JP6083682B2 - 光学ヘッド、対物レンズ、光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダ - Google Patents

Description

本発明は、例えば光ディスク等の情報記録媒体に対して、光学的に情報を記録又は再生する光学ヘッド、当該光学ヘッドに用いられる対物レンズ、当該光学ヘッドを備える光ディスク装置、当該光ディスク装置を備えるコンピュータ、当該光ディスク装置を備える光ディスクプレーヤ、及び当該光ディスク装置を備える光ディスクレコーダに関するものである。

光ディスク等の情報記録媒体の情報記録面にレーザ光を収束し微小スポットを形成する役割を担うのが対物レンズである。コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）及びブルーレイディスク（ＢＤ）等の保護基板の厚さの異なる光ディスクに対して単一の対物レンズによってレーザ光を収束する互換レンズを実現するため、屈折レンズと回折構造とを組み合わせて用いることが広く行われている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、回折構造（入射光束に対して光路長差を付与する段差を持つ段差構造）を備えた対物レンズでは、光ディスクの情報記録面に収束する正規の次数の回折光（正規回折次数光）が発生するとともに、光ディスクの情報記録面には収束しない不要な次数の回折光（不要回折次数光）が発生することが知られている。

そこで、特許文献２には、入射光束に対して光路長差を付与する段差を持つ段差構造を有し、光ディスクの情報記録面上に収束する正規回折次数光と、光ディスクの情報記録面上から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせる対物レンズを備え、正規回折次数光が収束する位置から不要回折次数光が集光する位置までの距離が、光ディスクに対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号（フォーカスエラー信号ともいう）の引き込み範囲の２倍以上である光学ヘッド（光情報記録再生装置）が開示されている。

特許文献２では、回折構造（段差構造）を有する対物レンズを光学ヘッドに適用した場合のフォーカス誤差信号に着目している。特許文献２では、光ディスクの情報記録面上に情報を記録又は再生する時において、不要回折次数光に基づくフォーカス誤差信号のゼロクロス点を、正規回折次数光に基づくフォーカス誤差信号のゼロクロス点から大きく離す。これにより、フォーカス誤差信号の波形を、フォーカスサーボ機能を有効に動作させるために必要なＳ字形状に維持させることができるとしている。

図１４は、従来技術で開示されたフォーカス誤差信号の特性について説明するための図である。図１４において、縦軸は検出されたフォーカス誤差信号の強度を示し、横軸は対物レンズの光軸方向の移動量を示している。図１４の右側が、対物レンズが光ディスクに近づく方向であり、図１４の左側が、対物レンズが光ディスクから離れる方向である。

特許文献２では、光ディスクの情報記録面（すなわち、正規回折次数光が収束する位置）から不要回折次数光が集光する位置までの距離が離れるように構成される。より詳細には、正規回折次数光が収束する位置から不要回折次数光が集光する位置までの距離が、光ディスクに対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるように構成される。ここで、フォーカス誤差信号の引き込み範囲とは、フォーカス誤差信号において、制御電圧に応じてアクチュエータを駆動することで、フォーカスサーボ機能が有効に動作する範囲を指し、図１４に示す正規回折次数光に基づくフォーカス誤差信号の直線範囲に相当する。

特許文献２では、このような構成により、光ディスクの情報記録面上に情報を記録又は再生する時において、不要回折次数光に基づく第２のフォーカス誤差信号のゼロクロス点を、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点から大きく離すことができるため、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号の波形を、フォーカスサーボ機能を有効に動作させるために必要なＳ字形状に維持することができると主張している。

しかしながら、回折構造を有する対物レンズを光学ヘッドに適用した場合、実際には後述するように、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光に基づく第２のフォーカス誤差信号との中間に、第３のフォーカス誤差信号が発生する。従って、単に光ディスクの情報記録面（すなわち、正規回折次数光が収束する位置）から不要回折次数光が集光する位置までの距離が、フォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるように構成しただけでは、正規光回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点とが近接し、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号の波形を、フォーカスサーボ機能を有効に動作させるために必要なＳ字形状に維持させることができない。

以上のように、特許文献２では、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光に基づく第２のフォーカス誤差信号の中間に出現する第３のフォーカス誤差信号については一切考慮されておらず、フォーカスサーボ機能が有効に動作しないおそれがある。

特開平７−９８４３１号公報 特開２００７−１２２８５１号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、回折構造を有する対物レンズを光学ヘッドに適用した場合にフォーカスサーボ機能を有効に動作させることができる光学ヘッド、対物レンズ、光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダを提供することを目的とするものである。

本発明の一局面に係る光学ヘッドは、保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、それぞれ異なる第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を出射する光源と、前記第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に、前記第１の波長λ１、前記第２の波長λ２及び前記第３の波長λ３のレーザ光を収束させる対物レンズとを備え、前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、前記第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たし、前記対物レンズの少なくとも一方の面は、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、前記回折構造は、前記対物レンズを透過する前記第３の波長λ３のレーザ光から、前記第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

本発明によれば、正規回折次数光の収束点と不要回折次数光の集光点との間に仮想的な集光点を形成する仮想回折次数光がフォーカス誤差信号に影響を及ぼさないので、回折構造を有する対物レンズを光学ヘッドに適用した場合にフォーカスサーボ機能を有効に動作させることができる。

本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の実施の形態１における対物レンズを示す概略断面図である。 本実施の形態１の対物レンズから生成される回折光に基づくフォーカス誤差信号の特性について説明するための図である。 フォーカス誤差信号の波形と情報信号の波形とを比較する図である。 ４分割パターンを備えた受光素子の構成を示す図である。 本実施の形態１の対物レンズから生成される回折光に基づく第１〜第３のフォーカス誤差信号及び第１〜第３の情報信号の特性について説明するための図である。 本発明の実施の形態１の対物レンズと、保護基板の厚さが互いに異なる複数の光ディスクとを示す概略断面図である。 本発明の実施の形態２における対物レンズを示す概略断面図である。 本発明の実施の形態２の対物レンズと、保護基板の厚さが互いに異なる複数の光ディスクとを示す概略断面図である。 本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態４における光ディスク装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態５におけるコンピュータの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態６における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態７における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。 従来技術で開示されたフォーカス誤差信号の特性について説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

（実施の形態１）
初めに、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光に基づく第２のフォーカス誤差信号の中間に、仮想回折次数光に基づく第３のフォーカス誤差信号が発生するため、特許文献２が示すように、光ディスクの情報記録面（すなわち、正規回折次数光が収束する位置）から不要回折次数光が集光する位置までの距離が、フォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるように構成しただけでは、特許文献２の課題を解決できない理由を説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における対物レンズ１０１を示す概略断面図である。対物レンズ１０１は、保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に、それぞれ異なる第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を収束させる。対物レンズ１０１は、対物レンズ１０１の少なくとも一方の面に、入射するレーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造１０１Ｄを備える。

回折構造１０１Ｄは、対物レンズ１０１を透過する第３の波長λ３のレーザ光から、第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせる。

また、回折構造１０１Ｄは、正規回折次数光の収束点から、正規回折次数光の収束点と不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるレンズ作用を与える。

なお、第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たす。

本実施の形態１では、特許文献２に示された実施の形態に倣い、第３の波長λ３（λ３≒７９０ｎｍ）のレーザ光が対物レンズ１０１に入射し、対物レンズ１０１の入射面に形成された回折構造１０１Ｄで回折された複数の回折光のうち、＋２次回折光が光ディスク１０５の情報記録面１０５Ｌ上に光スポット１０１Ａとして収束し、＋１次回折光が光スポット１０１Ｂとして集光する。なお、＋１次回折光の焦点位置は、＋２次回折光の焦点位置よりも対物レンズ１０１に近い。

第３の波長λ３の光線１０２は、対物レンズ１０１の入射面に形成された回折構造１０１Ｄによって＋２次回折を受けると、図１の矢印で示すように、光スポット１０１Ａの方向へ進む。対物レンズ１０１に入射してから光ディスク１０５の情報記録面１０５Ｌに達するまでの光線１０２ｘの行程を往路と呼ぶ。光ディスク１０５の情報記録面１０５Ｌが＋２次回折光の焦点位置にあれば、光線１０２ｘは、光スポット１０１Ａに達する。情報記録面１０５Ｌで反射した光線１０２ｘ’は、再び対物レンズ１０１の入射面に形成された回折構造１０１Ｄによって＋２次回折を受ける。光ディスク１０５の情報記録面１０５Ｌで反射してから対物レンズ１０１を出射するまでの光線１０２ｘ’の行程を復路と呼ぶ。

対物レンズ１０１の入射面に形成された回折構造１０１Ｄによって、＋１次回折を受けた回折光も発生する。＋１次回折は、＋２次回折よりレーザ光を収束する作用が強く、＋１次回折光は、光スポット１０１Ａより対物レンズ１０１に近い光スポット１０１Ｂに集光される。ここで、異なる次数の回折光が異なる位置に集光するのは、回折作用がレンズ作用（レンズパワー）を持つためである。レンズ作用は回折角度に略比例し、回折角度は回折次数に略比例する。

ここで、往路の回折次数をＬ次とし、復路の回折次数をＫ次（Ｌ及びＫは、いずれも整数）とすると、往路と復路とを通ったレーザ光は、合計（Ｌ＋Ｋ）次の回折作用を受けていると言える。すなわち、光スポット１０１Ａまでの焦点距離を持つ＋２次回折のレンズ作用を往路と復路とで受けたレーザ光は、（＋２）＋（＋２）＝＋４次の回折パワーを受けていると言える。

一方、光スポット１０１Ｂまでの焦点距離を持つ＋１次回折のレンズ作用を往路と復路とで受けたレーザ光は、（＋１）＋（＋１）＝＋２次の回折パワーを受けていると言える。

別の見方をすると、往路と復路とで受けた次数の合計の１／２の次数の回折パワーを受けた位置にレーザ光が集光していると考えることができる。

例えば、往路の回折次数が＋２次であり復路の回折次数が＋２次である場合、｛（＋２）＋（＋２））／２＝＋２であるから、＋２次回折光の焦点位置である光スポット１０１Ａが形成される。また、往路の回折次数が＋１次であり復路の回折次数が＋１次である場合、（（＋１）＋（＋１））／２＝＋１であるから、＋１次回折光の焦点位置である光スポット１０１Ｂが形成される。

ここで、往路の回折次数と復路の回折次数とが異なる場合を考える。例えば、往路で＋２次回折のレンズ作用を受けて復路で＋１次回折のレンズ作用を受けたレーザ光は、（＋２）＋（＋１）＝＋３次の回折パワーを受けていると言える。このレーザ光について、上述のように、往路と復路とで受けた次数の合計の１／２の次数の回折パワーを受けた位置にレーザ光が集光していると考えると、（（＋２）＋（＋１））／２＝＋１．５であるから、このレーザ光は、＋２次回折光の焦点位置である光スポット１０１Ａと、＋１次回折光の焦点位置である光スポット１０１Ｂとの中間位置に、仮想的な光スポット１０１Ｃを形成すると考えることができる。別の言い方をすれば、仮想的な＋１．５次回折光の焦点位置に、光スポット１０１Ｃが形成される。

従って、対物レンズ１０１を光学ヘッドに搭載してフォーカス誤差信号を検出すると、正規回折次数光である＋２次回折光（光スポット１０１Ａ）に基づく第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光である＋１次回折光（光スポット１０１Ｂ）に基づく第２のフォーカス誤差信号との中間に、仮想的な光スポット１０１Ｃによる第３のフォーカス誤差信号が発生する。

なお、本実施の形態では、正規回折次数光である＋２次回折光（光スポット１０１Ａ）に基づく第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光である＋１次回折光（光スポット１０１Ｂ）に基づく第２のフォーカス誤差信号との中点の位置に、仮想的な光スポット１０１Ｃによる第３のフォーカス誤差信号が発生しているが、本発明は特にこれに限定されない。正規回折次数光である＋２次回折光（光スポット１０１Ａ）に基づく第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光である＋１次回折光（光スポット１０１Ｂ）に基づく第２のフォーカス誤差信号との間であればどの位置に、仮想的な光スポット１０１Ｃによる第３のフォーカス誤差信号が発生してもよい。

図２は、本実施の形態１の対物レンズ１０１から生成される回折光に基づくフォーカス誤差信号の特性について説明するための図である。図２において、縦軸は検出されたフォーカス誤差信号の強度を示し、横軸は対物レンズの光軸方向の移動量を示している。図２の右側が、対物レンズが光ディスクに近づく方向であり、図２の左側が、対物レンズが光ディスクから離れる方向である。

図２に示すように、＋２次回折光（正規回折次数光）の焦点位置である光スポット１０１Ａに基づく第１のフォーカス誤差信号と、＋１次回折光（不要回折次数光）の焦点位置である光スポット１０１Ｂに基づく第２のフォーカス誤差信号との中間位置に、仮想的な光スポット１０１Ｃに基づく第３のフォーカス誤差信号が発生する。

ここで、往路で＋２次回折のレンズ作用を受け、復路で＋１次回折のレンズ作用を受けた場合と、往路で＋１次回折のレンズ作用を受け、復路で＋２次回折のレンズ作用を受けた場合とでは、どちらも合計で＋３次の回折パワーを受けているため、いずれも＋１．５次回折光の焦点位置に仮想的な光スポット１０１Ｃが形成され、両者のフォーカス誤差信号が重なって見えることになる。

仮に、＋２次回折光の回折効率と＋１次回折光の回折効率とが等しい場合、往路と復路とでそれぞれ＋２次回折のレンズ作用を受けて受光素子上に入射する正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号の強度を１とすると、往路と復路とでそれぞれ＋１次回折のレンズ作用を受けて受光素子上に入射する不要回折次数光に基づく第２のフォーカス誤差信号の強度も１となる。

一方、往路で＋２次回折のレンズ作用を受けて復路で＋１次回折のレンズ作用を受けて受光素子上に入射する、仮想的な光スポットに基づくフォーカス誤差信号の強度と、往路で＋１次回折のレンズ作用を受けて復路で＋２次回折のレンズ作用を受けて受光素子上に入射する、仮想的な光スポットに基づくフォーカス誤差信号の強度も、それぞれ１となる。従って、両者が重なって形成される第３のフォーカス誤差信号の強度は２となる。

また、＋２次回折光の回折効率と＋１次回折光の回折効率との比が１：０．５である場合、往路と復路とでそれぞれ＋２次回折のレンズ作用を受けて受光素子上に入射する正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号の強度を１とすると、往路と復路とでそれぞれ＋１次回折のレンズ作用を受けて受光素子上に入射する不要回折次数光に基づく第２のフォーカス誤差信号の強度は０．２５となる。

一方、往路で＋２次回折のレンズ作用を受けて復路で＋１次回折のレンズ作用を受けて受光素子上に入射する、仮想的な光スポットに基づくフォーカス誤差信号の強度と、往路で＋１次回折のレンズ作用を受けて復路で＋２次回折のレンズ作用を受けて受光素子上に入射する、仮想的な光スポットに基づくフォーカス誤差信号の強度は、それぞれ０．５となる。従って、両者が重なって形成される第３のフォーカス誤差信号の強度は１となる。

これは、特許文献２では一切言及されていない仮想的な光スポットに基づく第３のフォーカス誤差信号の強度が、不要回折次数光に基づく第２のフォーカス誤差信号の強度よりも大きくなる可能性があることを示している。従って、特許文献２が開示する構成では、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号の波形を、フォーカスサーボ機能を有効に動作させるために必要なＳ字形状に維持するという特許文献２の課題を解決できない可能性がある。

一般化すると、対物レンズに入射するレーザ光を、Ｍ次及びＮ次（Ｍ及びＮは互いに異なる整数）の少なくとも２つの回折次数の回折光に配分する回折構造を有する対物レンズでは、Ｍ次回折光の集光点とＮ次回折光の集光点との中間点に、あたかも仮想的な集光点があるように見える。そのため、本発明者らは、Ｍ次回折光及びＮ次回折光に基づくフォーカス誤差信号の間に第３のフォーカス誤差信号が発生すること、及び、第３のフォーカス誤差信号の強度が、Ｍ次回折光及び／又はＮ次回折光に基づくフォーカス誤差信号の強度よりも大きくなる可能性があることを発見した。

そのため、特許文献２に示される、光ディスクの情報記録面（すなわち、正規回折次数光が収束する位置）から不要回折次数光が集光する位置までの距離が、フォーカス誤差信号の引き込み範囲の約２倍となるように構成しただけでは、正規光回折次数光による光スポットに基づく第１のフォーカス誤差信号成分のゼロクロス点と、仮想的な光スポットに基づく第３のフォーカス誤差信号成分のゼロクロス点とが近接し、第１のフォーカス誤差信号の波形は、フォーカスサーボ機能を有効に動作させるために必要なＳ字形状を維持することができない。

そこで、本実施の形態１の対物レンズ１０１は、対物レンズ１０１に入射するレーザ光を、Ｍ次及びＮ次（Ｍ及びＮは互いに異なる整数）の少なくとも２つの回折次数の回折光に配分するとともに、Ｍ次回折光を正規回折次数光として光ディスクの情報記録面に収束させる回折構造を有する。そして、フォーカスサーボ機能を有効に動作させるために必要なＳ字形状を維持するために、Ｍ次回折光の集光点と、Ｍ次回折光の集光点とＮ次回折光の集光点との中間点にある仮想的な集光点との間隔が、フォーカス誤差信号の引き込み範囲（図２に示す正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号の直線範囲）の２倍以上となるように構成される。

すなわち、正規回折次数光が収束する位置から、仮想回折次数光が形成する仮想的な光スポットの位置までの距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

また、正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出される。そして、第３のフォーカス誤差信号の振幅は、第２のフォーカス誤差信号の振幅より大きくなる。

ところで、特許文献２には、フォーカスサーボ機能を有効に動作させるため、フォーカス誤差信号を必要なＳ字形状に維持する点について言及されているが、不要回折次数光の影響は、フォーカス誤差信号だけではない。

図３は、フォーカス誤差信号の波形と情報信号の波形とを比較する図である。また、図４は、４分割パターンを備えた受光素子の構成を示す図である。

縦軸はフォーカス誤差信号及び情報信号の信号強度を示し、横軸は対物レンズの光軸方向の移動量を示している。図３の右側が、対物レンズが光ディスクに近づく方向であり、図３の左側が、対物レンズが光ディスクから離れる方向である。

受光素子２３は、図４に示すような４分割パターンを備え、受光素子２３上に検出スポット３１が形成される。一般的な非点収差法によるフォーカス誤差信号ＦＥは、受光素子２３の４つの受光部のそれぞれから出力される電気信号Ａ〜Ｄを用いて、下記の式（１）で表される。

ＦＥ＝ＦＥ１−ＦＥ２＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）・・・（１）

一方、情報信号ＲＦは、受光素子２３の４つの受光部のそれぞれから出力される電気信号Ａ〜Ｄの和であるから、下記の式（２）で表される。

ＲＦ＝ＦＥ１＋ＦＥ２＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ・・・（２）

従って、図３に示すように、光量は、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点Ｚ０の近傍で最大となり、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点Ｚ０から離れるに従って減少する。

ここで注目すべきは、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点Ｚ０から、対物レンズが光ディスクに近づく方向（あるいは、対物レンズが光ディスクから離れる方向）に大きくずれた場合のフォーカス誤差信号ＦＥと情報信号ＲＦとの信号強度である。

例えば、図３に示す点Ｚ１（あるいは、点Ｚ２）では、信号ＦＥ１と信号ＦＥ２との差であるフォーカス誤差信号ＦＥがほぼゼロであるのに対し、信号ＦＥ１と信号ＦＥ２との和である情報信号ＲＦはゼロではない。すなわち、これは、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点Ｚ０から大きく離れた位置における影響は、フォーカス誤差信号ＦＥよりも情報信号ＲＦのほうが大きいことを示している。

上述のフォーカス誤差信号ＦＥと情報信号ＲＦとの関係は、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号及び第１の情報信号だけでなく、仮想的な光スポットに基づく第３のフォーカス誤差信号及び第３の情報信号、不要回折次数光に基づく第２のフォーカス誤差信号及び第２の情報信号にも当てはまる。

例えば、前述の図２に、正規回折次数光に基づく第１の情報信号、仮想的な光スポットに基づく第３の情報信号、不要回折次数光に基づく第２の情報信号を重ねて描くと、図５のようになる。図５は、本実施の形態１の対物レンズ１０１から生成される回折光に基づく第１〜第３のフォーカス誤差信号及び第１〜第３の情報信号の特性について説明するための図である。

図５から明らかなように、光ディスクに情報を記録又は再生する点Ｚ０（正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点）において、仮想的な光スポットに基づく第３のフォーカス誤差信号の信号強度がほぼゼロとなっているだけでなく、第３の情報信号の信号強度もほぼゼロとなっている。これは、仮想的な光スポットに基づく第３のフォーカス誤差信号及び第３の情報信号の両方が、光ディスクの記録又は再生に影響を与えない理想的な状態であることを示している。

具体的には、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点Ｚ０において、仮想的な光スポットに基づく第３のフォーカス誤差信号によるオフセット（信号強度）が十分小さいため、フォーカスサーボ機能を有効に動作させることができる。さらに、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点Ｚ０において、仮想的な光スポットに基づく第３の情報信号の信号強度が十分に小さいため、正規回折次数光に基づく検出スポットと、仮想的な光スポットに基づく検出スポットとが受光素子上で干渉することなく、高品質の情報信号が得られる。

なお、発明者らは、正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点Ｚ０において、正規回折次数光に基づく検出スポットと、仮想的な光スポットに基づく検出スポットとが受光素子上で干渉しない（正確には干渉の影響がほぼ無視できる）条件は、正規回折次数光に基づく第１の情報信号の信号強度Ｗ１を１００％とした場合に、仮想的な光スポットに基づく第３の情報信号の信号強度Ｗ２が１％以下であることを実験的に見いだした。

一方、特許文献２で開示されているように、光ディスクの情報記録面（すなわち、正規回折次数光が収束する位置）から不要回折次数光が集光する位置までの距離が、フォーカス誤差信号の引き込み範囲の約２倍となるように構成しただけでは、正規回折次数光の収束点から仮想的な集光点までの距離が、フォーカス誤差信号の引き込み範囲の約１倍となるため、フォーカスサーボ機能を有効に動作させるために必要なＳ字形状に維持することができない。さらに、特許文献２では、仮想的な光スポットに基づく第３の情報信号の信号強度が十分に小さくならず、正規回折次数光に基づく検出スポットと、仮想的な光スポットに基づく検出スポットとが受光素子上で干渉し、高品質の情報信号が得られない。

本実施の形態１は、先に述べたようにコンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）及びブルーレイディスク（ＢＤ）等の保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスクに対して単一の対物レンズによって光を収束する互換レンズに適用する場合に有効である。

図６は、本発明の実施の形態１の対物レンズ１０１と、保護基板の厚さが互いに異なる複数の光ディスクとを示す概略断面図である。

図６に示す対物レンズ１０１は、光軸付近の最内周部分に入射する赤外レーザ光１１６を、保護基板の厚さが約１．２ｍｍであるＣＤ等の低密度の光ディスク１０６の情報記録面に収束させる。また、対物レンズ１０１は、最内周部分と最内周部分より大きい範囲の中周部分とに入射する赤色レーザ光１１７を、保護基板の厚さが約０．６ｍｍであるＤＶＤ等の光ディスク１０７の情報記録面に収束させる。さらに、対物レンズ１０１は、対物レンズ１０１の有効径内に入射する青紫レーザ光１１８を、保護基板の厚さが約０．１ｍｍ又は０．１ｍｍよりも小さいＢＤ等の高密度の光ディスク１０８の情報記録面に収束させる。

なお、青紫レーザ光１１８の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、赤色レーザ光１１７の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、赤外レーザ光１１６の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たす。

このように、保護基板の厚さが互いに異なる複数の光ディスクの情報記録面に、対応する波長のレーザ光を収束させる互換型の対物レンズには、例えば特許第３６６１６８０号明細書、特許第３９９３８７０号明細書又は国際公開第２００９／０１６８４７号に開示している回折構造を用いることが有効である。

回折構造は、光軸を含む最内周部分と、最内周部分より外側の中周部分と、中周部分よりも外側の最外周部分とが不連続となるように設計される。これにより、最内周部分は保護基板の厚さが互いに異なる複数の光ディスクの情報記録面に、対応する波長のレーザ光を収束させることができる。また、最外周部分は、保護基板の厚さが約０．１ｍｍ又は０．１ｍｍよりも小さい高密度の光ディスクにのみ、対応する波長のレーザ光を収束させることができる。

図６に示す本発明の実施の形態１の対物レンズ１０１は、入射面側（光源側）に回折構造１０１Ｄを有しているが、本発明は特にこれに限定されず、レーザ光を屈折させて集光させる屈折レンズと、レーザ光を回折させる回折素子とを個別に備えてもよい。また、対物レンズ１０１は、出射面側（光ディスク側）に回折構造を有してもよい。

なお、図６に示した３つの焦点は、それぞれ異なる波長のレーザ光によって形成される光スポットであり、図１に示した３つの焦点、すなわち、同一波長のレーザ光が異なる回折次数で回折されて形成される光スポット（あるいは仮想的な光スポット）とは全く異なるものである。

また、本実施の形態１では、図２に示すように、第１のフォーカス誤差信号と第２のフォーカス誤差信号との間に、１つの第３のフォーカス誤差信号が検出されているが、本発明は特にこれに限定されず、第１のフォーカス誤差信号と第２のフォーカス誤差信号との間に、複数の第３のフォーカス誤差信号が検出されてもよい。

この場合、複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの第１のフォーカス誤差信号に最も近い第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であることが好ましい。

また、複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの第２のフォーカス誤差信号の振幅よりも大きい振幅を有する第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であってもよい。

さらに、複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの最も大きい振幅を有する第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であってもよい。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における対物レンズ１５１を示す概略断面図である。対物レンズ１５１は、保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１及び第２の情報記録媒体の情報記録面に、それぞれ異なる第１の波長λ１及び第２の波長λ２のレーザ光を収束させる。対物レンズ１５１は、対物レンズ１５１の少なくとも一方の面に、入射するレーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造１５１Ｄを備える。

回折構造１５１Ｄは、対物レンズ１５１を透過する第２の波長λ２のレーザ光から、第２の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、第２の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせる。

また、回折構造１５１Ｄは、正規回折次数光の収束点から、正規回折次数光の収束点と不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるレンズ作用を与える。

なお、第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たす。

本実施の形態２では、第２の波長λ２（λ２≒６６０ｎｍ）のレーザ光が対物レンズ１５１に入射し、対物レンズ１５１の入射面に形成された回折構造１５１Ｄで回折された複数の回折光のうち、＋２次回折光が光ディスク１５５の情報記録面１５５Ｌ上に光スポット１５１Ａとして収束し、＋１次回折光が光スポット１５１Ｂとして集光する。なお、＋１次回折光の焦点位置は、＋２次回折光の焦点位置よりも対物レンズ１５１に近い。

第２の波長λ２の光線１５２は、対物レンズ１５１の入射面に形成された回折構造１５１Ｄによって＋２次回折を受けると、図７の矢印で示すように、光スポット１５１Ａの方向へ進む。対物レンズ１５１に入射してから光ディスク１５５の情報記録面１５５Ｌに達するまでの光線１５２ｘの行程を往路と呼ぶ。光ディスク１５５の情報記録面１５５Ｌが＋２次回折光の焦点位置にあれば、光線１５２ｘは、光スポット１５１Ａに達する。情報記録面１５５Ｌで反射した光線１５２ｘ’は、再び対物レンズ１５１の入射面に形成された回折構造１５１Ｄによって＋２次回折を受ける。光ディスク１５５の情報記録面１５５Ｌで反射してから対物レンズ１５１を出射するまでの光線１５２ｘ’の行程を復路と呼ぶ。

対物レンズ１５１の入射面に形成された回折構造１５１Ｄによって、＋１次回折を受けた回折光も発生する。＋１次回折は、＋２次回折よりレーザ光を収束する作用が強く、＋１次回折光は、光スポット１５１Ａより対物レンズ１５１に近い光スポット１５１Ｂに集光される。

ここで、往路の回折次数をＬ次とし、復路の回折次数をＫ次（Ｌ及びＫは、いずれも整数）とすると、往路と復路とを通ったレーザ光は、合計（Ｌ＋Ｋ）次の回折作用を受けていると言える。すなわち、光スポット１５１Ａまでの焦点距離を持つ＋２次回折のレンズ作用を往路と復路とで受けたレーザ光は、（＋２）＋（＋２）＝＋４次の回折パワーを受けていると言える。

一方、光スポット１５１Ｂまでの焦点距離を持つ＋１次回折のレンズ作用を往路と復路とで受けたレーザ光は、（＋１）＋（＋１）＝＋２次の回折パワーを受けていると言える。

ここで、往路の回折次数と復路の回折次数とが異なる場合を考える。例えば、往路で＋２次回折のレンズ作用を受けて復路で＋１次回折のレンズ作用を受けたレーザ光は、（＋２）＋（＋１）＝＋３次の回折パワーを受けていると言える。このレーザ光について、上述のように、往路と復路とで受けた次数の合計の１／２の次数の回折パワーを受けた位置にレーザ光が集光していると考えると、（（＋２）＋（＋１））／２＝＋１．５であるから、このレーザ光は、＋２次回折光の焦点位置である光スポット１５１Ａと、＋１次回折光の焦点位置である光スポット１５１Ｂとの中間位置に、仮想的な光スポット１５１Ｃを形成すると考えることができる。

従って、対物レンズ１５１を光学ヘッドに搭載してフォーカス誤差信号を検出すると、正規回折次数光である＋２次回折光（光スポット１５１Ａ）に基づく第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光である＋１次回折光（光スポット１５１Ｂ）に基づく第２のフォーカス誤差信号との中間に、仮想的な光スポット１５１Ｃによる第３のフォーカス誤差信号が発生する。

本実施の形態２の対物レンズ１５１のフォーカス誤差信号の特性は、上述した図２と同じである。図２に示すように、＋２次回折光（正規回折次数光）の焦点位置である光スポット１５１Ａに基づく第１のフォーカス誤差信号と、＋１次回折光（不要回折次数光）の焦点位置である光スポット１５１Ｂに基づく第２のフォーカス誤差信号との中間位置に、仮想的な光スポット１５１Ｃに基づく第３のフォーカス誤差信号が発生する。

ここで、往路で＋２次回折のレンズ作用を受け、復路で＋１次回折のレンズ作用を受けた場合と、往路で＋１次回折のレンズ作用を受け、復路で＋２次回折のレンズ作用を受けた場合とでは、どちらも合計で＋３次の回折パワーを受けているため、いずれも＋１．５次回折光の焦点位置に仮想的な光スポット１５１Ｃが形成され、両者のフォーカス誤差信号が重なって見えることになる。

本実施の形態２の対物レンズ１５１は、対物レンズ１５１に入射するレーザ光を、Ｍ次及びＮ次（Ｍ及びＮは互いに異なる整数）の少なくとも２つの回折次数の回折光に配分するとともに、Ｍ次回折光を正規回折次数光として光ディスクの情報記録面に収束させる回折構造を有する。そして、フォーカスサーボ機能を有効に動作させるために必要なＳ字形状を維持するために、Ｍ次回折光の集光点と、Ｍ次回折光の集光点とＮ次回折光の集光点との中間点にある仮想的な集光点との間隔が、フォーカス誤差信号の引き込み範囲（図２に示す正規回折次数光に基づく第１のフォーカス誤差信号の直線範囲）の２倍以上となるように構成される。

すなわち、正規回折次数光の収束点から、仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

また、正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出される。そして、第３のフォーカス誤差信号の振幅は、第２のフォーカス誤差信号の振幅より大きくなる。

本実施の形態２は、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）及びブルーレイディスク（ＢＤ）等の保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスクに対して単一の対物レンズによって光を収束する互換レンズに適用する場合に有効である。

図８は、本発明の実施の形態２の対物レンズ１５１と、保護基板の厚さが互いに異なる複数の光ディスクとを示す概略断面図である。

図８に示す対物レンズ１５１は、光軸付近の最内周部分に入射する赤色レーザ光１６７を、保護基板の厚さが約０．６ｍｍであるＤＶＤ等の光ディスク１０７の情報記録面に収束させる。また、対物レンズ１５１は、対物レンズ１５１の有効径内に入射する青紫レーザ光１６８を、保護基板の厚さが約０．１ｍｍ又は０．１ｍｍよりも小さいＢＤ等の高密度の光ディスク１０８の情報記録面に収束させる。

なお、青紫レーザ光１６８の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、赤色レーザ光１６７の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満す。

このように、保護基板の厚さが互いに異なる複数の光ディスクの情報記録面に、対応する波長のレーザ光を収束させる互換型の対物レンズには、回折構造を用いることが有効である。

回折構造は、光軸を含む内周部分と、内周部分より外側の外周部分とが不連続となるように設計される。これにより、内周部分は保護基板の厚さが互いに異なる複数の光ディスクの情報記録面に、対応する波長のレーザ光を収束させることができる。また、外周部分は、保護基板の厚さが約０．１ｍｍ又は０．１ｍｍよりも小さい高密度の光ディスクにのみ、対応する波長のレーザ光を収束させることができる。

図８に示す本実施の形態２の対物レンズ１５１は、入射面側（光源側）に回折構造１５１Ｄを有しているが、本発明は特にこれに限定されず、レーザ光を屈折させて集光させる屈折レンズと、レーザ光を回折させる回折素子とを個別に備えてもよい。また、対物レンズ１５１は、出射面側（光ディスク側）に回折構造を有してもよい。

また、本実施の形態２では、第１のフォーカス誤差信号と第２のフォーカス誤差信号との間に、１つの第３のフォーカス誤差信号が検出されているが、本発明は特にこれに限定されず、第１のフォーカス誤差信号と第２のフォーカス誤差信号との間に、複数の第３のフォーカス誤差信号が検出されてもよい。

この場合、複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの第１のフォーカス誤差信号に最も近い第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であることが好ましい。

また、複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの第２のフォーカス誤差信号の振幅よりも大きい振幅を有する第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であってもよい。

さらに、複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの最も大きい振幅を有する第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であってもよい。

（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成を示す図である。

本実施の形態３の光学ヘッド５０は、第１の情報記録媒体であるＢＤ６０、第２の情報記録媒体であるＤＶＤ７０及び第３の情報記録媒体であるＣＤ８０に情報を記録又は再生することが可能な互換対物レンズ８を搭載している。

図９において、光学ヘッド５０は、青紫レーザ光を出射する青紫レーザ光源１、偏光ビームスプリッタ２、１／４波長板３、コリメートレンズ４、ミラー５、互換対物レンズ８、対物レンズアクチュエータ９、赤色レーザ光及び赤外レーザ光を出射する２波長レーザ光源１１、平板型ビームスプリッタ１３、コリメートレンズアクチュエータ１４、アナモフィックレンズ２２、受光素子２３、フォーカス誤差信号検出部２４及び情報信号検出部２５を備える。

なお、ＢＤ６０とは、波長が３９０ｎｍ〜４３０ｎｍ程度の青紫レーザ光と、ＮＡ（開口数）が０．８〜０．９程度の対物レンズとにより情報が記録又は再生され、保護基板の厚さが０．０５〜０．１２５ｍｍ程度であるＢＤ系列の光ディスクの総称である。ＢＤ６０は、ＢＤ−ＲＯＭ、ＢＤ−Ｒ及びＢＤ−ＲＥ等を含む。また、ＢＤ６０は、単一の情報記録層のみ有するＢＤ、２層の情報記録層を有するＢＤ又は３層以上の情報記録層を有するＢＤ等を含む。

ＤＶＤ７０とは、波長が６３０ｎｍ〜６８０ｎｍ程度の赤色レーザ光と、ＮＡが０．６０〜０．６７程度の対物レンズとにより情報が記録又は再生され、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列の光ディスクの総称である。ＤＶＤ７０は、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ及びＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。

ＣＤ８０とは、波長が７５０ｎｍ〜８１０ｎｍ程度の赤外レーザ光と、ＮＡが０．４５〜０．５２程度の対物レンズとにより情報が記録又は再生され、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度であるＣＤ系列の光ディスクの総称である。ＣＤ８０は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ及びＣＤ−ＲＷ等を含む。

なお、本実施の形態１における互換対物レンズ８は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤ等の既存の光ディスクに限らず、保護基板の厚さが異なる複数種類の光ディスクに対して情報を記録又は再生する単一の対物レンズ及び光学ヘッドに広く適用可能であることは言うまでもない。

ここで、ＢＤ６０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド５０の動作について述べる。青紫レーザ光源１から出射された波長約４０５ｎｍの青紫レーザ光は、偏光ビームスプリッタ２にＳ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ２で反射された青紫レーザ光は、１／４波長板３で円偏光に変換された後、コリメートレンズ４で略平行光に変換される。略平行光に変換された青紫レーザ光は、ミラー５で反射されて折り曲げられる。ミラー５で反射した青紫レーザ光は、互換対物レンズ８によって、ＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして収束される。

ＢＤ６０の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び互換対物レンズ８を透過し、ミラー５で反射される。ミラー５で反射された青紫レーザ光は、コリメートレンズ４を透過した後、１／４波長板３で往路とは異なる直線偏光に変換される。直線偏光に変換された青紫レーザ光は、偏光ビームスプリッタ２にＰ偏光で入射して透過し、平板型ビームスプリッタ１３にＰ偏光で入射して透過する。平板型ビームスプリッタ１３を透過した青紫レーザ光は、アナモフィックレンズ２２を介して受光素子２３に導かれ、検出スポットを形成する。受光素子２３で検出された青紫レーザ光は、光電変換された後に演算される。その結果、ＢＤ６０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、ＢＤ６０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号と、情報信号とが生成される。

受光素子２３は、光電変換によって得られた電気信号を、フォーカス誤差信号検出部２４及び情報信号検出部２５に出力する。フォーカス誤差信号検出部２４は、受光素子２３からの電気信号に基づいてＢＤ６０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号を検出する。情報信号検出部２５は、受光素子２３からの電気信号に基づいて情報信号を検出する。

次に、ＤＶＤ７０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド５０の動作について述べる。２波長レーザ光源１１から出射された波長約６６０ｎｍの赤色レーザ光は、平板型ビームスプリッタ１３にＳ偏光で入射する。平板型ビームスプリッタ１３で反射された赤色レーザ光は、偏光ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換された後、コリメートレンズ４で略平行光に変換される。略平行光に変換された赤色レーザ光は、ミラー５で反射されて折り曲げられる。ミラー５で反射した赤色レーザ光は、互換対物レンズ８によって、ＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして収束される。

ＤＶＤ７０の情報記録面で反射した赤色レーザ光は、再び互換対物レンズ８を透過し、ミラー５で反射される。ミラー５で反射された赤色レーザ光は、コリメートレンズ４を透過した後、１／４波長板３で往路とは異なる直線偏光に変換される。直線偏光に変換された赤色レーザ光は、偏光ビームスプリッタ２にＰ偏光で入射して透過し、平板型ビームスプリッタ１３にＰ偏光で入射して透過する。平板型ビームスプリッタ１３を透過した赤色レーザ光は、アナモフィックレンズ２２を介して受光素子２３に導かれ、検出スポットを形成する。受光素子２３で検出された赤色レーザ光は、光電変換された後に演算される。その結果、ＤＶＤ７０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、ＤＶＤ７０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号と、情報信号とが生成される。

受光素子２３は、光電変換によって得られた電気信号を、フォーカス誤差信号検出部２４及び情報信号検出部２５に出力する。フォーカス誤差信号検出部２４は、受光素子２３からの電気信号に基づいてＤＶＤ７０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号を検出する。情報信号検出部２５は、受光素子２３からの電気信号に基づいて情報信号を検出する。

次に、ＣＤ８０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド５０の動作について述べる。２波長レーザ光源１１から出射された波長約７８０ｎｍの赤外レーザ光は、平板型ビームスプリッタ１３にＳ偏光で入射する。平板型ビームスプリッタ１３で反射された赤外レーザ光は、偏光ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換された後、コリメートレンズ４で略平行光に変換される。略平行光に変換された赤外レーザ光は、ミラー５で反射されて折り曲げられる。ミラー５で反射した赤外レーザ光は、互換対物レンズ８によって、ＣＤ８０の情報記録面に光スポットとして収束される。

ＣＤ８０の情報記録面で反射した赤外レーザ光は、再び互換対物レンズ８を透過し、ミラー５で反射される。ミラー５で反射された赤外レーザ光は、コリメートレンズ４を透過した後、１／４波長板３で往路とは異なる直線偏光に変換される。直線偏光に変換された赤外レーザ光は、偏光ビームスプリッタ２にＰ偏光で入射して透過し、平板型ビームスプリッタ１３にＰ偏光で入射して透過する。平板型ビームスプリッタ１３を透過した赤外レーザ光は、アナモフィックレンズ２２を介して受光素子２３に導かれ、検出スポットを形成する。受光素子２３で検出された赤外レーザ光は、光電変換された後に演算される。その結果、ＣＤ８０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、ＣＤ８０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号と、情報信号とが生成される。

受光素子２３は、光電変換によって得られた電気信号を、フォーカス誤差信号検出部２４及び情報信号検出部２５に出力する。フォーカス誤差信号検出部２４は、受光素子２３からの電気信号に基づいてＣＤ８０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号を検出する。情報信号検出部２５は、受光素子２３からの電気信号に基づいて情報信号を検出する。

ここで、本実施の形態３の光学ヘッド５０に用いられる互換対物レンズ８は、実施の形態１で述べた対物レンズ１０１であるので、本実施の形態３の光学ヘッド５０は、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０又はＣＤ８０に情報を良好に記録又は再生することができる。

また、本実施の形態３の光学ヘッド５０に用いられる互換対物レンズ８は、実施の形態２で述べた対物レンズ１５１であってもよい。この場合、光学ヘッド５０は、２波長レーザ光源１１に替えて、赤色レーザ光のみを出射する赤色レーザ光源を備える。これにより、本実施の形態３の光学ヘッド５０は、ＢＤ６０又はＤＶＤ７０に情報を良好に記録又は再生することができる。

なお、本実施の形態３において、青紫レーザ光源１及び２波長レーザ光源１１が光源の一例に相当し、互換対物レンズ８が対物レンズの一例に相当する。

（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４における光ディスク装置の概略構成を示す図である。

図１０において、光ディスク装置３００は、光ディスク駆動部（モータ）３０１、制御部３０２及び光学ヘッド３０３を備える。

光ディスク駆動部３０１は、例えばＢＤ６０（又はＤＶＤ７０、又はＣＤ８０）を回転駆動させる。光学ヘッド３０３は、実施の形態３で述べた光学ヘッド５０である。制御部３０２は、光ディスク駆動部３０１及び光学ヘッド３０３の駆動を制御すると共に、光学ヘッド３０３で光電変換されると共に演算された制御信号及び情報信号の信号処理を行う。また、制御部３０２は、情報信号を光ディスク装置３００の外部と内部とでインタフェースさせる機能を有する。

制御部３０２は、光学ヘッド３０３から得られる制御信号を受け、制御信号に基づいて、フォーカス制御、トラッキング制御、情報再生制御及び光ディスク駆動部３０１の回転制御を行う。また、制御部３０２は、情報信号から情報の再生を行うと共に、記録信号の光学ヘッド３０３への送出を行う。

光ディスク装置３００は、実施の形態３で述べた光学ヘッド５０を搭載しているので、本実施の形態４の光ディスク装置３００は、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０又はＣＤ８０に情報を良好に記録又は再生することができる。

（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５におけるコンピュータの概略構成を示す図である。

図１１において、コンピュータ５００は、実施の形態４の光ディスク装置３００と、入力装置５０１と、演算装置５０２と、出力装置５０３とを備える。

入力装置５０１は、キーボード、マウス又はタッチパネルなどで構成され、情報を入力する。演算装置５０２は、中央演算装置（ＣＰＵ）などで構成され、入力装置５０１から入力された情報及び光ディスク装置３００から読み出した情報などに基づいて演算を行う。出力装置５０３は、表示装置（ブラウン管又は液晶表示装置など）又はプリンタなどで構成され、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を出力する。なお、表示装置は、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を表示し、プリンタは、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を印刷する。

コンピュータ５００は、実施の形態４の光ディスク装置３００を備えるので、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０又はＣＤ８０に情報を良好に記録又は再生することができ、広い用途に適用できる。

（実施の形態６）
図１２は、本発明の実施の形態６における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。

図１２において、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態４の光ディスク装置３００と、光ディスク装置３００から得られる情報信号を画像信号に変換するデコーダ６０１とを備える。

なお、本光ディスクプレーヤ６００は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の位置センサ及び中央演算装置（ＣＰＵ）を加えることによりカーナビゲーションシステムとしても利用可能である。また、光ディスクプレーヤ６００は、表示装置６０２を備えてもよい。表示装置６０２は、液晶表示装置などで構成され、デコーダ６０１によって変換された画像信号を表示する。

光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態４の光ディスク装置３００を備えるので、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０又はＣＤ８０に情報を良好に記録又は再生することができ、広い用途に適用できる。

（実施の形態７）
図１３は、本発明の実施の形態７における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。

図１３において、光ディスクレコーダ７００は、実施の形態４の光ディスク装置３００と、画像情報を、光ディスク装置３００によって光ディスクへ記録するための情報信号に変換するエンコーダ７０１とを備える。望ましくは、光ディスクレコーダ７００は、光ディスク装置３００から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダ７０２も備えることにより、記録した画像を再生することも可能となる。

なお、光ディスクレコーダ７００は、出力装置７０３を備えてもよい。出力装置７０３は、表示装置（ブラウン管又は液晶表示装置など）又はプリンタなどで構成され、デコーダ７０２によって変換された画像信号を出力する。表示装置は、デコーダ７０２によって変換された画像信号を表示し、プリンタは、デコーダ７０２によって変換された画像信号を印刷する。

光ディスクレコーダ７００は、実施の形態４の光ディスク装置３００を備えるので、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０又はＣＤ８０に情報を良好に記録又は再生することができ、広い用途に適用できる。

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

本発明の一局面に係る光学ヘッドは、保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、それぞれ異なる第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を出射する光源と、前記第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に、前記第１の波長λ１、前記第２の波長λ２及び前記第３の波長λ３のレーザ光を収束させる対物レンズとを備え、前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、前記第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たし、前記対物レンズの少なくとも一方の面は、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、前記回折構造は、前記対物レンズを透過する前記第３の波長λ３のレーザ光から、前記第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

この構成によれば、光源は、それぞれ異なる第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を出射する。対物レンズは、第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に、第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を収束させる。第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たす。対物レンズの少なくとも一方の面は、入射するレーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有している。そして、回折構造は、対物レンズを透過する第３の波長λ３のレーザ光から、第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせる。正規回折次数光の収束点から、正規回折次数光の収束点と不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

したがって、正規回折次数光の収束点と不要回折次数光の集光点との間に仮想的な集光点を形成する仮想回折次数光がフォーカス誤差信号に影響を及ぼさないので、回折構造を有する対物レンズを光学ヘッドに適用した場合にフォーカスサーボ機能を有効に動作させることができる。

また、上記の光学ヘッドにおいて、前記正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、前記不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、前記仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出され、前記第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点から、前記第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点までの距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる前記第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であることが好ましい。

この構成によれば、正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出される。そして、第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点から、第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点までの距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

したがって、第３のフォーカス誤差信号が第１のフォーカス誤差信号に影響を及ぼすのを防止することができ、第１のフォーカス誤差信号の波形をＳ字形状に維持することができる。

また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第３のフォーカス誤差信号の振幅は、前記第２のフォーカス誤差信号の振幅より大きいことが好ましい。

この構成によれば、第３のフォーカス誤差信号の振幅は、第２のフォーカス誤差信号の振幅より大きいので、第２のフォーカス誤差信号よりも第３のフォーカス誤差信号の方が、第１のフォーカス誤差信号に与える影響が大きく、この第３のフォーカス誤差信号が第１のフォーカス誤差信号に影響を及ぼすのを防止することができる。

また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第３のフォーカス誤差信号は、複数の第３のフォーカス誤差信号を含み、前記複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの前記第１のフォーカス誤差信号に最も近い前記第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、前記第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる前記第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であることが好ましい。

この構成によれば、第３のフォーカス誤差信号は、複数の第３のフォーカス誤差信号を含む。複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの第１のフォーカス誤差信号に最も近い第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

したがって、複数の第３のフォーカス誤差信号が検出される場合であっても、複数の第３のフォーカス誤差信号が第１のフォーカス誤差信号に影響を及ぼすのを防止することができる。

また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第３のフォーカス誤差信号は、複数の第３のフォーカス誤差信号を含み、前記複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの前記第２のフォーカス誤差信号の振幅よりも大きい振幅を有する前記第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、前記第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる前記第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であることが好ましい。

この構成によれば、第３のフォーカス誤差信号は、複数の第３のフォーカス誤差信号を含む。複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの第２のフォーカス誤差信号の振幅よりも大きい振幅を有する第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

したがって、複数の第３のフォーカス誤差信号が検出される場合であっても、複数の第３のフォーカス誤差信号が第１のフォーカス誤差信号に影響を及ぼすのを防止することができる。

本発明の他の局面に係る光学ヘッドは、保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１及び第２の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、それぞれ異なる第１の波長λ１及び第２の波長λ２のレーザ光を出射する光源と、前記第１及び第２の情報記録媒体の情報記録面に、前記第１の波長λ１及び前記第２の波長λ２のレーザ光を収束させる対物レンズとを備え、前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、前記対物レンズの少なくとも一方の面は、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、前記回折構造は、前記対物レンズを透過する前記第２の波長λ２のレーザ光から、前記第２の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第２の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

この構成によれば、光源は、それぞれ異なる第１の波長λ１及び第２の波長λ２のレーザ光を出射する。対物レンズは、第１及び第２の情報記録媒体の情報記録面に、第１の波長λ１及び第２の波長λ２のレーザ光を収束させる。第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たす。対物レンズの少なくとも一方の面は、入射するレーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有している。そして、回折構造は、対物レンズを透過する第２の波長λ２のレーザ光から、第２の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、第２の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせる。正規回折次数光の収束点から、正規回折次数光の収束点と不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上である。

したがって、正規回折次数光の収束点と不要回折次数光の集光点との間に仮想的な集光点を形成する仮想回折次数光がフォーカス誤差信号に影響を及ぼさないので、回折構造を有する対物レンズを光学ヘッドに適用した場合にフォーカスサーボ機能を有効に動作させることができる。

本発明の他の局面に係る対物レンズは、保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に、それぞれ異なる第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を収束させる対物レンズであって、前記対物レンズの少なくとも一方の面に、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、前記第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たし、前記回折構造は、前記第３の波長λ３のレーザ光から、前記第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、前記回折構造は、前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるレンズ作用を与える。

この構成によれば、対物レンズは、対物レンズの少なくとも一方の面に、入射するレーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有している。第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たす。回折構造は、第３の波長λ３のレーザ光から、第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせる。回折構造は、正規回折次数光の収束点から、正規回折次数光の収束点と不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるレンズ作用を与える。

したがって、正規回折次数光の収束点と不要回折次数光の集光点との間に仮想的な集光点を形成する仮想回折次数光がフォーカス誤差信号に影響を及ぼさないので、回折構造を有する対物レンズを光学ヘッドに適用した場合にフォーカスサーボ機能を有効に動作させることができる。

本発明の他の局面に係る光ディスク装置は、上記のいずれかに記載の光学ヘッドと、情報記録媒体を回転駆動するためのモータと、前記光学ヘッド及び前記モータを制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光ヘッド装置を光ディスク装置に適用することができる。

本発明の他の局面に係るコンピュータは、上記の光ディスク装置と、情報を入力する入力部と、前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力部から入力された情報に基づいて演算を行う演算部と、前記光ディスク装置から再生された情報、前記入力部から入力された情報及び／又は前記演算部によって演算された結果を出力する出力部を備える。この構成によれば、上記の光ヘッド装置を備える光ディスク装置をコンピュータに適用することができる。

本発明の他の局面に係る光ディスクプレーヤは、上記の光ディスク装置と、前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダとを備る。この構成によれば、上記の光ヘッド装置を備える光ディスク装置を光ディスクプレーヤに適用することができる。

本発明の他の局面に係る光ディスクレコーダは、上記の光ディスク装置と、画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダとを備える。この構成によれば、上記の光ヘッド装置を備える光ディスク装置を光ディスクレコーダに適用することができる。

なお、発明を実施するための形態の項において説明を行った実施例又は実施態様は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。

本発明に係る光学ヘッドは、回折構造を有する対物レンズを光学ヘッドに適用した場合にフォーカスサーボ機能を有効に動作させることができ、保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドに有用である。

また、光学ヘッドに用いられる対物レンズ、光学ヘッドを備える光ディスク装置、光ディスク装置を備えるコンピュータ、光ディスク装置を備える光ディスクプレーヤ及び光ディスク装置を備える光ディスクレコーダは、ＢＤ、ＤＶＤ又はＣＤに情報を良好に記録又は再生することができ、広い用途に適用できる。

Claims (10)

1. 保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、
   それぞれ異なる第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を出射する光源と、
   前記第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に、前記第１の波長λ１、前記第２の波長λ２及び前記第３の波長λ３のレーザ光を収束させる対物レンズとを備え、
   前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、
   前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、
   前記第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たし、
   前記対物レンズの少なくとも一方の面は、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、
   前記回折構造は、前記対物レンズを透過する前記第３の波長λ３のレーザ光から、前記第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、
   前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であり、
   前記正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、前記不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、前記仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出され、
   前記回折構造は、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間に、複数の仮想回折次数光のそれぞれが形成する複数の仮想的な集光点を形成し、
   前記第３のフォーカス誤差信号は、前記複数の仮想回折次数光に基づいて検出される複数の第３のフォーカス誤差信号を含み、
   前記複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの前記第１のフォーカス誤差信号に最も近い前記第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、前記第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる前記第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であることを特徴とする光学ヘッド。
2. 保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、
   それぞれ異なる第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を出射する光源と、
   前記第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に、前記第１の波長λ１、前記第２の波長λ２及び前記第３の波長λ３のレーザ光を収束させる対物レンズとを備え、
   前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、
   前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、
   前記第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たし、
   前記対物レンズの少なくとも一方の面は、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、
   前記回折構造は、前記対物レンズを透過する前記第３の波長λ３のレーザ光から、前記第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、
   前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であり、
   前記正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、前記不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、前記仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出され、
   前記回折構造は、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間に、複数の仮想回折次数光のそれぞれが形成する複数の仮想的な集光点を形成し、
   前記第３のフォーカス誤差信号は、前記複数の仮想回折次数光に基づいて検出される複数の第３のフォーカス誤差信号を含み、
   前記複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの前記第２のフォーカス誤差信号の振幅よりも大きい振幅を有する前記第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、前記第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる前記第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であることを特徴とする光学ヘッド。
3. 保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１及び第２の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、
   それぞれ異なる第１の波長λ１及び第２の波長λ２のレーザ光を出射する光源と、
   前記第１及び第２の情報記録媒体の情報記録面に、前記第１の波長λ１及び前記第２の波長λ２のレーザ光を収束させる対物レンズとを備え、
   前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、
   前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、
   前記対物レンズの少なくとも一方の面は、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、
   前記回折構造は、前記対物レンズを透過する前記第２の波長λ２のレーザ光から、前記第２の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第２の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、
   前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であり、
   前記正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、前記不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、前記仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出され、
   前記回折構造は、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間に、複数の仮想回折次数光のそれぞれが形成する複数の仮想的な集光点を形成し、
   前記第３のフォーカス誤差信号は、前記複数の仮想回折次数光に基づいて検出される複数の第３のフォーカス誤差信号を含み、
   前記複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの前記第１のフォーカス誤差信号に最も近い前記第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、前記第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、前記第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる前記第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であることを特徴とする光学ヘッド。
4. 保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１及び第２の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、
   それぞれ異なる第１の波長λ１及び第２の波長λ２のレーザ光を出射する光源と、
   前記第１及び第２の情報記録媒体の情報記録面に、前記第１の波長λ１及び前記第２の波長λ２のレーザ光を収束させる対物レンズとを備え、
   前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、
   前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、
   前記対物レンズの少なくとも一方の面は、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、
   前記回折構造は、前記対物レンズを透過する前記第２の波長λ２のレーザ光から、前記第２の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第２の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、
   前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であり、
   前記正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、前記不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、前記仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出され、
   前記回折構造は、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間に、複数の仮想回折次数光のそれぞれが形成する複数の仮想的な集光点を形成し、
   前記第３のフォーカス誤差信号は、前記複数の仮想回折次数光に基づいて検出される複数の第３のフォーカス誤差信号を含み、
   前記複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの前記第２のフォーカス誤差信号の振幅よりも大きい振幅を有する前記第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、前記第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、前記第２の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる前記第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上であることを特徴とする光学ヘッド。
5. 保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に、それぞれ異なる第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を収束させる対物レンズであって、
   前記対物レンズの少なくとも一方の面に、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、
   前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、
   前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、
   前記第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たし、
   前記回折構造は、前記第３の波長λ３のレーザ光から、前記第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、
   前記回折構造は、前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるレンズ作用を与え、
   前記正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、前記不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、前記仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出され、
   前記回折構造は、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間に、複数の仮想回折次数光のそれぞれが形成する複数の仮想的な集光点を形成し、
   前記第３のフォーカス誤差信号は、前記複数の仮想回折次数光に基づいて検出される複数の第３のフォーカス誤差信号を含み、
   前記回折構造は、前記複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの前記第１のフォーカス誤差信号に最も近い前記第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、前記第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる前記第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるレンズ作用を与えることを特徴とする対物レンズ。
6. 保護基板の厚さがそれぞれ異なる第１〜第３の情報記録媒体の情報記録面に、それぞれ異なる第１の波長λ１、第２の波長λ２及び第３の波長λ３のレーザ光を収束させる対物レンズであって、
   前記対物レンズの少なくとも一方の面に、入射する前記レーザ光に対して光路長差を付与する段差を持つ回折構造を有し、
   前記第１の波長λ１は、３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］を満たし、
   前記第２の波長λ２は、６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］を満たし、
   前記第３の波長λ３は、７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］を満たし、
   前記回折構造は、前記第３の波長λ３のレーザ光から、前記第３の情報記録媒体の情報記録面上に収束する正規回折次数光と、前記第３の情報記録媒体の情報記録面から離れた位置に集光する不要回折次数光とを生じさせ、
   前記回折構造は、前記正規回折次数光の収束点から、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間の仮想回折次数光が形成する仮想的な集光点までの距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られるフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるレンズ作用を与え、
   前記正規回折次数光に基づいて検出される第１のフォーカス誤差信号と、前記不要回折次数光に基づいて検出される第２のフォーカス誤差信号との間に、前記仮想回折次数光に基づいて検出される第３のフォーカス誤差信号が検出され、
   前記回折構造は、前記正規回折次数光の収束点と前記不要回折次数光の集光点との間に、複数の仮想回折次数光のそれぞれが形成する複数の仮想的な集光点を形成し、
   前記第３のフォーカス誤差信号は、前記複数の仮想回折次数光に基づいて検出される複数の第３のフォーカス誤差信号を含み、
   前記回折構造は、前記複数の第３のフォーカス誤差信号のうちの前記第２のフォーカス誤差信号の振幅よりも大きい振幅を有する前記第３のフォーカス誤差信号のゼロクロス点と、前記第１のフォーカス誤差信号のゼロクロス点との間の距離が、前記第３の情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する場合に得られる前記第１のフォーカス誤差信号の引き込み範囲の２倍以上となるレンズ作用を与えることを特徴とする対物レンズ。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載の光学ヘッドと、
   情報記録媒体を回転駆動するためのモータと、
   前記光学ヘッド及び前記モータを制御する制御部とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
8. 請求項７記載の光ディスク装置と、
   情報を入力する入力部と、
   前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力部から入力された情報に基づいて演算を行う演算部と、
   前記光ディスク装置から再生された情報、前記入力部から入力された情報及び／又は前記演算部によって演算された結果を出力する出力部を備えることを特徴とするコンピュータ。
9. 請求項７記載の光ディスク装置と、
   前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダとを備ることを特徴とする光ディスクプレーヤ。
10. 請求項７記載の光ディスク装置と、
    画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダとを備えることを特徴とする光ディスクレコーダ。

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