JP2006318622A - Objective lens for optical information recording reproducing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an objective lens which, even when informational recording, and the like, to each of optical disks is performed using multiple light beams, suppresses spherical aberration on a recording surface for each of the optical disks and suppresses occurrence of the aberration also in tracking. <P>SOLUTION: An objective lens, in which each of the light beams is a parallel light beam, has phase shift structure comprising multiple concentric refracting surfaces on one of the surfaces at least. The structure has a first area for contributing to convergence of a third light beam when a third optical disk is used, level difference between annular zones in the area gives to a first light beam at least two kinds of amount of change in optical-path-length different in an absolute value, each of its absolute values is expressed with (i<SB>A</SB>+Δ<SB>A</SB>) times of one wavelength of the light flux of a first wavelength, and (i<SB>B</SB>+Δ<SB>B</SB>) times. At least one of each amount of change in the optical-path-length is expressed where i<SB>A</SB>is i<SB>A</SB>=2k+1 and the maximum diffraction order in the light beam of a third wavelength is (k+1) order, and Δ<SB>A</SB>is configured to satisfy a condition (1): 0.000≤Δ<SB>A</SB>≤0.384. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えば、記録密度や保護層の厚みが異なる複数種類の光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置といった波長が各々異なる複数種類の光を使用する装置に搭載される対物レンズに関する。   The present invention provides, for example, an objective mounted on a device that uses a plurality of types of light having different wavelengths, such as an optical information recording / reproducing device that records or reproduces information on a plurality of types of optical discs having different recording densities and protective layer thicknesses. Related to lenses.

光ディスクには、従来、ＣＤやＤＶＤといった記録密度や保護層の厚みが異なる複数の規格が存在する。また近年、情報記録のさらなる高容量化を実現すべく、ＤＶＤよりも一層記録密度の高い新規格の光ディスクが実用化されつつある。該新規格の光ディスクとしては、例えばＨＤ ＤＶＤやＢＤ(Blu-ray Disc)等がある。このような新規格の光ディスクは、ＤＶＤの保護層厚と同等もしくはそれ以下の保護層厚を有する。このように規格の異なる複数の光ディスクが存在するためユーザの利便性に鑑み、近年、光情報記録再生装置、より厳密には装置内に設けられる対物光学系は、上記の三種類の光ディスクに対して互換性を持つことが要求される。なお、本文において、光情報記録再生装置と記した場合には、情報の記録専用装置、情報の再生専用装置、情報の記録および再生兼用装置、の全てを含むものとする。また、互換性を持つとは、使用する光ディスクを切り替えたとしても部品を交換したりすることなく情報の記録または再生が保証されることをいう。   Conventionally, there are a plurality of standards for optical disks, such as CD and DVD, which have different recording densities and protective layer thicknesses. In recent years, optical discs of a new standard having a higher recording density than that of DVDs are being put into practical use in order to realize higher capacity of information recording. Examples of the new standard optical disc include HD DVD and BD (Blu-ray Disc). Such a new standard optical disc has a protective layer thickness equal to or less than the protective layer thickness of DVD. Since there are a plurality of optical discs with different standards in this way, in view of user convenience, in recent years, an optical information recording / reproducing device, more strictly, an objective optical system provided in the device has been used for the above three types of optical discs. And compatibility is required. In the text, the term “optical information recording / reproducing apparatus” includes all of the information recording apparatus, the information reproduction apparatus, and the information recording / reproducing apparatus. “Compatible” means that recording or reproduction of information is guaranteed without changing parts even if the optical disk to be used is switched.

装置が規格の異なる複数の光ディスクに対して互換性を持つためには、まず、規格が異なる光ディスクの切り替え時に、保護層の厚みによって変化してしまう球面収差を補正しつつ、情報の記録または再生に使用する光の開口数（ＮＡ）を変化させて記録密度の違いに対応したビームスポットが得られるようにする必要がある。一般にスポット径は波長が短いほど小さい。そこで従来、記録密度に応じて、光情報記録再生装置では、複数の波長のレーザー光が使用される。例えば、ＤＶＤ使用時には、ＣＤ使用時に用いられる約７９０ｎｍより短い約６６０ｎｍの波長のレーザー光が用いられる。また、該新規格の光ディスク使用時には、その記録密度の高さからＤＶＤに対する情報の記録または再生時に用いられる波長よりもさらに短波長な光（例えば４０８ｎｍあたりのいわゆる青色レーザー光）が用いられる。   In order for the device to be compatible with a plurality of optical discs with different standards, first, information is recorded or reproduced while correcting spherical aberration that changes depending on the thickness of the protective layer when switching between optical discs with different standards. Therefore, it is necessary to change the numerical aperture (NA) of the light used to obtain a beam spot corresponding to the difference in recording density. Generally, the spot diameter is smaller as the wavelength is shorter. Therefore, conventionally, laser light having a plurality of wavelengths is used in the optical information recording / reproducing apparatus according to the recording density. For example, when using a DVD, laser light having a wavelength of about 660 nm, which is shorter than about 790 nm used when using a CD, is used. Further, when the optical disc of the new standard is used, light having a wavelength shorter than the wavelength used when recording or reproducing information on a DVD (for example, so-called blue laser light per 408 nm) is used because of the high recording density.

次いで、各々の光ディスクに対して、良好な状態で各光ディスクの記録面位置に収束させる一つの手段として、対物光学系を構成する１または複数の光学素子（例えば対物レンズ）における任意の一面に輪帯状の微細な段差を有する輪帯構造を設け、該輪帯構造の作用によって、異なる波長の光を各々対応する光ディスクの記録面において良好に収束させる技術が実用化されている。   Next, as one means for converging each optical disc to the recording surface position of each optical disc in a good state, the optical disc is rotated on an arbitrary surface of one or more optical elements (for example, objective lens) constituting the objective optical system. A technology has been put into practical use in which a ring-shaped structure having a band-shaped fine step is provided and light of different wavelengths is converged well on the recording surface of the corresponding optical disk by the action of the ring-shaped structure.

また、上記光学素子は、光源の個体差や温度変化等の環境変化によって、使用するレーザー光の波長が設計波長からずれることにより生じる球面収差も補正するような作用を持つことが好ましい。なお設計波長とは、各光ディスクに対する情報の記録または再生に最適とされる各レーザー光の波長を意味する。   In addition, the optical element preferably has an action of correcting spherical aberration that occurs when the wavelength of the laser beam to be used deviates from the design wavelength due to environmental differences such as individual differences of light sources and temperature changes. The design wavelength means the wavelength of each laser beam that is optimal for recording or reproducing information on each optical disc.

上記のように、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ ＤＶＤのように三種類の光ディスクに対して互換性を持つ対物レンズとしては、例えば以下の特許文献１に提案される。   As described above, for example, the following Patent Document 1 proposes an objective lens that is compatible with three types of optical disks such as CD, DVD, and HD DVD.

特開２００４−３６２６２６号公報JP 2004-362626 A

特許文献１に記載の対物レンズは、記録密度の異なる３種類の光ディスクに対して互換性を持たせるために、波長の異なる３種類の光束のうち、２つの波長の光束に対しては輪帯構造により球面収差を補正し、残りの１つの波長に対しては対物レンズに入射する光束の発散度をコントロールすることにより球面収差を補正している。   In order to provide compatibility with three types of optical discs having different recording densities, the objective lens described in Patent Document 1 is a ring zone for two types of light beams having different wavelengths. The spherical aberration is corrected by the structure, and for the remaining one wavelength, the spherical aberration is corrected by controlling the divergence of the light beam incident on the objective lens.

ここで、情報の記録または再生を行う際に高いＮＡが要求される、ＨＤ ＤＶＤやＤＶＤを使用する時は、収差に対する許容度が低いとされる。そのため、上記特許文献１では、上記の比較的記録密度が高いＨＤ ＤＶＤやＤＶＤに対する情報の記録または再生時には、対物レンズに略平行光束が入射するような構成にしている。そして、情報の記録または再生を行う際にそれほど高いＮＡを要求されないＣＤを使用する時は、対物レンズに発散光が入射するような構成にしている。これにより、記録密度の異なる３種類の光ディスクに対して互換性を持つ対物レンズを提供している。   Here, when using an HD DVD or DVD, which requires a high NA when recording or reproducing information, the tolerance for aberration is low. For this reason, in Patent Document 1, a substantially parallel light beam is incident on the objective lens when information is recorded or reproduced on the HD DVD or DVD having a relatively high recording density. When a CD that does not require a very high NA when recording or reproducing information is used, the diverging light is incident on the objective lens. Thus, an objective lens having compatibility with three types of optical disks having different recording densities is provided.

しかし、対物レンズに発散光が入射する場合、トラッキング時にコマ収差等の収差が発生してしまう。そのため、たとえ収差に対する許容度が低いＣＤ等の光ディスク使用時であっても、これらの収差を良好に抑えることができる対物レンズが要望されている。   However, when divergent light is incident on the objective lens, aberration such as coma aberration occurs during tracking. Therefore, there is a demand for an objective lens that can satisfactorily suppress these aberrations even when an optical disk such as a CD having a low tolerance for aberrations is used.

本発明は上記の事情に鑑み、波長が異なる複数種類の光束を使用して規格の異なる三種類の光ディスクのいずれに対する情報の記録または再生を行った時であっても、各光ディスクの記録面上において球面収差を抑えて良好なスポットを形成するとともに、トラッキング時にも収差の発生を抑えることができる、光情報記録再生装置用の対物レンズを提供することを目的とする。   In view of the circumstances described above, the present invention provides a recording surface of each optical disc even when information is recorded or reproduced on any of the three types of optical discs having different standards using a plurality of types of light beams having different wavelengths. It is an object of the present invention to provide an objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus that can suppress spherical aberration to form a good spot and suppress occurrence of aberration even during tracking.

上記課題を解決するため、本発明の光情報記録再生装置用対物レンズは、記録密度の異なる複数の光ディスクに対して第一から第三の波長を持つ三種類の略平行光束を使い分けることにより、各光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置に用いられる対物レンズであって、第一から第三の波長のうち最も波長が短い第一の波長をλ１、前記第一の波長より長い第二の波長をλ２、最も長い第三の波長をλ３とすると、
λ１＜λ２＜λ３
１．９＜λ３／λ１＜２．１
であり、
第一の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第一の光ディスクの保護層厚をｔ１、第二の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第二の光ディスクの保護層厚をｔ２、第三の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第三の光ディスクの保護層厚をｔ３、とすると、
ｔ１≦ｔ２＜ｔ３
であり、
第一の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ１、第二の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ２、第三の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ３、とすると、
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
であり、少なくとも一方の面に、複数の同心円状の屈折面で構成された位相シフト構造を有しており、位相シフト構造は、第三の波長の光束を第三の光ディスクの記録面上に収束する第一領域を有し、第一領域は、互いに隣り合う屈折面の境界において、第一の波長の光束に対して絶対値が異なる少なくとも二種類の光路長変化量を付与する段差を有し、当該少なくとも二種類の光路長変化量の各絶対値は、第一の波長の光束一波長分の（ｉＡ＋ΔＡ）倍、および（ｉＢ＋ΔＢ）倍（但し、ｉＡ、ｉＢは自然数、かつｉＡ≠ｉＢ、−０．５＜ΔＡ＜０．５、−０．５＜ΔＢ＜０．５）で表され、さらに、ｉＡがｉＡ＝２ｋ＋１（但し、ｋは自然数）で表され、かつ前記第三の波長の光束において回折効率が最大となる回折次数が（ｋ＋１）次であり、ΔＡは以下の条件（１）、
０．０００≦ΔＡ≦０．３８４・・・（１）
を満たすことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus of the present invention uses three types of substantially parallel light beams having first to third wavelengths for a plurality of optical disks having different recording densities. An objective lens used in an optical information recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information with respect to each optical disc, wherein the first wavelength, which is the shortest of the first to third wavelengths, is λ1, which is greater than the first wavelength. If the long second wavelength is λ2 and the longest third wavelength is λ3,
λ1 <λ2 <λ3
1.9 <λ3 / λ1 <2.1
And
The thickness of the protective layer of the first optical disk on which information is recorded or reproduced using the light beam of the first wavelength is t1, and the thickness of the second optical disk on which information is recorded or reproduced using the light beam of the second wavelength If the protective layer thickness is t2, and the protective layer thickness of the third optical disc on which information is recorded or reproduced using a light beam of the third wavelength is t3,
t1 ≦ t2 <t3
And
The numerical aperture necessary for recording or reproducing information on the first optical disk is NA1, the numerical aperture necessary for recording or reproducing information on the second optical disk is NA2, and the numerical aperture necessary for recording or reproducing information on the third optical disk. If the number is NA3,
NA1> NA3 and NA2> NA3
And having a phase shift structure composed of a plurality of concentric refracting surfaces on at least one surface, and the phase shift structure allows a third wavelength light beam to be projected onto the recording surface of the third optical disc. The first region has a first step that converges, and the first region has a step that provides at least two types of optical path length change amounts having different absolute values with respect to the light beam having the first wavelength at the boundary between adjacent refractive surfaces. The absolute values of the at least two kinds of optical path length variation amounts are (i A + Δ A ) times and (i B + Δ B ) times (i A + Δ B ) times (one i, B is a natural number and i A ≠ i B , −0.5 <Δ A <0.5, −0.5 <Δ B <0.5), and i A is i A = 2k + 1 (provided that , K is a natural number), and the diffraction order at which the diffraction efficiency is maximum in the light flux of the third wavelength is k + 1) is the next, delta A the following conditions (1),
0.000 ≦ Δ A ≦ 0.384 (1)
It is characterized by satisfying.

請求項１に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、上記第一の領域の段差で付与する光路長変化量のうち、少なくとも一種類の光路長変化量ｉＡを奇数値であるように構成することにより、規格の異なる三種類の光ディスクに対する高い互換性を持たせることができる。しかも各光ディスクのいずれを使用する場合でも略平行光束を使用するため、トラッキングシフト時に収差の発生を抑えることができ、情報の記録または再生に好適なスポットを形成することができる。 According to the objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1, at least one kind of optical path length variation i A among the optical path length variations provided by the step in the first region is an odd value. By configuring in this way, it is possible to provide high compatibility with three types of optical discs having different standards. In addition, since almost parallel light beams are used when any of the optical disks is used, the occurrence of aberration can be suppressed during tracking shift, and a spot suitable for recording or reproducing information can be formed.

さらにｉＡは、以下の条件（２）より好ましくは条件（３）を満たすことが望ましい。
０．０２０≦ΔＡ≦０．３２４・・・（２）（請求項２）
０．０２０≦ΔＡ≦０．２５８・・・（３）（請求項３） Further, i A desirably satisfies the following condition (2), more preferably condition (3).
0.020 ≦ Δ A ≦ 0.324 (2) (Claim 2)
0.020 ≦ Δ A ≦ 0.258 (3) (Claim 3)

さらにｉＡは、以下の条件（４）を満たすことが望ましい。
０．０２０≦ΔＡ≦０．１７８・・・（４）（請求項４）
これにより、記録密度の最も高い第一の光ディスクに対する情報の記録または再生時において第一の波長の光束の利用効率を非常に高く設定することができる。 Further, i A preferably satisfies the following condition (4).
0.020 ≦ Δ A ≦ 0.178 (4) (Claim 4)
As a result, the utilization efficiency of the light beam having the first wavelength can be set very high when information is recorded or reproduced on the first optical disk having the highest recording density.

また、請求項５に記載の光情報記録再生装置用対物レンズは、記録密度の異なる複数の光ディスクに対して第一から第三の波長を持つ三種類の略平行光束を使い分けることにより、各光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置に用いられる対物レンズであって、第一から第三の波長のうち最も短い第一の波長をλ１、前記第一の波長より長い第二の波長λ２、最も長い第三の波長をλ３とすると、
λ１＜λ２＜λ３
１．９＜λ３／λ１＜２．１
であり、
第一の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第一の光ディスクの保護層厚をｔ１、第二の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第二の光ディスクの保護層厚をｔ２、第三の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第三の光ディスクの保護層厚をｔ３、とすると、
ｔ１≦ｔ２＜ｔ３
であり、
第一の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ１、第二の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ２、第三の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ３、とすると、
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
であり、
少なくとも一方の面に、複数の同心円状の屈折面で構成された位相シフト構造を有しており、位相シフト構造は、第三の波長の光束を第三の光ディスクの記録面上に収束する第一領域を有し、該第一領域は、互いに隣り合う屈折面の境界において第一の波長の光束に対して絶対値が異なる少なくとも二種類の光路長変化量を付与する段差を有し、少なくとも二種類の光路長変化量は、第一の波長の光束一波長分の（ｉＡ＋ΔＡ）倍、および（ｉＢ＋ΔＢ）（但し、ｉＡ、ｉＢは自然数、かつ、ｉＡ≠ｉＢ、−０．５＜ΔＡ＜０．５、−０．５＜ΔＢ＜０．５）で表され、ｉＡがｉＡ＝２ｋ＋１（但し、ｋは自然数）で表され、かつ前記第三の波長の光束において回折効率が最大となる回折次数がｋ次であり、ΔＡは以下の条件（５）、
−０．３８４≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（５）
を満たすことを特徴とする。 The objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 5 uses three types of substantially parallel light beams having first to third wavelengths for a plurality of optical discs having different recording densities. An objective lens used in an optical information recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information with respect to λ1, the shortest first wavelength among the first to third wavelengths being λ1, the second being longer than the first wavelength If the wavelength λ2 and the longest third wavelength is λ3,
λ1 <λ2 <λ3
1.9 <λ3 / λ1 <2.1
And
The thickness of the protective layer of the first optical disk on which information is recorded or reproduced using the light beam of the first wavelength is t1, and the thickness of the second optical disk on which information is recorded or reproduced using the light beam of the second wavelength If the protective layer thickness is t2, and the protective layer thickness of the third optical disc on which information is recorded or reproduced using a light beam of the third wavelength is t3,
t1 ≦ t2 <t3
And
The numerical aperture necessary for recording or reproducing information on the first optical disk is NA1, the numerical aperture necessary for recording or reproducing information on the second optical disk is NA2, and the numerical aperture necessary for recording or reproducing information on the third optical disk. If the number is NA3,
NA1> NA3 and NA2> NA3
And
At least one surface has a phase shift structure composed of a plurality of concentric refracting surfaces, and the phase shift structure converges the light beam having the third wavelength on the recording surface of the third optical disk. The first region has a step that provides at least two types of optical path length variation amounts having different absolute values with respect to the light beam having the first wavelength at the boundary between adjacent refracting surfaces; The two types of optical path length variation are (i A + Δ A ) times the light flux of the first wavelength and (i B + Δ B ) (where i A and i B are natural numbers and i A ≠ i B , −0.5 <Δ A <0.5, −0.5 <Δ B <0.5), i A is represented by i A = 2k + 1 (where k is a natural number), and wherein the diffraction order at which the diffraction efficiency is maximized in the light flux of the third wavelength is k-th order, delta a the following conditions ( ),
−0.384 ≦ Δ A ≦ −0.070 (5)
It is characterized by satisfying.

さらにΔＡは、以下の条件（６）より好ましくは条件（７）を満たすことが望ましい。
−０．３２４≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（６）（請求項６）
−０．２５８≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（７）（請求項７） Further delta A preferably satisfies more preferably the condition (7) the following condition (6).
−0.324 ≦ Δ A ≦ −0.070 (6) (Claim 6)
−0.258 ≦ Δ A ≦ −0.070 (7) (Claim 7)

さらにΔＡは、以下の条件（８）を満たすことが望ましい。
−０．１７８≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（８）（請求項８） Further delta A preferably satisfies the following condition (8).
−0.178 ≦ Δ A ≦ −0.070 (8) (Claim 8)

例えば、第一領域の段差が付与する光路長付加量の種類が二種類である場合、各段差のｉＡとｉＢの組み合わせは、３と２（請求項９）あるいは５と２（請求項１０）が好適である。また、第一領域の段差が付与する光路長付加量の種類が三種類である場合、各段差のｉＡ、ｉＢ、ｉＣの組み合わせは、３、２、８（請求項１１）、または、３、２、１０（請求項１２）、または、５、２、８（請求項１３）、または、５、２、１０（請求項１４）が好適である。 For example, when there are two types of optical path length addition amount provided by the step of the first region, the combination of i A and i B of each step is 3 and 2 (Claim 9) or 5 and 2 (Claim). 10) is preferred. Further, when there are three types of optical path length addition amount provided by the step in the first region, the combination of i A , i B , and i C in each step is 3, 2, 8 (Claim 11), or 3, 2, 10 (Claim 12), 5, 2, 8 (Claim 13), or 5, 2, 10 (Claim 14) are suitable.

また、本発明に係る光情報記録再生装置用対物レンズは単レンズとして構成される（請求項１５）。   The objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention is configured as a single lens.

請求項１６に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、位相シフト構造は、第一領域の外側に、第一の波長の光束および第二の波長の光束をそれぞれ第一の光ディスクおよび第二の光ディスクの記録面上に収束し、かつ第三の波長の光束の収束には寄与しない第二領域を有し、第二領域における互いに隣り合う屈折面の境界において、第一の光束に対して少なくとも一種類の光路長変化量を付与する段差を有し、一種類の光路長変化量の絶対値が、第一領域における少なくとも一種類の光路長変化量の絶対値とは異なる。   According to the objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 16, the phase shift structure has a first wavelength light beam and a second wavelength light beam outside the first region, respectively, A second region that converges on the recording surface of the second optical disk and does not contribute to the convergence of the light beam of the third wavelength; On the other hand, there is a step for providing at least one type of optical path length variation, and the absolute value of one type of optical path length variation is different from the absolute value of at least one type of optical path length variation in the first region.

また、請求項１７に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、以下の条件（９）が成立する場合、上記位相シフト構造には、第二領域の外側に、第二の波長の光束のみ収束し、第一および第三の波長の光束の収束には寄与しない第三領域を設けることが望ましい。該第三領域においては、互いに隣り合う屈折面の境界において、第二の光束に対して、少なくとも一種類の光路長変化量を有する段差を有し、該光路長変化量の絶対値が、第二領域における光路長変化量の絶対値と異なる。
f1×NA1＜f2×NA2・・・（９）
但し、ｆ１は、第一の光ディスク使用時における焦点距離を、
ｆ２は、第二の光ディスク使用時における焦点距離を、それぞれ表す。 According to the objective lens for an optical information recording / reproducing device according to claim 17, when the following condition (9) is satisfied, the phase shift structure has a second wavelength outside the second region. It is desirable to provide a third region that converges only the light beam and does not contribute to the convergence of the light beams of the first and third wavelengths. The third region has a step having at least one type of optical path length variation with respect to the second light flux at the boundary between adjacent refractive surfaces, and the absolute value of the optical path length variation is It differs from the absolute value of the optical path length variation in the two areas.
f1 × NA1 <f2 × NA2 (9)
However, f1 is the focal length when using the first optical disc,
f2 represents the focal length when the second optical disc is used.

また、請求項１８に記載の光情報記録再生装置用対物レンズによれば、以下の条件（１０）が成立する場合、上記位相シフト構造には、第二領域の外側に、第一の波長の光束のみ収束し、第二および第三の波長の光束の収束には寄与しない第三領域を設けることが望ましい。該第三領域は、互いに隣り合う屈折面の境界において、第一の光束に対して、少なくとも一種類の光路長変化量を有する段差を有し、該光路長変化量の絶対値が、第二領域における光路長変化量の絶対値と異なる。
f1×NA1＞f2×NA2・・・（１０） According to the objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 18, when the following condition (10) is satisfied, the phase shift structure has a first wavelength outside the second region. It is desirable to provide a third region that converges only the light beam and does not contribute to the convergence of the light beams of the second and third wavelengths. The third region has a step having at least one kind of optical path length variation with respect to the first light flux at a boundary between adjacent refracting surfaces, and the absolute value of the optical path length variation is a second value. It differs from the absolute value of the optical path length change amount in the region.
f1 × NA1> f2 × NA2 (10)

以上のように、本発明によれば、少なくとも一面に所定の位相シフト構造を形成することにより、各光ディスクの記録面上で発生する収差を良好に抑えている。また本発明によれば、どの光ディスクを使用する場合にも略平行光束が用いられる。これにより、既存の光ディスクおよび新規格の光ディスクのいずれを使用した場合であっても、球面収差のみならずトラッキングシフト時に発生する収差を良好に抑えることができる。すなわち、記録密度の異なる三種類の光ディスクの記録面上において良好なスポットを形成可能な光情報記録再生用対物レンズおよび該対物レンズを搭載する光情報記録再生装置が提供される。   As described above, according to the present invention, by forming a predetermined phase shift structure on at least one surface, aberrations that occur on the recording surface of each optical disk are satisfactorily suppressed. According to the present invention, a substantially parallel light beam is used when any optical disk is used. Thereby, it is possible to satisfactorily suppress not only spherical aberration but also aberration generated during tracking shift regardless of whether an existing optical disc or a new standard optical disc is used. That is, an optical information recording / reproducing objective lens capable of forming good spots on the recording surfaces of three types of optical discs having different recording densities and an optical information recording / reproducing apparatus equipped with the objective lens are provided.

以下、本発明の実施形態の対物レンズについて説明する。本実施形態の対物レンズは、光情報記録再生装置に搭載され、保護層厚、記録密度等といった規格がそれぞれ異なる三種類の光ディスクについて互換性を有している。   The objective lens according to the embodiment of the present invention will be described below. The objective lens of this embodiment is mounted on an optical information recording / reproducing apparatus, and is compatible with three types of optical discs having different standards such as a protective layer thickness and a recording density.

以下では説明の便宜上、上記三種類の光ディスクのうち、記録密度が最も高い光ディスク（例えばＨＤ ＤＶＤやＢＤ等の新規格の光ディスク）を第一の光ディスクＤ１、第一の光ディスクＤ１に比べて相対的に記録密度が低い（例えばＤＶＤやＤＶＤ−Ｒ等）を第二の光ディスクＤ２、記録密度が最も低い光ディスク（例えばＣＤやＣＤ−Ｒ等）を第三の光ディスクＤ３、と記す。   In the following, for convenience of explanation, among the above three types of optical discs, an optical disc having the highest recording density (for example, a new standard optical disc such as HD DVD or BD) is relatively compared to the first optical disc D1 and the first optical disc D1. The second optical disk D2 has a low recording density (for example, DVD or DVD-R), and the third optical disk D3 has the lowest recording density (for example, CD or CD-R).

各光ディスクＤ１〜Ｄ３の保護層厚をそれぞれｔ１〜ｔ３とすると、各保護層厚には、以下のような関係がある。
ｔ１≦ｔ２＜ｔ３ Assuming that the protective layer thicknesses of the optical disks D1 to D3 are t1 to t3, the protective layer thicknesses have the following relationship.
t1 ≦ t2 <t3

また、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のそれぞれに対して情報の記録または再生を行う場合、記録密度の違いに対応したビームスポットが得られるように、必要とされるＮＡの値を変化させる必要がある。ここで、各光ディスクＤ１〜Ｄ３に対する情報の記録または再生時に必要とされる最適な設計開口数を、それぞれＮＡ１、ＮＡ２、ＮＡ３とすると、各ＮＡには以下のような関係がある。
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３ Further, when information is recorded on or reproduced from each of the optical discs D1 to D3, it is necessary to change the required NA value so that a beam spot corresponding to the difference in recording density can be obtained. Here, assuming that the optimum design numerical apertures required for recording or reproducing information with respect to each of the optical discs D1 to D3 are NA1, NA2, and NA3, each NA has the following relationship.
NA1> NA3 and NA2> NA3

つまり、記録密度の高い第一の光ディスクＤ１および第二の光ディスクＤ２に対する情報の記録または再生時には、より小径なスポットの形成が要求されるため、必要なＮＡが高くなる。これに対し、最も記録密度の低い第三の光ディスクＤ３に対する情報の記録または再生時には、必要とされるＮＡは比較的小さい。なお、どの光ディスクも、情報の記録または再生時には、図示しないターンテーブル上に載置され回転駆動される。   That is, when recording or reproducing information with respect to the first optical disc D1 and the second optical disc D2 having a high recording density, formation of a spot with a smaller diameter is required, so that the necessary NA is increased. On the other hand, when recording or reproducing information on the third optical disc D3 having the lowest recording density, the required NA is relatively small. All optical disks are placed on a turntable (not shown) and rotated when information is recorded or reproduced.

上記のように記録密度が異なる各光ディスクＤ１〜Ｄ３を使用する場合、各記録密度に対応したビームスポットが得られるように、光情報記録再生装置内において、それぞれ異なる波長のレーザー光が用いられる。具体的には、第一の光ディスクＤ１に対して情報の記録または再生を行う際には、最も小径のビームスポットを第一の光ディスクＤ１の記録面上において形成するために、最も短波長（第一の波長）であるレーザー光（以下、第一のレーザー光という）を光源から照射する。また、第三の光ディスクＤ３に対して情報の記録または再生を行う際には、最も大きな径のビームスポットを第三の光ディスクＤ３の記録面上において形成するために、最も長波長（第三の波長）であるレーザー光（以下、第三のレーザー光という）を光源から照射する。そして第二の光ディスクＤ２に対して情報の記録または再生を行う際には、第二の光ディスクＤ２の記録面上において比較的小径のスポットを形成するために、第一のレーザー光よりは長波長であってかつ第三のレーザー光よりは短波長（第二の波長）であるレーザー光（以下、第二のレーザー光という）を光源から照射する。なお、第一の波長をλ１、第三の波長をλ３とすると、両者には、
１．９＜λ３／λ１＜２．１
という関係がある。 When using the optical discs D1 to D3 having different recording densities as described above, laser beams having different wavelengths are used in the optical information recording / reproducing apparatus so as to obtain beam spots corresponding to the recording densities. Specifically, when information is recorded on or reproduced from the first optical disc D1, in order to form the beam spot having the smallest diameter on the recording surface of the first optical disc D1, the shortest wavelength (the first wavelength) A laser beam (hereinafter, referred to as a first laser beam) that is one wavelength) is irradiated from a light source. Further, when recording or reproducing information on the third optical disc D3, in order to form a beam spot with the largest diameter on the recording surface of the third optical disc D3, A laser beam having a wavelength) (hereinafter referred to as a third laser beam) is irradiated from a light source. When recording or reproducing information on the second optical disc D2, a longer wavelength than that of the first laser beam is formed in order to form a relatively small-diameter spot on the recording surface of the second optical disc D2. In addition, a laser beam (hereinafter referred to as a second laser beam) having a shorter wavelength (second wavelength) than the third laser beam is irradiated from a light source. If the first wavelength is λ1 and the third wavelength is λ3,
1.9 <λ3 / λ1 <2.1
There is a relationship.

図１は、本実施形態の対物レンズ１０を有する光情報記録再生装置１００の概略構成を表す模式図である。光情報記録再生装置１００は、第一のレーザー光を照射する光源１Ａ、第二のレーザー光を照射する光源２Ａ、第三のレーザー光を照射する光源３Ａ、カップリングレンズ１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、ビームスプリッタ４１、４２、ハーフミラー４３、受光部４４を有する。なお、光情報記録再生装置１００では、上記の各光ディスク使用時に必要とされるＮＡが各々異なることに対応する必要がある。そのため、光情報記録再生装置１００では、図示しないが、光源３Ａ〜対物レンズ１０間に第三のレーザー光の光束径を規定する開口制限素子が配設されていてもよい。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical information recording / reproducing apparatus 100 having an objective lens 10 of the present embodiment. The optical information recording / reproducing apparatus 100 includes a light source 1A that emits a first laser beam, a light source 2A that emits a second laser beam, a light source 3A that emits a third laser beam, coupling lenses 1B, 2B, 3B, Beam splitters 41 and 42, a half mirror 43, and a light receiving unit 44 are included. In the optical information recording / reproducing apparatus 100, it is necessary to cope with different NAs required when using each optical disk. Therefore, in the optical information recording / reproducing apparatus 100, although not shown, an aperture limiting element that defines the beam diameter of the third laser light may be disposed between the light source 3A and the objective lens 10.

図１に示すように、各光源１Ａ〜３Ａから照射された第一〜第三の各レーザー光束は、各カップリングレンズ１Ｂ〜３Ｂにより平行光束に変換される。つまり本実施形態では、各カップリングレンズ１Ｂ〜３Ｂは、コリメートレンズとして機能する。各カップリングレンズ１Ｂ〜３Ｂを透過した各レーザー光束は、ビームスプリッタ４１、４２によって共通の光路に導かれ、対物レンズ１０に入射する。対物レンズ１０を透過した各光束は、情報の記録または再生の対象となる各光ディスクＤ１〜Ｄ３の記録面近傍に収束する。記録面で反射した各レーザー光は、ハーフミラー４３で偏向され、受光部４４により検出される。   As shown in FIG. 1, the first to third laser light beams emitted from the light sources 1A to 3A are converted into parallel light beams by the coupling lenses 1B to 3B. That is, in this embodiment, each coupling lens 1B-3B functions as a collimating lens. The laser beams transmitted through the coupling lenses 1B to 3B are guided to a common optical path by the beam splitters 41 and 42 and enter the objective lens 10. Each light beam transmitted through the objective lens 10 converges in the vicinity of the recording surface of each of the optical discs D1 to D3 to be recorded or reproduced. Each laser beam reflected by the recording surface is deflected by the half mirror 43 and detected by the light receiving unit 44.

上記のように、対物レンズ１０に入射する各レーザー光を平行光束にすることにより、対物レンズ１０をトラッキング時におけるコマ収差等の収差の発生を抑えることができる。   As described above, by making each laser beam incident on the objective lens 10 into a parallel light beam, it is possible to suppress the occurrence of aberrations such as coma aberration when the objective lens 10 is tracked.

なお、厳密には、各光源１Ａ〜３Ａの個体差や設置位置、さらには光情報記録再生装置１００のおかれた環境の変化等の理由によって、各カップリングレンズ１Ｂ〜３Ｂから射出される光束は必ずしも平行光束にはならない場合もある。しかし、上記の理由による光束の発散角は、非常に小さいため、トラッキングシフト時に生じる収差も小さい。よって、実使用上問題ないと言える。   Strictly speaking, the light beams emitted from the coupling lenses 1B to 3B due to individual differences and installation positions of the light sources 1A to 3A, and changes in the environment in which the optical information recording / reproducing apparatus 100 is placed. May not necessarily be a parallel light flux. However, since the divergence angle of the light beam for the above reason is very small, the aberration generated at the time of tracking shift is also small. Therefore, it can be said that there is no problem in actual use.

図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、対物レンズ１０および各光ディスクＤ１〜Ｄ３を各光ディスク使用時における光路ごとに分けて示した図である。図２（Ａ）〜（Ｃ）において、光情報記録再生装置１００の基準軸ＡＸは、図中一点鎖線で表示されている。図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す状態では、対物レンズの光軸は光学系の基準軸ＡＸと一致しているが、トラッキング動作などにより対物レンズの光軸が光学系の基準軸ＡＸから外れる状態もある。   2A to 2C are diagrams showing the objective lens 10 and the optical disks D1 to D3 separately for each optical path when each optical disk is used. 2A to 2C, the reference axis AX of the optical information recording / reproducing apparatus 100 is indicated by a one-dot chain line in the drawing. In the state shown in FIGS. 2A to 2C, the optical axis of the objective lens coincides with the reference axis AX of the optical system, but the optical axis of the objective lens is deviated from the reference axis AX of the optical system by a tracking operation or the like. There is also a state that comes off.

対物レンズ１０は、光源側から順に第一面１１と第二面１２を有する。対物レンズ１０は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように各面１１、１２とも非球面である両凸のプラスチック製単レンズである。非球面の形状は光軸からの高さがｈとなる非球面上の座標点の該非球面の光軸上での接平面からの距離（サグ量）をＸ（ｈ）、非球面の光軸上での曲率（１／ｒ）をＣ、円錐係数をＫ、四次、六次、八次、十次、十二次…の非球面係数をＡ２ｉ（但し、ｉは１以上の整数）として、以下の式で表される。

Figure 2006318622
The objective lens 10 has a first surface 11 and a second surface 12 in order from the light source side. As shown in FIGS. 2A to 2C, the objective lens 10 is a biconvex plastic single lens in which the surfaces 11 and 12 are both aspherical. The shape of the aspheric surface is the distance (sag amount) from the tangential plane on the optical axis of the aspherical surface at the coordinate point on the aspherical surface where the height from the optical axis is h, and X (h). The above curvature (1 / r) is C, the conic coefficient is K, the fourth, sixth, eighth, tenth, twelve, etc. aspheric coefficients are A 2i (where i is an integer of 1 or more) Is expressed by the following formula.
Figure 2006318622

また各光ディスクＤ１〜Ｄ３は、それぞれ保護層２１、記録面２２を有する。なお、実際の光ディスクＤ１〜Ｄ３において、記録面２２は、保護層２１と図示しないレーベル層によって挟持されている。   Each of the optical disks D1 to D3 has a protective layer 21 and a recording surface 22 respectively. In the actual optical disks D1 to D3, the recording surface 22 is sandwiched between a protective layer 21 and a label layer (not shown).

光情報記録再生装置１００のように、各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時には異なる波長のレーザー光を用いる場合、各光ディスク使用時によって、対物レンズの屈折率の変化や、各光ディスクＤ１〜Ｄ３の保護層２１の厚さの違いに起因して、球面収差が変化する。   As in the optical information recording / reproducing apparatus 100, when laser beams having different wavelengths are used when the optical disks D1 to D3 are used, the refractive index of the objective lens changes or the protective layer 21 of the optical disks D1 to D3 depends on the use of the optical disks. Due to the difference in thickness, the spherical aberration changes.

従って、三種類の光ディスクＤ１〜Ｄ３をそれぞれ使用する時に発生する球面収差を補正して各光ディスクＤ１〜Ｄ３に対する互換性を持たせるために、本実施形態の対物レンズ１０には、三種類の光束に影響を与える回折作用を持つ位相シフト構造が第一面１１に設けられている。第一面１１に設けられた位相シフト構造は、光軸ＡＸを中心とした同心円状の複数の屈折面と各屈折面間に形成される複数の微小な段差からなる。   Accordingly, in order to correct the spherical aberration generated when using the three types of optical discs D1 to D3 and to make the optical discs D1 to D3 compatible with each other, the objective lens 10 of the present embodiment has three types of light beams. A phase shift structure having a diffraction effect that affects the first surface 11 is provided on the first surface 11. The phase shift structure provided on the first surface 11 includes a plurality of concentric refracting surfaces centered on the optical axis AX and a plurality of minute steps formed between the refracting surfaces.

本実施形態の位相シフト構造は、第一から第三の各レーザー光で使用波長の違いによる球面収差をそれぞれ略０になるようにコントロールする回折作用を持つ。該回折作用は、対物レンズ１０を透過した各レーザー光が、対応する光ディスクの記録面２２上において、球面収差が良好に抑えられ、情報の記録または再生に好適なスポットを形成できるような回折作用、つまり三波長互換作用といえる。   The phase shift structure of the present embodiment has a diffractive action for controlling the spherical aberration due to the difference in the used wavelength in each of the first to third laser beams to be substantially zero. The diffractive action is such that each laser beam transmitted through the objective lens 10 can suppress the spherical aberration well on the recording surface 22 of the corresponding optical disc and form a spot suitable for recording or reproducing information. In other words, it can be said to be a three-wavelength compatible action.

以上のような位相シフト構造を持つ対物レンズ１０は、例えば以下のように設計される。まず、第一から第三の各レーザー光束における回折効率が最大となる回折次数の比率が互いに異なる少なくとも二種類の光路差関数、例えば第一の光路差関数と第二の光路差関数を算出する。   The objective lens 10 having the above phase shift structure is designed as follows, for example. First, at least two types of optical path difference functions, for example, a first optical path difference function and a second optical path difference function, which are different from each other in the ratio of the diffraction orders at which the diffraction efficiency becomes the maximum in each of the first to third laser light beams are calculated. .

なお、光路差関数は、対物レンズ１０の回折レンズとしての機能を光軸からの高さｈにおける光路長付加量の形で表現される。光路差関数をφ（ｈ）とすると、該φ（ｈ）は、以下の式によって表される。   The optical path difference function represents the function of the objective lens 10 as a diffraction lens in the form of an additional optical path length at a height h from the optical axis. Assuming that the optical path difference function is φ (h), φ (h) is expressed by the following equation.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

光路差関数φ（ｈ）において、Ｐ２ｉ（但し、ｉは１以上の整数）はそれぞれ二次、四次、六次、…の係数である。ｍは使用するレーザー光の回折効率が最大となる回折次数を、λは使用するレーザー光の設計波長を、それぞれ表す。 In the optical path difference function φ (h), P 2i (where i is an integer of 1 or more) is a second-order, fourth-order, sixth-order,... Coefficient. m represents the diffraction order at which the diffraction efficiency of the laser beam used is maximized, and λ represents the design wavelength of the laser beam used.

次いで、算出された各光路差関数を重ね合わせることにより、上記位相シフト構造の形状を求める。なお、ここで、比率が異なる、とは、使用する光束のうち少なくとも一つの光束における回折効率が最大となる回折次数が異なっていれば足りる。従って、例えば、使用する光束が三種類ある場合に、第一の光路差関数における比率が３：２：２、第二の光路差関数における比率が３：２：１であれば比率が異なるといえる。また、各光路差関数における次数の組み合わせは異なるものの回折次数の比率が同一であるケース、例えば第一の光路差関数における比率が２：１：１、第二の光路差関数における比率が４：２：２である場合、各光路差関数により付与される回折作用は同一である。従って、本発明においては、次数の組み合わせが異なることではなく、回折次数の比率が異なることを各光路差関数を定める要件としている。   Next, the shape of the phase shift structure is obtained by superimposing the calculated optical path difference functions. In this case, the ratios are different from each other as long as the diffraction orders at which the diffraction efficiency is maximum in at least one of the light beams to be used are different. Therefore, for example, when there are three types of light fluxes to be used, the ratio is different if the ratio in the first optical path difference function is 3: 2: 2 and the ratio in the second optical path difference function is 3: 2: 1. I can say that. In addition, although the combinations of orders in each optical path difference function are different, the ratio of the diffraction orders is the same, for example, the ratio in the first optical path difference function is 2: 1: 1, and the ratio in the second optical path difference function is 4: In the case of 2: 2, the diffractive action given by each optical path difference function is the same. Therefore, in the present invention, it is a requirement to define each optical path difference function that the combination of the orders is not different but the ratio of the diffraction orders is different.

上記のように、互いに異なる二つの光路差関数に基づき求められた位相シフト構造に形成される段差は、第一のレーザー光に対して光路長変化量の絶対値が異なる二種類の光路長変化をもたらす。なお、光路長変化量の絶対値が異なる、と記載したのは、対物レンズ１０から各光ディスクに向かう方向の光路長変化量を正、逆方向を負と定義した場合、正負の符号の不一致を光路長変化量が異なるとは言わないことを明確にしたものである。ここで、二種類の光路長変化量（単位：λ）は、第一のレーザー光一波長分の（ｉＡ＋ΔＡ）倍、および（ｉＢ＋ΔＢ）倍として定義される。但し、ｉＡ、ｉＢは互いに異なる自然数であり、特にｉＡは２ｋ＋１（ｋは自然数）で表される。なおΔＡとΔＢはそれぞれ、−０．５＜ΔＡ＜０．５、−０．５＜ΔＢ＜０．５の範囲で規定される。またΔＡは、第三のレーザー光において回折効率が最も高くなる回折次数を（ｋ＋１）次に設定すると、以下の条件（１）を満たし、該回折次数をｋ次に設定すると、以下の条件（５）を満たす。
０．０００≦ΔＡ≦０．３８４・・・（１）
−０．３８４≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（５） As described above, the steps formed in the phase shift structure obtained based on two different optical path difference functions are two types of optical path length changes in which the absolute value of the optical path length change amount differs from that of the first laser beam. Bring. Note that the absolute value of the optical path length variation is different because the optical path length variation in the direction from the objective lens 10 toward each optical disk is defined as positive and the reverse direction is defined as negative. It is clarified that the amount of change in optical path length is not different. Here, two kinds of optical path length change amounts (unit: λ) are defined as (i A + Δ A ) times and (i B + Δ B ) times as much as one wavelength of the first laser beam. However, i A and i B are natural numbers different from each other, and in particular, i A is represented by 2k + 1 (k is a natural number). Each Note delta A and delta B are, -0.5 <Δ A <0.5, as defined by the scope of -0.5 <Δ B <0.5. Δ A satisfies the following condition (1) when the diffraction order at which the diffraction efficiency is highest in the third laser beam is set to (k + 1) th order, and satisfies the following condition (1), and when the diffraction order is set to kth order, Satisfy (5).
0.000 ≦ Δ A ≦ 0.384 (1)
−0.384 ≦ Δ A ≦ −0.070 (5)

条件（１）の上限を超えるあるいは条件（５）の下限を越えると、第三のレーザー光の光利用効率をさらに高くすることができるものの、特に第一のレーザー光の光利用効率が低くなるため好ましくない。また、条件（１）の下限を越えるあるいは条件（５）の上限を超えると、特に第三のレーザー光の光利用効率が低下するため好ましくない。   If the upper limit of condition (1) is exceeded or the lower limit of condition (5) is exceeded, the light utilization efficiency of the third laser light can be further increased, but the light utilization efficiency of the first laser light is particularly lowered. Therefore, it is not preferable. Further, exceeding the lower limit of the condition (1) or exceeding the upper limit of the condition (5) is not preferable because the light utilization efficiency of the third laser beam is particularly lowered.

図３は、第一面１１に設けられた位相シフト構造の拡大図である。図３において、ｊは、位相シフト構造における光軸ＡＸからｊ番目の屈折面を示す。また、二点鎖線で示すｈｊは第ｊ屈折面と第（ｊ−１）屈折面間に形成された段差ｓの位置、換言すれば第ｊ屈折面と第（ｊ−１）屈折面の境界位置を示す。ここで、光路長変化量とは、図３に示すように、第（ｊ−１）屈折面の形状を光軸から離れる方向に延長させた仮想上の延長面（Ａ−Ａ'面）の境界位置ｈｊで屈折した場合に得られる像面までで評価した時の光路長と、第ｊ屈折面の形状を光軸に向かう方向に延長させた仮想上の延長面（Ｂ−Ｂ'面）の境界位置ｈｊで屈折した場合に得られる像面までで評価した時の光路長の差を意味する。   FIG. 3 is an enlarged view of the phase shift structure provided on the first surface 11. In FIG. 3, j indicates the jth refracting surface from the optical axis AX in the phase shift structure. Further, hj indicated by a two-dot chain line is the position of the step s formed between the jth refracting surface and the (j-1) th refracting surface, in other words, the boundary between the jth refracting surface and the (j-1) th refracting surface. Indicates the position. Here, the amount of change in the optical path length is, as shown in FIG. 3, an imaginary extension surface (AA ′ surface) obtained by extending the shape of the (j−1) th refracting surface in the direction away from the optical axis. The optical path length when evaluated up to the image plane obtained when refracting at the boundary position hj, and a virtual extended surface (BB ′ surface) obtained by extending the shape of the j-th refractive surface in the direction toward the optical axis Means the difference in optical path length when evaluated up to the image plane obtained when refracting at the boundary position hj.

なお、図３に示すように、実際の位相シフト構造は、形成時に各屈折面の境界位置近傍（エッジ）がだれて丸みを帯びることがある。しかし、このようなエッジの形状の変化は、実使用上何ら問題はない。   Note that, as shown in FIG. 3, the actual phase shift structure may be rounded because the vicinity of the boundary position (edge) of each refractive surface is bent at the time of formation. However, such a change in the shape of the edge has no problem in practical use.

図４〜図７は、ｉＡ、ｉＢ、…（便宜上、まとめてｉと記す）とΔＡ、ΔＢ、…（便宜上、まとめてΔと記す）を様々に設定した場合、対物レンズ１０から射出される第一から第三の各レーザー光の光利用効率について示すグラフである。図４は、ｉ＝２つまり第一のレーザー光の二次回折光、第二、第三の各レーザー光の一次回折光の光利用効率を示すグラフである。図５は、ｉ＝３つまり第一のレーザー光の三次回折光、第二レーザー光の二次回折光、第三レーザー光の二次回折光および一次回折光の光利用効率を示すグラフである。図６は、ｉ＝５つまり第一のレーザー光の五次回折光、第二レーザー光の三次回折光、第三レーザー光の三次回折光および二次回折光の光利用効率を示すグラフである。図７がｉ＝１０つまり第一のレーザー光の十次回折光、第二のレーザー光の六次回折光、第三のレーザー光の五次回折光の光利用効率を示すグラフである。 4 to 7 show the objective lens 10 when i A , i B ,... (Collectively written as i) and Δ A , Δ B ,... (Collectively written as Δ) are variously set. It is a graph shown about the light utilization efficiency of each 1st-3rd laser beam inject | emitted from. FIG. 4 is a graph showing the light use efficiency of i = 2, that is, the second-order diffracted light of the first laser light, and the first-order diffracted light of the second and third laser lights. FIG. 5 is a graph showing the light utilization efficiency of i = 3, that is, the third-order diffracted light of the first laser light, the second-order diffracted light of the second laser light, the second-order diffracted light of the third laser light, and the first-order diffracted light. FIG. 6 is a graph showing the light utilization efficiency of i = 5, that is, the fifth-order diffracted light of the first laser light, the third-order diffracted light of the second laser light, the third-order diffracted light of the third laser light, and the second-order diffracted light. FIG. 7 is a graph showing the light utilization efficiency of i = 10, that is, the 10th-order diffracted light of the first laser light, the 6th-order diffracted light of the second laser light, and the fifth-order diffracted light of the third laser light.

なお、各グラフにおいて、縦軸が光利用効率を、横軸がΔを、それぞれ示す。また、各グラフにおいて、実線が設計波長を４０８ｎｍと想定した第一のレーザー光、破線が設計波長を６６０ｎｍと想定した第二のレーザー光、一点鎖線（および二点鎖線）が設計波長を７９０ｎｍと想定した第三のレーザー光を、それぞれ示す。   In each graph, the vertical axis indicates light utilization efficiency, and the horizontal axis indicates Δ. In each graph, the solid line is the first laser beam assuming the design wavelength of 408 nm, the broken line is the second laser beam assuming the design wavelength of 660 nm, and the one-dot chain line (and the two-dot chain line) is the design wavelength of 790 nm. Each assumed third laser beam is shown.

図４〜図７に示すように、Δの値が０に近づけば近づくほど、第一のレーザー光のｉ次回折光の光利用効率がより高くなる。Δを０に設定すれば、第一のレーザー光のｉ次回折光の光利用効率は略１００％になる。   As shown in FIGS. 4 to 7, the light utilization efficiency of the i-th order diffracted light of the first laser light becomes higher as the value of Δ approaches 0. If Δ is set to 0, the light utilization efficiency of the i-th order diffracted light of the first laser light is approximately 100%.

これに対し、他のレーザー光は、必ずしもΔを０に近づければ高い光利用効率が得られるとは限らない。一般に第一の光ディスクＤ１に対する情報の記録または再生時には、他の光ディスク使用時に比べ、より多くの光量が要求される。そのため、第一のレーザー光の光利用効率を高く維持しつつも、第二および第三のレーザー光においても、できるだけ高い光利用効率であることがより好ましい。   On the other hand, high light utilization efficiency is not always obtained with other laser beams as long as Δ approaches 0. Generally, when recording or reproducing information on the first optical disc D1, a larger amount of light is required than when other optical discs are used. Therefore, it is more preferable that the light utilization efficiency is as high as possible in the second and third laser lights while maintaining the light utilization efficiency of the first laser light high.

よって、第三のレーザー光において回折効率が最も高くなる回折次数を（ｋ＋１）次に設定すると、ΔＡは、少なくとも上記の条件（１）、さらには、以下の条件（２）〜（４）の少なくとも一つを満たすように設定される。
０．０２０≦ΔＡ≦０．３２４・・・（２）
０．０２０≦ΔＡ≦０．２５８・・・（３）
０．０２０≦ΔＡ≦０．１７８・・・（４） Therefore, the diffraction efficiency in the third laser beam is set becomes highest diffraction orders the (k + 1) then, delta A is at least the above conditions (1), further, the following condition (2) to (4) Is set to satisfy at least one of the following.
0.020 ≦ Δ A ≦ 0.324 (2)
0.020 ≦ Δ A ≦ 0.258 (3)
0.020 ≦ Δ A ≦ 0.178 (4)

また、第三のレーザー光において回折効率が最も高くなる回折次数をｋ次に設定すると、ΔＡは、少なくとも上記の条件（５）、さらには、以下の条件（６）〜（８）の少なくとも一つを満たすように設定される。
−０．３２４≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（６）
−０．２５８≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（７）
−０．１７８≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（８） Further, when the diffraction order diffraction efficiency becomes highest in the third laser beam k then set, delta A is at least the above conditions (5), furthermore, at least the following conditions (6) - (8) It is set to satisfy one.
−0.324 ≦ Δ A ≦ −0.070 (6)
−0.258 ≦ Δ A ≦ −0.070 (7)
−0.178 ≦ Δ A ≦ −0.070 (8)

ΔＡが上記の条件（１）を満たすことにより、図４〜図７に示すように、ｉの如何を問わず、第一のレーザー光の光利用効率が最低限約６０％確保することができる。特に、図５や図６に示すようにｉＡがｉＡ＝２ｋ＋１で表されるように奇数値を採る場合、第三のレーザー光は、光利用効率が約４０％の異なる回折次数光が２種類発生する。そこで、第三のレーザー光において回折効率が最も高くなる回折次数を（ｋ＋１）次に、ΔＡを条件（１）の範囲内に、それぞれ設定することにより、第三のレーザー光の光利用効率を最低限約５０％確保することができる。さらに、ｉ＝３に設定すれば、第二のレーザー光の光利用効率が略１００％になっていることが分かる。 By delta A satisfies the above condition (1), as shown in FIGS. 4 to 7, regardless of i, that light utilization efficiency of the first laser beam to ensure minimum of about 60% it can. In particular, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, when i A takes an odd value such that i A = 2k + 1, the third laser beam has different diffraction orders with a light utilization efficiency of about 40%. Two types occur. Therefore, the diffraction order diffraction efficiency becomes highest in the third laser beam (k + 1) Next, the range of the condition (1) a delta A, by setting respectively, the light utilization efficiency of the third laser beam Can be secured at least about 50%. Furthermore, it can be seen that if i = 3, the light utilization efficiency of the second laser light is approximately 100%.

ΔＡが条件（２）を満たすことにより、図４〜図７に示すように、ｉの如何を問わず、第一のレーザー光の光利用効率を約７０％確保することができる。 By delta A satisfies the condition (2), as shown in FIGS. 4 to 7, regardless of i, can be a light use efficiency of the first laser beam to ensure about 70%.

ΔＡが条件（３）を満たすことにより、図４〜図７に示すように、ｉの如何を問わず、第一のレーザー光の光利用効率を約８０％確保することができる。 By delta A satisfies the condition (3), as shown in FIGS. 4 to 7, regardless of i, can be a light use efficiency of the first laser beam to ensure about 80%.

ΔＡが条件（４）を満たすことにより、図４〜図７に示すように、ｉの如何を問わず、第一のレーザー光の光利用効率を約９０％確保することができる。 By delta A satisfies the condition (4), as shown in FIGS. 4 to 7, regardless of i, can be a light use efficiency of the first laser beam to ensure about 90%.

また、ｉＡがｉＡ＝２ｋ＋１で表される場合に、第三のレーザー光において回折効率が最も高くなる回折次数をｋ次に、ΔＡを条件（５）の範囲内に、それぞれ設定することにより、第三のレーザー光の光利用効率を最低限約５０％確保することができる。 Further, when i A is represented by i A = 2k + 1, the diffraction order that gives the highest diffraction efficiency in the third laser light is set to k order, and Δ A is set within the range of the condition (5). As a result, the light utilization efficiency of the third laser light can be secured at least about 50%.

ΔＡが条件（６）を満たすことにより、図４〜図７に示すように、ｉの如何を問わず、第一のレーザー光の光利用効率を約７０％確保することができる。 By delta A satisfies the condition (6), as shown in FIGS. 4 to 7, regardless of i, can be a light use efficiency of the first laser beam to ensure about 70%.

ΔＡが条件（７）を満たすことにより、図４〜図７に示すように、ｉの如何を問わず、第一のレーザー光の光利用効率を約８０％確保することができる。 By delta A satisfies the condition (7), as shown in FIGS. 4 to 7, regardless of i, can be a light use efficiency of the first laser beam to ensure about 80%.

ΔＡが条件（８）を満たすことにより、図４〜図７に示すように、ｉの如何を問わず、第一のレーザー光の光利用効率を約９０％確保することができる。 By delta A satisfies the condition (8), as shown in FIGS. 4 to 7, regardless of i, can be a light use efficiency of the first laser beam to ensure about 90%.

また、位相シフト構造に三波長互換作用を付与するため、二種類の光路長変化量のいずれか一方の光路長変化量ｉＡを奇数値に設定する。これにより、第一のレーザー光の光利用効率を高く維持しつつも、第三のレーザー光使用時に発生する球面収差を良好に補正することができる。そして、他方の光路長変化量ｉＢを偶数値にすることにより、特に第一のレーザー光と第三のレーザー光の光利用効率を共に高めることが可能になる。つまり、位相シフト構造には、三波長互換作用が付与される。詳しくは、対物レンズ１０は、各光ディスクＤ１〜Ｄ３に対応する設計波長の平行光束が入射すると、各光ディスクＤ１〜Ｄ３の記録面２２上において球面収差を抑えて情報の記録または再生に好適なビームスポットを形成することができる。 In addition, in order to give a three-wavelength compatible action to the phase shift structure, one of the two types of optical path length variation amounts i A is set to an odd value. This makes it possible to satisfactorily correct spherical aberration that occurs when the third laser light is used, while maintaining high light utilization efficiency of the first laser light. By making the other optical path length variation i B an even value, it is possible to increase both the light utilization efficiency of the first laser beam and the third laser beam. That is, the three-wavelength compatibility effect is imparted to the phase shift structure. Specifically, the objective lens 10 receives a parallel light beam having a design wavelength corresponding to each of the optical discs D1 to D3, and suppresses spherical aberration on the recording surface 22 of each of the optical discs D1 to D3. Spots can be formed.

上記の三波長互換作用は、第一の光路差関数と第二の光路差関数が相互に作用し合って得られるものであり、例えば、一方の光路差関数が特定の二種類のレーザー光に関する互換作用を与えるというものではない。   The above three-wavelength compatibility action is obtained by the interaction between the first optical path difference function and the second optical path difference function. For example, one optical path difference function is related to two specific types of laser light. It does not give compatibility.

なお、本実施形態の対物レンズ１０には、第一のレーザー光に対する光路長変化量が上記二種類の光路長変化量の和または差として現れる段差（以下、便宜上、特殊段差という）が形成される場合もある。   The objective lens 10 of the present embodiment is formed with a step (hereinafter referred to as a special step for convenience) in which the optical path length variation with respect to the first laser beam appears as the sum or difference of the two types of optical path length variations. There is also a case.

また、例えば第一の光ディスクＤ１使用時に用いられるレーザー光が、光源の個体差や経時変化等によって、該光ディスクＤ１に関する設計波長である第一の波長から微小に変化することが想定される。他の光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時においても同様である。このように、使用するレーザー光の波長が設計波長からずれると球面収差が生じてしまう。   Further, for example, it is assumed that the laser light used when using the first optical disc D1 slightly changes from the first wavelength, which is the design wavelength for the optical disc D1, due to individual differences in light sources or changes with time. The same applies when other optical disks D1 to D3 are used. Thus, spherical aberration occurs when the wavelength of the laser beam used deviates from the design wavelength.

そこで、本実施形態の対物レンズ１０では、第一面１１に設けられる位相シフト構造に、温度変化や個体差に起因して各光ディスク使用時に用いられる光束の波長が設計波長から微小にずれることによる球面収差を抑える回折作用も付与することができる。該回折作用は、対物レンズ１０に入射する各レーザー光の波長が設計波長からずれた場合であっても、該波長ずれの影響を受けることなく、対応する光ディスクの記録面２２上において情報の記録または再生に好適なスポットが形成されるような回折作用、つまり波長ずれ補償作用である。   Therefore, in the objective lens 10 of the present embodiment, the phase shift structure provided on the first surface 11 causes the wavelength of the light beam used when using each optical disk to slightly deviate from the design wavelength due to temperature changes and individual differences. A diffraction effect that suppresses spherical aberration can also be imparted. Even if the wavelength of each laser beam incident on the objective lens 10 deviates from the design wavelength, the diffraction action is not affected by the wavelength deviation, and information is recorded on the recording surface 22 of the corresponding optical disc. Or, it is a diffraction action that forms a spot suitable for reproduction, that is, a wavelength shift compensation action.

位相シフト構造に波長の微小にずれることによる球面収差を抑える回折作用も付与する場合、位相シフト構造の設計自由度をさらに高める必要がある。そのために、さらに上記の第一、第二の光路差関数に加えて、第三の光路差関数も算出し、三種類の光路差関数を重ね合わせることにより、三波長互換作用と波長ずれ補償作用を兼ね備える位相シフト構造の形状を求める。従って、形成される段差により第一のレーザー光に付与される光路長変化量は、三種類になる。なお、ここで、三波長互換作用と波長ずれ補償作用は、第一から第三の各光路差関数が互いに作用し合って得られるものであり、いずれかの光路差関数が特定の作用にのみ寄与するというものではない。   In the case where the phase shift structure is also provided with a diffractive action for suppressing spherical aberration due to a slight shift in wavelength, it is necessary to further increase the degree of freedom in designing the phase shift structure. For this purpose, in addition to the first and second optical path difference functions described above, a third optical path difference function is also calculated, and the three types of optical path difference functions are superimposed to provide a three-wavelength compatibility action and a wavelength shift compensation action. The shape of the phase shift structure having both of the above is obtained. Therefore, the amount of change in the optical path length given to the first laser beam by the formed step becomes three types. Here, the three-wavelength compatibility action and the wavelength shift compensation action are obtained by the first to third optical path difference functions interacting with each other, and any one of the optical path difference functions is only for a specific action. It does not contribute.

三種類目の光路長変化量（単位：λ）は、第一のレーザー光一波長分の（ｉＣ＋ΔＣ）倍、として定義される。但し、ｉＣは、ｉＡ、ｉＢとは異なる自然数である。またΔＣは、−０．５＜ΔＣ＜０．５の範囲で規定される。 The third type of optical path length variation (unit: λ) is defined as (i C + Δ C ) times the wavelength of the first laser beam. However, i C is a natural number different from i A and i B. The delta C is defined in the range of -0.5 <Δ C <0.5.

以上説明した位相シフト構造は、必ずしも第一面１１の全域に設ける必要はなく、光軸を含む最も内側の領域であってかつ第三のレーザー光の収束に寄与する領域、つまりいずれのレーザー光の収束にも寄与する領域（以下、第一領域という）に設けられていればよい。   The phase shift structure described above does not necessarily have to be provided over the entire area of the first surface 11, and is the innermost area including the optical axis and contributes to the convergence of the third laser beam, that is, any laser beam. As long as it is provided in a region that contributes to the convergence of the first (hereinafter referred to as the first region).

本実施形態の対物レンズ１０は、情報の記録または再生に必要なＮＡを確保するための有効光束径の違いから、第一領域の外側に第二領域を、場合によっては第二領域の外側にさらに第三領域を設けている。   The objective lens 10 of the present embodiment has a second region outside the first region, and in some cases outside the second region, due to the difference in effective beam diameter for ensuring the NA necessary for recording or reproducing information. Furthermore, a third region is provided.

第二領域の位相シフト構造は、一般に第三のレーザー光よりも有効光束径が大きいとされる第一および第二のレーザー光を、対応する光ディスクＤ１、Ｄ２の記録面２２に良好に収束させるための二波長互換作用を持つ。また、第二領域の位相シフト構造は、必要に応じて第一のレーザー光と第二のレーザー光に対する波長ずれ補償作用も持つ。第二領域の位相シフト構造に該波長ずれ補償作用も付与する場合には、上記第一領域と同様に二種類の光路差関数を算出し重ね合わせることにより、位相シフト構造を形成する。   The phase shift structure of the second region causes the first and second laser beams, which are generally considered to have a larger effective light beam diameter than the third laser beam, to converge well on the recording surfaces 22 of the corresponding optical disks D1 and D2. Because of its dual wavelength compatibility. The phase shift structure in the second region also has a wavelength shift compensation function for the first laser light and the second laser light as necessary. When the wavelength shift compensation function is also given to the phase shift structure of the second region, the phase shift structure is formed by calculating and superposing two kinds of optical path difference functions as in the first region.

第二領域の位相シフト構造は、第三のレーザー光の収束に寄与しないような段差を有する。つまり、第二領域の段差における光路長変化量のうち少なくとも一種類は、第一領域における少なくとも一種類の光路長変化量とは異なる。   The phase shift structure of the second region has a level difference that does not contribute to the convergence of the third laser beam. That is, at least one type of the optical path length change amount in the step of the second region is different from at least one type of optical path length change amount in the first region.

なお、二種類の光路差関数を用いて第二領域の位相シフト構造を形成した場合、該第二領域にも特殊段差が形成されることがある。   In addition, when the phase shift structure of the second region is formed using two kinds of optical path difference functions, a special step may be formed also in the second region.

第三領域は、対物レンズ１０の第一面１１における第一のレーザー光の入射光束径と、第二のレーザー光の有効光束径が異なる場合に設けられる。   The third region is provided when the incident light beam diameter of the first laser light on the first surface 11 of the objective lens 10 is different from the effective light beam diameter of the second laser light.

まず、第一の光ディスクＤ１使用時の焦点距離をｆ１、第二の光ディスクＤ２使用時の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件（９）、
f1×NA1＜f2×NA2・・・（９）
が成立する場合、つまり、第二のレーザー光が入射する場合の対物レンズ１０の入射面での有効光束径が、第一のレーザー光が入射する場合の対物レンズ１０の入射面での有効光束径より大きい場合、第二のレーザー光が第二の光ディスクＤ２の記録面上において略無収差で良好に収束するような位相シフト構造を有する第三領域が第一面１１に形成される。条件（９）が成立する場合に形成される第三領域は、第二領域とは異なり、第一のレーザー光の収束には寄与しない。つまり、条件（９）が成立するときに形成される第三領域は、第一のレーザー光に対する開口制限機能を有する。そのため、該位相シフト構造は、第二のレーザー光について互いに隣り合う屈折面の境界において付与される光路長変化量が、第二領域における第二のレーザー光についての光路長変化量とは異なるように設計される。該設計時には、第三領域は、第二のレーザー光に対する回折効率が最大となるようにブレーズ化される。 First, when the focal length when using the first optical disc D1 is f1, and the focal length when using the second optical disc D2 is f2, the following condition (9):
f1 × NA1 <f2 × NA2 (9)
That is, that is, the effective light beam diameter on the incident surface of the objective lens 10 when the second laser light is incident is the effective light beam on the incident surface of the objective lens 10 when the first laser light is incident. When the diameter is larger than the diameter, a third region having a phase shift structure is formed on the first surface 11 so that the second laser beam converges satisfactorily with almost no aberration on the recording surface of the second optical disc D2. Unlike the second region, the third region formed when the condition (9) is satisfied does not contribute to the convergence of the first laser beam. That is, the third region formed when the condition (9) is satisfied has an aperture limiting function for the first laser beam. For this reason, the phase shift structure is such that the optical path length change amount provided at the boundary between adjacent refractive surfaces for the second laser light is different from the optical path length change amount for the second laser light in the second region. Designed to. At the time of the design, the third region is blazed so that the diffraction efficiency for the second laser beam is maximized.

また以下の条件（１０）、
f1×NA1＞f2×NA2・・・（１０）
が成立する場合、つまり、第一のレーザー光が入射する場合の対物レンズ１０の入射面での有効光束径が、第二のレーザー光が入射する場合の対物レンズ１０の入射面での有効光束径より大きい場合、第一のレーザー光が第一の光ディスクＤ１の記録面上において略無収差で良好に収束するような位相シフト構造を有する第三領域が第一面１１に形成される。条件（１０）が成立する場合に形成される第三領域は、第二領域とは異なり、第二のレーザー光の収束には寄与しない。つまり、条件（１０）が成立するときに形成される第三領域は、第二のレーザー光に対する開口制限機能を有する。そのため、該構造は、第一のレーザー光について互いに隣り合う屈折面の境界において付与される光路長変化量が、第二領域における第一のレーザー光についての光路長変化量とは異なるように設計される。該設計時には、第三領域は、第一のレーザー光に対する回折効率が最大となるようにブレーズ化される。 In addition, the following condition (10),
f1 × NA1> f2 × NA2 (10)
That is, that is, when the first laser beam is incident, the effective beam diameter on the incident surface of the objective lens 10 is equal to the effective beam on the incident surface of the objective lens 10 when the second laser beam is incident. When the diameter is larger than the diameter, a third region having a phase shift structure is formed on the first surface 11 so that the first laser beam converges satisfactorily with almost no aberration on the recording surface of the first optical disc D1. Unlike the second region, the third region formed when the condition (10) is satisfied does not contribute to the convergence of the second laser beam. That is, the third region formed when the condition (10) is satisfied has an aperture limiting function for the second laser beam. Therefore, the structure is designed so that the optical path length variation applied at the boundary between adjacent refractive surfaces for the first laser beam is different from the optical path length variation for the first laser beam in the second region. Is done. At the time of the design, the third region is blazed so that the diffraction efficiency with respect to the first laser beam is maximized.

以上説明した第一実施形態の設計方法により設計された対物レンズ１０を対物光学系として用いた光情報記録再生装置１００の具体的な実施例を６例（実施例１〜６）示す。実施例１〜５は、第三のレーザー光において回折効率が最も高くなる回折次数を（ｋ＋１）次に設定した構成例である。実施例６は、第三のレーザー光において回折効率が最も高くなる回折次数をｋ次に設定した構成例である。   Six specific examples (Examples 1 to 6) of the optical information recording / reproducing apparatus 100 using the objective lens 10 designed by the design method of the first embodiment described above as an objective optical system are shown. Examples 1 to 5 are configuration examples in which the diffraction order that gives the highest diffraction efficiency in the third laser light is set to (k + 1) th order. Example 6 is a configuration example in which the diffraction order at which the diffraction efficiency is highest in the third laser light is set to kth order.

各実施例１〜６の対物レンズ１０を搭載する光情報記録再生装置１００は、図１、および図２（Ａ）〜（Ｃ）に示される。なお、実施例１、実施例２、実施例４および実施例６に関しては、第三の光ディスクＤ３使用時は、情報の記録または再生に好適な開口数を得るために図示しない開口制限素子を用いて光束径を規定している。そのため、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第三の光ディスクＤ３使用時は、第一、第二の光ディスクＤ１、Ｄ２使用時に比べて有効光束径が小さくなる。   An optical information recording / reproducing apparatus 100 on which the objective lens 10 of each of Examples 1 to 6 is mounted is shown in FIG. 1 and FIGS. As for the first, second, fourth and sixth embodiments, when using the third optical disc D3, an aperture limiting element (not shown) is used to obtain a numerical aperture suitable for recording or reproducing information. The beam diameter is specified. Therefore, as shown in FIGS. 2A to 2C, when the third optical disk D3 is used, the effective light beam diameter is smaller than when the first and second optical disks D1 and D2 are used.

各実施例のうち、三種類の光ディスクに対する互換性を有する光情報記録再生装置１００の実施例において使用される光ディスクは、保護層厚０．６ｍｍの最も記録密度の高い第一の光ディスクＤ１、保護層厚０．６ｍｍであり第一の光ディスクＤ１よりは記録密度の低い第二の光ディスクＤ２、保護層厚１．２ｍｍの最も記録密度の低い第三の光ディスクＤ３を想定する。   Of the embodiments, the optical disc used in the embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus 100 having compatibility with three types of optical discs is the first optical disc D1 having the protective layer thickness of 0.6 mm and the highest recording density. Assume a second optical disk D2 having a layer thickness of 0.6 mm and a recording density lower than that of the first optical disk D1, and a third optical disk D3 having a protective layer thickness of 1.2 mm and the lowest recording density.

実施例１の対物レンズ１０は、二種類の光路長変化量を与える位相シフト構造を第一面１１に有している。実施例１の対物レンズ１０の具体的な仕様は、表１に示されている。   The objective lens 10 of the first embodiment has a phase shift structure on the first surface 11 that gives two types of optical path length variation. Specific specifications of the objective lens 10 of Example 1 are shown in Table 1.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

表１中、倍率の値が示すように、実施例１では、いずれの光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時であっても、レーザー光は平行光束として対物レンズ１０に入射する。表１に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表２〜表４に示される。但し、表２〜表４では、説明の便宜上、光源と対物レンズの間に配設される部材に関する数値構成を省略している。以下に示す各実施例の具体的数値構成においても同様である。   As shown in Table 1, the magnification value indicates that in Example 1, the laser light is incident on the objective lens 10 as a parallel light beam even when any of the optical disks D1 to D3 is used. Tables 2 to 4 show specific numerical configurations when the optical discs D1 to D3 of the optical information recording / reproducing apparatus 100 including the objective lens 10 shown in Table 1 are used. However, in Tables 2 to 4, for the convenience of explanation, the numerical configuration relating to the members disposed between the light source and the objective lens is omitted. The same applies to the specific numerical configurations of the following embodiments.

Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622

表２〜表４中、面番号０は光源１Ａ〜３Ａ、面番号１は対物レンズ１０の第一面１１、面番号２は対物レンズ１０の第二面１２、面番号３と４はそれぞれ各光ディスクＤ１〜Ｄ３における保護層２１と記録面２２、をそれぞれ表す。ｒはレンズ各面の曲率半径（単位：ｍｍ）、ｄは情報の記録または再生時におけるレンズ厚またはレンズ間隔（単位：ｍｍ）、ｎ（Ｘｎｍ）は波長Ｘｎｍでの屈折率である。後述する実施例２および実施例３における各表においても同様である。   In Tables 2 to 4, surface number 0 is the light sources 1A to 3A, surface number 1 is the first surface 11 of the objective lens 10, surface number 2 is the second surface 12 of the objective lens 10, and surface numbers 3 and 4 are each. The protective layer 21 and the recording surface 22 in the optical discs D1 to D3 are respectively shown. r is the radius of curvature (unit: mm) of each lens surface, d is the lens thickness or lens interval (unit: mm) during information recording or reproduction, and n (Xnm) is the refractive index at the wavelength Xnm. The same applies to each table in Example 2 and Example 3 to be described later.

対物レンズ１０の両面１１、１２（面番号１、２）は、非球面である。各面１１、１２の各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、表５に示される。なお各表における表記Ｅは、１０を基数、Ｅの右の数字を指数とする累乗を表している。   Both surfaces 11 and 12 (surface numbers 1 and 2) of the objective lens 10 are aspherical surfaces. Table 5 shows conical coefficients and aspheric coefficients that define the shape of each aspheric surface of each of the surfaces 11 and 12. In addition, the notation E in each table | surface represents the power which uses 10 as the radix and the number on the right of E is an exponent.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

また実施例１の対物レンズ１０の第一面１１に形成されることになる位相シフト構造を規定するための第一の光路差関数および第二の光路差関数における係数Ｐ２ｉは表６に示される。また、各レーザー光の回折効率が最大になる回折次数ｍは表７に示される。表７や図３〜６に示すように、ｉすなわち、第一のレーザー光の回折効率が最大になる回折次数と、他の各レーザー光の回折効率が最大になる回折次数は異なる。また、本実施例１および後に示す実施例２〜５において、第三のレーザー光において回折効率が最大になる回折次数ｍは（ｋ＋１）で表される。 The coefficient P 2i in the first optical path difference function and the second optical path difference function for defining the phase shift structure to be formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 1 is shown in Table 6. It is. Table 7 shows the diffraction order m at which the diffraction efficiency of each laser beam is maximized. As shown in Table 7 and FIGS. 3 to 6, i, that is, the diffraction order that maximizes the diffraction efficiency of the first laser beam is different from the diffraction order that maximizes the diffraction efficiency of each of the other laser beams. In Example 1 and Examples 2 to 5 described later, the diffraction order m that maximizes the diffraction efficiency in the third laser light is represented by (k + 1).

Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622

実施例１の対物レンズ１０の第一面１１に形成される位相シフト構造は具体的には表８に示される。表８は、実施例１の対物レンズ１０の第一面１１に形成される各輪帯（上記の屈折面に相当）の範囲と、第一のレーザー光が各輪帯を透過することにより与えられる光路長変化量を示した表である。各輪帯の範囲は、光軸ＡＸからの高さｈｍｉｎ〜ｈｍａｘで表している。   The phase shift structure formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 1 is specifically shown in Table 8. Table 8 gives the range of each annular zone (corresponding to the above-mentioned refractive surface) formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 1 and the first laser beam passing through each annular zone. It is the table | surface which showed the amount of optical path length changes. The range of each annular zone is represented by heights hmin to hmax from the optical axis AX.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

表８に示すように、第一のレーザー光が各輪帯間の段差により付与される光路長変化量は、−３または−２波長分であることがわかる。つまり、ｉＡ＝３、ｉＢ＝２で、ΔＡ＝ΔＢ＝０である。なお、輪帯番号１７、１８の各輪帯間および輪帯番号２４、２５の各輪帯間に形成される段差は、光路長変化量が−５波長分、つまり二種類の光路長変化量の和として求まる特殊段差である。 As shown in Table 8, it can be seen that the amount of change in the optical path length to which the first laser beam is applied by the step between the annular zones is -3 or -2 wavelengths. That is, i A = 3, i B = 2 and Δ A = Δ B = 0. The steps formed between the annular zones of the annular zones 17 and 18 and between the annular zones of the annular zones 24 and 25 have an optical path length variation of -5 wavelengths, that is, two types of optical path length variations. It is a special step found as the sum of

図８（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１の対物レンズ１０を有する光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図８（Ａ）が第一のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図８（Ｂ）が第二のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図８（Ｃ）が第三のレーザー光使用時に発生する球面収差を、それぞれ表す。各収差図において、各レーザー光が設計波長であるときの球面収差を実線で示す。また各収差図では、各レーザー光の波長が該設計波長から＋５ｎｍずれたときの球面収差を破線で示している。以下の各実施例で示す収差図においても同様である。   FIGS. 8A to 8C are aberration diagrams showing spherical aberrations that occur when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus 100 having the objective lens 10 according to the first embodiment. is there. 8A shows the spherical aberration generated when the first laser beam is used, FIG. 8B shows the spherical aberration generated when the second laser beam is used, and FIG. 8C shows the third laser beam used. Each of the spherical aberrations that sometimes occurs is represented. In each aberration diagram, the spherical aberration when each laser beam has a design wavelength is indicated by a solid line. In each aberration diagram, the spherical aberration when the wavelength of each laser beam is deviated by +5 nm from the design wavelength is indicated by a broken line. The same applies to the aberration diagrams shown in the following examples.

図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例１の対物レンズ１０を使用すると、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、対応する設計波長のレーザー光が球面収差を生じることなく各光ディスクの記録面２２上に良好に収束することがわかる。さらに、該レーザー光が設計波長からずれたことによる球面収差の変化も実使用上支障がない程度に抑えていることが分かる。なお、該レーザー光が設計波長からずれたことによる収束位置の光軸方向のずれは図示しないアクチュエータ等を用いて対物レンズ１０を光軸ＡＸ方向に駆動することにより補正可能である。このアクチュエータ等を用いた補正は以下の各実施例においても同様に適用される。   As shown in FIGS. 8A to 8C, when the objective lens 10 of Example 1 is used, a laser having a corresponding design wavelength is used at the time of recording or reproducing information on any of the optical disks D1 to D3. It can be seen that the light converges well on the recording surface 22 of each optical disk without causing spherical aberration. Further, it can be seen that the change in spherical aberration due to the laser beam deviating from the design wavelength is suppressed to the extent that there is no problem in practical use. Note that the deviation in the optical axis direction of the convergence position due to the laser beam deviating from the design wavelength can be corrected by driving the objective lens 10 in the optical axis AX direction using an actuator or the like (not shown). The correction using the actuator or the like is similarly applied to the following embodiments.

実施例２の対物レンズ１０は、三種類の光路長変化量を与える位相シフト構造を第一面１１に有している。実施例２の対物レンズ１０の具体的な仕様は、表９に示されている。   The objective lens 10 of Example 2 has a phase shift structure on the first surface 11 that gives three types of optical path length variation. Specific specifications of the objective lens 10 of Example 2 are shown in Table 9.

Figure 2006318622
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表９中、倍率の値が示すように、実施例２でも、いずれの光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における各レーザー光は平行光束として対物レンズ１０に入射する。表９に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表１０〜表１２に示される。   As shown in Table 9, the magnification value indicates that in Example 2, each laser beam when using any one of the optical disks D1 to D3 is incident on the objective lens 10 as a parallel light flux. Specific numerical configurations of the optical information recording / reproducing apparatus 100 including the objective lens 10 shown in Table 9 when the optical discs D1 to D3 are used are shown in Tables 10 to 12.

Figure 2006318622
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対物レンズ１０の両面１１、１２（面番号１、２）は、実施例１と同様に非球面である。各面１１、１２の各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、表１３に示される。   Both surfaces 11 and 12 (surface numbers 1 and 2) of the objective lens 10 are aspherical surfaces as in the first embodiment. Table 13 shows conical coefficients and aspheric coefficients that define the shape of each aspheric surface of each of the surfaces 11 and 12.

Figure 2006318622
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また実施例２の対物レンズ１０の第一面１１に形成されることになる位相シフト構造を規定するための第一から第三の光路差関数における係数Ｐ２ｉは表１４に示される。また、各レーザー光の回折効率が最大になる回折次数ｍは表１５に示される。 Table 14 shows coefficients P 2i in the first to third optical path difference functions for defining the phase shift structure to be formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of the second embodiment. Table 15 shows the diffraction order m at which the diffraction efficiency of each laser beam is maximized.

Figure 2006318622
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Figure 2006318622
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実施例２の対物レンズ１０の第一面１１に形成される位相シフト構造は具体的には表１６に示される。表１６は、実施例２の対物レンズ１０の第一面１１に形成される各輪帯の範囲と、第一のレーザー光が各輪帯間の段差を透過することにより与えられる光路長変化量を示した表である。   The phase shift structure formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 2 is specifically shown in Table 16. Table 16 shows the range of each annular zone formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 2, and the optical path length change amount given by the first laser beam passing through the steps between the annular zones. It is the table | surface which showed.

Figure 2006318622
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表１６に示すように、第一のレーザー光が各輪帯間の段差により付与される光路長変化量は、−３、−２または１０波長分であることがわかる。つまり、ｉＡ＝３、ｉＢ＝２、ｉＣ＝１０で、ΔＡ＝ΔＢ＝Δｃ＝０である。なお、輪帯番号２２、２３の各輪帯間、輪帯番号２６、２７の各輪帯間、輪帯番号２８、２９の各輪帯間、輪帯番号３１、３２の各輪帯間それぞれに形成される各段差は、三種類の光路長変化量の和として求まる特殊段差である。 As shown in Table 16, it can be seen that the amount of change in the optical path length to which the first laser light is applied by the step between the annular zones is −3, −2 or 10 wavelengths. That is, i A = 3, i B = 2 and i C = 10, and Δ A = Δ B = Δ c = 0. In addition, between each ring zone of ring numbers 22 and 23, between ring zones of ring zone numbers 26 and 27, between ring zones of ring zone numbers 28 and 29, and between ring zones of ring numbers 31 and 32, respectively. Each step formed in is a special step determined as the sum of three types of optical path length variation.

図９（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２の対物レンズ１０を有する光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図９（Ａ）が第一のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図９（Ｂ）が第二のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図９（Ｃ）が第三のレーザー光使用時に発生する球面収差を、それぞれ表す。   FIGS. 9A to 9C are aberration diagrams showing spherical aberrations that occur when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus 100 having the objective lens 10 according to the second embodiment. is there. 9A shows the spherical aberration generated when the first laser beam is used, FIG. 9B shows the spherical aberration generated when the second laser beam is used, and FIG. 9C shows the third laser beam used. Each of the spherical aberrations that sometimes occurs is represented.

図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例２の対物レンズ１０を使用すると、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、対応する設計波長のレーザー光が球面収差を生じることなく各光ディスクの記録面２２上に良好に収束することがわかる。さらに、実施例２の対物レンズ１０は、三種類の光路長変化量を付与するような段差を持つ位相シフト構造が形成されている。つまり、実施例２の対物レンズ１０に形成された位相シフト構造は、三波長互換作用と波長ずれ補償作用を併せ持つ。従って、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第一から第三の各レーザー光が設計波長からずれた場合であっても、球面収差の変化が極めて良好に抑えられ、常に球面収差が補正された状態にあることが分かる。   As shown in FIGS. 9A to 9C, when the objective lens 10 according to the second embodiment is used, a laser having a corresponding design wavelength can be used for recording or reproducing information on any of the optical disks D1 to D3. It can be seen that the light converges well on the recording surface 22 of each optical disk without causing spherical aberration. Furthermore, the objective lens 10 of Example 2 is formed with a phase shift structure having a level difference that gives three types of optical path length variation. That is, the phase shift structure formed in the objective lens 10 of Example 2 has both a three-wavelength compatibility effect and a wavelength shift compensation effect. Therefore, as shown in FIGS. 9A to 9C, even when the first to third laser beams deviate from the design wavelength, the change in spherical aberration can be suppressed very well, and the spherical surface is always spherical. It can be seen that the aberration is corrected.

実施例３の対物レンズ１０の対物レンズ１０の具体的な仕様は、表１７に示されている。   Specific specifications of the objective lens 10 of the objective lens 10 of Example 3 are shown in Table 17.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

表１７中、倍率の値が示すように、実施例３でも、いずれの光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における各レーザー光は平行光束として対物レンズ１０に入射する。表１７に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表１８〜表２０に示される。   As shown in Table 17, the magnification values indicate that in Example 3, each laser beam is incident on the objective lens 10 as a parallel light beam when any of the optical disks D1 to D3 is used. Tables 18 to 20 show specific numerical configurations when the optical discs D1 to D3 of the optical information recording / reproducing apparatus 100 including the objective lens 10 shown in Table 17 are used.

Figure 2006318622
Figure 2006318622
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Figure 2006318622
Figure 2006318622
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なお、表１７によれば、ｆ１×ＮＡ１が２．０１５、ｆ２×ＮＡ２が２．０７９となる。つまり、実施例３の光ピックアップ装置１００は、条件（１０）を満たす。従って実施例３の対物レンズ１０の第一面１１は、二種類の光路長変化量を付与する位相シフト構造を持つ第一領域と、第三のレーザー光に対する開口制限機能を有する位相シフト構造を持つ第二領域と、第一のレーザー光に対する開口制限機能を有する位相シフト構造を持つ第三領域が形成されている。なお、第一面１１における各領域の範囲を光軸ＡＸからの高さｈで表すと、
第一領域…ｈ≦１．６４０、
第二領域…１．６４０＜ｈ≦２．０１５、
第三領域…２．０１５＜ｈ≦２．０８０、となる。 According to Table 17, f1 × NA1 is 2.015, and f2 × NA2 is 2.079. That is, the optical pickup device 100 of Example 3 satisfies the condition (10). Accordingly, the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 3 has a first region having a phase shift structure that gives two types of optical path length variation and a phase shift structure having an aperture limiting function for the third laser light. A second region having a third region having a phase shift structure having an aperture limiting function for the first laser beam is formed. In addition, when the range of each area | region in the 1st surface 11 is represented by the height h from the optical axis AX,
1st area | region ... h <= 1.640,
Second region ... 1.640 <h ≦ 2.015,
Third region: 2.015 <h ≦ 2.080.

なお、上記の通り、第三領域は、第二のレーザー光の収束にのみ寄与し、第一のレーザー光の収束には寄与しない。従って、実施例３では、第三領域における光路長変化量は、第二のレーザー光一波長分の（ｉ＋Δ）倍として表される。   As described above, the third region contributes only to the convergence of the second laser beam and does not contribute to the convergence of the first laser beam. Therefore, in Example 3, the optical path length change amount in the third region is expressed as (i + Δ) times as much as one wavelength of the second laser beam.

実施例３の対物レンズ１０の両面１１、１２（面番号１、２）は、実施例１や２と同様に非球面である。各面１１、１２の各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、表２１に示される。なお、表２１に示すように、第一面１１の非球面形状は、第一から第三の各領域で異なる。   Both surfaces 11 and 12 (surface numbers 1 and 2) of the objective lens 10 of Example 3 are aspherical surfaces as in Examples 1 and 2. Table 21 shows conical coefficients and aspheric coefficients that define the shape of each aspheric surface of each of the surfaces 11 and 12. As shown in Table 21, the aspherical shape of the first surface 11 is different in each of the first to third regions.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

また実施例３の対物レンズ１０の第一面１１に形成されることになる位相シフト構造を規定するための光路差関数における係数Ｐ２ｉは表２２に示される。また、各レーザー光の回折効率が最大になる回折次数ｍは表２３に示される。 Table 22 shows the coefficient P 2i in the optical path difference function for defining the phase shift structure to be formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 3. Table 23 shows the diffraction order m at which the diffraction efficiency of each laser beam is maximized.

Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622
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表２３に示すように、回折次数ｍは、使用するレーザー光ごと、および位相シフト構造が設けられる領域ごとに異なる値が設定されている。詳しくは、第一領域は、回折効率が最大となる回折次数が異なるものの、第一から第三の各レーザー光の収束に寄与するような位相シフト構造になっている。第二領域は、第一のレーザー光および第二のレーザー光の収束に寄与するような位相シフト構造になっている。第三領域は、第二のレーザー光の収束にのみ寄与するような位相シフト構造になっている。   As shown in Table 23, the diffraction order m is set to a different value for each laser beam used and for each region where the phase shift structure is provided. Specifically, the first region has a phase shift structure that contributes to the convergence of the first to third laser beams, although the diffraction orders at which the diffraction efficiency is maximized are different. The second region has a phase shift structure that contributes to the convergence of the first laser beam and the second laser beam. The third region has a phase shift structure that contributes only to the convergence of the second laser beam.

実施例３の対物レンズ１０の第一面１１に形成される位相シフト構造は具体的には表２４に示される。表２４は、実施例３の対物レンズ１０の第一面１１に形成される各輪帯の範囲と、光路長変化量を示した表である。   The phase shift structure formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 3 is specifically shown in Table 24. Table 24 is a table showing the range of each annular zone formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 3 and the optical path length variation.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

上述したように、実施例３の対物レンズ１０では、第一面１１において領域毎に異なる位相シフト構造が形成されている。従って、表２４に示すように、領域毎で第一のレーザー光が各輪帯間の段差により付与される光路長変化量が異なる。   As described above, in the objective lens 10 according to the third embodiment, different phase shift structures are formed on the first surface 11 for each region. Therefore, as shown in Table 24, the amount of change in the optical path length to which the first laser beam is applied due to the step between the annular zones varies from region to region.

つまり、表２４に示すように、第一領域では、第一のレーザー光が各輪帯間の段差により付与される光路長変化量は、−５または２波長分であることがわかる。つまり、ｉＡ＝５、ｉＢ＝２であり、ΔＡ＝ΔＢ＝０である。第二領域では、上記光路長変化量は、±５または−３波長分であることがわる。つまり、ｉＡ＝５、ｉＢ＝３であり、ΔＡ＝ΔＢ＝０である。第三領域では、上記光路長変化量は、−１波長分である。 That is, as shown in Table 24, it can be seen that in the first region, the amount of change in the optical path length to which the first laser light is applied by the step between the annular zones is −5 or 2 wavelengths. That is, i A = 5, i B = 2, and Δ A = Δ B = 0. In the second region, it can be seen that the amount of change in the optical path length is ± 5 or −3 wavelengths. That is, i A = 5, i B = 3, and Δ A = Δ B = 0. In the third region, the amount of change in the optical path length is -1 wavelength.

なお、輪帯番号２０、２１の各輪帯間に形成される各段差は、第二領域における二種類の光路長変化量の和として求まる特殊段差である。   Each step formed between the annular zones of the annular numbers 20 and 21 is a special step obtained as the sum of two kinds of optical path length variation amounts in the second region.

図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３の対物レンズ１０を有する光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図１０（Ａ）が第一のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図１０（Ｂ）が第二のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図１０（Ｃ）が第三のレーザー光使用時に発生する球面収差を、それぞれ表す。   FIGS. 10A to 10C are aberration diagrams showing spherical aberrations that occur when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus 100 having the objective lens 10 according to the third embodiment. is there. 10A shows the spherical aberration generated when the first laser beam is used, FIG. 10B shows the spherical aberration generated when the second laser beam is used, and FIG. 10C shows the third laser beam used. Each of the spherical aberrations that sometimes occurs is represented.

図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例３の対物レンズ１０を使用すると、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、対応する設計波長のレーザー光が球面収差を生じることなく各光ディスクの記録面２２上に良好に収束することがわかる。また、該レーザー光が設計波長からずれたことによる球面収差の変化も実使用上支障がない程度に抑えていることが分かる。特に、実施例３の対物レンズ１０によれば、図１０（Ｃ）に示すように、第三の光ディスクＤ３使用時において、第三のレーザー光が設計波長からずれた場合であっても、球面収差の変化が極めて良好に抑えられ、常に球面収差が補正された状態にあることが分かる。   As shown in FIGS. 10A to 10C, when the objective lens 10 of the third embodiment is used, a laser having a corresponding design wavelength is used at the time of recording or reproducing information on any of the optical disks D1 to D3. It can be seen that the light converges well on the recording surface 22 of each optical disk without causing spherical aberration. It can also be seen that the change in spherical aberration due to the laser beam deviating from the design wavelength is suppressed to the extent that there is no problem in practical use. In particular, according to the objective lens 10 of Example 3, as shown in FIG. 10C, when the third optical disk D3 is used, even if the third laser beam deviates from the design wavelength, it is spherical. It can be seen that the change in aberration is very well suppressed and the spherical aberration is always corrected.

実施例４の対物レンズ１０は、実施例２と同様に、三種類の光路長変化量を与える位相シフト構造を第一面１１に有している。実施例４の対物レンズ１０の具体的な仕様は、表２５に示されている。   Similar to the second embodiment, the objective lens 10 according to the fourth embodiment has a phase shift structure that gives three kinds of optical path length variation amounts on the first surface 11. Specific specifications of the objective lens 10 of Example 4 are shown in Table 25.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

表２５中、倍率の値が示すように、実施例４でも、いずれの光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における各レーザー光は平行光束として対物レンズ１０に入射する。表２５に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表２６〜表２８に示される。   As shown in Table 25, the magnification value indicates that in Example 4 as well, each laser beam when using any one of the optical discs D1 to D3 enters the objective lens 10 as a parallel light flux. Specific numerical configurations of the optical information recording / reproducing apparatus 100 including the objective lens 10 shown in Table 25 when the optical discs D1 to D3 are used are shown in Tables 26 to 28.

Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622
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対物レンズ１０の両面１１、１２（面番号１、２）は、上記各実施例と同様に非球面である。各面１１、１２の各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、表２９に示される。   Both surfaces 11 and 12 (surface numbers 1 and 2) of the objective lens 10 are aspherical surfaces as in the above embodiments. Table 29 shows conic coefficients and aspheric coefficients that define the shape of each aspheric surface of each of the surfaces 11 and 12.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

また実施例４の対物レンズ１０の第一面１１に形成されることになる位相シフト構造を規定するための第一から第三の光路差関数における係数Ｐ２ｉは表３０に示される。また、各レーザー光の回折効率が最大になる回折次数ｍは表３１に示される。 Table 30 shows the coefficient P 2i in the first to third optical path difference functions for defining the phase shift structure to be formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 4. Table 31 shows the diffraction order m at which the diffraction efficiency of each laser beam is maximized.

Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622
Figure 2006318622

実施例４の対物レンズ１０の第一面１１に形成される位相シフト構造は具体的には表３２に示される。表３２は、実施例４の対物レンズ１０の第一面１１に形成される各輪帯の範囲と、第一のレーザー光が各輪帯間の段差を透過することにより与えられる光路長変化量を示した表である。   The phase shift structure formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 4 is specifically shown in Table 32. Table 32 shows the range of each annular zone formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 4, and the optical path length change amount given by the first laser beam passing through the step between the annular zones. It is the table | surface which showed.

Figure 2006318622
Figure 2006318622

表３２に示すように、第一のレーザー光が各輪帯間の段差により付与される光路長変化量は、−３、−２または８波長分であることがわかる。つまり、ｉＡ＝３、ｉＢ＝２、ｉＣ＝８で、ΔＡ＝０．２２、ΔＢ＝Δｃ＝０である。従って、実施例４の対物レンズ１０は、上記条件（１）〜（３）を満たす。なお、輪帯番号２７、２８の各輪帯間に形成される段差は、ｉＡ＝３とｉＣ＝８の二種類の光路長変化量の和として求まる特殊段差である。 As shown in Table 32, it can be seen that the amount of change in the optical path length to which the first laser light is applied by the step between the annular zones is −3, −2 or 8 wavelengths. That is, i A = 3, i B = 2 and i C = 8, Δ A = 0.22, and Δ B = Δ c = 0. Therefore, the objective lens 10 of Example 4 satisfies the above conditions (1) to (3). The step formed between the annular zones of the annular numbers 27 and 28 is a special step obtained as the sum of two types of optical path length variations of i A = 3 and i C = 8.

図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４の対物レンズ１０を有する光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図１１（Ａ）が第一のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図１１（Ｂ）が第二のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図１１（Ｃ）が第三のレーザー光使用時に発生する球面収差を、それぞれ表す。   FIGS. 11A to 11C are aberration diagrams showing spherical aberrations that occur when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus 100 having the objective lens 10 according to the fourth embodiment. is there. FIG. 11A shows the spherical aberration generated when the first laser beam is used, FIG. 11B shows the spherical aberration generated when the second laser beam is used, and FIG. 11C shows the third laser beam used. Each of the spherical aberrations that sometimes occurs is represented.

図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例４の対物レンズ１０を使用すると、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、対応する設計波長のレーザー光が球面収差を生じることなく各光ディスクの記録面２２上に良好に収束することがわかる。さらに、実施例４の対物レンズ１０は、三種類の光路長変化量を付与するような段差を持つ位相シフト構造が形成されている。つまり、実施例４の対物レンズ１０に形成された位相シフト構造は、三波長互換作用と波長ずれ補償作用を併せ持つ。従って、図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第一から第三の各レーザー光が設計波長からずれた場合であっても、球面収差の変化が極めて良好に抑えられ、常に球面収差が補正された状態にあることが分かる。   As shown in FIGS. 11A to 11C, when the objective lens 10 according to the fourth embodiment is used, a laser having a corresponding design wavelength is used at the time of recording or reproducing information on any of the optical disks D1 to D3. It can be seen that the light converges well on the recording surface 22 of each optical disk without causing spherical aberration. Furthermore, the objective lens 10 of Example 4 is formed with a phase shift structure having a level difference that gives three types of optical path length variation. That is, the phase shift structure formed in the objective lens 10 of Example 4 has both a three-wavelength compatibility effect and a wavelength shift compensation effect. Accordingly, as shown in FIGS. 11A to 11C, even when the first to third laser beams deviate from the design wavelength, the change in spherical aberration is suppressed extremely well, and the spherical surface is always spherical. It can be seen that the aberration is corrected.

実施例５の対物レンズ１０の対物レンズ１０の具体的な仕様は、表３４に示されている。   Specific specifications of the objective lens 10 of the objective lens 10 of Example 5 are shown in Table 34.

Figure 2006318622
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表３３中、倍率の値が示すように、実施例５でも、他の実施例同様、いずれの光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における各レーザー光も平行光束として対物レンズ１０に入射する。表３３に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表３４〜表３６に示される。   As shown in Table 33, the magnification value indicates that in Example 5 as well, each laser beam when using any one of the optical discs D1 to D3 is incident on the objective lens 10 as a parallel light beam. Specific numerical configurations of the optical information recording / reproducing apparatus 100 including the objective lens 10 shown in Table 33 when the optical discs D1 to D3 are used are shown in Tables 34 to 36.

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実施例５の対物レンズ１０の第一面１１は、三種類の光路長変化量を付与する位相シフト構造を持つ第一領域と、三種類の光路長変化量を付与しかつ第三のレーザー光に対する開口制限機能を有する位相シフト構造を持つ第二領域が形成されている。なお、第一面１１における各領域の範囲を光軸ＡＸからの高さｈで表すと、
第一領域…ｈ≦１．５８０、
第二領域…１．５８０＜ｈ≦１．９５０、となる。 The first surface 11 of the objective lens 10 according to the fifth embodiment has a first region having a phase shift structure that imparts three types of optical path length variations, and a third laser beam that imparts three types of optical path length variations. A second region having a phase shift structure having an aperture limiting function with respect to is formed. In addition, when the range of each area | region in the 1st surface 11 is represented by the height h from the optical axis AX,
1st area | region ... h <= 1.580,
Second region: 1.580 <h ≦ 1.950.

実施例５の対物レンズ１０の両面１１、１２（面番号１、２）も、上記各実施例と同様に非球面である。各面１１、１２の各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、表３７に示される。なお、表３７に示すように、第一面１１の非球面形状は、第一領域と第二領域で異なる。   Both surfaces 11 and 12 (surface numbers 1 and 2) of the objective lens 10 of Example 5 are aspherical surfaces as in the above examples. Table 37 shows conical coefficients and aspheric coefficients that define the shape of each aspheric surface of each of the surfaces 11 and 12. As shown in Table 37, the aspherical shape of the first surface 11 is different between the first region and the second region.

Figure 2006318622
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また実施例５の対物レンズ１０の第一面１１に形成されることになる位相シフト構造を規定するための光路差関数における係数Ｐ２ｉは表３８に示される。また、各レーザー光の回折効率が最大になる回折次数ｍは表３９に示される。 Table 38 shows the coefficient P 2i in the optical path difference function for defining the phase shift structure to be formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 5. Table 39 shows the diffraction order m at which the diffraction efficiency of each laser beam is maximized.

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なお、表３８に示すように、各領域を規定する各光路差関数における係数Ｐ２の値が異なる。従って、表３４〜表３６に示すように、実施例５の対物レンズ１０の第一面１１は、領域毎に曲率半径ｒの値が異なる。 As shown in Table 38, the value of the coefficient P 2 in the optical path difference function defining each region is different. Therefore, as shown in Table 34 to Table 36, the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 5 has a different radius of curvature r for each region.

表３９に示すように、回折次数ｍは、使用するレーザー光ごと、および位相シフト構造が設けられる領域ごとに異なる値が設定されている。詳しくは、第一領域は、回折効率が最大となる回折次数が異なるものの、第一から第三の各レーザー光の収束に寄与するような位相シフト構造になっている。第二領域は、第一のレーザー光および第二のレーザー光の収束に寄与するような位相シフト構造になっている。   As shown in Table 39, the diffraction order m is set to a different value for each laser beam used and for each region where the phase shift structure is provided. Specifically, the first region has a phase shift structure that contributes to the convergence of the first to third laser beams, although the diffraction orders at which the diffraction efficiency is maximized are different. The second region has a phase shift structure that contributes to the convergence of the first laser beam and the second laser beam.

実施例５の対物レンズ１０の第一面１１に形成される位相シフト構造は具体的には表４０に示される。表４０は、実施例５の対物レンズ１０の第一面１１に形成される各輪帯の範囲と光路長変化量を示した表である。   The phase shift structure formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 5 is specifically shown in Table 40. Table 40 is a table showing the ranges of the annular zones formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 5 and the optical path length variation.

Figure 2006318622
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上述したように、実施例５の対物レンズ１０では、第一面１１の領域によって異なる位相シフト構造が形成されている。そのため、従って、表４０に示すように、領域毎で第一のレーザー光が各輪帯間の段差により付与される光路長変化量が異なる。   As described above, in the objective lens 10 according to the fifth embodiment, different phase shift structures are formed depending on the region of the first surface 11. Therefore, as shown in Table 40, the amount of change in the optical path length to which the first laser beam is applied due to the step between the annular zones is different for each region.

つまり、表４０に示すように、第一領域では、第一のレーザー光が各輪帯間の段差により付与される光路長変化量は、−５、２または８波長分であることがわかる。つまり、ｉＡ＝５、ｉＢ＝２、ｉＣ＝８であり、ΔＡ＝ΔＢ＝ΔＣ＝０．０５である。第二領域では、上記光路長変化量は、±５または−３波長分であることがわる。つまり、ｉＡ＝５、ｉＢ＝３であり、ΔＡ＝ΔＢ＝０である。従って、実施例５の対物レンズ１０は、上記条件（１）〜（４）を満たす。 That is, as shown in Table 40, in the first region, it can be seen that the change amount of the optical path length to which the first laser light is applied by the step between the annular zones is −5, 2 or 8 wavelengths. That is, i A = 5, i B = 2 and i C = 8, and Δ A = Δ B = Δ C = 0.05. In the second region, it can be seen that the amount of change in the optical path length is ± 5 or −3 wavelengths. That is, i A = 5, i B = 3, and Δ A = Δ B = 0. Therefore, the objective lens 10 of Example 5 satisfies the above conditions (1) to (4).

なお、第一領域において、輪帯番号２０、２１の輪帯間、２１、２２の輪帯間、２３〜２７の各輪帯間に形成される各段差は、ｉＡ＝５とｉＣ＝８の二種類の光路長変化量の和として求まる特殊段差である。また、第二領域において、輪帯番号３３、３４の輪帯間および４５、４６の輪帯間に形成される段差は、二種類の光路長変化量の和として求まる特殊段差である。 In the first region, the steps formed between the ring zones with the ring numbers 20 and 21, between the ring zones 21 and 22, and between the ring zones 23 to 27 are i A = 5 and i C = 8 is a special step obtained as the sum of two types of optical path length variation amounts. Further, in the second region, the step formed between the ring zones of the ring numbers 33 and 34 and between the ring zones 45 and 46 is a special step obtained as the sum of two types of optical path length variation.

図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例５の対物レンズ１０を有する光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図１２（Ａ）が第一のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図１２（Ｂ）が第二のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図１２（Ｃ）が第三のレーザー光使用時に発生する球面収差を、それぞれ表す。   12A to 12C are aberration diagrams showing spherical aberrations that occur when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus 100 having the objective lens 10 according to the fifth embodiment. is there. FIG. 12A shows the spherical aberration generated when the first laser beam is used, FIG. 12B shows the spherical aberration generated when the second laser beam is used, and FIG. 12C shows the third laser beam used. Each of the spherical aberrations that sometimes occurs is represented.

図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例５の対物レンズ１０を使用すると、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、対応する設計波長のレーザー光が球面収差を生じることなく各光ディスクの記録面２２上に良好に収束することがわかる。また、該レーザー光が設計波長からずれたことによる球面収差の変化も実使用上支障がない程度に抑えていることが分かる。特に、実施例５の対物レンズ１０によれば、図１２（Ｃ）に示すように、第三の光ディスクＤ３使用時において、第三のレーザー光が設計波長からずれた場合であっても、球面収差の変化が極めて良好に抑えられ、常に球面収差が補正された状態にあることが分かる。   As shown in FIGS. 12A to 12C, when the objective lens 10 of Example 5 is used, a laser having a corresponding design wavelength is used at the time of recording or reproducing information on any of the optical disks D1 to D3. It can be seen that the light converges well on the recording surface 22 of each optical disk without causing spherical aberration. It can also be seen that the change in spherical aberration due to the laser beam deviating from the design wavelength is suppressed to the extent that there is no problem in practical use. In particular, according to the objective lens 10 of the fifth embodiment, as shown in FIG. 12C, when the third optical disk D3 is used, even if the third laser beam deviates from the design wavelength, the spherical surface is obtained. It can be seen that the change in aberration is very well suppressed and the spherical aberration is always corrected.

実施例６の対物レンズ１０は、三種類の光路長変化量を与える位相シフト構造を第一面１１に有している。実施例６の対物レンズ１０の具体的な仕様は、表４１に示されている。   The objective lens 10 of Example 6 has a phase shift structure on the first surface 11 that gives three types of optical path length variation. Specific specifications of the objective lens 10 of Example 6 are shown in Table 41.

Figure 2006318622
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表４１中、倍率の値が示すように、実施例６でも、いずれの光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における各レーザー光は平行光束として対物レンズ１０に入射する。表４１に示す対物レンズ１０を備える光情報記録再生装置１００の各光ディスクＤ１〜Ｄ３使用時における具体的数値構成は、表４２〜表４４に示される。   In Table 41, as indicated by the magnification value, also in Example 6, each laser beam when using any one of the optical discs D1 to D3 enters the objective lens 10 as a parallel light flux. Specific numerical configurations of the optical information recording / reproducing apparatus 100 including the objective lens 10 shown in Table 41 when the optical discs D1 to D3 are used are shown in Tables 42 to 44.

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対物レンズ１０の両面１１、１２（面番号１、２）は、上記各実施例と同様に非球面である。各面１１、１２の各非球面の形状を規定する円錐係数と非球面係数は、表４５に示される。   Both surfaces 11 and 12 (surface numbers 1 and 2) of the objective lens 10 are aspherical surfaces as in the above embodiments. Table 45 shows conic coefficients and aspheric coefficients that define the shape of each aspheric surface of each surface 11, 12.

Figure 2006318622
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また実施例６の対物レンズ１０の第一面１１に形成されることになる位相シフト構造を規定するための第一から第三の光路差関数における係数Ｐ２ｉは表４６に示される。また、各レーザー光の回折効率が最大になる回折次数ｍは表４７に示される。本実施例６では、第三のレーザー光において回折効率が最大になる回折次数ｍはｋで表される。 Table 46 shows the coefficient P 2i in the first to third optical path difference functions for defining the phase shift structure to be formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 6. Table 47 shows the diffraction order m at which the diffraction efficiency of each laser beam is maximized. In Example 6, the diffraction order m that maximizes the diffraction efficiency in the third laser light is represented by k.

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実施例６の対物レンズ１０の第一面１１に形成される位相シフト構造は具体的には表５０に示される。表４８は、実施例６の対物レンズ１０の第一面１１に形成される各輪帯の範囲と、第一のレーザー光が各輪帯間の段差を透過することにより与えられる光路長変化量を示した表である。   The phase shift structure formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 6 is specifically shown in Table 50. Table 48 shows the range of each annular zone formed on the first surface 11 of the objective lens 10 of Example 6, and the optical path length change amount given by the first laser beam passing through the steps between the annular zones. It is the table | surface which showed.

Figure 2006318622
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表４８に示すように、第一のレーザー光が各輪帯間の段差により付与される光路長変化量は、３、２または−１０波長分であることがわかる。つまり、ｉＡ＝３、ｉＢ＝２、ｉＣ＝１０で、ΔＡ＝−０．１０、ΔＢ＝Δｃ＝０である。従って、実施例６の対物レンズ１０は、上記条件（５）〜（８）を満たす。なお、輪帯番号１２、１３の各輪帯間、２４、２５の各輪帯間、３２、３３の各輪帯間、３４、３５の各輪帯間、３８、３９の各輪帯間、４０、４１の各輪帯間、４６、４７の各輪帯間、４８、４９の各輪帯間、５１、５２の各輪帯間、にそれぞれ形成される段差は、ｉＢ＝２とｉＡ＝３の二種類の光路長変化量の和として求まる特殊段差である。 As shown in Table 48, it can be seen that the change amount of the optical path length to which the first laser light is applied by the step between the annular zones is 3, 2 or −10 wavelengths. That is, i A = 3, i B = 2 and i C = 10, Δ A = −0.10, and Δ B = Δ c = 0. Therefore, the objective lens 10 of Example 6 satisfies the above conditions (5) to (8). In addition, between each annular zone of the annular zone numbers 12 and 13, between each annular zone of 24 and 25, between each annular zone of 32 and 33, between each annular zone of 34 and 35, between each annular zone of 38 and 39, The steps formed between the annular zones 40 and 41, between the annular zones 46 and 47, between the annular zones 48 and 49, and between the annular zones 51 and 52 are i B = 2 and i, respectively. This is a special step obtained as the sum of two types of optical path length variation amounts of A = 3.

また、輪帯番号２５、２６の各輪帯間、３５、３６の各輪帯間、３９、４０の各輪帯間、４７、４８の各輪帯間、にそれぞれ形成される段差は、ｉＢ＝２とｉＣ＝１０の二種類の光路長変化量の和として求まる特殊段差である。 Further, the steps formed between the ring zones of the ring numbers 25 and 26, between the ring zones of 35 and 36, between the ring zones of 39 and 40, and between the ring zones of 47 and 48 are i. This is a special step obtained as the sum of two types of optical path length variation amounts of B = 2 and i C = 10.

また、輪帯番号４２、４３の各輪帯間、５０、５１の各輪帯間、にそれぞれ形成される段差は、ｉＢ＝２、ｉＡ＝３、ｉＣ＝１０の三種類の光路長変化量の和として求まる特殊段差である。 Further, the steps formed between the annular zones of the annular zones 42 and 43 and between the annular zones 50 and 51 are three types of optical paths of i B = 2, i A = 3, and i C = 10. This is a special step determined as the sum of long changes.

図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例６の対物レンズ１０を有する光情報記録再生装置１００において、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。図１３（Ａ）が第一のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図１３（Ｂ）が第二のレーザー光使用時に発生する球面収差を、図１３（Ｃ）が第三のレーザー光使用時に発生する球面収差を、それぞれ表す。   FIGS. 13A to 13C are aberration diagrams showing spherical aberrations that occur when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus 100 having the objective lens 10 according to the sixth embodiment. is there. FIG. 13A shows the spherical aberration generated when the first laser beam is used, FIG. 13B shows the spherical aberration generated when the second laser beam is used, and FIG. 13C shows the third laser beam used. Each of the spherical aberrations that sometimes occurs is represented.

図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施例６の対物レンズ１０を使用すると、各光ディスクＤ１〜Ｄ３のいずれに対する情報の記録または再生時であっても、対応する設計波長のレーザー光が球面収差を生じることなく各光ディスクの記録面２２上に良好に収束することがわかる。さらに、実施例６の対物レンズ１０は、三種類の光路長変化量を付与するような段差を持つ位相シフト構造が形成されている。つまり、実施例６の対物レンズ１０に形成された位相シフト構造は、三波長互換作用と波長ずれ補償作用を併せ持つ。従って、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第一から第三の各レーザー光が設計波長からずれた場合であっても、球面収差の変化が極めて良好に抑えられ、常に球面収差が補正された状態にあることが分かる。   As shown in FIGS. 13A to 13C, when the objective lens 10 of Example 6 is used, a laser having a corresponding design wavelength is used at the time of recording or reproducing information on any of the optical disks D1 to D3. It can be seen that the light converges well on the recording surface 22 of each optical disk without causing spherical aberration. Furthermore, the objective lens 10 of Example 6 is formed with a phase shift structure having a level difference that gives three types of optical path length variation. That is, the phase shift structure formed in the objective lens 10 of Example 6 has both a three-wavelength compatibility effect and a wavelength shift compensation effect. Therefore, as shown in FIGS. 13A to 13C, even when the first to third laser beams deviate from the design wavelength, the change in spherical aberration can be suppressed very well, and the spherical surface is always spherical. It can be seen that the aberration is corrected.

なお、実施例４の対物レンズ１０を用いて第一から第三の光ディスクＤ１〜Ｄ３に対する情報の記録または再生をした場合の光利用効率は、第一のレーザー光が約８５％、第二のレーザー光が約７３％、第三のレーザー光が５６％となる。また、実施例５の対物レンズ１０を用いて第一から第三の光ディスクＤ１〜Ｄ３に対する情報の記録または再生をした場合の光利用効率は、第一のレーザー光が約９８％、第二のレーザー光が約７５％、第三のレーザー光が４１％となる。また、実施例６の対物レンズ１０を用いて第一から第三の光ディスクＤ１〜Ｄ３に対する情報の記録または再生をした場合の光利用効率は、第一のレーザー光が約９７％、第二のレーザー光が約６９％、第三のレーザー光が５１％となる。以上のように、本発明の実施形態の対物レンズによれば、第三のレーザー光において回折効率が最大になる回折次数に応じた各条件を満たすように構成することにより、記録密度が高い光ディスクＤ１、Ｄ２使用時にはより多くの光量を利用することができ、かつ第三の光ディスクＤ３使用時には、情報の記録または再生に関して実使用上何ら問題ない程度の光量を確保することができる。   The light utilization efficiency when information is recorded or reproduced on the first to third optical disks D1 to D3 using the objective lens 10 of Example 4 is about 85% for the first laser beam, The laser light is about 73% and the third laser light is 56%. In addition, when the information is recorded or reproduced on the first to third optical disks D1 to D3 using the objective lens 10 of the fifth embodiment, the light utilization efficiency is about 98% for the first laser beam, The laser beam is about 75% and the third laser beam is 41%. The light utilization efficiency when information is recorded or reproduced on the first to third optical disks D1 to D3 using the objective lens 10 of Example 6 is about 97% for the first laser beam, The laser beam is about 69% and the third laser beam is 51%. As described above, according to the objective lens of the embodiment of the present invention, the optical disk having a high recording density is configured by satisfying each condition according to the diffraction order at which the diffraction efficiency becomes maximum in the third laser light. When D1 and D2 are used, a larger amount of light can be used, and when the third optical disc D3 is used, a sufficient amount of light can be ensured with no problem in practical use regarding information recording or reproduction.

以上が本発明に係る設計方法により設計された対物レンズの具体的実施例である。なお、上記の各実施例はあくまでも本発明に係る対物レンズの一例である。つまり本発明に係る対物レンズは、各実施例の具体的数値構成に限定されるものではない。例えば、光情報記録再生装置の対物光学系を構成するレンズ等の光学素子の数は複数であっても良い。対物光学系が複数の光学素子から構成される場合、本発明に係る設計方法により設計される光学素子は、片側一面のみならず両面に位相シフト構造を設けることができる。   The above is a specific example of the objective lens designed by the designing method according to the present invention. In addition, each said Example is an example of the objective lens based on this invention to the last. That is, the objective lens according to the present invention is not limited to the specific numerical configuration of each embodiment. For example, the number of optical elements such as lenses constituting the objective optical system of the optical information recording / reproducing apparatus may be plural. When the objective optical system is composed of a plurality of optical elements, the optical element designed by the designing method according to the present invention can be provided with phase shift structures on both sides as well as on one side.

また、三波長互換作用で調整される球面収差の値は、０でなくてもよく、設計者が任意に設定することが可能である。同様に波長ずれ補償作用でも波長ずれに起因して変化する球面収差を必ずしも打ち消す作用を与える必要はなく、球面収差の変化の度合いは設計者が任意に設定することができる。   Further, the value of the spherical aberration adjusted by the three-wavelength compatibility action may not be 0, and can be arbitrarily set by the designer. Similarly, it is not always necessary to cancel the spherical aberration that changes due to the wavelength shift in the wavelength shift compensation function, and the degree of change of the spherical aberration can be arbitrarily set by the designer.

さらに、上記の各実施例で提示した各段差のｉの組み合わせも例示であって、必ずしも各実施例の組み合わせに限定されるものではない。例えば、対物レンズの第一面に設けられた位相シフト構造によって付与される光路長変化量が三種類ある場合、各段差の組み合わせは、ｉＡ＝５、ｉＢ＝２、ｉＣ＝１０であってもよい。 Furthermore, the combination of i of each step presented in each of the above embodiments is also an exemplification, and is not necessarily limited to the combination of each embodiment. For example, when there are three types of optical path length change amounts provided by the phase shift structure provided on the first surface of the objective lens, the combinations of the steps are i A = 5, i B = 2 and i C = 10. There may be.

本発明の実施形態の光情報記録再生装置の概略構成を表す模式図である。It is a schematic diagram showing schematic structure of the optical information recording / reproducing apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の光情報記録再生装置を各光ディスク使用時における光路ごとに分けて示す図である。1 is a diagram showing an optical information recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention separately for each optical path when each optical disc is used. FIG. 本発明の実施形態の対物レンズの、第一面に設けられた位相シフト構造の拡大図である。It is an enlarged view of the phase shift structure provided in the 1st surface of the objective lens of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の対物レンズの、ｉを２に設定したときの第一から第三の各レーザー光の光利用効率について示すグラフである。It is a graph shown about the light utilization efficiency of each 1st-3rd laser beam when i is set to 2 of the objective lens of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の対物レンズの、ｉを３に設定したときの第一から第三の各レーザー光の光利用効率について示すグラフである。It is a graph which shows about the light utilization efficiency of each 1st to 3rd laser beam when i is set to 3 of the objective lens of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の対物レンズの、ｉを５に設定したときの第一から第三の各レーザー光の光利用効率について示すグラフである。It is a graph which shows about the light utilization efficiency of each 1st-3rd laser beam when i is set to 5 of the objective lens of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の対物レンズの、ｉを１０に設定したときの第一から第三の各レーザー光の光利用効率について示すグラフである。It is a graph shown about the light utilization efficiency of each 1st-3rd laser beam when i is set to 10 of the objective lens of the embodiment of the present invention. 実施例１の光情報記録再生装置の、第一から第三の各レーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram showing spherical aberration that occurs when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus of Example 1. 実施例２の光情報記録再生装置の、第一から第三のレーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。FIG. 7 is an aberration diagram showing spherical aberration that occurs when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus in Example 2. 実施例３の光情報記録再生装置の、第一から第三のレーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram showing spherical aberration generated when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus in Example 3. 実施例４の光情報記録再生装置の、第一から第三のレーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram showing spherical aberration that occurs when the first to third laser beams are used in the optical information recording / reproducing apparatus in Example 4. 実施例５の光情報記録再生装置の、第一から第三のレーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。FIG. 11 is an aberration diagram showing spherical aberration that occurs when the first to third laser lights are used in the optical information recording / reproducing apparatus in Example 5. 実施例６の光情報記録再生装置の、第一から第三のレーザー光を使用した時に発生する球面収差を表す収差図である。FIG. 12 is an aberration diagram showing spherical aberration that occurs when the first to third laser lights are used in the optical information recording / reproducing apparatus in Example 6.

符号の説明Explanation of symbols

１Ａ、２Ａ、３Ａ 光源
１０ 対物レンズ
Ｄ１〜Ｄ３ 光ディスク
１００ 光情報記録再生装置 1A, 2A, 3A Light source 10 Objective lens D1-D3 Optical disc 100 Optical information recording / reproducing apparatus

Claims (19)

記録密度の異なる複数の光ディスクに対して第一から第三の波長を持つ三種類の略平行光束を使い分けることにより、各光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置に用いられる対物レンズであって、
前記第一から第三の波長を、それぞれλ１、λ２、λ３、とすると、
λ１＜λ２＜λ３
１．９＜λ３／λ１＜２．１
であり、
前記第一の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第一の光ディスクの保護層厚をｔ１、前記第二の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第二の光ディスクの保護層厚をｔ２、前記第三の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第三の光ディスクの保護層厚をｔ３、とすると、
ｔ１≦ｔ２＜ｔ３
であり、
前記第一の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ１、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ２、前記第三の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ３、とすると、
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
であり、
少なくとも一方の面に、複数の同心円状の屈折面で構成された位相シフト構造を有しており、
前記位相シフト構造は、前記第三の波長の光束を前記第三の光ディスクの記録面上に収束する第一領域を有し、
前記第一領域は、互いに隣り合う屈折面の境界において第一の波長の光束に対して絶対値が異なる少なくとも二種類の光路長変化量を付与する段差を有し、
前記少なくとも二種類の光路長変化量の各絶対値は、前記第一の波長の光束一波長分の（ｉＡ＋ΔＡ）倍、および（ｉＢ＋ΔＢ）倍（但し、ｉＡ、ｉＢは自然数かつ、ｉＡ≠ｉＢ、−０．５＜ΔＡ＜０．５、−０．５＜ΔＢ＜０．５）で表され、
さらに、前記ｉＡがｉＡ＝２ｋ＋１（但し、ｋは自然数）で表され、かつ前記第三の波長の光束において回折効率が最大となる回折次数が（ｋ＋１）次であり、前記ΔAは以下の条件（１）、
０．０００≦ΔＡ≦０．３８４・・・（１）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 An objective lens used in an optical information recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information with respect to each optical disc by selectively using three types of substantially parallel light beams having first to third wavelengths for a plurality of optical discs having different recording densities. Because
When the first to third wavelengths are λ1, λ2, and λ3, respectively,
λ1 <λ2 <λ3
1.9 <λ3 / λ1 <2.1
And
The thickness of the protective layer of the first optical disk on which information is recorded or reproduced using the light beam of the first wavelength is t1, and the information recording or reproduction is performed on the light beam of the second wavelength. When the protective layer thickness of the optical disk is t2, and the protective layer thickness of the third optical disk on which information is recorded or reproduced using the light beam of the third wavelength is t3,
t1 ≦ t2 <t3
And
The numerical aperture required for recording or reproducing information on the first optical disc is NA1, the numerical aperture required for recording or reproducing information on the second optical disc is NA2, and the information is recorded or reproduced on the third optical disc. If the required numerical aperture is NA3,
NA1> NA3 and NA2> NA3
And
At least one surface has a phase shift structure composed of a plurality of concentric refracting surfaces,
The phase shift structure has a first region that converges the light beam of the third wavelength on the recording surface of the third optical disc,
The first region has a step for providing at least two kinds of optical path length change amounts having different absolute values with respect to a light beam having a first wavelength at a boundary between adjacent refractive surfaces,
Wherein the absolute values of at least two kinds of optical path length variation, the first light flux one wavelength of the wavelength (i A + Δ A) times, and (i B + Δ B) times (where, i A, i B Is a natural number and i A ≠ i B , −0.5 <Δ A <0.5, −0.5 <Δ B <0.5),
Furthermore, i A is represented by i A = 2k + 1 (where k is a natural number), and the diffraction order at which the diffraction efficiency is maximum in the light flux of the third wavelength is the (k + 1) th order, and Δ A is The following conditions (1),
0.000 ≦ Δ A ≦ 0.384 (1)
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, characterized in that: 請求項１に記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記ΔＡは、以下の条件（２）、
０．０２０≦ΔＡ≦０．３２４・・・（２）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1,
The Δ A is the following condition (2):
0.020 ≦ Δ A ≦ 0.324 (2)
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, characterized in that: 請求項１から請求項２のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記ΔＡは、以下の条件（３）、
０．０２０≦ΔＡ≦０．２５８・・・（３）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1,
The Δ A is the following condition (3):
0.020 ≦ Δ A ≦ 0.258 (3)
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, characterized in that: 請求項１または請求項３のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記ΔＡは、以下の条件（４）、
０．０２０≦ΔＡ≦０．１７８・・・（４）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 In the objective lens for optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1 or 3,
The Δ A is the following condition (4):
0.020 ≦ Δ A ≦ 0.178 (4)
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, characterized in that: 記録密度の異なる複数の光ディスクに対して第一から第三の波長を持つ三種類の略平行光束を使い分けることにより、各光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置に用いられる対物レンズであって、
前記第一から第三の波長を、それぞれλ１、λ２、λ３、とすると、
λ１＜λ２＜λ３
１．９＜λ３／λ１＜２．１
であり、
前記第一の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第一の光ディスクの保護層厚をｔ１、前記第二の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第二の光ディスクの保護層厚をｔ２、前記第三の波長の光束を用いて情報の記録または再生が行われる第三の光ディスクの保護層厚をｔ３、とすると、
ｔ１≦ｔ２＜ｔ３
であり、
前記第一の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ１、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ２、前記第三の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数をＮＡ３、とすると、
ＮＡ１＞ＮＡ３かつＮＡ２＞ＮＡ３
であり、
少なくとも一方の面に、複数の同心円状の屈折面で構成された位相シフト構造を有しており、
前記位相シフト構造は、前記第三の波長の光束を前記第三の光ディスクの記録面上に収束する第一領域を有し、
前記第一領域は、互いに隣り合う屈折面の境界において第一の波長の光束に対して絶対値が異なる少なくとも二種類の光路長変化量を付与する段差を有し、
前記少なくとも二種類の光路長変化量の各絶対値は、前記第一の波長の光束一波長分の（ｉＡ＋ΔＡ）倍、および（ｉＢ＋ΔＢ）倍（但し、ｉＡ、ｉＢは自然数、かつ、ｉＡ≠ｉＢ、−０．５＜ΔＡ＜０．５、−０．５＜ΔＢ＜０．５）で表され、
さらに、前記ｉＡがｉＡ＝２ｋ＋１（但し、ｋは自然数）で表され、かつ前記第三の波長の光束において回折効率が最大となる回折次数がｋ次であり、前記ΔＡは以下の条件（５）、
−０．３８４≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（５）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 An objective lens used in an optical information recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information with respect to each optical disc by selectively using three types of substantially parallel light beams having first to third wavelengths for a plurality of optical discs having different recording densities. Because
When the first to third wavelengths are λ1, λ2, and λ3, respectively,
λ1 <λ2 <λ3
1.9 <λ3 / λ1 <2.1
And
The thickness of the protective layer of the first optical disk on which information is recorded or reproduced using the light beam of the first wavelength is t1, and the information recording or reproduction is performed on the light beam of the second wavelength. When the protective layer thickness of the optical disk is t2, and the protective layer thickness of the third optical disk on which information is recorded or reproduced using the light beam of the third wavelength is t3,
t1 ≦ t2 <t3
And
The numerical aperture required for recording or reproducing information on the first optical disc is NA1, the numerical aperture required for recording or reproducing information on the second optical disc is NA2, and the information is recorded or reproduced on the third optical disc. If the required numerical aperture is NA3,
NA1> NA3 and NA2> NA3
And
At least one surface has a phase shift structure composed of a plurality of concentric refracting surfaces,
The phase shift structure has a first region that converges the light beam of the third wavelength on the recording surface of the third optical disc,
The first region has a step for providing at least two kinds of optical path length change amounts having different absolute values with respect to a light beam having a first wavelength at a boundary between adjacent refractive surfaces,
Wherein the absolute values of at least two kinds of optical path length variation, the first light flux one wavelength of the wavelength (i A + Δ A) times, and (i B + Δ B) times (where, i A, i B Is a natural number and i A ≠ i B , −0.5 <Δ A <0.5, −0.5 <Δ B <0.5),
Further, the i A is represented by i A = 2k + 1 (where k is a natural number), and the diffraction order at which the diffraction efficiency is maximum in the light beam of the third wavelength is the k order, and the Δ A is Condition (5),
−0.384 ≦ Δ A ≦ −0.070 (5)
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, characterized in that: 請求項５に記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記ΔＡは、以下の条件（６）、
−０．３２４≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（６）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 5,
The Δ A is the following condition (6):
−0.324 ≦ Δ A ≦ −0.070 (6)
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, characterized in that: 請求項５または請求項６に記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記ΔＡは、以下の条件（７）、
−０．２５８≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（７）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 5 or 6,
The Δ A is the following condition (7):
−0.258 ≦ Δ A ≦ −0.070 (7)
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, characterized in that: 請求項５から請求項７のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記ΔＡは、以下の条件（８）、
−０．１７８≦ΔＡ≦−０．０７０・・・（８）
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing device according to any one of claims 5 to 7,
The Δ A is the following condition (8):
−0.178 ≦ Δ A ≦ −0.070 (8)
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, characterized in that: 請求項１から請求項８のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一領域の段差が付与する前記光路長変化量の種類は二種類あり、
各段差のｉＡとｉＢは、
ｉＡ＝３、
ｉＢ＝２
であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing device according to any one of claims 1 to 8,
There are two types of the optical path length change amount provided by the step of the first region,
I A and i B of each step are
i A = 3,
i B = 2
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一領域の段差が付与する前記光路長変化量の種類は二種類あり、
各段差のｉＡとｉＢは、
ｉＡ＝５、
ｉＢ＝２
であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing device according to any one of claims 1 to 8,
There are two types of the optical path length change amount provided by the step of the first region,
I A and i B of each step are
i A = 5,
i B = 2
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一領域の段差が付与する前記光路長変化量の種類は三種類あり、
前記第一の波長の光束一波長分の（ｉＡ＋ΔＡ）倍および（ｉＢ＋ΔＢ）倍とは異なる光路長変化量の絶対値が、（ｉＣ＋ΔＣ）倍
但し、ｉＣは自然数、かつ、ｉＣ≠ｉＡ、ｉＣ≠ｉＢ、−０．５＜ΔＣ＜０．５
で表され、
各段差のｉＡ、ｉＢおよびｉＣは、
ｉＡ＝３、
ｉＢ＝２、
ｉＣ＝８、
であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing device according to any one of claims 1 to 8,
There are three types of the optical path length change amount provided by the step in the first region,
The absolute value of the change in optical path length that is different from (i A + Δ A ) times and (i B + Δ B ) times as much as one wavelength of the light beam of the first wavelength is (i C + Δ C ) times, where i C is Natural number, i C ≠ i A , i C ≠ i B , −0.5 <Δ C <0.5
Represented by
I A , i B and i C of each step are
i A = 3,
i B = 2
i C = 8,
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一領域の段差が付与する前記光路長変化量の種類は三種類あり、
前記第一の波長の光束一波長分の（ｉＡ＋ΔＡ）倍および（ｉＢ＋ΔＢ）倍とは異なる光路長変化量の絶対値が、（ｉＣ＋ΔＣ）倍
但し、ｉＣは自然数、かつ、ｉＣ≠ｉＡ、ｉＣ≠ｉＢ、−０．５＜ΔＣ＜０．５
で表され、
各段差のｉＡ、ｉＢおよびｉＣは、
ｉＡ＝３、
ｉＢ＝２、
ｉＣ＝１０、
であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing device according to any one of claims 1 to 8,
There are three types of the optical path length change amount provided by the step in the first region,
The absolute value of the change in optical path length that is different from (i A + Δ A ) times and (i B + Δ B ) times as much as one wavelength of the light beam of the first wavelength is (i C + Δ C ) times, where i C is Natural number, i C ≠ i A , i C ≠ i B , −0.5 <Δ C <0.5
Represented by
I A , i B and i C of each step are
i A = 3,
i B = 2
i C = 10,
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一領域の段差が付与する前記光路長変化量の種類は三種類あり、
前記第一の波長の光束一波長分の（ｉＡ＋ΔＡ）倍および（ｉＢ＋ΔＢ）倍とは異なる光路長変化量の絶対値が、（ｉＣ＋ΔＣ）倍
但し、ｉＣは自然数、かつ、ｉＣ≠ｉＡ、ｉＣ≠ｉＢ、−０．５＜ΔＣ＜０．５
で表され、
各段差のｉＡ、ｉＢおよびｉＣは、
ｉＡ＝５、
ｉＢ＝２、
ｉＣ＝８、
であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing device according to any one of claims 1 to 8,
There are three types of the optical path length change amount provided by the step in the first region,
The absolute value of the change in optical path length that is different from (i A + Δ A ) times and (i B + Δ B ) times as much as one wavelength of the light beam of the first wavelength is (i C + Δ C ) times, where i C is Natural number, i C ≠ i A , i C ≠ i B , −0.5 <Δ C <0.5
Represented by
I A , i B and i C of each step are
i A = 5,
i B = 2
i C = 8,
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一領域の段差が付与する前記光路長変化量の種類は三種類あり、
前記第一の波長の光束一波長分の（ｉＡ＋ΔＡ）倍および（ｉＢ＋ΔＢ）倍とは異なる光路長変化量の絶対値が、（ｉＣ＋ΔＣ）倍
但し、ｉＣは自然数、かつ、ｉＣ≠ｉＡ、ｉＣ≠ｉＢ、−０．５＜ΔＣ＜０．５
で表され、
各段差のｉＡ、ｉＢおよびｉＣは、
ｉＡ＝５、
ｉＢ＝２、
ｉＣ＝１０、
であることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing device according to any one of claims 1 to 8,
There are three types of the optical path length change amount provided by the step in the first region,
The absolute value of the change in optical path length that is different from (i A + Δ A ) times and (i B + Δ B ) times as much as one wavelength of the light beam of the first wavelength is (i C + Δ C ) times, where i C is Natural number, i C ≠ i A , i C ≠ i B , −0.5 <Δ C <0.5
Represented by
I A , i B and i C of each step are
i A = 5,
i B = 2
i C = 10,
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus. 単レンズであることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の光情報再生装置用対物レンズ。   15. The objective lens for an optical information reproducing apparatus according to claim 1, wherein the objective lens is a single lens. 前記位相シフト構造は、前記第一領域の外側に、前記第一の波長の光束および前記第二の波長の光束をそれぞれ前記第一の光ディスクおよび前記第二の光ディスクの記録面上に収束し、かつ前記第三の波長の光束の収束には寄与しない第二領域を有し、
前記第二領域は、互いに隣り合う屈折面の境界において、第一の光束に対して少なくとも一種類の光路長変化量を付与する段差を有し、
前記少なくとも一種類の光路長変化量の絶対値は、前記第一領域における少なくとも一種類の光路長変化量の絶対値とは異なることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズ。 The phase shift structure, on the outside of the first region, converges the light flux of the first wavelength and the light flux of the second wavelength on the recording surfaces of the first optical disc and the second optical disc, respectively. And having a second region that does not contribute to the convergence of the light flux of the third wavelength,
The second region has a level difference that gives at least one type of optical path length variation to the first light flux at a boundary between adjacent refracting surfaces,
The absolute value of the at least one kind of optical path length variation is different from the absolute value of the at least one kind of optical path length variation in the first region. Objective lens for optical information recording / reproducing apparatus. 請求項１６に記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一の光ディスクに対する情報の記録または再生時における焦点距離をｆ１、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生時における焦点距離をｆ２とすると、以下の条件（９）、
f1×NA1＜f2×NA2・・・（９）
を満たし、
前記位相シフト構造は、前記第二領域の外側に、前記第二の波長の光束のみを収束し、前記第一および第三の波長の光束の収束には寄与しない第三領域を有し、
前記第三領域は、互いに隣り合う屈折面の境界において、第二の光束に対して少なくとも一種類の光路長変化量を付与する段差を有し、
前記少なくとも一種類の光路長変化量の絶対値が、前記第二領域における光路長変化量の絶対値とは異なることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 16,
Assuming that the focal length at the time of recording or reproducing information on the first optical disc is f1, and the focal length at the time of recording or reproducing information on the second optical disc is f2, the following condition (9):
f1 × NA1 <f2 × NA2 (9)
The filling,
The phase shift structure has a third region outside the second region that converges only the light flux of the second wavelength and does not contribute to the convergence of the light flux of the first and third wavelengths,
The third region has a step for providing at least one type of optical path length change amount to the second light flux at a boundary between adjacent refractive surfaces,
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, wherein an absolute value of the at least one kind of optical path length change amount is different from an absolute value of the optical path length change amount in the second region. 請求項１６に記載の光情報記録再生装置用対物レンズにおいて、
前記第一の光ディスクに対する情報の記録または再生時における焦点距離をｆ１、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生時における焦点距離をｆ２とすると、以下の条件（１０）、
f1×NA1＞f2×NA2・・・（１０）
を満たし、
前記位相シフト構造は、前記第二領域の外側に、前記第一の波長の光束のみを収束し、前記第二および第三の波長の光束の収束には寄与しない第三領域を有し、
前記第三領域は、互いに隣り合う屈折面の境界において、第一の光束に対して少なくとも一種類の光路長変化量を付与する段差を有し、
前記少なくとも一種類の光路長変化量の絶対値が、前記第二領域における光路長変化量の絶対値とは異なることを特徴とする光情報記録再生装置用対物レンズ。 The objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus according to claim 16,
When the focal length at the time of recording or reproducing information on the first optical disc is f1, and the focal length at the time of recording or reproducing information on the second optical disc is f2, the following condition (10):
f1 × NA1> f2 × NA2 (10)
The filling,
The phase shift structure has a third region outside the second region that converges only the light flux of the first wavelength and does not contribute to the convergence of the light flux of the second and third wavelengths,
The third region has a step for providing at least one type of optical path length variation to the first light flux at a boundary between adjacent refractive surfaces,
An objective lens for an optical information recording / reproducing apparatus, wherein an absolute value of the at least one kind of optical path length change amount is different from an absolute value of the optical path length change amount in the second region. 使用される光ディスクに対応して第一から第三の波長を持つ三種類の光束をそれぞれ照射する第一から第三の光源と、
請求項１から請求項１８のいずれかに記載の光情報記録再生装置用対物レンズと、
前記第一から第三の光源から照射された光を前記対物レンズを介して前記光ディスクに導く偏向手段と、
前記光ディスクからの戻り光を受光するセンサと、を有することを特徴とする光情報記録再生装置。 First to third light sources that respectively irradiate three types of light beams having first to third wavelengths corresponding to the optical disc used;
An objective lens for an optical information recording / reproducing device according to any one of claims 1 to 18,
Deflecting means for guiding light emitted from the first to third light sources to the optical disc through the objective lens;
An optical information recording / reproducing apparatus comprising: a sensor for receiving return light from the optical disc.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008293630A (en) * 2007-04-27 2008-12-04 Konica Minolta Opto Inc Optical pickup device and objective optical element
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