WO2014024462A1 - 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

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 Download PDF

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focus error
light
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information recording
wavelength
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文朝 山崎
金馬　慶明
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パナソニック株式会社
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    • G11B7/08511—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head with focus pull-in only

Definitions

  • the present invention relates to an optical head that optically records or reproduces information with respect to an information recording medium such as an optical disk, an objective lens used in the optical head, an optical disk device including the optical head, and a computer including the optical disk device.
  • the present invention relates to an optical disc player including the optical disc device and an optical disc recorder including the optical disc device.
  • An objective lens plays a role of focusing a laser beam on an information recording surface of an information recording medium such as an optical disk to form a minute spot.
  • an information recording medium such as an optical disk
  • CD compact disc
  • DVD digital versatile disc
  • BD Blu-ray disc
  • a combination of a refractive lens and a diffractive structure is widely used (see, for example, Patent Document 1).
  • an objective lens having a diffractive structure a step structure having a step that gives an optical path length difference to an incident light beam
  • a normal order diffracted light normal diffraction order light
  • unnecessary order diffracted light unnecessary diffraction order light
  • Patent Document 2 has a step structure having a step that gives an optical path length difference with respect to an incident light beam, normal diffraction order light that converges on the information recording surface of the optical disc, and from the information recording surface of the optical disc. It is equipped with an objective lens that generates unwanted diffraction order light that converges at a distant position, and the distance from the position where normal diffraction order light converges to the position where unnecessary diffraction order light converges records information on the optical disc Alternatively, an optical head (optical information recording / reproducing apparatus) is disclosed that is at least twice the pull-in range of a focus error signal (also referred to as a focus error signal) obtained when reproducing.
  • a focus error signal also referred to as a focus error signal
  • Patent Document 2 focuses on a focus error signal when an objective lens having a diffractive structure (step structure) is applied to an optical head.
  • the zero cross point of the focus error signal based on unnecessary diffraction order light is greatly separated from the zero cross point of the focus error signal based on normal diffraction order light. .
  • the waveform of the focus error signal can be maintained in an S-shape necessary for effectively operating the focus servo function.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the characteristics of the focus error signal disclosed in the prior art.
  • the vertical axis indicates the intensity of the detected focus error signal
  • the horizontal axis indicates the amount of movement of the objective lens in the optical axis direction.
  • the right side of FIG. 14 is the direction in which the objective lens approaches the optical disc
  • the left side of FIG. 14 is the direction in which the objective lens is away from the optical disc.
  • Patent Document 2 is configured such that a distance from an information recording surface of an optical disc (that is, a position where normal diffraction order light converges) to a position where unnecessary diffraction order light is condensed is increased. More specifically, the distance from the position where the normal diffraction order light converges to the position where the unnecessary diffraction order light converges is 2 of the pull-in range of the focus error signal obtained when information is recorded or reproduced on the optical disc. It is configured to be more than double.
  • the focus error signal pull-in range refers to a range in which the focus servo function operates effectively by driving the actuator in accordance with the control voltage in the focus error signal, and the normal diffraction order light shown in FIG. This corresponds to the linear range of the focus error signal based on it.
  • the zero-cross point of the second focus error signal based on the unnecessary diffraction order light is based on the normal diffraction order light when information is recorded or reproduced on the information recording surface of the optical disc. Since the first focus error signal can be greatly separated from the zero cross point of the first focus error signal, the waveform of the first focus error signal based on the normal diffraction order light is maintained in the S-shape necessary for effectively operating the focus servo function. Insist that you can.
  • the zero-cross point of the first focus error signal based on the normal diffraction order light and the zero-cross point of the third focus error signal are close to each other, and the waveform of the first focus error signal based on the normal diffraction order light. Cannot be maintained in the S-shape necessary for effectively operating the focus servo function.
  • Patent Document 2 there is no third focus error signal that appears between the first focus error signal based on the normal diffraction order light and the second focus error signal based on the unnecessary diffraction order light. This is not taken into consideration, and the focus servo function may not operate effectively.
  • the present invention has been made to solve the above problem, and an optical head, an objective lens, and an optical disc apparatus capable of effectively operating a focus servo function when an objective lens having a diffractive structure is applied to the optical head.
  • An object of the present invention is to provide a computer, an optical disc player, and an optical disc recorder.
  • An optical head is an optical head for recording or reproducing information on the information recording surfaces of the first to third information recording media having different thicknesses of the protective substrate, and is different from each other.
  • a light source that emits laser light having a first wavelength ⁇ 1, a second wavelength ⁇ 2, and a third wavelength ⁇ 3, and information recording surfaces of the first to third information recording media, the first wavelength ⁇ 1,
  • An objective lens for converging the laser light having the second wavelength ⁇ 2 and the third wavelength ⁇ 3, and the first wavelength ⁇ 1 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the wavelength ⁇ 2 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm]
  • the third wavelength ⁇ 3 satisfies 750 [nm] ⁇ ⁇ 3 ⁇ 810 [nm]
  • at least one surface of the objective lens is Gives optical path length difference to the incident laser beam
  • the diffraction structure has a normal diffraction order
  • Light and unwanted diffraction order light that is condensed at a position away from the information recording surface of the third information recording medium, and from the convergence point of the normal diffraction order light, the convergence point of the normal diffraction order light;
  • the distance to the virtual condensing point formed by the virtual diffraction order light with respect to the condensing point of the unnecessary diffraction order light is obtained when information is recorded on or reproduced from the third information recording medium. This is at least twice the pull-in range of the focus error signal.
  • the focus servo function can be effectively operated.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining characteristics of first to third focus error signals and first to third information signals based on diffracted light generated from the objective lens according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an objective lens 101 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the objective lens 101 has laser beams having different first wavelength ⁇ 1, second wavelength ⁇ 2, and third wavelength ⁇ 3 on the information recording surfaces of the first to third information recording media having different thicknesses of the protective substrate. To converge.
  • the objective lens 101 includes, on at least one surface of the objective lens 101, a diffractive structure 101D having a step that gives an optical path length difference to incident laser light.
  • the diffractive structure 101D includes normal diffraction order light that converges on the information recording surface of the third information recording medium from the laser light having the third wavelength ⁇ 3 that passes through the objective lens 101, and information recording on the third information recording medium. Undesired diffraction order light that is condensed at a position away from the surface is generated.
  • the diffractive structure 101D extends from the convergence point of the normal diffraction order light to the virtual light collection point formed by the virtual diffraction order light between the convergence point of the normal diffraction order light and the light collection point of the unnecessary diffraction order light.
  • the lens function is such that the distance becomes at least twice the pull-in range of the focus error signal obtained when information is recorded or reproduced on the third information recording medium.
  • the first wavelength ⁇ 1 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the second wavelength ⁇ 2 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm]
  • the third wavelength ⁇ 3 is 750 [nm] ⁇ ⁇ 3 ⁇ 810 [nm].
  • laser light having a third wavelength ⁇ 3 ( ⁇ 3 ⁇ 790 nm) is incident on the objective lens 101 and formed on the incident surface of the objective lens 101.
  • the + 2nd order diffracted light converges as the light spot 101A on the information recording surface 105L of the optical disc 105, and the + 1st order diffracted light is condensed as the light spot 101B.
  • the focal position of the + 1st order diffracted light is closer to the objective lens 101 than the focal position of the + 2nd order diffracted light.
  • the light beam 102 having the third wavelength ⁇ 3 is subjected to + 2nd order diffraction by the diffraction structure 101D formed on the incident surface of the objective lens 101, the light beam 102 proceeds in the direction of the light spot 101A as shown by an arrow in FIG.
  • the stroke of the light beam 102x from the incidence on the objective lens 101 until reaching the information recording surface 105L of the optical disc 105 is called the forward path. If the information recording surface 105L of the optical disc 105 is at the focal position of the + 2nd order diffracted light, the light beam 102x reaches the light spot 101A.
  • the light beam 102x ′ reflected by the information recording surface 105L is subjected to + 2nd-order diffraction again by the diffraction structure 101D formed on the incident surface of the objective lens 101.
  • the process of the light beam 102x ′ from the reflection on the information recording surface 105L of the optical disk 105 to the emission of the objective lens 101 is called a return path.
  • Diffracted light that has undergone + 1st order diffraction is also generated by the diffractive structure 101D formed on the incident surface of the objective lens 101.
  • the + 1st order diffraction has a stronger effect of converging the laser beam than the + 2nd order diffraction, and the + 1st order diffracted light is focused on the light spot 101B closer to the objective lens 101 than the light spot 101A.
  • the reason why the diffracted lights of different orders are condensed at different positions is that the diffraction action has a lens action (lens power).
  • the lens action is approximately proportional to the diffraction angle, and the diffraction angle is approximately proportional to the diffraction order.
  • the laser beam is focused at a position where the diffraction power of the order of 1 ⁇ 2 of the total order received in the forward path and the return path is received.
  • the forward diffraction order is + 2nd order and the return diffraction order is + 2nd order
  • ⁇ (+2) + (+ 2)) / 2 + 2
  • the light spot 101A which is the focal position of the + 2nd order diffracted light. Is formed.
  • the diffraction order of the forward path is the + 1st order and the diffraction order of the return path is the + 1st order
  • ((+1) + (+ 1)) / 2 + 1
  • the light spot 101B which is the focal position of the + 1st order diffracted light. Is formed.
  • the diffraction order of the outward path and the diffraction order of the return path are different.
  • the focus error signal when the focus error signal is detected by mounting the objective lens 101 on the optical head, the first focus error signal based on the + 2nd order diffracted light (light spot 101A) that is the normal diffraction order light and the unnecessary diffraction order light +1.
  • the second focus error signal based on the next diffracted light In the middle of the second focus error signal based on the next diffracted light (light spot 101B), a third focus error signal due to the virtual light spot 101C is generated.
  • the third focus error signal by the virtual light spot 101C is generated at the position of the midpoint with respect to the focus error signal, the present invention is not particularly limited to this.
  • the third focus error signal from the virtual light spot 101C may be generated at any position.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the characteristics of the focus error signal based on the diffracted light generated from the objective lens 101 according to the first embodiment.
  • the vertical axis represents the intensity of the detected focus error signal
  • the horizontal axis represents the amount of movement of the objective lens in the optical axis direction.
  • the right side of FIG. 2 is the direction in which the objective lens approaches the optical disc
  • the left side of FIG. 2 is the direction in which the objective lens is away from the optical disc.
  • a third focus error signal based on the virtual light spot 101C is generated at an intermediate position from the second focus error signal based on 101B.
  • the lens action of + 2nd order diffraction was received in the forward path
  • the lens action of + 1st order diffraction was received in the return path
  • the lens action of + 1st order diffraction was received in the forward path
  • the lens action of + 2nd order diffraction was received in the return path.
  • a virtual light spot 101C is formed at the focal position of the + 1.5th order diffracted light, and the focus error signals of both appear to overlap. become.
  • the diffraction efficiency of the + 2nd order diffracted light is equal to the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light, the first order light based on the normal diffraction order light incident on the light receiving element after receiving the lens action of + 2nd order diffraction in the forward path and the return path, respectively. If the intensity of the focus error signal is 1, the intensity of the second focus error signal based on unnecessary diffraction order light incident on the light receiving element after receiving the lens action of + 1st order diffraction in the forward path and the return path is also 1.
  • the intensity of the focus error signal based on a virtual light spot that is incident on the light-receiving element after receiving the lens action of + 2nd order in the return path is also 1 respectively. Therefore, the intensity of the third focus error signal formed by overlapping both is 2.
  • the ratio of the diffraction efficiency of the + 2nd order diffracted light and the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light is 1: 0.5, the regularity that is incident on the light receiving element by receiving the lens action of + 2nd order diffraction in each of the forward path and the return path Assuming that the intensity of the first focus error signal based on the diffraction order light is 1, the second focus error based on the unnecessary diffraction order light incident on the light receiving element after receiving the lens action of + 1st order diffraction in the forward path and the return path, respectively.
  • the signal strength is 0.25.
  • the intensity of the focus error signal based on the virtual light spot that is incident on the light receiving element by receiving the lens action of + 2nd order diffraction on the return path after receiving the lens action of 0.5 is 0.5 respectively. Therefore, the intensity of the third focus error signal formed by overlapping both is 1.
  • Mth order diffracted light It appears as if there is a virtual condensing point at an intermediate point between the condensing point of N and the N-th order diffracted light. For this reason, the present inventors have found that the third focus error signal is generated between the focus error signals based on the Mth order diffracted light and the Nth order diffracted light, and that the intensity of the third focus error signal is Mth order diffracted light and It was discovered that the intensity of the focus error signal based on the Nth order diffracted light may be larger.
  • the distance from the information recording surface of the optical disc that is, the position where the normal diffraction order light converges
  • the position where the unnecessary diffraction order light is collected which is shown in Patent Document 2
  • the waveform of the first focus error signal cannot maintain the S-shape necessary for effectively operating the focus servo function.
  • the objective lens 101 of the first embodiment distributes the laser light incident on the objective lens 101 to diffracted light of at least two diffraction orders of M order and N order (M and N are integers different from each other). And a diffraction structure that converges the Mth-order diffracted light on the information recording surface of the optical disc as normal diffraction order light. Then, in order to maintain the S-shape necessary for effectively operating the focus servo function, the condensing point of the Mth order diffracted light and the intermediate point between the condensing point of the Mth order diffracted light and the condensing point of the Nth order diffracted light.
  • the distance from the virtual condensing point at the point is configured to be at least twice the pull-in range of the focus error signal (the linear range of the first focus error signal based on the normal diffraction order light shown in FIG. 2). Is done.
  • the distance from the position where the normal diffraction order light converges to the position of the virtual light spot formed by the virtual diffraction order light is obtained when information is recorded on or reproduced from the third information recording medium. It is at least twice the pull-in range of the focus error signal.
  • detection is performed based on the virtual diffraction order light between the first focus error signal detected based on the normal diffraction order light and the second focus error signal detected based on the unnecessary diffraction order light.
  • a third focus error signal is detected. Then, the amplitude of the third focus error signal is larger than the amplitude of the second focus error signal.
  • Patent Document 2 mentions that the focus error signal is maintained in a necessary S-shape in order to effectively operate the focus servo function. However, the influence of unnecessary diffraction order light is limited to the focus error signal. is not.
  • FIG. 3 is a diagram comparing the waveform of the focus error signal with the waveform of the information signal.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a light receiving element having a four-divided pattern.
  • the vertical axis indicates the signal intensity of the focus error signal and the information signal
  • the horizontal axis indicates the amount of movement of the objective lens in the optical axis direction.
  • the right side of FIG. 3 is the direction in which the objective lens approaches the optical disc
  • the left side of FIG. 3 is the direction in which the objective lens is away from the optical disc.
  • the light receiving element 23 has a four-divided pattern as shown in FIG. 4, and a detection spot 31 is formed on the light receiving element 23.
  • a focus error signal FE by a general astigmatism method is expressed by the following equation (1) using electric signals A to D output from each of the four light receiving portions of the light receiving element 23.
  • the information signal RF is the sum of the electric signals A to D output from each of the four light receiving portions of the light receiving element 23, it is expressed by the following equation (2).
  • the light quantity becomes maximum in the vicinity of the zero cross point Z0 of the focus error signal FE, and decreases as the distance from the zero cross point Z0 of the focus error signal FE increases.
  • the focus error signal FE which is the difference between the signal FE1 and the signal FE2, is almost zero, whereas the information that is the sum of the signal FE1 and the signal FE2.
  • the signal RF is not zero. That is, this indicates that the influence of the focus error signal FE at a position far away from the zero cross point Z0 is greater in the information signal RF than in the focus error signal FE.
  • the relationship between the focus error signal FE and the information signal RF described above is not limited to the first focus error signal and the first information signal based on the normal diffraction order light, but the third focus error signal based on the virtual light spot. This also applies to the third information signal, the second focus error signal based on the unnecessary diffraction order light, and the second information signal.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristics of the first to third focus error signals and the first to third information signals based on the diffracted light generated from the objective lens 101 according to the first embodiment.
  • the third focus error signal based on the virtual light spot at the point Z0 zero cross point of the first focus error signal based on the normal diffraction order light
  • the signal intensity of the third information signal is also substantially zero. This indicates that both the third focus error signal and the third information signal based on the virtual light spot are in an ideal state that does not affect the recording or reproduction of the optical disc.
  • the focus servo function can be operated effectively. Further, since the signal intensity of the third information signal based on the virtual light spot is sufficiently small at the zero cross point Z0 of the first focus error signal based on the normal diffraction order light, the detection spot based on the normal diffraction order light A high quality information signal can be obtained without interference with a detection spot based on a virtual light spot on the light receiving element.
  • the inventors have detected a detection spot based on the normal diffraction order light and a detection spot based on the virtual light spot on the light receiving element at the zero cross point Z0 of the first focus error signal based on the normal diffraction order light.
  • the condition of not causing interference is that the third information based on the virtual light spot is assumed when the signal intensity W1 of the first information signal based on the normal diffraction order light is 100%. It was experimentally found that the signal intensity W2 of the information signal is 1% or less.
  • the distance from the information recording surface of the optical disc (that is, the position where the normal diffraction order light converges) to the position where the unnecessary diffraction order light is condensed is the focus error signal pull-in.
  • the focus servo function allows the distance from the convergence point of the normal diffraction order light to the virtual condensing point to be about 1 time the pull-in range of the focus error signal if it is configured to be about twice the range. It is not possible to maintain the S-shape necessary for the effective operation.
  • the signal intensity of the third information signal based on the virtual light spot is not sufficiently small, and there are a detection spot based on the normal diffraction order light and a detection spot based on the virtual light spot. High quality information signals cannot be obtained due to interference on the light receiving element.
  • a single type is applied to a plurality of types of optical disks having different protective substrate thicknesses such as a compact disk (CD), a digital versatile disk (DVD), and a Blu-ray disk (BD).
  • CD compact disk
  • DVD digital versatile disk
  • BD Blu-ray disk
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the objective lens 101 according to Embodiment 1 of the present invention and a plurality of optical disks having different protective substrate thicknesses.
  • the objective lens 101 shown in FIG. 6 records infrared laser light 116 incident on the innermost peripheral portion near the optical axis on the information recording of a low-density optical disk 106 such as a CD whose protective substrate has a thickness of about 1.2 mm. Converge to the surface. Further, the objective lens 101 applies red laser light 117 incident on the innermost peripheral portion and the middle peripheral portion larger than the innermost peripheral portion to the optical disc 107 such as a DVD having a protective substrate thickness of about 0.6 mm. Converge on the information recording surface.
  • the objective lens 101 uses blue-violet laser light 118 incident within the effective diameter of the objective lens 101 as information on a high-density optical disc 108 such as a BD having a protective substrate thickness of about 0.1 mm or less than 0.1 mm. It converges on the recording surface.
  • a high-density optical disc 108 such as a BD having a protective substrate thickness of about 0.1 mm or less than 0.1 mm. It converges on the recording surface.
  • the wavelength ⁇ 1 of the blue-violet laser beam 118 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the wavelength ⁇ 2 of the red laser beam 117 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm].
  • the wavelength ⁇ 3 of the laser beam 116 satisfies 750 [nm] ⁇ ⁇ 3 ⁇ 810 [nm].
  • Japanese Patent No. 3661680 and Japanese Patent No. 3993870 are compatible objective lenses for converging a laser beam having a corresponding wavelength on the information recording surfaces of a plurality of optical disks having different protective substrate thicknesses. It is effective to use the diffractive structure disclosed in the specification or WO2009 / 016847.
  • the diffractive structure is designed such that the innermost peripheral portion including the optical axis, the outer peripheral portion outside the innermost peripheral portion, and the outermost peripheral portion outside the intermediate peripheral portion are discontinuous.
  • the laser beam having the corresponding wavelength can be converged on the information recording surfaces of a plurality of optical disks having different protective substrate thicknesses in the innermost peripheral portion.
  • the outermost peripheral portion can focus the laser beam having a corresponding wavelength only on a high-density optical disk having a protective substrate thickness of about 0.1 mm or less than 0.1 mm.
  • the objective lens 101 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 6 has a diffractive structure 101D on the incident surface side (light source side).
  • the present invention is not particularly limited to this, and refracts laser light.
  • a refraction lens for condensing light and a diffraction element for diffracting laser light may be provided separately.
  • the objective lens 101 may have a diffractive structure on the exit surface side (optical disc side).
  • the three focal points shown in FIG. 6 are light spots formed by laser beams having different wavelengths, and the three focal points shown in FIG. 1, that is, laser beams having the same wavelength, are diffracted at different diffraction orders. It is completely different from the light spot (or virtual light spot) formed in this way.
  • one third focus error signal is detected between the first focus error signal and the second focus error signal.
  • the invention is not particularly limited to this, and a plurality of third focus error signals may be detected between the first focus error signal and the second focus error signal.
  • the distance between the zero cross point of the third focus error signal closest to the first focus error signal among the plurality of third focus error signals and the zero cross point of the first focus error signal is It is preferably at least twice the pull-in range of the first focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the third information recording medium.
  • the zero cross point of the third focus error signal having an amplitude larger than the amplitude of the second focus error signal among the plurality of third focus error signals and the zero cross point of the first focus error signal May be twice or more the pull-in range of the first focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the third information recording medium.
  • the distance between the zero cross point of the third focus error signal having the largest amplitude among the plurality of third focus error signals and the zero cross point of the first focus error signal is the third information recording. It may be twice or more the pull-in range of the first focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the medium.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the objective lens 151 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the objective lens 151 converges laser beams having different first and second wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2 on the information recording surfaces of the first and second information recording media having different protective substrate thicknesses.
  • the objective lens 151 includes, on at least one surface of the objective lens 151, a diffractive structure 151D having a step that gives an optical path length difference to incident laser light.
  • the diffractive structure 151D includes normal diffraction order light that converges on the information recording surface of the second information recording medium from the laser light having the second wavelength ⁇ 2 that passes through the objective lens 151, and information recording on the second information recording medium. Undesired diffraction order light that is condensed at a position away from the surface is generated.
  • the diffraction structure 151D extends from the convergence point of the normal diffraction order light to the virtual light collection point formed by the virtual diffraction order light between the convergence point of the normal diffraction order light and the light collection point of the unnecessary diffraction order light. Is provided with a lens function that makes the distance of at least twice the pull-in range of the focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the second information recording medium.
  • the first wavelength ⁇ 1 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the second wavelength ⁇ 2 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm].
  • laser light having a second wavelength ⁇ 2 ( ⁇ 2 ⁇ 660 nm) is incident on the objective lens 151, and a plurality of diffracted lights diffracted by the diffractive structure 151D formed on the incident surface of the objective lens 151.
  • + 2nd order diffracted light converges as an optical spot 151A on the information recording surface 155L of the optical disk 155
  • + 1st order diffracted light is condensed as a light spot 151B. Note that the focal position of the + 1st order diffracted light is closer to the objective lens 151 than the focal position of the + 2nd order diffracted light.
  • the light beam 152 having the second wavelength ⁇ 2 is subjected to + 2nd order diffraction by the diffraction structure 151D formed on the incident surface of the objective lens 151, the light beam 152 travels in the direction of the light spot 151A as indicated by an arrow in FIG.
  • the stroke of the light beam 152x from the incidence on the objective lens 151 until it reaches the information recording surface 155L of the optical disk 155 is called the forward path. If the information recording surface 155L of the optical disk 155 is at the focal position of the + 2nd order diffracted light, the light beam 152x reaches the light spot 151A.
  • the light beam 152x ′ reflected by the information recording surface 155L is subjected to + 2nd order diffraction again by the diffraction structure 151D formed on the incident surface of the objective lens 151.
  • the stroke of the light beam 152x ′ from the reflection on the information recording surface 155L of the optical disk 155 to the emission of the objective lens 151 is called a return path.
  • Diffracted light that has undergone + 1st order diffraction is also generated by the diffraction structure 151D formed on the incident surface of the objective lens 151.
  • the + 1st order diffraction has a stronger effect of converging the laser beam than the + 2nd order diffraction, and the + 1st order diffracted light is focused on the light spot 151B closer to the objective lens 151 than the light spot 151A.
  • the diffraction order of the outward path and the diffraction order of the return path are different.
  • the focus error signal when the focus error signal is detected by mounting the objective lens 151 on the optical head, the first focus error signal based on the + 2nd order diffracted light (light spot 151A) that is the normal diffraction order light and the unnecessary diffraction order light +1.
  • the second focus error signal based on the next diffracted light (light spot 151B)
  • a third focus error signal due to the virtual light spot 151C is generated.
  • the characteristics of the focus error signal of the objective lens 151 according to the second embodiment are the same as those in FIG. As shown in FIG. 2, the first focus error signal based on the light spot 151A that is the focal position of the + 2nd order diffracted light (regular diffraction order light) and the light spot that is the focal position of the + 1st order diffracted light (unnecessary diffraction order light).
  • a third focus error signal based on the virtual light spot 151C is generated at an intermediate position with respect to the second focus error signal based on 151B.
  • the lens action of + 2nd order diffraction was received in the forward path
  • the lens action of + 1st order diffraction was received in the return path
  • the lens action of + 1st order diffraction was received in the forward path
  • the lens action of + 2nd order diffraction was received in the return path.
  • a virtual light spot 151C is formed at the focal position of + 1.5th order diffracted light, and the focus error signals of both appear to overlap. become.
  • the objective lens 151 distributes laser light incident on the objective lens 151 to diffracted light of at least two diffraction orders of Mth order and Nth order (M and N are integers different from each other). It has a diffraction structure that converges the next-order diffracted light on the information recording surface of the optical disc as normal diffraction order light. Then, in order to maintain the S-shape necessary for effectively operating the focus servo function, the condensing point of the Mth order diffracted light and the intermediate point between the condensing point of the Mth order diffracted light and the condensing point of the Nth order diffracted light.
  • the distance from the virtual condensing point at the point is configured to be at least twice the pull-in range of the focus error signal (the linear range of the first focus error signal based on the normal diffraction order light shown in FIG. 2). Is done.
  • the distance from the convergence point of the normal diffraction order light to the virtual condensing point formed by the virtual diffraction order light is a focus error obtained when information is recorded on or reproduced from the second information recording medium. More than twice the signal pull-in range.
  • detection is performed based on the virtual diffraction order light between the first focus error signal detected based on the normal diffraction order light and the second focus error signal detected based on the unnecessary diffraction order light.
  • a third focus error signal is detected. Then, the amplitude of the third focus error signal is larger than the amplitude of the second focus error signal.
  • the second embodiment is a compatible lens that converges light by a single objective lens for a plurality of types of optical disks having different thicknesses of protective substrates such as a digital versatile disk (DVD) and a Blu-ray disk (BD). Effective when applied.
  • DVD digital versatile disk
  • BD Blu-ray disk
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the objective lens 151 according to the second embodiment of the present invention and a plurality of optical discs having different protective substrate thicknesses.
  • the objective lens 151 shown in FIG. 8 converges the red laser light 167 incident on the innermost peripheral portion near the optical axis on the information recording surface of an optical disc 107 such as a DVD having a protective substrate thickness of about 0.6 mm. .
  • the objective lens 151 converts the blue-violet laser light 168 incident within the effective diameter of the objective lens 151 into information on a high-density optical disc 108 such as a BD having a protective substrate thickness of about 0.1 mm or less than 0.1 mm. It converges on the recording surface.
  • the wavelength ⁇ 1 of the blue-violet laser beam 168 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm], and the wavelength ⁇ 2 of the red laser beam 167 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm].
  • a diffractive structure for a compatible objective lens for converging a laser beam having a corresponding wavelength on the information recording surfaces of a plurality of optical disks having different protective substrate thicknesses.
  • the diffractive structure is designed so that the inner peripheral portion including the optical axis and the outer peripheral portion outside the inner peripheral portion are discontinuous.
  • the laser beam having the corresponding wavelength can be converged on the information recording surfaces of the plurality of optical disks having different protective substrate thicknesses in the inner peripheral portion.
  • the outer peripheral portion can focus laser light having a corresponding wavelength only on a high-density optical disc having a protective substrate thickness of about 0.1 mm or less than 0.1 mm.
  • the objective lens 151 according to the second embodiment shown in FIG. 8 has a diffractive structure 151D on the incident surface side (light source side).
  • the present invention is not particularly limited to this, and the laser beam is refracted and collected.
  • a refractive lens that emits light and a diffraction element that diffracts laser light may be provided separately.
  • the objective lens 151 may have a diffractive structure on the exit surface side (optical disc side).
  • one third focus error signal is detected between the first focus error signal and the second focus error signal.
  • the present invention is particularly limited to this. Instead, a plurality of third focus error signals may be detected between the first focus error signal and the second focus error signal.
  • the distance between the zero cross point of the third focus error signal closest to the first focus error signal among the plurality of third focus error signals and the zero cross point of the first focus error signal is It is preferably at least twice the pull-in range of the first focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the second information recording medium.
  • the distance may be at least twice the pull-in range of the first focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the second information recording medium.
  • the distance between the zero cross point of the third focus error signal having the largest amplitude among the plurality of third focus error signals and the zero cross point of the first focus error signal is the second information recording. It may be twice or more the pull-in range of the first focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the medium.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the optical head according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the optical head 50 can record or reproduce information on the BD 60 that is the first information recording medium, the DVD 70 that is the second information recording medium, and the CD 80 that is the third information recording medium.
  • a compatible objective lens 8 is mounted.
  • an optical head 50 includes a blue-violet laser light source 1 that emits blue-violet laser light, a polarizing beam splitter 2, a quarter-wave plate 3, a collimator lens 4, a mirror 5, a compatible objective lens 8, an objective lens actuator 9, and a red color.
  • a two-wavelength laser light source 11 that emits laser light and infrared laser light, a flat beam splitter 13, a collimating lens actuator 14, an anamorphic lens 22, a light receiving element 23, a focus error signal detection unit 24, and an information signal detection unit 25 are provided.
  • the BD 60 records or reproduces information using a blue-violet laser beam having a wavelength of about 390 nm to 430 nm and an objective lens having an NA (numerical aperture) of about 0.8 to 0.9, and the thickness of the protective substrate is reduced. It is a generic term for BD-series optical discs of about 0.05 to 0.125 mm.
  • the BD 60 includes a BD-ROM, a BD-R, a BD-RE, and the like.
  • the BD 60 includes a BD having only a single information recording layer, a BD having two information recording layers, a BD having three or more information recording layers, and the like.
  • the DVD 70 information is recorded or reproduced by a red laser beam having a wavelength of about 630 nm to 680 nm and an objective lens having an NA of about 0.60 to 0.67, and the thickness of the protective substrate is about 0.6 mm. It is a general term for DVD series optical disks.
  • the DVD 70 includes a DVD-ROM, a DVD-Video, a DVD-Audio, a DVD-RAM, a DVD-R, a DVD-RW, a DVD + R, a DVD + RW, and the like.
  • CD80 information is recorded or reproduced by an infrared laser beam having a wavelength of about 750 to 810 nm and an objective lens having an NA of about 0.45 to 0.52, and the protective substrate has a thickness of about 1.2 mm.
  • the CD 80 includes CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, CD-RW, and the like.
  • the compatible objective lens 8 in the first embodiment is not limited to an existing optical disc such as a BD, DVD, or CD, but is a single unit that records or reproduces information on a plurality of types of optical discs having different protective substrate thicknesses. Needless to say, the present invention can be widely applied to objective lenses and optical heads.
  • the blue-violet laser light having a wavelength of about 405 nm emitted from the blue-violet laser light source 1 enters the polarization beam splitter 2 as S-polarized light.
  • the blue-violet laser light reflected by the polarizing beam splitter 2 is converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 3 and then converted into substantially parallel light by the collimating lens 4.
  • the blue-violet laser light converted into substantially parallel light is reflected by the mirror 5 and bent.
  • the blue-violet laser light reflected by the mirror 5 is converged as a light spot on the information recording surface of the BD 60 by the compatible objective lens 8.
  • the blue-violet laser light reflected by the information recording surface of the BD 60 is transmitted again through the compatible objective lens 8 and reflected by the mirror 5.
  • the blue-violet laser light reflected by the mirror 5 is transmitted through the collimator lens 4 and then converted into linearly polarized light different from the forward path by the quarter wavelength plate 3.
  • the blue-violet laser light converted into linearly polarized light is incident on and transmitted through the polarizing beam splitter 2 with P-polarized light, and is incident on and transmitted through the flat beam splitter 13 with P-polarized light.
  • the blue-violet laser light transmitted through the flat beam splitter 13 is guided to the light receiving element 23 through the anamorphic lens 22 to form a detection spot.
  • the blue-violet laser light detected by the light receiving element 23 is calculated after photoelectric conversion. As a result, a focus error signal for following the surface blur of the BD 60, a tracking error signal for following the eccentricity of the BD 60, and an information signal are generated.
  • the light receiving element 23 outputs an electrical signal obtained by photoelectric conversion to the focus error signal detection unit 24 and the information signal detection unit 25.
  • the focus error signal detection unit 24 detects a focus error signal for following the surface blur of the BD 60 based on the electric signal from the light receiving element 23.
  • the information signal detector 25 detects an information signal based on the electrical signal from the light receiving element 23.
  • the red laser light having a wavelength of about 660 nm emitted from the two-wavelength laser light source 11 is incident on the plate beam splitter 13 as S-polarized light.
  • the red laser light reflected by the flat beam splitter 13 is transmitted through the polarization beam splitter 2, converted to circularly polarized light by the quarter wavelength plate 3, and then converted to substantially parallel light by the collimator lens 4.
  • the red laser light converted into substantially parallel light is reflected by the mirror 5 and bent.
  • the red laser light reflected by the mirror 5 is converged as a light spot on the information recording surface of the DVD 70 by the compatible objective lens 8.
  • the red laser beam reflected by the information recording surface of the DVD 70 is transmitted through the compatible objective lens 8 again and reflected by the mirror 5.
  • the red laser light reflected by the mirror 5 is transmitted through the collimating lens 4 and then converted into linearly polarized light different from the forward path by the quarter wavelength plate 3.
  • the red laser light converted into linearly polarized light is incident on and transmitted through the polarization beam splitter 2 as P-polarized light, and is incident on and transmitted through the plate-type beam splitter 13 as P-polarized light.
  • the red laser light transmitted through the flat beam splitter 13 is guided to the light receiving element 23 via the anamorphic lens 22 to form a detection spot.
  • the red laser light detected by the light receiving element 23 is calculated after photoelectric conversion. As a result, a focus error signal for following the surface blur of the DVD 70, a tracking error signal for following the eccentricity of the DVD 70, and an information signal are generated.
  • the light receiving element 23 outputs an electrical signal obtained by photoelectric conversion to the focus error signal detection unit 24 and the information signal detection unit 25.
  • the focus error signal detection unit 24 detects a focus error signal for following the surface shake of the DVD 70 based on the electric signal from the light receiving element 23.
  • the information signal detector 25 detects an information signal based on the electrical signal from the light receiving element 23.
  • Infrared laser light having a wavelength of about 780 nm emitted from the two-wavelength laser light source 11 enters the flat beam splitter 13 as S-polarized light.
  • the infrared laser light reflected by the flat beam splitter 13 is transmitted through the polarization beam splitter 2, converted to circularly polarized light by the quarter wavelength plate 3, and then converted into substantially parallel light by the collimator lens 4.
  • the infrared laser light converted into substantially parallel light is reflected by the mirror 5 and bent.
  • the infrared laser beam reflected by the mirror 5 is converged as a light spot on the information recording surface of the CD 80 by the compatible objective lens 8.
  • the infrared laser light reflected by the information recording surface of the CD 80 passes through the compatible objective lens 8 again and is reflected by the mirror 5.
  • the infrared laser beam reflected by the mirror 5 is transmitted through the collimating lens 4 and then converted into linearly polarized light different from the forward path by the quarter wavelength plate 3.
  • the infrared laser light converted into linearly polarized light is incident on and transmitted through the polarization beam splitter 2 as P-polarized light, and is incident on and transmitted through the plate-type beam splitter 13 as P-polarized light.
  • the infrared laser light transmitted through the flat beam splitter 13 is guided to the light receiving element 23 via the anamorphic lens 22 to form a detection spot.
  • the infrared laser light detected by the light receiving element 23 is calculated after photoelectric conversion. As a result, a focus error signal for following the surface shake of the CD 80, a tracking error signal for following the eccentricity of the CD 80, and an information signal are generated.
  • the light receiving element 23 outputs an electrical signal obtained by photoelectric conversion to the focus error signal detection unit 24 and the information signal detection unit 25.
  • the focus error signal detection unit 24 detects a focus error signal for following the surface shake of the CD 80 based on the electric signal from the light receiving element 23.
  • the information signal detector 25 detects an information signal based on the electrical signal from the light receiving element 23.
  • the compatible objective lens 8 used in the optical head 50 according to the third embodiment is the objective lens 101 described in the first embodiment
  • the optical head 50 according to the third embodiment is a BD 60, a DVD 70, or Information can be recorded or reproduced on the CD 80 satisfactorily.
  • the compatible objective lens 8 used in the optical head 50 of the third embodiment may be the objective lens 151 described in the second embodiment.
  • the optical head 50 includes a red laser light source that emits only red laser light instead of the two-wavelength laser light source 11.
  • the optical head 50 according to the third embodiment can record or reproduce information on the BD 60 or the DVD 70 satisfactorily.
  • the blue-violet laser light source 1 and the two-wavelength laser light source 11 correspond to an example of the light source
  • the compatible objective lens 8 corresponds to an example of the objective lens
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of the optical disc apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the optical disc apparatus 300 includes an optical disc drive unit (motor) 301, a control unit 302, and an optical head 303.
  • the optical disc driving unit 301 rotates, for example, the BD 60 (or DVD 70 or CD 80).
  • the optical head 303 is the optical head 50 described in the third embodiment.
  • the control unit 302 controls driving of the optical disc driving unit 301 and the optical head 303, and performs signal processing of control signals and information signals that are photoelectrically converted and calculated by the optical head 303.
  • the control unit 302 has a function of interfacing information signals between the outside and the inside of the optical disc apparatus 300.
  • the control unit 302 receives a control signal obtained from the optical head 303, and performs focus control, tracking control, information reproduction control, and rotation control of the optical disc drive unit 301 based on the control signal.
  • the control unit 302 reproduces information from the information signal and sends a recording signal to the optical head 303.
  • the optical disk device 300 includes the optical head 50 described in the third embodiment, the optical disk device 300 according to the fourth embodiment can record or reproduce information on the BD 60, the DVD 70, or the CD 80 satisfactorily. .
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a computer according to Embodiment 5 of the present invention.
  • a computer 500 includes an optical disc device 300 according to the fourth embodiment, an input device 501, an arithmetic device 502, and an output device 503.
  • the input device 501 is configured with a keyboard, a mouse, a touch panel, or the like, and inputs information.
  • the arithmetic device 502 is configured by a central processing unit (CPU) or the like, and performs arithmetic operations based on information input from the input device 501 and information read from the optical disc device 300.
  • the output device 503 includes a display device (such as a cathode ray tube or a liquid crystal display device) or a printer, and outputs information such as a result calculated by the arithmetic device 502.
  • the display device displays information such as the result calculated by the arithmetic device 502, and the printer prints information such as the result calculated by the arithmetic device 502.
  • the computer 500 includes the optical disc device 300 according to the fourth embodiment, information can be recorded or reproduced favorably on the BD 60, DVD 70, or CD 80, and can be applied to a wide range of applications.
  • FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the optical disc player according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the optical disc player 600 includes the optical disc device 300 according to the fourth embodiment and a decoder 601 that converts an information signal obtained from the optical disc device 300 into an image signal.
  • the optical disk player 600 can be used as a car navigation system by adding a position sensor such as GPS (Global Positioning System) and a central processing unit (CPU).
  • the optical disc player 600 may include a display device 602.
  • the display device 602 is composed of a liquid crystal display device or the like, and displays the image signal converted by the decoder 601.
  • optical disc player 600 includes the optical disc apparatus 300 according to the fourth embodiment, information can be recorded or reproduced favorably on the BD 60, DVD 70, or CD 80, and can be applied to a wide range of applications.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of the optical disc recorder according to Embodiment 7 of the present invention.
  • the optical disc recorder 700 includes the optical disc device 300 according to the fourth embodiment and an encoder 701 that converts image information into an information signal to be recorded on the optical disc by the optical disc device 300.
  • the optical disc recorder 700 also includes a decoder 702 that converts an information signal obtained from the optical disc apparatus 300 into image information, so that the recorded image can be reproduced.
  • the optical disc recorder 700 may include an output device 703.
  • the output device 703 includes a display device (such as a cathode ray tube or a liquid crystal display device) or a printer, and outputs the image signal converted by the decoder 702.
  • the display device displays the image signal converted by the decoder 702, and the printer prints the image signal converted by the decoder 702.
  • optical disk recorder 700 includes the optical disk device 300 according to the fourth embodiment, information can be recorded or reproduced favorably on the BD 60, DVD 70, or CD 80, and can be applied to a wide range of applications.
  • An optical head is an optical head for recording or reproducing information on the information recording surfaces of the first to third information recording media having different thicknesses of the protective substrate, and is different from each other.
  • a light source that emits laser light having a first wavelength ⁇ 1, a second wavelength ⁇ 2, and a third wavelength ⁇ 3, and information recording surfaces of the first to third information recording media, the first wavelength ⁇ 1,
  • An objective lens for converging the laser light having the second wavelength ⁇ 2 and the third wavelength ⁇ 3, and the first wavelength ⁇ 1 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the wavelength ⁇ 2 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm]
  • the third wavelength ⁇ 3 satisfies 750 [nm] ⁇ ⁇ 3 ⁇ 810 [nm]
  • at least one surface of the objective lens is Gives optical path length difference to the incident laser beam
  • the diffraction structure has a normal diffraction order
  • Light and unwanted diffraction order light that is condensed at a position away from the information recording surface of the third information recording medium, and from the convergence point of the normal diffraction order light, the convergence point of the normal diffraction order light;
  • the distance to the virtual condensing point formed by the virtual diffraction order light with respect to the condensing point of the unnecessary diffraction order light is obtained when information is recorded on or reproduced from the third information recording medium. This is at least twice the pull-in range of the focus error signal.
  • the light source emits laser beams having different first wavelength ⁇ 1, second wavelength ⁇ 2, and third wavelength ⁇ 3.
  • the objective lens converges the laser light having the first wavelength ⁇ 1, the second wavelength ⁇ 2, and the third wavelength ⁇ 3 on the information recording surfaces of the first to third information recording media.
  • the first wavelength ⁇ 1 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the second wavelength ⁇ 2 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm]
  • the third wavelength ⁇ 3 is 750.
  • [Nm] ⁇ ⁇ 3 ⁇ 810 [nm] is satisfied.
  • At least one surface of the objective lens has a diffractive structure having a step that gives an optical path length difference to incident laser light.
  • the diffraction structure includes normal diffraction order light that converges on the information recording surface of the third information recording medium from the laser light having the third wavelength ⁇ 3 that passes through the objective lens, and information recording on the third information recording medium. Undesired diffraction order light that is condensed at a position away from the surface is generated.
  • the distance from the convergence point of the normal diffraction order light to the virtual light collection point formed by the virtual diffraction order light between the convergence point of the normal diffraction order light and the light collection point of the unnecessary diffraction order light is the third This is at least twice the pull-in range of the focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the information recording medium.
  • the virtual diffraction order light that forms a virtual condensing point between the convergence point of the regular diffraction order light and the condensing point of the unnecessary diffraction order light does not affect the focus error signal, it has a diffraction structure.
  • the focus servo function can be effectively operated.
  • a third focus error signal detected based on the virtual diffraction order light is detected, and the distance from the zero cross point of the first focus error signal to the zero cross point of the third focus error signal is the third focus error signal.
  • it is at least twice the pull-in range of the first focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the information recording medium.
  • the virtual diffraction order light is converted between the first focus error signal detected based on the normal diffraction order light and the second focus error signal detected based on the unnecessary diffraction order light.
  • a third focus error signal detected based on this is detected.
  • the distance from the zero cross point of the first focus error signal to the zero cross point of the third focus error signal is the first focus obtained when information is recorded on or reproduced from the third information recording medium. It is at least twice the error signal pull-in range.
  • the third focus error signal can be prevented from affecting the first focus error signal, and the waveform of the first focus error signal can be maintained in an S shape.
  • the amplitude of the third focus error signal is larger than the amplitude of the second focus error signal.
  • the third focus error signal is more effective than the second focus error signal.
  • the influence on the error signal is great, and the third focus error signal can be prevented from affecting the first focus error signal.
  • the third focus error signal includes a plurality of third focus error signals, and is closest to the first focus error signal among the plurality of third focus error signals.
  • the distance between the zero cross point of the third focus error signal and the zero cross point of the first focus error signal is obtained when information is recorded on or reproduced from the third information recording medium. It is preferably at least twice the pull-in range of the first focus error signal.
  • the third focus error signal includes a plurality of third focus error signals.
  • the distance between the zero-cross point of the third focus error signal closest to the first focus error signal among the plurality of third focus error signals and the zero-cross point of the first focus error signal is the third This is at least twice the pull-in range of the first focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the information recording medium.
  • the third focus error signal includes a plurality of third focus error signals, and is based on an amplitude of the second focus error signal among the plurality of third focus error signals.
  • the distance between the zero cross point of the third focus error signal having a larger amplitude and the zero cross point of the first focus error signal records or reproduces information on the third information recording medium. It is preferable to be at least twice the pull-in range of the first focus error signal obtained in this case.
  • the third focus error signal includes a plurality of third focus error signals.
  • the distance between the zero cross point of the third focus error signal having an amplitude larger than the amplitude of the second focus error signal among the plurality of third focus error signals and the zero cross point of the first focus error signal Is more than twice the pull-in range of the first focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the third information recording medium.
  • An optical head is an optical head for recording or reproducing information with respect to the information recording surfaces of the first and second information recording media having different protective substrate thicknesses, respectively.
  • the first wavelength ⁇ 1 and the second wavelength ⁇ 2 are emitted to light sources that emit laser beams having different first wavelength ⁇ 1 and second wavelength ⁇ 2.
  • the first wavelength ⁇ 1 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the second wavelength ⁇ 2 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680.
  • At least one surface of the objective lens has a diffractive structure having a step that gives an optical path length difference to the incident laser light, and the diffractive structure transmits the objective lens Laser of the second wavelength ⁇ 2 To normal diffraction order light that converges on the information recording surface of the second information recording medium and unwanted diffraction order light that converges at a position away from the information recording surface of the second information recording medium.
  • the distance from the convergence point of the normal diffraction order light to the virtual light collection point formed by the virtual diffraction order light between the convergence point of the normal diffraction order light and the light collection point of the unnecessary diffraction order light is This is at least twice the pull-in range of the focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the second information recording medium.
  • the light source emits laser beams having different first and second wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2.
  • the objective lens converges the laser beams having the first wavelength ⁇ 1 and the second wavelength ⁇ 2 on the information recording surfaces of the first and second information recording media.
  • the first wavelength ⁇ 1 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the second wavelength ⁇ 2 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm].
  • At least one surface of the objective lens has a diffractive structure having a step that gives an optical path length difference to incident laser light.
  • the diffractive structure includes normal diffraction order light that converges on the information recording surface of the second information recording medium from the laser light having the second wavelength ⁇ 2 that passes through the objective lens, and information recording on the second information recording medium.
  • Undesired diffraction order light that is condensed at a position away from the surface is generated.
  • the distance from the convergence point of the normal diffraction order light to the virtual light collection point formed by the virtual diffraction order light between the convergence point of the normal diffraction order light and the light collection point of the unnecessary diffraction order light is the second This is at least twice the pull-in range of the focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the information recording medium.
  • the virtual diffraction order light that forms a virtual condensing point between the convergence point of the regular diffraction order light and the condensing point of the unnecessary diffraction order light does not affect the focus error signal, it has a diffraction structure.
  • the focus servo function can be effectively operated.
  • An objective lens according to another aspect of the present invention has different first wavelength ⁇ 1, second wavelength ⁇ 2, and second wavelength on the information recording surfaces of the first to third information recording media having different protective substrate thicknesses.
  • the first wavelength ⁇ 1 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the second wavelength ⁇ 2 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm]
  • the third wavelength ⁇ 3 is 750 [nm] ⁇ ⁇ 3 ⁇ 810 [nm]
  • the diffractive structure converges on the information recording surface of the third information recording medium from the laser light having the third wavelength ⁇ 3.
  • the distance to the virtual condensing point formed by the virtual diffraction order light between and 2 is 2 of the pull-in range of the focus error signal obtained when information is recorded on or reproduced from the third information recording medium Gives a lens effect that is double or more.
  • the objective lens has a diffractive structure having a step which gives an optical path length difference to incident laser light on at least one surface of the objective lens.
  • the first wavelength ⁇ 1 satisfies 390 [nm] ⁇ ⁇ 1 ⁇ 430 [nm]
  • the second wavelength ⁇ 2 satisfies 630 [nm] ⁇ ⁇ 2 ⁇ 680 [nm]
  • the third wavelength ⁇ 3 is 750.
  • [Nm] ⁇ ⁇ 3 ⁇ 810 [nm] is satisfied.
  • the diffractive structure is gathered from the laser light having the third wavelength ⁇ 3 at a position apart from the normal diffraction order light that converges on the information recording surface of the third information recording medium and the information recording surface of the third information recording medium.
  • Unnecessary diffraction order light is generated.
  • the diffractive structure has a distance from the convergence point of the normal diffraction order light to the virtual condensing point formed by the virtual diffraction order light between the convergence point of the normal diffraction order light and the condensing point of the unnecessary diffraction order light.
  • a lens action is provided that is at least twice the pull-in range of the focus error signal obtained when information is recorded or reproduced on the third information recording medium.
  • the virtual diffraction order light that forms a virtual condensing point between the convergence point of the regular diffraction order light and the condensing point of the unnecessary diffraction order light does not affect the focus error signal, it has a diffraction structure.
  • the focus servo function can be effectively operated.
  • An optical disc apparatus includes any one of the above-described optical heads, a motor for rotationally driving an information recording medium, and a control unit that controls the optical head and the motor. According to this configuration, the above optical head device can be applied to an optical disk device.
  • a computer performs an operation based on the optical disc device described above, an input unit for inputting information, information reproduced from the optical disc device and / or information input from the input unit.
  • a calculation unit and an output unit that outputs information reproduced from the optical disc device, information input from the input unit, and / or a result calculated by the calculation unit.
  • an optical disk device including the above-described optical head device can be applied to a computer.
  • An optical disc player includes the above optical disc device and a decoder that converts an information signal obtained from the optical disc device into image information. According to this configuration, an optical disk device including the above-described optical head device can be applied to an optical disk player.
  • An optical disc recorder includes the above-described optical disc device and an encoder that converts image information into an information signal for recording by the optical disc device. According to this configuration, an optical disk device including the above-described optical head device can be applied to an optical disk recorder.
  • the optical head according to the present invention can operate the focus servo function effectively when an objective lens having a diffractive structure is applied to the optical head, and the first to third information recordings having different protective substrate thicknesses. This is useful for an optical head that records or reproduces information on an information recording surface of a medium.
  • an objective lens used for an optical head an optical disk device including an optical head, a computer including an optical disk device, an optical disk player including an optical disk device, and an optical disk recorder including an optical disk device can record information on a BD, DVD, or CD. It can be reproduced and applied to a wide range of uses.

Landscapes

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Abstract

　対物レンズ（１０１）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（３９０［ｎｍ］≦λ１≦４３０［ｎｍ］）、第２の波長λ２（６３０［ｎｍ］≦λ２≦６８０［ｎｍ］）及び第３の波長λ３（７５０［ｎｍ］≦λ３≦８１０［ｎｍ］）のレーザ光を収束させ、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。

Description

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
　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 (11)

  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倍以上であることを特徴とする光学ヘッド。
  2. 　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倍以上であることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
  3. 　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を特徴とする請求項２記載の光学ヘッド。
  4. 　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倍以上であることを特徴とする請求項２又は３記載の光学ヘッド。
  5. 　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倍以上であることを特徴とする請求項２又は３記載の光学ヘッド。
  6. 　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倍以上であることを特徴とする光学ヘッド。
  7. 　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とを特徴とする対物レンズ。
  8. 　請求項１～６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。
  9. 　請求項８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。
  10. 　請求項８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。
  11. 　請求項８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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