JP2001060336A - Optical head - Google Patents

Optical head

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JP2001060336A
JP2001060336A JP11296386A JP29638699A JP2001060336A JP 2001060336 A JP2001060336 A JP 2001060336A JP 11296386 A JP11296386 A JP 11296386A JP 29638699 A JP29638699 A JP 29638699A JP 2001060336 A JP2001060336 A JP 2001060336A
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optical
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Teruhiro Shiono
照弘 塩野
Keiichi Matsuzaki
圭一 松▲崎▼
Tetsuo Hosomi
哲雄 細美
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical head having high utilization efficiency of light in a structure equipped with a light source with plural wave lengths and a diffraction optical device capable of coping with information recording medium of a plurality of kinds. SOLUTION: Light emitted from a light source 1 selectively emitting light with a primary wave length and light with a secondary wave-length nearly two times as long are made parallel by a diffraction type collimeter lens 3, are raised by a raising mirror 15, and then are condensed on an information recording medium 11 by a diffraction type objective lens 4. These diffraction type lenses 3, 4 emit substantially secondary diffraction light to the light with the primary wave length, and emit substantially the primary diffraction light to the light with the secondary wave length.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的記録再生装
置の光学ヘッドに関し、特に、複数の種類の情報記録媒
体に対応できる複数波長の光源と回折光学素子とを備え
た光利用効率の高い光学ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head of an optical recording / reproducing apparatus, and more particularly, to a high light use efficiency having a plurality of wavelength light sources and a diffractive optical element capable of supporting a plurality of types of information recording media. Related to an optical head.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンパクトディスク(CD)、DVD等
の光ディスクや光カードメモリ等の光学的記録媒体の信
号を読み出すための重要な構成部品として光学ヘッドが
ある。光学ヘッドは、光学的記録媒体から信号を取り出
すために、信号検出機能だけでなくフォーカスサーボ、
トラッキングサーボ等の制御機構を備える必要がある。
2. Description of the Related Art An optical head is an important component for reading a signal from an optical recording medium such as an optical disk such as a compact disk (CD) or a DVD, or an optical card memory. The optical head uses not only a signal detection function but also a focus servo, to extract signals from the optical recording medium.
It is necessary to provide a control mechanism such as a tracking servo.

【0003】光学ヘッドは、通常、光源、光検出器、集
光レンズ、フォーカス/トラック誤差信号検出素子、立
ち上げミラー、コリメータレンズ等の種々の光学部品に
よって構成されている。光源から出射されたレーザ光
は、対物レンズによって光ディスク上に集光される。光
ディスク上に集光されたレーザ光は、反射されて光検出
器で検出される。これにより、再生信号が読み出され
る。また、フォーカス/トラック誤差信号検出素子によ
ってフォーカス/トラックの制御が行われ、安定して信
号を読み出すことができるようにされている。
The optical head is generally composed of various optical components such as a light source, a photodetector, a condenser lens, a focus / track error signal detecting element, a rising mirror, a collimator lens, and the like. Laser light emitted from the light source is focused on the optical disk by the objective lens. The laser light collected on the optical disk is reflected and detected by the photodetector. Thereby, the reproduction signal is read. Further, the focus / track is controlled by the focus / track error signal detecting element, so that a signal can be stably read.

【0004】光学ヘッドを構成する光学素子として、現
在用いられている通常のレンズやプリズム等の屈折光学
素子の代わりに回折光学素子を用いれば、光学ヘッドの
小型・薄型・軽量化を図ることができる。
If a diffractive optical element is used as an optical element constituting the optical head in place of a currently used refractive optical element such as a lens or a prism, the size, thickness and weight of the optical head can be reduced. it can.

【0005】回折光学素子とは、光の回折現象を効果的
に利用して機能する光学素子のことであり、この回折光
学素子は、波長オーダの深さの凹凸又は屈折率分布や振
幅分布が周期的あるいは準周期的に表面に形成されてい
るという特徴を有している。回折光学素子の周期が波長
に比べて十分大きい場合には、断面を鋸歯形状化するこ
とにより、回折効率をほぼ100%まで高くできること
が知られている。
[0005] A diffractive optical element is an optical element that functions by effectively utilizing the diffraction phenomenon of light. This diffractive optical element has unevenness in the depth of a wavelength order or a refractive index distribution or an amplitude distribution. It has the feature that it is formed on the surface periodically or quasi-periodically. It is known that when the period of the diffractive optical element is sufficiently larger than the wavelength, the diffraction efficiency can be increased to almost 100% by forming the cross section into a sawtooth shape.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、周期が波長に
比べて十分大きい場合、回折光学素子の回折効率が10
0%となるのは、設計波長に対してのみである。図14
に、設計波長を1として規格化した規格化波長と回折光
学素子の1次回折効率との関係を示す。図14から分か
るように、波長が設計値から外れるにしたがって回折効
率は徐々に低下する。従って、複数の種類の光ディスク
に対応した複数波長の光源を搭載した光学ヘッドに回折
光学素子を用いる場合、光利用効率を高くするために
は、波長ごとに最適に設計して、その波長の光路にのみ
配置する必要があった。
However, when the period is sufficiently larger than the wavelength, the diffraction efficiency of the diffractive optical element becomes 10%.
0% is only for the design wavelength. FIG.
FIG. 2 shows the relationship between the normalized wavelength with the design wavelength set to 1 and the first-order diffraction efficiency of the diffractive optical element. As can be seen from FIG. 14, the diffraction efficiency gradually decreases as the wavelength deviates from the design value. Therefore, when a diffractive optical element is used in an optical head equipped with light sources of a plurality of wavelengths corresponding to a plurality of types of optical discs, in order to increase the light use efficiency, an optical path of that wavelength must be optimally designed. Only needed to be placed.

【0007】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、複数の種類の情報記
録媒体に対応できる複数波長の光源と回折光学素子とを
備え、光利用効率の高い光学ヘッドを提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and has a light source having a plurality of wavelengths and a diffractive optical element capable of supporting a plurality of types of information recording media, and has a high light use efficiency. It is an object to provide an optical head.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第1の本発明(請求項1に記載の発明に対応)は、
第1の波長の光及び前記第1の波長の略2倍の波長を有
する第2の波長の光を出射する単数又は複数の光源と、
光検出器と、前記第1及び第2の波長の光の光路中に設
けられた単数又は複数の回折光学素子とを備え、前記回
折光学素子が、前記第1の波長の光に対して実質上2次
の回折光を出射し、前記第2の波長の光に対して実質上
1次の回折光を出射することを特徴とする光学ヘッドで
ある。
In order to achieve the above object, a first invention (corresponding to the invention described in claim 1) is:
One or more light sources that emit light of a first wavelength and light of a second wavelength having a wavelength approximately twice the first wavelength;
A light detector, and one or more diffractive optical elements provided in the optical path of the light of the first and second wavelengths, wherein the diffractive optical element substantially emits light of the first wavelength. An optical head which emits upper second-order diffracted light and emits substantially first-order diffracted light with respect to the light of the second wavelength.

【0009】これにより、例えば、2波長の光の光路上
に回折光学素子を配置しても、どちらの波長に対しても
高い回折効率を得ることができ、光学特性の良好な光学
ヘッドを実現することができる。
Thus, for example, even if a diffractive optical element is arranged on the optical path of light of two wavelengths, a high diffraction efficiency can be obtained for both wavelengths, and an optical head having good optical characteristics can be realized. can do.

【0010】また、第2の本発明(請求項2に記載の発
明に対応)は、回折光学素子の断面形状が実質上鋸歯形
状であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、前記回折
光学素子の材料の屈折率nに対して、前記鋸歯形状の深
さが、透過型素子の場合には、実質上2λ1 /(n−
1)からλ2 /(n−1)の範囲内にあり、基板側から
入射する反射型素子の場合には、実質上λ1 /nからλ
2 /2nの範囲内にあり、空気側から入射する反射型素
子の場合には、実質上λ1 からλ2 /2の範囲内にある
上記第1の本発明に記載の光学ヘッドである。
According to a second aspect of the present invention (corresponding to the second aspect of the present invention), the sectional shape of the diffractive optical element is substantially saw-toothed, and the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2 In the case of a transmission type element, the depth of the sawtooth shape is substantially 2λ 1 / (n−) with respect to the refractive index n of the material of the diffractive optical element.
1) to [lambda] 2 / (n-1), and in the case of a reflective element entering from the substrate side, substantially from [lambda] 1 / n to [lambda].
In the range of 2 / 2n, in the case of a reflective element that enters from the air side is an optical head according to the first aspect of the present invention which is within the range of substantially lambda 1 lambda 2/2.

【0011】これにより、例えば、第1の波長の光と第
2の波長の光に対して、回折光学素子の回折効率を最も
高くすることができる。
Thus, for example, the diffraction efficiency of the diffractive optical element can be maximized for the light of the first wavelength and the light of the second wavelength.

【0012】また、第3の本発明(請求項3に記載の発
明に対応)は、回折光学素子が、情報記録媒体に集光す
る対物レンズである上記第1の本発明の光学ヘッドであ
る。
A third aspect of the present invention (corresponding to the third aspect of the present invention) is the optical head according to the first aspect of the present invention, wherein the diffractive optical element is an objective lens for converging on an information recording medium. .

【0013】これにより、例えば、対物レンズの薄型軽
量化を図ることができる。
Thus, for example, the thickness and weight of the objective lens can be reduced.

【0014】また、第4の本発明(請求項4に記載の発
明に対応)は、回折光学素子が、光源からの出射光を実
質上平行にするコリメータレンズである上記第1の本発
明の光学ヘッドである。
According to a fourth aspect of the present invention (corresponding to the fourth aspect of the present invention), the diffractive optical element is a collimator lens for making the light emitted from the light source substantially parallel. An optical head.

【0015】これにより、例えば、コリメータレンズの
薄型軽量化を図ることができる。
Thus, for example, it is possible to reduce the thickness and weight of the collimator lens.

【0016】また、第5の本発明(請求項5に記載の発
明に対応)は、回折光学素子が、フォーカス/トラック
誤差信号検出素子である上記第1の本発明の光学ヘッド
である。
The fifth invention (corresponding to the fifth invention) is the optical head according to the first invention, wherein the diffractive optical element is a focus / track error signal detecting element.

【0017】これにより、例えば、フォーカス/トラッ
ク誤差信号検出素子の薄型軽量化を図ることができる。
Thus, for example, it is possible to reduce the thickness and weight of the focus / track error signal detecting element.

【0018】また、第6の本発明(請求項6に記載の発
明に対応)は、回折光学素子の最小周期Λmin が、第1
の波長λ1 に対してΛmin ≧10λ1 の関係を満たす上
記第1の本発明の光学ヘッドである。
According to a sixth aspect of the present invention (corresponding to the sixth aspect of the present invention), the minimum period Λ min of the diffractive optical element is equal to the first period Λ min .
An optical head of the present invention the first to meet the relationship of lambda min ≧ 10 [lambda] 1 with respect to the wavelength lambda 1 of the.

【0019】これにより、例えば、第1の波長の光に対
して80%以上の高い回折効率を有する回折光学素子を
実現することができる。
Thus, for example, a diffractive optical element having a high diffraction efficiency of 80% or more with respect to the light of the first wavelength can be realized.

【0020】また、第7の本発明(請求項7に記載の発
明に対応)は、回折光学素子の最小周期Λmin が、第1
の波長λ1 に対してΛmin ≧22λ1 の関係を満たす上
記第1の本発明の光学ヘッドである。
According to a seventh aspect of the present invention (corresponding to the seventh aspect of the present invention), the minimum period Λ min of the diffractive optical element is equal to the first period.
An optical head of the present invention the first satisfying the relation Λ min ≧ 22λ 1 with respect to the wavelength lambda 1 of the.

【0021】これにより、例えば、第1の波長の光に対
して90%以上のさらに高い回折効率を有する回折光学
素子を実現することができる。
Thus, for example, a diffractive optical element having a higher diffraction efficiency of 90% or more with respect to the light of the first wavelength can be realized.

【0022】また、第8の本発明(請求項8に記載の発
明に対応)は、第1及び第2の波長の光の光路中に、光
源からの出射光の光軸が斜めに入射する光学面を有する
屈折光学手段が設けられており、前記出射光の波長変動
に伴う回折光学素子からの回折光の回折角の変化と、前
記屈折光学手段からの屈折光の屈折角の変化とが、互い
に相殺する方向に生じる上記第1の本発明の光学ヘッド
である。
According to an eighth aspect of the present invention (corresponding to the eighth aspect of the present invention), the optical axis of the light emitted from the light source obliquely enters the optical path of the light of the first and second wavelengths. A refractive optical means having an optical surface is provided, and a change in the diffraction angle of the diffracted light from the diffractive optical element due to the wavelength change of the emitted light, and a change in the refractive angle of the refracted light from the refractive optical means. And the optical head according to the first aspect of the present invention, which is generated in directions canceling each other.

【0023】これにより、例えば、薄型の光学ヘッドを
実現することができ、しかも光源からの出射光として半
導体レーザ光を用いた場合に、高周波モジュールや自励
発振による数nm程度の波長帯域の広がりや環境温度の
変化によって出射光の中心波長が変化しても、光ディス
ク面で良好な集光スポットを得ることができる。
Thus, for example, a thin optical head can be realized, and when a semiconductor laser beam is used as the light emitted from the light source, a wavelength band of about several nm is spread by a high-frequency module or self-excited oscillation. Even if the center wavelength of the emitted light changes due to a change in ambient temperature or environmental temperature, a good light-converged spot can be obtained on the optical disk surface.

【0024】また、第9の本発明(請求項9に記載の発
明に対応)は、回折光学素子が、均一周期のグレーティ
ングである上記第8の本発明の光学ヘッドである。
A ninth invention (corresponding to the ninth invention) is the optical head according to the eighth invention, wherein the diffractive optical element is a grating having a uniform period.

【0025】これにより、例えば、回折光学素子の位置
合わせや製造が容易となる。
This facilitates, for example, positioning and manufacturing of the diffractive optical element.

【0026】また、第10の本発明(請求項10に記載
の発明に対応)は、回折光学素子が、開口数0.39以
下の収束光光路又は発散光光路中に配置されており、前
記回折光学素子の周期が均一である上記第8の本発明の
光学ヘッドである。
According to a tenth aspect of the present invention (corresponding to the tenth aspect of the present invention), the diffractive optical element is disposed in a convergent light path or a divergent light path having a numerical aperture of 0.39 or less. The optical head according to the eighth aspect of the present invention, wherein the period of the diffractive optical element is uniform.

【0027】これにより、例えば、回折光学素子の位置
合わせや製造が容易となる。
This facilitates, for example, positioning and manufacturing of the diffractive optical element.

【0028】また、第11の本発明(請求項11に記載
の発明に対応)は、屈折光学手段が、3つの光学面を有
するプリズムであり、前記3つの光学面のうち、情報記
録媒体側の面を第1面、光源側の面を第2面、それ以外
の面を第3面としたとき、光源からの出射光が、前記第
2面を透過し、前記第1面、前記第3面の順に反射し
て、前記第1面を透過する構成であって、前記光源から
の出射光が前記第2面に入射する最も高い位置よりも対
物レンズの下部が低くなる上記第8の本発明の光学ヘッ
ドである。
According to an eleventh aspect of the present invention (corresponding to the eleventh aspect of the present invention), the refractive optical means is a prism having three optical surfaces. Is the first surface, the surface on the light source side is the second surface, and the other surface is the third surface, light emitted from the light source passes through the second surface, and the first surface and the second surface The eighth aspect, wherein the third surface is reflected in order and the first surface is transmitted, and the lower part of the objective lens is lower than the highest position where the light emitted from the light source is incident on the second surface. 3 is an optical head of the present invention.

【0029】これにより、例えば、光学ヘッドの薄型化
を図ることができる。
Thus, for example, the thickness of the optical head can be reduced.

【0030】また、第12の本発明(請求項12に記載
の発明に対応)は、プリズムの硝材のアッベ数が64以
上である上記第11の本発明の光学ヘッドである。
The twelfth invention (corresponding to the twelfth invention) is the optical head according to the eleventh invention, wherein the Abbe number of the glass material of the prism is 64 or more.

【0031】これにより、例えば、回折光学素子の周期
が大きくなるために、製造が容易で高い回折効率が得ら
れ、幅広い波長領域で波長変動の影響を相殺することが
でき、光ディスク面で良好な集光スポットを得ることが
できる。
As a result, for example, since the period of the diffractive optical element is increased, it is easy to manufacture and high diffraction efficiency can be obtained, the influence of wavelength fluctuation can be offset in a wide wavelength range, and good optical disc surface can be obtained. A focused spot can be obtained.

【0032】また、第13の本発明(請求項13に記載
の発明に対応)は、光源が2波長の光を出射するSHG
光源である上記第1の本発明の光学ヘッドである。
According to a thirteenth aspect of the present invention (corresponding to the thirteenth aspect), the SHG in which the light source emits light of two wavelengths is provided.
An optical head according to the first aspect of the present invention, which is a light source.

【0033】これにより、例えば、第1の波長の光及び
第1の波長の略2倍の波長を有する第2の波長の光を出
射する光源を得ることができる。
Thus, for example, it is possible to obtain a light source that emits light of the first wavelength and light of the second wavelength having a wavelength approximately twice the first wavelength.

【0034】また、第14の本発明(請求項14に記載
の発明に対応)は、第1及び第2の波長の光がジグザグ
状に伝搬する透明基板を備え、回折光学素子が前記透明
基板上に配置された上記第1の本発明の光学ヘッドであ
る。
According to a fourteenth aspect of the present invention (corresponding to the fourteenth aspect of the present invention), a transparent substrate in which light of first and second wavelengths propagates in a zigzag pattern is provided, and the diffractive optical element is provided on the transparent substrate. FIG. 2 is an optical head according to the first aspect of the present invention disposed above.

【0035】これにより、例えば、薄型で構造が安定な
光学ヘッドを実現することができる。
Thus, for example, it is possible to realize a thin and stable optical head.

【0036】また、第15の本発明(請求項15に記載
の発明に対応)は、第1の波長λ1が、0.35μm≦
λ1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2
の波長λ2 が、0.76μm≦λ2 ≦0.88μmの関
係を満たす上記第1の本発明の光学ヘッドである。
The fifteenth aspect of the present invention (corresponding to the fifteenth aspect of the present invention) is characterized in that the first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦
satisfies the relationship of λ 1 ≦ 0.44 μm, or
Wavelength lambda 2 is the said first optical head of the present invention satisfies the relationship 0.76μm ≦ λ 2 ≦ 0.88μm.

【0037】これにより、例えば、集光スポットを小さ
く絞ることができ、例えば10Gバイト以上の高密度デ
ィスクを読み出すことができるか、もしくはCD、CD
−Rの光ディスクを読み出すことができる。
As a result, for example, the focused spot can be narrowed down, and a high-density disk of, for example, 10 GB or more can be read, or a CD or CD can be read.
-R optical disk can be read.

【0038】また、第16の本発明(請求項16に記載
の発明に対応)は、第1の波長λ1が、実質上0.35
μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、回折光学素
子が、情報記録媒体に集光する対物レンズの色収差を補
正する色収差補正素子である上記第1の本発明の光学ヘ
ッドである。
The sixteenth invention (corresponding to the sixteenth invention) is characterized in that the first wavelength λ 1 is substantially 0.35
The optical head according to the first aspect of the present invention, which satisfies the relationship of μm ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm, and wherein the diffractive optical element is a chromatic aberration correcting element for correcting chromatic aberration of the objective lens focused on the information recording medium.

【0039】これにより、例えば、光源からの出射光と
して、レンズの硝材の色分散の大きい0.35μm≦λ
1 ≦0.44μmの範囲の半導体レーザ光を用いた場
合、高周波モジュールや自励発振による数nm程度の波
長帯域の広がりや環境温度の変化によって出射光の中心
波長が変化しても、対物レンズによる大きな色収差を補
正して、光ディスク面で良好な集光スポットを得ること
ができる。
Accordingly, for example, as the light emitted from the light source, 0.35 μm ≦ λ having a large chromatic dispersion of the glass material of the lens.
When the semiconductor laser light in the range of 1 ≦ 0.44 μm is used, even if the center wavelength of the emitted light changes due to the widening of the wavelength band of about several nm due to the high-frequency module or self-excited oscillation and the change in the environmental temperature, the objective lens Large chromatic aberration caused by the above can be corrected, and a good condensed spot can be obtained on the optical disk surface.

【0040】また、第17の本発明(請求項17に記載
の発明に対応)は、第1の波長の光及び前記第1の波長
の略2倍の波長を有する第2の波長の光を出射する単数
又は複数の光源と、光検出器と、情報記録媒体に集光す
る対物レンズと、前記第1及び第2の波長の光の光路中
に設けられた回折光学素子とを備え、前記回折光学素子
が、前記対物レンズの色収差を補正する階段状もしくは
実質上鋸歯形状の段差を有する色収差補正素子であり、
第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、前記色収差補正素子
の材料の屈折率nに対して、前記段差が、実質上2λ1
/(n−1)からλ2 /(n−1)の範囲内にあること
を特徴とする光学ヘッドである。
According to a seventeenth aspect of the present invention (corresponding to the seventeenth aspect of the present invention), the light of the first wavelength and the light of the second wavelength having a wavelength approximately twice the first wavelength are provided. One or more light sources for emitting light, a photodetector, an objective lens for converging light on an information recording medium, and a diffractive optical element provided in an optical path of light of the first and second wavelengths, A diffractive optical element is a chromatic aberration correction element having a stepped or substantially sawtooth-shaped step for correcting chromatic aberration of the objective lens,
The step is substantially 2λ 1 with respect to the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , and the refractive index n of the material of the chromatic aberration correction element.
/ (N-1) to λ 2 / (n-1).

【0041】これにより、例えば、第1の波長の光と第
2の波長の光に対して良好な光利用効率を有する色収差
補正素子が得られる。
Thus, for example, a chromatic aberration correction element having good light use efficiency for the light of the first wavelength and the light of the second wavelength can be obtained.

【0042】また、第18の本発明(請求項18に記載
の発明に対応)は、第1の波長λ1が、0.35μm≦
λ1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2
の波長λ2 が、0.76μm≦λ2 ≦0.88μmの関
係を満たす上記第17の本発明の光学ヘッドである。
According to an eighteenth aspect of the present invention (corresponding to the eighteenth aspect of the present invention), the first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦
satisfies the relationship of λ 1 ≦ 0.44 μm, or
The optical head according to the seventeenth aspect, wherein the wavelength λ 2 satisfies the relationship of 0.76 μm ≦ λ 2 ≦ 0.88 μm.

【0043】また、第19の本発明(請求項19に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子が対物レンズ上に形
成されている上記第17の本発明の光学ヘッドである。
The nineteenth invention (corresponding to the nineteenth invention) is the optical head according to the seventeenth invention, wherein the chromatic aberration correcting element is formed on an objective lens.

【0044】これにより、例えば、色収差補正素子と対
物レンズを1つの部品として取り扱うことができ、小型
化・低コスト化が可能となる。
As a result, for example, the chromatic aberration correction element and the objective lens can be handled as one component, and the size and cost can be reduced.

【0045】また、第20の本発明(請求項20に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子と対物レンズがアク
チュエータによって一体的に駆動される上記第17の本
発明の光学ヘッドである。
A twentieth aspect of the present invention (corresponding to the twentieth aspect) is the optical head of the seventeenth aspect of the present invention, wherein the chromatic aberration correcting element and the objective lens are driven integrally by an actuator.

【0046】これにより、例えば、色収差補正素子と対
物レンズの光軸がずれることがないので、良好な光学特
性が得られる。
Thus, for example, since the optical axes of the chromatic aberration correction element and the objective lens do not shift, good optical characteristics can be obtained.

【0047】また、第21本発明(請求項21に記載の
発明に対応)は、色収差補正素子が凸型の回折型レンズ
であり、対物レンズとの両方で収束光を形成する上記第
17の本発明の光学ヘッドである。
According to a twenty-first aspect of the present invention (corresponding to the twenty-first aspect of the present invention), the chromatic aberration correcting element is a convex diffractive lens and forms the convergent light with both the objective lens. 3 is an optical head of the present invention.

【0048】これにより、例えば、対物レンズ自体の開
口数が低減されるので、製造が容易となる。
As a result, for example, the numerical aperture of the objective lens itself is reduced, thereby facilitating manufacture.

【0049】また、第22の本発明(請求項22に記載
の発明に対応)は、第1の波長の光、前記第1の波長の
略2倍の波長を有する第2の波長の光、及び前記第1の
波長の略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射
する単数又は複数の光源と、光検出器と、前記第1、第
2及び第3の波長の光の光路中に設けられた単数又は複
数の回折光学素子とを備え、前記回折光学素子が、前記
第1の波長の光に対して実質上4次の回折光を出射し、
前記第2の波長の光に対して実質上2次の回折光を出射
し、前記第3の波長の光に対して実質上3次の回折光を
出射することを特徴とする。
According to a twenty-second aspect of the present invention (corresponding to the twenty-second aspect of the present invention), a light of a first wavelength, a light of a second wavelength having a wavelength approximately twice the first wavelength, And one or more light sources that emit light of a third wavelength having a wavelength approximately 1.5 times the first wavelength, a photodetector, and light of the first, second, and third wavelengths One or more diffractive optical elements provided in the optical path of the, the diffractive optical element emits substantially fourth-order diffracted light with respect to the light of the first wavelength,
A second-order diffracted light is emitted substantially for the second wavelength light, and a third-order diffracted light is emitted substantially for the third wavelength light.

【0050】これにより、例えば、同じ光路に回折光学
素子を配置しても、3つの波長のうち、第1と第2の波
長に対しては特に高い回折効率を得ることができ、光学
特性の良好な光学ヘッドを実現することができる。
Thus, for example, even if the diffractive optical elements are arranged on the same optical path, a particularly high diffraction efficiency can be obtained for the first and second wavelengths among the three wavelengths, and the optical characteristics can be improved. A good optical head can be realized.

【0051】また、第23の本発明(請求項23に記載
の発明に対応)は、回折光学素子の断面形状が実質上鋸
歯形状であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、第3
の波長λ3 、前記回折光学素子の材料の屈折率nに対し
て、前記鋸歯形状の深さが、透過型素子の場合には、実
質上4λ1 /(n−1)と2λ2 /(n−1)と3λ 3
/(n−1)のうちの最小値と最大値の範囲内にあり、
基板側から入射する反射型素子の場合には、実質上2λ
1 /nとλ2 /nと3λ3 /2nのうちの最小値と最大
値の範囲内にあり、空気側から入射する反射型素子の場
合には、実質上2λ1 とλ2 と3λ3 /2のうちの最小
値と最大値の範囲内にある上記第22の本発明に記載の
光学ヘッドである。
The twenty-third aspect of the present invention (claim 23)
The sectional shape of the diffractive optical element is substantially sawtooth.
A first wavelength λ1, The second wavelength λTwo, Third
Wavelength λThreeFor the refractive index n of the material of the diffractive optical element
In the case where the depth of the sawtooth shape is a transmission type element,
Quality 4λ1/ (N-1) and 2λTwo/ (N-1) and 3λ Three
/ (N-1) within the range of the minimum value and the maximum value,
In the case of a reflective element that enters from the substrate side, it is substantially 2λ.
1/ N and λTwo/ N and 3λThree/ 2n minimum and maximum
Field of a reflective element that falls within the range of values and enters from the air side.
In effect, 2λ1And λTwoAnd 3λThreeMinimum of / 2
The twenty-second aspect of the present invention, wherein the value and the maximum value are within the range.
An optical head.

【0052】これにより、例えば、第1〜第3の波長の
光のうち第1及び第2の波長の光に対して、特に、最も
回折効率の高い回折光学素子を得ることができる。
Thus, for example, a diffractive optical element having the highest diffraction efficiency can be obtained for the light of the first and second wavelengths among the light of the first to third wavelengths.

【0053】また、第24の本発明(請求項24に記載
の発明に対応)は、回折光学素子の最小周期Λmin が、
第1の波長λ1 に対してΛmin ≧22λ1 の関係を満た
す上記第22の本発明の光学ヘッドである。
In the twenty-fourth aspect of the present invention (corresponding to the twenty-fourth aspect), the minimum period Λ min of the diffractive optical element is
Satisfy a relationship of Λ min ≧ 22λ 1 with respect to the first wavelength lambda 1 is an optical head of the present invention of the first 22.

【0054】これにより、例えば、第1の波長の光に対
して、例えば、80%以上の高い回折効率を有する回折
光学素子を実現することができる。
Thus, it is possible to realize a diffractive optical element having a high diffraction efficiency of, for example, 80% or more with respect to the light of the first wavelength.

【0055】また、第25の本発明(請求項25に記載
の発明に対応)は、第1の波長λ1が、0.35μm≦
λ1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2
の波長λ2 が、0.76μm≦λ2 ≦0.88μmの関
係を満たすか、もしくは、第3の波長λ3 が、0.57
μm≦λ3 ≦0.68μmの関係を満たす上記第22の
本発明の光学ヘッドである。
In the twenty-fifth aspect of the present invention (corresponding to the twenty-fifth aspect), the first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦
satisfies the relationship of λ 1 ≦ 0.44 μm, or
Wavelength lambda 2 is, meets the relationship of 0.76μm ≦ λ 2 ≦ 0.88μm, or the third wavelength lambda 3, 0.57
The optical head according to the twenty-second aspect of the present invention satisfies the relationship of μm ≦ λ 3 ≦ 0.68 μm.

【0056】これにより、例えば、集光スポットを小さ
く絞ることができるので、例えば、10Gバイト以上の
高密度光ディスクを読み出すことができるか、もしく
は、CD、CD−Rの光ディスクを読み出すことができ
るか、もしくは、2層構造を含むDVD、DVD−Rの
光ディスクを読み出すことができる。
As a result, for example, since the focused spot can be narrowed down, for example, it is possible to read a high-density optical disk of, for example, 10 GB or more, or a CD or CD-R optical disk. Alternatively, a DVD or DVD-R optical disk having a two-layer structure can be read.

【0057】また、第26の本発明(請求項26に記載
の発明に対応)は、第1の波長λ1が、実質上0.35
μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、回折光学素
子が、情報記録媒体に集光する対物レンズの色収差を補
正する色収差補正素子である上記第22の本発明の光学
ヘッドである。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention (corresponding to the twenty-sixth aspect), the first wavelength λ 1 is substantially 0.35
The optical head according to the twenty-second aspect of the present invention, wherein the diffractive optical element satisfies the relationship of μm ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm, and the diffractive optical element is a chromatic aberration correcting element for correcting chromatic aberration of the objective lens focused on the information recording medium.

【0058】また、第27の本発明(請求項27に記載
の発明に対応)は、第1の波長の光、前記第1の波長の
略2倍の波長を有する第2の波長の光、及び前記第1の
波長の略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射
する単数又は複数の光源と、光検出器と、情報記録媒体
に集光する対物レンズと、前記第1、第2及び第3の波
長の光の光路中に設けられた単数又は複数の回折光学素
子とを備え、前記回折光学素子が、前記対物レンズの色
収差を補正する階段状もしくは実質上鋸歯形状の段差を
有する色収差補正素子であり、第1の波長λ1 、第2の
波長λ2 、第3の波長λ3 、前記回折光学素子の材料の
屈折率nに対して、前記段差が、4λ1/(n−1)と
2λ2 /(n−1)と3λ3 /(n−1)のうちの最小
値と最大値の範囲内にあることを特徴とする光学ヘッド
である。
Also, the twenty-seventh aspect of the present invention (corresponding to the twenty-seventh aspect of the present invention) provides a light having a first wavelength, a light having a second wavelength substantially twice as long as the first wavelength, And one or more light sources that emit light of a third wavelength having a wavelength that is approximately 1.5 times the first wavelength, a photodetector, an objective lens that focuses light on an information recording medium, One or more diffractive optical elements provided in an optical path of light of the first, second and third wavelengths, wherein the diffractive optical element has a stepped or substantially sawtooth shape for correcting chromatic aberration of the objective lens. A chromatic aberration correcting element having a step of 4λ, wherein the step is 4λ with respect to the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , the third wavelength λ 3 , and the refractive index n of the material of the diffractive optical element. within the range of minimum and maximum value of 1 / (n-1) and 2λ 2 / (n-1) and 3λ 3 / (n-1) An optical head according to claim Rukoto.

【0059】これにより、例えば、第1〜第3の波長の
光のうち第1及び第2の波長の光に対して特に光利用効
率の良好な色収差補正素子を得ることができる。
Thus, for example, it is possible to obtain a chromatic aberration correction element having particularly good light use efficiency for the light of the first and second wavelengths among the light of the first to third wavelengths.

【0060】また、第28の本発明(請求項28に記載
の発明に対応)は、第1の波長λ1が、0.35μm≦
λ1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2
の波長λ2 が、0.76μm≦λ2 ≦0.88μmの関
係を満たすか、もしくは、第3の波長λ3 が、0.57
μm≦λ3 ≦0.68μmの関係を満たす上記第27の
本発明の光学ヘッドである。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention (corresponding to the twenty-eighth aspect of the present invention), the first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦
satisfies the relationship of λ 1 ≦ 0.44 μm, or
Wavelength lambda 2 is, meets the relationship of 0.76μm ≦ λ 2 ≦ 0.88μm, or the third wavelength lambda 3, 0.57
The optical head according to the twenty-seventh aspect, wherein the optical head satisfies the relationship of μm ≦ λ 3 ≦ 0.68 μm.

【0061】また、第29の本発明(請求項29に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子が対物レンズ上に形
成されている上記第27の本発明の光学ヘッドである。
A twenty-ninth aspect of the present invention (corresponding to the twenty-ninth aspect of the present invention) is the optical head of the twenty-seventh aspect of the present invention, wherein the chromatic aberration correcting element is formed on an objective lens.

【0062】また、第30の本発明(請求項30に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子と対物レンズがアク
チュエータによって一体的に駆動される上記第27の本
発明の光学ヘッドである。
A thirtieth invention (corresponding to the thirty-first invention) is the optical head according to the twenty-seventh invention, wherein the chromatic aberration correcting element and the objective lens are driven integrally by an actuator.

【0063】また、第31の本発明(請求項31に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子が凸型の回折型レン
ズであり、対物レンズとの両方で収束光を形成する上記
第27の本発明の光学ヘッドである。
According to a thirty-first aspect of the present invention (corresponding to the thirty-first aspect), the chromatic aberration correcting element is a convex diffractive lens, and forms the convergent light with both the objective lens and the objective lens. Is an optical head according to the present invention.

【0064】また、第32の本発明(請求項32に記載
の発明に対応)は、第1の波長の光及び前記第1の波長
の略1.5倍の波長を有する第2の波長の光を出射する
単数又は複数の光源と、光検出器と、前記第1及び第2
の波長の光の光路中に設けられた単数又は複数の回折光
学素子とを備え、前記回折光学素子が、前記第1の波長
の光に対して実質上3次の回折光を出射し、前記第2の
波長の光に対して実質上2次の回折光を出射することを
特徴とする光学ヘッドである。
The thirty-second aspect of the present invention (corresponding to the thirty-second aspect of the present invention) provides a light having a first wavelength and a second wavelength having a wavelength substantially 1.5 times the first wavelength. One or more light sources for emitting light, a photodetector, and the first and second light sources.
A single or a plurality of diffractive optical elements provided in the optical path of light having a wavelength of, the diffractive optical element emits substantially third-order diffracted light with respect to the light having the first wavelength, An optical head which emits substantially second-order diffracted light with respect to light of a second wavelength.

【0065】これにより、例えば、同じ光路に回折光学
素子を配置しても、どちらの波長の光に対しても高い回
折効率を得ることができ、光学特性の良好な光学ヘッド
を実現することができる。
Thus, for example, even if the diffractive optical elements are arranged in the same optical path, a high diffraction efficiency can be obtained for light of any wavelength, and an optical head having good optical characteristics can be realized. it can.

【0066】また、第33の本発明(請求項33に記載
の発明に対応)は、回折光学素子の断面形状が実質上鋸
歯形状であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、前記
回折光学素子の材料の屈折率nに対して、前記鋸歯形状
の深さが、透過型素子の場合には、実質上3λ1 /(n
−1)から2λ2 /(n−1)の範囲内にあり、基板側
から入射する反射型素子の場合には、実質上3λ1 /2
nからλ2 /nの範囲内にあり、空気側から入射する反
射型素子の場合には、実質上3λ1 /2からλ 2 の範囲
内にある上記第32の本発明の光学ヘッドである。
The thirty-third aspect of the present invention (claim 33)
The sectional shape of the diffractive optical element is substantially sawtooth.
A first wavelength λ1, The second wavelength λTwoAnd said
For the refractive index n of the material of the diffractive optical element, the sawtooth shape
Is substantially 3λ in the case of a transmissive element.1/ (N
-1) to 2λTwo/ (N-1), on the substrate side
In the case of a reflective element that enters from1/ 2
n to λTwo/ N in the range of
In the case of a projection type element, it is substantially 3λ.1/ 2 to λ TwoRange
The optical head according to the thirty-second aspect of the present invention, wherein

【0067】これにより、例えば、第1及び第2の波長
の光に対して、最も回折効率の高い回折光学素子を得る
ことができる。
Thus, for example, a diffractive optical element having the highest diffraction efficiency with respect to the light of the first and second wavelengths can be obtained.

【0068】また、第34の本発明(請求項34に記載
の発明に対応)は、回折光学素子の最小周期Λmin が、
第1の波長λ1 に対してΛmin ≧16λ1 の関係を満た
す上記第32の本発明の光学ヘッドである。
According to a thirty-fourth aspect of the present invention (corresponding to the thirty-fourth aspect), the minimum period Λ min of the diffractive optical element is
Satisfy Λ min ≧ 16λ 1 relationship to the first wavelength lambda 1 is an optical head of the present invention of the first 32.

【0069】これにより、例えば、第1の波長に対し
て、例えば、80%以上の高い回折効率を有する回折光
学素子を実現することができる。
Thus, a diffractive optical element having a high diffraction efficiency of, for example, 80% or more with respect to the first wavelength can be realized.

【0070】また、第35の本発明(請求項35に記載
の発明に対応)は、第1の波長λ1が、0.35μm≦
λ1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2
の波長λ2 が、0.57μm≦λ2 ≦0.68μmの関
係を満たす上記第32の本発明の光学ヘッドである。
The thirty-fifth invention (corresponding to the thirty-fifth invention) is characterized in that the first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦
satisfies the relationship of λ 1 ≦ 0.44 μm, or
32. The optical head according to claim 32, wherein the wavelength λ 2 satisfies the relationship of 0.57 μm ≦ λ 2 ≦ 0.68 μm.

【0071】また、第36の本発明(請求項36に記載
の発明に対応)は、第1の波長λ1が、実質上0.35
μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、回折光学素
子が、情報記録媒体に集光する対物レンズの色収差を補
正する色収差補正素子である上記第32の本発明の光学
ヘッドである。
The thirty-sixth aspect of the present invention (corresponding to the thirty-sixth aspect) is characterized in that the first wavelength λ 1 is substantially 0.35
The optical head according to the thirty-second aspect of the present invention, wherein the diffractive optical element satisfies the relationship of μm ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm, and the diffractive optical element is a chromatic aberration correcting element for correcting chromatic aberration of the objective lens focused on the information recording medium.

【0072】また、第37の本発明(請求項37に記載
の発明に対応)は、第1の波長の光、及び前記第1の波
長の略1.5倍の波長を有する第2の波長の光を出射す
る単数又は複数の光源と、光検出器と、情報記録媒体に
集光する対物レンズと、前記第1及び第2の波長の光の
光路中に設けられた回折光学素子とを備え、前記回折光
学素子が、前記対物レンズの色収差を補正する階段状も
しくは実質上鋸歯形状の段差を有する色収差補正素子で
あり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、前記色収差補
正素子の材料の屈折率nに対して、前記段差が、実質上
3λ1 /(n−1)から2λ2 /(n−1)の範囲内に
あることを特徴とする光学ヘッドである。
The thirty-seventh aspect of the present invention (corresponding to the thirty-seventh aspect of the present invention) provides a light having a first wavelength and a second wavelength having a wavelength approximately 1.5 times the first wavelength. A light source or a plurality of light sources that emit light, an optical detector, an objective lens that condenses light on an information recording medium, and a diffractive optical element provided in an optical path of the light of the first and second wavelengths. Wherein the diffractive optical element is a chromatic aberration correcting element having a stepped or substantially sawtooth-shaped step for correcting chromatic aberration of the objective lens, wherein a first wavelength λ 1 , a second wavelength λ 2 , the chromatic aberration correction The optical head is characterized in that the step is substantially in the range of 3λ 1 / (n−1) to 2λ 2 / (n−1) with respect to the refractive index n of the material of the element.

【0073】これにより、例えば、第1及び第2の波長
の光に対して光利用効率の良好な色収差補正素子を得る
ことができる。
As a result, for example, it is possible to obtain a chromatic aberration correction element having good light use efficiency with respect to the light of the first and second wavelengths.

【0074】また、第38の本発明(請求項38に記載
の発明に対応)は、第1の波長λ1が、0.35μm≦
λ1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2
の波長λ2 が、0.57μm≦λ2 ≦0.68μmの関
係を満たす上記第37の本発明の光学ヘッドである。
In the thirty-eighth aspect of the present invention (corresponding to the thirty-eighth aspect), the first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦
satisfies the relationship of λ 1 ≦ 0.44 μm, or
37. The optical head according to claim 37, wherein the wavelength λ 2 satisfies the relationship of 0.57 μm ≦ λ 2 ≦ 0.68 μm.

【0075】これにより、例えば、集光スポットを小さ
く絞ることができ、例えば10Gバイト以上の高密度光
ディスクを読み出すことができるか、もしくは、2層構
造を含むDVD、DVD−Rの光ディスクを読み出すこ
とができる。
As a result, for example, the focused spot can be narrowed down, and a high-density optical disk of, for example, 10 GB or more can be read, or a DVD or DVD-R optical disk having a two-layer structure can be read. Can be.

【0076】また、第39の本発明(請求項39に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子が対物レンズ上に形
成されている上記第37の本発明の光学ヘッドである。
A thirty-ninth aspect of the present invention (corresponding to the thirty-ninth aspect) is the optical head of the thirty-seventh aspect of the present invention, wherein the chromatic aberration correcting element is formed on an objective lens.

【0077】また、第40の本発明(請求項40に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子と対物レンズがアク
チュエータによって一体的に駆動される上記第37の本
発明の光学ヘッドである。
A fortieth aspect of the present invention (corresponding to the forty-third aspect of the present invention) is the optical head of the thirty-seventh aspect of the present invention, wherein the chromatic aberration correcting element and the objective lens are driven integrally by an actuator.

【0078】また、第41の本発明(請求項41に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子が凸型の回折型レン
ズであり、対物レンズとの両方で収束光を形成する上記
第37の本発明の光学ヘッドである。
Also, in the forty-first aspect of the present invention (corresponding to the forty-first aspect of the present invention), the chromatic aberration correcting element is a convex diffractive lens, and the thirty-seventh aspect forms a convergent light with both the objective lens. Is an optical head according to the present invention.

【0079】また、第42の本発明(請求項42に記載
の発明に対応)は、第1の波長の光、前記第1の波長の
略2倍の波長を有する第2の波長の光、及び前記第1の
波長の略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射
する単数又は複数の光源と、光検出器と、前記第1、第
2及び第3の波長の光の光路中に設けられた単数又は複
数の回折光学素子とを備え、前記回折光学素子が、前記
第1の波長の光に対して実質上6次の回折光を出射し、
前記第2の波長の光に対して実質上3次の回折光を出射
し、前記第3の波長の光に対して実質上4次の回折光を
出射することを特徴とする光学ヘッドである。
The forty-second aspect of the present invention (corresponding to the forty-second aspect of the present invention) comprises a light having a first wavelength, a light having a second wavelength having a wavelength substantially twice as large as the first wavelength, And one or more light sources that emit light of a third wavelength having a wavelength approximately 1.5 times the first wavelength, a photodetector, and light of the first, second, and third wavelengths And one or more diffractive optical elements provided in the optical path of the, the diffractive optical element emits substantially sixth-order diffracted light with respect to the light of the first wavelength,
An optical head that emits substantially third-order diffracted light with respect to the second wavelength light and emits substantially fourth-order diffracted light with respect to the third wavelength light. .

【0080】これにより、例えば、同じ光路に回折光学
素子を配置しても、3つの波長に対しても高い回折効率
を得ることができ、光学特性の良好な光学ヘッドを実現
することができる。
Thus, for example, even if the diffractive optical elements are arranged in the same optical path, a high diffraction efficiency can be obtained for three wavelengths, and an optical head having good optical characteristics can be realized.

【0081】また、第43の本発明(請求項43に記載
の発明に対応)は、回折光学素子の断面形状が実質上鋸
歯形状であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、第3
の波長λ3 、前記回折光学素子の材料の屈折率nに対し
て、前記鋸歯形状の深さが、透過型素子の場合には、実
質上6λ1 /(n−1)と3λ2 /(n−1)と4λ 3
/(n−1)のうちの最小値と最大値の範囲内にあり、
基板側から入射する反射型素子の場合には、実質上3λ
1 /nと3λ2 /2nと2λ3 /nのうちの最小値と最
大値の範囲内にあり、空気側から入射する反射型素子の
場合には、実質上3λ1 と3λ2/2と2λ3のうちの最
小値と最大値の範囲内にある上記第42に記載の光学ヘ
ッドである。
Also, in the forty-third aspect of the present invention (claim 43)
The sectional shape of the diffractive optical element is substantially sawtooth.
A first wavelength λ1, The second wavelength λTwo, Third
Wavelength λThreeFor the refractive index n of the material of the diffractive optical element
In the case where the depth of the sawtooth shape is a transmission type element,
Quality 6λ1/ (N-1) and 3λTwo/ (N-1) and 4λ Three
/ (N-1) within the range of the minimum value and the maximum value,
In the case of a reflective element entering from the substrate side, substantially 3λ
1/ N and 3λTwo/ 2n and 2λThree/ N minimum and maximum
It is within the range of the large value and the reflection type element that enters from the air side
In that case, substantially 3λ1And 3λTwo/ 2 and 2λThreeThe most of
43. The optical system according to the above item 42, which is in the range between the small value and the maximum value.
Is

【0082】これにより、例えば、第1〜第3の波長の
光に対して、最も回折効率の高い回折光学素子を得るこ
とができる。
Thus, for example, a diffractive optical element having the highest diffraction efficiency with respect to the light of the first to third wavelengths can be obtained.

【0083】また、第44の本発明(請求項44に記載
の発明に対応)は、第1の波長の光、前記第1の波長の
略2倍の波長を有する第2の波長の光、及び前記第1の
波長の略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射
する単数又は複数の光源と、光検出器と、情報記録媒体
に集光する対物レンズと、前記第1、第2及び第3の波
長の光の光路中に設けられた単数又は複数の回折光学素
子とを備え、前記回折光学素子が、前記対物レンズの色
収差を補正する階段状もしくは実質上鋸歯形状の段差を
有する色収差補正素子であり、第1の波長λ1 、第2の
波長λ2 、第3の波長λ3 、前記回折光学素子の材料の
屈折率nに対して、前記段差が、実質上6λ1 /(n−
1)と3λ2 /(n−1)と4λ3 /(n−1)のうち
の最小値と最大値の範囲内にあることを特徴とする光学
ヘッドである。
The forty-fourth aspect of the present invention (corresponding to the forty-fourth aspect of the present invention) comprises a light having a first wavelength, a light having a second wavelength having a wavelength approximately twice as large as the first wavelength, And one or more light sources that emit light of a third wavelength having a wavelength that is approximately 1.5 times the first wavelength, a photodetector, an objective lens that focuses light on an information recording medium, One or more diffractive optical elements provided in an optical path of light of the first, second and third wavelengths, wherein the diffractive optical element has a stepped or substantially sawtooth shape for correcting chromatic aberration of the objective lens. Is a chromatic aberration correcting element having a step of, wherein the step is substantially equal to the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , the third wavelength λ 3 , and the refractive index n of the material of the diffractive optical element. Upper 6λ 1 / (n−
(1) An optical head characterized by being within a range of a minimum value and a maximum value among 3λ 2 / (n−1) and 4λ 3 / (n−1).

【0084】これにより、例えば、第1〜第3の波長の
光に対して良好な光学特性を有する色収差補正素子を得
ることができる。
As a result, for example, a chromatic aberration correction element having good optical characteristics with respect to light of the first to third wavelengths can be obtained.

【0085】また、第45の本発明(請求項45に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子が対物レンズ上に形
成されている上記第44の本発明の光学ヘッドである。
The forty-fifth aspect of the present invention (corresponding to the forty-fifth aspect of the present invention) is the optical head of the forty-fourth aspect of the present invention, wherein the chromatic aberration correcting element is formed on an objective lens.

【0086】また、第46の本発明(請求項46に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子と対物レンズがアク
チュエータによって一体的に駆動される上記第44の本
発明の光学ヘッドである。
The forty-sixth aspect of the present invention (corresponding to the forty-sixth aspect) is the optical head of the forty-fourth aspect of the present invention, wherein the chromatic aberration correcting element and the objective lens are driven integrally by an actuator.

【0087】また、第47の本発明(請求項47に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子が凸型の回折型レン
ズであり、対物レンズとの両方で収束光を形成する上記
第44の本発明の光学ヘッドである。
Further, in the forty-seventh aspect of the present invention (corresponding to the forty-seventh aspect), the chromatic aberration correcting element is a convex diffractive lens, and forms the convergent light with both the objective lens. Is an optical head according to the present invention.

【0088】また、第48の本発明(請求項48に記載
の発明に対応)は、実質上0.35μm≦λ≦0.44
μmの関係を満たす波長λの光を出射する光源と、光検
出器と、前記光源から出射される光の光路中に設けられ
た単数又は複数の回折光学素子とを備え、前記回折光学
素子が、情報記録媒体に集光する対物レンズの色収差を
補正する色収差補正素子であることを特徴とする光学ヘ
ッドである。
Further, the forty-eighth aspect of the present invention (corresponding to the forty-eighth aspect of the present invention) is substantially the same as the following.
a light source that emits light having a wavelength λ that satisfies the relationship of μm, a photodetector, and one or more diffractive optical elements provided in an optical path of light emitted from the light source. An optical head is a chromatic aberration correction element for correcting chromatic aberration of an objective lens condensed on an information recording medium.

【0089】また、第49の本発明(請求項49に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子が対物レンズ上に形
成されている上記第48の本発明の光学ヘッドである。
The forty-ninth aspect of the present invention (corresponding to the forty-ninth aspect of the present invention) is the optical head of the forty-eighth aspect of the present invention, wherein the chromatic aberration correcting element is formed on an objective lens.

【0090】また、第50の本発明(請求項50に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子と対物レンズがアク
チュエータによって一体的に駆動される上記第48の本
発明の光学ヘッドである。
The fiftieth invention (corresponding to the fiftyth invention) is the optical head according to the forty-eighth invention, wherein the chromatic aberration correcting element and the objective lens are driven integrally by an actuator.

【0091】また、第51の本発明(請求項51に記載
の発明に対応)は、色収差補正素子が凸型の回折型レン
ズであり、対物レンズとの両方で収束光を形成する上記
第48の本発明の光学ヘッドである。
The fifty-first aspect of the present invention (corresponding to the fifty-first aspect of the present invention) is directed to the forty-eighth aspect, wherein the chromatic aberration correcting element is a convex diffractive lens and forms convergent light with both the objective lens. Is an optical head according to the present invention.

【0092】[0092]

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to embodiments.

【0093】〈第1の実施の形態〉まず、本発明の第1
の実施の形態の光学ヘッドについて、図1から図3まで
を用い、座標軸を図のようにとって詳細に説明する。
<First Embodiment> First, the first embodiment of the present invention will be described.
The optical head according to the embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

【0094】図1は本発明の第1の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図、
図2は同実施の形態の光学ヘッドにおける、周期が波長
に比べて十分大きいときの回折光学素子の規格化波長と
回折効率との関係を示すグラフ、図3は同実施の形態の
光学ヘッドにおける回折光学素子の規格化グレーティン
グ周期と1次回折効率及び2次回折効率との関係を示す
グラフである。
FIG. 1 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the normalized wavelength of the diffractive optical element and the diffraction efficiency when the period is sufficiently larger than the wavelength in the optical head of the embodiment, and FIG. 5 is a graph showing a relationship between a normalized grating period of a diffractive optical element and first-order and second-order diffraction efficiencies.

【0095】図1に示すように、本実施の形態の光学ヘ
ッドにおいては、光源1から記録媒体であるDVDやC
D等の光ディスク11までの光路中に、回折光学素子と
しての、回折形コリメータレンズ3と、回折形対物レン
ズ4と、回折形フォーカス/トラック誤差信号検出素子
8とが配置されている。このように回折光学素子を用い
ることにより、光学ヘッドの薄型化、軽量化、低価格化
を図ることができる。
As shown in FIG. 1, in the optical head according to the present embodiment, a light source 1 controls a recording medium such as DVD or C
A diffractive collimator lens 3, a diffractive objective lens 4, and a diffractive focus / track error signal detecting element 8 as diffractive optical elements are arranged in an optical path to an optical disk 11 such as D. By using the diffractive optical element in this manner, it is possible to reduce the thickness, weight, and cost of the optical head.

【0096】光源1は、第1の波長のレーザ光と、その
波長に対して略2倍の波長を有する第2の波長のレーザ
光とを選択的に出射することができる光源であり、光検
出器(図示せず)とともに光源・光検出器ユニット17
内に集積化されている。本実施の形態においては、光源
1として、上記2波長が得られるようにSHG光源が用
いられている。但し、それぞれの波長の半導体レーザを
2つ並べたものを用いてもよい。
The light source 1 is a light source capable of selectively emitting a laser beam having a first wavelength and a laser beam having a second wavelength substantially twice as long as the first wavelength. A light source / photodetector unit 17 together with a detector (not shown)
Is integrated within. In the present embodiment, an SHG light source is used as the light source 1 so that the above two wavelengths can be obtained. However, two semiconductor lasers of each wavelength may be used.

【0097】光源1である半導体レーザからy軸方向に
出射されたレーザ光2は、回折形フォーカス/トラック
誤差信号検出素子8を透過(0次回折光利用)して、そ
れに一体化された回折形コリメータレンズ3により、例
えば、ビーム径3.25mmの略平行光6となり、立ち
上げミラー15によって光路をz軸方向に折り曲げられ
る。そして、z軸方向に折り曲げられたレーザ光6は、
回折形対物レンズ4によって光ディスク11上に集光
(収束光7)される。
The laser light 2 emitted in the y-axis direction from the semiconductor laser as the light source 1 passes through the diffraction type focus / track error signal detecting element 8 (using the 0th-order diffraction light), and is integrated with the diffraction type. For example, the collimator lens 3 turns the light into substantially parallel light 6 having a beam diameter of 3.25 mm. The light path is bent in the z-axis direction by the rising mirror 15. And the laser beam 6 bent in the z-axis direction is
The light is focused (converged light 7) on the optical disk 11 by the diffraction objective lens 4.

【0098】光ディスク11によって反射されたレーザ
光7は、逆方向に折り返し、回折形対物レンズ4、立ち
上げミラー15、回折形コリメータレンズ3を順に通過
して、−y軸方向に光路を向け、回折形フォーカス/ト
ラック誤差信号検出素子8によって分割されて(1次あ
るいは2次回折光利用)、光検出器で検出される。
The laser beam 7 reflected by the optical disk 11 is turned in the opposite direction, passes through the diffraction type objective lens 4, the rising mirror 15, and the diffraction type collimator lens 3 in order, and directs the optical path in the -y axis direction. The light is divided by the diffraction type focus / track error signal detection element 8 (using first-order or second-order diffracted light) and detected by a photodetector.

【0099】本実施の形態の光学ヘッドにおいて、光源
1が出射する第1の波長のレーザ光2の波長λ1 は、例
えば、0.35μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満た
し、この第1の波長の光源1を搭載することにより、集
光スポットを小さく絞ることができ、その結果、例え
ば、10Gバイト以上の高密度ディスクを読み出すこと
ができる。また、光源1が出射する第2の波長のレーザ
光2の波長λ2 は、例えば、0.76μm≦λ2 ≦0.
88μmの関係を満たし、この第2の波長の光源1を搭
載することにより、例えば、CD、CD−Rの光ディス
クを読み出すことができる。このように、本実施の形態
においては、読み出す光ディスクの種類によって出射す
る光の波長を決め、選択的にその波長のレーザ光2を出
射させている。
In the optical head of this embodiment, the wavelength λ 1 of the first wavelength laser light 2 emitted from the light source 1 satisfies, for example, 0.35 μm ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm. By mounting the light source 1 of one wavelength, the focused spot can be narrowed down, and as a result, for example, a high-density disk of 10 Gbytes or more can be read. The wavelength λ 2 of the second wavelength laser light 2 emitted from the light source 1 is, for example, 0.76 μm ≦ λ 2 ≦ 0.
By mounting the light source 1 of the second wavelength, which satisfies the relationship of 88 μm, it is possible to read, for example, an optical disc of CD or CD-R. As described above, in the present embodiment, the wavelength of the emitted light is determined according to the type of the optical disk to be read, and the laser light 2 having that wavelength is selectively emitted.

【0100】回折光学素子は、一般に、設計波長に対し
ては高い回折効率を示すが、それから外れるにしたがっ
て回折効率が徐々に低下してしまう。従って、設計波長
の光とそれ以外の波長の光のどちらも通過する光路に回
折光学素子を配置すると、どちらかの波長に対して回折
効率が低下してしまう。
The diffractive optical element generally shows a high diffraction efficiency at a design wavelength, but the diffraction efficiency gradually decreases as it deviates from the design wavelength. Therefore, if a diffractive optical element is arranged in an optical path through which both the light of the design wavelength and the light of the other wavelengths pass, the diffraction efficiency will decrease for either wavelength.

【0101】しかし、回折光学素子の周期が波長に比べ
て十分大きい場合には、図2に示すように、設計波長
(規格化波長=1)の半分の波長になると、1次回折効
率はほとんど0になるが、2次回折効率はほぼ100%
と非常に高くなるということが分かった。本発明者ら
は、高密度光ディスクとCD、CD−Rの光ディスクの
両方に対応できる2波長の光学ヘッドにおいて、その2
波長間の波長の大きさの関係を略2倍(実際の場合は
1.8倍程度から2.1倍程度)に設定し、高密度光デ
ィスクに対応するとき(第1の波長の光を出射すると
き)には、回折光学素子に対して実質上2次回折光を用
い、CD、CD−Rの光ディスクに対応するとき(第2
の波長の光を出射するとき)には、回折光学素子に対し
て実質上1次回折光を用いることにより、同じ光路に回
折光学素子を配置しても、どちらの波長に対しても高い
回折効率を得ることができ、光学特性の良好な光学ヘッ
ドを実現することができることを見い出した。
However, when the period of the diffractive optical element is sufficiently larger than the wavelength, as shown in FIG. 2, when the wavelength becomes a half of the design wavelength (normalized wavelength = 1), the first-order diffraction efficiency hardly increases. 0, but the second-order diffraction efficiency is almost 100%
It turned out to be very high. The present inventors have proposed a two-wavelength optical head capable of supporting both a high-density optical disc and a CD or CD-R optical disc.
The relationship of the magnitude of the wavelength between the wavelengths is set to about twice (in the actual case, about 1.8 times to about 2.1 times) to correspond to a high-density optical disk (light of the first wavelength is emitted). ), The second-order diffracted light is used substantially for the diffractive optical element, and the diffractive optical element corresponds to the CD or CD-R optical disc (the second order).
), The first-order diffracted light is used substantially for the diffractive optical element, so that even if the diffractive optical element is arranged in the same optical path, the diffraction efficiency is high for both wavelengths. Was obtained, and it was found that an optical head having good optical characteristics could be realized.

【0102】通常、回折光学素子における回折角は、波
長と周期と回折次数によって決められるが、本発明者ら
は、第1の波長で実質上2次回折光を用い、略2倍の波
長の第2の波長で実質上1次回折光を用いるようにする
ことにより、波長が異なっても、回折角を等しくするこ
とができるということを見い出した。これをレンズに当
てはめて述べると、本実施の形態の場合の、回折形対物
レンズ4と回折形コリメータレンズ3の焦点距離を、そ
れぞれ第1、第2の波長でほとんど同じにすることがで
きる。従って、光源1からコリメータレンズ3までの距
離を、波長によらずほぼ一定にすることができ、また、
対物レンズ4の焦点距離も同じように一定にすることが
できる。さらに、回折角が等しいために、フォーカス/
トラック誤差信号検出素子8から光検出器まで光を分割
する光路も全く同じになるので、光検出器を両波長に対
して共通化することができる。
Normally, the diffraction angle in a diffractive optical element is determined by the wavelength, the period, and the diffraction order. However, the present inventors use substantially the second-order diffracted light at the first wavelength, and use the second-order diffracted light substantially twice the wavelength. By using the first-order diffracted light substantially at the second wavelength, it has been found that the diffraction angles can be equalized even at different wavelengths. When this is applied to a lens, the focal lengths of the diffractive objective lens 4 and the diffractive collimator lens 3 in the present embodiment can be made almost the same at the first and second wavelengths, respectively. Therefore, the distance from the light source 1 to the collimator lens 3 can be made substantially constant regardless of the wavelength.
Similarly, the focal length of the objective lens 4 can be made constant. Further, since the diffraction angles are equal, the focus /
Since the optical path for splitting the light from the track error signal detecting element 8 to the photodetector is exactly the same, the photodetector can be shared for both wavelengths.

【0103】本実施の形態の回折形コリメータレンズ
3、回折形対物レンズ4のような、高い回折効率が得ら
れ、実質上、単一の回折次数しか用いられない回折光学
素子の断面形状は実質上鋸歯形状である。ここでは、第
1の波長λ1 、第2の波長λ2、上記回折光学素子の材
料の屈折率nに対して、上記鋸歯形状の深さLが、回折
形コリメータレンズ3、回折形対物レンズ4のような透
過型素子の場合、実質上L1 =2λ1 /(n−1)から
2 =λ2 /(n−1)の範囲内にあり、また、本実施
の形態では示していないが、他の実施の形態で説明する
ような基板側から入射するような反射型素子の場合に
は、実質上L1 =λ1 /nからL2 =λ2 /2nの範囲
内にあり、また、空気側から入射するような反射型素子
の場合には、実質上L1 =λ1 からL2 =λ2 /2の範
囲内にあるようにして、どちらの波長に対しても回折効
率が大きくなるようにした。
The cross-sectional shape of a diffractive optical element, such as the diffractive collimator lens 3 and the diffractive objective lens 4 of the present embodiment, which can obtain high diffraction efficiency and practically uses only a single diffraction order, is substantially It has an upper saw tooth shape. Here, with respect to the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , and the refractive index n of the material of the diffractive optical element, the depth L of the sawtooth shape is determined by the diffractive collimator lens 3 and the diffractive objective lens. In the case of a transmissive element such as No. 4, it is substantially in the range of L 1 = 2λ 1 / (n−1) to L 2 = λ 2 / (n−1), and is shown in the present embodiment. However, in the case of a reflective element which is incident from the substrate side as described in other embodiments, it is substantially in the range of L 1 = λ 1 / n to L 2 = λ 2 / 2n. Further, in the case of a reflective element, such as entering from the air side, as from substantially L 1 = λ 1 within the range of L 2 = λ 2/2, diffraction for both wavelengths Efficiency was increased.

【0104】例えば、λ1 =0.40μm、λ2 =0.
80μm、n=1.5の場合には、L1=L2であるか
ら、透過型素子ではL=1.6μm、反射型素子ではL
=0.27μm(基板側から入射)、0.4μm(空気
側から入射)である。また、λ1 =0.425μm、λ
2 =0.80μm、n=1.5の場合には、透過型素子
ではL=1.6μm〜1.7μm、反射型素子ではL=
0.27μm〜0.28μm(基板側から入射)、L=
0.4μm〜0.425μm(空気側から入射)であ
る。後者のように完全には2λ1 =λ2 とならない場合
には、L1 ≠L2 であり、好ましい溝深さは、L1 から
2 の範囲内にあるが、溝深さをL1 としたときは第1
の波長λ1 に対する効率重視となり、溝深さをL2 とし
たときには第2の波長λ2 に対する効率重視となり、ち
ょうどその平均の大きさ(0.5(L 1 +L2 ))のと
きに、両波長に対してバランスがとれた状態となる。波
長が短いほど光利用効率が重要視されるので、回折光学
素子の溝の深さはL1 に設定されるのがより望ましいと
言える。
For example, λ1= 0.40 μm, λTwo= 0.
In the case of 80 μm and n = 1.5, L1= LTwoIs
From the above, L = 1.6 μm for the transmissive element and L for the reflective element
= 0.27 μm (incident from the substrate side), 0.4 μm (air
Incident from the side). Also, λ1 = 0.425 μm, λ
Two= 0.80 μm, n = 1.5, transmission type element
L = 1.6 μm to 1.7 μm, and L =
0.27 μm to 0.28 μm (incident from the substrate side), L =
0.4 μm to 0.425 μm (incident from the air side)
You. Completely 2λ like the latter1= ΛTwoIf not
Has L1≠ LTwoAnd the preferred groove depth is L1From
LTwoBut the groove depth is L1When the first
Wavelength λ1And the groove depth is LTwoage
The second wavelength λTwoFocus on efficiency for
The average size (0.5 (L 1+ LTwo)) And
In this case, a balanced state is obtained for both wavelengths. wave
The shorter the length, the more importance is placed on light use efficiency.
The groove depth of the element is L1Is more desirable to be set to
I can say.

【0105】図2に示すように、例えば、回折効率が8
0%以上となる波長領域は、0.36μm〜0.47μ
m、0.65μm〜1.1μmである(本実施の形態に
おいて、規格化波長1.0は第2の波長λ2 に対応す
る)。従って、本実施の形態の回折光学素子は、どちら
の波長においても、波長λに比べて周期Λが十分大きい
場合に、80%以上の回折効率を確保することができ
る。また、断面形状を階段形状で近似したマルチレベル
形状の回折光学素子を用いることも可能であり、そのと
きの最適な溝の深さは、レベル数をpとしたとき、透過
型素子の場合には、実質上L1 =2(p−1)λ1
[p(n−1)]からL2 =(p−1)λ2 /[p(n
−1)]の範囲内にあり、基板側から入射するような反
射型素子の場合には、実質上L1 =(p−1)λ1 /p
nからL2 =(p−1)λ2 /2pnの範囲内にあり、
また、空気側から入射するような反射型素子の場合に
は、実質上L1 =(p−1)λ1 /pからL2 =(p−
1)λ2 /2pの範囲内にあることが望ましい。
As shown in FIG. 2, for example, when the diffraction efficiency is 8
The wavelength range of 0% or more is 0.36 μm to 0.47 μm.
m, 0.65 μm to 1.1 μm (in the present embodiment, the normalized wavelength 1.0 corresponds to the second wavelength λ 2 ). Therefore, the diffractive optical element of the present embodiment can secure a diffraction efficiency of 80% or more at both wavelengths when the period Λ is sufficiently larger than the wavelength λ. It is also possible to use a multi-level diffractive optical element whose cross-sectional shape is approximated by a step-like shape, and the optimal groove depth at that time is, when the number of levels is p, the transmission type element. Is substantially L 1 = 2 (p−1) λ 1 /
From [p (n-1)], L 2 = (p-1) λ 2 / [p (n
-1)], and in the case of a reflective element that enters from the substrate side, substantially L 1 = (p−1) λ 1 / p
There the n in the range of L 2 = (p-1) λ 2 / 2pn,
Further, in the case of a reflective element that enters from the air side, L 1 = (p−1) λ 1 / p to L 2 = (p−
1) It is desirable to be within the range of λ 2 / 2p.

【0106】また、本実施の形態のフォーカス/トラッ
ク誤差信号検出素子8のような、往路に0次回折光、復
路に1次又は2次回折光を用いる透過型回折光学素子の
断面形状は実質上鋸歯形状である。ここでは、第1の波
長λ1 、第2の波長λ2 、上記回折光学素子の材料の屈
折率nに対して、上記透過型素子の鋸歯形状の深さL
が、実質上L1 =λ1 /(n−1)からL2 =λ2
[2(n−1)]の範囲内にあるようにし、また、他の
実施の形態で説明するような基板側から入射するような
反射型素子の場合には、実質上L1=λ1 /2nからL2
=λ2 /4nの範囲内にあり、空気側から入射するよう
な反射型素子の場合には、実質上L1 =λ1/2からL
2 =λ2 /4の範囲内にあるようにして、往復の光利用
効率が大きくなるようにした。また、断面形状を階段形
状で近似したマルチレベル形状の回折光学素子を用いる
ことも可能であり、そのときの最適な溝の深さは、レベ
ル数をpとしたとき、透過型素子の場合には、実質上L
1 =(p−1)λ1 /[p(n−1)]からL2 =(p
−1)λ2 /[2p(n−1)]の範囲内にあり、基板
側から入射するような反射型素子の場合には、実質上L
1 =(p−1)λ1 /2pnからL2 =(p−1)λ2
/4pnの範囲内にあり、また、空気側から入射するよ
うな反射型素子の場合には、実質上L1 =(p−1)λ
1 /2pからL2=(p−1)λ2 /4pの範囲内にあ
ることが望ましい。
The cross-sectional shape of a transmission-type diffractive optical element such as the focus / track error signal detecting element 8 of the present embodiment, which uses the 0th-order diffracted light on the outward path and the 1st or 2nd-order diffracted light on the return path, is substantially saw-toothed. Shape. Here, for the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , and the refractive index n of the material of the diffractive optical element, the sawtooth-shaped depth L of the transmission element is used.
Is substantially from L 1 = λ 1 / (n−1) to L 2 = λ 2 /
[2 (n-1)], and in the case of a reflective element that is incident from the substrate side as described in another embodiment, L 1 = λ 1. / 2n to L 2
= In the range of λ 2 / 4n, in the case of a reflective element, such as entering from the air side, L from substantially L 1 = λ 1/2
2 = as is λ in the range of 2/4, and as the round-trip light utilization efficiency is increased. It is also possible to use a multi-level diffractive optical element whose cross-sectional shape is approximated by a step-like shape, and the optimal groove depth at that time is, when the number of levels is p, the transmission type element. Is substantially L
1 = (p−1) λ 1 / [p (n−1)] and L 2 = (p
-1) In the case of a reflective element which is within the range of λ 2 / [2p (n−1)] and is incident from the substrate side, substantially L
1 = (p-1) λ 1 / 2pn to L 2 = (p-1) λ 2
/ 4 pn, and in the case of a reflective element that enters from the air side, substantially L 1 = (p−1) λ
It is preferably in a range of 1 / 2p of L 2 = (p-1) λ 2 / 4p.

【0107】図2においては、回折光学素子の周期が波
長に比べて十分大きいとし、回折光学素子の表面の反射
ロスを無視して考えた。次に、回折光学素子の波長λで
規格化した規格化グレーティング周期Λ/λと回折効率
との関係について、表面の反射ロスを含めて詳細に検討
をした。その結果を図3に示す。図3において、実線は
1次回折効率を示し、破線は2次回折効率を示してい
る。尚、回折光学素子の断面形状は実質上鋸歯形状であ
り、溝深さは上述したように最適値となるようにした。
この場合、回折光学素子の表面に無反射コーティングを
施すことにより、回折効率は反射ロスの分だけ向上す
る。
In FIG. 2, it is assumed that the period of the diffractive optical element is sufficiently larger than the wavelength, and the reflection loss on the surface of the diffractive optical element is ignored. Next, the relationship between the normalized grating period 規格 / λ normalized by the wavelength λ of the diffractive optical element and the diffraction efficiency was examined in detail, including the reflection loss on the surface. The result is shown in FIG. In FIG. 3, the solid line indicates the first-order diffraction efficiency, and the broken line indicates the second-order diffraction efficiency. The cross-sectional shape of the diffractive optical element was substantially a sawtooth shape, and the groove depth was set to an optimum value as described above.
In this case, by applying a non-reflective coating to the surface of the diffractive optical element, the diffraction efficiency is improved by the reflection loss.

【0108】図3から分かるように、1次回折効率の方
が概ね良好であるが、どちらの回折効率もΛ/λが小さ
くなると減少する傾向にある。どちらの回折効率も80
%以上になるΛ/λは10以上であるので、回折光学素
子の最小周期Λmin が第1の波長λ1 に対してΛmin
10λ1 の関係を満たすようにすることにより、両波長
に対して回折効率を80%以上とすることができる。さ
らに、回折光学素子の最小周期Λmin が第1の波長λ1
に対してΛmin ≧22λ1 の関係を満たすようにするこ
とにより、両波長に対して回折効率を90%以上とする
こともできる。
As can be seen from FIG. 3, the first-order diffraction efficiency is generally better, but both diffraction efficiencies tend to decrease as Λ / λ decreases. Both diffraction efficiencies are 80
% Or more is 10 or more, so that the minimum period Λ min of the diffractive optical element is Λ min1 for the first wavelength λ 1 .
By satisfying the relationship of 10λ 1, the diffraction efficiency can be made 80% or more for both wavelengths. Further, the minimum period Λ min of the diffractive optical element is equal to the first wavelength λ 1
By satisfying the relationship of Λ min ≧ 22λ 1 , the diffraction efficiency can be made 90% or more for both wavelengths.

【0109】回折形レンズ3、4は、例えば、同心円グ
レーティングにより構成され、外周部に行くほど周期が
徐々に小さくなる構造となっている。本実施の形態にお
いて、回折形コリメータレンズ3の開口数NAは、例え
ば、0.15であり、最外周部の最小周期は13λ1
あるため、レンズ全域にわたって、両波長に対して回折
効率を80%以上とすることができる。しかし、回折形
対物レンズのNAは、第1、第2の波長に対して、それ
ぞれ、例えば、0.6、0.45であり、最外周部の最
小周期は、それぞれ、3.3λ1 、2.2λ2 であるた
め、周辺で回折効率が低下する。
The diffractive lenses 3, 4 are formed of, for example, concentric gratings, and have a structure in which the period gradually decreases toward the outer periphery. In this embodiment, the numerical aperture NA of the diffraction type collimator lens 3 is, for example, 0.15, for a minimum period of the outermost peripheral portion is 13Ramuda 1, over the lens throughout the diffraction efficiency for both wavelengths It can be 80% or more. However, the NA of the diffractive objective lens is, for example, 0.6 and 0.45 for the first and second wavelengths, respectively, and the minimum period of the outermost periphery is 3.3λ 1 , Since it is 2.2λ 2 , the diffraction efficiency decreases in the periphery.

【0110】尚、本実施の形態においては、両波長に対
して回折効率が大きくなるように、第1の波長に対して
実質上2次の回折光を出射し、第2の波長に対して実質
上1次の回折光を出射するようにしているが、第1の波
長に対して実質上4次の回折光を出射し、第2の波長に
対して実質上2次の回折光を出射するようにしても、動
作は可能である(この場合、例えば、溝深さは4λ1
(n−1)から2λ2/(n−1)の範囲内にあるよう
にする)。しかし、高次光になるほど溝の深さは波長に
対して大きくなるため、後述する図13からも分かるよ
うに、回折効率は低下する傾向にある。
In the present embodiment, substantially second-order diffracted light is emitted with respect to the first wavelength and the second-order diffracted light is emitted with respect to the second wavelength so that the diffraction efficiency is increased with respect to both wavelengths. Although the first order diffracted light is emitted substantially, the fourth order diffracted light is emitted substantially for the first wavelength, and the second order diffracted light is emitted substantially for the second wavelength. However, the operation is possible (in this case, for example, the groove depth is 4λ 1 /
(N−1) to 2λ 2 / (n−1)). However, since the depth of the groove becomes larger with respect to the wavelength as the light becomes higher, the diffraction efficiency tends to decrease as can be seen from FIG. 13 described later.

【0111】また、本実施の形態においては、3つの回
折光学素子が用いられているが、必ずしもすべての回折
光学素子を用いる必要はなく、そのうちの1つだけでも
効果はある。また、回折光学素子の向きは本実施の形態
の場合と逆向きであってもよい。特に、対物レンズ4の
溝のある面を光ディスク11側とは反対側にもってくれ
ば、光ディスク11からのゴミ、埃の影響を回避するこ
とができ、また、表面を拭くこともできる。さらに、コ
リメータレンズ3とフォーカス/トラック誤差信号検出
素子8の位置は逆でもよい。
In this embodiment, three diffractive optical elements are used. However, it is not necessary to use all the diffractive optical elements, and only one of them has an effect. Further, the direction of the diffractive optical element may be opposite to that of the present embodiment. In particular, if the grooved surface of the objective lens 4 is placed on the opposite side to the optical disk 11, the influence of dust and dust from the optical disk 11 can be avoided, and the surface can be wiped. Further, the positions of the collimator lens 3 and the focus / track error signal detecting element 8 may be reversed.

【0112】〈第2の実施の形態〉次に、本発明の第2
の実施の形態の光学ヘッドについて、図4を用いて、上
記第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The optical head according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 4, focusing on the differences from the first embodiment.

【0113】図4は本発明の第2の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図で
ある。
FIG. 4 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a second embodiment of the present invention.

【0114】本実施の形態の光学ヘッドは、例えば、1
0Gバイト以上の高密度ディスクとCD、CD−Rの光
ディスクとに対応した、超薄型構成の光学ヘッドであ
る。
The optical head according to the present embodiment has, for example, 1
This is an ultra-thin optical head that is compatible with high-density disks of 0 Gbytes or more and CD and CD-R optical disks.

【0115】図4に示すように、回折形のフォーカス/
トラック誤差信号検出素子8aは光源・光検出器ユニッ
ト17の窓側に配置されている。また、立ち上げミラー
の代わりに、3つの光学面を有するプリズムである屈折
光学手段9が用いられている。対物レンズ4aとして
は、非球面レンズが用いられている。
As shown in FIG. 4, the diffraction focus /
The track error signal detecting element 8a is arranged on the window side of the light source / photodetector unit 17. Further, instead of the rising mirror, refracting optical means 9 which is a prism having three optical surfaces is used. An aspheric lens is used as the objective lens 4a.

【0116】屈折光学手段9は、情報記録媒体側の面を
第1面(斜面)10、光源側の面を第2面(側面)1
2、それ以外の面を第3面(底面)14としたとき、例
えば、0.35≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たす第
1の波長λ1 と、その略2倍の大きさである例えば、
0.76≦λ2 ≦0.88μmの関係を満たす第2の波
長λ2 を選択的に出射する光源1から出射されたレーザ
光2は、回折形コリメータレンズ3によって略平行光6
となる。略平行光6は、屈折光学手段9の第2面12を
透過して、第1面10で全反射し、次いで、例えば、A
lや多層膜等の反射膜16が形成された第3面14で反
射する。屈折光学手段9の第3面14で反射した略平行
光6は、第1面10を透過し、回折形コリメータレンズ
3と屈折光学手段9との間の略平行光6に対して光軸が
実質上90°折り曲げられた状態となる。このようにジ
グザグ状に屈折光学手段9内を伝搬させる構成を採用す
れば、コリメータレンズ3によって略平行光6となった
屈折光学手段9の第2面12への入射ビームの最も高い
位置(光学ヘッド下部又は光学ベース(図示せず)から
のz軸方向の高さ)よりも対物レンズ4aの下部を低く
することができるので、光学ヘッドの高さ(z軸方向の
サイズ)を大幅に小さくして、超薄型化を図ることがで
きる。
The refracting optical means 9 has a first surface (slope) 10 on the information recording medium side and a second surface (side) 1 on the light source side.
2. When the other surface is a third surface (bottom surface) 14, for example, a first wavelength λ 1 satisfying a relationship of 0.35 ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm and a size approximately twice as large as the first wavelength λ 1 For example,
The laser beam 2 emitted from the light source 1 that selectively emits the second wavelength λ 2 that satisfies the relationship of 0.76 ≦ λ 2 ≦ 0.88 μm is substantially collimated by the diffractive collimator lens 3.
Becomes The substantially parallel light 6 passes through the second surface 12 of the refracting optical means 9 and is totally reflected by the first surface 10.
The light is reflected on the third surface 14 on which the reflective film 16 such as 1 or a multilayer film is formed. The substantially parallel light 6 reflected on the third surface 14 of the refracting optical means 9 passes through the first surface 10 and has an optical axis with respect to the substantially parallel light 6 between the diffractive collimator lens 3 and the refracting optical means 9. The state is substantially 90 ° bent. By adopting such a configuration that the light propagates in the refraction optical means 9 in a zigzag manner, the highest position (optical position) of the incident beam on the second surface 12 of the refraction optical means 9 which has been converted into the substantially parallel light 6 by the collimator lens 3 is obtained. Since the lower part of the objective lens 4a can be made lower than the head lower part or the height from the optical base (not shown) in the z-axis direction, the height (size in the z-axis direction) of the optical head can be significantly reduced. Thus, it is possible to achieve ultra-thinness.

【0117】屈折光学手段9の仕様は、次のとおりであ
る。すなわち、屈折光学手段9の底面の設置角度θb は
例えば5.0°、屈折光学手段9の底角の一方の角度θ
は例えば29.3°、屈折光学手段9の底角の他方の角
度θ1 は例えば114.3°、第3面(底面)14の長
さは4.4mmである。また、屈折光学手段(プリズ
ム)9の硝材としては、BK7が用いられている。この
場合、屈折光学手段9に入射するビーム径と屈折光学手
段9から出射するビーム径とは等しくなるように設定さ
れている(ビーム整形無しの構成)。また、屈折光学手段
9の硝材の屈折率をn、屈折光学手段9の底面の設置角
度をθb とした場合、屈折光学手段9の底角の一方の角
度θは、sin(θ−θb )=n・sin(4θ−2θ
b −90°−θ’)、n・sinθ’=sin(θ−θ
b )の関係を実質上満足し、屈折光学手段9の底角の他
方の角度θ1 は、θ1 =θ+90°−2θb の関係を実
質上満足している。本実施の形態においては、屈折光学
手段9の設置角度を、例えばθb =5°としたが、実質
上2°から10°の範囲内にあれば、対物レンズ4aの
左端と屈折光学手段9との間隔に十分な余裕が生まれ、
好ましいことが分かった。
The specifications of the refracting optical means 9 are as follows. That is, the installation angle θb of the bottom surface of the refractive optical means 9 is, for example, 5.0 °, and one of the base angles θ of the refractive optical means 9 is θ.
Is, for example, 29.3 °, the other angle θ 1 of the base angle of the refractive optical means 9 is, for example, 114.3 °, and the length of the third surface (bottom surface) 14 is 4.4 mm. BK7 is used as a glass material of the refraction optical means (prism) 9. In this case, the diameter of the beam entering the refracting optical unit 9 is set to be equal to the diameter of the beam exiting from the refracting optical unit 9 (configuration without beam shaping). Further, when the refractive index of the glass material of the refractive optical unit 9 has n, the installation angle of the bottom surface of the refractive optical means 9 and theta b, one of the angle theta of the base angle of the refractive optical unit 9, sin (θ-θ b ) = N · sin (4θ−2θ)
b− 90 ° −θ ′), n · sin θ ′ = sin (θ−θ
The relationship of b ) is substantially satisfied, and the other angle θ 1 of the base angle of the refractive optical means 9 substantially satisfies the relationship of θ 1 = θ + 90 ° −2θ b . In the present embodiment, the setting angle of the refractive optical means 9 is, for example, θ b = 5 °. However, if it is substantially in the range of 2 ° to 10 °, the left end of the objective lens 4a and the refractive optical means 9 There is enough room for the distance between
It turned out to be favorable.

【0118】本実施の形態においても、回折光学素子
3、8aは、上記第1の実施の形態の場合と同じよう
に、第1の波長の光に対して実質上2次の回折光を出射
し、前記第2の波長の光に対して実質上1次の回折光を
出射することで、両波長に対して高い回折効率を実現す
ることができる。
Also in the present embodiment, the diffractive optical elements 3 and 8a emit substantially the second-order diffracted light with respect to the light of the first wavelength, as in the case of the first embodiment. By emitting substantially first-order diffracted light for the light of the second wavelength, high diffraction efficiency can be realized for both wavelengths.

【0119】尚、フォーカス/トラック誤差信号検出素
子8aは、上記第1の実施の形態の場合と同じように、
回折形コリメータレンズ3と一体化してもよい。また、
対物レンズ4は回折形レンズであってもよい。
Note that the focus / track error signal detecting element 8a is similar to that of the first embodiment.
It may be integrated with the diffractive collimator lens 3. Also,
The objective lens 4 may be a diffractive lens.

【0120】〈第3の実施の形態〉次に、本発明の第3
の実施の形態の光学ヘッドについて、図5を用いて、上
記第2の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Third Embodiment> Next, the third embodiment of the present invention will be described.
The optical head according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 5, focusing on the differences from the second embodiment.

【0121】図5は本発明の第3の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図で
ある。
FIG. 5 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a third embodiment of the present invention.

【0122】図5に示すように、本実施の形態において
は、フォーカス/トラック誤差信号検出素子8aに一体
化して、例えば、周期が10μmのx軸方向に均一周期
のグレーティングである回折光学素子5が配置されてい
る。また、コリメータレンズ3aとしては、非球面レン
ズが用いられている。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, the diffractive optical element 5 which is integrated with the focus / track error signal detecting element 8a and has, for example, a grating having a period of 10 μm and having a uniform period in the x-axis direction. Is arranged. Further, an aspheric lens is used as the collimator lens 3a.

【0123】光源1は、例えば、0.35≦λ1 ≦0.
44μmの関係を満たす第1の波長λ1 のレーザ光2を
出射する半導体レーザと、その略2倍の波長である、例
えば、0.76≦λ2 ≦0.88μmの関係を満たす第
2の波長λ2 のレーザ光2を出射する半導体レーザと
を、近接させて並べた構成であり、選択的に発光させる
ことができる。回折光学素子5は、第1の波長のレーザ
光2に対しては、例えば4.7°の回折角で実質上2次
の回折光を出射し、第2の波長のレーザ光2に対して
は、例えば4.7°の同じ回折角で実質上1次の回折光
を出射する。従って、第1と第2の波長のレーザ光2に
対して、回折光学素子5の回折角をほとんど同じにする
ことができるので、回折光学素子5から出射されるレー
ザ光2の光軸もほとんど同じにすることができる。
The light source 1 has, for example, 0.35 ≦ λ 1 ≦ 0.
A semiconductor laser that emits the laser light 2 of the first wavelength λ 1 that satisfies the relationship of 44 μm, and a second laser that satisfies the relationship of, for example, 0.76 ≦ λ 2 ≦ 0.88 μm, which is approximately twice the wavelength. The semiconductor laser that emits the laser light 2 having the wavelength λ 2 is arranged close to the semiconductor laser, and can emit light selectively. The diffractive optical element 5 emits substantially second-order diffracted light at a diffraction angle of, for example, 4.7 ° with respect to the laser light 2 having the first wavelength, and emits second-order diffracted light with respect to the laser light 2 having the second wavelength. Emits substantially first-order diffracted light at the same diffraction angle of, for example, 4.7 °. Therefore, since the diffraction angle of the diffractive optical element 5 can be made substantially the same with respect to the laser light 2 of the first and second wavelengths, the optical axis of the laser light 2 emitted from the diffractive optical element 5 is almost the same. Can be the same.

【0124】本実施の形態においては、光源1として半
導体レーザが用いられているため、高周波モジュール又
は自励発振によって典型的に1nm程度の波長広がりが
生じ、また、環境温度の変化によって出射光の中心波長
が変化するという現象が生じる。
In this embodiment, since a semiconductor laser is used as the light source 1, a wavelength spread of about 1 nm typically occurs due to a high-frequency module or self-sustained pulsation. A phenomenon occurs in which the center wavelength changes.

【0125】本実施の形態においては、屈折光学手段9
の側面12と斜面10にレーザ光2の光軸が斜めに入射
するため、波長帯域に広がりがあると、屈折角が異なる
といった色分散が生じる。光路中に、回折光の回折角の
変化が、屈折光学手段9での屈折角の変化と互いに相殺
する方向に生じるように、回折光学素子5を配置すれ
ば、色分散が打ち消されて、光ディスク11上に良好に
集光させることが可能となる。特に、0.35μm〜
0.44μm(第1の波長)の波長帯域においては、ガ
ラス(プリズムである屈折光学手段9)の色分散が非常
に大きいため、回折光学素子5によってそれを打ち消す
ことは、光ディスク11上で良好な集光スポットを形成
する上で、非常に有効である。
In the present embodiment, the refractive optical means 9
Since the optical axis of the laser beam 2 is obliquely incident on the side surface 12 and the slope 10 of the laser beam, if the wavelength band is wide, chromatic dispersion such as a different refraction angle occurs. If the diffractive optical element 5 is arranged in the optical path such that the change in the diffraction angle of the diffracted light cancels out the change in the refraction angle in the refraction optical means 9, the chromatic dispersion is canceled out and the optical disc 11 can be favorably condensed. In particular, from 0.35 μm
In the wavelength band of 0.44 μm (first wavelength), since the chromatic dispersion of the glass (refractive optical means 9 as a prism) is very large, canceling it by the diffractive optical element 5 is good on the optical disk 11. It is very effective in forming a focused light spot.

【0126】本発明者らは、プリズムである屈折光学手
段9を構成するガラスの硝材が低分散である場合に、幅
広い波長領域で、色収差をほぼ問題とならない程度まで
相殺することができ、同時に、色収差を補正する回折光
学素子5の周期も大きくすることができるため、素子の
製造が容易で高い回折効率が得られることを見い出し
た。また、波長変動は、第1の波長で±10nmの範囲
内であることが、現実的にはほとんどであり、その場
合、硝材のアッベ数が64以上であれば、光ディスク1
1上に色収差の影響の小さい光スポットを形成すること
ができることも見い出した。従って、硝材としては、B
K7、FC5、FK5、FCD1、FCD10、FCD
100等が望ましい。
The present inventors have found that when the glass material constituting the refractive optical means 9 as a prism has a low dispersion, chromatic aberration can be offset to a degree that causes almost no problem in a wide wavelength range, and at the same time, It has also been found that since the period of the diffractive optical element 5 for correcting chromatic aberration can be increased, the element can be easily manufactured and high diffraction efficiency can be obtained. In practice, the wavelength variation is almost within the range of ± 10 nm at the first wavelength. In this case, if the Abbe number of the glass material is 64 or more, the optical disc 1
It has also been found that a light spot less affected by chromatic aberration can be formed on the light-emitting device 1. Therefore, as a glass material, B
K7, FC5, FK5, FCD1, FCD10, FCD
100 or the like is desirable.

【0127】本実施の形態の光学ヘッドにおいては、均
一周期のグレーティングである回折光学素子5が、光源
1からコリメータレンズ3aまでの収束光光路又は発散
光光路中に配置されている。本発明者らは、このような
収束光光路又は発散光光路中に、色収差補正用のグレー
ティングである回折光学素子5を配置した場合に、入射
角によって補正効果が異なる(光が傾いて入射した場合
ほど、色収差補正効果が大きくなる)ことを見い出し
た。このため、厳密には、出射光2の収束角に合わせ
て、z軸方向の回折光学素子5の周期分布を変化させる
必要がある。しかし、開口数が0.39以下の収束光光
路中又は発散光光路中に色収差補正用のグレーティング
である回折光学素子5が配置されている場合には、対物
レンズ4aでの光ディスク11上のスポットは色収差で
問題にならないことが分かった。このため、均一周期の
グレーティングである回折光学素子5を用いることが可
能となるので、位置合わせや製造が容易となる。
In the optical head according to the present embodiment, the diffractive optical element 5, which is a grating having a uniform period, is disposed in a converging light path or a diverging light path from the light source 1 to the collimator lens 3a. When the diffractive optical element 5 which is a grating for correcting chromatic aberration is arranged in such a convergent light path or a divergent light path, the present inventors have different correction effects depending on the incident angle (the light is incident obliquely). The chromatic aberration correction effect increases as the case increases). Therefore, strictly, it is necessary to change the periodic distribution of the diffractive optical element 5 in the z-axis direction according to the convergence angle of the emitted light 2. However, when the diffractive optical element 5, which is a grating for correcting chromatic aberration, is arranged in the convergent light path or the divergent light path having a numerical aperture of 0.39 or less, the spot on the optical disk 11 by the objective lens 4a is used. Was found not to be a problem with chromatic aberration. For this reason, it becomes possible to use the diffractive optical element 5 which is a grating having a uniform period, so that alignment and manufacturing are facilitated.

【0128】〈第4の実施の形態〉次に、本発明の第4
の実施の形態の光学ヘッドについて、図6を用いて、上
記第3の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Fourth Embodiment> Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The optical head according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 6, focusing on differences from the third embodiment.

【0129】図6(a)は本発明の第4の実施の形態に
おける光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側
面図、図6(b)は本発明の第4の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す平面図で
ある。
FIG. 6A is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a fourth embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation in FIG.

【0130】図6に示すように、本実施の形態において
は、第1の波長λ1 の光の光源1aと、その略2倍の波
長である、第2の波長λ2 の光の光源1bとが、波長ご
とに設けられた光検出器13とともに、それぞれ別々の
光源・光検出器ユニット17a、17b内に配置されて
おり、ビームスプリッタ18によって両波長が合波・分
波される。ビームスプリッタ18は、ウエッジプリズム
等でもよく、合波・分波が可能な素子であればこれに限
定されるものではない。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the light source 1a for the light of the first wavelength λ 1 and the light source 1b for the light of the second wavelength λ 2 , which is almost twice the wavelength, Are arranged in separate light source / photodetector units 17a and 17b together with the photodetector 13 provided for each wavelength, and both wavelengths are multiplexed / demultiplexed by the beam splitter 18. The beam splitter 18 may be a wedge prism or the like, and is not limited to this as long as it is an element capable of multiplexing / demultiplexing.

【0131】プリズムである屈折光学手段9aの側面に
は、屈折光学素子9aの色収差補正用のグレーティング
である回折光学素子5aが一体化されて設けられてい
る。回折光学素子5aは、上記第3の実施の形態の場合
と同じく、第1の波長の光に対して実質上2次の回折光
を出射し、第2の波長の光に対して実質上1次の回折光
を出射することにより、両波長に対して高い効率を実現
することができる。また、色収差補正用のグレーティン
グである回折光学素子5aを、略平行光6の光路に配置
することにより、回折効率や色収差補正効果を素子全面
にわたってほぼ等しくすることができる。また、回折光
学素子5aを屈折光学手段9aと一体化したことによ
り、構造が安定で、1つの部品として取り扱うことがで
きるため、位置合わせが容易となる。
A diffractive optical element 5a, which is a grating for correcting chromatic aberration of the refractive optical element 9a, is provided integrally on a side surface of the refractive optical means 9a as a prism. The diffractive optical element 5a emits substantially second-order diffracted light for the first wavelength light and substantially 1st-order diffracted light for the second wavelength light, as in the case of the third embodiment. By emitting the next diffracted light, high efficiency can be realized for both wavelengths. Further, by arranging the diffractive optical element 5a, which is a grating for correcting chromatic aberration, in the optical path of the substantially parallel light 6, the diffraction efficiency and the chromatic aberration correction effect can be made substantially equal over the entire surface of the element. In addition, since the diffractive optical element 5a is integrated with the refracting optical means 9a, the structure is stable and can be handled as one part, so that the alignment becomes easy.

【0132】また、本実施の形態においては、プリズム
である屈折光学手段9aの底面14の設置角度が0であ
り、底面14をこれを載せる光学ベース(図示せず)に
そのまま配置することができるため、位置合わせが容易
となる。尚、グレーティングである回折光学素子5a
は、プリズムである屈折光学手段9aの他の面10、1
4に配置してもよい。
In the present embodiment, the installation angle of the bottom surface 14 of the refracting optical means 9a, which is a prism, is 0, and the bottom surface 14 can be directly placed on an optical base (not shown) on which it is mounted. Therefore, alignment becomes easy. The diffraction optical element 5a, which is a grating,
Are the other surfaces 10, 1 of the refractive optical means 9a, which are prisms.
4 may be arranged.

【0133】〈第5の実施の形態〉次に、本発明の第5
の実施の形態の光学ヘッドについて、図7を用いて、上
記第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Fifth Embodiment> Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
The optical head according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7, focusing on differences from the first embodiment.

【0134】図7は本発明の第5の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図で
ある。
FIG. 7 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to a fifth embodiment of the present invention.

【0135】図7に示すように、本実施の形態の光学ヘ
ッドにおいては、立ち上げミラー15と対物レンズ4a
との間の光路中に、対物レンズ4aの色収差を補正する
色収差補正素子19が配置されている。ここで、対物レ
ンズ4aとコリメータレンズ3は非球面レンズである。
As shown in FIG. 7, in the optical head of the present embodiment, the rising mirror 15 and the objective lens 4a
A chromatic aberration correction element 19 that corrects chromatic aberration of the objective lens 4a is disposed in the optical path between. Here, the objective lens 4a and the collimator lens 3 are aspherical lenses.

【0136】本発明者らは、0.35μm〜0.44μ
m(第1の波長)の波長帯域においてはガラスの色分散
が非常に大きく、例えば、対物レンズ4aの硝材がVC
79(アッベ数57.7)、波長が、例えば、λ1
0.4μm、開口数がNA=0.6の仕様で設計した場
合には、入射波長が±1nmだけ変化しても、集光スポ
ット位置は焦点深度(±0.56μm)よりも大きく焦
点が変化(例えば、0.8μm)し、良好なスポットが
得られない(焦点ぼけ)という問題が発生することを見
い出した。例えば、高周波モジュールや自励発振によっ
て波長帯域が広がったり(波長広がり±1nm程度)す
る場合にこの問題が発生する。
The present inventors have found that 0.35 μm to 0.44 μm
In the wavelength band of m (first wavelength), the chromatic dispersion of glass is very large. For example, when the glass material of the objective lens 4a is VC
79 (Abbe number 57.7) and the wavelength is, for example, λ 1 =
In the case of design with a specification of 0.4 μm and a numerical aperture of NA = 0.6, even if the incident wavelength changes by ± 1 nm, the focused spot position is larger than the depth of focus (± 0.56 μm). Change (for example, 0.8 μm), and a problem that a good spot cannot be obtained (defocusing) occurs. For example, this problem occurs when the wavelength band is widened (wavelength spread about ± 1 nm) by a high-frequency module or self-excited oscillation.

【0137】本実施の形態においては、対物レンズ4a
の色収差を補正する色収差補正素子19を配置すること
により、このような問題を解決することのできる光学ヘ
ッドを実現している。
In the present embodiment, the objective lens 4a
By arranging the chromatic aberration correcting element 19 for correcting the chromatic aberration, an optical head that can solve such a problem is realized.

【0138】さらに、書き換え可能な光ディスクへの書
き込みと読み出しを高速に行う場合、第1の波長の光で
は際立って焦点位置が変動し易いため、本発明の効果は
大きい。
Furthermore, when writing and reading to and from a rewritable optical disk are performed at high speed, the focal point position is liable to fluctuate markedly with the light of the first wavelength, and the effect of the present invention is great.

【0139】色収差補正素子19は、凸型の回折形レン
ズであり、同心円状のグレーティングが外周部に行くに
したがって周期が徐々に小さくなるようなパターン形状
を有しており、これまで述べたような、第1の波長の光
に対して実質上2次の回折光を生じさせ、第1の波長の
略2倍の波長である第2の波長の光に対して実質上1次
の回折光を生じさせるような段差(溝深さ)Lを有す
る、断面が実質上鋸歯形状となっている。
The chromatic aberration correcting element 19 is a convex diffractive lens, and has a pattern shape such that the period of the concentric grating gradually decreases as it goes to the outer peripheral portion. A second-order diffracted light is generated substantially for the light of the first wavelength, and a substantially first-order diffracted light is generated for the light of the second wavelength, which is substantially twice the wavelength of the first wavelength. The cross section has a substantially saw-tooth shape having a step (groove depth) L that causes the following.

【0140】ここで、第1の波長λ1 、第2の波長
λ2 、色収差補正素子19の材料の屈折率nに対して、
段差Lは、上記第1の実施の形態と同じく、実質上L1
=2λ1/(n−1)からL2 =λ2 /(n−1)の範
囲内にあり、両波長に対して回折効率が大きくなる。
Here, with respect to the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , and the refractive index n of the material of the chromatic aberration correcting element 19,
The step L is substantially equal to L 1 , as in the first embodiment.
= 2λ 1 / (n−1) to L 2 = λ 2 / (n−1), and the diffraction efficiency increases for both wavelengths.

【0141】本実施の形態において、色収差補正素子1
9は、例えば、F数が10.0(開口数NA=0.0
5)の凸型の回折形レンズであり、図7に示すように、
略平行光6が色収差補正素子19によって緩やかな収束
光となり、これが対物レンズ4aによって最終的に、例
えば、開口数NA=0.66の収束光7となる。従っ
て、対物レンズ4a自体の開口数を、実質的には、例え
ば、0.6程度に低減することができ、色収差補正が可
能であると共に、製造が容易となる。
In this embodiment, the chromatic aberration correcting element 1
9 has, for example, an F number of 10.0 (numerical aperture NA = 0.0
5) is a convex diffractive lens, and as shown in FIG.
The substantially parallel light 6 becomes gentle convergent light by the chromatic aberration correcting element 19, and finally becomes convergent light 7 having, for example, a numerical aperture NA = 0.66 by the objective lens 4a. Therefore, the numerical aperture of the objective lens 4a itself can be substantially reduced to, for example, about 0.6, and chromatic aberration can be corrected, and manufacturing becomes easy.

【0142】本実施の形態においては、色収差補正素子
19と対物レンズ4aをアクチュエータによって一体的
に駆動するようにされている。このような構成とするこ
とにより、両素子の光軸を常に一致させた状態にするこ
とができるので、良好な光学特性を得ることができる。
In the present embodiment, the chromatic aberration correction element 19 and the objective lens 4a are driven integrally by an actuator. With such a configuration, the optical axes of the two elements can always be kept coincident, so that good optical characteristics can be obtained.

【0143】〈第6の実施の形態〉次に、本発明の第6
の実施の形態の光学ヘッドについて、図8、図9を用い
て、上記第5の実施の形態と異なる点を中心に説明す
る。
<Sixth Embodiment> Next, the sixth embodiment of the present invention will be described.
The optical head according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9, focusing on differences from the fifth embodiment.

【0144】図8は本発明の第6の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図、
図9(a)は本発明の第6の実施の形態における光学ヘッ
ドの色収差補正素子を形成した対物レンズを示す断面
図、図9(b)はその平面図である。
FIG. 8 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9A is a sectional view showing an objective lens on which a chromatic aberration correcting element of an optical head according to a sixth embodiment of the present invention is formed, and FIG. 9B is a plan view thereof.

【0145】本実施の形態においては、図8、図9に示
すように、対物レンズ4c上に、同心円状のパターン形
状を有し、断面が実質上鋸歯形状(段差s)の色収差補
正素子19aが形成されている。このように色収差補正
素子19aと対物レンズ4cを一体化することにより、
光学ヘッドの小型化、位置合わせの容易化が可能とな
る。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the chromatic aberration correcting element 19a having a concentric pattern shape and a substantially saw-tooth shape (step s) cross section on the objective lens 4c. Are formed. By thus integrating the chromatic aberration correction element 19a and the objective lens 4c,
It is possible to reduce the size of the optical head and facilitate alignment.

【0146】第1の波長λ1 、第1の波長の略2倍の波
長である第2の波長λ2 、色収差補正素子19aの材料
の屈折率nに対して、段差sは、s1 =2λ1 /(n−
1)からs2 =λ2 /(n−1)の範囲内にあるように
設定されており、設計波長λ 1 もしくはλ2 の光が入射
した場合には、位相差がλ1 、λ2 に対して、それぞ
れ、実質的に4π、2πとなる(両波長に対して実質上
位相飛びがない)。このため、段差がない場合と同じく
(色収差補正素子19aが無い場合と同じく)、両波長
に対して光の損失がほとんど無く、対物レンズ4cによ
って良好に集光される。しかし、入射光の波長が設計値
からずれてくると、色収差補正素子19aの溝の深さに
対する位相差が、それぞれ、4π、2πからずれてくる
ため、色収差補正素子19aは、対物レンズ4aの波長
ずれによる焦点変動を打ち消し合うように波面変換を行
う。すなわち、略平行光(入射光)6の波長が長くなる
と、対物レンズ4cの硝材の屈折率が小さくなるため
に、対物レンズ4cの焦点距離は長くなる。しかし、色
収差補正素子19aの段差での位相差は第1及び第2の
波長に対して、それぞれ、4π、2πよりも小さくなる
ため、色収差補正素子19aからの出射光は収束光とな
り、対物レンズ4cの焦点距離を実質上短くするように
機能し、トータルで焦点距離の変動はなくなる。
The first wavelength λ1, Approximately twice the wavelength of the first wavelength
The second wavelength λ which is longTwoOf the chromatic aberration correcting element 19a
Is s with respect to the refractive index n of1= 2λ1/ (N-
1) to sTwo= ΛTwo/ (N-1)
Is set and the design wavelength λ 1Or λTwoLight is incident
The phase difference is λ1, ΛTwoAgainst
And substantially 4π, 2π (substantially for both wavelengths)
No phase jump). For this reason, the same as when there is no step
(Same as when there is no chromatic aberration correcting element 19a), both wavelengths
Almost no light loss, and the objective lens 4c
The light is condensed well. However, the wavelength of the incident light is
From the depth of the groove of the chromatic aberration correction element 19a.
Phase difference from 4π and 2π respectively
Therefore, the chromatic aberration correction element 19a is provided with the wavelength of the objective lens 4a.
Wavefront conversion is performed to cancel the focus fluctuation due to the shift.
U. That is, the wavelength of the substantially parallel light (incident light) 6 becomes longer.
And the refractive index of the glass material of the objective lens 4c becomes small.
In addition, the focal length of the objective lens 4c becomes longer. But the color
The phase difference at the step of the aberration correction element 19a is the first and the second.
Smaller than 4π, 2π for wavelength
Therefore, light emitted from the chromatic aberration correction element 19a becomes convergent light.
So as to substantially shorten the focal length of the objective lens 4c.
It works and there is no fluctuation of the focal length in total.

【0147】尚、本実施の形態においては、色収差補正
素子19aの段差での位相差が第1及び第2の波長に対
して、それぞれ、実質上4π、2πとなり、両波長に対
して色収差補正素子19aの段差での位相飛びが実質上
起こらないように、段差sをs1 =2λ1 /(n−1)
からs2 =λ2 /(n−1)の範囲内に設定している
が、色収差補正素子19aの段差での位相差が第1及び
第2の波長に対して、それぞれ、実質上8π、4πとな
るように、段差sをs1 =4λ1 /(n−1)からs2
=2λ2 /(n−1)の範囲内に設定しても、機能はす
る。しかし、この場合には、段差が大きくなるため、光
の損失は前者よりも大きくなる。
In the present embodiment, the phase difference at the step of the chromatic aberration correcting element 19a is substantially 4π and 2π with respect to the first and second wavelengths, respectively. The step s is set to s 1 = 2λ 1 / (n−1) so that the phase jump at the step of the element 19 a does not substantially occur.
To s 2 = λ 2 / (n−1), but the phase difference at the step of the chromatic aberration correcting element 19a is substantially 8π, with respect to the first and second wavelengths, respectively. The step s is changed from s 1 = 4λ 1 / (n−1) to s 2 so as to be 4π.
= 2λ 2 / (n−1), the function still works. However, in this case, since the step is large, the light loss is larger than the former.

【0148】〈第7の実施の形態〉次に、本発明の第7
の実施の形態の光学ヘッドについて、図10を用いて、
上記第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Seventh Embodiment> Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
The optical head according to the embodiment is described with reference to FIG.
The following description focuses on the differences from the first embodiment.

【0149】図10は本発明の第7の実施の形態におけ
る光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
である。
FIG. 10 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to a seventh embodiment of the present invention.

【0150】本実施の形態においては、立ち上げミラー
15と対物レンズ4aとの間の光路中に、対物レンズ4
aの色収差を補正する色収差補正素子19bが配置され
ている。
In the present embodiment, the objective lens 4 is provided in the optical path between the rising mirror 15 and the objective lens 4a.
A chromatic aberration correction element 19b for correcting the chromatic aberration of a is arranged.

【0151】色収差補正素子19bは、周囲に行くにし
たがって周期が徐々に小さくなる、典型的な回折形レン
ズのパターン形状である。色収差補正素子19bの断面
は、図10に示すような階段形状であり、第1の波長λ
1 、第1の波長の略2倍の波長である第2の波長λ2
色収差補正素子19bの材料の屈折率nに対して、上記
階段形状の最小の段差sは、実質上s1=2λ1 /(n
−1)からs2=λ2 /(n−1)の範囲内にあるよう
に設定されている。この場合、両波長に対して光利用効
率が良好になる。上記階段形状の段差sは、それぞれの
波長に対して、位相差が実質的に4π、2πであるた
め、それぞれの設計波長の場合には、何も素子が無いの
と等価であり、それぞれの波長を有する略平行光6はそ
のまま通過してしまう。しかし、設計波長から変化した
場合には、位相差がずれるので、上記第6の実施の形態
の場合と同じく、平行光が発散光又は収束光となり、対
物レンズ4aで生じる焦点変動を打ち消す役割を果た
す。
The chromatic aberration correcting element 19b has a pattern shape of a typical diffractive lens in which the period gradually decreases toward the periphery. The cross section of the chromatic aberration correction element 19b has a stepped shape as shown in FIG.
1 , a second wavelength λ 2 , which is approximately twice the first wavelength,
With respect to the refractive index n of the material of the chromatic aberration correction element 19b, the minimum step s of the step shape is substantially s 1 = 2λ 1 / (n
−1) to s 2 = λ 2 / (n−1). In this case, the light use efficiency becomes good for both wavelengths. Since the phase difference is substantially 4π and 2π with respect to each wavelength, the step s of the staircase shape is equivalent to having no element at each design wavelength. The substantially parallel light 6 having the wavelength passes through as it is. However, when the wavelength is changed from the design wavelength, the phase difference is shifted. Therefore, as in the case of the sixth embodiment, the parallel light becomes divergent light or convergent light, and plays a role of canceling the focus fluctuation generated in the objective lens 4a. Fulfill.

【0152】〈第8の実施の形態〉次に、本発明の第8
の実施の形態の光学ヘッドについて、図11を用いて、
上記第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Eighth Embodiment> Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.
The optical head according to the embodiment is described with reference to FIG.
The following description focuses on the differences from the first embodiment.

【0153】図11(a)は本発明の第8の実施の形態
における光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す
側面図、図11(b)は本発明の第8の実施の形態にお
ける光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す平面
図である。
FIG. 11A is a side view showing the basic structure of an optical head and the state of light propagation in an eighth embodiment of the present invention, and FIG. 11B is an eighth embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation in FIG.

【0154】本実施の形態の光学ヘッドは、第1及び第
2の波長の光がジグザグ状に伝搬する透明基板20を備
え、透明基板20上には複数の回折光学素子4b、8
d、3b、22が配置されている。
The optical head according to the present embodiment includes a transparent substrate 20 through which light of the first and second wavelengths propagates in a zigzag manner, and a plurality of diffractive optical elements 4b and 8 are provided on the transparent substrate 20.
d, 3b and 22 are arranged.

【0155】オフアキシス形の回折形対物レンズ4b、
反射形の回折形コリメータレンズ3bは、上記第1の実
施の形態の場合と同じく、第1の波長の光に対しては実
質上2次の回折光を出射し、その略2倍の第2の波長の
光に対しては実質上1次の回折光を出射する。回折形対
物レンズ4bは、断面形状が実質上鋸歯形状の透過型素
子であるため、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、材料
の屈折率nに対して、鋸歯形状の深さLが、実質上L1
=2λ1 /(n−1)からL2 =λ2 /(n−1)の範
囲内にあり、また、回折形コリメータレンズ3bは、断
面形状が実質上鋸歯形状の反射型素子(基板側から入
射)であり、鋸歯形状の深さLを、実質上L1 =λ1
nからL2 =λ2 /2nの範囲内にあるように設定すれ
ば、両波長に対して高い回折効率を得ることができる。
The off-axis type diffraction objective lens 4b,
As in the case of the first embodiment, the reflective diffractive collimator lens 3b emits substantially second-order diffracted light for the light of the first wavelength, and the second diffracted light is approximately twice as large. With respect to the light having the wavelength of?, Substantially the first-order diffracted light is emitted. Since the diffraction type objective lens 4b is a transmission element having a substantially sawtooth cross-sectional shape, the depth of the sawtooth shape with respect to the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , and the refractive index n of the material. L is substantially L 1
= 2λ 1 / (n−1) to L 2 = λ 2 / (n−1), and the diffractive collimator lens 3 b has a substantially sawtooth-shaped reflective element (substrate side). , And the sawtooth-shaped depth L is substantially L 1 = λ 1 /
If n is set to be in the range of L 2 = λ 2 / 2n, high diffraction efficiency can be obtained for both wavelengths.

【0156】例えば、厚さ3mmのガラス等の透明基板
20の裏面には、例えば、0.35μm≦λ1 ≦0.4
4μmの関係を満たす第1の波長λ1 の光と、例えば、
0.76μm≦λ2 ≦0.88μmの関係を満たす第2
の波長λ2 の光を選択的に出射する光源1が配置されて
いる。光源1は、異方性エッチングによって形成された
シリコン基板21の逆ピラミッド状の穴の斜面にマウン
トされており、光源1からの光2は、透明基板20に対
して斜め方向から入射する。透明基板20に入射した光
2は、伝搬光となって回折形の波長安定化素子22に入
射する。ここで、例えば、数%から10%程度の選択さ
れた波長を有する1次又は2次の回折光は、波長安定化
のためにその一部が光源1に戻るようにされている。ま
た、残りの0次回折光は透明基板20内をジグザグ状に
伝搬する。回折光学素子22、3b、8dと透明基板2
0の表面の一部と裏面の一部には、例えばAg、Al、
Au等の金属層又は誘電体の多層膜からなる反射膜16
aが形成されている。透明基板20内をジグザグ状に伝
搬した光2は、回折形コリメータレンズ3bによって略
平行光6となり、オフアキシス形の透過形対物レンズ4
bによって光ディスク11上に集光(収束光7)され
る。光ディスク11によって反射された光7は、逆方向
に折り返し、透過形対物レンズ4bから再び透明基板2
0内に入射して伝搬光6となり、フォーカス/トラック
誤差信号検出素子である反射形ツインレンズ8dに入射
する。反射形ツインレンズ8dは、同じ仕様を有する反
射形レンズを2つアレイ状に配列した構造を有してい
る。伝搬光はこの反射形ツインレンズ8dによって2分
割されて透明基板20内をジグザグ状に伝搬し、シリコ
ン基板21上に形成された光検出器13に集光する。
For example, on the back surface of a transparent substrate 20 such as glass having a thickness of 3 mm, for example, 0.35 μm ≦ λ 1 ≦ 0.4
Light having a first wavelength λ 1 satisfying the relationship of 4 μm, for example,
The second satisfying the relationship of 0.76 μm ≦ λ 2 ≦ 0.88 μm
The light source 1 that selectively emits the light having the wavelength λ 2 is disposed. The light source 1 is mounted on a slope of an inverted pyramid-shaped hole of a silicon substrate 21 formed by anisotropic etching, and light 2 from the light source 1 enters the transparent substrate 20 from an oblique direction. The light 2 incident on the transparent substrate 20 becomes propagation light and enters the diffraction-type wavelength stabilizing element 22. Here, for example, a part of the first-order or second-order diffracted light having a selected wavelength of about several% to 10% is returned to the light source 1 for wavelength stabilization. The remaining zero-order diffracted light propagates in the transparent substrate 20 in a zigzag manner. Diffractive optical elements 22, 3b, 8d and transparent substrate 2
For example, Ag, Al,
Reflective film 16 made of a metal layer such as Au or a dielectric multilayer film
a is formed. The light 2 propagating in the transparent substrate 20 in a zigzag manner is converted into substantially parallel light 6 by the diffractive collimator lens 3b, and the off-axis transmission type objective lens 4 is formed.
b converges on the optical disk 11 (convergent light 7). The light 7 reflected by the optical disk 11 is turned in the opposite direction, and is transmitted again from the transmission type objective lens 4b to the transparent substrate 2 again.
The light enters the inside of the optical element 0 and becomes the propagating light 6, and enters the reflective twin lens 8d which is a focus / track error signal detecting element. The reflective twin lens 8d has a structure in which two reflective lenses having the same specifications are arranged in an array. The propagating light is split into two by the reflection twin lens 8d, propagates in the transparent substrate 20 in a zigzag manner, and is focused on the photodetector 13 formed on the silicon substrate 21.

【0157】本実施の形態の反射形コリメータレンズ3
bの各グレーティング、反射形ツインレンズ8dを構成
する1つの反射形レンズの各グレーティングは、伝搬光
の光軸方向であるy軸方向に長軸を持つそれぞれが同じ
離心率の楕円形状であり、外周にいくにしたがって周期
が小さくなっている。この楕円形パターンの中心位置
は、外周部にいくにしたがって、レンズに対する入射側
と出射側のうち平方光に近い方に徐々にずれている(レ
ンズ3bではy方向、レンズ8dでは−y方向)。反射
形コリメータレンズ3bをこのような形状とすることに
より、斜め入射の影響で通常生じるコマ収差と非点収差
をなくし、良好にコリメートすることができる。
The reflective collimator lens 3 of the present embodiment
b, each grating of one reflective lens constituting the reflective twin lens 8d has an elliptical shape having the same eccentricity, each having a major axis in the y-axis direction which is the optical axis direction of the propagating light, The period becomes smaller toward the outer periphery. The center position of the elliptical pattern is gradually shifted toward the outer periphery from the entrance side and the exit side with respect to the lens, whichever is closer to the square light (the y direction for the lens 3b and the -y direction for the lens 8d). . By forming the reflective collimator lens 3b in such a shape, coma aberration and astigmatism that normally occur under the influence of oblique incidence can be eliminated, and good collimation can be achieved.

【0158】本実施の形態の透過形対物レンズ4bとし
て用いたオフアキシス形の透過形回折光学レンズは、光
の進行方向(y方向)に対して徐々に周期が小さくなる
ような、曲率と中心位置が徐々にずれている楕円の1部
である曲線グレーティングから構成されている。
The off-axis transmissive diffractive optical lens used as the transmissive objective lens 4b of the present embodiment has a curvature and a center position such that the period gradually decreases in the light traveling direction (y direction). Is composed of a curved grating that is part of an ellipse that is gradually shifted.

【0159】本実施の形態においては、透明基板20上
に各光学部品を配置する構成を採用しているため、位置
合わせが容易で小型軽量化が可能な光学ヘッドを実現す
ることができる。また、4つの回折光学素子22、3
b、8d、4bは、溝の深さが波長オーダに設定されて
おり、このため、例えば、射出成形や2P法等によって
一括して作製することが可能であり、また、相対位置を
正確に設定することができると共に、低コスト化も可能
となる。
In the present embodiment, the configuration in which each optical component is arranged on the transparent substrate 20 is adopted, so that an optical head that can be easily aligned and can be reduced in size and weight can be realized. Also, the four diffractive optical elements 22, 3
For b, 8d and 4b, the depth of the groove is set to the wavelength order, and therefore, it is possible to collectively produce the grooves by, for example, injection molding or 2P method, and to accurately determine the relative position. It can be set and cost can be reduced.

【0160】〈第9の実施の形態〉次に、本発明の第9
の実施の形態の光学ヘッドについて、図12を用いて、
上記第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Ninth Embodiment> Next, a ninth embodiment of the present invention will be described.
The optical head according to the embodiment is described with reference to FIG.
The following description focuses on the differences from the first embodiment.

【0161】図12は本発明の第9の実施の形態におけ
る光学ヘッドの回折光学素子の波長λで規格化した規格
化グレーティング周期Λ/λと回折効率との関係を示す
グラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the normalized grating period Λ / λ normalized by the wavelength λ of the diffractive optical element of the optical head according to the ninth embodiment of the present invention and the diffraction efficiency.

【0162】本実施の形態の光学ヘッドは、光源の波長
と回折光学素子の溝の深さが上記第1の実施の形態の光
学ヘッドと異なっている。本実施の形態の光学ヘッド
は、第1の波長の光、及び第1の波長の光に対して略
1.5倍の波長を有する第2の波長の光を出射する単数
又は複数の光源と、第1及び第2の波長の光の光路中に
設けられた単数又は複数の回折光学素子とを備えてい
る。上記回折光学素子は、第1の波長の光に対して実質
上3次の回折光を出射し、第2の波長の光に対して実質
上2次の回折光を出射する。
The optical head of this embodiment differs from the optical head of the first embodiment in the wavelength of the light source and the depth of the groove of the diffractive optical element. The optical head according to the present embodiment includes one or more light sources that emit light of a first wavelength and light of a second wavelength having a wavelength approximately 1.5 times the light of the first wavelength. , One or more diffractive optical elements provided in the optical path of the light of the first and second wavelengths. The diffractive optical element emits substantially third-order diffracted light with respect to the first wavelength light, and emits substantially second-order diffracted light with respect to the second wavelength light.

【0163】本実施の形態の光学ヘッドにおいて、光源
が出射する第1の波長λ1 の光は、例えば、実質上0.
35μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、この第
1の波長λ1 の光の光源を搭載することにより、集光ス
ポットを小さく絞ることができ、その結果、例えば、1
0Gバイト以上の高密度ディスクを読み出すことができ
る。また、光源が出射する第2の波長λ2 の光は、例え
ば、0.57μm≦λ 2 ≦0.68μmの関係を満た
し、この第2の波長λ2 の光の光源を搭載することによ
り、例えば、2層構造を含むDVD、DVD−Rの光デ
ィスクを読み出すことができる。
In the optical head of this embodiment, the light source
Is the first wavelength λ1Is substantially equal to 0.
35 μm ≦ λ1≦ 0.44 μm
1 wavelength λ1By installing a light source for
The pot can be squeezed small, so that, for example, 1
Can read high-density discs of 0 GB or more
You. Also, the second wavelength λ emitted from the light sourceTwoThe light is like
0.57 μm ≦ λ TwoSatisfies the relationship of ≤0.68 μm
And the second wavelength λTwoBy mounting a light source for
For example, optical data of DVDs and DVD-Rs having a two-layer structure
The disk can be read.

【0164】本発明者らは、高密度光ディスクとDV
D、DVD−Rの光ディスクの両方に対応できる2波長
の光学ヘッドにおいて、その2波長間の波長の大きさの
関係を略1.5倍に設定(実際の場合、1.4倍程度か
ら1.7倍程度)し、高密度光ディスクに対応するとき
(第1の波長の光を出射するとき)には、回折光学素子
に対して実質上3次回折光を用い、DVD、DVD−R
の光ディスクに対応するとき(第2の波長の光を出射す
るとき)には、回折光学素子に対して実質上2次回折光
を用いることにより、同じ光路に回折光学素子を配置し
ても、どちらの波長の光に対しても高い回折効率を得る
ことができ、光学特性の良好な光学ヘッドを実現するこ
とができることを見い出した。
The present inventors have developed a high-density optical disk and a DV
In a two-wavelength optical head capable of supporting both D and DVD-R optical discs, the relationship between the wavelengths of the two wavelengths is set to about 1.5 times (in practice, about 1.4 times to 1 time). .About.7), and when a high-density optical disk is to be used (when light of the first wavelength is emitted), the diffractive optical element uses substantially the third-order diffracted light to produce a DVD or DVD-R.
When the optical disc is used (when the light of the second wavelength is emitted), by using the second-order diffracted light substantially for the diffractive optical element, even if the diffractive optical element is arranged in the same optical path, It has been found that high diffraction efficiency can be obtained even for light having a wavelength of, and an optical head having good optical characteristics can be realized.

【0165】通常、回折光学素子における回折角は、波
長と周期と回折次数によって決められるが、本発明者ら
は、第1の波長で実質的に3次回折光を用い、略1.5
倍の波長の第2の波長で2次回折光を用いるようにする
ことにより、波長が異なっても、回折角をほぼ等しくす
ることができるということを見い出した。
Usually, the diffraction angle in the diffractive optical element is determined by the wavelength, the period, and the diffraction order. However, the present inventors have used substantially the third order diffracted light at the first wavelength and have a diffraction angle of about 1.5.
It has been found that, by using the second-order diffracted light at the second wavelength which is twice the wavelength, the diffraction angle can be made substantially equal even if the wavelength is different.

【0166】回折光学素子の断面形状は実質上鋸歯形状
である。ここでは、第1の波長λ1、第2の波長λ2
上記回折光学素子の材料の屈折率nに対して、上記鋸歯
形状の深さLが、透過型素子の場合には、実質上L1
3λ1 /(n−1)からL2=2λ2 /(n−1)の範
囲内にあり、基板側から入射するような反射型素子の場
合には、実質上L1 =3λ1 /2nからL2 =λ2 /n
の範囲内にあり、また、空気側から入射するような反射
型素子の場合には、実質上L1 =3λ1 /2からL2
λ2 の範囲内にあるようにして、どちらの波長に対して
も回折効率が最大となるようにした。例えば、λ1
0.40μm、λ2 =0.65μm、n=1.5の場合
には、透過型素子ではL=2.4μm〜2.6μm、反
射型素子では、L=0.40μm〜0.43μm(基板
側から入射)、L=0.60μm〜0.65μm(空気
側から入射)である。
The cross-sectional shape of the diffractive optical element is substantially a sawtooth shape. Here, the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 ,
For the refractive index n of the material of the diffractive optical element, the depth L of the sawtooth shape is substantially L 1 =
In the case of a reflection type element which is in the range of 3λ 1 / (n−1) to L 2 = 2λ 2 / (n−1) and is incident from the substrate side, L 1 = 3λ 1 / 2n From L 2 = λ 2 / n
In the range of, also, in the case of a reflective element, such as entering from the air side, L 2 from substantially L 1 = 3λ 1/2 =
as in the range of lambda 2, for both wavelengths as the diffraction efficiency is maximized. For example, λ 1 =
When 0.40 μm, λ 2 = 0.65 μm, and n = 1.5, L = 2.4 μm to 2.6 μm for the transmissive element and L = 0.40 μm to 0.43 μm for the reflective element ( L = 0.60 μm to 0.65 μm (incident from the air side).

【0167】また、断面形状を階段形状で近似したマル
チレベル形状の回折光学素子を用いることも可能であ
り、そのときの最適な溝の深さは、レベル数をpとした
とき、透過型素子の場合には、実質上L1 =3(p−
1)λ1 /[p(n−1)]からL2 =2(p−1)λ
2 /[p(n−1)]の範囲内にあり、基板側から入射
するような反射型素子の場合には、実質上L1 =3(p
−1)λ1 /2pnからL 2 =(p−1)λ2 /pnの
範囲内にあり、また、空気側から入射するような反射型
素子の場合には、実質上L1 =3(p−1)λ1 /2p
からL2 =(p−1)λ2 /pの範囲内にあることが望
ましい。
[0167] Further, the cross-sectional shape is approximated by a step shape.
It is also possible to use a multilevel diffractive optical element.
The optimum groove depth at that time is expressed by p as the number of levels.
Sometimes, in the case of a transmissive element, substantially L1= 3 (p-
1) λ1/ [P (n-1)] to LTwo= 2 (p-1) λ
Two/ [P (n-1)] and incident from the substrate side
In the case of a reflective element such that1= 3 (p
-1) λ1/ 2pn to L Two= (P-1) λTwo/ Pn
Reflective type within the range and incident from the air side
In the case of an element, substantially L1= 3 (p-1) λ1/ 2p
To LTwo= (P-1) λTwo/ P
Good.

【0168】本実施の形態のように、完全に1.5λ1
=λ2 とならない場合には、L1 ≠L2 であり、好まし
い溝深さは、L1 からL2 の範囲内にあるが、溝深さを
1としたときは第1の波長λ1 に対する効率重視とな
り、溝深さをL2 としたときには第2の波長λ2 に対す
る効率重視となり、ちょうどその平均の大きさ(0.5
(L1 +L2 ))のときに、両波長に対してバランスが
とれた状態となる。波長が短いほど光利用効率が重要視
されるので、回折光学素子の溝の深さはL1 に設定され
るのがより望ましいと言える。
As in the present embodiment, 1.5λ 1
= Λ 2 , L 1 ≠ L 2 , and the preferred groove depth is in the range of L 1 to L 2 , but when the groove depth is L 1 , the first wavelength λ becomes efficiency-oriented with respect to 1, the groove depth is taken as L 2 becomes efficiency-oriented with respect to the second wavelength lambda 2, just the size of the average (0.5
In the case of (L 1 + L 2 )), the two wavelengths are balanced. Since the light utilization efficiency as the wavelength is shorter is important, the depth of the grooves of the diffraction optical element can be said to that set in L 1 more desirable.

【0169】図12から分かるように、2次回折効率の
方が3次回折効率よりも概ね良好であるが、どちらの回
折効率もΛ/λが小さくなると減少する傾向にある。ど
ちらの回折効率も80%以上になるΛ/λは16以上で
あるので、回折光学素子の最小周期Λmin が第1の波長
λ1 に対してΛmin ≧16λ1 の関係を満たすようにす
ることにより、両波長に対して回折効率を80%以上と
することができる。
As can be seen from FIG. 12, the second-order diffraction efficiency is generally better than the third-order diffraction efficiency. However, both diffraction efficiencies tend to decrease as Λ / λ decreases. Since 回 折 / λ at which both diffraction efficiencies become 80% or more is 16 or more, the minimum period Λ min of the diffractive optical element is set to satisfy the relationship Λ min ≧ 16λ 1 with respect to the first wavelength λ 1 . Thereby, the diffraction efficiency can be made 80% or more for both wavelengths.

【0170】〈第10の実施の形態〉次に、本発明の第
10の実施の形態の光学ヘッドについて、図13を用い
て、上記第1の実施の形態と異なる点を中心に説明す
る。
<Tenth Embodiment> Next, an optical head according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13, focusing on differences from the first embodiment.

【0171】図13は本発明の第10の実施の形態にお
ける光学ヘッドの回折光学素子の波長λで規格化した規
格化グレーティング周期Λ/λと回折効率との関係を示
すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the normalized grating period Λ / λ normalized by the wavelength λ of the diffractive optical element of the optical head and the diffraction efficiency according to the tenth embodiment of the present invention.

【0172】本実施の形態の光学ヘッドは、光源の波長
と回折光学素子の溝の深さが上記第1の実施の形態の光
学ヘッドと異なっている。本実施の形態の光学ヘッド
は、第1の波長の光、第1の波長の光に対して略2倍の
波長を有する第2の波長の光、及び第1の波長の光に対
して略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射す
る単数又は複数の光源と、光検出器と、第1、第2及び
第3の波長の光の光路中に設けられた単数又は複数の回
折光学素子とを備えている。上記回折光学素子は、第1
の波長の光に対して実質上4次の回折光を出射し、第2
の波長の光に対して実質上2次の回折光を出射し、第3
の波長の光に対して実質上3次の回折光を出射する。
The optical head of this embodiment differs from the optical head of the first embodiment in the wavelength of the light source and the depth of the groove of the diffractive optical element. The optical head of the present embodiment is substantially equivalent to the light of the first wavelength, the light of the second wavelength having a wavelength approximately twice that of the light of the first wavelength, and the light of the first wavelength. One or more light sources that emit light of a third wavelength having 1.5 times the wavelength, a photodetector, and one or more light sources provided in the optical paths of the light of the first, second, and third wavelengths A plurality of diffractive optical elements. The diffractive optical element has a first
A fourth-order diffracted light for the light having the wavelength
Emits substantially second-order diffracted light with respect to light having a wavelength of
Substantially the third order diffracted light with respect to the light having the wavelength of

【0173】本実施の形態の光学ヘッドにおいて、光源
が出射する第1の波長λ1 の光は、例えば、実質上0.
35μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、この第
1の波長λ1 の光源を搭載することにより、集光スポッ
トを小さく絞ることができ、その結果、例えば、10G
バイト以上の高密度ディスクを読み出すことができる。
また、光源が出射する第2の波長λ2 の光は、例えば、
実質上0.57μm≦λ2 ≦0.68μmの関係を満た
し、この第2の波長λ2 の光の光源を搭載することによ
り、例えば、CD、CD−Rの光ディスクを読み出すこ
とができる。また、光源が出射する第3の波長λ3 の光
は、例えば、実質上0.76μm≦λ3≦0.88μm
の関係を満たし、この第3の波長λ3 の光の光源を搭載
することにより、例えば、2層構造を含むDVD、DV
D−Rの光ディスクを読み出すことができる。
In the optical head of the present embodiment, the light of the first wavelength λ 1 emitted from the light source is, for example, substantially 0.1 mm.
By satisfying the relationship of 35 μm ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm and mounting the light source of the first wavelength λ 1 , the focused spot can be narrowed down, and as a result, for example, 10G
High-density discs of bytes or more can be read.
The light of the second wavelength λ 2 emitted from the light source is, for example,
By substantially satisfying the relationship of 0.57 μm ≦ λ 2 ≦ 0.68 μm and mounting the light source of the light of the second wavelength λ 2 , for example, it is possible to read an optical disk of CD or CD-R. The light of the third wavelength λ 3 emitted from the light source is substantially, for example, 0.76 μm ≦ λ 3 ≦ 0.88 μm
And the light source of the third wavelength λ 3 is mounted, for example, a DVD including a two-layer structure, a DV
The optical disk of DR can be read.

【0174】本発明者らは、高密度光ディスクとDV
D、DVD−R、CD、CD−R等の種々の光ディスク
に対応できる3波長の光学ヘッドにおいて、その3波長
間の波長の大きさの比をおよそ1:2:1.5に設定し
(実際の場合、1:1.8〜2.1:1.4〜1.
7)、高密度光ディスクに対応するとき(第1の波長の
光を出射するとき)には、回折光学素子に対して実質上
4次回折光を用い、CD、CD−Rの光ディスクに対応
するとき(第2の波長の光を出射するとき)には、回折
光学素子に対して実質上2次回折光を用い、DVD、D
VD−Rの光ディスクに対応するとき(第3の波長の光
を出射するとき)には、回折光学素子に対して実質上3
次回折光を用いることにより、同じ光路に回折光学素子
を配置しても、3つの波長の光のうち、第1及び第2の
波長の光に対して特に高い回折効率を得ることができ、
光学特性の良好な光学ヘッドを実現することができるこ
とを見い出した。尚、第3の波長の光に対しては、第1
及び第2の波長の光に比べて、例えば、およそ5%程度
悪くなるだけである。
The present inventors have developed a high-density optical disk and a DV
In a three-wavelength optical head capable of supporting various optical disks such as D, DVD-R, CD, and CD-R, the ratio of the magnitudes of the wavelengths among the three wavelengths is set to about 1: 2: 1.5 ( In practice, 1: 1.8-2.1: 1.4-1.
7) When a high-density optical disk is used (when light of the first wavelength is emitted), a fourth-order diffracted light is used substantially for the diffractive optical element, and when a CD or CD-R optical disk is used. (When emitting light of the second wavelength), a DVD, D
When corresponding to a VD-R optical disk (when emitting light of the third wavelength), the diffractive optical element is substantially 3
By using the next-order diffracted light, even if the diffractive optical elements are arranged on the same optical path, it is possible to obtain a particularly high diffraction efficiency for the light of the first and second wavelengths among the light of the three wavelengths,
It has been found that an optical head having good optical characteristics can be realized. Note that the first wavelength is used for the light of the third wavelength.
And only about 5% worse than the light of the second wavelength.

【0175】通常、回折光学素子における回折角は、波
長と周期と回折次数によって決められるが、本発明者ら
は、第1の波長で実質的に4次回折光を用い、第2の波
長で実質的に2次回折光を用い、第3の波長で実質的に
3次回折光を用いるようにすることにより、波長が異な
っても、回折角をほぼ等しくすることができるというこ
とを見い出した。
Normally, the diffraction angle in the diffractive optical element is determined by the wavelength, the period, and the diffraction order. However, the present inventors use substantially the fourth order diffracted light at the first wavelength, and substantially use the fourth order diffracted light at the second wavelength. By using the second-order diffracted light and using substantially the third-order diffracted light at the third wavelength, it has been found that the diffraction angles can be made substantially equal even if the wavelength is different.

【0176】回折光学素子の断面形状は実質上鋸歯形状
である。ここでは、第1の波長λ1、第2の波長λ2
第3の波長λ3 、上記回折光学素子の材料の屈折率nに
対して、上記鋸歯形状の深さLが、透過型素子の場合に
は、実質上L1 =4λ1 /(n−1)とL2 =2λ2
(n−1)とL3 =3λ3 /(n−1)のうちの最小値
と最大値の範囲内にあり、基板側から入射するような反
射型素子の場合には、実質上L1 =2λ1 /nとL2
λ2 /nとL3 =3λ3 /2nのうちの最小値と最大値
の範囲内にあり、また、空気側から入射するような反射
型素子の場合には、実質上L1 =2λ1 とL2 =λ2
3 =3λ3 /2のうちの最小値と最大値の範囲内にあ
るようにして、3つの波長のいずれに対しても回折効率
が最大となるようにした。例えば、λ1 =0.40μ
m、λ2 =0.80μm、λ3 =0.65μm、n=
1.5の場合には、透過型素子ではL=3.2μm〜
3.9μm、反射型素子では、L=0.53μm〜0.
65μm(基板側から入射)、L=0.8μm〜0.9
8μm(空気側から入射)である。
The sectional shape of the diffractive optical element is substantially a sawtooth shape. Here, the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 ,
For the third wavelength λ 3 and the refractive index n of the material of the diffractive optical element, the depth L of the sawtooth shape is substantially L 1 = 4λ 1 / (n−1) in the case of the transmission type element. ) And L 2 = 2λ 2 /
Yes (n-1) and in the minimum and maximum value range of L 3 = 3λ 3 / (n -1), in the case of a reflective element, such as incident from the substrate side, substantially L 1 = 2λ 1 / n and L 2 =
λ 2 / n and L 3 = 3λ 3 / 2n are within the range of the minimum value and the maximum value, and in the case of a reflective element that enters from the air side, L 1 = 2λ 1 and in the L 2 = lambda 2 and L 3 = 3 [lambda] 3 / minimum of 2 and be within the scope of the maximum value, for any of the three wavelengths as the diffraction efficiency is maximized. For example, λ 1 = 0.40 μ
m, λ 2 = 0.80 μm, λ 3 = 0.65 μm, n =
In the case of 1.5, L = 3.2 μm-
3.9 μm, L = 0.53 μm to 0.
65 μm (incident from the substrate side), L = 0.8 μm to 0.9
8 μm (incident from the air side).

【0177】また、断面形状を階段形状で近似したマル
チレベル形状の回折光学素子を用いることも可能であ
り、そのときの最適な溝の深さは、レベル数をpとした
とき、透過型素子の場合には、実質上L1 =4(p−
1)λ1 /[p(n−1)]とL 2 =2(p−1)λ2
/[p(n−1)]とL3 =3(p−1)λ3 /[p
(n−1)]のうちの最小値と最大値の範囲内にあり、
基板側から入射するような反射型素子の場合には、実質
上L1 =2(p−1)λ1 /pnとL2 =(p−1)λ
2 /pnとL3 =3(p−1)λ3 /2pnのうちの最
小値と最大値の範囲内にあり、また、空気側から入射す
るような反射型素子の場合には、実質上L1 =2(p−
1)λ1 /pとL2 =(p−1)λ2 /pとL3 =3
(p−1)λ3 /2pのうちの最小値と最大値の範囲内
にある。
[0177] Further, a multi-section in which the cross-sectional shape is approximated by a step shape is used.
It is also possible to use a multilevel diffractive optical element.
The optimum groove depth at that time is expressed by p as the number of levels.
Sometimes, in the case of a transmissive element, substantially L1= 4 (p-
1) λ1/ [P (n-1)] and L Two= 2 (p-1) λTwo
/ [P (n-1)] and LThree= 3 (p-1) λThree/ [P
(N-1)] within the range of the minimum value and the maximum value,
In the case of a reflective element that enters from the substrate side,
Upper L1= 2 (p-1) λ1/ Pn and LTwo= (P-1) λ
Two/ Pn and LThree= 3 (p-1) λThree/ 2pn
It is within the range of the small value and the maximum value, and is incident from the air side.
In the case of a reflective element such as1= 2 (p−
1) λ1/ P and LTwo= (P-1) λTwo/ P and LThree= 3
(P-1) λThree/ 2p within the range of the minimum and maximum values
It is in.

【0178】図13から分かるように、2次回折効率の
方が3次及び4次回折効率よりも概ね良好であるが、3
つの次数の回折効率のいずれもΛ/λが小さくなると減
少する傾向にある。3つの次数の回折効率のいずれもが
80%以上になるΛ/λは22以上であるので、回折光
学素子の最小周期Λmin が第1の波長λ1 に対してΛ
min ≧22λ1 の関係を満たすようにすることにより、
3つの波長に対して回折効率を80%以上とすることが
できる。
As can be seen from FIG. 13, the second-order diffraction efficiency
Is generally better than the third and fourth order diffraction efficiencies,
Both orders of diffraction efficiency decrease as Λ / λ decreases.
Tend to be less. Each of the three orders of diffraction efficiency
Since Λ / λ which is 80% or more is 22 or more, diffracted light
Minimum period of elementminIs the first wavelength λ1Against
min≧ 22λ1By satisfying the relationship
Making the diffraction efficiency over 80% for three wavelengths
it can.

【0179】〈第11の実施の形態〉次に、本発明の第
11の実施の形態の光学ヘッドについて、上記第10の
実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Eleventh Embodiment> Next, an optical head according to an eleventh embodiment of the present invention will be described, focusing on differences from the tenth embodiment.

【0180】本実施の形態の光学ヘッドは、回折光学素
子の溝の深さと使用する回折次数が上記第10の実施の
形態の光学ヘッドと異なっている。本実施の形態の光学
ヘッドは、第1の波長の光、第1の波長の略2倍の波長
を有する第2の波長の光、及び第1の波長の光に対して
略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射する単
数又は複数の光源と、光検出器と、第1、第2及び第3
の波長の光の光路中に設けられた単数又は複数の回折光
学素子とを備えている。上記回折光学素子は、第1の波
長の光に対して実質上6次の回折光を出射し、第2の波
長の光に対して実質上3次の回折光を出射し、第3の波
長の光に対して実質上4次の回折光を出射する。
The optical head of this embodiment is different from the optical head of the tenth embodiment in the depth of the groove of the diffractive optical element and the diffraction order used. The optical head according to the present embodiment has light of the first wavelength, light of the second wavelength having a wavelength approximately twice the first wavelength, and approximately 1.5 times the light of the first wavelength. One or more light sources that emit light of a third wavelength having a wavelength of?, A photodetector, first, second, and third light sources.
And one or more diffractive optical elements provided in the optical path of light of the wavelength The diffractive optical element emits substantially sixth-order diffracted light with respect to the first wavelength light, emits substantially third-order diffracted light with respect to the second wavelength light, and emits third-order diffracted light. A fourth-order diffracted light is substantially emitted with respect to this light.

【0181】本実施の形態の光学ヘッドにおいて、光源
が出射する第1の波長λ1 の光の波長は、例えば、実質
上0.35μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、
この第1の波長λ1 の光の光源を搭載することにより、
集光スポットを小さく絞ることができ、その結果、例え
ば、10Gバイト以上の高密度ディスクを読み出すこと
ができる。また、光源が出射する第2の波長λ2 の光の
波長は、例えば、実質上0.57μm≦λ2 ≦0.68
μmの関係を満たし、この第2の波長λ2 の光の光源を
搭載することにより、例えば、CD、CD−Rの光ディ
スクを読み出すことができる。また、光源が出射する第
3の波長λ3 の光の波長は、例えば、実質上0.76μ
m≦λ3 ≦0.88μmの関係を満たし、この第3の波
長λ3 の光の光源を搭載することにより、例えば、2層
構造を含むDVD、DVD−Rの光ディスクを読み出す
ことができる。
In the optical head of this embodiment, the wavelength of the light having the first wavelength λ 1 emitted from the light source substantially satisfies the relationship of 0.35 μm ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm, for example.
By mounting the light source of the first wavelength λ 1 ,
The focused spot can be narrowed down, and as a result, for example, a high-density disk of 10 GB or more can be read. The wavelength of the light of the second wavelength λ 2 emitted from the light source is, for example, substantially 0.57 μm ≦ λ 2 ≦ 0.68
By satisfying the relationship of μm and mounting the light source of the light of the second wavelength λ 2 , for example, an optical disk such as a CD or a CD-R can be read. The wavelength of the light of the third wavelength λ 3 emitted from the light source is, for example, substantially 0.76 μm.
By satisfying the relationship of m ≦ λ 3 ≦ 0.88 μm and mounting the light source of the light of the third wavelength λ 3 , it is possible to read, for example, DVDs and DVD-R optical disks having a two-layer structure.

【0182】本発明者らは、高密度光ディスクとDV
D、DVD−R、CD、CD−R等の種々の光ディスク
に対応できる3波長の光学ヘッドにおいて、その3波長
間の波長の大きさの比をおよそ1:2:1.5に設定し
(実際の場合、1:1.8〜2.1:1.4〜1.
7)、高密度光ディスクに対応するとき(第1の波長の
光を出射するとき)には、回折光学素子に対して実質上
6次回折光を用い、CD、CD−Rの光ディスクに対応
するとき(第2の波長の光を出射するとき)には、回折
光学素子に対して実質上3次回折光を用い、DVD、D
VD−Rの光ディスクに対応するとき(第3の波長の光
を出射するとき)には、回折光学素子に対して実質上4
次回折光を用いることにより、同じ光路に回折光学素子
を配置しても、3つのいずれの波長の光に対しても高い
回折効率を得ることができる。
The present inventors have developed a high-density optical disk and a DV
In a three-wavelength optical head capable of supporting various optical disks such as D, DVD-R, CD, and CD-R, the ratio of the magnitudes of the wavelengths among the three wavelengths is set to about 1: 2: 1.5 ( In practice, 1: 1.8-2.1: 1.4-1.
7) When corresponding to a high-density optical disk (when emitting light of the first wavelength), a sixth-order diffracted light is used substantially for the diffractive optical element, and when corresponding to a CD or CD-R optical disk. (When emitting light of the second wavelength), the third order diffracted light is used substantially for the diffractive optical element, and DVD, D
When supporting a VD-R optical disk (when emitting light of the third wavelength), the diffractive optical element is substantially 4
By using the next-order diffracted light, even if the diffractive optical elements are arranged on the same optical path, high diffraction efficiency can be obtained for any of the three wavelengths.

【0183】尚、本実施の形態の回折光学素子は上記第
10の実施の形態の回折光学素子よりも使用する回折次
数が大きいが、特に、回折光学素子の周期が大きい場合
に、本実施の形態の回折光学素子の方が第3の波長に対
する回折効率が大きくなる。
The diffractive optical element according to the present embodiment uses a larger diffraction order than the diffractive optical element according to the tenth embodiment. In particular, when the period of the diffractive optical element is large, the diffractive optical element according to the present embodiment is used. The diffractive optical element of this embodiment has a higher diffraction efficiency for the third wavelength.

【0184】回折光学素子の断面形状は実質上鋸歯形状
である。ここでは、第1の波長λ1、第2の波長λ2
第3の波長λ3 、上記回折光学素子の材料の屈折率nに
対して、上記鋸歯形状の深さLが、透過型素子の場合に
は、実質上L1 =6λ1 /(n−1)とL2 =3λ2
(n−1)とL3 =4λ3 /(n−1)のうちの最小値
と最大値の範囲内にあり、基板側から入射するような反
射型素子の場合には、実質上L1 =3λ1 /nとL2
3λ2 /2nとL3 =2λ3 /nのうちの最小値と最大
値の範囲内にあり、また、空気側から入射するような反
射型素子の場合には、実質上L1 =3λ1 とL2 =3λ
2 /2とL3 =2λ3 のうちの最小値と最大値の範囲内
にあるようにして、3つの波長のいずれに対しても回折
効率が最大となるようにした。例えば、λ1 =0.40
μm、λ2 =0.80μm、λ3=0.65μm、n=
1.5の場合には、透過型素子ではL=4.8μm〜
5.2μm、反射型素子では、L=0.80μm〜0.
87μm(基板側から入射)、L=1.2μm〜1.3
μm(空気側から入射)である。
The sectional shape of the diffractive optical element is substantially a sawtooth shape. Here, the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 ,
For the third wavelength λ 3 and the refractive index n of the material of the diffractive optical element, the depth L of the sawtooth shape is substantially L 1 = 6λ 1 / (n−1) in the case of a transmission type element. ) And L 2 = 3λ 2 /
(N−1) and L 3 = 4λ 3 / (n−1) are within the range of the minimum value and the maximum value, and in the case of a reflective element that enters from the substrate side, substantially L 1 = 3λ 1 / n and L 2 =
In the case of a reflective element that falls within the range between the minimum value and the maximum value of 3λ 2 / 2n and L 3 = 2λ 3 / n, and that enters from the air side, L 1 = 3λ 1 And L 2 = 3λ
The diffraction efficiency was maximized at any of the three wavelengths by being within the range of the minimum value and the maximum value of 2/2 and L 3 = 2λ 3 . For example, λ 1 = 0.40
μm, λ 2 = 0.80 μm, λ 3 = 0.65 μm, n =
In the case of 1.5, L = 4.8 μm to
5.2 μm, L = 0.80 μm to 0.
87 μm (incident from substrate side), L = 1.2 μm to 1.3
μm (incident from the air side).

【0185】また、断面形状を階段形状で近似したマル
チレベル形状の回折光学素子を用いることも可能であ
り、そのときの最適な溝の深さは、レベル数をpとした
とき、透過型素子の場合には、実質上L1 =6(p−
1)λ1 /[p(n−1)]とL 2 =3(p−1)λ2
/[p(n−1)]とL3 =2(p−1)λ3 /[p
(n−1)]のうちの最小値と最大値の範囲内にあり、
基板側から入射するような反射型素子の場合には、実質
上L1 =3(p−1)λ1 /pnとL2 =3(p−1)
λ2 /2pnとL3 =(p−1)λ3 /pnのうちの最
小値と最大値の範囲内にあり、また、空気側から入射す
るような反射型素子の場合には、実質上L1 =3(p−
1)λ1 /pとL2 =3(p−1)λ2 /2pとL3
(p−1)λ3/pのうちの最小値と最大値の範囲内に
あることが、光利用効率が良いという意味で望ましい。
[0185] Further, a multi-section whose cross-sectional shape is approximated by a staircase shape is used.
It is also possible to use a multilevel diffractive optical element.
The optimum groove depth at that time is expressed by p as the number of levels.
Sometimes, in the case of a transmissive element, substantially L1= 6 (p-
1) λ1/ [P (n-1)] and L Two= 3 (p-1) λTwo
/ [P (n-1)] and LThree= 2 (p-1) λThree/ [P
(N-1)] within the range of the minimum value and the maximum value,
In the case of a reflective element that enters from the substrate side,
Upper L1= 3 (p-1) λ1/ Pn and LTwo= 3 (p-1)
λTwo/ 2pn and LThree= (P-1) λThree/ Pn
It is within the range of the small value and the maximum value, and is incident from the air side.
In the case of a reflective element such as1= 3 (p-
1) λ1/ P and LTwo= 3 (p-1) λTwo/ 2p and LThree=
(P-1) λThreeWithin the minimum and maximum values of / p
This is desirable in the sense that light utilization efficiency is good.

【0186】〈第12の実施の形態〉次に、本発明の第
12の実施の形態の光学ヘッドについて、上記第5もし
くは第6の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Twelfth Embodiment> Next, an optical head according to a twelfth embodiment of the present invention will be described, focusing on differences from the above-described fifth or sixth embodiment.

【0187】本実施の形態の光学ヘッドは、光源の波長
と色収差補正素子の段差が上記第5もしくは第6の実施
の形態の光学ヘッドと異なっている。
The optical head of this embodiment is different from the optical head of the fifth or sixth embodiment in the wavelength of the light source and the step of the chromatic aberration correcting element.

【0188】本実施の形態の光学ヘッドは、第1の波長
の光、及び第1の波長の光に対して略1.5倍の波長を
有する第2の波長の光を出射する単数又は複数の光源
と、光検出器と、情報記録媒体に集光する対物レンズ
と、第1及び第2の波長の光の光路中に設けられた回折
光学素子とを備えている。上記回折光学素子は、上記対
物レンズの色収差を補正する階段状もしくは実質上鋸歯
形状の段差を有する色収差補正素子であり、第1の波長
λ1 、第2の波長λ2 、上記色収差補正素子の材料の屈
折率nに対して、段差は、実質上3λ1 /(n−1)か
ら2λ2 /(n−1)の範囲内にある。
The optical head according to the present embodiment includes one or more light sources that emit light of the first wavelength and light of the second wavelength having a wavelength approximately 1.5 times that of the light of the first wavelength. , A light detector, an objective lens for converging light on an information recording medium, and a diffractive optical element provided in an optical path of light of the first and second wavelengths. The diffractive optical element is a chromatic aberration correction element having a stepped or substantially sawtooth step for correcting the chromatic aberration of the objective lens, and includes a first wavelength λ 1 , a second wavelength λ 2 , and a chromatic aberration correction element. For the refractive index n of the material, the step is substantially in the range of 3λ 1 / (n−1) to 2λ 2 / (n−1).

【0189】本実施の形態の構成によれば、第1及び第
2の波長の光に対して光利用効率の良好な色収差補正素
子を得ることができる。
According to the configuration of the present embodiment, a chromatic aberration correction element having good light use efficiency for the light of the first and second wavelengths can be obtained.

【0190】本実施の形態の光学ヘッドにおいて、光源
が出射する第1の波長λ1 の光の波長は、例えば、実質
上0.35μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、
この第1の波長λ1 の光の光源を搭載することにより、
集光スポットを小さく絞ることができ、その結果、例え
ば、10Gバイト以上の高密度ディスクを読み出すこと
ができる。また、光源が出射する第2の波長λ2 の光の
波長は、例えば、実質上0.57μm≦λ2 ≦0.68
μmの関係を満たし、この第2の波長λ2 の光の光源を
搭載することにより、例えば、2層構造を含むDVD、
DVD−Rの光ディスクを読み出すことができる。
In the optical head of this embodiment, the wavelength of the light of the first wavelength λ 1 emitted from the light source substantially satisfies the relationship of 0.35 μm ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm, for example.
By mounting the light source of the first wavelength λ 1 ,
The focused spot can be narrowed down, and as a result, for example, a high-density disk of 10 GB or more can be read. The wavelength of the light of the second wavelength λ 2 emitted from the light source is, for example, substantially 0.57 μm ≦ λ 2 ≦ 0.68
μm, and by mounting the light source of the light of the second wavelength λ 2 , for example, a DVD including a two-layer structure,
A DVD-R optical disk can be read.

【0191】〈第13の実施の形態〉次に、本発明の第
13の実施の形態の光学ヘッドについて、上記第5もし
くは第6の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Thirteenth Embodiment> Next, an optical head according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described, focusing on differences from the above-described fifth or sixth embodiment.

【0192】本実施の形態の光学ヘッドは、光源の波長
と色収差補正素子の段差が上記第5もしくは第6もしく
は第7の実施の形態の光学ヘッドと異なっている。
The optical head of this embodiment is different from the optical head of the fifth, sixth or seventh embodiment in the wavelength of the light source and the step of the chromatic aberration correcting element.

【0193】本実施の形態の光学ヘッドは、第1の波長
の光、第1の波長の光に対して略2倍の波長を有する第
2の波長の光、及び第1の波長の光に対して略1.5倍
の波長を有する第3の波長の光を出射する単数又は複数
の光源と、光検出器と、情報記録媒体に集光する対物レ
ンズと、第1、第2及び第3の波長の光の光路中に設け
られた単数又は複数の回折光学素子とを備えている。上
記回折光学素子は、上記対物レンズの色収差を補正する
階段状もしくは実質上鋸歯形状の段差を有する色収差補
正素子であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、第3
の波長λ3 、上記回折光学素子の材料の屈折率nに対し
て、段差は、4λ1 /(n−1)と2λ 2 /(n−1)
と3λ3 /(n−1)のうちの最小値と最大値の範囲内
にある。
The optical head according to the present embodiment has the first wavelength
Light having a wavelength approximately twice that of the light of the first wavelength.
About 1.5 times the light of the second wavelength and the light of the first wavelength
Singular or plural that emit light of a third wavelength having a wavelength of
Light source, photodetector, and objective
In the optical path of light of the first, second, and third wavelengths.
And one or more diffractive optical elements. Up
The diffractive optical element corrects chromatic aberration of the objective lens.
Chromatic aberration compensator with stepped or substantially sawtooth steps
A positive element and a first wavelength λ1, The second wavelength λTwo, Third
Wavelength λThreeFor the refractive index n of the material of the diffractive optical element
And the step is 4λ1/ (N-1) and 2λ Two/ (N-1)
And 3λThreeWithin the range of the minimum value and the maximum value of / (n-1)
It is in.

【0194】本実施の形態の構成によれば、第1〜第3
の波長の光のうち、第1及び第2の波長の光に対して、
特に、光利用効率の良好な光学特性を有する色収差補正
素子を得ることができる。
According to the structure of the present embodiment, the first to third
Of the light of the first wavelength and the light of the first and second wavelengths,
In particular, it is possible to obtain a chromatic aberration correction element having optical characteristics with good light use efficiency.

【0195】本実施の形態の光学ヘッドにおいて、光源
が出射する第1の波長λ1 の光の波長は、例えば、実質
上0.35μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、
この第1の波長λ1 の光の光源を搭載することにより、
集光スポットを小さく絞ることができ、その結果、例え
ば、10Gバイト以上の高密度ディスクを読み出すこと
ができる。また、光源が出射する第2の波長λ2 の光の
波長は、例えば、実質上0.57μm≦λ2 ≦0.68
μmの関係を満たし、この第2の波長λ2 の光の光源を
搭載することにより、例えば、CD、CD−Rの光ディ
スクを読み出すことができる。また、光源が出射する第
3の波長λ3 の光の波長は、例えば、実質上0.76μ
m≦λ3 ≦0.88μmの関係を満たし、この第3の波
長λ3 の光の光源を搭載することにより、例えば、2層
構造を含むDVD、DVD−Rの光ディスクを読み出す
ことができる。
In the optical head of this embodiment, the wavelength of the light of the first wavelength λ 1 emitted from the light source substantially satisfies the relationship of 0.35 μm ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm, for example.
By mounting the light source of the first wavelength λ 1 ,
The focused spot can be narrowed down, and as a result, for example, a high-density disk of 10 GB or more can be read. The wavelength of the light of the second wavelength λ 2 emitted from the light source is, for example, substantially 0.57 μm ≦ λ 2 ≦ 0.68
By satisfying the relationship of μm and mounting the light source of the light of the second wavelength λ 2 , for example, an optical disk such as a CD or CD-R can be read. The wavelength of the light of the third wavelength λ 3 emitted from the light source is, for example, substantially 0.76 μm.
By satisfying the relationship of m ≦ λ 3 ≦ 0.88 μm and mounting the light source of the light of the third wavelength λ 3 , it is possible to read, for example, DVDs and DVD-R optical disks having a two-layer structure.

【0196】〈第14の実施の形態〉次に、本発明の第
14の実施の形態の光学ヘッドについて、上記第13の
実施の形態と異なる点を中心に説明する。
<Fourteenth Embodiment> Next, an optical head according to a fourteenth embodiment of the present invention will be described, focusing on differences from the thirteenth embodiment.

【0197】本実施の形態の光学ヘッドは、色収差補正
素子の段差が上記第13の実施の形態の光学ヘッドと異
なっている。
The optical head of this embodiment is different from the optical head of the thirteenth embodiment in the level difference of the chromatic aberration correction element.

【0198】本実施の形態の光学ヘッドは、第1の波長
の光、第1の波長の光に対して略2倍の波長を有する第
2の波長の光、及び第1の波長の光に対して略1.5倍
の波長を有する第3の波長の光を出射する単数又は複数
の光源と、光検出器と、情報記録媒体に集光する対物レ
ンズと、第1、第2及び第3の波長の光の光路中に設け
られた単数又は複数の回折光学素子とを備えている。上
記回折光学素子は、上記対物レンズの色収差を補正する
階段状もしくは実質上鋸歯形状の段差を有する色収差補
正素子であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、第3
の波長λ3 、上記回折光学素子の材料の屈折率nに対し
て、段差は、6λ1 /(n−1)と3λ 2 /(n−1)
と4λ3 /(n−1)のうちの最小値と最大値の範囲内
にある。
The optical head according to the present embodiment has the first wavelength
Light having a wavelength approximately twice that of the light of the first wavelength.
About 1.5 times the light of the second wavelength and the light of the first wavelength
Singular or plural that emit light of a third wavelength having a wavelength of
Light source, photodetector, and objective
In the optical path of light of the first, second, and third wavelengths.
And one or more diffractive optical elements. Up
The diffractive optical element corrects chromatic aberration of the objective lens.
Chromatic aberration compensator with stepped or substantially sawtooth steps
A positive element and a first wavelength λ1, The second wavelength λTwo, Third
Wavelength λThreeFor the refractive index n of the material of the diffractive optical element
And the step is 6λ1/ (N-1) and 3λ Two/ (N-1)
And 4λThreeWithin the range of the minimum value and the maximum value of / (n-1)
It is in.

【0199】本実施の形態の色収差補正素子は上記第1
3の実施の形態の色収差補正素子と比べて段差が大きい
が、色収差補正素子の周期が波長に比べて十分大きいと
き、本実施の形態のように構成すれば、第1〜第3の波
長の光に対して光利用効率の良好な光学特性を有する色
収差補正素子を得ることができる。
The chromatic aberration correcting element according to the present embodiment is the first type.
When the cycle of the chromatic aberration correcting element is sufficiently large compared to the wavelength, although the level difference is larger than that of the chromatic aberration correcting element of the third embodiment, the first to third wavelengths It is possible to obtain a chromatic aberration corrector having optical characteristics with good light use efficiency with respect to light.

【0200】本実施の形態の光学ヘッドにおいて、光源
が出射する第1の波長λ1 の光の波長は、例えば、実質
上0.35μm≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、
この第1の波長λ1 の光の光源を搭載することにより、
集光スポットを小さく絞ることができ、その結果、例え
ば、10Gバイト以上の高密度ディスクを読み出すこと
ができる。また、光源が出射する第2の波長λ2 の光の
波長は、例えば、実質上0.57μm≦λ2 ≦0.68
μmの関係を満たし、この第2の波長λ2 の光の光源を
搭載することにより、例えば、CD、CD−Rの光ディ
スクを読み出すことができる。また、光源が出射する第
3の波長λ3 の光の波長は、例えば、実質上0.76μ
m≦λ3 ≦0.88μmの関係を満たし、この第3の波
長λ3 の光の光源を搭載することにより、例えば、2層
構造を含むDVD、DVD−Rの光ディスクを読み出す
ことができる。
In the optical head of this embodiment, the wavelength of the light of the first wavelength λ 1 emitted from the light source substantially satisfies the relationship of 0.35 μm ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm, for example.
By mounting the light source of the first wavelength λ 1 ,
The focused spot can be narrowed down, and as a result, for example, a high-density disk of 10 GB or more can be read. The wavelength of the light of the second wavelength λ 2 emitted from the light source is, for example, substantially 0.57 μm ≦ λ 2 ≦ 0.68
By satisfying the relationship of μm and mounting the light source of the light of the second wavelength λ 2 , for example, an optical disk such as a CD or a CD-R can be read. The wavelength of the light of the third wavelength λ 3 emitted from the light source is, for example, substantially 0.76 μm.
By satisfying the relationship of m ≦ λ 3 ≦ 0.88 μm and mounting the light source of the light of the third wavelength λ 3 , it is possible to read, for example, DVDs and DVD-R optical disks having a two-layer structure.

【0201】以上、第1〜第14の実施の形態の光学ヘ
ッドについて説明してきたが、本発明はこれらの実施の
形態に限定されるものではなく、それぞれの実施の形態
の光学ヘッドの構成を組み合わせた光学ヘッドも本発明
に含まれ、同様の効果を奏することができる。
The optical heads according to the first to fourteenth embodiments have been described above. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the configuration of the optical head according to each embodiment is described. The combined optical head is also included in the present invention, and can achieve the same effect.

【0202】尚、上記実施の形態で用いた対物レンズと
コリメータレンズは便宜上名付けたものであり、一般に
いうレンズと同じである。
The objective lens and the collimator lens used in the above embodiment are named for convenience, and are the same as generally used lenses.

【0203】また、上記実施の形態においては、光ディ
スクを例に挙げて説明したが、同様の情報記録再生装置
で厚みや記録密度など複数の仕様の異なる媒体を再生す
ることができるように設計されたカード状やドラム状、
テープ状の製品に応用することも本発明の範囲に含まれ
る。
Although the above embodiment has been described with reference to an optical disk as an example, it is designed so that a similar information recording / reproducing apparatus can reproduce a plurality of media having different specifications such as thickness and recording density. Card or drum,
Application to a tape-shaped product is also included in the scope of the present invention.

【0204】また、上記実施の形態においては、複数の
波長の光を取り扱っているが、実質上0.35μm≦λ
≦0.44μmの関係を満たす波長λの光を出射する光
源を1個だけ備えた光学ヘッドとして構成してもよい
(図7〜図10において光源を1つにした場合)。この
場合、光検出器と、光源から出射される光の光路中に設
けられた単数又は複数の回折光学素子とをさらに備え、
前記回折光学素子が、情報記録媒体に集光する対物レン
ズの色収差を補正する色収差補正素子であれば、光源か
らの出射光としてレンズの硝材の色分散の大きい0.3
5μm≦λ≦0.44μmの範囲の半導体レーザ光を用
いた場合、高周波モジュールや自励発振による数nm程
度の波長帯域の広がりや環境温度の変化によって出射光
の中心波長が変化しても、対物レンズによる大きな色収
差を補正して、光ディスク面で良好な集光スポットを得
ることができる。また、この場合、色収差補正素子を対
物レンズ上に形成すれば、色収差補正素子と対物レンズ
を1つの部品として取り扱うことができ、小型化・低コ
スト化が可能となる。また、色収差補正素子と対物レン
ズをアクチュエータによって一体的に駆動させるように
すれば、色収差補正素子と対物レンズの光軸がずれるこ
とがないので、良好な光学特性が得られる。さらに、色
収差補正素子が凸型の回折型レンズであり、対物レンズ
との両方で収束光を形成する構成にすれば、対物レンズ
自体の開口数が低減されるので、製造が容易となる。
Further, in the above embodiment, light of a plurality of wavelengths is handled, but substantially 0.35 μm ≦ λ
The optical head may include only one light source that emits light having a wavelength λ that satisfies the relationship of ≦ 0.44 μm (when one light source is used in FIGS. 7 to 10). In this case, the photodetector further includes one or more diffractive optical elements provided in an optical path of light emitted from the light source,
If the diffractive optical element is a chromatic aberration correcting element that corrects chromatic aberration of the objective lens focused on the information recording medium, the chromatic dispersion of the glass material of the lens is large as the light emitted from the light source.
When the semiconductor laser light in the range of 5 μm ≦ λ ≦ 0.44 μm is used, even if the center wavelength of the emitted light changes due to a widening of a wavelength band of about several nm due to a high-frequency module or self-excited oscillation or a change in environmental temperature, By correcting large chromatic aberration caused by the objective lens, it is possible to obtain a good condensed spot on the optical disk surface. Further, in this case, if the chromatic aberration correction element is formed on the objective lens, the chromatic aberration correction element and the objective lens can be handled as one component, and the size and cost can be reduced. Further, if the chromatic aberration correcting element and the objective lens are driven integrally by the actuator, the optical axes of the chromatic aberration correcting element and the objective lens do not deviate, so that good optical characteristics can be obtained. Further, if the chromatic aberration correcting element is a convex diffractive lens and the convergent light is formed by both the objective lens and the objective lens, the numerical aperture of the objective lens itself is reduced, thereby facilitating the manufacture.

【0205】[0205]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の種類の情報記録媒体に対応できる複数波長の光源
と回折光学素子とを備えた構成により、光利用効率の高
い光学ヘッドを実現することができる。
As described above, according to the present invention,
With a configuration including a plurality of wavelength light sources and a diffractive optical element capable of supporting a plurality of types of information recording media, an optical head with high light use efficiency can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 1 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の光学ヘッドにおけ
る回折光学素子の規格化波長と回折効率との関係を示す
グラフ
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the normalized wavelength of the diffractive optical element and the diffraction efficiency in the optical head according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態の光学ヘッドにおけ
る回折光学素子の規格化グレーティング周期と1次回折
効率及び2次回折効率との関係を示すグラフ
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the normalized grating period of the diffractive optical element and the first-order diffraction efficiency and the second-order diffraction efficiency in the optical head according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 4 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 5 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a third embodiment of the present invention.

【図6】(a)は本発明の第4の実施の形態における光
学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図、
(b)は本発明の第4の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す平面図
FIG. 6A is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a fourth embodiment of the present invention;
(B) is a plan view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 7 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第6の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 8 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】(a)は本発明の第6の実施の形態における光学
ヘッドの色収差補正素子を形成した対物レンズを示す断
面図、(b)は本発明の第6の実施の形態における光学
ヘッドの色収差補正素子を形成した対物レンズを示す平
面図
FIG. 9A is a sectional view showing an objective lens on which a chromatic aberration correcting element of an optical head according to a sixth embodiment of the present invention is formed, and FIG. 9B is an optical head according to a sixth embodiment of the present invention. Plan view showing an objective lens formed with a chromatic aberration correcting element of FIG.

【図10】本発明の第7の実施の形態における光学ヘッ
ドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 10 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a seventh embodiment of the present invention.

【図11】(a)は本発明の第8の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図、
(b)は本発明の第8の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す平面図
FIG. 11A is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to an eighth embodiment of the present invention;
(B) is a plan view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第9の実施の形態における光学ヘッ
ドの回折光学素子の規格化グレーティング周期と回折効
率との関係を示すグラフ
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the normalized grating period and the diffraction efficiency of the diffractive optical element of the optical head according to the ninth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第10の実施の形態における光学ヘ
ッドの回折光学素子の規格化グレーティング周期Λ/λ
と回折効率との関係を示すグラフ
FIG. 13 shows a normalized grating period Λ / λ of the diffractive optical element of the optical head according to the tenth embodiment of the present invention.
Graph showing the relationship between diffraction and diffraction efficiency

【図14】従来の光学ヘッドの回折光学素子の規格化波
長と1次回折効率との関係を示すグラフ
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the normalized wavelength of the diffractive optical element of the conventional optical head and the first-order diffraction efficiency.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 出射光 3 コリメータレンズ 4 対物レンズ 5 グレーティング 6 平行光 7 収束光 8 フォーカス/トラック誤差信号検出素子 9 屈折光学手段 10 屈折光学手段の斜面(第1面) 11 情報記録媒体 12 屈折光学手段の側面(第2面) 13 光検出器 14 屈折光学手段の底面(第3面) 15 立ち上げミラー 16 反射膜 17 光源・光検出器ユニット 18 ビームスプリッタ 19 色収差補正素子 20 透明基板 21 シリコン基板 22 波長安定化素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Emitted light 3 Collimator lens 4 Objective lens 5 Grating 6 Parallel light 7 Convergent light 8 Focus / track error signal detection element 9 Refractive optical means 10 Slope (first surface) of refractive optical means 11 Information recording medium 12 Refractive optical means Side surface (second surface) 13 photodetector 14 bottom surface of refractive optical means (third surface) 15 rising mirror 16 reflective film 17 light source / photodetector unit 18 beam splitter 19 chromatic aberration correction element 20 transparent substrate 21 silicon substrate 22 Wavelength stabilizing element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細美 哲雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5D119 AA41 AA43 BA01 EA01 EC03 EC47 FA05 JA03 JA07 JA09 JA29 JA46 JB02 JB04 JB10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuo Hosomi 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 5D119 AA41 AA43 BA01 EA01 EC03 EC47 FA05 JA03 JA07 JA09 JA29 JA46 JB02 JB04 JB10

Claims (51)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の波長の光及び前記第1の波長の略
2倍の波長を有する第2の波長の光を出射する単数又は
複数の光源と、光検出器と、前記第1及び第2の波長の
光の光路中に設けられた単数又は複数の回折光学素子と
を備え、前記回折光学素子が、前記第1の波長の光に対
して実質上2次の回折光を出射し、前記第2の波長の光
に対して実質上1次の回折光を出射することを特徴とす
る光学ヘッド。
A light source that emits light of a first wavelength and light of a second wavelength having a wavelength that is approximately twice the first wavelength; a photodetector; One or more diffractive optical elements provided in an optical path of light of a second wavelength, wherein the diffractive optical element emits substantially second-order diffracted light with respect to the light of the first wavelength. An optical head that emits substantially first-order diffracted light with respect to the second wavelength light.
【請求項2】 回折光学素子の断面形状が実質上鋸歯形
状であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、前記回折
光学素子の材料の屈折率nに対して、前記鋸歯形状の深
さが、透過型素子の場合には、実質上2λ1 /(n−
1)からλ2 /(n−1)の範囲内にあり、基板側から
入射する反射型素子の場合には、実質上λ 1 /nからλ
2 /2nの範囲内にあり、空気側から入射する反射型素
子の場合には、実質上λ1 からλ2 /2の範囲内にある
請求項1に記載の光学ヘッド。
2. The diffractive optical element has a substantially sawtooth cross-sectional shape.
The first wavelength λ1, The second wavelength λTwoThe diffraction
For the refractive index n of the material of the optical element, the depth of the sawtooth shape
Is substantially 2λ in the case of a transmissive element.1/ (N-
1) to λTwo/ (N-1), from the substrate side
In the case of an incident reflective element, substantially λ 1/ N to λ
Two/ 2n, a reflective element that enters from the air side
In the case of a child, substantially λ1To λTwoWithin the range of / 2
The optical head according to claim 1.
【請求項3】 回折光学素子が、情報記録媒体に集光す
る対物レンズである請求項1に記載の光学ヘッド。
3. The optical head according to claim 1, wherein the diffractive optical element is an objective lens that converges on an information recording medium.
【請求項4】 回折光学素子が、光源からの出射光を実
質上平行にするコリメータレンズである請求項1に記載
の光学ヘッド。
4. The optical head according to claim 1, wherein the diffractive optical element is a collimator lens that makes light emitted from the light source substantially parallel.
【請求項5】 回折光学素子が、フォーカス/トラック
誤差信号検出素子である請求項1に記載の光学ヘッド。
5. The optical head according to claim 1, wherein the diffractive optical element is a focus / track error signal detecting element.
【請求項6】 回折光学素子の最小周期Λmin が、第1
の波長λ1 に対してΛ min ≧10λ1 の関係を満たす請
求項1に記載の光学ヘッド。
6. The minimum period Λ of the diffractive optical element.minBut the first
Wavelength λ1Against min≧ 10λ1Satisfies the relationship
The optical head according to claim 1.
【請求項7】 回折光学素子の最小周期Λmin が、第1
の波長λ1 に対してΛ min ≧22λ1 の関係を満たす請
求項1に記載の光学ヘッド。
7. The minimum period of the diffractive optical element ΛminBut the first
Wavelength λ1Against min≧ 22λ1Satisfies the relationship
The optical head according to claim 1.
【請求項8】 第1及び第2の波長の光の光路中に、光
源からの出射光の光軸が斜めに入射する光学面を有する
屈折光学手段が設けられており、前記出射光の波長変動
に伴う回折光学素子からの回折光の回折角の変化と、前
記屈折光学手段からの屈折光の屈折角の変化とが、互い
に相殺する方向に生じる請求項1に記載の光学ヘッド。
8. A refracting optical means having an optical surface on which an optical axis of light emitted from a light source is obliquely incident is provided in an optical path of light having the first and second wavelengths, and a wavelength of the light having the wavelength of the emitted light is provided. 2. The optical head according to claim 1, wherein the change in the diffraction angle of the diffracted light from the diffractive optical element and the change in the refraction angle of the refracted light from the refraction optical unit occur in directions that cancel each other.
【請求項9】 回折光学素子が、均一周期のグレーティ
ングである請求項8に記載の光学ヘッド。
9. The optical head according to claim 8, wherein the diffractive optical element is a grating having a uniform period.
【請求項10】 回折光学素子が、開口数0.39以下
の収束光光路又は発散光光路中に配置されており、前記
回折光学素子の周期が均一である請求項8に記載の光学
ヘッド。
10. The optical head according to claim 8, wherein the diffractive optical element is arranged in a convergent light path or a divergent light path having a numerical aperture of 0.39 or less, and the period of the diffractive optical element is uniform.
【請求項11】 屈折光学手段が、3つの光学面を有す
るプリズムであり、前記3つの光学面のうち、情報記録
媒体側の面を第1面、光源側の面を第2面、それ以外の
面を第3面としたとき、光源からの出射光が、前記第2
面を透過し、前記第1面、前記第3面の順に反射して、
前記第1面を透過する構成であって、前記光源からの出
射光が前記第2面に入射する最も高い位置よりも対物レ
ンズの下部が低くなる請求項8に記載の光学ヘッド。
11. The refracting optical means is a prism having three optical surfaces, of the three optical surfaces, the first surface on the information recording medium side, the second surface on the light source side, and the other. When the third surface is the third surface, the light emitted from the light source
Transmitting through a surface, reflecting in the order of the first surface and the third surface,
9. The optical head according to claim 8, wherein the lower part of the objective lens is lower than the highest position where the light emitted from the light source is incident on the second surface, wherein the light is transmitted through the first surface. 10.
【請求項12】 プリズムの硝材のアッベ数が64以上
である請求項11に記載の光学ヘッド。
12. The optical head according to claim 11, wherein the Abbe number of the glass material of the prism is 64 or more.
【請求項13】 光源が2波長の光を出射するSHG光
源である請求項1に記載の光学ヘッド。
13. The optical head according to claim 1, wherein the light source is an SHG light source that emits light of two wavelengths.
【請求項14】 第1及び第2の波長の光がジグザグ状
に伝搬する透明基板を備え、回折光学素子が前記透明基
板上に配置された請求項1に記載の光学ヘッド。
14. The optical head according to claim 1, further comprising a transparent substrate through which light of the first and second wavelengths propagates in a zigzag manner, and wherein the diffractive optical element is disposed on the transparent substrate.
【請求項15】 第1の波長λ1 が、0.35μm≦λ
1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2の
波長λ2 が、0.76μm≦λ2 ≦0.88μmの関係
を満たす請求項1に記載の光学ヘッド。
15. The first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦ λ.
2. The optical head according to claim 1, wherein a relationship of 1 ≦ 0.44 μm is satisfied, or the second wavelength λ 2 satisfies a relationship of 0.76 μm ≦ λ 2 ≦ 0.88 μm.
【請求項16】 第1の波長λ1 が、実質上0.35μ
m≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、回折光学素子
が、情報記録媒体に集光する対物レンズの色収差を補正
する色収差補正素子である請求項1に記載の光学ヘッ
ド。
16. The first wavelength λ 1 is substantially 0.35 μm.
2. The optical head according to claim 1, wherein a relationship of m ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm is satisfied, and the diffractive optical element is a chromatic aberration correction element that corrects chromatic aberration of the objective lens focused on the information recording medium.
【請求項17】 第1の波長の光及び前記第1の波長の
略2倍の波長を有する第2の波長の光を出射する単数又
は複数の光源と、光検出器と、情報記録媒体に集光する
対物レンズと、前記第1及び第2の波長の光の光路中に
設けられた回折光学素子とを備え、前記回折光学素子
が、前記対物レンズの色収差を補正する階段状もしくは
実質上鋸歯形状の段差を有する色収差補正素子であり、
第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、前記色収差補正素子
の材料の屈折率nに対して、前記段差が、実質上2λ1
/(n−1)からλ2 /(n−1)の範囲内にあること
を特徴とする光学ヘッド。
17. A light source and a light source for emitting light of a first wavelength and light of a second wavelength having a wavelength approximately twice the first wavelength, a photodetector, and an information recording medium. An objective lens for condensing light, and a diffractive optical element provided in an optical path of the light having the first and second wavelengths, wherein the diffractive optical element has a stepwise or substantially stepwise shape for correcting chromatic aberration of the objective lens. A chromatic aberration correction element having a sawtooth-shaped step,
The step is substantially 2λ 1 with respect to the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , and the refractive index n of the material of the chromatic aberration correction element.
/ Optical head, characterized in that (n-1) from within the range of lambda 2 / (n-1).
【請求項18】 第1の波長λ1 が、0.35μm≦λ
1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2の
波長λ2 が、0.76μm≦λ2 ≦0.88μmの関係
を満たす請求項17に記載の光学ヘッド。
18. The first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦ λ.
18. The optical head according to claim 17, wherein the relationship of 1 ≦ 0.44 μm is satisfied, or the second wavelength λ 2 satisfies the relationship of 0.76 μm ≦ λ 2 ≦ 0.88 μm.
【請求項19】 色収差補正素子が対物レンズ上に形成
されている請求項17に記載の光学ヘッド。
19. The optical head according to claim 17, wherein the chromatic aberration correction element is formed on an objective lens.
【請求項20】 色収差補正素子と対物レンズがアクチ
ュエータによって一体的に駆動される請求項17に記載
の光学ヘッド。
20. The optical head according to claim 17, wherein the chromatic aberration correction element and the objective lens are driven integrally by an actuator.
【請求項21】 色収差補正素子が凸型の回折型レンズ
であり、対物レンズとの両方で収束光を形成する請求項
17に記載の光学ヘッド。
21. The optical head according to claim 17, wherein the chromatic aberration correction element is a convex diffractive lens, and forms convergent light with both the objective lens.
【請求項22】 第1の波長の光、前記第1の波長の略
2倍の波長を有する第2の波長の光、及び前記第1の波
長の略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射す
る単数又は複数の光源と、光検出器と、前記第1、第2
及び第3の波長の光の光路中に設けられた単数又は複数
の回折光学素子とを備え、前記回折光学素子が、前記第
1の波長の光に対して実質上4次の回折光を出射し、前
記第2の波長の光に対して実質上2次の回折光を出射
し、前記第3の波長の光に対して実質上3次の回折光を
出射することを特徴とする光学ヘッド。
22. A light having a first wavelength, a light having a second wavelength having a wavelength approximately twice the first wavelength, and a light having a wavelength approximately 1.5 times the first wavelength. One or more light sources that emit light of different wavelengths, a photodetector, and the first and second light sources.
And one or more diffractive optical elements provided in the optical path of light of the third wavelength, wherein the diffractive optical element emits substantially fourth-order diffracted light with respect to the light of the first wavelength. An optical head for emitting substantially second-order diffracted light with respect to the second wavelength light and emitting substantially third-order diffracted light with respect to the third wavelength light; .
【請求項23】 回折光学素子の断面形状が実質上鋸歯
形状であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、第3の
波長λ3 、前記回折光学素子の材料の屈折率nに対し
て、前記鋸歯形状の深さが、透過型素子の場合には、実
質上4λ1 /(n−1)と2λ2 /(n−1)と3λ3
/(n−1)のうちの最小値と最大値の範囲内にあり、
基板側から入射する反射型素子の場合には、実質上2λ
1 /nとλ 2 /nと3λ3 /2nのうちの最小値と最大
値の範囲内にあり、空気側から入射する反射型素子の場
合には、実質上2λ1 とλ2 と3λ3 /2のうちの最小
値と最大値の範囲内にある請求項22に記載の光学ヘッ
ド。
23. A cross-sectional shape of the diffractive optical element is substantially saw-toothed.
The first wavelength λ1, The second wavelength λTwoThe third
Wavelength λThreeFor the refractive index n of the material of the diffractive optical element
In the case where the depth of the sawtooth shape is a transmission type element,
Quality 4λ1/ (N-1) and 2λTwo/ (N-1) and 3λThree
/ (N-1) within the range of the minimum value and the maximum value,
In the case of a reflective element that enters from the substrate side, it is substantially 2λ.
1/ N and λ Two/ N and 3λThree/ 2n minimum and maximum
Field of a reflective element that falls within the range of values and enters from the air side.
In effect, 2λ1And λTwoAnd 3λThreeMinimum of / 2
23. The optical head according to claim 22, which is within a range of the maximum value and the maximum value.
De.
【請求項24】 回折光学素子の最小周期Λmin が、第
1の波長λ1 に対してΛmin ≧22λ1 の関係を満たす
請求項22に記載の光学ヘッド。
24. The optical head according to claim 22, wherein the minimum period Λ min of the diffractive optical element satisfies the relationship Λ min ≧ 22λ 1 with respect to the first wavelength λ 1 .
【請求項25】 第1の波長λ1 が、0.35μm≦λ
1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2の
波長λ2 が、0.76μm≦λ2 ≦0.88μmの関係
を満たすか、もしくは、第3の波長λ3 が、0.57μ
m≦λ3 ≦0.68μmの関係を満たす請求項22に記
載の光学ヘッド。
25. The first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦ λ.
1 ≦ 0.44 μm is satisfied, or the second wavelength λ 2 satisfies the relationship of 0.76 μm ≦ λ 2 ≦ 0.88 μm, or the third wavelength λ 3 is 0.57 μm.
23. The optical head according to claim 22, wherein a relationship m ≦ λ 3 ≦ 0.68 μm is satisfied.
【請求項26】 第1の波長λ1 が、実質上0.35μ
m≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、回折光学素子
が、情報記録媒体に集光する対物レンズの色収差を補正
する色収差補正素子である請求項22に記載の光学ヘッ
ド。
26. The first wavelength λ 1 is substantially 0.35 μm.
23. The optical head according to claim 22, wherein a relationship of m ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm is satisfied, and the diffractive optical element is a chromatic aberration correction element that corrects chromatic aberration of the objective lens focused on the information recording medium.
【請求項27】 第1の波長の光、前記第1の波長の略
2倍の波長を有する第2の波長の光、及び前記第1の波
長の略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射す
る単数又は複数の光源と、光検出器と、情報記録媒体に
集光する対物レンズと、前記第1、第2及び第3の波長
の光の光路中に設けられた単数又は複数の回折光学素子
とを備え、前記回折光学素子が、前記対物レンズの色収
差を補正する階段状もしくは実質上鋸歯形状の段差を有
する色収差補正素子であり、第1の波長λ1 、第2の波
長λ2 、第3の波長λ3 、前記回折光学素子の材料の屈
折率nに対して、前記段差が、4λ1 /(n−1)と2
λ2 /(n−1)と3λ3/(n−1)のうちの最小値
と最大値の範囲内にあることを特徴とする光学ヘッド。
27. A light having a first wavelength, a light having a second wavelength having a wavelength approximately twice the first wavelength, and a light having a wavelength approximately 1.5 times the first wavelength. A light source or a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, a photodetector, an objective lens for condensing light on an information recording medium, and provided in an optical path of the light of the first, second, and third wavelengths. A single or a plurality of diffractive optical elements, wherein the diffractive optical element is a chromatic aberration correction element having a stepped or substantially sawtooth-shaped step for correcting chromatic aberration of the objective lens, and has a first wavelength λ 1 , For the wavelength λ 2 , the third wavelength λ 3 , and the refractive index n of the material of the diffractive optical element, the step is 4λ 1 / (n−1) and 2
An optical head characterized by being within the range of the minimum value and the maximum value of λ 2 / (n−1) and 3λ 3 / (n−1).
【請求項28】 第1の波長λ1 が、0.35μm≦λ
1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2の
波長λ2 が、0.76μm≦λ2 ≦0.88μmの関係
を満たすか、もしくは、第3の波長λ3 が、0.57μ
m≦λ3 ≦0.68μmの関係を満たす請求項27に記
載の光学ヘッド。
28. The first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦ λ.
1 ≦ 0.44 μm is satisfied, or the second wavelength λ 2 satisfies the relationship of 0.76 μm ≦ λ 2 ≦ 0.88 μm, or the third wavelength λ 3 is 0.57 μm.
The optical head according to claim 27, wherein a relationship of m ≦ λ 3 ≦ 0.68 μm is satisfied.
【請求項29】 色収差補正素子が対物レンズ上に形成
されている請求項27に記載の光学ヘッド。
29. The optical head according to claim 27, wherein the chromatic aberration correction element is formed on an objective lens.
【請求項30】 色収差補正素子と対物レンズがアクチ
ュエータによって一体的に駆動される請求項27に記載
の光学ヘッド。
30. The optical head according to claim 27, wherein the chromatic aberration correction element and the objective lens are driven integrally by an actuator.
【請求項31】 色収差補正素子が凸型の回折型レンズ
であり、対物レンズとの両方で収束光を形成する請求項
27に記載の光学ヘッド。
31. The optical head according to claim 27, wherein the chromatic aberration correcting element is a convex diffractive lens, and forms convergent light with both the objective lens.
【請求項32】 第1の波長の光及び前記第1の波長の
略1.5倍の波長を有する第2の波長の光を出射する単
数又は複数の光源と、光検出器と、前記第1及び第2の
波長の光の光路中に設けられた単数又は複数の回折光学
素子とを備え、前記回折光学素子が、前記第1の波長の
光に対して実質上3次の回折光を出射し、前記第2の波
長の光に対して実質上2次の回折光を出射することを特
徴とする光学ヘッド。
32. One or more light sources for emitting light of a first wavelength and light of a second wavelength having a wavelength approximately 1.5 times the first wavelength; a photodetector; One or more diffractive optical elements provided in the optical path of the light of the first and second wavelengths, wherein the diffractive optical element converts substantially third-order diffracted light with respect to the light of the first wavelength. An optical head that emits light and emits substantially second-order diffracted light with respect to the light of the second wavelength.
【請求項33】 回折光学素子の断面形状が実質上鋸歯
形状であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、前記回
折光学素子の材料の屈折率nに対して、前記鋸歯形状の
深さが、透過型素子の場合には、実質上3λ1 /(n−
1)から2λ2/(n−1)の範囲内にあり、基板側か
ら入射する反射型素子の場合には、実質上3λ1 /2n
からλ2 /nの範囲内にあり、空気側から入射する反射
型素子の場合には、実質上3λ1 /2からλ2 の範囲内
にある請求項32に記載の光学ヘッド。
33. The cross-sectional shape of the diffractive optical element is substantially saw-toothed, and the saw-toothed shape is defined by a first wavelength λ 1 , a second wavelength λ 2 , and a refractive index n of a material of the diffractive optical element. Is substantially 3λ 1 / (n−
1) to 2λ 2 / (n−1), and in the case of a reflective element incident from the substrate side, substantially 3λ 1 / 2n
In the range of lambda 2 / n from the optical head according to claim 32 in the case of a reflective element, which is within the range of substantially 3 [lambda] 1/2 of lambda 2 incident from the air side.
【請求項34】 回折光学素子の最小周期Λmin が、第
1の波長λ1 に対してΛmin ≧16λ1 の関係を満たす
請求項32に記載の光学ヘッド。
34. The optical head according to claim 32, wherein the minimum period Λ min of the diffractive optical element satisfies the relationship of Λ min ≧ 16λ 1 with respect to the first wavelength λ 1 .
【請求項35】 第1の波長λ1 が、0.35μm≦λ
1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2の
波長λ2 が、0.57μm≦λ2 ≦0.68μmの関係
を満たす請求項32に記載の光学ヘッド。
35. The first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦ λ.
33. The optical head according to claim 32, wherein the relationship of 1 ≦ 0.44 μm is satisfied, or the second wavelength λ 2 satisfies the relationship of 0.57 μm ≦ λ 2 ≦ 0.68 μm.
【請求項36】 第1の波長λ1 が、実質上0.35μ
m≦λ1 ≦0.44μmの関係を満たし、回折光学素子
が、情報記録媒体に集光する対物レンズの色収差を補正
する色収差補正素子である請求項32に記載の光学ヘッ
ド。
36. The first wavelength λ 1 is substantially 0.35 μm.
33. The optical head according to claim 32, wherein a relationship of m ≦ λ 1 ≦ 0.44 μm is satisfied, and the diffractive optical element is a chromatic aberration correction element that corrects chromatic aberration of the objective lens focused on the information recording medium.
【請求項37】 第1の波長の光、及び前記第1の波長
の略1.5倍の波長を有する第2の波長の光を出射する
単数又は複数の光源と、光検出器と、情報記録媒体に集
光する対物レンズと、前記第1及び第2の波長の光の光
路中に設けられた回折光学素子とを備え、前記回折光学
素子が、前記対物レンズの色収差を補正する階段状もし
くは実質上鋸歯形状の段差を有する色収差補正素子であ
り、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、前記色収差補正
素子の材料の屈折率nに対して、前記段差が、実質上3
λ1 /(n−1)から2λ2 /(n−1)の範囲内にあ
ることを特徴とする光学ヘッド。
37. One or more light sources for emitting light of a first wavelength and light of a second wavelength having a wavelength approximately 1.5 times the first wavelength, a light detector, and information An objective lens for converging light on a recording medium, and a diffractive optical element provided in an optical path of the light having the first and second wavelengths, wherein the diffractive optical element corrects a chromatic aberration of the objective lens. Alternatively, it is a chromatic aberration correcting element having a substantially sawtooth-shaped step, and the step is substantially 3 with respect to the first wavelength λ 1 , the second wavelength λ 2 , and the refractive index n of the material of the chromatic aberration correcting element.
An optical head characterized by being in the range of λ 1 / (n−1) to 2λ 2 / (n−1).
【請求項38】 第1の波長λ1 が、0.35μm≦λ
1 ≦0.44μmの関係を満たすか、もしくは、第2の
波長λ2 が、0.57μm≦λ2 ≦0.68μmの関係
を満たす請求項37に記載の光学ヘッド。
38. The first wavelength λ 1 is 0.35 μm ≦ λ.
38. The optical head according to claim 37, wherein the relationship of 1 ≦ 0.44 μm is satisfied, or the second wavelength λ 2 satisfies the relationship of 0.57 μm ≦ λ 2 ≦ 0.68 μm.
【請求項39】 色収差補正素子が対物レンズ上に形成
されている請求項37に記載の光学ヘッド。
39. The optical head according to claim 37, wherein the chromatic aberration correction element is formed on an objective lens.
【請求項40】 色収差補正素子と対物レンズがアクチ
ュエータによって一体的に駆動される請求項37に記載
の光学ヘッド。
40. The optical head according to claim 37, wherein the chromatic aberration correction element and the objective lens are driven integrally by an actuator.
【請求項41】 色収差補正素子が凸型の回折型レンズ
であり、対物レンズとの両方で収束光を形成する請求項
37に記載の光学ヘッド。
41. The optical head according to claim 37, wherein the chromatic aberration correction element is a convex diffractive lens, and forms convergent light with both the objective lens.
【請求項42】 第1の波長の光、前記第1の波長の略
2倍の波長を有する第2の波長の光、及び前記第1の波
長の略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射す
る単数又は複数の光源と、光検出器と、前記第1、第2
及び第3の波長の光の光路中に設けられた単数又は複数
の回折光学素子とを備え、前記回折光学素子が、前記第
1の波長の光に対して実質上6次の回折光を出射し、前
記第2の波長の光に対して実質上3次の回折光を出射
し、前記第3の波長の光に対して実質上4次の回折光を
出射することを特徴とする光学ヘッド。
42. A light having a first wavelength, a light having a second wavelength having a wavelength approximately twice as large as the first wavelength, and a third light having a wavelength approximately 1.5 times as large as the first wavelength. One or more light sources that emit light of different wavelengths, a photodetector, and the first and second light sources.
And one or more diffractive optical elements provided in an optical path of light of a third wavelength, wherein the diffractive optical element emits substantially sixth-order diffracted light with respect to the light of the first wavelength. An optical head for emitting substantially third-order diffracted light with respect to the second wavelength light and emitting substantially fourth-order diffracted light with respect to the third wavelength light; .
【請求項43】 回折光学素子の断面形状が実質上鋸歯
形状であり、第1の波長λ1 、第2の波長λ2 、第3の
波長λ3 、前記回折光学素子の材料の屈折率nに対し
て、前記鋸歯形状の深さが、透過型素子の場合には、実
質上6λ1 /(n−1)と3λ2 /(n−1)と4λ3
/(n−1)のうちの最小値と最大値の範囲内にあり、
基板側から入射する反射型素子の場合には、実質上3λ
1 /nと3λ2 /2nと2λ3 /nのうちの最小値と最
大値の範囲内にあり、空気側から入射する反射型素子の
場合には、実質上3λ1 と3λ2/2と2λ3のうちの最
小値と最大値の範囲内にある請求項42に記載の光学ヘ
ッド。
43. A cross-sectional shape of the diffractive optical element is substantially saw-toothed, and has a first wavelength λ 1 , a second wavelength λ 2 , a third wavelength λ 3 , and a refractive index n of a material of the diffractive optical element. On the other hand, when the depth of the sawtooth shape is a transmission element, the depth is substantially 6λ 1 / (n−1), 3λ 2 / (n−1) and 4λ 3.
/ (N-1) within the range of the minimum value and the maximum value,
In the case of a reflective element entering from the substrate side, substantially 3λ
In the range of minimum and maximum value of 1 / n and 3 [lambda] 2 / 2n and 2 [lambda] 3 / n, in the case of a reflective element that enters from the air side, the substantially 3 [lambda] 1 and 3 [lambda] 2/2 the optical head according to claim 42 which is within the range of minimum and maximum value of 2 [lambda] 3.
【請求項44】 第1の波長の光、前記第1の波長の略
2倍の波長を有する第2の波長の光、及び前記第1の波
長の略1.5倍の波長を有する第3の波長の光を出射す
る単数又は複数の光源と、光検出器と、情報記録媒体に
集光する対物レンズと、前記第1、第2及び第3の波長
の光の光路中に設けられた単数又は複数の回折光学素子
とを備え、前記回折光学素子が、前記対物レンズの色収
差を補正する階段状もしくは実質上鋸歯形状の段差を有
する色収差補正素子であり、第1の波長λ1 、第2の波
長λ2 、第3の波長λ3 、前記回折光学素子の材料の屈
折率nに対して、前記段差が、実質上6λ1 /(n−
1)と3λ2 /(n−1)と4λ3 /(n−1)のうち
の最小値と最大値の範囲内にあることを特徴とする光学
ヘッド。
44. A light having a first wavelength, a light having a second wavelength having a wavelength approximately twice as large as the first wavelength, and a light having a wavelength approximately 1.5 times as large as the first wavelength. A light source or a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, a photodetector, an objective lens for condensing light on an information recording medium, and provided in an optical path of the light of the first, second, and third wavelengths. A single or a plurality of diffractive optical elements, wherein the diffractive optical element is a chromatic aberration correction element having a stepped or substantially sawtooth-shaped step for correcting chromatic aberration of the objective lens, and has a first wavelength λ 1 , The step is substantially 6λ 1 / (n−2) with respect to the wavelength λ 2 , the third wavelength λ 3 , and the refractive index n of the material of the diffractive optical element.
1) An optical head characterized by being within a range of a minimum value and a maximum value among 3λ 2 / (n−1) and 4λ 3 / (n−1).
【請求項45】 色収差補正素子が対物レンズ上に形成
されている請求項44に記載の光学ヘッド。
45. The optical head according to claim 44, wherein the chromatic aberration correction element is formed on the objective lens.
【請求項46】 色収差補正素子と対物レンズがアクチ
ュエータによって一体的に駆動される請求項44に記載
の光学ヘッド。
46. The optical head according to claim 44, wherein the chromatic aberration correction element and the objective lens are driven integrally by an actuator.
【請求項47】 色収差補正素子が凸型の回折型レンズ
であり、対物レンズとの両方で収束光を形成する請求項
44に記載の光学ヘッド。
47. The optical head according to claim 44, wherein the chromatic aberration correction element is a convex diffractive lens, and forms convergent light with both the objective lens.
【請求項48】 実質上0.35μm≦λ≦0.44μ
mの関係を満たす波長λの光を出射する光源と、光検出
器と、前記光源から出射される光の光路中に設けられた
単数又は複数の回折光学素子とを備え、前記回折光学素
子が、情報記録媒体に集光する対物レンズの色収差を補
正する色収差補正素子であることを特徴とする光学ヘッ
ド。
48. Substantially 0.35 μm ≦ λ ≦ 0.44 μ
a light source that emits light having a wavelength λ that satisfies the relationship of m, a photodetector, and one or more diffractive optical elements provided in an optical path of light emitted from the light source. An optical head comprising a chromatic aberration correction element for correcting chromatic aberration of an objective lens condensed on an information recording medium.
【請求項49】 色収差補正素子が対物レンズ上に形成
されている請求項48に記載の光学ヘッド。
49. The optical head according to claim 48, wherein the chromatic aberration correction element is formed on the objective lens.
【請求項50】 色収差補正素子と対物レンズがアクチ
ュエータによって一体的に駆動される請求項48に記載
の光学ヘッド。
50. The optical head according to claim 48, wherein the chromatic aberration correction element and the objective lens are driven integrally by an actuator.
【請求項51】 色収差補正素子が凸型の回折型レンズ
であり、対物レンズとの両方で収束光を形成する請求項
48に記載の光学ヘッド。
51. The optical head according to claim 48, wherein the chromatic aberration correction element is a convex diffractive lens, and forms convergent light with both the objective lens.
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