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Title:
OBJECTIVE LENS AND OPTICAL PICKUP DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/147942
Kind Code:
A1
Abstract:
An optical pickup device and an objective lens which are capable of appropriately recording and/or reproducing information into/from three types of disks which are different in recording density, the configurations of which can be simplified and the costs of which can be reduced. Since the combination for diffraction orders of diffracted light generated from a circumferential optical path difference giving structure is (x, y, z) = (1, 1, 2), (1, 1, 0), (4, 2, 2), (4, 2, 0), (2, 1, 2) or (2, 1, 0), first and second luminous fluxes having passed through the circumferential optical path difference giving structure effectively form condensing spots on information recording surfaces of first and second optical disks, respectively, while a third luminous flux having passed through the circumferential optical path difference giving structure is not effectively condensed on an information recording surface of a third optical disk but flares.  This eliminates the necessity of providing individual aperture stops and ensures cost reduction and downsizing of the optical pickup device.

Inventors:
MIMORI MITSURU (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/059170
Publication Date:
December 10, 2009
Filing Date:
May 19, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KONICA MINOLTA OPTO INC (JP)
MIMORI MITSURU (JP)
International Classes:
G11B7/135
Domestic Patent References:
WO2008007553A12008-01-17
WO2007145202A12007-12-21
Foreign References:
JP2004247025A2004-09-02
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Claims:
 第1光源から出射される波長λ1(μm)の第1光束を用いて厚さt1の保護層を有する第1光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第2光源から出射される波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を用いて厚さt2(t1≦t2)の保護層を有する第2光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第3光源から出射される波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を用いて厚さt3(t2<t3)の保護層を有する第3光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
 前記対物レンズの光学面は、少なくとも、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域とを有し、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、
 前記中央領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記周辺領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光されず、
 前記周辺領域には、第2光路差付与構造が形成されており、
 前記第2光路差付与構造は、ブレーズ型構造である第1基礎構造と、階段型構造である第2基礎構造とを、前記第1基礎構造の全ての段差部の位置と前記第2基礎構造の段差部の位置が一致するように重畳させてなり、
 x、y、zを任意の整数としたときに、前記第2光路差付与構造に前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、x次回折光が最大の回折効率を有し、前記第2光路差付与構造に前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、y次回折光が最大の回折効率を有し、前記第2光路差付与構造に前記第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、z次回折光が最大の回折効率を有することを特徴とする対物レンズ。
 前記第2基礎構造は3分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (6λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (6λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、3分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項2に記載の対物レンズ。
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=1、|y|=1、|z|=2
であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の対物レンズ。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項2に記載の対物レンズ。
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=1、|y|=1、|z|=0
であることを特徴とする請求項1、5又は6のいずれか1項に記載の対物レンズ。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
  (4.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4.1λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項8に記載の対物レンズ。
  (7.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7.1λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=4、|y|=2、|z|=3
であることを特徴とする請求項1、8又は9のいずれか1項に記載の対物レンズ。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
  (4λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項11に記載の対物レンズ。
  (7λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=4、|y|=2、|z|=1
であることを特徴とする請求項1、11又は12のいずれか1項に記載の対物レンズ。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
  (2.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2.1λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項14に記載の対物レンズ。
  (5.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.1λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=2、|y|=1、|z|=2
であることを特徴とする請求項1、14又は15のいずれか1項に記載の対物レンズ。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
  (2λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項17に記載の対物レンズ。
  (5.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.05λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=2、|y|=1、|z|=0
であることを特徴とする請求項1、17又は18のいずれか1項に記載の対物レンズ。
 前記対物レンズは、前記周辺領域の周囲に形成された輪帯状の最周辺領域を有し、
 前記中央領域と前記周辺領域と前記最周辺領域を通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記最周辺領域を通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光されず、
 前記中央領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記周辺領域と前記最周辺領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光されないことを特徴とする請求項1~19のいずれか1項に記載の対物レンズ。
 第1光源から出射される波長λ1(μm)の第1光束を用いて厚さt1の保護層を有する第1光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第2光源から出射される波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を用いて厚さt2(t1≦t2)の保護層を有する第2光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第3光源から出射される波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を用いて厚さt3(t2<t3)の保護層を有する第3光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置において、
 前記対物レンズの光学面は、少なくとも、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域とを有し、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、
 前記中央領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記周辺領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光されず、
 前記周辺領域には、第2光路差付与構造が形成されており、
 前記第2光路差付与構造は、ブレーズ型構造である第1基礎構造と、階段型構造である第2基礎構造とを、前記第1基礎構造の全ての段差部の位置と前記第2基礎構造の段差部の位置が一致するように重畳させてなり、
 x、y、zを任意の整数としたときに、前記第2光路差付与構造に前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、x次回折光が最大の回折効率を有し、前記第2光路差付与構造に前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、y次回折光が最大の回折効率を有し、前記第2光路差付与構造に前記第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、z次回折光が最大の回折効率を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
 前記第2基礎構造は3分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項21に記載の光ピックアップ装置。
  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (6λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (6λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、3分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項22に記載の光ピックアップ装置。
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=1、|y|=1、|z|=2
であることを特徴とする請求項21~23のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項21に記載の光ピックアップ装置。
  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項25に記載の光ピックアップ装置。
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=1、|y|=1、|z|=0
であることを特徴とする請求項21、25又は26のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項21に記載の光ピックアップ装置。
  (4.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4.1λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項28に記載の光ピックアップ装置。
  (7.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7.1λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=4、|y|=2、|z|=3
であることを特徴とする請求項21、28又は29のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項21に記載の光ピックアップ装置。
  (4λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項31に記載の光ピックアップ装置。
  (7λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=4、|y|=2、|z|=1
であることを特徴とする請求項21、31又は32のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項21に記載の光ピックアップ装置。
  (2.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2.1λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項34に記載の光ピックアップ装置。
  (5.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.1λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=2、|y|=1、|z|=2
であることを特徴とする請求項21、34又は35のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
 前記第2基礎構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項21に記載の光ピックアップ装置。
  (2λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対物レンズの屈折率を表す。
 前記第2光路差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項37に記載の光ピックアップ装置。
  (5.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.05λ1+0.2λ1)/(n-1)
 |x|=2、|y|=1、|z|=0
であることを特徴とする請求項21、37又は38のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
 前記対物レンズは、前記周辺領域の周囲に形成された輪帯状の最周辺領域を有し、
 前記中央領域と前記周辺領域と前記最周辺領域を通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記最周辺領域を通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光されず、
 前記中央領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記周辺領域と前記最周辺領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光されないことを特徴とする請求項21~39のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
Description:
対物レンズ及び光ピックアップ 置

 本発明は、異なる種類の光ディスクに対 て互換可能に情報の記録及び/又は再生を行 える光ピックアップ装置及びそれに用いる対 物レンズに関する。

 近年、光ピックアップ装置において、光 ィスクに記録された情報の再生や、光ディ クへの情報の記録のための光源として使用 れるレーザ光源の短波長化が進み、例えば 青紫色半導体レーザや、第2高調波を利用し て赤外半導体レーザの波長変換を行う青色SHG レーザ等、波長400~420nmのレーザ光源が実用化 されつつある。これら青紫色レーザ光源を使 用すると、DVD(デジタルバーサタイルディス )と同じ開口数(NA)の対物レンズを使用する場 合で、直径12cmの光ディスクに対して、15~20GB 情報の記録が可能となり、対物レンズのNA 0.85にまで高めた場合には、直径12cmの光ディ スクに対して、23~25GBの情報の記録が可能と る。以下、本明細書では、青紫色レーザ光 を使用する光ディスク及び光磁気ディスク 総称して「高密度光ディスク」という。

 尚、NA0.85の対物レンズを使用する高密度 ディスクでは、光ディスクの傾き(スキュー )に起因して発生するコマ収差が増大するた 、DVDにおける場合よりも保護層を薄く設計 (DVDの0.6mmに対して、0.1mm)、スキューによる マ収差量を低減しているものがある。とこ で、かかるタイプの高密度光ディスクに対 て適切に情報の記録/再生ができると言うだ では、光ディスクプレーヤ/レコーダ(光情 記録再生装置)の製品としての価値は十分な のとはいえない。現在において、多種多様 情報を記録したDVDやCD(コンパクトディスク) が販売されている現実をふまえると、高密度 光ディスクに対して情報の記録/再生ができ だけでは足らず、例えばユーザが所有して るDVDやCDに対しても同様に適切に情報の記録 /再生ができるようにすることが、高密度光 ィスク用の光ディスクプレーヤ/レコーダと ての商品価値を高めることに通じるのであ 。このような背景から、高密度光ディスク の光ディスクプレーヤ/レコーダに搭載され る光ピックアップ装置は、高密度光ディスク とDVD、更にはCDとの何れに対しても互換性を 持しながら適切に情報を記録/再生できる性 能を有することが望まれる。

 高密度光ディスクとDVD、更にはCDとの何 に対しても互換性を維持しながら適切に情 を記録/再生できるようにする方法として、 密度光ディスク用の光学系とDVDやCD用の光 系とを情報を記録/再生する光ディスクの記 密度に応じて選択的に切り替える方法が考 られるが、複数の光学系が必要となるので 小型化に不利であり、またコストが増大す 。

 従って、光ピックアップ装置の構成を簡 化し、低コスト化を図るためには、互換性 有する光ピックアップ装置においても、高 度光ディスク用の光学系とDVDやCD用の光学 とを共通化して、光ピックアップ装置を構 する光学部品点数を極力減らすのが好まし 。そして、光ディスクに対向して配置され 対物レンズを共通化することが光ピックア プ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も 利となる。尚、記録/再生波長が互いに異な 複数種類の光ディスクに対して共通に使用 能な対物レンズを得るためには、球面収差 波長依存性を有する光路差付与構造を対物 学系に形成することで、波長の違いや保護 の厚みの違いにより発生する球面収差を低 する必要がある。

 特許文献1には、光路差付与構造を有し、 高密度光ディスクと従来のDVD及びCDに対して 通に使用可能な対物レンズに用いる光学素 が記載されている。

特開2006-185576号公報

 ところで、高密度光ディスク、DVD及びCD 対して共通に使用する一般的な光ピックア プ装置において、各光ディスク使用時の有 径が異なるので、それぞれ光束を制限する 変の開口絞りを設けている。これに対し、 折構造を用いて、例えばCDの有効径外を通過 する光束を、CDの情報記録面上でフレアにす ような回折光に変換すれば、機械的な開口 りを設けずに済むという問題がある。そこ 本発明者は、鋭意研究の結果、高密度光デ スク及びDVDの情報記録面には適切な集光ス ットを形成すると共に、CDの情報記録面で 適切なフレアを発生できる回折次数の組み わせを得ることに成功した。ところが、一 的なブレーズ型或いは階段型の回折構造で 得られた回折次数の組み合わせを実現しよ とすると、実用に適さないほどに回折効率 低下するという問題があることが判明した

 これに対し、特許文献1に開示された技術 によれば、第1の光路差関数を第2の光路差関 に足し合わせて形成される光路差付与構造 対物レンズに形成しているので、高密度光 ィスク用の光束、DVD用の光束及びCD用の光 が入射した場合、高い回折効率を維持しつ 任意の次数の回折光を発生させることがで るという特徴がある。

 ところが、第1の光路差関数と第2の光路 関数とを関係づけないで足し合わせた場合 最終的な光路差付与構造において、特許文 1の図3に示すように、谷底に小突起が生じた り、山頂に窪みが生じるなど複雑な構造とな り、成形金型の構成が困難になると共に、成 形時に金型の奥まで素材が入り込みにくくな り、成形された対物レンズの光学面が理想形 状で転写されにくく、所望の光学特性を得る ことが困難となる。

 本発明は、上述の問題を考慮してなされ ものであり、対物レンズとして単玉のレン を用いたとしても、高密度光ディスク(特に BD)とDVDとCD等の、記録密度が異なる3種類のデ ィスクに対して情報の記録及び/又は再生を 切に行うことができる光ピックアップ装置 び対物レンズであって、所望の光学特性を 揮できると共に、成形金型の構成が複雑な のになりすぎる事を防止し、転写性を良好 でき、その構成の簡素化、低コスト化を実 可能な対物レンズ及びそれを用いた光ピッ アップ装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項1記載 発明は、第1光源から出射される波長λ1(μm) 第1光束を用いて厚さt1の保護層を有する第1 ディスクの情報記録面に対して集光スポッ 形成を行い、第2光源から出射される波長λ2 (λ1<λ2)の第2光束を用いて厚さt2(t1≦t2)の保 護層を有する第2光ディスクの情報記録面に して集光スポット形成を行い、第3光源から 射される波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を用いて 厚さt3(t2<t3)の保護層を有する第3光ディス の情報記録面に対して集光スポット形成を う対物レンズを備えた光ピックアップ装置 対物レンズにおいて、
 前記対物レンズの光学面は、少なくとも、 軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲 形成された輪帯状の周辺領域とを有し、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した 記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記 面に情報の記録及び/又は再生ができるよう 集光され、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した 記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記 面に情報の記録及び/又は再生ができるよう 集光され、
 前記中央領域を通過した前記第3光束が、前 記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録 び/又は再生ができるように集光され、前記 辺領域を通過した前記第3光束が、前記第3 ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又 再生ができるように集光されず、
 前記周辺領域には、第2光路差付与構造が形 成されており、
 前記第2光路差付与構造は、ブレーズ型構造 である第1基礎構造と、階段型構造である第2 礎構造とを、前記第1基礎構造の全ての段差 部の位置と前記第2基礎構造の段差部の位置 一致するように重畳させてなり、
 x、y、zを任意の整数としたときに、前記第2 光路差付与構造に前記第1光束が入射した場 に発生する回折光のうち、x次回折光が最大 回折効率を有し、前記第2光路差付与構造に 前記第2光束が入射した場合に発生する回折 のうち、y次回折光が最大の回折効率を有し 前記第2光路差付与構造に前記第3光束が入 した場合に発生する回折光のうち、z次回折 が最大の回折効率を有することを特徴とす 。

 例えばブレーズ型形状の回折構造又は階 形状の回折構造のいずれかのみを互換用の 物レンズに形成する場合、回折効率が高い 1光束と第2光束と第3光束の回折次数の組み わせが定まってしまうため、設計の自由度 低下するという問題がある。本発明の第2光 路差付与構造のように第1基礎構造と第2基礎 造とを重畳させることで、任意の回折次数 選択を行うことが出来、設計の自由度が向 すると共に、単一の光路差関数を使用して 計することが可能なため、設計がしやすく る。加えて、前記第1基礎構造の全ての段差 部の位置と前記第2基礎構造の段差部の位置 一致するように重畳させることにより、前 光路差付与構造をシンプルにすることがで 、対物レンズの成形金型の加工が容易にな 、対物レンズの成形時に樹脂やガラスが金 の末端まで入り込みやすく、製造精度を高 ることが出来、設計値に近い光量を得る事 可能となり、光量ロスを減らすことが可能 なる。

 請求項2に記載の対物レンズは、請求項1 記載の発明において、前記第2基礎構造は3分 割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( m)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな 差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1 礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm) 以下の条件式を満たすことを特徴とする。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (6λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (6λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項3に記載の対物レンズは、請求項2 記載の発明において、前記第2光路差付与構 は、3分割のブレーズ階段型構造であり、前 記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光 方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすこ を特徴とする。

  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 請求項4に記載の対物レンズは、請求項1~3の いずれかに記載の発明において、
 |x|=1、|y|=1、|z|=2
であることを特徴とする。

 請求項5に記載の対物レンズは、請求項1 記載の発明において、前記第2基礎構造は2分 割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( m)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな 差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1 礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm) 以下の条件式を満たすことを特徴とする。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項6に記載の対物レンズは、請求項2 記載の発明において、前記第2光路差付与構 は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前 記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光 方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすこ を特徴とする。

  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 請求項7に記載の対物レンズは、請求項1、5 は6のいずれかに記載の発明において、
 |x|=1、|y|=1、|z|=0
であることを特徴とする。

 請求項8に記載の対物レンズは、請求項1 記載の発明において、前記第2基礎構造は2分 割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( m)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな 差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1 礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm) 以下の条件式を満たすことを特徴とする。

  (4.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4.1λ1+0.4λ1)/(n- 1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項9に記載の対物レンズは、請求項8 記載の発明において、前記第2光路差付与構 は、2分割のブレーズ階段型構造であり、前 記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光 方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たすこ を特徴とする。

  (7.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7.1λ1+0.2λ1)/(n- 1)
 請求項10に記載の対物レンズは、請求項1、8 又は9のいずれかに記載の発明において、
 |x|=4、|y|=2、|z|=3
であることを特徴とする。

 請求項11に記載の対物レンズは、請求項1 記載の発明において、前記第2基礎構造は2 割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな 差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1 礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm) が以下の条件式を満たすことを特徴とする。

  (4λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項12に記載の対物レンズは、請求項11 に記載の発明において、前記第2光路差付与 造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、 記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光 軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たす とを特徴とする。

  (7λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7λ1+0.2λ1)/(n-1)
 請求項13に記載の対物レンズは、請求項1、1 1又は12のいずれかに記載の発明において、
 |x|=4、|y|=2、|z|=1
であることを特徴とする。

 請求項14に記載の対物レンズは、請求項1 記載の発明において、前記第2基礎構造は2 割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな 差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1 礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm) が以下の条件式を満たすことを特徴とする。

  (2.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2.1λ1+0.4λ1)/(n- 1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項15に記載の対物レンズは、請求項14 に記載の発明において、前記第2光路差付与 造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、 記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光 軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たす とを特徴とする。

  (5.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.1λ1+0.2λ1)/(n- 1)
 請求項16に記載の対物レンズは、請求項1、1 4又は15のいずれかに記載の発明において、
 |x|=2、|y|=1、|z|=2
であることを特徴とする。

 請求項17に記載の対物レンズは、請求項1 記載の発明において、前記第2基礎構造は2 割の階段型構造であり、前記第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( μm)と前記第2基礎構造の階段型構造の大きな 差の光軸方向の長さd22(μm)、及び、前記第1 礎構造の前記段差部の光軸方向の長さd1(μm) が以下の条件式を満たすことを特徴とする。

  (2λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項18に記載の対物レンズは、請求項17 に記載の発明において、前記第2光路差付与 造は、2分割のブレーズ階段型構造であり、 記第2光路差付与構造の最も大きな段差の光 軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式を満たす とを特徴とする。

  (5.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.05λ1+0.2λ1)/( n-1)
 請求項19に記載の対物レンズは、請求項1、1 7又は18のいずれかに記載の発明において、
 |x|=2、|y|=1、|z|=0
であることを特徴とする。

 請求項20に記載の対物レンズは、請求項1~19 いずれかに記載の発明において、
 前記対物レンズは、前記周辺領域の周囲に 成された輪帯状の最周辺領域を有し、
 前記中央領域と前記周辺領域と前記最周辺 域を通過した前記第1光束が、前記第1光デ スクの情報記録面に情報の記録及び/又は再 ができるように集光され、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した 記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記 面に情報の記録及び/又は再生ができるよう 集光され、前記最周辺領域を通過した前記 2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面 に情報の記録及び/又は再生ができるように 光されず、
 前記中央領域を通過した前記第3光束が、前 記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録 び/又は再生ができるように集光され、前記 辺領域と前記最周辺領域を通過した前記第3 光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に 報の記録及び/又は再生ができるように集光 れないことを特徴とする。

 請求項21に記載の光ピックアップ装置は、 1光源から出射される波長λ1(μm)の第1光束を いて厚さt1の保護層を有する第1光ディスク 情報記録面に対して集光スポット形成を行 、第2光源から出射される波長λ2(λ1<λ2)の 第2光束を用いて厚さt2(t1≦t2)の保護層を有す る第2光ディスクの情報記録面に対して集光 ポット形成を行い、第3光源から出射される 長λ3(λ2<λ3)の第3光束を用いて厚さt3(t2< t3)の保護層を有する第3光ディスクの情報記 面に対して集光スポット形成を行う対物レ ズを備えた光ピックアップ装置において、
 前記対物レンズの光学面は、少なくとも、 軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲 形成された輪帯状の周辺領域とを有し、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した 記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記 面に情報の記録及び/又は再生ができるよう 集光され、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した 記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記 面に情報の記録及び/又は再生ができるよう 集光され、
 前記中央領域を通過した前記第3光束が、前 記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録 び/又は再生ができるように集光され、前記 辺領域を通過した前記第3光束が、前記第3 ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又 再生ができるように集光されず、
 前記周辺領域には、第2光路差付与構造が形 成されており、
 前記第2光路差付与構造は、ブレーズ型構造 である第1基礎構造と、階段型構造である第2 礎構造とを、前記第1基礎構造の全ての段差 部の位置と前記第2基礎構造の段差部の位置 一致するように重畳させてなり、
 x、y、zを任意の整数としたときに、前記第2 光路差付与構造に前記第1光束が入射した場 に発生する回折光のうち、x次回折光が最大 回折効率を有し、前記第2光路差付与構造に 前記第2光束が入射した場合に発生する回折 のうち、y次回折光が最大の回折効率を有し 前記第2光路差付与構造に前記第3光束が入 した場合に発生する回折光のうち、z次回折 が最大の回折効率を有することを特徴とす 。

 請求項22に記載の光ピックアップ装置は 請求項21に記載の発明において、前記第2基 構造は3分割の階段型構造であり、前記第2基 礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向 の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造 の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び 前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の 長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特 とする。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (6λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (6λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項23に記載の光ピックアップ装置は 請求項22に記載の発明において、前記第2光 差付与構造は、3分割のブレーズ階段型構造 あり、前記第2光路差付与構造の最も大きな 段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式 満たすことを特徴とする。

  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1 )。

 請求項24に記載の光ピックアップ装置は、 求項21~23のいずれかに記載の発明において、
 |x|=1、|y|=1、|z|=2
であることを特徴とする。

 請求項25に記載の光ピックアップ装置は 請求項21に記載の発明において、前記第2基 構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基 礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向 の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造 の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び 前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の 長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特 とする。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項26に記載の光ピックアップ装置は 請求項25に記載の発明において、前記第2光 差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造 あり、前記第2光路差付与構造の最も大きな 段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式 満たすことを特徴とする。

  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 請求項27に記載の光ピックアップ装置は、 求項21、25又は26のいずれかに記載の発明に いて、
 |x|=1、|y|=1、|z|=0
であることを特徴とする。

 請求項28に記載の光ピックアップ装置は 請求項21に記載の発明において、前記第2基 構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基 礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向 の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造 の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び 前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の 長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特 とする。

  (4.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4.1λ1+0.4λ1)/(n- 1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項29に記載の光ピックアップ装置は 請求項28に記載の発明において、前記第2光 差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造 あり、前記第2光路差付与構造の最も大きな 段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式 満たすことを特徴とする。

  (7.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7.1λ1+0.2λ1)/(n- 1)
 請求項30に記載の光ピックアップ装置は、 求項21、28又は29のいずれかに記載の発明に いて、
 |x|=4、|y|=2、|z|=3
であることを特徴とする。

 請求項31に記載の光ピックアップ装置は 請求項21に記載の発明において、前記第2基 構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基 礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向 の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造 の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び 前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の 長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特 とする。

  (4λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項32に記載の光ピックアップ装置は 請求項31に記載の発明において、前記第2光 差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造 あり、前記第2光路差付与構造の最も大きな 段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式 満たすことを特徴とする。

  (7λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7λ1+0.2λ1)/(n-1)
 請求項33に記載の光ピックアップ装置は、 求項21、31又は32のいずれかに記載の発明に いて、
 |x|=4、|y|=2、|z|=1
であることを特徴とする。

 請求項34に記載の光ピックアップ装置は 請求項21に記載の発明において、前記第2基 構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基 礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向 の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造 の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び 前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の 長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特 とする。

  (2.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2.1λ1+0.4λ1)/(n- 1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項35に記載の光ピックアップ装置は 請求項34に記載の発明において、前記第2光 差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造 あり、前記第2光路差付与構造の最も大きな 段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式 満たすことを特徴とする。

  (5.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.1λ1+0.2λ1)/(n- 1)
 請求項36に記載の光ピックアップ装置は、 求項21、34又は35のいずれかに記載の発明に いて、
 |x|=2、|y|=1、|z|=2
であることを特徴とする。

 請求項37に記載の光ピックアップ装置は 請求項21に記載の発明において、前記第2基 構造は2分割の階段型構造であり、前記第2基 礎構造の階段型構造の小さい段差の光軸方向 の長さd21(μm)と前記第2基礎構造の階段型構造 の大きな段差の光軸方向の長さd22(μm)、及び 前記第1基礎構造の前記段差部の光軸方向の 長さd1(μm)が以下の条件式を満たすことを特 とする。

  (2λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 ただし、nは、前記第1光束における前記対 レンズの屈折率を表す。

 請求項38に記載の光ピックアップ装置は 請求項37に記載の発明において、前記第2光 差付与構造は、2分割のブレーズ階段型構造 あり、前記第2光路差付与構造の最も大きな 段差の光軸方向の長さd0(μm)が以下の条件式 満たすことを特徴とする。

  (5.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.05λ1+0.2λ1)/( n-1)
 請求項39に記載の光ピックアップ装置は、 求項21、37又は38のいずれかに記載の発明に いて、
 |x|=2、|y|=1、|z|=0
であることを特徴とする。

 請求項40に記載の光ピックアップ装置は、 求項21~39のいずれかに記載の発明において、
 前記対物レンズは、前記周辺領域の周囲に 成された輪帯状の最周辺領域を有し、
 前記中央領域と前記周辺領域と前記最周辺 域を通過した前記第1光束が、前記第1光デ スクの情報記録面に情報の記録及び/又は再 ができるように集光され、
 前記中央領域と前記周辺領域とを通過した 記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記 面に情報の記録及び/又は再生ができるよう 集光され、前記最周辺領域を通過した前記 2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面 に情報の記録及び/又は再生ができるように 光されず、
 前記中央領域を通過した前記第3光束が、前 記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録 び/又は再生ができるように集光され、前記 辺領域と前記最周辺領域を通過した前記第3 光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に 報の記録及び/又は再生ができるように集光 れないことを特徴とする。
前記第1光束が前記対物レンズに入射する時 、前記対物レンズの結像倍率m1が、下記の式 (1)を満たし、前記第2光束が前記対物レンズ 入射する時の、前記対物レンズの結像倍率m2 が、下記の式(2)を満たし、前記第3光束が前 対物レンズに入射する時の、前記対物レン の結像倍率m3が、下記の式(3)を満たすことを 特徴とする。

 m1<0     (1)
 m2<0     (2)
 0<m3     (3)
 本発明に係る光ピックアップ装置は、第1光 源、第2光源、第3光源の少なくとも3つの光源 を有する。さらに、本発明の光ピックアップ 装置は、第1光束を第1光ディスクの情報記録 上に集光させ、第2光束を第2光ディスクの 報記録面上に集光させ、第3光束を第3光ディ スクの情報記録面上に集光させるための集光 光学系を有する。また、本発明の光ピックア ップ装置は、第1光ディスク、第2光ディスク は第3光ディスクの情報記録面からの反射光 束を受光する受光素子を有する。このときの 第1光ディスクはBD(Blu-ray Disc)又はHD DVD(以下 HDと記載)、第2光ディスクはDVDである事が好 ましく、第3光ディスクはCDであることが好ま しいが、これに限られない。第1光ディスク 第2光ディスク、又は第3光ディスクは、複数 の情報記録面を有する複数層の光ディスクで もよい。

 BDは、NA0.85の対物レンズにより情報の記 /再生が行われ、保護基板の厚さが0.1mm程度 ある。また、HDは、NA0.65乃至0.67の対物レン により情報の記録/再生が行われ、保護基板 厚さが0.6mm程度である。更に、DVDとは、NA0.6 0~0.67程度の対物レンズにより情報の記録/再 が行われ、保護基板の厚さが0.6mm程度である DVD系列光ディスクの総称であり、DVD-ROM、DVD-V ideo、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW 等を含む。また、本明細書においては、CDと 、NA0.45~0.53程度の対物レンズにより情報の 録/再生が行われ、保護基板の厚さが1.2mm程 であるCD系列光ディスクの総称であり、CD-ROM 、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等を含む。尚、 録密度については、BDの記録密度が最も高く 、次いでHD、DVD、CDの順に低くなる。

 なお、保護基板の厚さt1、t2、t3に関して 、以下の条件式(4)、(5)、(6)を満たすことが ましいが、これに限られない。

 0.0750mm≦t1≦0.1125mm 又は 0.5mm≦t1≦0.7mm                 (4)
 0.5mm≦t2≦0.7mm      (5)
 1.0mm≦t3≦1.3mm      (6)
 本明細書において、第1光源、第2光源、第3 源は、好ましくはレーザ光源である。
レーザ光源としては、好ましくは半導体レー ザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る 。第1光源から出射される第1光束の第1波長λ1 、第2光源から出射される第2光束の第2波長λ2 (λ2>λ1)、第3光源から出射される第3光束の 3波長λ3(λ3>λ2)は以下の条件式(7)、(8)を満 たすことが好ましい。

 1.5×λ1<λ2<1.7×λ1    (7)
 1.9×λ1<λ3<2.1×λ1    (8)
 また、第1光ディスク、第2光ディスク、第3 ディスクとして、それぞれ、BD又はHD、DVD及 びCDが用いられる場合、第1光源の第1波長λ1 好ましくは、0.35μm以上、0.44μm以下、より好 ましくは、0.38μm以上、0.415μm以下であって、 第2光源の第2波長λ2は好ましくは0.57μm以上、 0.68μm以下、より好ましくは0.63μm以上、0.67μm 以下であって、第3光源の第3波長λ3は好まし は、0.75μm以上、0.88μm以下、より好ましく 、0.76μm以上、0.82μm以下である。

 また、第1光源、第2光源、第3光源のうち なくとも2つの光源をユニット化してもよい 。ユニット化とは、例えば第1光源と第2光源 が1パッケージに固定収納されているような ものをいう。また、光源に加えて、後述する 受光素子を1パッケージ化してもよい。

 受光素子としては、フォトダイオードな の光検出器が好ましく用いられる。光ディ クの情報記録面上で反射した光が受光素子 入射し、その出力信号を用いて、各光ディ クに記録された情報の読み取り信号が得ら る。さらに、受光素子上のスポットの形状 化、位置変化による光量変化を検出して、 焦検出やトラック検出を行い、この検出に づいて、合焦、トラッキングのために対物 ンズを移動させることが出来る。受光素子 、複数の光検出器からなっていてもよい。 光素子は、メインの光検出器とサブの光検 器を有していてもよい。例えば、情報の記 再生に用いられるメイン光を受光する光検 器の両脇に2つのサブの光検出器を設け、当 該2つのサブの光検出器によってトラッキン 調整用のサブ光を受光するような受光素子 してもよい(いわゆる3ビーム法)。また、受 素子は各光源に対応した複数の受光素子を していてもよい。

 集光光学系は、対物レンズを有する。集 光学系は、対物レンズのみを有していても いが、集光光学系は、対物レンズの他にコ メータ等のカップリングレンズを有してい もよい。カップリングレンズとは、対物レ ズと光源の間に配置され、光束の発散角を える単レンズ又はレンズ群のことをいう。 リメータは、カップリングレンズの一種で コリメータに入射した光を平行光にして出 するレンズである。更に集光光学系は、光 から射出された光束を、情報の記録再生に いられるメイン光束と、トラッキング等に いられる二つのサブ光束とに分割する回折 学素子などの光学素子を有していてもよい 本明細書において、対物レンズとは、光ピ クアップ装置において光ディスクに対向す 位置に配置され、光源から射出された光束 光ディスクの情報記録面上に集光する機能 有する光学系を指す。好ましくは、対物レ ズとは、光ピックアップ装置において光デ スクに対向する位置に配置され、光源から 出された光束を光ディスクの情報記録面上 集光する機能を有する光学系であって、更 、アクチュエータにより少なくとも光軸方 に一体的に変位可能とされた光学系を指す 対物レンズは、好ましくは単玉の対物レン であるが、複数の光学素子から形成されて ても良い。また、対物レンズは、ガラスレ ズであってもプラスチックレンズであって 、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂 どで光路差付与構造などを設けたハイブリ ドレンズであってもよい。また、対物レン は、屈折面が非球面であることが好ましい また、対物レンズは、光路差付与構造が設 られるベース面が非球面であることが好ま い。

 また、対物レンズをガラスレンズとする 合は、ガラス転移点Tgが400℃以下であるガ ス材料を使用することが好ましい。ガラス 移点Tgが400℃以下であるガラス材料を使用す ることにより、比較的低温での成形が可能と なるので、金型の寿命を延ばすことが出来る 。このようなガラス転移点Tgが低いガラス材 としては、例えば(株)住田光学ガラス製のK- PG325や、K-PG375(共に製品名)がある。

 ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂 ンズよりも比重が大きいため、対物レンズ ガラスレンズとすると、重量が大きくなり 物レンズを駆動するアクチュエータに負担 かかる。そのため、対物レンズをガラスレ ズとする場合には、比重が小さいガラス材 を使用するのが好ましい。具体的には、比 が3.0以下であるのが好ましく、2.8以下であ のがより好ましい。

 また、対物レンズをプラスチックレンズと る場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を 用するのが好ましく、環状オレフィン系の でも、波長405nmに対する温度25℃での屈折率 が1.52乃至1.60の範囲内であって、-5℃から70℃ の温度範囲内での温度変化に伴う波長405nmに する屈折率変化率dN/dT(℃ -1 )が-20×10 -5 乃至-5×10 -5 (より好ましくは、-10×10 -5 乃至-8×10 -5 )の範囲内である樹脂材料を使用するのがよ 好ましい。また、対物レンズをプラスチッ レンズとする場合、カップリングレンズも ラスチックレンズとすることが好ましい。

 対物レンズについて、以下に記載する。 物レンズの少なくとも一つの光学面が、中 領域と、中央領域の周りの周辺領域とを有 る。対物レンズの少なくとも一つの光学面 、周辺領域の周りに最周辺領域を有してい もよい。中央領域は、対物レンズの光軸を む領域であることが好ましいが、含まない 域であってもよい。中央領域、周辺領域、 び最周辺領域は同一の光学面上に設けられ いることが好ましい。図1に示されるように 、中央領域CN、周辺領域MD、最周辺領域OTは、 同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円 状に設けられていることが好ましい。また、 対物レンズの中央領域には第1光路差付与構 が設けられることが好ましい。また、周辺 域には第2光路差付与構造が設けられていて よい。最周辺領域を有する場合、最周辺領 は屈折面であってもよいし、最周辺領域に 3光路差付与構造が設けられていてもよい。 中央領域、周辺領域、最周辺領域はそれぞれ 隣接していることが好ましいが、間に僅かに 隙間があっても良い。

 第1光路差付与構造は、対物レンズの中央 領域の面積の70%以上の領域に設けられている ことが好ましく、90%以上がより好ましい。よ り好ましくは、第1光路差付与構造が、中央 域の全面に設けられていることである。第2 路差付与構造は、対物レンズの周辺領域の 積の70%以上の領域に設けられていることが ましく、90%以上がより好ましい。より好ま くは、第2光路差付与構造が、周辺領域の全 面に設けられていることである。第3光路差 与構造は、対物レンズの最周辺領域の面積 70%以上の領域に設けられていることが好ま く、90%以上がより好ましい。より好ましく 、第3光路差付与構造が、最周辺領域の全面 設けられていることである。

 なお、本明細書でいう光路差付与構造と 、入射光束に対して光路差を付加する構造 総称である。光路差付与構造には、位相差 付与する位相差付与構造も含まれる。また 位相差付与構造には回折構造が含まれる。 願発明の光路差付与構造は、回折構造であ といえる。光路差付与構造は、段差を有し 好ましくは段差を複数有する。この段差に り入射光束に光路差及び/又は位相差が付加 される。光路差付与構造により付加される光 路差は、入射光束の波長の整数倍であっても 良いし、入射光束の波長の非整数倍であって も良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間 隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂 直方向に非周期的な間隔をもって配置されて いてもよい。

 光路差付与構造は、光軸を中心とする同 円状の複数の輪帯を有することが好ましい また、光路差付与構造は、様々な断面形状( 光軸を含む面での断面形状)をとり得る。特 、第2光路差付与構造は、光軸を含む断面形 がブレーズ型構造である第1基礎構造と、光 軸を含む断面形状が階段型構造である第2基 構造とを重畳させたものが好ましい。

 ブレーズ型構造とは、図2(a)、(b)に示され るように、光路差付与構造を有する光学素子 の光軸を含む断面形状が、鋸歯状の形状とい うことであり、別の言い方としては、光路差 付与構造がベース面に対して、直角でも平行 でもない、斜めの面を有するということであ る。また、階段型構造とは、図2(c)に示され ように、光路差付与構造を有する光学素子 光軸を含む断面形状が、小階段状のものを 数有するということであり、別の言い方と ては、光路差付与構造がベース面に対して 行な面と光軸に対して平行な面のみを有し ベース面に対して斜めの面を有さず、ベー 面の方向に進むに従って、段階的に光軸方 の長さが変化する小構造を複数有するとい ことである。また、基礎構造が階段型構造 ある場合、ベース面が曲率を有する面であ と、ベース面において光線が屈折するため 軸からの距離ごとに屈折角度が異なるとい 現象が生じる。そのため、ベース面を光軸 向に平行にシフトすることにより階段型構 を得るよりも、光線の進む方向にベース面 同じ光路長分シフトすることにより階段型 造を得る事が好ましい。尚、本明細書中、 X分割」とは、1つの階段型構造の光軸垂直方 向に対応する(向いた)輪帯状の面が、段差に って区分けされX個に分割されていることを いい、「小さい段差」とは、1つの階段型構 において、最も小さな光軸方向の段差をい 、「大きな段差」とは、1つの階段型構造に いて、最も大きな光軸方向の段差をいうも とする。

 第1基礎構造と第2基礎構造とを重畳する 合、第1基礎構造に、第1基礎構造とは異なる 第2基礎構造を、第1基礎構造の全ての段差部 位置と第2基礎構造の段差部の位置が一致す るように重畳することが好ましい。好ましい 態様としては、図3(a)に示すブレーズ型構造 最も深くなる位置P1と、図3(b)に示す階段型 造の最も深くなる位置P2とを一致させて重畳 することをいう。これにより、図3(c)に示す 1光路差付与構造を得ることができる。この うに、ブレーズ型構造と階段型構造とをブ ーズ型の段差の位置と階段型構造の大きな 差の位置とを一致させて重畳させて得られ 図3(c)のような構造を、本明細書においてブ レーズ型階段構造と称する。ブレーズ型階段 構造は、光路差付与構造がベース面に対して 斜めの面と光軸に対して平行な面を有し、ベ ース面の方向に進むに従って、段階的に光軸 方向の長さが変化する小構造を複数有する構 造である。なお、第1基礎構造の一単位の輪 に対して、第2基礎構造の複数単位の輪帯を 畳させても良い。また、第2基礎構造の段差 部の全ての位置が第1基礎構造の段差部の位 と一致していなくてもよい。即ち、第2基礎 造の段差部の中には、第1基礎構造の段差部 の位置と一致しないものがあってもよい。第 1光路差付与構造及び第3光路差付与構造は、 礎構造を重畳させても重畳させなくても良 、この場合には図2や図3に示す任意の形状 構造を採りうる。

 尚、光路差付与構造又は基礎構造は、あ 単位形状が周期的に繰り返されている構造 あることが好ましい。ここでいう「単位形 が周期的に繰り返されている」とは、同一 形状が同一の周期で繰り返されている形状 当然含む。さらに、周期の1単位となる単位 形状が、規則性を持って、周期が徐々に長く なったり、徐々に短くなったりする形状も、 「単位形状が周期的に繰り返されている」も のに含まれているとする。

 光路差付与構造又は基礎構造が、ブレー 型構造を有する場合、単位形状である鋸歯 の形状が繰り返された形状となる。図2(a)に 示されるように、同一の鋸歯状形状が繰り返 されてもよいし、図2(b)に示されるように、 ース面の方向に進むに従って、徐々に鋸歯 形状の大きさが大きくなっていく形状、又 、小さくなっていく形状であってもよい。 た、徐々に鋸歯状形状の大きさが大きくな た形状と、徐々に鋸歯状形状の大きさが小 くなっていく形状を組み合わせた形状とし もよい。但し、鋸歯状形状の大きさが徐々 変化する場合であっても、鋸歯状形状にお て、光軸方向(又は通過する光線の方向)の大 きさはほとんど変化しないことが好ましい。 なお、ブレーズ型構造において、1つの鋸歯 形状の光軸方向の長さ(鋸歯状形状を通過す 光線の方向の長さとしてもよい)を、ピッチ 深さといい、1つの鋸歯状形状の光軸垂直方 の長さをピッチ幅という。加えて、ある領 においては、ブレーズ型構造の段差が光軸( 心)側とは逆を向いている形状とし、他の領 域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸 (中心)側を向いている形状とし、その間に、 レーズ型構造の段差の向きを切り替えるた に必要な遷移領域が設けられている形状と てもよい。この遷移領域は、光路差付与構 である光路差付与構造により付加される光 差を光路差関数で表現した時、光路差関数 極値となる点に相当する領域である。なお 光路差関数が極値となる点を持つと、光路 関数の傾きが小さくなるので、輪帯ピッチ 広げることが可能となり、光路差付与構造 形状誤差による透過率低下を抑制できる。

 光路差付与構造又は基礎構造が、階段型 造を有する場合、単位形状である、階段形 が繰り返された形状となる。図2(c)で示され るような数段(例えば、図2(c)に示す様に5分割 の構造)の同一の小階段形状が、繰り返され ような形状等があり得る。さらに、ベース の方向に進むに従って、徐々に階段の大き が大きくなっていく形状や、徐々に階段の きさが小さくなっていく形状であってもよ が、光軸方向(又は通過する光線の方向)の長 さはほとんど変化しないことが好ましい。

 光路差付与構造が、図2(d)に示されるよう にバイナリ状の形状(この様な構造は、2分割 階段型構造とも言える)を有する場合、ベー ス面の方向に進むに従って、徐々にバイナリ の大きさが大きくなっていく形状や、徐々に 階段の大きさが小さくなっていく形状であっ てもよいが、通過する光線の方向の長さはほ とんど変化しないことが好ましい。

 次に、様々な第2光路差付与構造の例につ いて、図6~図26を用い、より詳細に説明する 第1光路差付与構造として2種類の基礎構造を 重畳させたものを用いる場合、以下に詳述す る第2光路差付与構造の説明を、第1光路差付 構造にも適用することが出来る。尚、以下 例で示すx、y、zとは、第2光路差付与構造に 第1光束が入射した場合に発生する回折光の ち、最大の回折効率を有する回折光の回折 数をx次、第2光路差付与構造に第2光束が入 した場合に発生する回折光のうち、最大の 折効率を有する回折光の回折次数をy次、第2 光路差付与構造に第3光束が入射した場合に 生する回折光のうち、最大の回折効率を有 る回折光の回折次数をz次としたときの整数x 、y、zを表している。

 (第2光路差付与構造 例1)
 例1においては、図6(b)に示すように階段型 造である第2基礎構造は4分割の階段型構造で ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 い段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 d22(μm)、及び、図6(a)に示すようにブレーズ 構造である第1基礎構造の段差部の光軸方向 長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (1.2λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (1.2λ1+0.4λ1)/(n- 1)
  (1.25λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.25λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (3.75λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3.75λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 ただし、nは、第1光束における対物レンズ 屈折率を表す。

 尚、上記の式は、第1基礎構造の光軸方向 の段差量d1が第1光束の波長λ1に対して、1.2λ1 ±0.4・λ1の光路差を与えるような段差量であ ことを意味しているとも言える。また、第2 基礎構造の小さな光軸方向の段差量d21が第1 束の波長λ1に対して、1.25λ1±0.2・λ1の光路 を与えるような段差量であって、第2基礎構 の大きな光軸方向の段差量d22が第1光束の波 長λ1に対して、3.75λ1±0.2・λ1の光路差を与え るような段差量であることを意味していると も言える。

 尚、第1基礎構造のようなブレーズ型構造 の光路差付与構造において、回折効率は以下 の数1に示すような式に基づいて計算するこ が可能である。

 尚、ηm:回折次数mでの回折効率、λ:波長 n(λ) :λでの屈折率、m:回折次数、λB:基準波 (ブレーズ化波長)、n(λB):λBでの屈折率、mB: レーズ化の回折次数を表す。また、段差の 軸方向の段差量dと回折次数mの関係は、m=(n- 1)・d/λで表すことが可能である。

 更に、第2基礎構造のような階段型構造に おいて、回折効率は以下の数2に示すような に基づいて計算することが可能である。

 尚、ηm:回折次数mでの回折効率、λ:波長 n(λ) :λでの屈折率、m:回折次数、λB:位相シ トの基準波長、n(λB):λBでの屈折率、d:位相 フト量(単位:λB)、N:ステップ数(分割数)を表 す。

 また、本例においては、図6(a)、(b)に示す ように第1基礎構造と第2基礎構造の向きを同 向きで重畳している。「同じ向き」とは、 物レンズの光軸を含む断面において、光軸 縦軸とし光軸直交方向を横軸としたときに ブレーズ型構造の斜めの面の傾きの方向(右 下がりか左下がりか)と、階段型構造の各段 包絡面である斜めの面の傾きの方向が同じ あることをいう。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図6(c)に示 す様に4分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件式 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満た すことがより好ましいが、光軸から離れた段 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面を 考慮した段差量にしなければならず、光軸か ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく って行く傾向があり、以下の条件式よりも 干大きな段差が存在することもある。従っ 、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0とd 00が少なくとも以下の条件式を満たすことが ましい。

  (4.95λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (4.95λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (1.25λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.25λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、上記の式は、第2光路差付与構造の小 さな光軸方向の段差量d00が第1光束の波長λ1 対して、1.25λ1±0.2・λ1の光路差を与えるよ な段差量であって、第2光路差付与構造の大 な光軸方向の段差量d0が第1光束の波長λ1に して、4.95λ1±0.2・λ1の光路差を与えるよう 段差量であることを意味しているとも言え 。

 また、本例においては、|x|=2、y=0、|z|=1を 満たし、xとzの正負の符号が異なる。xが正で あることが好ましい。

 なお、第2光路差付与構造を通過した第1 束は光軸から離れる程、位相が進み、且つ 第2光路差付与構造を通過した第3光束は光軸 から離れる程、位相が遅れるような場合、又 は、第2光路差付与構造を通過した第1光束は 軸から離れる程、位相が遅れ、且つ、第2光 路差付与構造を通過した第3光束は光軸から れる程、位相が進むような場合、xとzの正負 の符号が異なると言える。尚、第2光路差付 構造が、階段形状の繰り返し構造である場 は、単位構造である一つの階段形状の中で 上記の位相の進みと位相の遅れが起きてい 事が好ましい。

 例1の第2光路差付与構造においては、第1 束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約77% 第2光束において約68%、第3光束において約57 %とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 尚、光路差付与構造において、回折効率 以下の数3に示すような式に基づいても計算 することが可能である。

尚、f(x)は、光路差付与構造による位相差 現す関数を表す。

 (第2光路差付与構造 例2)
 例2においては、図7(b)に示すように階段型 造である第2基礎構造は6分割の階段型構造で ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 い段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 d22(μm)、及び、図7(a)に示すようにブレーズ 構造である第1基礎構造の段差部の光軸方向 長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.2λ1+0.2λ1)/(n -1)
  (6λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (6λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、図7(a)、(b)に示すよ うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な 向きで重畳している。「異なる向き」とは 対物レンズの光軸を含む断面において、光 を縦軸とし光軸直交方向を横軸としたとき 、ブレーズ型構造の斜めの面の傾きの方向( 右下がりか左下がりか)と、階段型構造の各 の包絡面である斜めの面の傾きの方向が逆 あることをいう。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図7(c)に示 す様に6分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件式 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満た すことがより好ましいが、光軸から離れた段 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面を 考慮した段差量にしなければならず、光軸か ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく って行く傾向があり、以下の条件式よりも 干大きな段差が存在することもある。従っ 、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0とd 00が少なくとも以下の条件式を満たすことが ましい。

  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (1.2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.2λ1+0.2λ1)/(n -1)
 また、本例においては、x=0、|y|=2、|z|=3を満 たし、yとzの正負の符号が等しい。yとzが共 正であることが好ましい。

 なお、第2光路差付与構造を通過した第2 束は光軸から離れる程、位相が進み、且つ 第2光路差付与構造を通過した第3光束も光軸 から離れる程、位相が進むような場合、又は 、第2光路差付与構造を通過した第2光束は光 から離れる程、位相が遅れ、且つ、第2光路 差付与構造を通過した第3光束も光軸から離 る程、位相が遅れるような場合、xとzの正負 の符号が等しいと言える。尚、第2光路差付 構造が、階段形状の繰り返し構造である場 は、単位構造である一つの階段形状の中で 上記の位相の進みと位相の遅れが起きてい 事が好ましい。

 例2の第2光路差付与構造においては、第1 束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約80% 第2光束において約62%、第3光束において約54 %とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例3)
 例3においては、図8(b)に示すように階段型 造である第2基礎構造は7分割の階段型構造で ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 い段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 d22(μm)、及び、図8(a)に示すようにブレーズ 構造である第1基礎構造の段差部の光軸方向 長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (3λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (3λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.31λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.31λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (7.86λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (7.86λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図8(a)、(b)に示すよ うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図8(c)に示 す様に7分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件式 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満た すことがより好ましいが、光軸から離れた段 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面を 考慮した段差量にしなければならず、光軸か ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく って行く傾向があり、以下の条件式よりも 干大きな段差が存在することもある。従っ 、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0とd 00が少なくとも以下の条件式を満たすことが ましい。

  (4.86λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (4.86λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (1.31λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.31λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、|x|=1、|y|=3、|z|=4を たし、xとyとzの正負の符号が等しい。また xとyとzが共に正であることが好ましい。

 例3の第2光路差付与構造においては、第1 束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約69% 第2光束において約65%、第3光束において約64 %とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例4)
 例4においては、図9(b)に示すように階段型 造である第2基礎構造は7分割の階段型構造で ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 い段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 d22(μm)、及び、図9(a)に示すようにブレーズ 構造である第1基礎構造の段差部の光軸方向 長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (4λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.28λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.28λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (7.68λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (7.68λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図9(a)、(b)に示すよ うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図9(c)に示 す様に7分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件式 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満た すことがより好ましいが、光軸から離れた段 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面を 考慮した段差量にしなければならず、光軸か ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく って行く傾向があり、以下の条件式よりも 干大きな段差が存在することもある。従っ 、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0とd 00が少なくとも以下の条件式を満たすことが ましい。

  (3.68λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (3.68λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (1.28λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.28λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、|x|=2、|y|=4、|z|=5を たし、xとyとzの正負の符号が等しい。また xとyとzが共に正であることが好ましい。

 例4の第2光路差付与構造においては、第1 束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約67% 第2光束において約68%、第3光束において約60 %とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例5)
 例5においては、図10(b)に示すように階段型 造である第2基礎構造は5分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 い段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 d22(μm)、及び、図10(a)に示すようにブレーズ 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (2λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.2λ1+0.2λ1)/(n -1)
  (4.8λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (4.8λ1+0.2λ1)/(n -1)
 また、本例においては、図10(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを同じ 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図10(c)に す様に5分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (6.8λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (6.8λ1+0.2λ1)/(n- 1)
  (1.2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.2λ1+0.2λ1)/(n -1)
 また、本例においては、|x|=3、y=0、|z|=1を満 たし、xとzの正負の符号が異なる。また、xが 正であることが好ましい。

 例5の第2光路差付与構造においては、第1 束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約88% 第2光束において約70%、第3光束において約57 %とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例6)
 例6においては、図11(b)に示すように階段型 造である第2基礎構造は2分割の階段型構造( イナリ構造)である。また、第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( m)と第2基礎構造の階段型構造の大きな段差 光軸方向の長さd22(μm)、及び、図11(a)に示す うにブレーズ型構造である第1基礎構造の段 差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式 満たす。ここでは、d21=d22の場合を含む(例7,8 ,18,19も同じ)。

       (4λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4λ1+0.4λ 1)/(n-1)
  (1.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.1λ1+0.2λ1)/(n -1)
  (1.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (1.1λ1+0.2λ1)/(n -1)
 また、本例においては、図11(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図11(c)に す様に2分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (2.9λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (2.9λ1+0.2λ1)/(n- 1)
  (1.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.1λ1+0.2λ1)/(n -1)
 また、本例においては、|x|=4、|y|=3、|z|=3を たし、xとyとzの正負の符号が等しい。また x、y、zが正であることが好ましい。

 例6の第2光路差付与構造においては、第1 束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約97% 第2光束において約74%、第3光束において約45 %とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例7)
 例7においては、図12(b)に示すように階段型 造である第2基礎構造は2分割の階段型構造( イナリ構造)である。また、第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( m)と第2基礎構造の階段型構造の大きな段差 光軸方向の長さd22(μm)、及び、図12(a)に示す うにブレーズ型構造である第1基礎構造の段 差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式 満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (2λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (2λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、図12(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを同じ 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図12(c)に す様に2分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (2λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、|x|=1、|y|=1、|z|=1を たし、xとyとzの正負の符号が等しい。また x、y、zが正であることが好ましい。

 例7の第2光路差付与構造においては、第1 束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約82% 第2光束において約91%、第3光束において約57 %とできる。本例によれば、ブレーズ型構造 比べ、高い回折効率を得ることができる。

 (第2光路差付与構造 例8)
 例8においては、図13(b)に示すように階段型 造である第2基礎構造は2分割の階段型構造( イナリ構造)である。また、第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( m)と第2基礎構造の階段型構造の大きな段差 光軸方向の長さd22(μm)、及び、図13(a)に示す うにブレーズ型構造である第1基礎構造の段 差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式 満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3.1λ1+0.2λ1)/(n -1)
  (3.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3.1λ1+0.2λ1)/(n -1)
 また、本例においては、図13(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図13(c)に す様に2分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (3.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (3.1λ1+0.2λ1)/(n- 1)
  (2.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (2.1λ1+0.2λ1)/(n -1)
 また、本例においては、|x|=1、|y|=1、|z|=1を たし、xとyとzの正負の符号が等しい。また x、y、zが正であることが好ましい。

 例8の第2光路差付与構造においては、第1 束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約90% 第2光束において約85%、第3光束において約50 %とできる。本例によれば、ブレーズ型構造 比べ、高い回折効率を得ることができる。

 (第2光路差付与構造 例9)
 例9においては、図14(b)に示すように階段型 造である第2基礎構造は7分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 い段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 d22(μm)、及び、図14(a)に示すようにブレーズ 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.29λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.29λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (7.74λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (7.74λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図14(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図14(c)に す様に7分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (6.74λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (6.74λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (1.29λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.29λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、|x|=1、|y|=2、|z|=3を たし、正負の符号については、xの符号と、 y及びzの符号が異なり、yとzの符号が等しい また、xが負であることが好ましい。

 例9の第2光路差付与構造においては、第1 束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約76% 第2光束において約76%、第3光束において約64 %とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例10)
 例10においては、図15(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は8分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図15(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.13λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.13λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (7.91λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (7.91λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図15(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図15(c)に す様に8分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (6.91λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (6.91λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (1.13λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.13λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、|x|=2、|y|=2、|z|=3を たし、正負の符号については、xの符号と、 y及びzの符号が異なり、yとzの符号が等しい また、xが正であることが好ましい。

 例10の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約95% 、第2光束において約70%、第3光束において約5 1%とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例11)
 例11においては、図16(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は8分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図16(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (3λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (3λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.37λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.37λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (9.59λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (9.59λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図16(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図16(c)に す様に8分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (6.59λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (6.59λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (1.37λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.37λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、x=0、|y|=3、|z|=4を満 たし、y及びzの正負の符号が等しい。また、y 、zが正であることが好ましい。

 例11の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約61% 、第2光束において約81%、第3光束において約7 1%とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例12)
 例12においては、図17(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は9分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図17(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (2λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.11λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.11λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (8.88λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (8.88λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図17(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図17(c)に す様に9分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (6.88λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (6.88λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (1.11λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.11λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、|x|=1、|y|=4、|z|=5を たし、x、y及びzの正負の符号が等しい。ま 、x、y、zが正であることが好ましい。

 例12の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約91% 、第2光束において約66%、第3光束において約4 8%とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例13)
 例13においては、図18(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は10分割の階段型構造 である。また、第2基礎構造の階段型構造の さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の さd22(μm)、及び、図18(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (2λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.2λ1+0.2λ1)/(n -1)
  (10.8λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (10.8λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図18(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図18(c)に す様に10分割のブレーズ階段型構造であり、 第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ な段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 造の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大き なって行く傾向があり、以下の条件式より 若干大きな段差が存在することもある。従 て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0 d00が少なくとも以下の条件式を満たすこと 好ましい。

  (8.8λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (8.8λ1+0.2λ1)/(n- 1)
  (1.2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.2λ1+0.2λ1)/(n -1)
 また、本例においては、x=0、|y|=4、|z|=5を満 たし、y及びzの正負の符号が等しい。また、y 、zが正であることが好ましい。

 例13の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約88% 、第2光束において約76%、第3光束において約5 7%とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例14)
 例14においては、図19(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は10分割の階段型構造 である。また、第2基礎構造の階段型構造の さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の さd22(μm)、及び、図19(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 向の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (3λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (3λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.33λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.33λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (11.97λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (11.97λ1+0.2λ1 )/(n-1)
 また、本例においては、図19(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図19(c)に す様に10分割のブレーズ階段型構造であり、 第2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ な段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 造の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大き なって行く傾向があり、以下の条件式より 若干大きな段差が存在することもある。従 て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0 d00が少なくとも以下の条件式を満たすこと 好ましい。

  (8.97λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (8.97λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (1.33λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.33λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、x=0、|y|=4、|z|=5を満 たし、y及びzの正負の符号が等しい。また、y 、zが正であることが好ましい。

 例14の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約74% 、第2光束において約85%、第3光束において約6 5%とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例15)
 例15においては、図20(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は6分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図20(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (1.19λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (1.19λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (5.95λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (5.95λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図20(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを同じ 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図20(c)に す様に6分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (6.95λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (6.95λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (1.19λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (1.19λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、|x|=2、|y|=1、|z|=2を たし、正負の符号について、xの符号と、y びzの符号が異なり、yとzの符号が等しい。 た、xが正であることが好ましい。

 例15の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約86% 、第2光束において約74%、第3光束において約5 4%とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例16)
 例16においては、図21(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は4分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図21(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3.25λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3.25λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (9.75λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (9.75λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図21(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図21(c)に す様に4分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (8.75λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (8.75λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (3.25λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (3.25λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、x=0、|y|=1、|z|=2を満 たし、yとzの正負の符号が等しい。また、y、 zが正であることが好ましい。

 例16の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約81% 、第2光束において約89%、第3光束において約6 1%とできる。本例によれば、階段型構造に比 、高い回折効率を得ることができる。

 (第2光路差付与構造 例17)
 例17においては、図22(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は4分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図22(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3.22λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3.22λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (9.66λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (9.66λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図22(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを同じ 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図22(c)に す様に4分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (10.66λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (10.66λ1+0.2λ1) /(n-1)
  (3.22λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (3.22λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、|x|=2、y=0、|z|=1を満 たし、xとzの正負の符号が異なる。また、xが 正であることが好ましい。

 例17の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約78% 、第2光束において約72%、第3光束において約5 8%とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例18)
 例18においては、図23(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は2分割の階段型構造( バイナリ構造)である。また、第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( μm)と第2基礎構造の階段型構造の大きな段差 光軸方向の長さd22(μm)、及び、図23(a)に示す ようにブレーズ型構造である第1基礎構造の 差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式 満たす。

  (2λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/ (n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、図23(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを同じ 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図23(c)に す様に2分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (5.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.05λ1+0.2λ1)/( n-1)
  (3.05λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (3.05λ1+0.2λ1)/ (n-1)
 また、本例においては、|x|=2、|y|=1、z=0を満 たし、xとyの正負の符号が等しい。また、x、 yが正であることが好ましい。

 例18の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約98% 、第2光束において約91%、第3光束において約4 1%とできる。本例によれば、通常のブレーズ 構造や、階段型構造の回折構造では得られ い次数を最大の回折効率とすることが可能 なる。

 (第2光路差付与構造 例19)
 例19においては、図24(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は2分割の階段型構造( バイナリ構造)である。また、第2基礎構造の 段型構造の小さい段差の光軸方向の長さd21( μm)と第2基礎構造の階段型構造の大きな段差 光軸方向の長さd22(μm)、及び、図24(a)に示す ようにブレーズ型構造である第1基礎構造の 差部の光軸方向の長さd1(μm)が以下の条件式 満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、図24(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図24(c)に す様に2分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (4λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (4λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、|x|=1、|y|=1、z=0を満 たし、xとyの正負の符号が等しい。また、x、 yが正であることが好ましい。

 例19の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約82% 、第2光束において約83%、第3光束において約5 4%とできる。本例によれば、階段型構造に比 、高い回折効率を得ることができる。

 (第2光路差付与構造 例20)
 例20においては、図25(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は3分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図25(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (2λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (4λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (4λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、図25(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図25(c)に す様に3分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (2λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (2λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、|x|=1、y=0、|z|=1を満 たし、xとzの正負の符号が等しい。また、x、 zが正であることが好ましい。

 例20の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約100 %、第2光束において約88%、第3光束において約 44%とできる。本例によれば、階段型構造に比 べ、高い回折効率を得ることができる。

 (第2光路差付与構造 例21)
 例21においては、図26(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は3分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図26(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (6λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (6λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、図26(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを異な る向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図26(c)に す様に3分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (5λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、|x|=1、|y|=1、|z|=2を たし、x、y、zの正負の符号が等しい。また x、y、zが正であることが好ましい。

 例21の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約100 %、第2光束において約80%、第3光束において約 40%とできる。本例によれば、通常のブレーズ 型構造や、階段型構造の回折構造では得られ ない次数を最大の回折効率とすることが可能 となる。

 (第2光路差付与構造 例22)
 例22においては、図27(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は2分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図27(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (4.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4.1λ1+0.4λ1)/(n- 1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、図27(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを同じ 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図27(c)に す様に2分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (7.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7.1λ1+0.2λ1)/(n- 1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、|x|=4、|y|=2、|z|=3を たし、x、y、zの正負の符号が等しい。また x、y、zが正であることが好ましい。

 例22の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約97% 、第2光束において約84%、第3光束において約4 3%とできる。本例によれば、階段型構造に比 、高い回折効率を得ることができる。

 (第2光路差付与構造 例23)
 例23においては、図28(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は2分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図28(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (4λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (4λ1+0.4λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、図28(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを同じ 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図28(c)に す様に2分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (7λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (7λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、|x|=4、|y|=2、|z|=1を たし、x、y、zの正負の符号が等しい。また x、y、zが正であることが好ましい。

 例23の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約100 %、第2光束において約88%、第3光束において約 42%とできる。本例によれば、階段型構造に比 べ、高い回折効率を得ることができる。

 (第2光路差付与構造 例24)
 例24においては、図29(b)に示すように階段型 構造である第2基礎構造は2分割の階段型構造 ある。また、第2基礎構造の階段型構造の小 さい段差の光軸方向の長さd21(μm)と第2基礎構 造の階段型構造の大きな段差の光軸方向の長 さd22(μm)、及び、図29(a)に示すようにブレー 型構造である第1基礎構造の段差部の光軸方 の長さd1(μm)が以下の条件式を満たす。

  (2.1λ1-0.4λ1)/(n-1) ≦ d1 ≦ (2.1λ1+0.4λ1)/(n- 1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d21 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d22 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、図29(a)、(b)に示す うに第1基礎構造と第2基礎構造の向きを同じ 向きで重畳している。

 また、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳 て得られた第2光路差付与構造は、図29(c)に す様に2分割のブレーズ階段型構造であり、 2光路差付与構造の最も大きな段差の光軸方 向の長さd0(μm)と、第2光路差付与構造の小さ 段差の光軸方向の長さd00(μm)が以下の条件 を満たす。尚、周辺領域の第2光路差付与構 の全ての段差量d0、d00が以下の条件式を満 すことがより好ましいが、光軸から離れた 差の場合、対物レンズの非球面形状の曲面 考慮した段差量にしなければならず、光軸 ら離れた段差の段差量d0、d00が徐々に大きく なって行く傾向があり、以下の条件式よりも 若干大きな段差が存在することもある。従っ て、第2光路差付与構造の光軸に最も近いd0と d00が少なくとも以下の条件式を満たすことが 好ましい。

  (5.1λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d0 ≦ (5.1λ1+0.2λ1)/(n- 1)
  (3λ1-0.2λ1)/(n-1) ≦ d00 ≦ (3λ1+0.2λ1)/(n-1)
 また、本例においては、|x|=2、|y|=1、|z|=2を たし、x、y、zの正負の符号が等しい。また x、y、zが正であることが好ましい。

 例23の第2光路差付与構造においては、第1 光束の第1波長を約405nmとし、第2光束の第2波 を約655nmとし、第3光束の第3波長を約785nmと た場合の回折効率を、第1光束において約97% 、第2光束において約89%、第3光束において約4 4%とできる。本例によれば、階段型構造に比 、高い回折効率を得ることができる。

 また、対物レンズの周辺領域に設けられ 第2光路差付与構造に加え、中央領域に設け られた第1光路差付与構造を設ける場合、対 レンズの異なる光学面に設けてもよいが、 一の光学面に設けることが好ましい。同一 光学面に設けることにより、製造時の偏芯 差を少なくすることが可能となるため好ま い。また、第1光路差付与構造及び第2光路差 付与構造は、対物レンズの光ディスク側の面 よりも、対物レンズの光源側の面に設けられ ることが好ましい。

 対物レンズは、対物レンズの第1光路差付 与構造が設けられた中央領域を通過する第1 束、第2光束及び第3光束を、それぞれ集光ス ポットを形成するように集光する。好ましく は、対物レンズは、対物レンズの第1光路差 与構造が設けられた中央領域を通過する第1 束を、第1光ディスクの情報記録面上に情報 の記録及び/又は再生ができるように集光す 。また、対物レンズは、対物レンズの第1光 差付与構造が設けられた中央領域を通過す 第2光束を、第2光ディスクの情報記録面上 情報の記録及び/又は再生ができるように集 する。さらに、対物レンズは、対物レンズ 第1光路差付与構造が設けられた中央領域を 通過する第3光束を、第3光ディスクの情報記 面上に情報の記録及び/又は再生ができるよ うに集光する。また、第1光ディスクの保護 板の厚さt1と第2光ディスクの保護基板の厚 t2が異なる場合、第1光路差付与構造は、第1 路差付与構造を通過する第1光束及び第2光 に対して、第1光ディスクの保護基板の厚さt 1と第2光ディスクの保護基板の厚さt2の違い より発生する球面収差及び/又は第1光束と第 2光束の波長の違いにより発生する球面収差 補正することが好ましい。さらに、第1光路 付与構造は、第1光路差付与構造を通過した 第1光束及び第3光束に対して、第1光ディスク の保護基板の厚さt1と第3光ディスクの保護基 板の厚さt3との違いにより発生する球面収差 び/又は第1光束と第3光束の波長の違いによ 発生する球面収差を補正することが好まし 。

 対物レンズの第1光束における焦点距離を f1(mm)とし、対物レンズの光軸上の中心厚さを d(mm)とした際に、下記の式(9)を満たすことが ましい。

 0.7≦d/f1≦2.0       (9)
 なお、下記の式(10)を満たすことがより好ま しい。

 1.0≦d/f1≦1.5       (10)
 上記構成により、光路差付与構造のピッチ 小さくすることなく、第3光ディスクとして のCDのワーキングディスタンスを確保でき、 物レンズの製造も容易にする事が出来、加 て、光の利用効率を高く維持することが可 となる。

 また、以下の条件式を満たすことが好ま い。

 2.1mm≦φ≦4.2mm
尚、φは、第1光ディスク使用時の対物レンズ の有効径を表す。上記範囲を満たすことによ り、第3光ディスクとしてのCDのワーキングデ ィスタンスを実使用上問題ないレベルの距離 を確保しつつ、例え、対物レンズがプラスチ ックレンズであったとしても、温度変化時に おける収差変化を問題ないレベルに維持する ことができる。

 また、対物レンズは、対物レンズに設け れた第2光路差付与構造を用いて周辺領域を 通過する第1光束及び第2光束を、それぞれ集 スポットを形成するように集光する。好ま くは、対物レンズは、対物レンズの第2光路 差付与構造が設けられた周辺領域を通過する 第1光束を、第1光ディスクの情報記録面上に 報の記録及び/又は再生ができるように集光 する。また、対物レンズは、対物レンズの第 2光路差付与構造が設けられた周辺領域を通 する第2光束を、第2光ディスクの情報記録面 上に情報の記録及び/又は再生ができるよう 集光する。また第2光路差付与構造は、第2光 路差付与構造を通過する第1光束及び第2光束 波長の違いにより発生する色球面収差を補 することが好ましい。

 また、好ましい態様として、対物レンズ 第2光路差付与構造が設けられた周辺領域を 通過した第3光束は、第3光ディスクの記録及 /又は再生に用いられない態様が挙げられる 。第2光路差付与構造が設けられた周辺領域 通過した第3光束が、第3光ディスクの情報記 録面上で集光スポットの形成に寄与しないよ うにすることが好ましい。つまり、第2光路 付与構造が設けられた周辺領域を通過する 3光束は、第3光ディスクの情報記録面上でフ レアを形成することが好ましい。図4に示す うに、対物レンズを通過した第3光束が第3光 ディスクの情報記録面上で形成するスポット において、光軸側(又はスポット中心部)から 側へ向かう順番で、光量密度が高いスポッ 中心部SCN、光量密度がスポット中心部より いスポット中間部SMD、光量密度がスポット 間部よりも高くスポット中心部よりも低い ポット周辺部SOTを有する。スポット中心部 、光ディスクの情報の記録及び/又は再生に 用いられ、スポット中間部及びスポット周辺 部は、光ディスクの情報の記録及び/又は再 には用いられない。上記において、このス ット周辺部をフレアと言っている。しかし がら、上述のようなフレアでなくても、光 密度が高いスポット中心部の周りに、スポ ト中間部がなく、光量密度がスポット中心 より低いスポット周辺部がある場合もあり 、この場合は、当該スポット周辺部をフレ と言う。つまり、対物レンズの第2光路差付 構造が設けられた周辺領域を通過した第3光 束は、第3光ディスクの情報記録面上でスポ ト周辺部を形成する。

 また、最周辺領域を有する場合の好まし 態様として、最周辺領域を通過した第1光束 は、第1光ディスクの記録及び/又は再生に用 られ、最周辺領域を通過した第2光束及び第 3光束は、第2光ディスク及び第3光ディスクの 記録及び/又は再生に用いられない態様が挙 られる。最周辺領域を通過した第2光束及び 3光束が、それぞれ第2光ディスク及び第3光 ィスクの情報記録面上での集光スポットの 成に寄与しないようにすることが好ましい つまり、対物レンズが最周辺領域を有する 合、対物レンズの最周辺領域を通過する第2 光束及び第3光束は、第2光ディスク及び第3光 ディスクの情報記録面上でフレアを形成する ことが好ましい。言い換えると、対物レンズ の最周辺領域を通過した第2光束及び第3光束 、第2光ディスク及び第3光ディスクの情報 録面上でスポット周辺部を形成することが ましい。

 最周辺領域が第3光路差付与構造を有する 場合、第3光路差付与構造が、第3光路差付与 造を通過した第1光束に対して、第1光源の 長の僅かな変動によって発生するスフェロ ロマティズム(色球面収差)を補正するように してもよい。波長の僅かな変動とは、±10nm以 内の変動を指す。例えば、第1光束が波長λ1 り±5nm変化した際に、第3光路差付与構造に って、最周辺領域を通過した第1光束の球面 差の変動を補償し、第1光ディスクの情報記 録面上での波面収差の変化量が0.001λ2rms以上 0.070λ2rms以下となるようにすることが好ま い。

 なお、第1の基礎構造と第2の基礎構造を ね併せて第2光路差付与構造を形成すること より、第2光路差付与構造を通過した第1光 、第2光束、第3光束全ての出射光の方向を異 ならせることが可能となるため、第1光束、 2光束、第3光束の全ての光束が同じ結像倍率 (例えば、全て平行光束)で対物レンズに入射 たとしても、異なる種類の光ディスクを用 ていることに起因して発生する収差を補正 き、互換が可能となる。

 対物レンズがプラスチックレンズである 合、温度特性補正用構造として第3の基礎構 造を、第1の基礎構造及び第2の基礎構造にさ に重ねたものを第2光路差付与構造としても よい。但し、第1光ディスクがHDである場合は 、温度変化の影響がそれ程大きくないため、 対物レンズに温度特性補正用構造としての基 礎構造は設けなくてもよい。具体的には、第 3の基礎構造の光軸方向の段差量は、第1光束 対して第1波長の略10波長分の光路差を与え 第2光束に対して第2波長の略6波長分の光路 を与え、第3光束に対して第3波長の略5波長 の光路差を与えるような段差量であるか、 1光束に対して第1波長の略5波長分の光路差 与え、第2光束に対して第2波長の略3波長分 光路差を与え、第3光束に対して第3波長の 2波長分の光路差を与えるような段差量であ 事が好ましい。

 また、対物レンズがプラスチックレンズ ある場合、温度特性補正用構造として基礎 造を、重ねたものを第1光路差付与構造とし てもよい。但し、第1光ディスクがHDである場 合は、温度変化の影響がそれ程大きくないた め、対物レンズに温度特性補正用構造として の基礎構造は設けなくてもよい。具体的には 、第3の基礎構造の光軸方向の段差量は、第1 束に対して第1波長の略10波長分の光路差を え、第2光束に対して第2波長の略6波長分の 路差を与え、第3光束に対して第3波長の略5 長分の光路差を与えるような段差量である が好ましい。

 また、最周辺領域を設け、対物レンズが ラスチックである場合は、さらに最周辺領 に第3光路差付与構造を設けることが好まし いが、その場合は、第3光路差付与構造は、 なくとも第3の基礎構造を有する構造として よい。

 前述したように、段差量は大きすぎない が好ましい。基礎構造を複数重ね合わせて た基礎となる光路差付与構造のある輪帯の 差量が基準の値より高い場合、輪帯の段差 を10・λB/(n-1)(μm)だけ低くすることにより、 光学性能に影響を及ぼすことなく、大きすぎ る段差量を減らすことが可能となる。なお、 基準の値としては、任意の値を設定する事が できるが、10・λB/(n-1)(μm)を基準値とする事 好ましい。

 また、細長い輪帯が少ない方が製造上好 しいという観点から、第1光路差付与構造の 全ての輪帯において、(段差量/ピッチ幅)の値 が、1以下である事が好ましく、更に好まし は0.8以下である事である。更に好ましくは 全ての光路差付与構造の全ての輪帯におい 、(段差量/ピッチ幅)の値が、1以下である事 好ましく、更に好ましくは0.8以下である事 ある。

 第1光ディスクに対して情報を再生及び/ は記録するために必要な対物レンズの像側 口数をNA1とし、第2光ディスクに対して情報 再生及び/又は記録するために必要な対物レ ンズの像側開口数をNA2(NA1≧NA2)とし、第3光デ ィスクに対して情報を再生及び/又は記録す ために必要な対物レンズの像側開口数をNA3(N A2>NA3)とする。NA1は、0.6以上、0.9以下であ ことが好ましい。特にNA1は0.85であることが ましい。NA2は、0.55以上、0.7以下であること が好ましい。特にNA2は0.60又は0.65であること 好ましい。また、NA3は、0.4以上、0.55以下で あることが好ましい。特にNA3は0.45又は0.53で ることが好ましい。

 対物レンズの中央領域と周辺領域の境界 、第3光束の使用時において、0.9・NA3以上、 1.2・NA3以下(より好ましくは、0.95・NA3以上、1 .15・NA3以下)の範囲に相当する部分に形成さ ていることが好ましい。より好ましくは、 物レンズの中央領域と周辺領域の境界が、NA 3に相当する部分に形成されていることであ 。また、対物レンズの周辺領域と最周辺領 の境界は、第2光束の使用時において、0.9・N A2以上、1.2・NA2以下(より好ましくは、0.95・NA 2以上、1.15・NA2以下)の範囲に相当する部分に 形成されていることが好ましい。より好まし くは、対物レンズの周辺領域と最周辺領域の 境界が、NA2に相当する部分に形成されている ことである。

 対物レンズを通過した第3光束を第3光デ スクの情報記録面上に集光する場合に、球 収差が少なくとも1箇所の不連続部を有する とが好ましい。その場合、不連続部は、第3 光束の使用時において、0.9・NA3以上、1.2・NA3 以下(より好ましくは、0.95・NA3以上、1.15・NA3 以下)の範囲に存在することが好ましい。

 また、球面収差が連続していて、不連続 を有さない場合であって、対物レンズを通 した第3光束を第3光ディスクの情報記録面 に集光する場合に、NA2では、縦球面収差の 対値が0.03μm以上であって、NA3では縦球面収 の絶対値が0.02μm以下であることが好ましい 。より好ましくは、NA2では、縦球面収差の絶 対値が0.08μm以上であって、NA3では縦球面収 の絶対値が0.01μm以下である。

 また、光ピックアップ装置の用途に応じ 、中央領域の各波長に対する回折効率を適 設定可能である。例えば、第1光ディスクに 対して記録及び再生を行い、第2、第3光ディ クに対して再生のみ行う光ピックアップ装 の場合には、中央領域及び/又は周辺領域の 回折効率を、第1光束を重視して設定するの 好ましい。一方、第1光ディスクに対して再 のみを行い、第2、第3光ディスクに対して 録及び再生を行う光ピックアップ装置の場 には、中央領域の回折効率を、第2、第3光束 を重視して設定し、周辺領域の回折効率を第 2光束を重視して設定するのが好ましい。

 何れの場合でも、下記条件式(11)を満たす ようにすることで、各領域の面積加重平均に より計算される第1光束の回折効率を高く確 することが可能となる。

 η11≦η21    (11)
 但し、η11は中央領域における第1光束の回 効率を表し、η21は周辺領域における第1光束 の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効 率を第2、第3波長の光束重視とした場合には 中央領域の第1光束の回折効率は低くなるが 、第1光ディスクの開口数が第3光ディスクの 口数に比べて大きい場合は、第1光束の有効 径全体で考えると中央領域の回折効率低下は それほど大きな影響を与えない。

 なお、本明細書における回折効率は、以下 ように定義することができる。
[1]同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有 し、同一の材料で形成され、第1及び第2光路 付与構造が形成されない対物レンズの透過 を、中央領域、周辺領域に分けて測定する この際、中央領域の透過率は、周辺領域に 射する光束を遮断して測定し、周辺領域の 過率は中央領域に入射する光束を遮断して 定する。
[2]第1及び第2光路差付与構造を有する対物レ ズの透過率を、中央領域と周辺領域に分け 測定する。
[3]上記[2]の結果を[1]の結果で割った値を各領 域の回折効率とする。

 また、第1光束乃至第3光束の何れか二つ 光束の光利用効率が70%以上であって、残り 一つの光束の光利用効率を30%以上、70%以下 するようにしてもよい。残りの一つの光束 光利用効率を40%以上、60%以下にするように てもよい。この場合、光利用効率を30%以上 70%以下(または40%以上、60%以下)とする光束は 、第3光束であることが好ましい。

 なお、ここでいう光利用効率とは、第1光 路差付与構造が形成された対物レンズ(第2光 差付与構造及び第3光路差付与構造が形成さ れていてもよい)により光ディスクの情報記 面上に形成された集光スポットのエアリー ィスク内の光量をAとし、同一の材料から形 され、且つ、同一の焦点距離、軸上厚さ、 口数、波面収差を有し、第1光路差付与構造 、第2光路差付与構造及び第3光路差付与構造 形成されない対物レンズにより、光情報記 媒体の情報記録面上に形成された集光スポ トのエアリーディスク内の光量をBとしたと き、A/Bにより算出するものとする。なお、こ こでいうエアリーディスクとは、集光スポッ トの光軸を中心とする半径r’の円をいう。r =0.61・λ/NAで表される。

 第1光束、第2光束及び第3光束は、平行光と て対物レンズに入射してもよいし、発散光 しくは収束光として対物レンズに入射して よい。好ましくは、第1光束が対物レンズに 入射する時の、対物レンズの結像倍率m1が、 記の式(12)を満たすことである。
-0.02<m1<0.02     (12)
 一方で、第1光束を発散光として対物レンズ に入射する場合、第1光束が対物レンズへ入 する時の、対物レンズの結像倍率m1が、下記 の式(12‘)を満たすことが好ましい。
-0.10<m1<0     (12‘)
 また、第2光束を平行光又は略平行光として 対物レンズに入射させる場合、第2光束が対 レンズへ入射する時の、対物レンズの結像 率m2が、下記の式(13)を満たすことが好まし 。

 -0.02<m2<0.02     (13)
 一方で、第2光束を発散光として対物レンズ に入射させる場合、第2光束が対物レンズへ 射する時の、対物レンズの結像倍率m2が、下 記の式(13‘)を満たすことが好ましい。

 -0.10<m2<0     (13‘)
 また、第3光束を平行光又は略平行光として 対物レンズに入射させる場合、第3光束が対 レンズへ入射する時の、対物レンズの結像 率m3が、下記の式(14)を満たすことが好まし 。第3光束が平行光である場合、トラッキン において問題が発生しやすくなるが、本発 は第3光束が平行光であっても、良好なトラ ッキング特性を得ることを可能とし、3つの なる光ディスクに対して記録及び/又は再生 適切に行う事を可能とする。

 -0.02<m3<0.02     (14)
 一方で、第3光束を発散光として対物レンズ に入射させる場合、第3光束が対物レンズへ 射する時の、対物レンズの結像倍率m3が、下 記の式(14‘)を満たすことが好ましい。

 -0.10<m3<0     (14‘)
 また、第3光ディスクを用いる際の対物レン ズのワーキングディスタンス(WD)は、0.20mm以 、1.5mm以下であることが好ましい。好ましく は、0.3mm以上、1.20mm以下である。次に、第2光 ディスクを用いる際の対物レンズのWDは、0.4m m以上、1.3mm以下であることが好ましい。さら に、第1光ディスクを用いる際の対物レンズ WDは、0.4mm以上、1.2mm以下であることが好ま い。

 本発明に係る光情報記録再生装置は、上 の光ピックアップ装置を有する光ディスク ライブ装置を有する。

 ここで、光情報記録再生装置に装備され 光ディスクドライブ装置に関して説明する 、光ディスクドライブ装置には、光ピック ップ装置等を収納している光情報記録再生 置本体から光ディスクを搭載した状態で保 可能なトレイのみが外部に取り出される方 と、光ピックアップ装置等が収納されてい 光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に り出される方式とがある。

 上述した各方式を用いる光情報記録再生 置には、概ね、次の構成部材が装備されて るがこれに限られるものではない。 ハウ ング等に収納された光ピックアップ装置、 ピックアップ装置をハウジングごと光ディ クの内周あるいは外周に向けて移動させる ークモータ等の光ピックアップ装置の駆動 、光ピックアップ装置のハウジングを光デ スクの内周あるいは外周に向けてガイドす ガイドレールなどを有した光ピックアップ 置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動 行うスピンドルモータ等である。

 前者の方式には、これら各構成部材の他 、光ディスクを搭載した状態で保持可能な レイおよびトレイを摺動させるためのロー ィング機構等が設けられ、後者の方式には レイおよびローディング機構がなく、各構 部材が外部に引き出し可能なシャーシに相 するドロワーに設けられていることが好ま い。

 本発明によれば、所望の光学特性を発揮 きると共に、成形金型の構成が複雑なもの なりすぎる事を防止し、転写性を良好にで 、その構成の簡素化、低コスト化を実現可 な対物レンズ及びそれを用いた光ピックア プ装置を提供することが可能になる。

(a)は、本発明に係る対物レンズOBJの一 を、光軸方向から見た図であり、(b)は断面 である。 本発明に係る対物レンズOBJに設けられ 光路差付与構造の幾つかの例(a)~(d)を模式的 に示す断面図である。 光路差付与構造の重畳を示す図である 本発明に係る対物レンズによるスポッ の形状を示した図である。 本発明に係る光ピックアップ装置の構 を概略的に示す図である。 例1にかかる光路差付与構造において、 (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断面 (c)重畳された第2光路差付与構造の断面を示 す図である。 例2にかかる光路差付与構造において、 (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断面 (c)重畳された第2光路差付与構造の断面を示 す図である。 例3にかかる光路差付与構造において、 (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断面 (c)重畳された第2光路差付与構造の断面を示 す図である。 例4にかかる光路差付与構造において、 (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断面 (c)重畳された第2光路差付与構造の断面を示 す図である。 例5にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断面 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例6にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断面 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例7にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断面 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例8にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断面 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例9にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断面 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例10にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例11にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例12にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例13にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例14にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例15にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された光路差付与構造の断面を示 図である。 例16にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例17にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例18にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例19にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例20にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例21にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例22にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例23にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。 例24にかかる光路差付与構造において (a)第1基礎構造の断面、(b)第2基礎構造の断 、(c)重畳された第2光路差付与構造の断面を す図である。

 以下、本発明の実施の形態を図面を参照 て説明する。図5は、異なる光ディスクであ るBDとDVDとCDに対して適切に情報の記録及び/ は再生を行うことができる本実施の形態の ピックアップ装置PU1の構成を概略的に示す である。かかる光ピックアップ装置PU1は、 情報記録再生装置に搭載できる。ここでは 第1光ディスクをBDとし、第2光ディスクをDVD とし、第3光ディスクをCDとする。なお、本発 明は、本実施の形態に限られるものではない 。

 光ピックアップ装置PU1は、対物レンズOBJ 絞りST、コリメートレンズCL偏光ダイクロイ ックプリズムPPS、BDに対して情報の記録/再生 を行う場合に発光され波長λ1=405nmのレーザ光 束(第1光束)を射出する第1半導体レーザLD1(第1 光源)と、BDの情報記録面RL1からの反射光束を 受光する第1の受光素子PD1とを一体化したユ ットMD1、レーザモジュールLM等を有する。

 また、レーザモジュールLMは、DVDに対し 情報の記録/再生を行う場合に発光され波長 2=658nmのレーザ光束(第2光束)を射出する第2半 導体レーザEP1(第2光源)と、CDに対して情報の 録/再生を行う場合に発光され波長λ3=785nmの レーザ光束(第3光束)を射出する第3半導体レ ザEP2(第3光源)と、DVDの情報記録面RL2からの 射光束を受光する第2の受光素子DS1と、CDの 報記録面RL3からの反射光束を受光する第3の 光素子DS2と、プリズムPSと、を有している

 図1(a)及び(b)に示されるように、本実施の 形態の対物レンズOBJにおいて、光源側の非球 面光学面に光軸を含む中央領域CNと、その周 に配置された周辺領域MDと、更にその周囲 配置された最周辺領域OTとが、光軸を中心と する同心円状に形成されている。図示してい ないが、中央領域CNには第1光路差付与構造が 形成され、周辺領域MDには第1基礎構造と第2 礎構造とを重畳した第2光路差付与構造が形 されている。また、最周辺領域OTには、第3 路差付与構造が形成されているものと第3光 路差付与構造が形成されず屈折面のものとが ある。

 第1光路差付与構造は、例えば、通過した 第1光束の1次の回折効率を他のいかなる次数 回折効率よりも大きくし、第2光束の-1次の 折効率を他のいかなる次数の回折効率より 大きくし、第3光束の-2次の回折効率を他の かなる次数の回折効率よりも大きくする構 などを用いる事ができる。また、第2光路差 付与構造の例1~21のいずれかを第1光路差付与 造として用いてもよい。このとき、第2光路 差付与構造は、例えば、通過した第1光束のx の回折効率を他のいかなる次数の回折効率 りも大きくし、第2光束のy次の回折効率を のいかなる次数の回折効率よりも大きくし 第3光束のz次の回折効率を他のいかなる次数 の回折効率よりも大きくする構造などを用い る事ができ、(x、y、z)=(1,1,2)、(1,1,0)、(4,2,3)、 (4,2,1)、(2,1,2)又は(2,1,0)とできるが、本明細書 の第2光路差付与構造の例1~24に記載されたも であれば何れも用いることができる。

 更に、第3光路差付与構造は、第1光路差 与構造及び第2光路差付与構造に合わせて、 意に選択することができる。また、第3光路 差付与構造を有する場合、第3光路差付与構 は、第7基礎構造のみにより形成されている とが好ましい。第7基礎構造は、ブレーズ型 構造であって、通過した第1光束の2次の回折 率を他のいかなる次数の回折効率よりも大 くし、第2光束の1次の回折効率を他のいか る次数の回折効率よりも大きくし、第3光束 1次の回折効率を他のいかなる次数の回折効 率よりも大きくする。なお、図1(a)及び(b)の 央領域、周辺領域、最周辺領域の面積など 比率は正確には表されていない。

 青紫色半導体レーザLD1から射出された第1 光束(λ1=405nm)の発散光束は、偏光ダイクロイ クプリズムPPSを透過し、コリメートレンズC Lにより平行光束とされた後、図示しないλ1/4 板により直線偏光から円偏光に変換され、絞 りSTによりその光束径が規制され、対物レン OBJに入射する。ここで、対物レンズOBJの中 領域と周辺領域と最周辺領域により集光さ た光束は、厚さ0.1mmの保護基板PL1を介して BDの情報記録面RL1上に形成されるスポットと なる。

 情報記録面RL1上で情報ピットにより変調 れた反射光束は、再び対物レンズOBJ、絞りS Tを透過した後、図示しないλ1/4板により円偏 光から直線偏光に変換され、コリメートレン ズCLにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイ クプリズムPPSを透過した後、第1の受光素子 PD1の受光面上に収束する。そして、第1の受 素子PD1の出力信号を用いて、2軸アクチュエ タACにより対物レンズOBJをフォーカシング トラッキングさせることで、BDに記録された 情報を読み取ることができる。

 赤色半導体レーザEP1から射出された第2光 束(λ2=658nm)の発散光束は、プリズムPSで反射 れた後、偏光ダイクロイックプリズムPPSに り反射され、コリメートレンズCLにより平行 光束とされた後、図示しないλ1/4板により偏 変換され、対物レンズOBJに入射する。ここ 、対物レンズOBJの中央領域と周辺領域によ 集光された光束(最周辺領域を通過した光束 はフレア化され、スポット周辺部を形成する )は、厚さ0.6mmの保護基板PL2を介して、DVDの情 報記録面RL2に形成されるスポットとなり、ス ポット中心部を形成する。

 情報記録面RL2上で情報ピットにより変調 れた反射光束は、再び対物レンズOBJ、絞りS Tを透過した後、図示しないλ1/4板により偏光 変換され、コリメートレンズCLにより収斂光 とされ、偏光ダイクロイックプリズムPPSに り反射された後、その後、プリズム内で2回 反射された後、第2の受光素子DS1に収束する そして、第2の受光素子DS1の出力信号を用い DVDに記録された情報を読み取ることができ 。なお、往復路でλ1/4板で偏光変換される とで、λ1/4板がない場合に比較して光利用効 率を高くすることができる。

 赤外半導体レーザEP2から射出された第3光 束(λ3=785nm)の発散光束は、プリズムPSで反射 れた後、偏光ダイクロイックプリズムPPSに り反射され、コリメートレンズCLにより平行 光束とされた後、図示しないλ1/4板により偏 変換され、対物レンズOJTに入射する。ここ 、対物レンズOBJの中央領域により集光され (周辺領域及び最周辺領域を通過した光束は フレア化され、スポット周辺部を形成する) 束は、厚さ1.2mmの保護基板PL3を介して、CDの 報記録面RL3上に形成されるスポットとなる

 情報記録面RL3上で情報ピットにより変調 れた反射光束は、再び対物レンズOBJ、絞りS Tを透過した後、図示しないλ1/4波長板により 偏光変換され、コリメートレンズCLにより収 光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムP PSにより反射された後、その後、プリズム内 2回反射された後、第3の受光素子DS2に収束 る。そして、第3の受光素子DS2の出力信号を いてCDに記録された情報を読み取ることが きる。なお、往復路でλ1/4板で偏光変換され ることで、λ1/4板がない場合に比較して光利 効率を高くすることができる。

 AC 二軸アクチュエータ
 PPS 偏光ダイクロイックプリズム
 CL コリメートレンズ
 LD1 青紫色半導体レーザ
 LM レーザモジュール
 OBJ 対物レンズ
 PL1 保護基板
 PL2 保護基板
 PL3 保護基板
 PU1 光ピックアップ装置
 RL1 情報記録面
 RL2 情報記録面
 RL3 情報記録面
 CN 中央領域
 MD 周辺領域
 OT 最周辺領域