JP2006302483A - 光ピックアップ光学系、光ヘッド及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
透明基板の厚さが異なる複数種の光記録媒体夫々に対し、高い光利用効率で光ビームを情報記録面に集光させることができるようにする。
【解決手段】
本発明にかかる光ピックアップ光学系は、３種類の光記憶媒体の情報を読み取るためのものである。このため、波長選択性フィルター６を備えている。当該波長選択性フィルター６は、３種類の波長をそれぞれ有する光ビームのうち、一つの光ビームのみを遮断する外側領域と、全ての光ビームを透過させる内側領域を有する。また、波長選択性フィルター６を透過した各光ビームをそれぞれの光記憶媒体に集光させる対物レンズ１を備えている。そして、本発明にかかる光学ヘッド及び光ディスク装置は、このような光ピックアップ光学系を備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ピックアップ光学系、光ヘッド及び光ディスク装置に関する。

従来より、ＣＤ(Compact Disc)やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)などの種類が異なる光ディスクをともに再生することができるようにした互換型光ディスク装置が提案されている。ＣＤやＤＶＤなど（以下、これらをまとめて光ディスクという）は、いずれも透明な基板が用いられ、この透明基板の一方の面に情報記録面が設けられている。そして、光ディスクは、透明基板を２枚、それらの情報記録面を向かい合わせにして貼り合わせた構成をなすか、あるいは、かかる透明基板を透明な保護基板と、透明基板の情報記録面が保護基板と向かい合うようにして貼り合わせた構成をなしている。

かかる構成の光ディスクに記憶された情報信号を再生する場合には、光ディスク装置は、透明基板を介して、光源からのレーザビームを光ディスクの情報記録面に集光させる必要がある。レーザビームの波長は、後に述べるようにＣＤにおいて用いられる場合とＤＶＤにおいて用いられる場合とでは異なる。レーザビームを集光させるために、光ディスク装置では、通常、対物レンズが使用されている。ここで、光ディスクの種類（レーザビームの波長の違い）に応じて情報記録面が設けられている透明基板の厚さが異なる場合がある。例えば、ＣＤにおいて用いられる透明基板の厚さは１．２ｍｍであるのに対して、ＤＶＤにおいて用いられる透明基板の厚さは０．６ｍｍとすることができる。

種類が異なる光ディスクを再生する光ディスク装置では、光ディスクの種類に応じて透明基板の厚さが異なっても、レーザビームを情報記録面に集光させる必要がある。また、近年提案されている新しい光ディスク装置は、情報の再生のために波長４００ｎｍ程度の青色レーザーを用いることが提案されている。従って、光ディスク装置では、下位互換のためＣＤ及び現行のＤＶＤに加えて、そのような新しい光ディスクも同時に利用できることが期待されている。

このような互換型光ディスク装置としては、ピックアップに光ディスクの種類毎に対物レンズを設け、使用する光ディスクの種類に応じて対物レンズを交換することが考えられる。あるいは、光ディスクの種類毎にピックアップを設け、使用する光ディスクの種類に応じてピックアップを交換することも考えられる。しかしながら、コストの面や装置の小型化を実現するためには、対物レンズとして、光ディスクのいずれの種類にも同じレンズを用いることができるのが望ましい。

かかる対物レンズの一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された対物レンズは、半径方向に３以上の輪帯状レンズ面に区分されている。それらの輪帯状レンズ面のうち、１つおきの輪帯状レンズ面の屈折力と他の１つおきの輪帯状レンズ面の屈折力とが異なっている。そして、１つおきの輪帯状レンズ面は、例えば、薄い透明基板（０．６ｍｍ）の光ディスク（ＤＶＤ）の情報記録面にレーザビームを集光させる。他の１つおきの輪帯状レンズ面は、例えば、そのレーザビームの波長と同じ波長のレーザビームに対し、厚い透明基板（１．２ｍｍ）の光ディスク（ＣＤ）の情報記録面にレーザビームを集光させる。

また、他の一例が特許文献２に開示されている。この特許文献２に開示された光ディスク装置では、薄い透明基板のＤＶＤに対しては、短波長（６３５ｎｍまたは６５０ｎｍ）のレーザビームを使用し、厚い透明基板のＣＤに対しては、長波長（７８０ｎｍ）のレーザビームを使用している。

特許文献２に開示された光ディスク装置は、これらレーザビームに共通に使用される対物レンズを有している。そして、この対物レンズには、正のパワーを有する屈折レンズの一方の面に輪帯状の微細な段差が密に設けられた回折レンズ構造が形成されている。かかる回折レンズ構造は、薄い透明基板のＤＶＤに対して短波長のレーザビームの回折光を、厚い透明基板のＣＤに対して長波長のレーザビームの回折光を情報記録面に集光するように設計されている。そして、いずれの回折光も同一次数の回折光を情報記録面に集光するように設計されている。なお、ＤＶＤに対して短波長のレーザビームを用いるのは、ＣＤに比べてＤＶＤの記録密度は高く、このために、ビームスポットを小さく絞る必要があるためである。よく知られているように、光スポットの大きさは、波長に比例し、開口数ＮＡに反比例する。

上記いずれの従来の光ディスク装置でも、ＤＶＤ，ＣＤともに共通の対物レンズを用いることができる。そのため、対物レンズを含めてＤＶＤ，ＣＤ毎に使用部材を交換するための手段などが不要となり、コストの面や構成の簡略化の点で有利となる。

また、ＣＤ、ＤＶＤに続く光学記録媒体としてブルーレイディスク（Blu-ray Disc）やHD DVD(High Definition DVD)が登場し、ＣＤ、ＤＶＤを含めた３つの光学記録媒体に対応した光ピックアップ装置が開発されている。このような光ピックアップ装置では、レーザー光源の出力を高効率で記録媒体のディスクに伝達することが求められており、それを実現する上での開発の上でポイントの一つとなっているのが、当該装置に含まれる対物レンズ等の光学部品に形成する反射防止膜である。

ＣＤに用いられる光の波長は７９０ｎｍ程度であり、ＤＶＤに用いられる光の波長は６５５ｎｍ程度であり、ブルーレイディスクやHD DVDに用いられる光の波長は４０５ｎｍ程度である。従って、上記の光ピックアップ装置に備え付けられる対物レンズには、これら３波長の近傍において反射率が低いような光学特性を有する反射防止膜を形成することが望まれる。複数の波長に対応した反射防止膜として、ＤＶＤ及びブルーレイディスクに用いられる光の波長に対応した反射防止膜が特許文献３に開示されている。
特開平９−１４５９９５号公報 特開２０００−８１５６６号公報 特開２００５−３８５８１号公報

しかしながら、上記特許文献１では、ＤＶＤ、ＣＤ毎に対物レンズでの利用する輪帯状レンズ面が異なるため、入射レーザビームに対して無効となる部分が多く、光利用効率が著しく低いという問題がある。

また、特許文献２では、回折レンズ構造による回折光を利用しているため、異なる波長の夫々に対する回折効率を同時に１００％にすることはできないという問題がある。なお、この回折レンズでは、ＤＶＤに用いる短波長（６３５ｎｍまたは６５０ｎｍ）のレーザビームとＣＤに用いる長波長（７８０ｎｍ）のレーザビームに対し、それらのほぼ中間の波長で回折効率が１００％となるようにして、使用したレーザビームに対して回折効率がバランスするようにしている。

また、特許文献２においては、レンズ面に回折レンズ構造を設けるため、微小な段差が必要になるが、製造上の誤差の影響を受け易く、回折構造が設計からずれた場合、回折効率の劣化を招くことになる。このように、回折効率の劣化やそもそも回折効率が１００％に達しないということは、入射光の全てを光ディスクの透明基板に設けられた情報記録面に集光することはできないことを意味し、これが光量損失となる。

また、近時提案されている、さらに短波長の青色レーザーを使用するブルーレイ規格があるが、この場合においても下位互換が同様に求められる。この場合、ＤＶＤ−ＣＤ間よりも波長差が大きくなり、また、それに基づきレンズでの屈折率の差異も大きくなる。そのため、上記のような従来の方法では、いずれの媒体においても良好な波面収差を確保するのがさらに困難となる。

また、特許文献３に記載された反射防止膜は、ＤＶＤに用いられる光の波長と、ブルーレイディスクに用いられる光の波長との２種類の波長に絞って、光透過率を規定している。この場合、ＤＶＤ及びブルーレイディスクに用いられる光の波長領域においては、反射率の低い反射防止膜が形成可能である。しかしながら、特許文献３において開示された実施例では、ＣＤに用いられる光の波長領域の反射率が、反射防止膜を形成する前よりも高くなっているため、記録媒体としてＣＤを用いる場合に不具合が生じる可能性がある。

例えば、書き込み速度の倍率を高くしてＣＤに情報を書き込む際、ＣＤに用いられる光の波長領域の反射率が高い反射防止膜を用いると、書き込みエラーが発生する可能性が高い。今日、ＣＤ−Ｒドライブの書き込み速度の倍率は向上しており、５２倍速以上のものも登場しているため、高倍率での書き込みを行うことが想定される。

また、特許文献３においては、３層以上の反射防止膜も想定されている。製造工程における反射防止膜の成膜時間は反射防止膜の層数に比例するため、反射防止膜の層数は少ないことが好ましい。しかしながら、２種類以上の波長領域において反射率の低い膜を形成する場合、想定する２種類の波長領域が比較的近い領域であれば分光反射特性がＶ字状のＶコートと呼ばれる２層の反射防止膜でも対応可能であるが、ブルーレイディスクに用いる光の波長領域と、ＤＶＤ及びＣＤに用いる光の波長領域とは近い領域とは言えないため、Ｖコートで目的を達成することは不可能である。

更に、このような反射防止膜は主に光ピックアップ装置内の対物レンズ面に設けられるが、当該対物レンズは光学性能、コスト面の理由でプラスチック材料を用いることが多い。プラスチック材料のレンズは熱に弱いが、反射防止膜は蒸着やスパッタにより成膜するため、このとき成膜面の温度も上昇してしまう。上記の通り、成膜時間は反射防止膜の層数に比例するため、成膜時間を低減し、成膜面の熱変形等の悪影響を低減する目的においても、反射防止膜の層数は少ないことが好ましい。

本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、使用波長が異なる複数種の光記録媒体夫々に対し、可及的に波面収差が低減された状態で、しかも、高い光利用効率で光ビームを情報記録面に集光させることができるようにした光ピックアップ光学系、光ヘッド、光ディスク装置を提供することを目的とする。特に、本発明は、３種類の光情報記憶媒体に対して最適な光ピックアップ光学系を提供することを第１の目的とする。

本発明にかかる対物レンズは、少なくとも３種類以上の光記録媒体毎に異なる波長λｎ(ｎ≧３)の光ビームが入射され、該光記録媒体の該透明基板に設けられた情報記録面に該光ビームを屈折作用により集光させる正のパワーを有する対物レンズにおいて、それぞれの波長λｎ(ｎ≧３)の対物レンズへの入射光ビームまたは入射光ビームの延長線が光軸と交わる点Ｐn(ｎ≧３)と対物レンズの２つのレンズ面のうち前記光記録媒体から遠い側のレンズ面が光軸と交わる点Ｑとの距離をＳn(ｎ≧３)とし、前記点Ｐnの位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と反対側に位置する場合には距離Ｓnの符号をプラスとし、前記点Ｐnの位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と同じ側に位置する場合には距離Ｓnの符号をマイナスと前記距離Ｓnの符号を定義した場合に、下記（１）（２）式を満足する入射光ビームが入射され、
λ_１<λ_３、かつ、（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・・・（１）
λ_２<λ_３（λ₂>λ₁）、かつ、（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・（２）
各光ビームがＲＭＳ波面収差０．０３５λＲＭＳ以下で前記情報記録面上に集光することを特徴とするものである。

ここで、前記対物レンズは少なくとも１面のレンズ面がその半径方向に区分した区間毎に分かれていることが好ましい。また、前記対物レンズの前記各区間を通る光線の光路長が他の区間を通る光路長と、第１の光ビーム、第２の光ビーム及び第３の光ビームのうちいずれかの光ビームについては略２ｍλ（ｍは整数）異なり、他の光ビームについて略ｍλ（ｍは整数）異なっているとよい。特に、前記略２ｍλ（ｍは整数）異なっている波長はλ_１であることが望ましい。好適な実施の形態において、前記波長λ_１は４０５ｎｍ近傍であり、前記波長λ_２は６５５ｎｍ近傍であり、前記波長λ_３は７９０ｎｍ近傍である。
特に、前記Ｓ１とＳ２は次の式を満足することが望ましい。
Ｓ１<０、Ｓ３>０

本発明にかかる光ピックアップ光学系は、第１の光記憶媒体に対応した波長λ_１を有する第１の光ビームと、第２の光記憶媒体に対応した波長λ_２を有する第２の光ビームと、第３の光記憶媒体に対応した波長λ_３を有する第３の光ビームとが入射され、対物レンズにより第１の光ビームを前記第１の光記憶媒体に集光させ、第２の光ビームを前記第２の光記憶媒体に集光させ、さらに第３の光ビームを前記第３の光記憶媒体に集光させ、第１の光記憶媒体、第２の光記憶媒体及び第３の光記憶媒体に記憶された情報を読取可能な光ピックアップ光学系において、前記対物レンズは、前記光記録媒体の透明基板に設けられた情報記録面に前記光ビームを屈折作用により集光させる正のパワーを有するレンズであって、それぞれの波長λ_１、λ_２、λ_３の光ビームのレンズへの入射光ビームまたは入射光ビームの延長線が光軸と交わる点Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３と、対物レンズの２つのレンズ面のうち前記光記録媒体から遠い側のレンズ面が光軸と交わる点Ｑとの距離をＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３とし、
前記点Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３の位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と反対側に位置する場合には前記距離Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の符号をプラスとし、前記点Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３の位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と同じ側に位置する場合には前記距離Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の符号をマイナスと前記距離Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の符号を定義した場合に、下記式（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
λ_１<λ_３、かつ、（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・・（１）
λ_２<λ_３（λ₂>λ₁）、かつ、（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・（２）

ここで、前記第１、第２及び第３の各光ビームは、ＲＭＳ波面収差０．０３５λＲＭＳ以下で前記情報記録面上に集光することが好ましい。また、前記対物レンズは、少なくとも１面のレンズ面が、その半径方向に区分した区間毎に分かれ、当該各区間を通る光線の光路長が他の区間を通る光路長と、第１の光ビーム、第２の光ビーム及び第３の光ビームのうちいずれかの光ビームについては略ｍλ（ｍは整数）異なり、他の光ビームについて略２ｍλ（ｍは整数）異なっていることが望ましい。このとき、前記略２ｍλ（ｍは整数）異なっている波長は、λ_１であることが好ましい。また、前記波長λ_１は４０５ｎｍ近傍であり、前記波長λ_２は６５５ｎｍ近傍であり、前記波長λ_３は７９０ｎｍ近傍であることが望ましい。
このような構成のピックアップ光学系により光学ヘッドを構成でき、さらに、光ディスク装置を構成できる。

また、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームは、「前記第１の光ビームと前記第２の光ビームを透過させ、第３の光ビームを遮断する外側領域と、第１の光ビーム、第２の光ビーム及び第３の光ビームを透過させる内側領域を有する波長選択性フィルター」を透過して前記光記録媒体前に集光することが好ましい。

特に、前記対物レンズを通過した後の光ビームの開口数は、前記第１の光ビーム、第２の光ビーム、第３の光ビームの順に大きいことが望ましい。また、波長選択性フィルターは、第３の光ビームに対する透過率が１０％以下であることが望ましく、第１の光ビーム及び第２の光ビームに対する透過率が９０％以上であることがさらに望ましい

ここで、前記Ｓ１とＳ３は次の式を満足するとよい。
Ｓ１<０、Ｓ３>０
また、前記第１の光ビームの倍率ｍ１、第３の光ビームの倍率ｍ３としたとき、０<ｍ１≦１／１０、−１／１０≦ｍ３<０を満足するとよく、さらに、０<ｍ１≦１／２０、−１／２０≦ｍ３<０を満足することが望ましい。

ここで、前記波長選択性フィルターは前記対物レンズの表面に形成されていることが望ましい。また、波長選択性フィルターの屈折率は、前記対物レンズの屈折率に対して０．９から１．１の範囲にあるとよい。さらに、前記対物レンズは、屈折率が１．４９から１．７０のガラスを主成分とする材料により形成されていることが望ましい。

本発明にかかる他の対物レンズは、少なくとも３種類以上の光記録媒体毎に異なる波長λｎ(ｎ≧３)の光ビームが入射され、該光記録媒体の該透明基板に設けられた情報記録面に該光ビームを屈折作用により集光させる正のパワーを有する対物レンズにおいて、それぞれの波長λｎ(ｎ≧３)の対物レンズへの入射光ビームまたは入射光ビームの延長線が光軸と交わる点Ｐn(ｎ≧３)と対物レンズの２つのレンズ面のうち前記光記録媒体から遠い側のレンズ面が光軸と交わる点Ｑとの距離をＳn(ｎ≧３)とし、前記点Ｐnの位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と反対側に位置する場合には距離Ｓnの符号をプラスとし、前記点Ｐnの位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と同じ側に位置する場合には距離Ｓnの符号をマイナスと前記距離Ｓnの符号を定義した場合に、下記（１）（２）式を満足する入射光ビームが入射され、
λ_１<λ_３、かつ、（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・・・・（１）
λ_２<λ_３（λ₂>λ₁）、かつ、（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・・・（２）
各光ビームがＲＭＳ波面収差０．０５０λＲＭＳ以下で前記情報記録面上に集光し、
前記対物レンズは、屈折率が１．４９から１．７０かつ熱変形温度が３００度以下のガラスを主成分とする材料により形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、使用波長が異なる複数種の光記録媒体夫々に対し、可及的に波面収差が低減された状態で、しかも、高い光利用効率で光ビームを情報記録面に集光させることができるようにした光ピックアップ光学系、光ヘッド、光ディスク装置を提供することができる。

本発明に係るレンズは、複数種類の単色光を用いる多波長用レンズであって、例えばＣＤ（ＣＤ−ＲなどのＣＤも含む）やＤＶＤやブルーレイディスクやＡＯＤ（Advanced Optical Disc）等、種類が異なる光記録媒体に対応できる互換型の記録再生装置に用いられうる汎用の多波長用レンズである。また、本発明に係る多波長用光学系、光ヘッド、及び光ディスク装置は、このような多波長用レンズを用いたものである。

まず、本発明について概略的に説明する。
いま、厚さｔ_１の透明基板を用いた第１の光ディスクに対して、これを用いる光ディスク装置での対物レンズが良好に収差補正され、この基板に設けられた情報記録面に波長λ_１のレーザビームが良好に集光するものとする。かかる光ディスク装置に厚さｔ_２の透明基板を用いた第２の光ディスクにλ_１とは異なる波長λ_２のレーザビームを集光しようとする。

この場合、このレーザビームの波長λ_１とλ_２の違い、透明基板の厚さｔ_２と厚さｔ_１との違い、または厚みｔ_２とｔ_１が同じ場合でも波長λ_１とλ_２が異なる。そのために、これら透明基板の厚みの違いによる球面収差と、レーザビームの波長の違いにより対物レンズの屈折率が異なるために生じる色収差とが発生するか、または色収差のみが発生して、情報記録面にレーザビームが良好に集光しない。

本発明は、異なる波長で異なる種類のディスクに対する全ての場合について、それぞれ任意の光線高さを通る光路長を収差が出ない、または少ない状態とするように対物レンズの非球面形状及び、対物レンズへの入射光線の発散度合いを設定する。これによって、それぞれの全ての光ディスクに対して収差を十分に低減した状態にすることができる。しかも、本発明では、回折作用が用いられることなく、屈折光線のみで実現するため、回折効率の光量ロスが生じない。

なお、本発明の一実施形態のレンズは、後の実施形態において具体的に説明するように、そのレンズ面が複数の非球面に分割されて構成されている。

いま、図１において、対物レンズ１を用いて基板２の情報記録面２ａにレーザビームを集光させる場合について説明する。ここで、対物レンズ１の面Ａは光入射側面、面Ｂは光出射側面であり、基板２の情報記録面２ａは対物レンズ１側とは反対側にある。

図１に、対物レンズ１の光路が模式的に示されている。図１において、対物レンズ１に入射するレーザビームは平行光とする。従って、図１に示された光学系は、いわゆる無限光学系である。さらに、図１には、対物レンズ１の光軸ＯＡからこれに垂直な方向の距離（光線高さ）ｈの位置Ｐ_１を通る光線が、光軸ＯＡを横切る点（集光点）Ｐ_５に達するまでの光路が模式的に示されている。

ここで、かかる光路での対物レンズ１への入射点をＰ_２、対物レンズ１からの出射点をＰ_３、透明基板２への入射点をＰ_４とし、各点間の空間距離、屈折率を、
点Ｐ_１〜入射点Ｐ_２：空間距離＝Ｓ_１ｈ，屈折率＝ｎ_１、
入射点Ｐ_２〜出射点Ｐ_３：空間距離＝Ｓ_２ｈ，屈折率＝ｎ_２、
出射点Ｐ_３〜入射点Ｐ_４：空間距離＝Ｓ_３ｈ，屈折率＝ｎ_３、
入射点Ｐ_４〜集光点Ｐ_５：空間距離＝Ｓ_４ｈ，屈折率＝ｎ_４
とする。
このとき、点Ｐ_１から集光点Ｐ_５までの光路長Ｌ_ｈは、
Ｌ_ｈ＝ｎ_１×Ｓ_１ｈ＋ｎ_２×Ｓ_２ｈ＋ｎ_３×Ｓ_３ｈ＋ｎ_４×Ｓ_４ｈ ・・・・（３）
で表わされる。なお、光軸ＯＡ上での光路長Ｌ_ｈは、この式（３）において、ｈ＝０の場合である。

この式（３）は、任意の光線高さｈについて該当するものであり、収差補正されている場合には、任意の夫々の光線高さｈに対する集光点Ｐ_５が夫々の許容範囲内で情報記録面２ａ上にある。すなわち、本発明は、例えば厚さが異なる複数の基板夫々毎に異なる波長のレーザビームを用いることにより、色収差と球面収差とが相殺し合って任意の光線高さｈに対する集光点Ｐ_５が夫々の許容範囲内で情報記録面２ａ上にあるようにするものである。

また、平行光入射、いわゆる無限系について説明したが、対物レンズ１への入射光は発散光、すなわち、有限系としてもよい。またさらに、異なる光記録媒体、波長ごとに無限系と有限系を使い分けてもよい。あるいはまた、異なる光記録媒体ごとに同じ有限系でも入射する光線の発散度合いを変えるようにしてもよい。また、対物レンズへの入射光は収束光としてもよい。

例えば、ＨＤＤＶＤ（ＡＯＤ）における４０５ｎｍの単色光（λ_１）と、ＤＶＤにおける６５５ｎｍの単色光（λ_２）と、ＣＤにおける７９０ｎｍの単色光（λ_３）とが用いられたとする。このような場合に、これらの波長が共通して使用される領域を複数の非球面部に分割したレンズ面とすることができる。この手法では、その任意の非球面部の光路長が、他の非球面部の光路長と当該各単色光の波長λ_ｉのほぼ整数倍だけ異なり、なおかつ、この各非球面部における各単色光の波面収差の最大値と最小値の差を△Ｖｄ（λ_１）と△Ｖｄ（λ_２）（ｄは１，２・・・・の整数で各非球面部を意味する）とする。

このときに、いずれの非球面部においても、各単色光の波面収差の最大値と最小値の差の比を０．４以上２．５以下、好ましくは０．５以上２．０以下とすることにより、全ての波長においてレンズ全体として許容範囲のＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差を確保することができる。また更に、ＣＤでのＲＭＳ波面収差値を良くするには、入射光線を発散光とするか、ＨＤＤＶＤやＤＶＤに比べて発散度合いの強い入射光線とするように設定すればよい。これによって、基板厚が厚くなることによる球面収差と入射光線の発散度合いが強くなることによる球面収差とが相殺しあって、ＣＤで発生している球面収差を補正することが可能である。

なお、ここでいう波面収差は光線高さ（ｈ）をｈ＝０の場合の光路長をＬ_０とし、各光線高さにおける光路長をＬ_ｈとすると、波面収差Ｖ_ｈは、下記の式（４）で表される。
Ｖ_ｈ＝（Ｌ_ｈ−Ｌ_０）／λ_ｉ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）

図２に、ＨＤＤＶＤとＤＶＤとＣＤの波面収差が対比して示されている。この図２において、横軸は光線高さ、縦軸は波面収差である。図２（ａ）はＨＤＤＶＤの各非球面部の波面収差を、図２（ｂ）はＤＶＤの各非球面部の波面収差を、図２（ｃ）はＣＤの各非球面部の上記式で求められる波面収差を表している。

例えば、非球面部の第１領域におけるその非球面部内の波面収差の最大値と最小値の差は、△Ｖ_１（λ_１）、△Ｖ_１（λ_２）で定義される。本発明では、後に説明する発明の実施の形態で明らかにされるように、いずれの非球面部においても各波長の波面収差の最大値と最小値の差の比は０．４以上２．５以下である。すなわち、本発明は、いずれの波長においても各非球面部で波面収差に一定の分布を有する。本発明は、この点でも、従来の一方の波長を基準にレンズ面を構成し、他方の波長においてのみ位相ずれを利用して波面収差を補正する方式と異なる。

また、本発明の多波長用レンズでは、いずれの非球面部の各領域においても、各波長の波面収差の最大値と最小値の差を、０．１４λ_ｉ以下、好ましくは、０．１２λ_ｉ以下、さらに好ましくは０．１０λ_ｉ以下とすることができる。例えば、これら最大値と最小値の差が０．１４λ_ｉ以下である場合の一例として、波長が７９０ｎｍである場合には１１０．６ｎｍ以下、波長が６５５ｎｍである場合には９１．７ｎｍ以下、波長が４０５ｎｍである場合は５６．７ｎｍ以下とすることができる。これにより、本発明の多波長用レンズは、各波長においてさらに良好な光学特性を確保することができる。

さらに、本発明では、二波長用光学系の場合、各波長の波面収差をそれらがほぼ対称形となる多波長用レンズを用いることにより、二波長のバランスが取れ、さらにＲＭＳ波面収差を低減することができる。
この結果、ＲＭＳ波面収差は、ＨＤＤＶＤでは０．０３１５２λ_１ＲＭＳ、ＤＶＤでは０．０３２３７λ_２ＲＭＳとなり、ＨＤＤＶＤのＲＭＳ波面収差もＤＶＤのＲＭＤ波面収差もほぼ等しい値となっている。なお、ＣＤのＲＭＳ波面収差については０．０１７６４λ_３ＲＭＳと、ＨＤＤＶＤやＤＶＤに比べると小さい値となっている。

７９０ｎｍのＣＤの記録再生については、対物レンズへ入射する入射光の発散度合い、幾何光学的な意味でのいわゆる対物レンズにとっての物体距離を変えることができる。これは、入射光線の発散度合いが異なることによって発生する球面収差が変化するので、球面収差の補正手段としては有効である。このことは、以下に発明の実施の形態で説明されている。

また、以下に説明する本発明の実施の形態では、波長４０５ｎｍと６５５ｎｍの入射光線を無限系とし、波長７９０ｎｍの入射光線を有限系としている。すなわち、波長４０５ｎｍと６５５ｎｍの入射光線の発散度合いを同じにし、波長７９０ｎｍの入射光線の発散度合いを変えている。ここで、使用波長や基板厚みによって、どの波長の入射光線の発散度合いを変えるか、または変えずに同じにしておくかは、その都度、収差が低減するように決めることができる。また、全ての波長の光線を発散光線で入射させてもよいし、逆に収束光線で入射させてもよい。

以下に説明する本発明の実施の形態により、例えば基板の厚さが異なるいずれの光ディスクに対しても、情報記録面に良好な光スポットを形成することが可能となる。なお、このことは、ディスク基板の厚みが異なっていなくても、つまり、厚みが同じで波長が異なるような場合であっても、図１に示す集光点Ｐ_５を夫々の許容範囲内にすることにより適用可能である。また、本発明は、光記録媒体に限らず、光通信などで異なる波長のレーザビームを同一のレンズもしくは光学系を通過させるような場合にも適用可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。
発明の実施の形態１．
発明の実施の形態１（第１の実施形態）では、３種類の光ディスク、即ち、ＨＤＤＶＤ（λ_１＝４０５ｎｍ）とＤＶＤ（λ_２＝６５５ｎｍ）とＣＤ(λ_３＝７９０ｎｍ)とを例に、図面を用いて説明する。第１の実施形態におけるレンズは、プラスチック樹脂相当の屈折率のものであるが、レンズ材質をガラスとしたい場合にはガラスの屈折率で設計すればよい。

図３は、本発明に係る対物レンズの作用の一例を示す模式図であり、図３（ａ）はＨＤＤＶＤに対するもの、図３（ｂ）はＤＶＤに対するもの、図３（c）はＣＤに対するものである。図３において、１は第１の実施形態における対物レンズ、２はＨＤＤＶＤの透明基板、３はＤＶＤの透明基板、４はＣＤの透明基板、５は絞り、６は波長選択性絞りである。

まず、図３（ａ）において、対物レンズ１は、図示しない光ディスク装置の光ヘッドに設けられ、ＨＤＤＶＤが、この光ディスク装置に装着されている。平行光として入射されるレーザビームは、この対物レンズ１によって集光され、これにより、記録再生が行なわれる。ここで、ＨＤＤＶＤ基板２の厚さｔ_１は０．６ｍｍであり、このときのレーザビーム５は、波長λ_１＝４０５ｎｍのレーザビームが開口数ＮＡ＝０．６５０の光束として用いられる。かかる条件のもとに、このようなレーザビームは、ＨＤＤＶＤ基板２の対物レンズ１側とは反対側の面の情報記録面２ａに集光される。

図３（ｂ）は、上記と同じ図示しない光ディスク装置にＤＶＤが装着され、同じ対物レンズ１を用いて記録再生が行なわれる場合を示している。ここで、ＤＶＤ基板３の厚さｔ_２は０．６ｍｍであり、このときのレーザビーム５は、波長λ_２＝６５５ｎｍのレーザビームが開口数ＮＡ＝０．６２８の光束として用いられる。なお、ＨＤＤＶＤとＤＶＤにおいて、絞り５の直径がＨＤＤＶＤとＤＶＤで同じなのに、ＮＡが０．６５０と０．６２８と異なっている。これは、波長が４０５ｎｍと６５５ｎｍと異なっているために、対物レンズ１の屈折率が異なり、それにより焦点距離がそれぞれ違うからである。

図３（ｃ）は、上記と同じ図示しない光ディスク装置にＣＤが装着され、同じ対物レンズ１を用いて記録再生が行なわれる場合を示している。ここで、ＣＤ基板４の厚さｔ_３は１．２ｍｍであり、このときのレーザビームは、波長λ_３＝７９０ｎｍのレーザビームが発散光の状態で対物レンズ１に入射し、ほぼ開口数ＮＡ＝０．４７０の光束として用いられる。

なお、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示している波長選択性フィルター６については、図４に示すように、内側の全光透過領域と外側のＣＤ（７９０ｎｍ）光遮断領域とに区分けされている。具体的には、内側にマスクをして７５０ｎｍ以上の光を反射するようなダイクロイックコーティングを施せばよい。

より具体的には、例えば、図５に示すような分光透過率特性を示すダイクロイックコートをＣＤ光遮断領域に施せばよい。これによって、例えば、外側のＣＤ光遮断領域については、図５に示す分光透過率特性を有する波長選択性フィルター６を得ることができる。これによって、外側領域においてＣＤ光のみを遮断し、ＤＶＤとＨＤＤＶＤ光は透過する、という目的を達成することができる。その結果、ＨＤＤＶＤのＮＡ（開口数）は０．６５０、ＤＶＤのＮＡは０．６２８、ＣＤのＮＡは０．４７０とすることができる。

また、図５に示す分光透過率特性は、波長７５０ｎｍ以下において１００％の透過率になり、波長７５０ｎｍ以上において０％の透過率になるという理想状態に対して、９９％と０．２％と、理想状態に近いものである。これが現実のフィルター特性で実現不可能であるならば、例えば、波長７００ｎｍ以下での透過率が９０％以上で、波長７７０ｎｍ以上で透過率が５％以下程度のものとすることができる。この場合でも、光ディスク装置の信号レベルがやや下がるとか、ＣＤジッター特性が若干劣化するという副作用は発生するが、使用不可能というレベルではなく、使用可能である。

このような第１の実施形態では、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤ，ＣＤの両方共に、任意の光線高さｈに対して上記した式（３）で示す光路長Ｌ_ｈが収差を低減して許容値内とするような値とするように、対物レンズ１のレンズ面形状が設定されている。これによって、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤ，ＣＤともに、収差が良好に低減されて、それぞれの情報記録面上で良好な光スポットを得ることができる。

第１の実施形態では、光入射面Ａを光軸から半径方向に複数の区間に区分し、夫々の区間の面形状を、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤともに収差が許容値内に良好に低減されるように設定している。

図６を用いて、第１の実施形態における光入射面Ａの面形状について説明する。いま、この光入射面Ａの光線高さｈ方向（半径方向）の光軸ＯＡ側からｊ番目の区間での点ａ，ｂ間の距離を次の関数Ｚ_Ａｊ、即ち、

で表わされる。なお、式（５）での光源高さｈは、ｊ番目の区間でのものである。

図６において、対物レンズ１の光出射側面Ｂについて、光線高さｈの点をｃ、この点ｃから光軸ＯＡに平行な方向での光出射側面Ｂ上の点をｄとする。このとき、この光出射側面Ｂの面形状は、任意の光線高さｈに対する点ｃ，ｄ間の距離Ｚ_Ｂにより、次式で表わされるように設定する。

そして、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤともに、収差を許容値内に良好に低減するための式（５）での区間毎に、その範囲(ｈの範囲)とその各定数Ｂ，Ｃ，Ｋ，Ａ_４，Ａ_６，Ａ_８，Ａ_１０，Ａ_１２，Ａ_１４，Ａ_１６の値を算出する。この算出結果が図７の表に示されている。さらに、式（６）の各係数の値についても算出し、この算出結果が、図８の表に示されている。

また、図９の表に、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤにおいて対物レンズを基準とした図３に相当する光学系における、各光学要素間の距離、配置が示さている。

対物レンズ１の光軸上の面頂点ｆ，ｅ間の距離、即ち、中心厚さｔ_０は１．９４ｍｍである。さらに、波長λ_１＝４０５ｎｍ（ブルーレイディスク）での屈折率ｎは１．５４９７２、波長λ_２＝６５５ｎｍ（ＤＶＤ）での屈折率ｎは１．５３、波長λ_３＝７９０ｎｍ（ＣＤ）での屈折率ｎは１．５２６３６５３である。

透明基板の厚さと屈折率は、波長λ_１＝４０５ｎｍ（ブルーレイディスク）では厚み０．６ｍｍで屈折率は１．６２３５、波長λ_２＝６５５ｎｍ（ＤＶＤ）では厚み０．６ｍｍで屈折率は１．５８であり、波長λ_３＝７９０ｎｍ（ＣＤ）では厚み１．２ｍｍで屈折率は１．５７１６３である。

また、波長４０５ｎｍのＨＤＤＶＤの場合、ＮＡは０．６５０、焦点距離は３．１０１５ｍｍであり、波長６５５ｎｍのＤＶＤの場合、ＮＡは０．６２８で、焦点距離は３．２１１６ｍｍである。入射平行光束有効直径は、ＨＤＤＶＤでもＤＶＤでもφ４．０３２である。また、φ４．０３２のＡ面側レンズ全面が、ＨＤＤＶＤ／ＤＶＤ共通使用領域である。波長７９０ｎｍのＣＤの場合、ＮＡは０．４７０で、焦点距離は３．２３２７ｍｍである。

図９は、絞り、対物レンズ、ディスクについて、また対物レンズにとっての物体面を表している。図９に示すように、例えば、ＨＤＤＶＤやＤＶＤでは、対物レンズへの入射光は平行光、つまり対物レンズにとっての物体面と対物レンズとの距離は∞となっている。現実の光学系の場合には、コリメータレンズの焦点位置にＨＤＤＶＤレーザー、ＤＶＤレーザーを配置してコリメータレンズ出射光を平行光として対物レンズに入射させる。

ＣＤの場合には、物体面から対物レンズまでの距離は４９．４ｍｍであり、発散光を対物レンズに入射させる。このＣＤについても、現実の光学系の場合には、ＣＤレーザーの発光点から対物レンズの光源側の面頂点までの距離を４９．４ｍｍとしてもよい。この場合には、光ピックアップが大型化してしまうことが懸念される。

このような場合には、コリメータレンズをＣＤレーザー光源と対物レンズとの間に配置し、ＣＤレーザーの発光点の位置をコリメータレンズの焦点位置よりもコリメータレンズに近いところに配置すればよい。これによって、ＣＤレーザーを発してコリメータレンズを通過した光は発散光となり、対物レンズに入射する。その際、対物レンズへの入射光が、コリメータレンズ無しの状態で４９．４ｍｍの距離から発せられた光線入射状態と同じになるように、コリメータレンズとＣＤレーザーを配置すればよい。

また図９に、絞り面の有効直径が示されているが、上記の図４に示されるような波長選択性フィルターを用いている。すなわち、図４において、全光透過領域の外径＝ＣＤ光遮断領域の内径をφ３．１５とし、ＣＤ光遮断領域の外径をＨＤＤＶＤやＤＶＤの有効直径以上のφ４．０３２以上としている。具体的には、絞り面の有効直径を、鏡枠による保持に必要な寸法も考慮して、例えばφ４．８にしている。

波長選択性フィルターの厚みについては、入射光線が０度入射することが基本である。この入射光線は、レーザーや各種ミラーなどの部品取り付け位置、精度のバラツキや、２波長レーザーや３波長レーザーによる発光点の光軸直角方向の位置ズレなども考慮すると、斜入射になることもある。それ故、波長選択性フィルターの厚みは、薄い方が望ましいが、第１の実施形態では０．５ｍｍとしている。

図９に示された第１の実施形態について、式（１）、（２）に示すＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の関係について見てみると、
ＨＤＤＶＤ；λ_１＝４０５ｎｍ，Ｓ_１＝∞、
ＤＶＤ ；λ_２＝６５５ｎｍ，Ｓ_２＝∞、
ＣＤ ；λ_３＝７９０ｎｍ，Ｓ_３＝４９．４ｍｍ
であるから、
４０５ｎｍ（λ_１）<７９０ｎｍ（λ_３）
であり、
（１／Ｓ_１）＝（１／∞）＝０、
（１／Ｓ_３）＝（１／４９．４）＝０．０２０２４２９
であるから、
０<０．０２０２４２９、すなわち（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３）
となる。
つまりＨＤＤＶＤとＣＤにおいて、
λ_１<λ_３、かつ、（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３）
が成立している。

また、
６５５ｎｍ（λ_２）<７９０ｎｍ（λ_３）
であり、
（１／Ｓ_２）＝（１／∞）＝０、
（１／Ｓ_３）＝（１／４９．４）＝０．０２０２４２９
であるから、
０<０．０２０２４２９、すなわち（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３）
となる。
つまり、ＤＶＤとＣＤにおいて、
λ_２<λ_３ かつ （１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３）
が成立している。

ちなみに、上記対物レンズの屈折率は、プラスチック樹脂の屈折率に近い値である。例えば、ポリオレフィン樹脂やアクリル系の樹脂などを適用する場合には、その樹脂の屈折率の値を用いて対物レンズを設計して各非球面形状やレンズの中心厚を設定すればよい。特に、ポリオレフィン系樹脂は高湿環境においても水をほとんど吸わないことから、屈折率の変化がない点で有利である。アクリル系樹脂はブルーレイの透過率が良い点や、ブルーレイ（４０５ｎｍ）付近の透過率の経時変化が少ない点などで有利である。

また、対物レンズの材料としては、複屈折が少ない材料を選んだ方が、射出成形や注型等でレンズを製作した際に波面収差として良い値を得やすいので有利である。さらに、上記のようにアクリル系材料を使用する際には、高湿環境下での吸水率の変化が問題となる場合がある。従って、アクリル系材料を使用する場合には、予め調湿を行ってある程度吸水させておくことが、その後の絶乾に近い環境下や高湿に近い環境下に置かれる場合などを考慮すると有効である。その場合には、調湿を行った後の、ある程度吸水した状態での樹脂の屈折率の値を用いて設計すればよい。

なお、式（６）において、上記係数Ｃ，Ｋ，Ａ_４，Ａ_６，Ａ_８，Ａ_１０の値を代入して任意の光線高さｈ（≠０）に対する距離Ｚ_Ｂを求めると、その値は負の値となる。これは光出射側面Ｂ上の点ｄが点ｃ、従って、この光出射側面Ｂの光軸ＯＡが通る面頂点ｅよりも出射面側（図６での左側）に位置することを示している。逆に、距離Ｚ_Ｂが正の値である場合には、逆の右側に位置することを示している。

（ｉ）ここで、収差を評価するための上記の収差の許容値としては、対物レンズ１への入射レーザビームが入射角０゜である場合（即ち、光軸ＯＡに平行な平行光）について、ＨＤＤＶＤ（波長λ_１＝４０５ｎｍ），ＤＶＤ（波長λ_２＝６５５ｎｍ），ＣＤ（波長λ_３＝７９０ｎｍ）ともに、ＲＭＳ波面収差で０．０３５λ、好ましくは、０．０３３λ、とする。第１の実施形態では、ＨＤＤＶＤ，ＤＶＤ，ＣＤの波面収差がかかる許容値以下となるように、光出射面Ｂと光入射面Ａとが上記の面形状に設定されている。

第１の実施形態では、３種類の異なる波長λ_１，λ_２、λ_３を用いた場合を示しているが、一般に、ｎ種類（但し、ｎは２以上の整数）の異なる波長λ_ｉ（但し、ｉ＝１，２，・・・，ｎ）を用いる場合も、同様である。

(ii)また、このようにｎ種類の波長λ_ｉを用いた場合について、これら波長λ_ｉの入射レーザビームが入射角０゜である場合の夫々のＲＭＳ波面収差をＷ_ｉ・λ_ｉとすると、これら収差は、

を満足するようにする。このときの許容値Ｗ_０としては、０．０３５、好ましくは０．０３３以下とする。

ただし、式（７）において、ｉ番目の該光ビームの波長をλ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・）、全ての波長にわたる個々のＲＭＳ波面収差の二乗の総和をΣＷ_ｉ ^２、波長λ_ｉの光ビームのＲＭＳ波面収差をＷ_ｉ・λ_ｉとする。

(iii)あるいはまた、異なるｎ種類の波長λ_ｉのレーザビームを用いる場合、夫々の波長λ_ｉのうちで最大のＲＭＳ波面収差をＷ_ｍａｘ、最小のＲＭＳ波面収差をＷ_ｍｉｎとすると、
１≦Ｗ_ｍａｘ／Ｗ_ｍｉｎ<Ｗ_ｔｈ
とする。この場合の許容値Ｗ_ｔｈとしては、１．８、好ましくは１．６、さらに好ましくは１．４とする。第１の実施形態の場合には、ＤＶＤのＲＭＳ波面収差Ｗ_１とＣＤのＲＭＳ波面収差Ｗ_２とのいずれか一方が最大のＲＭＳ波面収差Ｗ_ｍａｘとなり、他方が最小のＲＭＳ波面収差Ｗ_ｍｉｎとする。

図２に、第１の実施形態の波面収差図が示されている。ＨＤＤＶＤのＲＭＳ波面収差が０．０３１５２λＲＭＳであり、ＤＶＤのＲＭＳ波面収差が０．０３２３７λＲＭＳ、ＣＤのＲＭＳ波面収差が０．０１７６４λＲＭＳである。これらＨＤＤＶＤもＤＶＤもＣＤも０．０３５λＲＭＳ以下、さらに０．０３３λＲＭＳ以下となっている。
式（７）の値については、

で０．０３５以下、好ましい０．０３３以下にもなっている。

また、図１０に、第１の実施形態の光スポット図が示されている。１／ｅ^２（＝０．１３５）の相対光強度となる光スポット直径は、４０５ｎｍのブルーレイのときで０．５１４９μｍ、６５５ｎｍのＤＶＤで０．８６０６μｍ、７９０ｎｍのＣＤで１．３９７９μｍとなっている。

なお、上記の光ＳＰＯＴ径は、無収差の理想的な光学系においては、ほぼ０．８２×波長／ＮＡとなり、現実のレンズでは、一般的には小さい方が望ましい。また、この光ＳＰＯＴ径が、小さすぎても他の副作用が考えられるので、０．８２×波長／ＮＡの値の０．９倍〜１．０３倍位の値となっていることが望ましい。またさらに、光ＳＰＯＴ径が小さすぎると、超解像などの副作用が出ているおそれがあり、大きすぎると光ＳＰＯＴの集光特性が悪いことになり、結局絞れていないことになり、ジッター特性などへの悪影響が考えられる。

ちなみに、第１の実施形態について評価すると、次のようになる。
ＨＤＤＶＤ（波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５０）では、０．８２×波長／ＮＡ＝０．５１０９μｍである。現実のＳＰＯＴ径は、０．５１４９μｍなので、０．８２×波長／ＮＡによるＳＰＯＴ径の１．００７８倍であり、０．９〜１．０２倍の間に入っている。
ＤＶＤ（波長６５５ｎｍ、ＮＡ０．６２８）では、０．８２×波長／ＮＡ＝０．８５５３μｍである。現実のＳＰＯＴ径は、０．８６０６μｍなので、０．８２×波長／ＮＡによるＳＰＯＴ径の１．００６２倍で、０．９〜１．０２倍の間に入っている。
ＣＤ（波長７９０ｎｍ、ＮＡ０．４７０）では、０．８２×波長／ＮＡ＝１．３７８３μｍである。現実のＳＰＯＴ径は、１．３９７９μｍなので、０．８２×波長／ＮＡによるＳＰＯＴ径の１．０１４２倍で、０．９〜１．０２倍の間に入っている。

また、このレンズでは、波面収差がＤＶＤ６５５ｎｍの波長において＋側に、ＨＤＤＶＤ４０５ｎｍの波長において−側に現れるように設定され、両波面収差がほぼ対称形となる。
なお、光軸を中心に分割された隣接する各非球面部で光路長の差が生じているが、その差はＤＶＤとＣＤ波長に対応してほぼ整数倍に、ＨＤＤＶＤ（ブルーレイ、４０５ｎｍ）波長に対応してほぼ整数の２倍になるように設計されている。

図１１の表に、第１区間の概略光路長と、第２〜第９区間の概略光路長との差が示されている。第２〜８区間の概略光路長と第１区間の概略光路長との差は、波長６５５ｎｍのＤＶＤ及び波長７９０ｎｍのＣＤに対して、それぞれｍλ（ｍは整数）となっており、波長４０５ｎｍのＨＤＤＶＤに対して、２ｍλ（ｍは整数）となっている。

このように、第１の実施形態は、収差を上記の許容値内に抑えることができる。これは、各波長と各基板厚を考慮して、収差がかかる許容値内に収まるようなレンズ面形状及び、対物レンズへの入射光線の発散度合いを設定していることによる。
第１の実施形態では、総合的な収差が低減されていることが、図１０に示す光スポット及び図２に示す波面収差のグラフから明らかである。また、第１の実施形態では、対物レンズ１の光入射側面Ａの面形状は式（５）及び図７で与えられ、光出射側面Ｂの面形状は式（６）及び図８に示す非球面の式により与えられる。それ故、先に説明した従来のレンズ（例えば、特許文献１、２におけるレンズ）のような回折レンズ構造が採用されていない。また、第１の実施形態では、記録または再生に必要な開口（ＮＡ）に対してほぼ全ての光束を集光することができるので、高い光利用効率が得られることになる。

なお、第１の実施形態では、ＨＤＤＶＤとＤＶＤとＣＤとの３種類の光ディスクを例としたが、本発明は、これに限らず、これら以外の種類が異なる光ディスクであってもよい。またなお、第１の実施形態は、基板の厚みが同じや異なる光ディスクに対しても、適用可能であり、夫々毎に使用するレーザビームの波長を異ならせて、これらに応じて、総合収差が低減するように、レンズ面形状を設定すればよい。

発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２（第２の実施形態）では、基板厚が異なり波長が４０５ｎｍと６５５ｎｍと７９０ｎｍと異なる場合について説明する。詳細には、第２の実施形態は、いわゆるブルーレイ、ブルーレーザー使用の波長４０５ｎｍで基板厚０．１ｍｍである場合と、いわゆるＤＶＤ、波長６５５ｎｍで基板厚０．６ｍｍである場合と、いわゆるＣＤ、波長７９０ｎｍで基板厚１．２ｍｍである場合に関するものである。

第２の実施形態では、基本的なレンズ構成は図６に示された第１の実施形態と同じである。すなわち、ブルーレイとＤＶＤについては、Ａ面側より平行光を入射させてＢ面側にあるディスク基板（図示しない）の記録面上に良好な光スポットが形成されている。ＣＤについては、Ａ面側より発散光を入射させてＢ面側にあるディスク基板（図示しない）の記録面上に良好な光スポットが形成されている。

光源側のＡ面は、式（５）によりＺ_Ａとｈの関係が表される。その具体的な数値は、図１２乃至図１５の表に区間１〜２２ごとに示されている。また光源と反対側、ディスク側のＢ面は、式（６）でＺ_Ｂとｈの関係が表される。その具体的な数値は、図１６に示されている。なお、図１２乃至図１６において、Ｒは曲率半径を、「小」は光軸側を、「大」は光軸から離れた側をそれぞれ示す。

ちなみに、第２実施形態の対物レンズの屈折率は、高屈折率なガラス、例えばＶＣ８９の屈折率に近い値である。
また、対物レンズの光軸上の面頂点ｆ，ｅ間の距離、即ち、中心厚さｔ_０は２．０７６ｍｍである。さらに、波長λ_１＝４０５ｎｍ（ブルーレイディスク）での屈折率ｎは１．８３１６４であり、波長λ_２＝６５５ｎｍ（ＤＶＤ）での屈折率ｎは１．７９１１であり、λ_３＝７９０ｎｍ（ＣＤ）での屈折率ｎは１．７８３５５５である。

透明基板の厚さと屈折率は、波長λ_１＝４０５ｎｍ（ブルーレイディスク）では、厚み０．６ｍｍで屈折率１．６２３５である。さらに、波長λ_２＝６５５ｎｍ（ＤＶＤ）では厚み０．６ｍｍで屈折率は１．５８であり、波長λ_３＝７９０ｎｍ（ＣＤ）では厚み１．２ｍｍで屈折率は１．５７３である。従って、波長λ_１＝４０５ｎｍ（ブルーレイディスク）と波長λ_２＝６５５ｎｍ（ＤＶＤ）のそれぞれの屈折率の差は０．０３以上あり、波長λ_１＝４０５ｎｍ（ブルーレイディスク）と波長λ_３＝７９０ｎｍ（ＣＤ）のそれぞれの屈折率の差も０．０３以上ある。

また、波長４０５ｎｍのブルーレイディスクの場合、ＮＡは０．８５０、焦点距離は１．７６５ｍｍであり、波長６５５ｎｍのＤＶＤの場合、ＮＡは０．６００で、焦点距離は１．８５６４ｍｍであり、波長７９０ｎｍのＣＤの場合、ＮＡは０．４６９で、焦点距離は１．８７４５ｍｍである。また各絞り径については、図１７に示す通りであり、絞りについては第１実施形態と同様に波長選択性フィルターを用いている。

図１７の表に、ブルーレイ、ＤＶＤ、ＣＤにおいて対物レンズを基準とした図１２乃至図１６に相当する光学系における、各光学要素間の距離、配置が示されている。図１７は、絞り、対物レンズ、ディスクについて、また対物レンズにとっての物体面を表している。図１７に示すように、例えば、ブルーレイやＤＶＤでは、対物レンズへの入射光は平行光、つまり対物レンズにとっての物体面と対物レンズとの距離は∞となっている。現実の光学系の場合には、コリメータレンズの焦点位置にブルーレーザー、ＤＶＤレーザーを配置してコリメータレンズ出射光を平行光として対物レンズに入射させるようにする。

ＣＤの場合には、対物レンズとしては、物体面から対物レンズまでの距離は１５．５ｍｍであり、発散光を対物レンズに入射するようにする。このＣＤについても、現実の光学系の場合には、ＣＤレーザーの発光点から対物レンズの光源側の面頂点までの距離を１５．５ｍｍとしてもよい。この場合には、光ピックアップが大型化してしまうことが懸念される。

このような場合には、コリメータレンズをＣＤレーザー光源と対物レンズとの間に配置し、ＣＤレーザーの発光点の位置をコリメータレンズの焦点位置よりもコリメータレンズに近いところに配置すればよい。これによって、ＣＤレーザーを発してコリメータレンズを通過した光は発散光となり、対物レンズに入射する。その際、対物レンズへの入射光が、コリメータレンズ無しの状態で１５．５ｍｍの距離から発せられた光線入射状態と同じになるように、コリメータレンズとＣＤレーザーを配置すればよい。

図１７に示された第２の実施形態について、式（１）、（２）に示すＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の関係について見てみると、
ブルーレイ；λ_１＝４０５ｎｍ Ｓ_１＝∞，
ＤＶＤ ；λ_２＝６５５ｎｍ Ｓ_２＝∞，
ＣＤ ；λ_３＝７９０ｎｍ Ｓ_３＝１５．５ｍｍ
であるから、
４０５ｎｍ（λ_１）<７９０ｎｍ（λ_３）
であり、
（１／Ｓ_１）＝（１／∞）＝０、
（１／Ｓ_３）＝（１／１５．５）＝０．０６４５１６１２９
なので、
０<０．０６４５１６１２９、すなわち（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３）
となる。
つまりブルーレイとＣＤにおいて、
λ_１<λ_３、かつ（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３）
が成立している。

また、
６５５ｎｍ（λ_２）<７９０ｎｍ（λ_３）
であり、
（１／Ｓ_２）＝（１／∞）＝０，
（１／Ｓ_３）＝（１／１５．５）＝０．０６４５１６１２９
なので、
０<０．０６４５１６１２９、すなわち（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３）
となる。
つまりＤＶＤとＣＤにおいて、
λ_２<λ_３、かつ（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３）
が成立している。

図１８からもわかるように、Ａ面側の有効直径φ２．２２８まで、すなわちｈの範囲で０〜１．１１４まで、つまり図１８に示された区間１〜２１までがＤＶＤでもブルーレイでも使用する共通使用領域である。これに対して、φ２．２２８よりも外側の区間、すなわちｈの範囲で１．１１４よりも大きい区間、つまり図１８に示された区間２２はブルーレイ専用使用領域である。

しかし、このブルーレイ専用使用領域にも、ＤＶＤの場合にも、波長選択性フィルターではＤＶＤの６５５ｎｍ光は透過する。このことから、入射レーザビーム光は入射し、その入射した光は、ＤＶＤの情報記録面上で収差が非常に大きい、いわゆるフレア光となって、有害な影響を与えないものとなっている。
このことは後述の図２１の光スポット図からも説明される。

図１９に、第２の実施形態の波面収差図が示されている。
なお、ＲＭＳ波面収差値としては、ブルーレイのＲＭＳ波面収差が０．０２４１０λＲＭＳであり、ＤＶＤのＲＭＳ波面収差が０．０２７５３λＲＭＳ、ＣＤのＲＭＳ波面収差が０．０２１２７λＲＭＳ、である。これらブルーレイディスクもＤＶＤもＣＤも、それらのＲＭＳ波面収差が０．０３５λＲＭＳ以下、さらに０．０３３λＲＭＳ以下となっている。
式（７）の値については、

となり、０．０３５以下、好ましい０．０３３以下にもなっている。

また、図１８には、図１７に示した各非球面部において、第１区間の概略の光路長を基準とした時にブルーレイ／ＤＶＤ共通使用領域第２〜２１区間の概略光路長が、それぞれ概略で波長λの何倍ずれているかが示されている。

図１８よりわかるように、第２〜２１区間が波長４０５ｎｍのブルーレイに対しては２ｍλの差、波長６５５ｎｍのＤＶＤ及び波長７９０ｎｍのＣＤに対してはｍλの差（ｍは整数）となっている。これは、短い方の波長λ_１が３８０〜４３０ｎｍの間に、長い方の波長λ_２が波長６３０〜６８０ｎｍの間にあり、λ_３が波長７９０ｎｍ付近にあるので、上記した概略光路長の差の関係を満足しやすく、また図１９に示す良好な波面収差を得やすくなっている。

また、レンズの屈折率が上記に示した値であることからも、概略光路長の差や良好な波面収差を得やすい。具体的には、４０５ｎｍ時の屈折率と６５５ｎｍ時の屈折率との差が０．０４０５４であり、４０５ｎｍ時の屈折率と７９０ｎｍ時の屈折率の差が０．０４８０８５である。これらの値の両者が０．０３よりも大きいことから、概略光路長の差や良好な波面収差を得やすくなっている。

図２０に、図１７に示す各非球面部における４０５ｎｍのブルーレイと６５５ｎｍのＤＶＤとの波面収差の差及びその比が示されている。
図２０に示すように、６５５ｎｍと４０５ｎｍの共通使用領域において各波面収差の差の比ΔＶｄ（λ６５５）／ΔＶｄ（λ４０５）は、０．９０〜１．６５の間に入っている。また、比ΔＶｄ（λ４０５）／ΔＶｄ（λ６５５）は、０．６０〜１．１１の間に入っている。そして、その各領域の波面収差自体も両波長において０．１４λ以下となっている。

図２１に、第２の実施形態の光スポット図が示されている。図２１に示すように、１／ｅ^２（＝０．１３５）の相対光強度となる光スポット直径は、４０５ｎｍのブルーレイのときで０．３８３６μｍ、６５５ｎｍのＤＶＤで０．８５７０μｍ、７９０ｎｍのＣＤで１．４１１２μｍとなっており、問題ない光スポット形状となっている。

この光ＳＰＯＴ径を、第１実施形態のところで示した０．８２×波長／ＮＡの値と比較評価すると、次のようになる。
ブルーレイ（波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５０）では、０．８２×波長／ＮＡ＝０．３９０７μｍである。現実のＳＰＯＴ径は、０．３８３６μｍなので、０．８２×波長／ＮＡによるＳＰＯＴ径の０．９８１８倍で、０．９〜１．０２倍の間に入っている。

ＤＶＤ（波長６５５ｎｍ、ＮＡ０．６００）では、０．８２×波長／ＮＡ＝０．８９５２μｍである。現実のＳＰＯＴ径は、０．８５７０μｍなので、０．８２×波長／ＮＡによるＳＰＯＴ径の０．９５７４倍で、０．９〜１．０２倍の間に入っている。なお、このＤＶＤでは約４％（０．０４倍）も理想レンズに比べて光ＳＰＯＴ径が小さくなっている。これは、ブルーレイ専用領域部もＤＶＤ光が通過していて、その影響を受けて光ＳＰＯＴ径が小さくなっているためである。

ＣＤ（波長７９０ｎｍ、ＮＡ０．４６９）では、０．８２×波長／ＮＡ＝１．３８１２μｍである。現実のＳＰＯＴ径は、１．４０８４μｍなので、０．８２×波長／ＮＡによるＳＰＯＴ径の１．０１９７倍で、０．９〜１．０２倍の間に入っている。

なお、第２の実施形態では、一方の単色光の波長が４０５ｎｍ、他方が６５５ｎｍ、７９０ｎｍであったが、一方が３８０〜４３０ｎｍ、他方が６３０〜６８０ｎｍ、７７０ｎｍ〜８２０ｎｍでもよい。その場合には、屈折率が異なった値となるが、その値に合わせて設計すればよい。

発明の実施の形態３．
発明の実施の形態３（第３の実施形態）では、３種類の光ディスク、即ち、ＨＤＤＶＤ（λ_１＝４０８ｎｍ）とＤＶＤ（λ_２＝６５８ｎｍ）とＣＤ(λ_３＝７８５ｎｍ)とを例に、図面を用いて説明する。第１の実施形態では対物レンズへの入射光線がＨＤＤＶＤ、ＤＶＤでは平行光、ＣＤでは発散光であった。第３の実施形態では対物レンズへの入射光線がＨＤＤＶＤでは収束光、ＤＶＤでは平行光、ＣＤでは発散光の場合について説明する。なお、第３の実施形態の構成（ＨＤＤＶＤ：収束光入射）は、第１の実施形態（ＨＤＤＶＤ：平行光入射）と比べて、ＣＤに対する物体距離を長くできる。対物レンズに発散光を入射させて使用する場合は、平行光を入射させて使用する場合に比べて、軸外で発生するコマ収差は大きくなる。従って、トラッキングのために対物レンズを光軸に略直交する面内で横ずれ（以下、対物レンズシフト）させた場合、コマ収差の発生量が大きくなってしまう問題が生じる。このコマ収差の発生量は光線の発散度が大きく影響する。発散度が小さい、すなわち物体距離が長いほうが、対物レンズシフト時のコマ収差の発生量を抑制できる。従って、第３の実施形態にかかる光学系の構成は、第１の実施形態の構成と比較して、ＣＤの対物レンズシフトに対して有利である。ただし、ＨＤＤＶＤに対して収束光を入射させる構成としたので、ＨＤＤＶＤでも対物レンズシフト時にコマ収差がしてしまう。従って、ＨＤＤＶＤ、ＣＤでの物体距離（倍率）のバランスを考慮するのがよい。ＨＤＤＶＤの倍率ｍ１、ＣＤの倍率ｍ３としたとき、
０<ｍ１≦１／１０、−１／１０≦ｍ３<０
を満足するのが好ましい。
上記範囲を外れると、対物レンズシフト時のコマ収差発生量が大きくなる。さらに好ましくは、次の範囲がよい。
０<ｍ１≦１／２０、−１／２０≦ｍ３<０
なお、第３の実施形態におけるレンズは、プラスチック樹脂相当の屈折率のものであるが、レンズ材質をガラスとしたい場合にはガラスの屈折率で設計すればよい。

第３の実施形態の基本的なレンズ構成を第１の実施形態で示した図６にて説明する。第３の実施形態では、ＨＤＤＶＤはＡ面側より収束光を入射させてＢ面側にあるディスク基板（図示しない）の記録面上に良好な光スポットを形成している。ＤＶＤについては、Ａ面側より平行光を入射させて、Ｂ面側にあるディスク基板（図示しない）の記録面上に良好な光スポットを形成している。ＣＤについては、Ａ面側より発散光を入射させてＢ面側にあるディスク基板（図示しない）の記録面上に良好な光スポットを形成している。
光源側のＡ面は、式（５）によりＺ_Ａとｈの関係が表される。その具体的な数値は、図２２の表に区間１〜７ごとに示されている。

また、対物レンズの光軸上の面頂点ｆ，ｅ間の距離、即ち、中心厚さｔ_０は１．９２ｍｍである。さらに、波長λ_１＝４０８ｎｍ（ＨＤＤＶＤ）での屈折率ｎは１．５２２９であり、波長λ_２＝６５８ｎｍ（ＤＶＤ）での屈折率ｎは１．５０４８であり、λ_３＝７８５ｎｍ（ＣＤ）での屈折率ｎは１．５０１８である。

透明基板の厚さと屈折率は、波長λ_１＝４０８ｎｍ（ＨＤＤＶＤ）では、厚み０．６ｍｍで屈折率１．６２２である。さらに、波長λ_２＝６５８ｎｍ（ＤＶＤ）では厚み０．６ｍｍで屈折率は１．５７７であり、波長λ_３＝７８５ｎｍ（ＣＤ）では厚み１．２ｍｍで屈折率は１．５７２０である。

また、波長４０８ｎｍのＨＤＤＶＤの場合、ＮＡは０．６５０、焦点距離は３．１０１ｍｍであり、波長６５８ｎｍのＤＶＤの場合、ＮＡは０．６５０で、焦点距離は３．２０５９ｍｍであり、波長７８５ｎｍのＣＤの場合、ＮＡは０．４７０で、焦点距離は３．２２４６ｍｍである。また各絞り径については、図２３に示す通りであり、絞りについては第１実施形態と同様に波長選択性フィルターを用いている。

図２３の表に、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤにおいて対物レンズを基準とした図１に相当する光学系における、各光学要素間の距離、配置が示されている。図２３は、絞り、対物レンズ、ディスクについて、また対物レンズにとっての物体面を表している。図２３に示すように、例えば、ＨＤＤＶＤでは対物レンズへの入射光は収束光である。従って、対物レンズにとっての物体面と対物レンズとの距離は負で表せ、−９３．９mmとなる。現実の光学系ではコリメータレンズをＨＤＤＶＤレーザー光源と対物レンズとの間に配置し、ＨＤＤＶＤレーザーの発光点の位置をコリメータレンズの焦点位置よりもコリメータレンズから遠いところに配置すればよい。これによって、ＨＤＤＶＤレーザーを発してコリメータレンズを通過した光は収束光となり、対物レンズに入射する。ＤＶＤでは、対物レンズへの入射光は平行光、つまり対物レンズにとっての物体面と対物レンズとの距離は∞となっている。現実の光学系の場合には、コリメータレンズの焦点位置に、ＤＶＤレーザーを配置してコリメータレンズの出射光を平行光として対物レンズに入射させるようにしている。

ＣＤの場合には、物体面から対物レンズまでの距離は９８．９ｍｍであり、発散光が対物レンズに入射するようなレンズ構成としている。現実の光学系の場合に、ＣＤレーザーの発光点から対物レンズの光源側の面頂点までの距離を９８．９ｍｍとするのでは、光ピックアップが大型化してしまう。従って、コリメータレンズをＣＤレーザー光源と対物レンズとの間に配置し、ＣＤレーザーの発光点の位置をコリメータレンズの焦点位置よりもコリメータレンズに近いところに配置するのがよい。これによって、ＣＤレーザーを発してコリメータレンズを通過した光は発散光となり、対物レンズに入射する。その際、対物レンズへの入射光が、コリメータレンズ無しの状態で９８．９ｍｍの距離から発せられた光線入射状態と同じになるように、コリメータレンズとＣＤレーザーを配置すればよい。

図２３に示された第３の実施形態について、式（１）、（２）に示すＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の関係について見てみると、
ＨＤＤＶＤ；λ_１＝４０８ｎｍ Ｓ_１＝−９３．９ｍｍ，
ＤＶＤ ；λ_２＝６５８ｎｍ Ｓ_２＝∞，
ＣＤ ；λ_３＝７８５ｎｍ Ｓ_３＝１１３．０ｍｍ
であるから、
４０８ｎｍ（λ_１）<７８５ｎｍ（λ_３）
であり、
（１／Ｓ_１）＝（１／（−９３．９））＝−０．０１０６４９６２７
（１／Ｓ_３）＝（１／１１３．０）＝０．００８８４９５５７
なので、
−０．０１０６４９６２７<０．００８８４９５５７、すなわち（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３）
となる。

つまりＨＤＤＶＤとＣＤにおいて、
λ_１<λ_３、かつ（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３）
が成立している。
また、ＨＤＤＶＤの倍率ｍ１は、１／３１．２、ＣＤの倍率ｍ３は−１／３４．１となり、０<ｍ１≦１／２０、−１／２０≦ｍ３<０
を満足している。

また、
６５８ｎｍ（λ_２）<７８５ｎｍ（λ_３）
であり、
（１／Ｓ_２）＝（１／∞）＝０，
（１／Ｓ_３）＝（１／１１３．０）＝０．００８８４９５５７
なので、
０<０．００８８４９５５７、すなわち（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３）
となる。

つまりＤＶＤとＣＤにおいて、
λ_２<λ_３、かつ（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３）
が成立している。

図２２からもわかるように、Ａ面側の有効直径φ３．８９３２ｍｍまで、すなわちｈの範囲で０〜１．９４６５８まで、つまり図２２に示された区間１〜６までがＤＶＤでもＨＤＤＶＤでも使用する共通使用領域である。これに対して、φ３．８９３２よりも外側の区間、すなわちｈの範囲で１．９４６５８よりも大きい区間、つまり図２２に示された区間７はＤＶＤ専用使用領域である。

しかし、このＤＶＤ専用使用領域にも、ＨＤＤＶＤの場合にも、波長選択性フィルターではＨＤＤＶＤの４０８ｎｍ光は透過する。このことから、ＨＤＤＶＤの場合においてレーザーから出射したレーザビーム光は対物レンズを経てＨＤＤＶＤに入射することになるが、入射した光は、ＨＤＤＶＤの情報記録面上で収差が非常に大きい、いわゆるフレア光となるため悪影響を与えない。

あるいは、図２４に示すような波長選択性フィルターを用いてもよい。波長選択性フィルターは図２４に示すように、内側の全光透過領域６１と中間のＣＤ（７８５ｎｍ）光遮断領域６２、さらに外側のＨＤＤＶＤ（４０８nm）、ＣＤ（７８５nm）光遮断領域６３とに区分けされている。例えば、中間のＣＤ光遮断領域６２には７５０ｎｍ以上の光を反射するようなダイクロイックコーティング、外側のＨＤＤＶＤ、ＣＤ光遮断領域６３には６００〜７００ｎｍの光線のみ透過させるようなダイクロイックコーティングを施せばよい。
これによって、ＨＤＤＶＤのＮＡ（開口数）は０．６５０、ＤＶＤのＮＡは０．６５０、ＣＤのＮＡは０．４７０とすることができる。

図２５に、第３の実施形態の波面収差図が示されている。
なお、ＲＭＳ波面収差値としては、ＨＤＤＶＤのＲＭＳ波面収差が０．０３２５３λＲＭＳであり、ＤＶＤのＲＭＳ波面収差が０．０３１７８λＲＭＳ、ＣＤのＲＭＳ波面収差が０．０２０９１λＲＭＳ、である。これらＨＤＤＶＤもＤＶＤもＣＤも、それらのＲＭＳ波面収差が０．０３５λＲＭＳ以下、さらに０．０３３λＲＭＳ以下となっている。
式（７）の値については、

となり、０．０３５以下、好ましい０．０３３以下にもなっている。

図２６に第１の実施形態の対物レンズと第３の実施形態の対物レンズでのＣＤ（ＮＡ０．４７０）対物レンズシフト０．３ｍｍ時におけるコマ収差（３次）の発生量を示す。第１の実施形態では対物レンズへの入射光線がＨＤＤＶＤ、ＤＶＤでは平行光、ＣＤでは発散光の構成でＣＤの物体距離は４９．４ｍｍであった。第３の実施形態では対物レンズへの入射光線がＨＤＤＶＤでは収束、ＤＶＤでは平行、ＣＤでは発散の構成としたことで、ＣＤの物体距離は１１３．０ｍｍと第１の実施形態と比べて長くなっている。この結果、図２６に示されるように、第１の実施形態の対物レンズでは０．０４６９λＲＭＳあったＣＤの対物レンズシフト時のコマ収差発生量が、第３の実施形態の対物レンズでは０．０１７７λＲＭＳに低減されている。

また、図２７には、図２２に示した各非球面部において、第１区間の概略の光路長を基準とした時にＨＤＤＶＤ／ＤＶＤ共通使用領域第２〜６区間の概略光路長が、それぞれ概略で波長λの何倍ずれているかが示されている。

図２７よりわかるように、第２〜６区間が波長４０８ｎｍのＨＤＤＶＤに対しては２ｍλの差、波長６５８ｎｍのＤＶＤ及び波長７８５ｎｍのＣＤに対してはｍλの差（ｍは整数）となっている。これは、短い方の波長λ_１が３８０〜４３０ｎｍの間に、長い方の波長λ_２が波長６３０〜６８０ｎｍの間にあり、λ_３が波長７８５ｎｍ付近にあるので、上記した概略光路長の差の関係を満足しやすく、また図２５に示す良好な波面収差を得やすくなっている。

図２８に、第３の実施形態の光スポット図が示されている。図２８に示すように、１／ｅ^２（＝０．１３５）の相対光強度となる光スポット直径は、４０８ｎｍのＨＤＤＶＤのときで０．５０２９μｍ、６５８ｎｍのＤＶＤで０．８２３６μｍ、７８５ｎｍのＣＤで１．３８１１μｍとなっており、問題ない光スポット形状となっている。

この光ＳＰＯＴ径を、第１の実施形態のところで示した０．８２×波長／ＮＡの値と比較評価すると、次のようになる。
ＨＤＤＶＤ（波長４０８ｎｍ、ＮＡ０．６５０）では、０．８２×波長／ＮＡ＝０．５１４７μｍである。現実のＳＰＯＴ径は、０．５０２９μｍなので、０．８２×波長／ＮＡによるＳＰＯＴ径の０．９７７１倍で、０．９〜１．０２倍の間に入っている。なお、このＨＤＤＶＤでは約２．３％（０．０２３倍）も理想レンズに比べて光ＳＰＯＴ径が小さくなっている。これは、ＤＶＤ専用領域部もＨＤＤＶＤ光が通過していて、その影響を受けて光ＳＰＯＴ径が小さくなっているためである。

ＤＶＤ（波長６５８ｎｍ、ＮＡ０．６５）では、０．８２×波長／ＮＡ＝０．８３０１μｍである。現実のＳＰＯＴ径は、０．８２３６μｍなので、０．８２×波長／ＮＡによるＳＰＯＴ径の０．９９２２倍で、０．９〜１．０２倍の間に入っている。
ＣＤ（波長７８５ｎｍ、ＮＡ０．４７０）では、０．８２×波長／ＮＡ＝１．３６９６μｍである。現実のＳＰＯＴ径は、１．３８１１μｍなので、０．８２×波長／ＮＡによるＳＰＯＴ径の１．００８４倍で、０．９〜１．０２倍の間に入っている。

なお、第３の実施形態では、単色光の波長は、それぞれ４０８ｎｍ、６５８ｎｍ、７８５ｎｍであったが、３８０〜４３０ｎｍ、６３０〜６８０ｎｍ、７７０ｎｍ〜８２０ｎｍでもよい。その場合には、屈折率が異なった値となるが、その値に合わせて設計すればよい。また、第１の実施形態では対物レンズへの入射光線がＨＤＤＶＤ、ＤＶＤでは平行光、ＣＤでは発散光、第３の実施形態では対物レンズへの入射光線がＨＤＤＶＤでは収束光、ＤＶＤでは平行光、ＣＤでは発散光の構成としたが、この構成の組み合わせはこの限りではない。例えば、ＨＤＤＶＤ収束、ＤＶＤ収束、ＣＤ発散の構成をとることも可能である。ここで、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤの物体距離を同じにしておけばＨＤＤＶＤ、ＤＶＤで同一の光検出器とすることも可能となる。

発明の実施の形態４．
発明の実施の形態４（第４の実施形態）では、第２の実施形態と同じく基板厚が異なり、波長が４０８ｎｍと６５５ｎｍと７９０ｎｍと異なる例であって、第２の実施形態で示した対物レンズの材質とは異なる材質のレンズを用いて対物レンズを実施した場合について説明する。

第２の実施形態では、対物レンズの材質として、例えばＶＣ８９のような融点・熱変形温度（Ｔｇ＝５２８℃）の高いガラスを念頭においている。それに対して、第４の実施形態では、対物レンズの材質として、例えば住田光学ガラス社製のＫ−ＰＧ３２５のような融点・熱変形温度（Ｔｇ＝２８８℃）の低いガラスを念頭においている。このような第２の実施形態と第４の実施形態における対物レンズの材質の違いについて、以下に比較説明する。

ＶＣ８９のような高屈折率なガラスは、その材質の融点が６００度以上と高いため、その温度に耐えうるレンズ成型の金型として、金型表面に微細構造を刻むことが難しい超硬の金型を必要とする。またレンズ成型後、常温までの温度低下に相当の時間を要するため、時間当たりの生産性が低いといった問題もある。一方、Ｋ−ＰＧ３２５のような屈折率の低いガラスは、その材質の融点が３００度程度と低いので、レンズ成型の金型としてプラスチック系の材質で用いる金型と同等のものが流用でき、金型に輪帯のような微細構造を刻むことが容易である。また、常温までの温度低下に要する時間も短いため、時間当たりの生産性が高いといった利点もある。以下では、Ｋ−ＰＧ３２５のような屈折率が１．４９から１．７０かつ熱変形温度が３００度以下のガラスを主成分とする材料を低融点ガラスと呼ぶことにする。

しかしながら、低融点ガラスの屈折率は、例えば、４０８ｎｍの光線に対して１．４９〜１．７０であり、一般的なＶＣ８９のようなガラスと比べると屈折率が小さい点に難がある。従って、低融点ガラスは、屈折率が小さいので、高ＮＡのレンズを光学設計しにくい。本実施の形態では、レンズ中心の厚さを２．６４２ｍｍと通常よりも大きくすることで、低融点ガラスを対物レンズの材質として用いた場合の特性を確保している。なお、低融点ガラスの屈折率はプラスチック系の材質とほぼ同等であるが、低融点ガラスは特にプラスチック系の材質に比べて高い温度湿度特性を有する点で、対物レンズの材質としてプラスチック系の材質に比べて有利である。

詳細には、第４の実施形態は、いわゆるブルーレイ、ブルーレーザー使用の波長４０８ｎｍで基板厚０．０８７５ｍｍである場合と、いわゆるＤＶＤ、波長６５５ｎｍで基板厚０．６ｍｍである場合と、いわゆるＣＤ、波長７９０ｎｍで基板厚１．２ｍｍである場合に関するものであり、レンズの材質として上記低融点ガラスを用いることを特徴とする。

第４の実施形態では、基本的なレンズ構成は図６に示された第１の実施形態と同じである。すなわち、ブルーレイとＤＶＤについては、Ａ面側より平行光を入射させてＢ面側にあるディスク基板（図示しない）の記録面上に良好な光スポットが形成されている。ＣＤについては、Ａ面側より発散光を入射させてＢ面側にあるディスク基板（図示しない）の記録面上に良好な光スポットが形成されている。

光源側のＡ面は、式（５）によりＺ_Ａとｈの関係が表される。その具体的な数値は、図２９、図３０、図３１、図３２、図３３、図３４の表に区間ごとに示されている。また光源と反対側、ディスク側のＢ面は、式（６）でＺ_Ｂとｈの関係が表される。その具体的な数値は、図３５に示されている。なお、図２９乃至図３５において、Ｒは曲率半径を、「小」は光軸側を、「大」は光軸から離れた側をそれぞれ示す。
また、対物レンズの光軸上の面頂点ｆ，ｅ間の距離、即ち、中心厚さｔ_０は２．６４２ｍｍである。さらに、波長λ_１＝４０８ｎｍ（ブルーレイディスク）での屈折率ｎは１．５１２６であり、波長λ_２＝６５５ｎｍ（ＤＶＤ）での屈折率ｎは１．４９８７であり、λ_３＝７９０ｎｍ（ＣＤ）での屈折率ｎは１．４９５８である。

透明基板の厚さと屈折率は、波長λ_１＝４０８ｎｍ（ブルーレイディスク）では、厚み０．０８７５ｍｍで屈折率１．６２０５である。さらに、波長λ_２＝６５５ｎｍ（ＤＶＤ）では厚み０．６ｍｍで屈折率は１．５７９４であり、波長λ_３＝７９０ｎｍ（ＣＤ）では厚み１．２ｍｍで屈折率は１．５７２５である。従って、波長λ_１＝４０８ｎｍ（ブルーレイディスク）と波長λ_２＝６５５ｎｍ（ＤＶＤ）のそれぞれの屈折率の差は０．０３以上あり、波長λ_１＝４０８ｎｍ（ブルーレイディスク）と波長λ_３＝７９０ｎｍ（ＣＤ）のそれぞれの屈折率の差も０．０３以上ある。

また、波長４０８ｎｍのブルーレイディスクの場合、ＮＡは０．８５０、焦点距離は２．３７２１ｍｍであり、波長６５５ｎｍのＤＶＤの場合、ＮＡは０．６５０で、焦点距離は２．４２６２ｍｍであり、波長７９０ｎｍのＣＤの場合、ＮＡは０．５１０で、焦点距離は２．４３７８ｍｍである。また各絞り径については、図３６に示す通りであり、絞りについては第１実施形態と同様に波長選択性フィルターを用いている。

図３６の表に、ブルーレイ、ＤＶＤ、ＣＤにおいて対物レンズを基準とした図２９乃至図３５に相当する光学系における、各光学要素間の距離、配置が示されている。図４７は、絞り、対物レンズ、ディスクについて、また対物レンズにとっての物体面を表している。図３６に示すように、例えば、ブルーレイやＤＶＤでは、対物レンズへの入射光は平行光、つまり対物レンズにとっての物体面と対物レンズとの距離は∞となっている。現実の光学系の場合には、コリメータレンズの焦点位置にブルーレーザー、ＤＶＤレーザーを配置してコリメータレンズの出射光を平行光として対物レンズに入射させるようにする。

ＣＤの場合には、対物レンズとしては、物体面から対物レンズまでの距離は１９．３５ｍｍであり、発散光を対物レンズに入射するようにする。このＣＤについても、現実の光学系の場合には、ＣＤレーザーの発光点から対物レンズの光源側の面頂点までの距離を１９．３５ｍｍとしてもよい。この場合には、光ピックアップが大型化してしまうことが懸念される。

このような場合には、コリメータレンズをＣＤレーザー光源と対物レンズとの間に配置し、ＣＤレーザーの発光点の位置をコリメータレンズの焦点位置よりもコリメータレンズに近いところに配置すればよい。これによって、ＣＤレーザーを発してコリメータレンズを通過した光は発散光となり、対物レンズに入射する。その際、対物レンズへの入射光が、コリメータレンズ無しの状態で１９．３５ｍｍの距離から発せられた光線入射状態と同じになるように、コリメータレンズとＣＤレーザーを配置すればよい。

図３６に示された第４の実施形態について、式（１）、（２）に示すＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の関係について見てみると、
ブルーレイ；λ_１＝４０８ｎｍ Ｓ_１＝∞，
ＤＶＤ ；λ_２＝６５５ｎｍ Ｓ_２＝∞，
ＣＤ ；λ_３＝７９０ｎｍ Ｓ_３＝１９．３５ｍｍ
であるから、
４０８ｎｍ（λ_１）<７９０ｎｍ（λ_３）
であり、
（１／Ｓ_１）＝（１／∞）＝０，
（１／Ｓ_３）＝（１／１９．３５）＝０．０５１６８
なので、
０<０．０５１６８、すなわち（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３）
となる。
つまりブルーレイとＣＤにおいて、
λ_１<λ_３、かつ（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３）
が成立している。

また、
６５５ｎｍ（λ_２）<７９０ｎｍ（λ_３）
であり、
（１／Ｓ_２）＝（１／∞）＝０，
（１／Ｓ_３）＝（１／１９．３５）＝０．０５１６８
なので、
０<０．０５１６８、すなわち（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３）
となる。
つまりＤＶＤとＣＤにおいて、
λ_２<λ_３、かつ（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３）
が成立している。

図３７からもわかるように、Ａ面側の有効直径φ３．１５３まで、すなわちｈの範囲で０〜１．５７６５まで、つまり図３７に示された区間１〜２９までがＤＶＤでもブルーレイでも使用する共通使用領域である。これに対して、φ３．１５３よりも外側の区間、すなわちｈの範囲で１．５７６５よりも大きい区間、つまり図３７に示された区間３０及び区間３１はブルーレイ専用使用領域である。
しかし、このブルーレイ専用使用領域にも、ＤＶＤの場合にも、波長選択性フィルターではＤＶＤの６５５ｎｍ光は透過する。このことから、入射レーザビーム光は入射し、その入射した光は、ＤＶＤの情報記録面上で収差が非常に大きい、いわゆるフレア光となっているので悪影響を与えない。

図３８に、第４の実施形態の波面収差図が示されている。
なお、ＲＭＳ波面収差値としては、ブルーレイのＲＭＳ波面収差が０．０３２１０λＲＭＳであり、ＤＶＤのＲＭＳ波面収差が０．０３７４０λＲＭＳ、ＣＤのＲＭＳ波面収差が０．０４３２０λＲＭＳ、である。これらブルーレイディスクもＤＶＤもＣＤも、それらのＲＭＳ波面収差が０．０４５λＲＭＳ以下となっている。
また、図３７には、図３６に示した各非球面部において、第１区間の概略の光路長を基準とした時にブルーレイ／ＤＶＤ共通使用領域第２〜２９区間の概略光路長が、それぞれ概略で波長λの何倍ずれているかが示されている。

図３７よりわかるように、第２〜２１区間が波長４０８ｎｍのブルーレイに対しては２ｍλの差、波長６５５ｎｍのＤＶＤ及び波長７９０ｎｍのＣＤに対してはｍλの差（ｍは整数）となっている。これは、短い方の波長λ_１が３８０〜４３０ｎｍの間に、長い方の波長λ_２が波長６３０〜６８０ｎｍの間にあり、λ_３が波長７９０ｎｍ付近にあるので、上記した概略光路長の差の関係を満足しやすく、また図３８に示す良好な波面収差を得やすくなっている。

なお、第４の実施形態では、単色光の波長は、４０８ｎｍ、６５５ｎｍ、７９０ｎｍであったが、３８０〜４３０ｎｍ、６３０〜６８０ｎｍ、７７０ｎｍ〜８２０ｎｍでもよい。その場合には、屈折率が異なった値となるが、その値に合わせて設計すればよい。

以上、説明したように、第４の実施形態では、４０８ｎｍの光線に対する屈折率が１．４９から１．７０のガラスを主成分とする材料によりＮＡ＝０．８５の対物レンズを形成する点に特徴を有する、このような低屈折率の材料として、例えば、３００度程度の融点が低い材料を用いることができるので、通常の金型を使用して製造でき、生産性を高めることができる。

発明の実施の形態５．
図３９は１６層コートによる波長選択性フィルター（シャープカットフィルター）の膜構成を示す図である。図に示されるように、この波長選択性フィルターは、ＳｉＯ_２の層とＴａ_２Ｏ_５の層が交互にＢＫ７からなるガラス基板上に積層されて構成されている。図３９に示す屈折率は、７８０ｎｍの光線に対する値である。図４０に、図３９に示す構成を有する波長選択性フィルターの分光特性を示す。図に示されるように、ＣＤ波長の７８０ｎｍ〜７９０ｎｍの透過率は、１％程度に抑えられており、良好な特性を有する。なお、図４０に示す分光特性については、図３９に示す膜構成の屈折率や膜厚が０．５〜１％程度、製造誤差等によりズレていても、同様の分光透過率特性を得ることが可能である。

その一方で、１６層コートの場合には、コート数が多いためコスト高になる。図４１は、１０層コートによる波長選択性フィルターの膜構成を示す図である。図４１に示す屈折率は、８１０ｎｍの光線に対する値である。図４２に、図４１に示す構成を有する波長選択性フィルターの分光特性を示す。図に示されるように、ＣＤ波長の７８０ｎｍ〜７９０ｎｍの透過率は７〜８％程度であるため、１６層コートの波長選択性フィルターに比べてその特性は劣化しているが、ＣＤの記録再生特性に悪影響を与えるほどではなく、実用に耐える程度である。１０層コートによる波長選択性フィルターは、１６層コートによる波長選択性フィルターに比べて原価低減を実現できる。なお、図４２に示す分光特性については、図４１に示す膜構成の屈折率や膜厚が０．５〜１％程度、製造誤差等によりズレていても、同様の分光透過率特性を得ることが可能である。

このように、波長選択性フィルターとしては、ＣＤ波長（７７０ｎｍ〜８００ｎｍ）において、透過率が１０％以下であることが好ましい。さらに好ましい範囲は、５％以下であり、最適な範囲は２％以下である。

また、波長選択性フィルターとしては、ブルーレイやＤＶＤの波長（３８０ｎｍ〜７００ｎｍ）において、透過率が８５％以上であることが好ましい。より好ましい範囲は、９０％以上であり、９５％以上であるとさらによい。最適な範囲は、９７％以上である。

尚、図３９〜図４２に示す波長選択性フィルターは、対物レンズとは別に、ガラス基板上に形成したが、対物レンズの片方の面にコーティングすることによって形成してもよい。この場合、対物レンズの面のうち、平面に近いディスク側の面にコーティングすることが好ましい。これにより、均一な膜を容易に形成することができる。また、この際、波長選択性フィルターの屈折率とコーティングされる対物レンズの屈折率をほぼ等しくすることにより、図３９〜図４２で示した実施例におけるコーティング設計と同等の設計が実現可能となり、製作が容易となる。本実施例においてはプラスチック等の対物レンズの屈折率は１．５４〜１．５５であるのに対して、ＢＫ７の屈折率１．５１となっており、両屈折率はほぼ等しい。波長選択性フィルターの屈折率は対物レンズの屈折率に対して、０．９から１．１の範囲にあるのが好ましい。

発明の実施の形態６．
以下に、発明の実施の形態６（第６の実施形態）を図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、光ピックアップ装置に含まれる光学部品として、光記憶媒体上にレーザー光を集光する対物レンズを例に説明する。また、当該光ピックアップ装置はＣＤ，ＤＶＤ及びブルーレイディスクに対応している。光学部品としては、対物レンズに限定されず、３種類の波長領域の光が通過する光学部材であれば本発明の効果を奏することができる。

本発明に用いられる反射防止膜は光学部品上に高屈折率膜と低屈折率膜を順番に積層した構造からなる。高屈折率膜の材料としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化アンチモン、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム等の酸化物、窒化シリコン、窒化ゲルマニウム等の窒化物、炭化シリコン等の炭化物、硫化亜鉛等の硫化物、およびこれらの混合材から選ばれる少なくとも１種が、低屈折率膜の材料としては酸化シリコン、およびフッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化イットリウム、チオライト、クライオライト(氷晶石)などのフッ化物、およびこれらの混合材から選ばれる少なくとも１種がある。また、高温高湿環境下での保存特性向上のためには、酸化物、窒化物、炭化物、フッ化物を用いることが望ましい。

本発明の反射防止膜は、例えば真空成膜法で作製される。真空成膜法には、真空蒸着法、スパッタ法、化学気相成長法、レーザブレイション法など各種成膜法を用いることができる。真空蒸着法を用いる場合、膜質を改善するため蒸気流の一部をイオン化するとともに基板側にバイアスを印加するイオンプレーティング法、クラスタイオンビーム法、別イオン銃を用いて基板にイオンを照射するイオンアシスト蒸着法を用いると有効である。スパッタ法としては、ＤＣ反応性スパッタ法、ＲＦスパッタ法、イオンビームスパッタ法などがある。また、化学的気相法としては、プラズマ重合法、光アシスト気相法、熱分解法、有機金属化学気相法などがある。なお、各屈折率膜の膜厚は膜形成時の蒸着時間等を変えることで、所望の膜厚とすることができる。

また、光学部品にはポリオレフィン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック以外にも、石英ガラス、硼珪酸ガラスなどの光学ガラス、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯなどの酸化物単結晶、多結晶基板、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、ＢａＦ_２、ＬｉＦなどのフッ化物単結晶基板、多結晶基板、ＮａＣｌ、ＫＢｒ、ＫＣｌなどの塩化物、臭化物単結晶、他結晶基板等の、使用帯域で透明な光学材料であれば、何れでも適用できる。このような反射防止膜の効果の原理を図４３を用いて説明する。図４３は上記のような、２層からなる反射防止膜を表面に設けた対物レンズ１を模式的に示した断面図である。反射防止膜は高屈折率層８及び低屈折率層７を有する。

このような対物レンズ１に光束Ｏが入射した場合の、反射光Ｒについて説明する。ここで、図４３においては、便宜上光束Ｏに角度を付けて示しているが、光束Ｏは対物レンズ１の光軸に対して平行に入射する。光束Ｏは、まず低屈折率層７に入射する。低屈折率層７の表面で光束Ｏは透過光Ｐと反射光Ｒ１とに分かれる。次に透過光Ｐは低屈折率層７から高屈折率層８へ入射する。低屈折率層７と高屈折率層８との境界において、透過光Ｐは透過光Ｑと反射光Ｒ２とに分かれる。そして、透過光Ｑは高屈折率層８から対物レンズ１に達し、高屈折率層８と対物レンズ１との境界で反射し、反射光Ｒ３となる。

ここで、高屈折率層８と対物レンズ１との境界において、反射光Ｒ３とならずに対物レンズ１に入射する光束も存在するが、反射光Ｒを論じる上では必要ないので説明を省略する。また、反射光Ｒ２は低屈折率層７の上下の界面で反射率５％程度で多重反射する成分、および反射光Ｒ３は高屈折率層８の上下の界面で反射率５％程度で多重反射する成分とがあるが、これらの成分の光は２回以上反射すると光の強度は０．２５％以下と微弱になるため、ここでは省略する。

反射光Ｒは図４３に示す反射光Ｒ１〜Ｒ３の合成波となる。従って、反射光Ｒ１〜Ｒ３の位相差によって、反射光Ｒの状態は変化する。反射光Ｒ１〜Ｒ２の位相差は、対物レンズ１、高屈折率層８の屈折率ｎ_Ｈ及び低屈折率層７の屈折率ｎ_Ｌと、高屈折率層８及び低屈折率層７の光学膜厚と、光束Ｏの波長との関係により規定される。

基本的な原理を説明すると、例えば低屈折率層７の光学膜厚が光束Ｏの波長の１／４であるとする。その場合、反射光Ｒ１と反射光Ｒ２との位相差は光束Ｏの１／２波長分であるため、反射光Ｒ１と反射光Ｒ２とは互いに打ち消し合う。結果的に反射光Ｒ３のみが反射光Ｒとなる。従って、当該波長領域においては光束Ｏに対する反射光Ｒ３の光強度の割合が反射率となる。他方、対物レンズ１、高屈折率層８及び低屈折率層７の条件はそのままに、光束Ｏの波長を変化させると、反射光Ｒ１〜Ｒ３が丁度打ち消し合う場合がある。当該波長領域においては反射率が低くなる。

このような原理を利用して、少なくともブルーレイディスクに用いられる光の波長（４０５ｎｍ程度）に対応する波長領域近傍と、ＤＶＤに用いられる光の波長（６５５ｎｍ程度）に対応する波長領域近傍とにおいて反射率が極小値を有し、ＣＤに用いられる光の波長（７９０ｎｍ程度）に対応する波長領域においても低い反射率を示す反射防止膜を対物レンズ１表面に形成すれば、上記の３種類の光記憶媒体に対応する光ピックアップ装置として良好な性能を有することが期待できる。

以下、上記した原理に基づき、対物レンズ１、高屈折率層８及び低屈折率層７の条件を設定し、シミュレーションした例を示す。以下に説明するシミュレーション例及び実施例において、高屈折率層８の膜厚ｄ_Ｈ及び低屈折率層の膜厚ｄ_Ｌは所定の波長の１／４波長（ＱＷ）を基準に定められている。ここで言う所定の波長とは図４３に示す光束Ｏの波長に相当し、本実施形態においては５００ｎｍである。本実施形態においては図４３における説明と同様にｎ_Ｈｄ_Ｈ（高屈折率層８の光学膜厚）＝１ＱＷ程度であり、ｎ_Ｌｄ_Ｌ（低屈折率層７の光学膜厚）＝２ＱＷ程度である。即ち、２２５ｎｍ≦ｎ_Ｈｄ_Ｈ≦２７５ｎｍ、１００ｎｍ≦ｎ_Ｌｄ_Ｌ≦１５０ｎｍである。

図４４は対物レンズ１、低屈折率層７に対し、高屈折率層８の屈折率の変化に伴う上記の３種類の波長領域における反射率の変化をシミュレーションしたものである。夫々の波長領域における反射率の値は、波長４０５±５ｎｍ（以下、λ_１とする）における反射率の最大値、波長６５５±２０ｎｍ（以下、λ_２とする）における反射率の最大値及び波長７９０±２０ｎｍ（以下、λ_３とする）における反射率の最小値を示す。また、ｎ_Ｓは対物レンズの屈折率、ｎ_Ｌは低屈折率層の屈折率、ｎ_Ｈは高屈折率層の屈折率をそれぞれ示す。

図４４（ａ）は対物レンズに三井化学株式会社製のＡＰＥＬ（登録商標）を用い、低屈折率層としてＳｉＯ_２を用いた場合の例である。図中、太線で囲われたデータは最も好ましいシミュレーション結果を示している。図４５に、図４４（ａ）の条件におけるｎ_Ｈ＝１．７５、１．８５、１．９５及び低屈折率層単層の場合の波長に対する反射率の値のグラフを示す。図４５に示すように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する二こぶの曲線であり、λ_３においても、低い値を示している。アペル単体での反射率は４．５％であるため、反射防止膜を設けることによって所望の波長領域において反射率の低減が図られている。また、低屈折率層単層によるグラフを比較例としても、上記の３種類の波長領域において、いずれも反射率の低減が図られている。

図４４（ｂ）は、ｎ_Ｓ＝１．７０であり、これ以外の条件は図４４（ａ）と同様である場合のシミュレーションである。図４４（ｃ）も同様であり、ｎ_Ｓ＝１．８５の場合のシミュレーションである。ｎ_Ｈはｎ_Ｓよりも高くなければならないため、ｎ_Ｓ＝１．５４の場合に比べ、使用可能なｎ_Ｈの下限値が上がっており、データ量が減っている。

図４６に、図４４（ｃ）の条件におけるｎ_Ｈ＝１．９５、２．０５、２．１５及び低屈折率層単層の場合の波長に対する反射率の値のグラフを示す。図４６に示すように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する。しかしながら、図４５に示す曲線と比べて、λ_２からλ_３及びそれ以上の波長領域における反射率の変化が急峻であり、λ_３においては、反射率がかなり高い値を示している。但し、図４６における対物レンズ１の反射率は８．９％であるため、反射防止膜を設けることにより、反射率の低減は図られている。

また、図４４（ｄ）〜（ｆ）は低屈折率層にＭｇＦ_２を用い、ｎ_Ｌ＝１．３８とした場合である。図４４（ｄ）〜（ｆ）においても、ｎ_Ｓ＝１．５４、１．７０、１．８５の夫々の場合におけるシミュレーションを行っている。図４７に図４４（ｄ）の場合におけるｎ_Ｈ＝１．６５、１．７５、１．８５及び低屈折率層単層の場合の波長に対する反射率の値のグラフを示す。図４５と同様に、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を示している。しかしながら、図４５に示す曲線と比べて、ｎ_Ｈ＝１．８５の場合にλ_２からλ_３及びそれ以上の波長領域における反射率の変化が急峻であり、λ_３においては、反射率がかなり高い値を示している。しかしながら図４７における対物レンズ１の反射率は４．５％であるため、反射防止膜を設けることにより、反射率の低減は図られている。

ここで、図４４（ａ）〜（ｆ）において、反射率の値が低屈折率層の単層とした場合を上回るデータはセルをグレーで示している。更に、反射率の値が対物レンズ単体の反射率を上回るデータはセルを反転させている。即ち、グレーで示されているセルや、反転して示されているセルを含むｎ_Ｈは、光学特性上好ましくないということが言える。図４４（ａ）〜（ｃ）においては、ｎ_Ｈ＝２．１５においてグレーのセルが現れ、図４４（ｄ）〜（ｆ）においては、ｎ_Ｈ＝１．９５においてグレーのセルが現れている。

本発明者は、図４４に示される表においてグレーのセルが現れるｎ_Ｈや最適なｎ_Ｈを解析することによって、ｎ_Ｓ、ｎ_Ｈ及びｎ_Ｌの値の関係性を見出した。グレーのセルが現れるｎ_Ｈの値はｎ_Ｌの値を２乗した値に近いため、最適なｎ_Ｈの値の上限は少なくともｎ_Ｈ≦ｎ_Ｌ×ｎ_Ｌの条件を満たすと考えられる。また、ｎ_Ｈの値はｎ_Ｓよりも高い値である必要があるため、少なくともｎ_Ｓ<ｎ_Ｈの条件を満たすと考えられる。

従って、最適なｎ_Ｈの値の最低条件として、ｎ_Ｓ<ｎ_Ｈ≦ｎ_Ｌ×ｎ_Ｌの条件を導くことができ、この範囲に存在する最適なｎ_Ｈの値はａ、ｂを任意の定数とすると、（ａ×ｎ_Ｓ＋ｂ×ｎ_Ｌ×ｎ_Ｌ）／２で導くことができる。図４４に示したようなシミュレーション解析の結果、ａ、ｂの値は１．００≦ａ≦１．４、０．６５≦ｂ≦１．００の範囲が良く、最も好適な組み合わせの例としてはａ＝１．２１、ｂ＝０．８４である。これらから、ｎ_Ｓ、ｎ_Ｌの値に対する最適なｎ_Ｈの値をパラメータＡとし、Ａ＝（１．２１×ｎ_Ｓ＋０．８４×ｎ_Ｌ×ｎ_Ｌ）／２とすることができる。

また、図５１の表が示す通り、ｎ_Ｓの値が大きくなると、ｎ_Ｈとして有効な範囲が狭まり、図５３に示されるように波長７９０ｎｍ近傍における反射率が高くなってしまう。また、ｎ_Ｓの値が小さくなると実現可能な物質が限られてしまう。従って、ｎ_Ｓの値は１．４６≦ｎ_Ｓ≦１．６５の条件を満たすことが好ましい。同様に、ｎ_Ｌの値が大きくなるとλ_１・λ_２間に存在する反射率の極大値が高くなることにより反射率が低い帯域幅が狭くなり、ｎ_Ｌの値が１．３よりも小さくなると安定な成膜材を得ることが難しくなる。従って、ｎ_Ｌの値は１．３≦ｎ_Ｌ≦１．５５の条件を満たすことが好ましい。

これらの条件を考慮し、具体的な実施例を示す。次の実施例１、２、３に示すような３種類のうちのいずれかのＡＲコートを施すことによって、上記の３波長において、比較的高い透過率特性を得ることができる。それに加え、層数も２層と少ないことから、比較的低コストでＡＲコートをすることが可能となる。これらのＡＲコートの設計例が、図４８の表に示されている。

実施例１．
レンズ、屈折率１．５３上に、屈折率を１．８５としたＡｌ_２Ｏ_３（ｎ=１．６８）とＺｒＯ_２（ｎ=２．０７）の混合材を１３５．１ｎｍ（光学膜厚λ／２相当）、及び屈折率１．４６のＳｉＯ_２を８５．５ｎｍ（光学膜厚λ／４相当）をコーティングした。ＡＲコート光学膜厚の基準波長は５００ｎｍである。

実施例２．
レンズ、屈折率１．５３上に、屈折率１．８０のＹ_２Ｏ_３を１３９ｎｍ（光学膜厚λ／２相当）、及び屈折率１．４６のＳｉＯ_２を８５．５ｎｍ（光学膜厚λ／４相当）をコーティングした。ＡＲコート光学膜厚の基準波長は５００ｎｍである。

実施例３．
レンズ、屈折率１．５３上に、屈折率２．０４のＳｉＮを１２２．５ｎｍ（光学膜厚λ／２相当）、及び屈折率１．４６のＳｉＯ_２を８５．５ｎｍ（光学膜厚λ／４相当）をコーティングした。ＡＲコート光学膜厚の基準波長は５００ｎｍである。

図４９に、これらの実施例１〜３のＡＲコートによるレンズ面１面あたりの分光反射率特性が示されている。図４９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、上記の実施例１、２、３に対応している。図４９に示すように、図４９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれにおいても、４０５ｎｍ付近と６５０ｎｍ〜７９０ｎｍでの波長領域において、反射率が減少していることがわかる。

また、図４８（ａ）及び図４８（ｂ）に示す実施例も０．９≦ｎ_Ｈ／Ａ≦１．１、０．１≦ｎ_Ｈ−ｎ_Ｓの条件、ｎ_Ｈ−ｎ_Ｓ≦０．４の条件を満足する。具体的には、図４８（ａ）では、ｎ_Ｌが１．４６、ｎ_Ｈが１．８５、ｎ_Ｓが１．５３、Ａが１．８２、ｎ_Ｌｄ_Ｌが１２５ｎｍ、ｎ_Ｈｄ_Ｈが２５０ｎｍ、ｎ_Ｈ／Ａが１．０、ｎ_Ｈ−ｎ_Ｓが０．３２である。また、図４８（ｂ）では、ｎ_Ｌが１．４６、ｎ_Ｈが１．８０、ｎ_Ｓが１．５３、Ａが１．８２１、ｎ_Ｌｄ_Ｌが１２５ｎｍ、ｎ_Ｈｄ_Ｈが２５０ｎｍ、ｎ_Ｈ／Ａが１．０、ｎ_Ｈ−ｎ_Ｓが０．２７である。図４８（ｃ）では、ｎ_Ｌが１．４６、ｎ_Ｈが２．０４、ｎ_Ｓが１．５３、Ａが１．８２、ｎ_Ｌｄ_Ｌが１２５ｎｍ、ｎ_Ｈｄ_Ｈが２５０ｎｍ、ｎ_Ｈ／Ａが１．１、ｎ_Ｈ−ｎ_Ｓが０．５１である。

図５０は対物レンズ１に日本ゼオン株式会社製のＺＥＯＮＥＸ（登録商標）を用い、高屈折率層８にＡｌ_２Ｏ_３とＺｒＯ_２との混合膜を用い、低屈折率層７にＳｉＯ_２を用いた実施例４である。この場合、ｎ_Ｓ＝１．５２５、ｎ_Ｈ＝１．８３、ｎ_Ｌ＝１．４６であり、Ａ＝１．８１８である。また、ｎ_Ｈｄ_Ｈ＝２５６．３ｎｍ、ｎ_Ｌｄ_Ｌ＝１２９．３ｎｍである。図５０に示されるように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する。更に、λ_３においても３％以下の低い値を示している。従って、本実施例は好適な反射防止膜と言える。

図５１は対物レンズ１にＡＰＥＬを用い、高屈折率層８にＭｇＯを用い、低屈折率層７にＭｇＦ_２を用いた実施例５である。この場合、ｎ_Ｓ＝１．５４、ｎ_Ｈ＝１．７４、ｎ_Ｌ＝１．３８であり、Ａ＝１．７３２である。また、ｎ_Ｈｄ_Ｈ＝２６０．１ｎｍ、ｎ_Ｌｄ_Ｌ＝１２６．３ｎｍである。図５１に示されるように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する。更に、λ_３においても３％以下である低い値を示している。従って、本実施例は好適な反射防止膜と言える。

図５２は対物レンズ１にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を用い、高屈折率層８にＹ_２Ｏ_３を用い、低屈折率層７にＭｇＦ_２を用いた実施例６である。この場合、ｎ_Ｓ＝１．４９、ｎ_Ｈ＝１．７８、ｎ_Ｌ＝１．３８であり、Ａ＝１．７０１である。また、ｎ_Ｈｄ_Ｈ＝２５３．８ｎｍ、ｎ_Ｌｄ_Ｌ＝１２９．８ｎｍである。図５２に示されるように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する。更に、λ_３においても３％以下である低い値を示している。従って、本実施例は好適な反射防止膜と言える。

図５３は対物レンズ１にＪＳＲ株式会社製のアートン（登録商標）を用い、高屈折率層８にＹ_２Ｏ_３を用い、低屈折率層７にＳｉＯ_２を用いた実施例７である。この場合、ｎ_Ｓ＝１．５１、ｎ_Ｈ＝１．７８、ｎ_Ｌ＝１．４６であり、Ａ＝１．８０９である。また、ｎ_Ｈｄ_Ｈ＝２５８．１ｎｍ、ｎ_Ｌｄ_Ｌ＝１２３．９ｎｍである。図５３に示されるように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する。更に、λ_３においても３％以下である低い値を示している。従って、本実施例は好適な反射防止膜と言える。本実施例においては、パラメータＡの値がｎ_Ｈの値よりも大きくなっている。これと同時に、λ_１、λ_２近傍における反射率の極小値の値も大きくなっており、ｎ_Ｈの値とパラメータＡの値との幅が開いたことによる変化を確認することができる。

図５４は対物レンズ１にＰＭＭＡを用い、高屈折率層８にＡｌ_２Ｏ_３とＺｒＯ_２との混合膜を用い、低屈折率層７にＭｇＦ_２を用いた実施例８である。この場合、ｎ_Ｓ＝１．４９、ｎ_Ｈ＝１．８３、ｎ_Ｌ＝１．３８であり、Ａ＝１．７５６である。また、ｎ_Ｈｄ_Ｈ＝２５０．３ｎｍ、ｎ_Ｌｄ_Ｌ＝１３２．６ｎｍである。図５４に示されるように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する。更に、λ_３においても３％以下である低い値を示している。従って、本実施例は好適な反射防止膜と言える。本実施例においては、パラメータＡの値がｎ_Ｈの値よりも小さくなっている。上記の実施例４〜７よりも更にｎ_Ｈの値とパラメータＡの値との幅が開いているが、この程度の開きであればまだ好適な反射防止膜が形成可能であることが確認できる。

次に比較例として、特許文献３に２層の反射防止膜として規定されている範囲内において、本実施形態に係るパラメータＡを用いてｎ_Ｈを規定すれば除外されるべき例を示す。図５５は対物レンズ１にＰＣを用い、高屈折率層８にＺｒＯ_２を用い、低屈折率層７にＳｉＯ_２を用いた比較例１である。この場合、ｎ_Ｓ＝１．５８、ｎ_Ｈ＝２．０５、ｎ_Ｌ＝１．４６であり、Ａ＝１．８５１である。また、ｎ_Ｈｄ_Ｈ＝２４８．８ｎｍ、ｎ_Ｌｄ_Ｌ＝１３２．８ｎｍである。図５５に示されるように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する。しかし、λ_３において反射率の値が高くなっており、３％以上を示しているため、反射防止膜として使用可能であるが好適ではないと言える。

図５６は対物レンズ１にＺＥＯＮＥＸを用い、高屈折率層８にＴａ_２Ｏ_５を用い、低屈折率層７にＳｉＯ_２を用いた比較例２である。この場合、ｎ_Ｓ＝１．５２５、ｎ_Ｈ＝２．１４、ｎ_Ｌ＝１．４６であり、Ａ＝１．８１８である。また、ｎ_Ｈｄ_Ｈ＝２４２．０ｎｍ、ｎ_Ｌｄ_Ｌ＝１３７．０ｎｍである。図５６に示されるように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する。しかし、λ_３において反射率の値が高くなっており、５％以上を示しているため、λ_３における光学特性が悪く、３波長に対応する反射防止膜としては好ましくないと言える。

図５７は対物レンズ１にＢＫ７を用い、高屈折率層８にＴｉＯ_２を用い、低屈折率層７にＳｉＯ_２を用いた比較例３である。この場合、ｎ_Ｓ＝１．５２、ｎ_Ｈ＝２．３０、ｎ_Ｌ＝１．４６であり、Ａ＝１．８１５である。また、ｎ_Ｈｄ_Ｈ＝２２６．０ｎｍ、ｎ_Ｌｄ_Ｌ＝１３６．０ｎｍである。図５７に示されるように、波長に対する反射率の値は、λ_１近傍及びλ_２近傍において極小値を有する。しかし、λ_２近傍における極小値は２．５％以上であり、λ_２に対応する値は３％以上となっている。更に、λ_３に至っては反射率が１０％を越えており、もはや３波長に対応する反射防止膜としてはおろか、２波長に対応する反射防止膜としても好ましくないと言える。

これらの実施例及び比較例の特性をまとめた表を図５８に示す。図５８は実施例４〜８及び比較例１〜３のｎ_Ｓ、ｎ_Ｈ、ｎ_Ｌの値、それから計算されるパラメータＡの値、ｎ_Ｈの値とパラメータＡの値の比、λ_１〜λ_３における反射率の値及び光学性能の各種解析値を示している。ここで、各λにおける反射率の値は、夫々のλの領域における反射率の値の平均を示している。また、反射率が３％を越える場合、そのセルをグレーで示している。

図５８（ａ）に示されるように、実施例４〜８においては、各λにおける反射率の値は高くとも２．５％以下であり、概ね良好な値であることがわかる。他方、比較例１〜３においては、主にλ_３にグレーのセルで示されるデータが現れており、３波長に対応する反射防止膜として考えた場合、光学特性が好ましくないことを示している。

更に詳細に実施例及び比較例の光学特性を解析する。図５８（ｂ）は各実施例及び比較例のｎ_Ｓ、ｎ_Ｈ、ｎ_Ｌの値から計算される解析値を示している。実施例４〜８において、ｎ_Ｈ／Ａの値は１±０．１の範囲に収まるのに対し、比較例１〜３におけるｎ_Ｈ／Ａの値は１．１１以上であることがわかる。従って、０．９≦ｎ_Ｈ／Ａ≦１．１の条件を導くことができる。また、ｎ_Ｈ−ｎ_Ｓの値においては、比較例１〜３の方が実施例４〜８よりも高い値を示している。これらの値から、ｎ_Ｈとｎ_Ｓとの関係について、０．１≦ｎ_Ｈ−ｎ_Ｓ≦０．４、更に好ましくは０．１≦ｎ_Ｈ−ｎ_Ｓ≦０．３５の条件を満たすことが好ましいと考えられる。

更に、各実施例及び比較例において、λ_１〜λ_３における反射率の平均値及び標準偏差値を示している。これらの値は、平均値が低い程各λにおける反射率が低いことを示し、標準偏差値が低い程、各λにおける反射率のバラつきが少ないことを示す。従って、平均値及び標準偏差値の双方が低いということは、各λにおける反射率が低い値で安定しているということを示し、より好適な実施例であることが示される。更に各実施例及び比較例において、λ_１〜λ_３における反射率の二乗和の平均値を判定値として示した。図に示すように、実施例４〜８において、判定値は高くとも２．１１であり３．０以下の低い値を示し、比較例１〜３においては、４．５以上の高い値である。従って、判定値の値を３．０以下更に好適には２．５以下と規定することができる。

標準偏差値に影響を与えるのは主にλ_３における反射率である。実施例４〜８及び比較例１〜３の波長に対応する反射率のグラフが示す通り、λ_１及びλ_２における反射率は比較例１、２においても比較的低い値を示しており、２波長反射防止膜として用いる場合はこれらでも構わない。しかしながら、比較例１〜３においては、λ_２からλ_３の波長範囲における反射率の変化が急峻であり、λ_３における反射率が高くなってしまう。従って、３波長反射防止膜を設計する上で、λ_１〜λ_３における反射率の標準偏差を解析すれば、これらの良好性を検証することができる。また、判定値においては二乗和をとることにより、上記のλ_３の影響を敏感に判定値に反映させることができる。

図５８（ｂ）に示す解析結果から、対物レンズ１に形成する３波長反射防止膜を、高屈折率層８と低屈折率層７とからなる２層で形成する場合、Ａ＝（１．２１×ｎ_Ｓ＋０．８４×ｎ_Ｌ×ｎ_Ｌ）／２であるパラメータＡを定義し、０．９≦ｎ_Ｈ／Ａ≦１．１の条件を満たし、且つ０．１≦ｎ_Ｈ−ｎ_Ｓ≦０．４の条件を満たすように各部材を選定することにより、好適な３波長反射防止膜を形成することができる。

以上説明したように、本発明により、３種類の波長領域において反射率が低く、２層により形成される反射防止膜及び光ピックアップ用光学部品を提供することができる。
また、本発明の反射防止膜はこのような二層構造であるため、三層構造以上のものに比べて成膜時間を低減でき、成膜面の熱変形等の悪影響を少なくすることができる。
特に、本発明の反射防止膜は、発明の実施の形態４で説明した住田光学ガラス社製のＫ−ＰＧ３２５のような融点・熱変形温度（Ｔｇ＝２８８℃）の低いガラスすなわち低融点ガラスに適用した場合に成膜時のレンズ表面の変形防止という観点から効果的である。また、かかる反射防止膜は、発明の実施の形態１及び発明の実施の形態２で用いられる３波長互換用のレンズの両面又は片面に塗布することによってその効果を最も発揮することができる。

尚、本実施の形態において説明したパラメータＡを用いて、２層により形成される３波長反射防止膜における、各部材の選定システムを構築することができる。このようなシステムは、少なくとも条件入力部、計算部、結果表示部、素材記憶部及び制御部を有する。条件入力部において、ｎ_Ｓ、ｎ_Ｈ及びｎ_Ｌのうち１つ又は２つを入力すれば、計算部がパラメータＡ及びｎ_Ｈ−ｎ_Ｓの条件に基づいて、残りの数値の好適な値を計算し、計算結果に基づいて素材記憶部に記憶された素材の中から好適な素材が選定される。これらの処理は制御部が行なう。

通常は３つの変数のうち１つを指定するだけでは残りの変数について好適な値を計算することは難しいが、素材記憶部に記憶された素材の中から選定すると言う条件が加わることにより、３つの変数のうち１つを指定することによって、残りの２つの変数の好適な値を選定することができる。

以上説明したように、本発明によれば、異なる波長で記録または再生を行う３種類以上の光ディスクに対して、回折レンズ構造を用いることなく、屈折作用によって記録または再生に必要な開口（ＮＡ）で全ての光束を所望とする位置に可及的に少ない収差で集光させることができ、光利用効率をより高めることができる。
また、上記説明から分かるように、本発明に係るレンズは、複数の単色光を用いる多波長用光学系においても、また、光通信等における異なる波長を用いる光学系においてもその利用が可能である。

光ヘッドの構成１．
図５９の構成図に、上記した本発明に係る対物レンズを用いた光ヘッドの一構成例が示されている。この図５９は、第１の実施形態に示されたＨＤＤＶＤ（４０５ｎｍ）ディスク用の光学系に対応している。図５９に示すように、本実施形態における光ヘッド１０は、ブルーレーザー１１、ＤＶＤレーザー１２、ＣＤレーザー１３、３ＳＰＯＴ用の直線回折格子１４、ハーフプリズム１５、コリメータレンズ１６、ハーフプリズム１７、アクチュエータ１８１，１８２を有する。図５９においては、図３に対応する部分には同一符号をつけている。

図５９において、ＤＶＤディスク２を記録または再生する場合には、ＤＶＤレーザー１２を駆動する。ＤＶＤレーザー１２から発生される波長６５５ｎｍのレーザビームが、ハーフプリズム１５で反射してコリメータレンズ１６に入射する。コリメータレンズ１６を通過して平行光となってレーザビームは、ハーフプリズム１７を透過し、波長選択性フィルター６を透過する。この透過光は、対物レンズ１に入射してＮＡ０．６３で集光され、ＤＶＤディスク３の情報記録面に光スポットを形成する。そして、ＤＶＤディスク３で反射した反射光が対物レンズ１により平行光となり、コリメータレンズ１６に入射する。

コリメータレンズ１６は、この平行光を収束光にし、光検出器（図示しない）に到達する。光検出器の検出出力信号は信号処理回路（図示せず）に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号が得られる。図示しないシステム制御回路は、得られたフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号をもとに、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ駆動回路（図示せず）を制御してアクチュエータ１８１，１８２を駆動する。

ＨＤＤＶＤディスク１を装着した場合には、ブルーレーザー１１が駆動し、ブルーレーザー１１から発生される波長４０５ｎｍのレーザビームがハーフプリズム１５を透過する。この透過したレーザビームは、コリメータレンズ１６に入射して、コリメータレンズ通過後に平行光となる。この平行光は、上記に説明したＤＶＤと同様に、ＨＤＤＶＤディスク１の情報記録面上にＮＡ０．６５で集光して光ＳＰＯＴを形成する。

その後、集光した光は、上記に説明したＤＶＤと同様に、図示しない光検出器に到達する。光検出器の検出出力信号は信号処理回路（図示せず）に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号が得られる。図示しないシステム制御回路は、得られたフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号をもとに、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ駆動回路（図示せず）を制御してアクチュエータ１８１，１８２を駆動する。

次に、ＣＤディスク４が装着された場合には、ＣＤレーザー１３が駆動する。ＣＤレーザー１３から発生される波長７９０ｎｍのレーザビームが、直線回折格子１４を透過し、ハーフプリズム１７で反射して波長選択性フィルター６に入射する。波長選択性フィルター６は、その内側が全光透過領域６１であるので、図４に示すように外側が７９０ｎｍ光遮断領域６２の内側を通る光のみを透過する。この透過光は、対物レンズ１に入射してＮＡ０．４７で集光され、ＣＤディスク４の情報記録面に光スポットを形成する。

ＣＤディスク４で反射した反射光は、対物レンズ１により収束光に集光され、光検出器（図示しない）に到達する。光検出器の検出出力信号は図示しない信号処理回路に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が得られる。なお、ＣＤディスク３の場合のトラッキング誤差信号は、ＣＤレーザー１２からのレーザビームを、回折格子１８により、０次光と土１次光の３ビームに分岐し、これら±１次光によりトラッキング誤差信号を得るようにしている。

このようにして得られたトラッキング誤差信号とフォーカス誤差信号とにより、ＤＶＤディスク２と同様にして、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ１８１、１８２を駆動する。

なお以上の説明において、光検出器が図５９には図示していないが、例えば、各レーザーの同一パッケージ内に、レーザーと光検出器を配置してもよい。あるいは、新たにハーフプリズムなどを配置して、ディスクからの反射光をレーザーとは別な位置に配置された光検出器にディスクからの反射光を入射させるようにしてもよい。また、ＨＤＤＶＤ（４０５ｎｍ）とＤＶＤ（６５５ｎｍ）は平行光、いわゆる無限系で対物レンズに光が入射され、またディスクからの反射光もどちらも平行光となっているので、例えば同一の光検出器とすることも可能である。

またなお、ＣＤについては有限系となっているので、ＨＤＤＶＤやＤＶＤと同一の検出器というのは、通常の光学系配置では困難で別にＣＤ用の光検出器が必要である。そのため、例えばＣＤディスクからの反射光を、７９０ｎｍ付近の波長のみには回折格子の作用をする回折格子を設けて、ＨＤＤＶＤやＤＶＤと同じ光検出器にＣＤ光を入射させるようにすることも可能である。

さらになお、コリメータレンズ１６は必ずしも必要ではなく、いわゆる有限系の光学系でも、本発明は適用可能である。また、コリメータレンズ１６の平行光の焦点位置よりもさらに遠い位置にレーザーを配置して対物レンズへの入射光を収束光としてやることも可能である。

光ヘッドの構成２．
図６０の構成図に、上記した本発明に係る対物レンズを用いた光ヘッドの一構成例が示されている。この図６０を用いて、ブルーレイのとき、つまり第２の実施形態に示された光ピックアップ光学系に相当している。図６０に示された光ヘッドの構成は、ＨＤＤＶＤの図５９の場合と同様な光学系配置となっている。
図６０において、ＤＶＤディスク３を記録または再生する場合には、ＤＶＤレーザー１２を駆動する。ＤＶＤレーザー１２から発生される波長６５５ｎｍのレーザビームが、ハーフプリズム１５で反射してコリメータレンズ１６に入射する。コリメータレンズ１６を通過して平行光となってレーザビームは、ハーフプリズム１７を透過し、波長選択性フィルター６を透過する。この透過光は、対物レンズ１に入射してＮＡ０．６０で集光され、ＤＶＤディスク３の情報記録面に光スポットを形成する。

このとき、対物レンズ１に入射する平行光束としては、ＮＡ０．８以上の光線が入射しているが、第２の実施形態のように、対物レンズ１の光源側の面における外側領域にはブルーレイ専用領域が存在している。そのために、ＤＶＤの６５５ｎｍ光が入射した場合には、ブルーレイ専用領域を通る光線がＤＶＤフレアとなり、ＤＶＤディスク上での結像、光ＳＰＯＴ形成に寄与しない。それ故、ＮＡ０．６０とほぼ同等な光ＳＰＯＴがＤＶＤディスク３上に形成される。

そして、ＤＶＤディスク３で反射した反射光が対物レンズ１により平行光となり、コリメータレンズ１６に入射する。コリメータレンズ１６は、この平行光を収束光にし、光検出器（図示しない）に到達する。光検出器の検出出力信号は、信号処理回路（図示せず）に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が得られる。図示しないシステム制御回路は、得られたフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号をもとに、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ駆動回路（図示せず）を制御してアクチュエータ１８１、１８２を駆動する。

ブルーレイディスク１を装着した場合には、ブルーレーザー１１が駆動し、ブルーレーザー１１から発生される波長４０５ｎｍのレーザビームがハーフプリズム１５を透過する。この透過したレーザビームは、コリメータレンズ１６に入射して、コリメータレンズ通過後に平行光となる。その後、上記したＤＶＤと同様に、ブルーレイディスク１の情報記録面上にＮＡ０．６５で集光して光ＳＰＯＴを形成する。

その後、集光した光は、上記のＤＶＤと同様に、光検出器（図示しない）に光は到達する。光検出器の検出出力信号は、信号処理回路（図示せず）に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が得られる。図示しないシステム制御回路は、得られたフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号をもとに、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ駆動回路（図示せず）を制御してアクチュエータ１８１、１８２を駆動する。

次にＣＤディスク４が装着された場合には、ＣＤレーザー１３が駆動する。ＣＤレーザー１３から発生される波長７９０ｎｍのレーザビームが、直線回折格子１４を透過し、ハーフプリズム１７で反射して波長選択性フィルター６に入射する。波長選択性フィルター６は、その内側が全光透過領域６２であるので、図４に示すように外側が７９０ｎｍ光遮断領域６１において、内側部を通る光のみを透過する。この透過光は、対物レンズ１に入射してＮＡ０．４７で集光され、ＣＤディスク４の情報記録面に光スポットを形成する。

ＣＤディスク４で反射した反射光は、対物レンズ１により収束光に集光され、光検出器（図示しない）に到達する。光検出器の検出出力信号は、図示しない信号処理回路に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が得られる。なお、ＣＤディスク３の場合のトラッキング誤差信号は、ＣＤレーザー１２からのレーザビームを、回折格子１８により、０次光と±１次光の３ビームに分岐し、これら±１次光によりトラッキング誤差信号を得るようにしている。
このようにして得られたトラッキング誤差信号とフォーカス誤差信号とにより、ＤＶＤディスク２と同様にして、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ１８１，１８２を駆動する。

なお以上の説明において、光検出器が図６０には図示していないが、例えば、各レーザーの同一パッケージ内に、レーザーと光検出器を配置してもよい。あるいは、新たにハーフプリズムなどを配置して、ディスクからの反射光をレーザーとは別な位置に配置された光検出器にディスクからの反射光を入射させるようにしてもよい。また、ブルーレイ（４０５ｎｍ）とＤＶＤ（６５５ｎｍ）は平行光、いわゆる無限系で対物レンズに光が入射され、またディスクからの反射光もどちらも平行光となっているので、例えば同一の光検出器とすることも可能である。

またなお、ＣＤについては有限系となっているので、ＨＤＤＶＤやＤＶＤと同一の検出器というのは、通常の光学系配置では困難で別にＣＤ用の光検出器が必要である。そのため、例えばＣＤディスクからの反射光を、７９０ｎｍ付近の波長のみには回折格子の作用をする回折格子を設けて、ＨＤＤＶＤやＤＶＤと同じ光検出器にＣＤ光を入射させるようにすることも可能である。

さらになお、コリメータレンズ１６は必ずしも必要ではなく、いわゆる有限系の光学系でも、本発明は適用可能である。また、コリメータレンズ１６の平行光の焦点位置よりもさらに遠い位置にレーザーを配置して対物レンズへの入射光を収束光としてやることも可能である。

光ヘッドの構成３．
図６１の構成図に、上記した本発明に係る対物レンズを用いた光ヘッドの一構成例が示されている。図６１は、第３の実施形態に示された光ピックアップ光学系に相当している。

図６１において、ＨＤＤＶＤディスク２を記録または再生する場合には、ＨＤＤＶＤレーザー１１を駆動する。ＨＤＤＶＤレーザー１１から発生される波長４０８ｎｍのレーザビームが、ハーフプリズム１５で反射してコリメータレンズ１６に入射する。コリメータレンズ１６を通過して収束光となったレーザビームは、ハーフプリズム１７を透過し、波長選択性フィルター６を透過する。この透過光は、対物レンズ１に入射してＮＡ０．６５で集光され、ＨＤＤＶＤディスク２の情報記録面に光スポットを形成する。

このとき、対物レンズ１に入射する光線としては、ＮＡ０．６５以上の光線が入射しているが、第３の実施形態のように、対物レンズ１の光源側の面における外側領域にはＤＶＤ専用領域が存在している。そのために、ＨＤＤＶＤの４０８ｎｍ光が入射した場合には、ＤＶＤ専用領域を通る光線がフレア光となり、ＨＤＤＶＤディスク上での結像、光ＳＰＯＴ形成に寄与しない。それ故、ＮＡ０．６５とほぼ同等な光スポットがＨＤＤＶＤディスク２上に形成される。

そして、ＨＤＤＶＤディスク２で反射した反射光が対物レンズ１により発散光となり、コリメータレンズ１６に入射する。コリメータレンズ１６は、この発散光を収束光にし、光検出器（図示しない）に出射する。光検出器の検出出力信号は、信号処理回路（図示せず）に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が得られる。図示しないシステム制御回路は、得られたフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号をもとに、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ駆動回路（図示せず）を制御してアクチュエータ１８を駆動する。

ＤＶＤディスク３を装着した場合には、ＤＶＤレーザー１２が駆動し、ＤＶＤレーザー１２から発生される波長６５８ｎｍのレーザビームがハーフプリズム１５を透過する。この透過したレーザビームは、コリメータレンズ１６に入射して、コリメータレンズ通過後に平行光となる。その後、上記したＨＤＤＶＤと同様に、ＤＶＤディスク３の情報記録面上にＮＡ０．６５で集光して光スポットを形成する。

その後、ＤＶＤディスク３で反射した反射光が対物レンズ１により平行光となり、コリメータレンズ１６に入射する。コリメータレンズ１６は、この平行光を収束光にし、光検出器（図示しない）に出射する。光検出器の検出出力信号は、信号処理回路（図示せず）に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が得られる。図示しないシステム制御回路は、得られたフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号をもとに、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ駆動回路（図示せず）を制御してアクチュエータ１８１，１８２を駆動する。

次にＣＤディスク４が装着された場合には、ＣＤレーザー１３が駆動する。ＣＤレーザー１３から発生される波長７８５ｎｍのレーザビームが、直線回折格子１４を透過し、ハーフプリズム１７で反射して波長選択性フィルター６に入射する。波長選択性フィルター６は、その内側が全光透過領域６１であるので、図４に示すように外側が７８５ｎｍ光遮断領域６２において、内側部を通る光のみを透過する。この透過光は、対物レンズ１に入射してＮＡ０．４７で集光され、ＣＤディスク４の情報記録面に光スポットを形成する。

ＣＤディスク４で反射した反射光は、対物レンズ１により収束光に集光され、光検出器（図示しない）に到達する。光検出器の検出出力信号は、図示しない信号処理回路に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が得られる。なお、ＣＤディスク３の場合のトラッキング誤差信号は、ＣＤレーザ１２からのレーザビームを、回折格子１８により、０次光と土１次光の３ビームに分岐し、これら±１次光によりトラッキング誤差信号を得るようにしている。

このようにして得られたトラッキング誤差信号とフォーカス誤差信号とにより、ＤＶＤディスク２と同様にして、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ１８を駆動する。

なお以上の説明において、光検出器が図６１には図示していないが、例えば、各レーザーの同一パッケージ内に、レーザーと光検出器を配置してもよい。あるいは、新たにハーフプリズムなどを配置して、ディスクからの反射光をレーザーとは別の位置に配置された光検出器にディスクからの反射光を入射させるようにしてもよい。
さらになお、本発明は、ＨＤＤＶＤの場合は収束光、ＤＶＤの場合は収束光、ＣＤの場合は発散光をそれぞれ入射させるレンズ構成に対しても適応可能である。ここで、ＨＤＤＶＤ、ＤＶＤの物体距離を同じにしておけばＨＤＤＶＤ、ＤＶＤで同一の光検出器とすることも可能である。

光ディスク装置の構成．
図６２は本発明による対物レンズを用いた光ディスク装置の一実施形態を示す構成図であって、２０はアクチュエータ駆動回路、２１は信号処理回路、２２はレーザー駆動回路、２３はシステム制御回路、２４はディスク判別手段であり、図５９及び図６０に対応する部分の詳細については同一のため省略している。

まず、装着されたディスクの種類をディスク判別手段２４により判別する。そのディスク判別方法としては、ディスクの基板の厚さを光学的もしくは機械的な方法で検出する方法、ディスクまたはディスクのカートリッジに予め記録された識別マークを検出する方法などが考えられる。もしくは、ディスクの厚さ，種類を仮定してディスクの信号を再生し、正常な信号が得られなければ、別の厚さ，種類のディスクであると判断する方法でもよい。ディスク判別結果は、ディスク判別手段２４からシステム制御回路２３に伝達される。

ＤＶＤディスクであると判別された場合には、システム制御回路２３よりレーザー駆動回路２２に対してＤＶＤレーザーを点灯させるような信号が伝達され、レーザー駆動回路２２によりＤＶＤレーザー１１が点灯される。これにより、光ヘッドでは、図５９に示した実施形態と同様６５５ｎｍのレーザビームが光検出器に到達する。この光検出器からの検出信号が信号処理回路２１に送られて情報記録再生信号とフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とが生成され、システム制御回路２３に送られる。

システム制御回路２３では、これらフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、アクチュエータ駆動回路２０を制御する。アクチュエータ駆動回路２０は、この制御に基づいてアクチュエータ１８１、１８２を駆動し、対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる。このいわゆるサーボ回路の動作により、フォーカス制御及びトラッキング制御が正規に行なわれて、上記の各回路及びアクチュエータ１８１，１８２が動作する。これによって、対物レンズ１がＤＶＤディスク３に対して正しい位置に位置し、その結果、情報記録再生信号が良好に得られる。

装着されたディスクがＣＤディスク４であると判別された場合には、システム制御回路２３より、レーザー駆動回路２２に対してＣＤレーザー１３を点灯させるような信号が伝達される。これにより、ＣＤレーザー１３から波長７９０ｎｍのレーザビームが発生する。これ以降の動作は図５９及び図６０の光ヘッドの場合と同様であり、このレーザビームが光検出器に到達し、上記のＤＶＤディスク２の場合と同様に、各回路やアクチュエータ１８１、１８２が作動してサーボ動作が行なわれ、情報記録再生信号が良好に得られる。

装着されたディスクがブルーレイまたはＨＤＤＶＤディスクであると判別された場合には、システム制御回路２３より、レーザー駆動回路２２に対してブルーレーザー１１を点灯させるような信号が伝達される。これにより、ブルーレーザー１１から波長４０５ｎｍのレーザビームが発生する。これ以降の動作は図５９及び図６０の光ヘッドの場合と同様であり、このレーザビームが光検出器に到達し、上記のＤＶＤディスク２の場合と同様に、各回路やアクチュエータ１８１、１８２が作動してサーボ動作が行なわれ、情報記録再生信号が良好に得られる。

図６３（ａ）は、本発明にかかる対物レンズを工業的に製造した場合の上面図である。図６３（ｂ）は、そのレンズの側面図であり、左半分が断面を示している。図に示されるように、レンズ１の外周にはフランジ部１０１が形成されている。このフランジ部１０１は、レンズ１を光ディスク装置に取り付け、光学記録媒体より情報を読み取る状態において、フランジ面１０２が光学記録媒体側に設けられている。以下、説明のため、光学記録媒体側を上側１０２とし、その反対側を下側１０３として説明する。フランジ部１０１は、レンズ１の光学機能部の外周に位置し、帯状に全周に亘って形成されている。なお、フランジ部１０１は、外周で連続している必要はなく、外周の一部に切り欠き部を有する形状であっても良い。

図６３（ｂ）に示されるように、光軸方向から見て、フランジ面１０２は、光学機能部の上面よりも高くなる部分が形成されている。従って、作業時にレンズ１を、フランジ面１０２側を下にして机等の上に載置した場合であっても、フランジ面１０２が机に接触し、光学機能部は机に接触しない。そのため、光学機能部が机等と接触することによる損傷を回避することができる。また、レンズ１を光ディスク装置に取り付けた後に、光学記録媒体が光学機能部に直接接触することによって生じる損傷も回避することができる。

対物レンズと光ディスクの透明基板とからなる光学系での光路長を説明するための模式図である。 第１の実施形態におけるＨＤＤＶＤとＤＶＤとＣＤの波面収差を示すグラフである。 本発明に係る対物レンズの実施形態を示す模式図である。 波長選択性フィルターの一構成例を示す模式図である。 波長選択性フィルターのＣＤ光遮断領域の分光透過率特性を示すグラフである。 本発明の実施形態のレンズ面形状の一具体例を示す模式図である。 距離Ｚ_Ａを算出するための各係数を示す表である。 距離Ｚ_Ｂを算出するための各係数を示す表である。 第１の実施形態における光学系の光学要素間の距離、配置を示す表である。 第１の実施形態における種類が異なる光ディスクに対する光スポットの計算結果を示すグラフである。 第２〜９区間の概略光路長と第１区間の概略光路長との差を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ｂと光高さｈとの関係を示す表である。 第２の実施形態における光学系の光学要素間の距離、配置を示す表である。 第２〜２２区間の概略光路長と第１区間の概略光路長との差を示す表である。 第２の実施形態におけるブルーレイとＤＶＤとＣＤの波面収差を示すグラフである。 第２の実施形態におけるブルーレイとＤＶＤの波面収差の差及びその比を示す表である。 第２の実施形態における種類が異なる光ディスクに対する光スポットの計算結果を示すグラフである。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 第３の実施形態における光学系の配置を示す表である。 第３の実施形態における波長選択性フィルターの構成を示す図である。 第３の実施形態における対物レンズの波面収差図である。 第１の実施形態及び第３の実施形態の対物レンズでのコマ収差の発生量を示す表である。 第２〜７区間の概略光路長と第１区間の概略光路長との差を示す表である。 第３の実施形態における光ＳＰＯＴ図である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 距離Ｚ_Ａと光高さｈとの関係を示す表である。 第３の実施形態における光学系の配置を示す表である。 第２〜３１区間の概略光路長と第１区間の概略光路長との差を示す表である。 第４の実施形態における対物レンズの波面収差図である。 第５の実施形態にかかる波長選択性フィルターの膜構成を示す表である。 第５の実施形態にかかる波長選択性フィルターの分光特性を示す図である。 第５の実施形態にかかる波長選択性フィルターの膜構成を示す表である。 第５の実施形態にかかる波長選択性フィルターの分光特性を示す図である。 第６の実施形態における反射防止膜の原理を説明する断面図である。 第６の実施形態におけるシミュレーション結果を示す表である。 第６の実施形態におけるシミュレーション結果の波長よる反射率の変化を示すグラフである。 第６の実施形態におけるシミュレーション結果の波長よる反射率の変化を示すグラフである。 第６の実施形態におけるシミュレーション結果の波長よる反射率の変化を示すグラフである。 ＡＲコートの設計例を示す表である。 ＡＲコートによるレンズ面１面あたりの分光反射率特性を示すグラフである。 本発明の実施例４を示すグラフである。 本発明の実施例５を示すグラフである。 本発明の実施例６を示すグラフである。 本発明の実施例７を示すグラフである。 本発明の実施例８を示すグラフである。 本発明の比較例１を示すグラフである。 本発明の比較例２を示すグラフである。 本発明の比較例３を示すグラフである。 第５の実施形態における解析結果を示す表である。 本発明に係る光ヘッドの一構成例を示す模式図である。 本発明に係る光ヘッドの一構成例を示す模式図である。 本発明に係る光ヘッドの一構成例を示す模式図である。 本発明に係る光ディスク装置の一構成例を示す模式図である。 本発明にかかる対物レンズの外形を示す上面図及び側面図である。

符号の説明

１ 対物レンズ、２ ＨＤＤＶＤの透明基板、３ ＤＶＤの透明基板
４ ＣＤの透明基板、５ 絞り、６ 波長選択性絞り、７ 高屈折率層
８ 低屈折率層、１１ ブルーレーザー、１２ ＤＶＤレーザー
１３ ＣＤレーザー、１４ 回析格子、１５、１７ ハーフプリズム
１６ コリメータレンズ、１８１、１８２ アクチュエータ
２０ アクチュエータ駆動回路、２１ 信号処理回路
２２ レーザー駆動回路、２３ システム制御回路
２４ ディスク判別手段

Claims (24)

1. 少なくとも３種類以上の光記録媒体毎に異なる波長λｎ(ｎ≧３)の光ビームが入射され、該光記録媒体の該透明基板に設けられた情報記録面に該光ビームを屈折作用により集光させる正のパワーを有する対物レンズにおいて、それぞれの波長λｎ(ｎ≧３)の対物レンズへの入射光ビームまたは入射光ビームの延長線が光軸と交わる点Ｐn(ｎ≧３)と対物レンズの２つのレンズ面のうち前記光記録媒体から遠い側のレンズ面が光軸と交わる点Ｑとの距離をＳn(ｎ≧３)とし、前記点Ｐnの位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と反対側に位置する場合には距離Ｓnの符号をプラスとし、前記点Ｐnの位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と同じ側に位置する場合には距離Ｓnの符号をマイナスと前記距離Ｓnの符号を定義した場合に、下記（１）（２）式を満足する入射光ビームが入射され、
   λ_１<λ_３、かつ、（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・・・・（１）
   λ_２<λ_３（λ₂>λ₁）、かつ、（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・（２）
   各光ビームがＲＭＳ波面収差０．０３５λＲＭＳ以下で前記情報記録面上に集光することを特徴とする対物レンズ。
2. 前記対物レンズは少なくとも１面のレンズ面がその半径方向に区分した区間毎に分かれていることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
3. 前記対物レンズの前記各区間を通る光線の光路長が他の区間を通る光路長と、第１の光ビーム、第２の光ビーム及び第３の光ビームのうちいずれかの光ビームについては略２ｍλ（ｍは整数）異なり、他の光ビームについて略ｍλ（ｍは整数）異なっていることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
4. 前記略２ｍλ（ｍは整数）異なっている波長はλ_１であることを特徴とする請求項３記載の対物レンズ。
5. 前記波長λ_１は４０５ｎｍ近傍であり、前記波長λ_２は６５５ｎｍ近傍であり、前記波長λ_３は７９０ｎｍ近傍であることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
6. 前記Ｓ１とＳ３は次の式を満足することを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
   Ｓ１<０、Ｓ３>０
7. 第１の光記憶媒体に対応した波長λ_１を有する第１の光ビームと、第２の光記憶媒体に対応した波長λ_２を有する第２の光ビームと、第３の光記憶媒体に対応した波長λ_３を有する第３の光ビームとが入射され、対物レンズにより第１の光ビームを前記第１の光記憶媒体に集光させ、第２の光ビームを前記第２の光記憶媒体に集光させ、さらに第３の光ビームを前記第３の光記憶媒体に集光させ、第１の光記憶媒体、第２の光記憶媒体及び第３の光記憶媒体に記憶された情報を読取可能な光ピックアップ光学系において、
   前記対物レンズは、前記光記録媒体の透明基板に設けられた情報記録面に前記光ビームを屈折作用により集光させる正のパワーを有するレンズであって、
   それぞれの波長λ_１、λ_２、λ_３の光ビームのレンズへの入射光ビームまたは入射光ビームの延長線が光軸と交わる点Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３と、対物レンズの２つのレンズ面のうち前記光記録媒体から遠い側のレンズ面が光軸と交わる点Ｑとの距離をＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３とし、
   前記点Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３の位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と反対側に位置する場合には前記距離Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の符号をプラスとし、前記点Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３の位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と同じ側に位置する場合には前記距離Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の符号をマイナスと前記距離Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の符号を定義した場合に、
   下記式（１）、（２）を満足することを特徴とする光ピックアップ光学系。
   λ_１<λ_３、かつ、（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・・・・（１）
   λ_２<λ_３（λ₂>λ₁）、かつ、（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・・・（２）
8. 前記第１、第２及び第３の各光ビームは、ＲＭＳ波面収差０．０３５λＲＭＳ以下で前記情報記録面上に集光することを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ光学系。
9. 前記対物レンズは、少なくとも１面のレンズ面が、その半径方向に区分した区間毎に分かれ、当該各区間を通る光線の光路長が他の区間を通る光路長と、第１の光ビーム、第２の光ビーム及び第３の光ビームのうちいずれかの光ビームについては略ｍλ（ｍは整数）異なり、他の光ビームについて略２ｍλ（ｍは整数）異なっていることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ光学系。
10. 前記略２ｍλ（ｍは整数）異なっている波長は、λ_１であることを特徴とする請求項９記載の光ピックアップ光学系。
11. 請求項７記載の光ピックアップ光学系を有する光学ヘッド。
12. 請求項７記載の光ピックアップ光学系を用いた光ディスク装置。
13. 前記波長λ_１は４０５ｎｍ近傍であり、前記波長λ_２は６５５ｎｍ近傍であり、前記波長λ_３は７９０ｎｍ近傍であることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ光学系。
14. 前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームは、「前記第１の光ビームと前記第２の光ビームを透過させ、第３の光ビームを遮断する外側領域と、第１の光ビーム、第２の光ビーム及び第３の光ビームを透過させる内側領域を有する波長選択性フィルター」を透過して前記光記録媒体前に集光することを特徴とする
    請求項７記載の光ピックアップ光学系。
15. 前記対物レンズを通過した後の光ビームの開口数は、前記第１の光ビーム、第２の光ビーム、第３の光ビームの順に大きいことを特徴とする請求項１４記載の光ピックアップ光学系。
16. 前記波長選択性フィルターは、第３の光ビームに対する透過率が１０％以下であることを特徴とする請求項１４記載の光ピックアップ光学系。
17. 前記波長選択性フィルターは、第１の光ビーム及び第２の光ビームに対する透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項１４記載の光ピックアップ光学系。
18. 前記Ｓ１とＳ３は次の式を満足することを特徴とする請求項１4記載の光ピックアップ光学系。
    Ｓ１<０、Ｓ３>０
19. 前記第１の光ビームの倍率ｍ１、第３の光ビームの倍率ｍ３としたとき、次の式を満足することを特徴とする請求項１８記載の光ピックアップ光学系。
    ０<ｍ１≦１／１０、−１／１０≦ｍ３<０
20. ０<ｍ１≦１／２０、−１／２０≦ｍ３<０を満足することを特徴とする請求項１９記載の光ピックアップ光学系。
21. 前記波長選択性フィルターは前記対物レンズの表面に形成されていることを特徴とする請求項１４記載の光ピックアップ光学系。
22. 前記波長選択性フィルターの屈折率は、前記対物レンズの屈折率に対して０．９から１．１の範囲にあることを特徴とする請求項１４記載の光ピックアップ光学系。
23. 前記対物レンズは、屈折率が１．４９から１．７０のガラスを主成分とする材料により形成されていることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ光学系。
24. 少なくとも３種類以上の光記録媒体毎に異なる波長λｎ(ｎ≧３)の光ビームが入射され、該光記録媒体の該透明基板に設けられた情報記録面に該光ビームを屈折作用により集光させる正のパワーを有する対物レンズにおいて、それぞれの波長λｎ(ｎ≧３)の対物レンズへの入射光ビームまたは入射光ビームの延長線が光軸と交わる点Ｐn(ｎ≧３)と対物レンズの２つのレンズ面のうち前記光記録媒体から遠い側のレンズ面が光軸と交わる点Ｑとの距離をＳn(ｎ≧３)とし、前記点Ｐnの位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と反対側に位置する場合には距離Ｓnの符号をプラスとし、前記点Ｐnの位置が前記点Ｑに対して光情報記録媒体と同じ側に位置する場合には距離Ｓnの符号をマイナスと前記距離Ｓnの符号を定義した場合に、下記（１）（２）式を満足する入射光ビームが入射され、
    λ_１<λ_３、かつ、（１／Ｓ_１）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・・・・（１）
    λ_２<λ_３（λ₂>λ₁）、かつ、（１／Ｓ_２）<（１／Ｓ_３） ・・・・・・・・・・・（２）
    各光ビームがＲＭＳ波面収差０．０５０λＲＭＳ以下で前記情報記録面上に集光し、
    前記対物レンズは、屈折率が１．４９から１．７０かつ熱変形温度が３００度以下のガラスを主成分とする材料により形成されていることを特徴とする対物レンズ。

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