が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。
【００９２】
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ことが好ましい。「段差が光軸の方向を向いている」とは、図４（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、上記Ｌが偶数となる段差のうち、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上記Ｌが偶数となる段差が光軸の方向を向いていることである。
【００９３】
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５（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。
【００９４】
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段差が光軸とは逆の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、第１基礎構造と第２基礎構造の段差の向きが同じになるように重ね合わせた場合に比べて、重ね合わせた後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ものである。
【００９５】
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。加えて、第１基礎構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、波長が長波長側に変動した際に収差をアンダー（補正不足）の方向に変化させることが可能となる。これにより、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。
【００９６】
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するためには、波長が長くなった際に対物レンズにおいて発生する３次球面収差及び５次球面収差が何れもアンダー（補正不足）であることが好ましい。
【００９７】
より好ましい第１光路付与構造は、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２基礎構造とを重ね合わせたものである。このような第１光路差付与構造にすると、段差の高さを非常に低くできる。従って、より製造誤差を低減させることが可能となり、光量ロスを更に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より抑えることが可能となる。
【００９８】
第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた後の第１光路差付与構造の形状と段差量という観点から、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２基礎構造とを重ね合わせた第１光路差付与構造を以下のように表現することができる。少なくとも中央領域の光軸付近に設けられている第１光路差付与構造は、光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸の方向を向いている段差とを共に有し、光軸とは逆の方向を向いている段差の段差量ｄ１１と、光軸の方向を向いている段差の段差量ｄ１２とが、以下の条件式（６）、（７）を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式（６）、（７）を満たすことである。尚、光路差付与構造を設けた対物レンズが単玉非球面の凸レンズの場合、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、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。下記条件式において上限に１．５を乗じているのは、当該段差量の増加を加味した故である。但し、nは、第１の波長λ１における対物レンズの屈折率を表す。
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （６）
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（２λ１／（ｎ−１）） （７）
【００９９】
尚、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第１光路差付与構造とは、少なくとも光軸に最も近い光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸に最も近い光軸の方向を向いている段差とを共に有する光路差付与構造をいう。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を有する光路差付与構造である。
【０１００】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【０１０１】
０．３９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ （８）
０．３９μｍ＜ｄ１２＜２．３１μｍ （９）
【０１０２】
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。
【０１０３】
上述のように第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て重ね合わせた場合、第１光路差付与構造のｄ１１、ｄ１２は以下の条件式（６）´、（７）´を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式（６）´、（７）´を満たすことである。
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （６）´
０．６・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （７）´
【０１０４】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【０１０５】
０．３９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ （８）´
０．３９μｍ＜ｄ１２＜１．１５μｍ （９）´
【０１０６】
更に好ましくは、以下の条件式（６）´´、（７）´´を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式（６）´´、（７）´´を満たすことである。
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （６）´´
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （７）´´
【０１０７】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【０１０８】
０．５９μｍ＜ｄ１１＜１．１５μｍ （８）´´
０．５９μｍ＜ｄ１２＜１．１５μｍ （９）´´
【０１０９】
また、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第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。
【０１１０】
上記のように「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」を得るという観点から、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２基礎構造に比べて、第１基礎構造の寄与率を支配的にするという観点からは、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に比べて小さいことが好ましい。別の表現では、光軸とは逆の方向を向いている段差間のピッチが、光軸の方向を向いている段差間のピッチに比べて小さいとも言えるし、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に比べて多いとも言える。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)とすることにより、前述のように「丁度よいレベルのアンダーの波長特性」とすることが可能となるだけでなく、ＣＤにおけるワーキングディスタンスを十分に確保するという観点からも好ましい。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。
【０１１１】
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。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、上記のように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と共に、第１光路差付与構造を通過した第３光束において発生する、第３光ディスクの情報の記録／再生に用いられる必要光のベストフォーカス位置と、第３光ディスクの情報の記録／再生に用いられない不要光のベストフォーカス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。
【０１１２】
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（１０）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。
０．０５≦Ｌ／ｆ１３≦０．３５ （１０）
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。
【０１１３】
より好ましくは、以下の条件式（１０）´を満たすことである。
０．１０≦Ｌ／ｆ１３≦０．２５ （１０）´
【０１１４】
以上述べた第１光路差付与構造の好ましい一例を図６に示す。尚、図６は、便宜上、第１光路差付与構造ＯＤＳ１が平板状に設けられたものとして示されているが、実際は単玉非球面の凸レンズ上に設けられるものである。｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１である第２基礎構造ＢＳ２に、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１である第１基礎構造ＢＳ１が重ねあわされている。また、第２基礎構造ＢＳ２の段差は光軸ＯＡの方向を向いており、第１基礎構造ＢＳの段差は光軸ＯＡとは逆の方向を向いている。更に、第１基礎構造ＢＳ１と第２基礎構造ＢＳ２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が合っていることがわかる。本例においては、ｄ１＝λ１／（ｎ−１）であり、ｄ２＝λ１／（ｎ−１）である。本例において、λ１＝４０５ｎｍ（０．４０５μｍ）、ｎ＝１．５５９２とすると、ｄ１＝ｄ２＝０．７２μｍとなる。更に、第１基礎構造ＢＳ１の平均ピッチが、第２基礎構造ＢＳ２の平均ピッチに比べて小さく、第１基礎構造の光軸とは逆の方向を向いている段差の数が、第２基礎構造の光軸の方向を向いている段差の数に比べて多い。
【０１１５】
次に、（１−２態様）について説明する。
【０１１６】
（１−２態様）
本態様は、複数の基礎構造として、少なくとも、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造とを重ねあわせた構造であることを特徴とする。本態様の更に好ましい条件について以下に詳述する。
【０１１７】
ブレーズ型構造である第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束のＸ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Ｙ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Ｚ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。このとき、Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ、２、１、１であることが好ましい。これにより、第１基礎構造の段差量が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。
【０１１８】
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、その段差が光軸の方向を向いていることが好ましい。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上記Ｘ、Ｙ、Ｚが、２、１、１となる段差が、光軸の方向を向いていることである。更に好ましくは、中央領域に設けられる第１基礎構造の全ての段差が光軸の方向を向いていることである。
【０１１９】
また、階段型構造である第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束のＬ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Ｍ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Ｎ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。このとき、Ｌ、Ｍ、Ｎは、それぞれ、０、０、±１であることが好ましい。Ｎが±１とは、第２基礎構造を通過した第３光束の＋１次回折光と−１次回折光の回折光量の一方が最大の光量となり、他方が二番目に大きな光量となることを意味する。
【０１２０】
このような第２基礎構造は、図３（ｄ）に示すような２レベルの階段型構造（バイナリ構造と称することもある）となる。
【０１２１】
第１基礎構造によって、第１光束と第２光束にそれぞれ異なる収差を付与できるが、第１光束と第３光束には大きく異なる収差を付与できない可能性がある。そこで、第２基礎構造によって、第１光束と第２光束には影響を与えず、第３光束にのみ収差を付与することにより、第１基礎構造と第２基礎構造を重ねあわせた構造によって、第１光束、第２光束、第３光束の全てに異なる収差を付与することが可能となるのである。
【０１２２】
また、本態様では、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、特にＢＤとＤＶＤに対して、非常に高い光利用効率を得ることができる対物レンズを提供することが可能となる。例えば、波長λ１に対する回折効率を９０％以上、波長λ２に対する回折効率を８０％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９５％以上、波長λ２に対する回折効率を９０％以上とする対物レンズも提供することができる。
【０１２３】
第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた後の第１光路差付与構造の形状と段差量という観点から、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、２、１、１である第１基礎構造と、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、０、０、１である第２基礎構造とを重ね合わせた第１光路差付与構造を以下のように表現することができる。尚、光路差付与構造を設けた対物レンズが単玉非球面の凸レンズの場合、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、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。下記条件式において上限に１．５を乗じているのは、当該段差量の増加を加味した故である。本態様における第１光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することが好ましい。
【０１２４】
０．９・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝。 （１１）
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１２）
０．９・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ−１） （１３）
０．９・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）＜１．５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１４）
【０１２５】
尚、上記式（１１）は、下の式（１１）´であることが好ましい。
０．９５・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＡ（μｍ）＜１．４・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１１）´
また、上記式（１１）は、下の式（１１）´´であることがさらに好ましい。
１．０・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝≦ｄＡ（μｍ）＜１．３・｛１５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１１）´´
【０１２６】
尚、上記式（１２）は、下の式（１２）´であることが好ましい。
０．９５・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＢ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１２）´
また、上記式（１２）は、下の式（１２）´´であることがさらに好ましい。
１．０・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝≦ｄＢ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ−１）＋２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１２）´´
【０１２７】
尚、上記式（１３）は、下の式（１３）´であることが好ましい。
０．９５・５λＢ／（ｎ−１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．４・５λＢ／（ｎ−１） （１３）´
また、上記式（１３）は、下の式（１３）´´であることがさらに好ましい。
１．０・５λＢ／（ｎ−１）≦ｄＣ（μｍ）＜１．３・５λＢ／（ｎ−１） （１３）´´
【０１２８】
尚、上記式（１４）は、下の式（１４）´であることが好ましい。
０．９５・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝＜ｄＤ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１４）´
また、上記式（１４）は、下の式（１４）´´であることがさらに好ましい。
１．０・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝≦ｄＤ（μｍ）＜１．３・｛５λＢ／（ｎ−１）−２λＢ’／（ｎ’−１）｝ （１４）´´
【０１２９】
但し、λＢは第一光束の設計波長（μｍ）を表す。λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の値を表す。ｎは波長λＢにおける光学素子の屈折率を表す。ｎ’は波長λＢ’における光学素子の屈折率を表す。
【０１３０】
なお、λＢは光ピックアップ装置に搭載されている第一光源の波長（μｍ）であることが好ましい。また、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４００（μｍ）以下の任意の値であることが好ましい。
【０１３１】
尚、段差量とは、光路差付与構造の段差の光軸方向の長さをいう。例えば光路差付与構造が図７で示すような構造である場合、段差量とは、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４のそれぞれの長さをいう。「第１光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有する」とは、第１光路差付与構造の全ての段差の中の少なくとも１つの段差ｘの段差量がｄＡ、ｄＢ、ｄＣ、ｄＤのいずれか１つを満たし、少なくとも他の一つの段差ｙの段差量がｄＡ、ｄＢ、ｄＣ、ｄＤのいずれかであって、段差ｘとは異なるものを満たしていることをいう。
【０１３２】
第１光路差付与構造の全ての段差において、ｄＡ、ｄＢ、ｄＣ、ｄＤ以外の段差量は有さないことが好ましい。また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点から、段差の段差量は大きすぎない方が好ましい。従って、第１光路差付与構造の全ての段差において、ｄＣとｄＤ以外の段差量は有さないことが更に好ましい。
【０１３３】
また、本態様に係る光学素子を設計する場合、以下のような方法で設計する事が考えられる。まず輪帯状の構造を有する光路差付与構造である基礎構造を設計する。次に、当該基礎構造とは、或る光束に対して回折光率が最大となる回折次数が異なる輪帯状の構造を有する別の基礎構造を設計する。そして、これらの２つ（３つ以上であってもよい）の基礎構造を重ねあわせ、第１光路差付与構造又は第２光路差付与構造を設計する方法である。この様な方法で設計する場合、ピッチ幅が小さな輪帯が発生する可能性がある。例えば、図８（ａ）に示すような基礎構造と図８（ｂ）に示すような基礎構造とを重ね合わせると、図８（ｃ）のような光路差付与構造が得られる。しかしながら、図８（ｃ）でＷａとして示されているようにピッチ幅が小さい輪帯が発生してしまうことになる。尚、ピッチ幅とは、輪帯構造の、光路差付与構造の光学素子の光軸と直交方向の幅をいう。例えば、光路差付与構造が図７で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４のそれぞれの長さをいう。
【０１３４】
本発明者は、鋭意研究の結果、このＷａが５μｍ以下の輪帯であれば、この輪帯を削ったり、埋めてしまっても、光学性能に大きな影響を及ぼさないことを見出した。つまり、図８（ｃ）において、Ｗａが５μｍ以下である場合、図８（ｄ）に示すように、この小さなピッチ幅の輪帯を削っても、光学性能に大きな影響を及ぼすことはない。
【０１３５】
また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点からは、段差のピッチ幅は小さすぎない方が好ましい。従って、複数の基礎構造を重ねあわせて基礎となる光路差付与構造を設計した際に、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が発生する場合、そのようなピッチ幅が５μｍ以下の輪帯を除去して、最終的な光路差付与構造を得る事が好ましい。ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凸状である場合は、輪帯を削る事により除去すればよく、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凹状である場合は、輪帯を埋める事により除去すればよい。
【０１３６】
従って、少なくとも第１光路差付与構造のピッチ幅は全て５μｍより大きい事が好ましい。
【０１３７】
また、細長い輪帯が少ない方が製造上好ましいという観点から、第１光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。更に好ましくは、全ての光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下である事が好ましく、更に好ましくは０．８以下である事である。
【０１３８】
また、対物レンズの第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スポット径が最も小さくなる第一ベストフォーカスと、第３光束が形成するスポットのスポット径が第一ベストフォーカスの次に小さくなる第二ベストフォーカスとが形成される。なお、ここでいうベストフォーカスとは、ビームウェストが、あるデフォーカスの範囲で極小となる点を指すものとする。つまり、第３光束によって、第一ベストフォーカス及び第二ベストフォーカスが形成されるということは、第３光束において、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点が、少なくとも２点存在するということである。なお、第１光路差付与構造を通過した第３光束において、光量が最大となる回折光が第一ベストフォーカスを形成し、光量が次に大きな回折光が第二ベストフォーカスを形成することが好ましい。また、第一ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率と、第二ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率の差が２０％以下である場合に、本態様の効果がより顕著となる。
【０１３９】
尚、第一ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、第二ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットは、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことが好ましいが、第一ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、第二ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられるような態様を否定するものではない。なお、第１光路差付与構造が、対物レンズの光源側の面に設けられている場合、第二ベストフォーカスの方が、第一ベストフォーカスに比して対物レンズに近い方が好ましい。
【０１４０】
さらに、第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスは、下記の式（１５）を満たすことが好ましい。
０．０５≦Ｌ／ｆ１３≦０．３５ （１５）
但し、ｆ１３［ｍｍ］は第１光路差付与構造を通過した第３光束が、第一ベストフォーカスを形成する時の、第３光束の対物光学素子の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスの間の距離を指す。
【０１４１】
なお、下記の式（１５）´を満たすことがより好ましい。
０．１０≦Ｌ／ｆ≦０．２５ （１５）´
【０１４２】
更に好ましくは、下記の式（１５）´´を満たすことである。
０．１１≦Ｌ／ｆ≦０．２４ （１５）´´
【０１４３】
また、Ｌは、０．１８ｍｍ以上、０．６３ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、ｆは、１．８ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１４４】
上記構成により、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に、第３光束のうち第３光ディスクの記録及び／又は再生時に用いられない不要光がトラッキング用の受光素子に悪影響を及ぼすことを防ぐことが可能となり、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に良好なトラッキング性能を維持することが可能となる。
【０１４５】
次に、第１光路差付与構造の第２の態様中で好ましい１つの態様（２−１態様）について詳細に説明する。
【０１４６】
（２−１態様）
本態様は、第１光路差付与構造が、単一の基礎構造のみからなる態様である。本態様における単一の基礎構造は階段型構造である。本態様の更に好ましい条件について以下に詳述する。
【０１４７】
階段型構造である基礎構造（であって第１光路差付与構造でもある）は、基礎構造を通過した第１光束のＸ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Ｙ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Ｚ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。このとき、Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれもが０ではないことが好ましい。また、Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれかは正の回折次数であり、残りは負の回折次数であることが好ましい。
【０１４８】
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の好ましい組み合わせの例としては、（１、−１、−２）、（１、−２、−３）又は（１、−３、−４）等が挙げられる。特に好ましくは、（１、−１、−２）又は（１、−２、−３）である。
【０１４９】
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、特にＢＤに対して、高い光利用効率を維持できる対物レンズを提供することが可能となる。例えば、波長λ１に対する回折効率を８０％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９０％以上とする対物レンズも提供することができる。
【０１５０】
本態様の第１光路差付与構造の形状と段差量という観点から、Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−１、−２である場合と、Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−２、−３である場合とで、それぞれを以下のように表現することができる。
【０１５１】
Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−１、−２である場合は、図９（ａ）に示すように、５レベルの階段型構造であることが好ましい。また、階段型構造の小さい段差の光軸方向の段差量Ｂ２が、第１の波長λ１に対して１．２３λ１の光路差を与える段差量であることが好ましい。
【０１５２】
従って、この場合の階段型構造の小さい段差の段差量Ｂ２は、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．９・（１．２３・λ１／（ｎ−１））＜Ｂ２＜１．５・（１．２３・λ１／（ｎ−１）） （１６）
【０１５３】
Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−２、−３である場合は、図９（ｂ）に示すように、７レベルの階段型構造であることが好ましい。また、階段型構造の小さい段差の光軸方向の段差量Ｂ２が、第１の波長λ１に対して１．１６λ１の光路差を与える段差量であることが好ましい。
【０１５４】
従って、この場合の階段型構造の小さい段差の段差量Ｂ２は、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．９・（１．１６・λ１／（ｎ−１））＜Ｂ２＜１．５・（１．１６・λ１／（ｎ−１）） （１７）
【０１５５】
＜第２光路差付与構造＞
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、第１光路差付与構造の説明の際の３つの態様（１−１態様）、（１−２態様）、（１−３態様）のそれぞれに適した第２光路差付与構造を、それぞれ説明する。
【０１５６】
（１−１態様）
本態様は、第１光路差付与構造が、複数の基礎構造として、少なくとも、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、ブレーズ型構造である第２基礎構造とを重ねあわせた構造である上述の（１−１態様）である場合に好ましい第２光路差付与構造の条件について以下に詳述する。
【０１５７】
第２光路差付与構造は、少なくとも第３基礎構造と第４基礎構造と第５基礎構造の３つの基礎構造を重ね合わせた構造である。
【０１５８】
第３基礎構造は、ブレーズ型構造であって、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。また、第４基礎構造は、ブレーズ型構造であって、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。このとき、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦは、それぞれ整数である。
【０１５９】
更に、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造は、以下の式(１８)、（１９）、（２０）、（２１）を満たすことが好ましい。このようにすることにより、中央領域と中間領域で光路差付与構造で発生する位相差を略等しくでき、中央領域と中間領域との間で位相ずれを低減できるため、好ましい。
Ｘ＝Ａ （１８）
Ｙ＝Ｂ （１９）
Ｌ＝Ｄ （２０）
Ｍ＝Ｅ （２１）
【０１６０】
より好ましくは、Ｚ＝Ｃ、Ｎ＝Ｆも満たすことである。つまり、第１基礎構造と第３基礎構造が同じ構造であり、第２基礎構造と第４基礎構造が同じ構造であることが好ましい。
【０１６１】
また、第５基礎構造は、第５基礎構造を通過した第１光束の０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５基礎構造を通過した第２光束の０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５基礎構造を通過した第３光束のＧ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構造であることが好ましい。このとき、Ｇは０以外の整数である。この様な第５基礎構造を重ね合わせることにより、対物レンズの中間領域を通過する第１光束、第２光束に悪影響を与えることなく、且つ、中央領域と中間領域との間で位相ずれを生じさせることなく、第３光束のみに、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成させ、不要光が集光スポットに与える悪影響を低減させることが可能となる。
【０１６２】
好ましくは、Ｇが±１である。Ｇが±１である場合に、第５基礎構造は、図３（ｄ）に示すような２レベルの階段型構造（バイナリ構造とも言う）であることが好ましい。
【０１６３】
また、第５基礎構造が、２レベルの階段型構造である場合、その光軸方向の段差量ＬＢ１は、第１波長λ１の５波長分の光路差を与える段差量か、又は、第１波長λ１の３波長分の光路差を与える段差量であることが好ましい。２レベルの階段型構造が、第１波長λ１の５波長分の光路差を与えることにより、ＣＤの記録／再生時の不要光の悪影響をより大きく低減することが可能となるため好ましい。一方、２レベルの階段型構造を、第１波長λ１の３波長分の光路差を与える構造にすることにより、第５基礎構造の高さを低減できるため、製造しやすくなり、製造ロスを低減することが出来、ひいては、光利用効率の低下を防止できるという観点で好ましい。また、波長変化時の回折効率の変動も小さく抑えられる観点においても好ましい。
【０１６４】
即ち、第５基礎構造の段差量ＬＢ１は、以下の条件式（２２）又は（２３）を満たすことが好ましい。
０．９・（５・λ１／（ｎ−１））＜ＬＢ１＜１．５・（５・λ１／（ｎ−１）） （２２）
０．９・（３・λ１／（ｎ−１））＜ＬＢ１＜１．５・（３・λ１／（ｎ−１）） （２３）
【０１６５】
また、例えば、λ１が３９０〜４１５ｎｍ（０．３９０〜０．４１５μｍ）であって、ｎが１．５４〜１．６０である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【０１６６】
２．９２μｍ＜ＬＢ１＜５．７７μｍ （２４）
１．７５μｍ＜ＬＢ１＜３．４６μｍ （２５）
【０１６７】
従って、好ましい第２光路差付与構造は、上述の好ましい第１光路差付与構造と同様の構造に、Ｇが±１となるようなバイナリ構造を重ね合わせた構造となる。
【０１６８】
また、第２光路差付与構造は、図２５（実施例ＴＨ０９の断面図）の中間領域ＭＤに示す構造のように、２レベルの階段型構造の上部テラス面Ｐｃに、段差を有することが好ましい。更に好ましくは、段差を複数有することである。この段差は、複数の第３基礎構造と単一の第４基礎構造を由来とする段差であることが好ましい。
【０１６９】
２レベルの階段型構造の上部テラス面に、第３基礎構造の段差を複数設ける事により、２レベルの階段型構造の金型末端まで樹脂が行き渡りやすくなり、転写性が向上すると共に、製造ロスを低減でき、光利用効率の低下を防止することが可能となる。さらに、不要な回折光の集光位置を、必要な回折光の集光位置と更に離すことが可能となり、受光素子に不要な回折光が集光してしまい誤検出を生じることを防止でき、好ましい。
【０１７０】
また、第５基礎構造の最小ピッチが１０μｍ以上であることが好ましい。好ましくはピッチが１００μｍ以下である。段差量が高くなりがちな２レベルの階段型構造を、中央領域で用いずに、中間領域で用いることにより、ピッチを広げることが可能となり、射出成形時に奥深くまで樹脂が入り込みやすくなり、製造ロスを低減することが可能となる。
【０１７１】
（１−２態様）
本態様は、第１光路差付与構造が、複数の基礎構造として、少なくとも、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造とを重ねあわせた構造である上述の（１−２態様）である場合に好ましい第２光路差付与構造の条件について以下に詳述する。
【０１７２】
本態様における第２光路差付与構造は、少なくとも第５基礎構造を有する構造である。
【０１７３】
第５基礎構造は、ブレーズ型構造であって、第５基礎構造を通過した第１光束のＨ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５基礎構造を通過した第２光束のＩ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５基礎構造を通過した第３光束のＪ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。このとき、（Ｈ，Ｉ，Ｊ）＝（１，１，１）、（２，１，１）、（３，２，２）のいずれかであることが好ましい。
【０１７４】
また、対物レンズが、プラスチックレンズである場合、温度変化時の収差変化を低減するために、第２光路差付与構造は、第５基礎構造に加えて、第６基礎構造を重畳させた構造とすることが好ましい。第６基礎構造は、ブレーズ型構造であって、第６基礎構造を通過した第１光束のＫ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６基礎構造を通過した第２光束のＬ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６基礎構造を通過した第３光束のＭ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。このとき、（Ｋ，Ｌ，Ｍ）＝（１０，６，５）、（５，３，３又は２）のいずれかであることが好ましい。
【０１７５】
（２−１態様）
本態様は、第１光路差付与構造が、単一の階段型構造である基礎構造からなる構造である上述の（２−１態様）である場合に好ましい第２光路差付与構造の条件について以下に詳述する。
【０１７６】
本態様における第２光路差付与構造は、少なくとも第７基礎構造を有する構造である。
【０１７７】
第７基礎構造は、階段型構造であって、第７基礎構造を通過した第１光束のＮ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７基礎構造を通過した第２光束のＯ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７基礎構造を通過した第３光束のＰ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。このとき、（Ｎ，Ｏ，Ｐ）＝（０，−１，−１）であることが好ましい。
【０１７８】
このとき、第７基礎構造は、３レベルの階段型構造であって、階段型構造の小さい段差の光軸方向の段差量が、第１の波長λ１に対して１．０２λ１の光路差を与える段差量であることが好ましい。
【０１７９】
＜第３光路差付与構造＞
次に、周辺領域に設けられる第３光路差付与構造について説明する。第３光路差付与構造は、対物レンズがプラスチックレンズである場合、温度変化による球面収差の変化を低減するために、設けることが好ましい。第３光路差付与構造としては、上記の第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造の態様によらず、ブレーズ型構造である単一の第８基礎構造からなることが好ましい。
【０１８０】
第８基礎構造は、ブレーズ型構造であって、第８基礎構造を通過した第１光束のＱ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８基礎構造を通過した第２光束のＲ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８基礎構造を通過した第３光束のＳ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。このとき、Ｑは任意の値を取ることが出来るが、波長変動時の回折効率の変動を抑えるという観点から、（Ｑ，Ｒ，Ｓ）＝（１，１，１）、（２，１，１）、（３，２，２）、（５，３，２）のいずれかであることが好ましい。
【０１８１】
以上が、第１光路差付与構造、第２光路差付与構造及び第３光路差付与構造についての説明となる。
【０１８２】
＜光路差付与構造の加工形状＞
次に、対物レンズの加工性の観点から、好ましい光路差付与構造の形状について以下に説明する。
【０１８３】
光路差付与構造を有する対物レンズを成形する際は、当該光路差付与構造を有するレンズ形状に金型を剣先バイト（図１７に一例を示す）等のバイトを有する二軸加工機（図１６に一例を示す）等を用いて切削し、切削した後の金型内に溶融した材料を入れ、冷却し材料が固化した後、当該金型からレンズを取り出すことで、レンズを成形するのが一般的である。
【０１８４】
上述のように、金型を切削するという観点からは、剣先バイトと金型との干渉を出来るだけ少なくするために、光路差付与構造の段差面が斜めとなる部分を有することが好ましい。尚、ここでいう「斜め」とは、対物レンズの光軸に対して平行ではない、ということを意味する。また、段差面が斜めとなる部分を有することにより、金型からの対物レンズの離型性も向上するため好ましい。
【０１８５】
また、斜めとする段差面は、光軸側の段差面であることが好ましい。光軸側の段差面は、元々、光束入射時に影となりやすい部分であるため、段差面を斜めにしても、光利用効率のロスに対して大きな影響を与えないため好ましい。
【０１８６】
また、剣先バイトの先端は完全な鋭角ではなく、ある曲率を有するため、光路差付与構造の角部は曲率を有するとなっていることが好ましい。
【０１８７】
例えば、光路差付与構造がブレーズ型構造である場合、図１５（ａ）のように、段差面Ｐが光軸に平行であると、以下のような問題が生じ得る。当該構造の金型を剣先バイトを有する２軸加工機で製造しようとすると、ＮＡが０．７５以上という高曲率レンズの金型であるが故に、剣先バイトが金型の光軸に平行な面と干渉しやすくなり、加工難易度が高く高価な３軸加工機を用いなければならなくなってしまう。
【０１８８】
そこで、図１５（ｂ）に示すように、ブレーズ型構造の光軸側の段差面Ｐを光軸に対して斜めとすることによって、剣先バイトの金型との干渉という問題を解消でき、金型加工の観点で非常に有利となる。また、光軸側の段差面であるため、光利用効率のロスも少なくてすむ。この場合、斜めとした段差面と光軸とがなす角度（図１５（ｂ）のθ）が、１０度以上、２０度未満であることが好ましい。
【０１８９】
また、図１５（ｂ）に示すように、ブレーズ型構造の角部ＣＮは、曲率を有している。
【０１９０】
別の例としては、例えば、図１８に示すように、階段型構造（本例では４レベル）の段差面を光軸側、光軸と反対側、共に斜めとする例が挙げられる。この場合、剣先バイトＢＢを傾けることなく垂直にしたまま金型を削ることができる。この時、段差面が光軸となす角度は、１０度以上、２０度以下が好ましい。また、角部は曲率を有することが好ましい。
【０１９１】
又は、図１９に示すように、階段型構造（４レベル）の光軸側の段差面を斜めとし、光軸と反対側の段差面を光軸に平行又は略平行とする例が挙げられる。この場合、剣先バイトＢＢを傾けることにより、剣先バイトが金型と干渉を起こすことなく、光軸と反対側の段差面を光軸と平行又は略平行に切削することができる。その分、光軸側の段差面は大きく斜めとなる。この時、光軸側の段差面が光軸となす角度は、１５度以上、３５度以下であることが好ましい。光軸と反対側の段差面が光軸となす角度は、０度以上、１５度以下が好ましく、金型からの離型性をより向上させるためには、１度以上、１５度以下がより好ましい。また、角部は曲率を有することが好ましい。
【０１９２】
更に他の例としては、例えば、図２０に示すように、階段型構造（本例では２レベル）の段差面を光軸側、光軸と反対側、共に斜めとする例が挙げられる。この場合、剣先バイトＢＢを傾けることなく垂直にしたまま金型を削ることができる。この時、段差面が光軸となす角度は、１０度以上、２０度以下が好ましい。また、角部は曲率を有することが好ましい。
【０１９３】
更に他の例としては、図２１に示すように、階段型構造（２レベル）の光軸側の段差面を斜めとし、光軸と反対側の段差面を光軸に平行又は略平行とする例が挙げられる。この場合、剣先バイトＢＢを傾けることにより、剣先バイトが金型と干渉を起こすことなく、光軸と反対側の段差面を光軸と平行又は略平行に切削することができる。その分、光軸側の段差面は大きく斜めとなる。この時、光軸側の段差面が光軸となす角度は、１５度以上、３５度以下であることが好ましい。光軸と反対側の段差面が光軸となす角度は、０度以上、１５度以下が好ましく、金型からの離型性をより向上させるためには、１度以上、１５度以下がより好ましい。また、角部は曲率を有することが好ましい。
【０１９４】
＜開口数＞
次に、対物レンズの開口数について説明する。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
＜レンズ外観＞
次に、対物レンズの全体的な形状について説明する。
【０１９９】
対物レンズは、互いに対向する第１光学面と第２光学面を有する。第１光学面が光源側の光学面であり、第２光学面が光ディスク側の光学面となる。第１光学面の曲率半径は、第２光学面の曲率半径より小さいことが好ましい。
【０２００】
光学面の直径を、本明細書において全径という。例えば、図１０において第１光学面Ｓ１の全径はΦＡ１であり、第２光学面Ｓ２の全径はΦＡ２である。
【０２０１】
また、光学面において光束が通過する部分の直径を有効径という。例えば、図１０において第１光学面Ｓ１の有効径（周辺領域の径である）はΦＥ１であり、第２光学面Ｓ２の有効径（第１光学面における周辺領域の外径に相当する領域の第２光学面での径）はΦＥ２である。
【０２０２】
ここで、第１光学面の全径に対する有効径の比率が、９０％以上、１００％以下である。（好ましくは、９５％以上、１００％未満、更に好ましくは、９６％以上、９９％以下）また、第２光学面の全径に対する有効径の比率が、７５％以上、１００％以下である。（好ましくは、８０％以上、１００％未満、更に好ましくは、９１％以上、９５％以下）この様な範囲とすることによって、ボビンに対物レンズを取り付けた際に光軸直交方向に僅かに偏心した場合であっても、有効径内に光束が入射できるため好ましい。
【０２０３】
また、対物レンズは、以下の条件式(２)を満たす。
０．９≦ｄｍａｘ／ｆ≦１．５ （２）
但し、ｄｍａｘ（ｍｍ）は、図１０に示すように対物レンズの軸上厚を表し、ｆ（ｍｍ）は、第１光束における対物レンズの焦点距離を表す。
【０２０４】
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（２）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。
【０２０５】
また、条件式（２）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、その効果がより顕著なものとなる。
【０２０６】
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、０．１５ｍｍ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。
【０２０７】
対物レンズは、以下の条件式(１)を満たす。
２≦ｄｍａｘ／ｄｍｉｎ≦８ （１）
但し、ｄｍａｘ（ｍｍ）は、例えば図１０に示すように、対物レンズの軸上厚を表し、ｄｍｉｎ（ｍｍ）は、例えば図１０に示すように、対物レンズにおいて光軸方向に最も薄い部分における厚さを表す。
【０２０８】
図１０に示す例では、対物レンズは第１光学面Ｓ１、第２光学面Ｓ２を有し、その周辺に、対物レンズを光ピックアップ装置のボビンに取り付けるためのフランジＦＬを有し、フランジ部に光軸方向に最も薄い部分ｄｍｉｎが存在している。
【０２０９】
好ましくは、以下の条件式（１´）を満たすことである。
３≦ｄｍａｘ／ｄｍｉｎ≦８ （１´）
【０２１０】
＜レンズ突き出し（ピン突き出し、コア突き出し）＞
また、対物レンズがプラスチックレンズである場合、成形機による樹脂成形後、金型から対物レンズを取り出す必要がある。一般に、成形機には、第１光学面を成形する第１金型と、第２光学面を成形する第２金型とが搭載され、また、金型は、保持部と、その中に入れ子部を有する。入れ子部は、光軸方向に摺動可能な構造となっている場合もあるし、保持部に固定されている構造となっている場合もある。成形機が作動することで第１金型と第２金型を対向して密着させ、レンズのキャビティを形成し、そこに樹脂を注入し成形後、第１金型と第２金型とを型開きし、対物レンズが残っている金型から対物レンズを取り出す。
【０２１１】
その取り出しの際に、成形機に搭載された金型の入れ子部を摺動させることによって対物レンズの光学面全体を突き出して取り出す方法（コア突き出しとも言う）と、成形機に搭載された金型が細いピンを有し、当該ピンで、対物レンズのフランジを突き出して取り出す方法（ピン突き出しとも言う）とが考えられる。
【０２１２】
対物レンズのフランジをピンで突き出して取り出す場合、対物レンズを第１の光学面Ｓ１側から眺めた図１１（ｂ）に示すように、フランジＦＬが複数のピン跡ＰＴを有する。一方、対物レンズの光学面全体を入れ子部によって突き出して取り出す場合は、図１１（ａ）に示すように、フランジがピン跡を有さない。尚、成形方法によっては、ピン跡が第２の光学面Ｓ２側のフランジに付くこともある。
【０２１３】
＜ゲートカット＞
また、対物レンズがプラスチックレンズである場合、樹脂注入口であるゲートをレンズ成形後、除去する必要がある。その態様の幾つかを以下に示す。
【０２１４】
図１２（ａ）では、対物レンズのフランジＦＬがゲートＧＴ付近に直線部ＬＰを有しており、当該直線部ＬＰに平行な線Ｌに沿ってゲートを切断している。ゲート除去後の対物レンズは図１２（ｂ）に示すような形状となり、フランジ外径の延長線で形成される仮想円内の中にゲートの残りやバリは収まっている。
【０２１５】
図１３（ａ）では、対物レンズのフランジＦＬは円状であるが、ゲートＧＴ付近で直線Ｌに沿って、フランジごとゲートを切断している。ゲート除去後の対物レンズは図１３（ｂ）に示すように、直線部ＬＰを有するフランジ形状となる。
【０２１６】
図１４（ａ）、（ｂ）では、フランジの光軸方向の一部のみを除去することで、ゲートを除去している。従って、ゲート除去後の対物レンズの形状は、フランジ部は全周円状となる部分ＦＣ１と、一部が直線となる部分ＦＣ２とを併せ持つ形となる。
【０２１７】
また、樹脂の転写性を高めるために、金型に空気穴（エアベントとも言う）を設け、そこから空気を吸引したり、金型内の空気を逃がしたりするという方法を取ることがある。その場合、当該エアベントに樹脂が入り込んでバリとなる可能性が出てくる。その際は、エアベントバリを除去することが好ましい。
【０２１８】
＜コート＞
ところで、光源から出射されるレーザ光を効率よく利用するために、対物レンズには、透過率を高める工夫がなされている。例えば対物レンズの光学面には、反射防止膜が成膜され、光の干渉を利用して光学面から反射する光の量を抑制するようにしている。
【０２１９】
対物レンズに反射防止膜を成膜する場合、それに入射する異なる波長の光束それぞれに対して、反射防止を実現しなくてはならない。ところが、反射防止を実現できる波長域を広くとるためには、一般的には反射防止膜の膜厚の増大を容認せざるをえないが、膜厚の増大により、光路差付与構造の形状（特に角部の形状）がダレた形に変化してしまい、それにより所望の光学特性が得られなくなる恐れがある。
【０２２０】
又、本発明のように、４５０ｎｍ以下の短波長領域で光路差付与構造による光学特性を得ようとした場合、光路差付与構造はより微細化するので、反射防止膜が回折構造の形状に与える影響はより増大してしまうという問題がある。
【０２２１】
更に、反射防止膜を成膜した光学部品には、光学面に付着した異物を拭うことによる反射防止膜の剥がれを抑制する、いわゆる拭き性も要求されるが、光路差付与構造に膜厚の厚い反射防止膜を成膜すると拭き性が著しく低下するという問題がある。
【０２２２】
耐拭き性を確保しつつ、光透過率を高く維持できるにもかかわらず、例えば微細な光路差付与構造による本来の光学特性を発揮させることを可能とするためには、以下のような反射防止膜とすることが好ましい。
【０２２３】
例えば、光路差付与構造が設けられている光学面における反射防止膜の膜層数を、光路差付与構造が設けられていない光学面における反射防止膜の膜層数より少なくすることが好ましい例として挙げられる。この構成により、光路差付与構造を有する光学面における反射防止膜の膜厚を比較的薄くできることから成膜後の微細な光路差付与構造の形状を維持しやすくなり、微細な光路差付与構造の光学特性の劣化を回避できると共に、拭き性も向上させることができる。一方、光路差付与構造を有していない光学面においては、反射防止膜の膜厚を増大させても、光学特性の大きな劣化を招くことはなく、拭き性も低下しないので、反射防止膜の膜層数を増大させ、十分な反射防止機能を発揮できる。
【０２２４】
光路差付与構造が設けられていない光学面における反射防止膜は、７層乃至１０層のいずれかとすることが好ましい。
【０２２５】
一方、光路差付与構造が設けられている光学面における反射防止膜は、光路差付与構造が設けられていない光学面における反射防止膜の層数より少なく、且つ、単層乃至９層のいずれかとすることが好ましい。より好ましくは、単層乃至３層のいずれかとすることである。
【０２２６】
または、光路差付与構造を形成した光学面には反射防止膜を形成せず、光路差付与構造を形成していない光学面にのみ反射防止膜を形成してもよい。
【０２２７】
反射防止膜は、高屈折率層（Ｈ材ともいう）と低屈折率層（Ｌ材ともいう）を交互に設けるか、中屈折率層（Ｍ材ともいう）と低屈折率層を交互に設けるか、又は、高屈折率層と中屈折率層と低屈折率層とを交互に設けることが好ましい。尚、低屈折率層とは、好ましくは、設計波長（好ましくは４８０ｎｍ以上、５４０ｎｍ以下の波長）での屈折率が、１．３０以上、１．５０以下の層をいう。また、中屈折率層とは、好ましくは、設計波長での屈折率が、１．５５以上、１．７０以下の層をいう。また、高屈折率層とは、好ましくは、設計波長での屈折率が、１．７５以上、２．５０以下の層をいう。
【０２２８】
低屈折率層の好ましい例としては、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、酸化シリコン等が挙げられる。中屈折率層の好ましい例としては、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、フッ化セリウム等が挙げられる。高屈折率層の好ましい例としては、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ハウニウム等が挙げられる。また、コートの方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、大気圧プラズマ法、塗布法、ミスト法等が挙げられる。尚、対物レンズがガラスレンズである場合、反射防止膜を形成した後、アニール処理することが好ましい。
【０２２９】
高屈折率層、低屈折率層、中屈折率層の、好ましい組み合わせの例を、表１に幾つか示す。
【０２３０】
【表１】
【０２３１】
＜倍率＞
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。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（２６）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ１＜０．０１ （２６）
【０２３２】
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（２７）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ２＜０．０１ （２７）
【０２３３】
一方で、第２光束を発散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（２７）´を満たすことが好ましい。
【０２３４】
−０．０２５＜ｍ２≦−０．０１ （２７）´
【０２３５】
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（２８）を満たすことが好ましい。
−０．０１＜ｍ３＜０．０１ （２８）
【０２３６】
一方で、第３光束を発散光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（２８）´を満たすことが好ましい。
−０．０２５＜ｍ３≦−０．０１ （２８）´
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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】
【０２４１】
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、本発明の条件式（２）を満たす場合に、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。また、３種類の光ディスクに対応可能な対物レンズにおいて、本発明の条件式（２）を満たすことにより、このようなＢＤに対応可能な軸上厚の厚さの確保に加えて、保護基板の厚いＣＤに対応可能なワーキングディスタンスの確保を両立させることが可能となる。そして、本発明の条件式（１）を満たすことで、条件式（２）を満たしつつ、対物レンズのフランジが薄くなりすぎることを防止でき、安定して製造することが可能となると共に、壊れにくい対物レンズを提供することが可能となる。また、光学面中の有効径の比率を本発明の範囲内とすることにより、対物レンズのフランジが薄くなることを防止しつつ、製造誤差の少ない安定した有効径内の光学面を得ることができると共に、光ピックアップ装置に取り付ける際に光軸直交方向における取り付け誤差の許容量を増加させ、光ピックアップ装置への取り付け容易性を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０２４２】
【図１】本発明の一例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２】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の状態を示す図である。
【図３】光路差付与構造の例を示す軸線方向断面図である。
【図４】（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５】（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６】第１光路差付与構造の一例の概念図である。
【図７】第１光路差付与構造の他の例の概念図である。
【図８】２種類の基礎構造を重畳した際に発生した微小幅の段差を除去する概念図である。
【図９】第１光路差付与構造の他の例の概念図である。
【図１０】対物レンズの一例の光軸を含む断面の外観図である。
【図１１】対物レンズの一例を光軸方向に見た外観図である。
【図１２】対物レンズのゲートカットの一例を示した図である。
【図１３】対物レンズのゲートカットの他の例を示した図である。
【図１４】対物レンズのゲートカットの他の例を示した図である。
【図１５】光路差付与構造の加工形状の一例を示した図である。
【図１６】二軸加工機の一例を示す外観図である。
【図１７】剣先バイトの一例を示す外観図である。
【図１８】光路差付与構造の加工形状の他の例を示した図である。
【図１９】光路差付与構造の加工形状の他の例を示した図である。
【図２０】光路差付与構造の加工形状の他の例を示した図である。
【図２１】光路差付与構造の加工形状の他の例を示した図である。
【図２２】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２３】実施例１に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観図である。
【図２４】実施例１に係る対物レンズを第２光学面側の光軸方向からみた外観図である。
【図２５】実施例２に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観図である。
【図２６】実施例２に係る対物レンズを第２光学面側の光軸方向からみた外観図である。
【図２７】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。
【発明を実施するための形態】
【０２４３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図２２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、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。
【０２４４】
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のレーザ光束（第１光束）を射出する第１半導体レーザ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のレーザ光束（第２光束）を射出する第２半導体レーザ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のレーザ光束（第３光束）を射出する第３半導体レーザＬＤ３を一体化したレーザユニット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。
【０２４５】
図１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。本実施の形態におけるプラスチック材料は、三井化学株式会社製の商品名アペルを用いる。
【０２４６】
青紫色半導体レーザ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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
レーザユニットＬＤＰの半導体レーザ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、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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
レーザユニットＬＤＰの半導体レーザ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、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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
（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１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。
【０２５３】
【数１】
【０２５４】
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。
【０２５５】
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、数２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。
【０２５６】
【数２】
【０２５７】
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、Ｂ2iは光路差関数の係数である。
【０２５８】
（実施例１）
実施例１に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観図を図２３に示す。
【０２５９】
図２３からわかるように、実施例１の対物レンズの各種長さは以下の表２に示すようになっている。
【０２６０】
【表２】
【０２６１】
また、実施例１に係る対物レンズを第２光学面側の光軸から見た外観図を図２４に示す。図２４からわかるように、本実施例に係る対物レンズは、第２光学面側のフランジ部に、ピン突き出しに起因するピン跡を４つ有していることがわかる。ピン跡は微小な深さであるが凹んでいるため、対物レンズにおいて光軸方向に最も薄い部分における厚さは、０．６６ｍｍよりも若干少なくなる可能性もあるが、その量は微小であるため、本例では、縁厚を、対物レンズに置いて光軸方向に最も薄い部分における厚さとしている。また、図２４から、実施例１に係る対物レンズは、エアベントに起因するエアベントバリを有していることがわかる。尚、当該エアベントバリは除去される。
【０２６２】
次に、実施例１の反射防止膜について説明する。
【０２６３】
光路差付与構造を有する第１光学面には、以下の表３に示す３層の反射防止膜を真空蒸着法を用いて設ける。
【０２６４】
【表３】
【０２６５】
光路差付与構造を設けない第２光学面には、以下の表４に示す７層の反射防止膜を真空蒸着法を用いて設ける。
【０２６６】
【表４】
【０２６７】
次に、実施例１の対物レンズの、光学面の非球面形状及び光路差付与構造について説明する。実施例１の第１光路差付与構造は、上述した（１−１態様）に該当するものである。
【０２６８】
実施例１の対物レンズは、プラスチック製の単玉レンズである。実施例１の第１光路差付与構造は、中央領域ＣＮの全領域において、｜Ｌ｜、｜Ｍ｜、｜Ｎ｜が、それぞれ、２、１、１のブレーズ型の回折構造である第２基礎構造に、｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜Ｚ｜が、それぞれ、１、１、１であるブレーズ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。また、第２基礎構造の段差は光軸の方向を向いており、第１基礎構造の段差は光軸とは逆の方向を向いている。更に、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が合っている。更に、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に比べて小さく、第１基礎構造の光軸とは逆の方向を向いている段差の数が、第２基礎構造の光軸の方向を向いている段差の数に比べて多いことがわかる。
【０２６９】
実施例１の第１光路差付与構造は、以下の条件式（６）´´、（７）´´を満たす。ｄ１１は、光軸とは逆の方向を向いている段差の段差量であり、ｄ１２は、光軸の方向を向いている段差の段差量である。
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１１＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （６）´´
０．９・（λ１／（ｎ−１））＜ｄ１２＜１．５・（λ１／（ｎ−１）） （７）´´
【０２７０】
実施例１の、λ１は４０５ｎｍ（０．４０５μｍ）であって、ｎは１．５５９２であるので、段差量ｄ１１、ｄ１２は、以下の条件式を満たすことになる。
０．６５μｍ＜ｄ１１＜１．０９μｍ
０．６５μｍ＜ｄ１２＜１．０９μｍ
【０２７１】
また、実施例１の第２光路差付与構造は、中間領域ＭＤの全領域において、第１基礎構造と同じ第３基礎構造と、第２基礎構造と同じ第４基礎構造とを重ねあわせた構造に、更に、第５基礎構造を重ね合わせた光路差付与構造となっている。実施例１の第５基礎構造は、第５基礎構造を通過した第１光束の０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５基礎構造を通過した第２光束の０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５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２ステップの階段型の回折構造（バイナリ構造）である。
【０２７２】
また、実施例１の第３光路差付与構造は、周辺領域ＯＴの全領域において、第８基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。実施例１の第８基礎構造は、第８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８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８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ブレーズ型構造である。
【０２７３】
表５に実施例１の光学面のレンズデータを示す。
【０２７４】
【表５】
【０２７５】
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６Ａ、６Ｂに示す。表６Ａ、６Ｂ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。
【０２７６】
【数３】
【０２７７】
ｈは、光軸直交方向の光軸からの高さを表す。
【０２７８】
【表６Ａ】
【０２７９】
【表６Ｂ】
【０２８０】
表６Ａ，６Ｂからわかるように、本実施例において、第１輪帯から第８２輪帯までが中央領域であり、第８３輪帯から第１２２輪帯までが中間領域であり、第１２３輪帯から第１４５輪帯までが周辺領域である。
【０２８１】
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２７として示す。尚、実際は、光路差付与構造の段差面は光軸に対して斜めとなっているが、図２７においては便宜上光軸に平行な方向として記載されている。第１光路差付与構造が設けられた中央領域がＣＮであり、第２光路差付与構造が設けられた中間領域がＭＤで示された領域であり、第３光路差付与構造が設けられた周辺領域がＯＴで示された領域である。
【０２８２】
尚、実施例１の光路差付与構造の段差面は光軸に対して斜めとなっており、また、角部では曲率を有する。光軸側の段差面と光軸とがなす角度は１４〜１５°であり、光軸と逆側の段差面と光軸とがなす角度も１４〜１５°であり、角部の曲率半径は０．４〜５μｍである。このような実施例１の光路差付与構造を切削するための剣先バイトは、２８〜３０°程度の頂角を有し、加工機にまっすぐ取り付けられる。
【０２８３】
（実施例２）
実施例２に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観図を図２５に示す。
【０２８４】
図２５からわかるように、実施例２の対物レンズの各種長さは以下の表７に示すようになっている。
【０２８５】
【表７】
【０２８６】
また、実施例２に係る対物レンズを第２光学面側の光軸から見た外観図を図２６に示す。図２６からわかるように、本実施例に係る対物レンズは、ピン突き出しによるものではなく、フランジ部に、ピン突き出しに起因するピン跡を有していないことがわかる。また、ゲートを直線状にカットして除去し、且つ、エアベントに起因するエアベントバリも除去していることがわかる。
【０２８７】
実施例２の反射防止膜は、実施例１と同様である。
【０２８８】
次に、実施例２の対物レンズの、光学面の非球面形状及び光路差付与構造について説明する。実施例２の第１光路差付与構造は、上述した（２−１態様）に該当するものである。
【０２８９】
実施例２の対物レンズは、プラスチック製の単玉レンズである。実施例２の第１光路差付与構造は、中央領域ＣＮの全領域において、Ｘ、Ｙ、Ｚが、それぞれ、１、−２、−３である、７レベルの階段型の基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。
【０２９０】
実施例２の第１光路差付与構造は、以下の条件式（１７）を満たす。Ｂ２は、階段型構造の小さい段差の段差量である。
０．６・（１．１６・λ１／（ｎ−１））＜Ｂ２＜１．５・（１．１６・λ１／（ｎ−１）） （１７）
【０２９１】
また、実施例２の第２光路差付与構造は、中間領域ＭＤの全領域において、第７基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。実施例２の第７基礎構造は、第７基礎構造を通過した第１光束の０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７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７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３ステップの階段型の回折構造である。
【０２９２】
また、実施例２の第３光路差付与構造は、周辺領域ＯＴの全領域において、第８基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。実施例２の第８基礎構造は、第８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８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８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ブレーズ型構造である。
【０２９３】
表８に実施例２の光学面のレンズデータを示す。
【０２９４】
【表８】
【０２９５】
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９Ａ、９Ｂに示す。表９Ａ，９Ｂ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。
【０２９６】
【表９Ａ】
【０２９７】
【表９Ｂ】
【０２９８】
表９Ａ、９Ｂからわかるように、本実施例において、第１輪帯から第７７輪帯までが中央領域であり、第７８輪帯から第１１３輪帯までが中間領域であり、第１１４輪帯から第１２７輪帯までが周辺領域である。
【０２９９】
尚、実施例２の光路差付与構造の段差面は光軸に対して斜めとなっており、また、角部では曲率を有する。光軸側の段差面と光軸とがなす角度は１４〜１５°であり、光軸と逆側の段差面と光軸とがなす角度も１４〜１５°であり、角部の曲率半径は０．４〜５μｍである。このような実施例２の光路差付与構造を切削するための剣先バイトは、２８〜３０°程度の頂角を有し、加工機にまっすぐ取り付けられる。
【０３００】
（実施例３）
実施例３に係る対物レンズの光軸を含む断面の外観や、光軸側から見た外観は、実施例１と同様である。
【０３０１】
また、実施例３の反射防止膜も、実施例１と同様である。
【０３０２】
次に、実施例３の対物レンズの、光学面の非球面形状及び光路差付与構造について説明する。実施例３の第１光路差付与構造は、上述した（１−２態様）に該当するものである。
【０３０３】
実施例３の対物レンズは、プラスチック製の単玉レンズである。実施例３の第１光路差付与構造は、中央領域ＣＮの全領域において、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造とを重ねあわせてなる光路差付与構造である。
【０３０４】
ブレーズ型構造である第１基礎構造は、第１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する。
【０３０５】
また、２レベルの階段型構造（バイナリ構造）である第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束の０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０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。
【０３０６】
また、実施例３の第２光路差付与構造は、中間領域ＭＤの全領域において、第５基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。ブレーズ型構造である第５基礎構造は、第５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５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５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。
【０３０７】
また、実施例３の第３光路差付与構造は、周辺領域ＯＴの全領域において、第８基礎構造のみからなる光路差付与構造となっている。実施例３の第８基礎構造は、第８基礎構造を通過した第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し、第８基礎構造を通過した第２光束の３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８基礎構造を通過した第３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するブレーズ型構造である。
【０３０８】
尚、実施例３の光路差付与構造の段差面は光軸に対して斜めとなっており、また、角部では曲率を有する。光軸側の段差面と光軸とがなす角度は２６〜２８°であり、光軸と逆側の段差面と光軸とがなす角度は２〜３°であり、角部の曲率半径は０．４〜５μｍである。このような実施例３の光路差付与構造を切削するための剣先バイトは、２８〜３０°程度の頂角を有し、加工機に１３°程度傾けて取り付けられる。
【０３０９】
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】
【０３１０】
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半導体レーザ又は青紫色半導体レーザ
ＬＤ２ 第２半導体レーザ
ＬＤ３ 第３半導体レーザ
ＬＤＰ レーザユニット
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
【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、
前記対物レンズは、互いに対向する第１光学面と第２光学面を有し、
少なくとも前記第１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の少なくとも三つの領域を有し、
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、前記対物レンズの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、前記対物レンズの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、
前記対物レンズは、前記対物レンズの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、
前記第１光学面の全径に対する、前記周辺領域の径の比率が、９０％以上、１００％以下であり、
前記第２光学面の全径に対する、前記周辺領域に対応する有効径の比率が、７５％以上、１００％以下であり、
以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
２≦ｄｍａｘ／ｄｍｉｎ≦８ （１）
０．９≦ｄｍａｘ／ｆ≦１．５ （２）
但し、ｄｍａｘ（ｍｍ）は、前記対物レンズの軸上厚を表し、ｄｍｉｎ（ｍｍ）は、前記対物レンズにおいて光軸方向に最も薄い部分における厚さを表し、ｆ（ｍｍ）は、前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離を表す。
【請求項２】
前記第１光路差付与構造は、複数の基礎構造を重ね合わせた構造であることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
前記複数の基礎構造は、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、ブレーズ型構造である第２基礎構造であることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記複数の基礎構造は、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造であることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記第１光路差付与構造は、単一の基礎構造のみからなることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記基礎構造は、階段型構造であることを特徴とする請求項５に記載の対物レンズ。
【請求項７】
請求項１乃至６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８】
請求項７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。
【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、
前記対物レンズは、互いに対向する第１光学面と第２光学面を有し、
少なくとも前記第１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の少なくとも三つの領域を有し、
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、前記対物レンズの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、前記対物レンズの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、
前記対物レンズは、前記対物レンズの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、
前記第１光学面の全径に対する、前記周辺領域の径の比率が、９０％以上、１００％以下であり、
前記第２光学面の全径に対する、前記周辺領域に対応する有効径の比率が、７５％以上、１００％以下であり、
以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
２≦ｄｍａｘ／ｄｍｉｎ≦８ （１）
０．９≦ｄｍａｘ／ｆ≦１．５ （２）
但し、ｄｍａｘ（ｍｍ）は、前記対物レンズの軸上厚を表し、ｄｍｉｎ（ｍｍ）は、前記対物レンズにおいて光軸方向に最も薄い部分における厚さを表し、ｆ（ｍｍ）は、前記第１光束における前記対物レンズの焦点距離を表す。
【請求項２】
前記第１光路差付与構造は、複数の基礎構造を重ね合わせた構造であることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
前記複数の基礎構造は、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、ブレーズ型構造である第２基礎構造であることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記複数の基礎構造は、ブレーズ型構造である第１基礎構造と、階段型構造である第２基礎構造であることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記第１光路差付与構造は、単一の基礎構造のみからなることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記基礎構造は、階段型構造であることを特徴とする請求項５に記載の対物レンズ。
【請求項７】
請求項１乃至６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８】
請求項７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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１１−９６３５０（Ｐ２０１１−９６３５０Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４６２５（Ｐ２０１０−５４６２５）
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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